JP4946396B2

JP4946396B2 - 遠心送風機

Info

Publication number: JP4946396B2
Application number: JP2006323399A
Authority: JP
Inventors: 誠司白濱; 和郎荻野; 豊堀井; 篤長田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2026-11-30
Also published as: JP2008138536A

Description

本発明は、空調用送風機器や換気送風機器等に使用される遠心送風機に関するものである。

従来、この種の遠心送風機は、電動機の回転軸に連結される円盤状の主板と、主板と同心円で中心に吸込み口を備えるドーナツ状の吸込みシュラウドとで複数の羽根板を環状に挟んで固定したインペラと、吸込みシュラウドの吸込み口に空気を導く吸込み胴とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その遠心送風機について図２０を参照しながら説明する。

図に示すように、特許文献１の遠心送風機１０１は、吸込みシュラウド１０２を備えるインペラ１０３と、インペラ１０３に向かって先細に形成される円錐状の吸込み胴１０４と、吸込み胴１０４と同心で吸込み胴１０４の端部１０５が内側に突出するように連結された円筒状のマウス片１０６とを備え、マウス片１０６はインペラ１０３の吸込み口１０７に挿入されて固定されている。また、インペラ１０３の芯ぶれやアンバランスによる振動などによってマウス片１０６と吸込み口１０７とが接触したり、送風する空気に含まれた異物が詰まったりすることにより、摩擦によるロスや磨耗の発生、衝突による破壊が起こらないように、マウス片１０６と吸込み口１０７は間隙１０８を保った構成となっている。

上記構成において、インペラ１０３が回転すると、インペラ１０３の昇圧作用により吸込み胴１０４から流入した空気がマウス片１０６を通って吸込み口１０７からインペラ１０３に回転軸方向に流入し、遠心方向に方向を変えてインペラ１０３から流出するが、マウス片１０６の内側に吸込み胴１０４が突出している部分で吸込み胴１０４から流出した空気の一部がマウス片１０６との間で剥離渦１０９を形成するため、その部分の圧力が減少し、空気の流れを引き付けるため、吸込み胴１０４から回転軸方向に流入する空気をスムーズに遠心方向に方向を変えるように促している。
特許第３３２５５７４号公報

このとき、インペラ１０３から流出した空気よりも吸込み口１０７の空気のほうが圧力が低いため、インペラ１０３から流出した空気の一部は、マウス片１０６とインペラ１０３の吸込み口１０７の間隙１０８を通って再びインペラ１０３の吸込み口１０７に流れ込む循環流れ１１０を形成するが、このような従来の遠心送風機１では間隙１０８から回転軸方向に噴出する循環流れ１１０が吸込み口１０７から流入した時に、吸込み胴１０４から流入し遠心方向に流れる空気に衝突して遠心方向の流れを乱し、送風性能を低減させるという課題があり、循環流れ１１０が吸込み胴１０４から流入し遠心方向に流れる空気に衝突して流れを乱すことがないようにし、送風効率を向上することが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、循環流れが吸込み胴からインペラに流入した主流に衝突して遠心方向の流れを乱すことがなく、送風効率を向上することができる遠心送風機を提供することを目的としている。

本発明の遠心送風機は上記目的を達成するために、空気を吸込む吸込み用開口と空気を吐き出す吐出用開口を備える外郭内に、電動機と、電動機の回転軸に連結される円盤状の主板と主板と同心円で中心に空気を吸込む吸込み口を備えるドーナツ状の吸込みシュラウドとで複数の羽根板を環状に挟んで形成されるインペラと、吸込みシュラウドの吸込み口に外郭の吸込み用開口からの空気を導くように固定された吸込み胴とを備え、吸込み胴の下流端が吸込みシュラウドの吸込み口よりインペラの内部に挿入され、かつ吸込み胴と吸込みシュラウドとの間に間隙を備えた遠心送風機で、インペラから流出した空気の一部が吸込み胴と吸込みシュラウドとの間の間隙から吸込み口へ流れ込んで発生する循環流れの間隙からの吹き出し方向を遠心方向に向けるようにし、吸込み胴の下流端の内径が、吸込みシュラウドの吸込み口の最小内径よりも大きくかつ周方向に一様でないことを特徴とする遠心送風機としたものである。

この手段により、インペラから流出した空気の一部が吸込み胴と吸込みシュラウドの間隙を通って再びインペラの吸込み口に流れ込んで形成される循環流れが間隙から吹き出す方向を遠心方向に向けることができるため、循環流れが吹き出す方向を吸込み胴からインペラに流入し遠心方向に流れる主流に沿わせることができ、主流に循環流れが衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる遠心送風機が得られる。また、この手段により、外郭の吸込み用開口近傍の形状やインペラの周囲の形状などによりインペラから吹き出す流れが周方向に一様でない場合に、周方向のそれぞれの部位の流れに最適になるように吸込み胴の下流端の内径を設定することができるため、循環流れが間隙から吹き出す方向を確実に遠心方向に向けることができ、循環流れが吹き出す方向を吸込み胴からインペラに流入し遠心方向に流れる主流に沿わせることができ、主流に循環流れが衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、吸込み胴の下流端を遠心方向に曲げたことを特徴とする遠心送風機としたものである。

この手段により、循環流れが間隙から吹き出す方向を遠心方向に向けることができるため、循環流れが吹き出す方向を吸込み胴からインペラに流入し遠心方向に流れる主流に沿わせることができ、主流に循環流れが衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、吸込み胴の最小内径位置より上流の部分に、吸込み胴の上流端に向かって内径が拡大するベルマウス形状部を備えたことを特徴とする遠心送風機としたものである。

この手段により、吸込み胴の上流側がベルマウス形状であるため、空気の吸込み胴への流入を円滑にし、圧力損失を低減することができ、送風効率を向上することができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、吸込み胴の最小内径位置より下流の部分に、吸込み胴の下流端に向かって内径が拡大するベルマウス形状部を備えたことを特徴とする遠心送風機としたものである。

この手段により、吸込み胴の下流側がベルマウス形状であるため、吸込み胴からインペラへ流入する空気を円滑に遠心方向に向けることができ、圧力損失を低減し、送風効率を向上することができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、吸込み胴の肉厚が吸込み胴の下流端に向かって漸次薄くなっていることを特徴とする遠心送風機としたものである。

この手段により、吸込み胴の下流端の厚みによって形成される段差を減少させて渦の発生を抑制することができ、吸込み胴からインペラに流入する空気と循環流れの両方を円滑に遠心方向に向けることができ、送風効率を向上することができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、吸込みシュラウドに、吸込み口の内径が主板側に向かって拡大するベルマウス形状部を備えたことを特徴とする遠心送風機としたものである。

この手段により、吸込み胴から流入する空気の流れ、または吸込み胴と吸込みシュラウドの間隙を流れ吹き出す循環流れ、またはその両者の流れを円滑に遠心方向に変更することができるため、圧力損失を低減でき、また吸込み胴からインペラに流入し遠心方向に流れる主流に循環流れが衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる遠心送風機が得られる。

本発明によれば、循環流れが吸込み胴からインペラに流入した主流に衝突して遠心方向の流れを乱すことがなく、送風効率を向上することができる遠心送風機を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、空気を吸込む吸込み用開口と空気を吐き出す吐出用開口を備える外郭内に、電動機と、電動機の回転軸に連結される円盤状の主板と主板と同心円で中心に空気を吸込む吸込み口を備えるドーナツ状の吸込みシュラウドとで複数の羽根板を環状に挟んで形成されるインペラと、吸込みシュラウドの吸込み口に外郭の吸込み用開口からの空気を導くように固定された吸込み胴とを備え、吸込み胴の下流端が吸込みシュラウドの吸込み口よりインペラの内部に挿入され、かつ吸込み胴と吸込みシュラウドとの間に間隙を備えた遠心送風機で、インペラから流出した空気の一部が吸込み胴と吸込みシュラウドとの間の間隙から吸込み口へ流れ込んで発生する循環流れの間隙からの吹き出し方向を遠心方向に向けるようにしたことを特徴とする遠心送風機としたものであり、インペラから流出した空気の一部が吸込み胴と吸込みシュラウドの間隙を通って再びインペラの吸込み口に流れ込んで形成される循環流れが間隙から吹き出す方向を遠心方向に向けることができるため、循環流れが吹き出す方向を吸込み胴からインペラに流入し遠心方向に流れる主流に沿わせることができ、主流に循環流れが衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができるという作用を有する。また、吸込み胴の下流端の内径が、吸込みシュラウドの吸込み口の最小内径よりも大きくかつ周方向に一様でないことを特徴とする遠心送風機としたものであり、外郭の吸込み用開口近傍の形状やインペラの周囲の形状などによりインペラから吹き出す流れが周方向に一様でない場合に、周方向のそれぞれの部位の流れに最適になるように吸込み胴の下流端の内径を設定することができるため、循環流れが間隙から吹き出す方向を確実に遠心方向に向けることができ、循環流れが吹き出す方向を吸込み胴からインペラに流入し遠心方向に流れる主流に沿わせることができ、主流に循環流れが衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができるという作用を有する。

また、吸込み胴の下流端を遠心方向に曲げたことを特徴とする遠心送風機としたものであり、循環流れが間隙から吹き出す方向を遠心方向に向けることができるため、循環流れが吹き出す方向を吸込み胴からインペラに流入し遠心方向に流れる主流に沿わせることができ、主流に循環流れが衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができるという作用を有する。

また、吸込み胴の最小内径位置より上流の部分に、吸込み胴の上流端に向かって内径が拡大するベルマウス形状部を備えたことを特徴とする遠心送風機としたものであり、吸込み胴の上流側がベルマウス形状であるため、空気の吸込み胴への流入を円滑にし、圧力損失を低減することができ、送風効率を向上することができるという作用を有する。

また、吸込み胴の最小内径位置より下流の部分に、吸込み胴の下流端に向かって内径が拡大するベルマウス形状部を備えたことを特徴とする遠心送風機としたものであり、吸込み胴の下流側がベルマウス形状であるため、吸込み胴からインペラへ流入する空気を円滑に遠心方向に向けることができ、圧力損失を低減し、送風効率を向上することができるという作用を有する。

また、吸込み胴の肉厚が吸込み胴の下流端に向かって漸次薄くなっていることを特徴とする遠心送風機としたものであり、吸込み胴の下流端の厚みによって形成される段差を減少させて渦の発生を抑制することができ、吸込み胴からインペラに流入する空気と循環流れの両方を円滑に遠心方向に向けることができ、送風効率を向上することができるという作用を有する。

また、吸込みシュラウドに、吸込み口の内径が主板側に向かって拡大するベルマウス形状部を備えたことを特徴とする遠心送風機としたものであり、吸込み胴から流入する空気の流れ、または吸込み胴と吸込みシュラウドの間隙を流れ吹き出す循環流れ、またはその両者の流れを円滑に遠心方向に変更することができるため、圧力損失を低減でき、また吸込み胴からインペラに流入し遠心方向に流れる主流に循環流れが衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（参考の形態１）
図１から図３に示すように、比較的小型のビル空調機器用送風機として用いられる遠心送風機１は、側面に空気を吸込む吸込み用開口２と別の側面に空気を吐き出す吐出用開口３を備えた内寸が幅１，０００ｍｍ、奥行き６００ｍｍ、高さ８００ｍｍの直方体状の外郭４内に、架台５と、架台５に回転軸６が水平になるように固定された電動機７と、電動機７の回転軸６に連結され電動機７の回転によって空気を送風するインペラ８と、インペラ８に外郭４の吸込み用開口２からの空気を導くように外郭４に固定された吸込み胴９を備えている。

インペラ８の形状は必要とされる空調用の送風能力によって決定されるが、この例のインペラ８は、中心が電動機７の回転軸６に連結された厚さ２ｍｍの円盤状で直径２５７ｍｍの主板１０と、主板１０と同心円で中心に空気を吸込む吸込み口１１を備えるドーナツ状で厚さ２ｍｍで直径２５７ｍｍの吸込みシュラウド１２とで、主板１０から吸込みシュラウド１２に向かって垂直に伸びる厚さ１．５ｍｍの板状の羽根板１３が７枚等間隔に環状に挟まれて形成されており、羽根板１３は内径Ｄｂｉが１５５ｍｍ、外径Ｄｂｏが２３０ｍｍ、出口幅６４．５ｍｍで、羽根板１３の前縁１４の入口角度αは回転方向に６０度、羽根板１３の後縁１５の出口角度βは回転方向と逆方向に４５度であるターボファン形状のインペラ８とする。

インペラ８を形成する吸込みシュラウド１２は、吸込み口１１の上流端１６が回転軸方向に１０ｍｍの長さで内径Ｄｓが１４４ｍｍの円筒部１７で、円筒部１７の下流端１８から主板１０側に向かって内径が拡大するベルマウス形状部１９を備え、ベルマウス形状部１９の回転軸６を通る平面での断面は外半径３４ｍｍの円弧形状であり、ベルマウス形状部１９より外周側はベルマウス形状部１９と滑らかにつながる平板となっている。また、この吸込みシュラウド１２の形状では、最小内径位置は吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の円筒部１７となる。

吸込み胴９は、回転軸６方向の長さが３０ｍｍで内径Ｄｉが１３４ｍｍの厚さ１．５ｍｍの円筒部２０と、円筒部２０から上流側に向かって内径が拡大するベルマウス形状部２１と、円筒部２０から下流側に向かって内径が拡大するベルマウス形状部２２と、円筒部２０の上流側のベルマウス形状部２１と滑らかにつながり外郭４の吸込み用開口２に固定されるフランジ部２３とを備え、円筒部２０の下流端２４は吸込みシュラウド１２の円筒部１７の下流端１８と回転軸６方向に同位置に位置し、吸込みシュラウド１２の円筒部１７と吸込み胴９の円筒部２０は、インペラ８の芯ぶれやアンバランスによる振動により引き起こされる接触、摩擦ロス、磨耗、衝突による破壊等が起こらないように、３．５ｍｍの間隙２５をもって、回転軸６方向に重合している。また吸込み胴９の円筒部２０より上流のベルマウス形状部２１の回転軸６を通る平面での断面は内半径２０ｍｍの円弧形状で、円筒部２０より下流のベルマウス形状部２２の回転軸を通る平面での断面は内半径３７．５ｍｍの円弧形状で、同平面での円筒部２０より下流のベルマウス形状部２２の断面の内側円弧は、インペラ８の吸込みシュラウド１２のベルマウス形状部１９の断面と同心円で、吸込み胴９の円筒部２０より下流のベルマウス形状部２２と吸込みシュラウド１２のベルマウス形状部１９は３．５ｍｍの間隙２５を形成しており、よって吸込み胴９と吸込みシュラウド１２との間隙２５は全域で３．５ｍｍで一定となっている。また吸込み胴９の下流端２６は、内径Ｄｏが１５０ｍｍで吸込みシュラウド１２の円筒部１７の内径Ｄｓ（１４４ｍｍ）よりも大きく、厚さは０．５ｍｍで、吸込み胴９の下流端２６から回転軸６方向に１７．５ｍｍの位置から下流端２６に向かって吸込み胴９の厚みが漸次薄くなっている。またこの吸込み胴９は、円筒部２０の上流側、下流側ともにベルマウス形状部２１、２２を備えているので、最小内径位置は吸込み胴９の円筒部２０となる。

上記構成において、電動機７によりインペラ８が回転すると、インペラ８の羽根板１３が回転することによる昇圧作用により、外郭４の吸込み用開口２と連通した外郭４の外側の空気が吸込み胴９を介してインペラ８に導入され、インペラ８から吹き出した空気が吐出用開口３より外郭４の外側に排出される。遠心送風機１が空調機器用送風機の場合、吸込み用開口２から吸込まれる空気は熱交換器などの温湿度等を調整する機器からの空気で、吐出用開口３から吐き出される空気はダクト等を通じて空調する空間へ運ばれる空気であることが一例として挙げられる。

このとき、吸込み胴９は一部がインペラ８内に挿入された位置関係にあるため、吸込み胴９からの空気は確実にインペラ８内に導入されるが、インペラ８から流出した空気よりもインペラ８の吸込み口１１の空気のほうが圧力が低いため、インペラ８から流出した空気の一部は、吸込み胴９と吸込みシュラウド１２との間の間隙２５から吸込みシュラウド１２の吸込み口１１へ流れ込んで循環流れ２７を形成する。吸込み胴９は円筒部２０より下流端２６に向かって内径が大きくなるベルマウス形状部２２を備えるため、吸込み胴９の下流端２６は遠心方向に曲がっており、循環流れ２７が間隙２５から吹き出す方向を遠心方向に向けることができ、また吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の最小内径である吸い込みシュラウド１２の円筒部１７の内径Ｄｓよりも吸込み胴９の下流端２６の内径Ｄｏが大きいため、循環流れ２７が間隙２５から吹き出す方向を確実に遠心方向に向けることができ、循環流れ２７が吹き出す方向を吸込み胴９からインペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に沿わせることができ、主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

また、吸込みシュラウド１２に内径が主板１０側に向かって拡大するベルマウス形状部１９を備えたことにより、吸込み胴９から流入する主流２８と吸込み胴９と吸込みシュラウド１２の間隙２５を流れ吹き出す循環流れ２７を円滑に遠心方向に変更することができるため、圧力損失を低減でき、また主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

また、吸込み胴９の肉厚が吸込み胴９の下流端２６に向かって漸次薄くなっていることにより、吸込み胴９の下流端２６の厚みによって形成される段差を減少させて渦の発生を抑制することができ、吸込み胴９からインペラ８に流入する主流２８と循環流れ２７の両方を円滑に遠心方向に向けることができ、送風効率を向上することができる。

また、吸込み胴９と吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の両方に、回転軸６方向に平行な円筒部１７，２０を備え、円筒部１７、２０が回転軸６方向に重合している部分で吸込み胴９と吸込みシュラウド１２の間隙２５を流れる循環流れ２７を整流して吸込み胴９の下流端２６へ導くことができ、また、吸込み胴９のインペラ８への挿入部と、吸込みシュラウド１２との間隙２５が全域で一定となっていることにより、吸込み胴９と吸込みシュラウド１２の間隙２５を流れる循環流れ２７の急激な圧力変動を抑制することができるため、循環流れ２７の吹き出し方向を円滑に遠心方向に変更することができ、吸込み口１１からインペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

また、吸込み胴９の最小内径位置である円筒部２０より上流の部分に、吸込み胴９の上流側に向かって内径が拡大するベルマウス形状部２１を備えたことにより、空気の吸込み胴９への流入を円滑にし、圧力損失を低減することができ、送風効率を向上することができる。

図４に、吸込み胴９と吸込みシュラウド１２の間隙２５からの循環流れ２７を吸込み胴９からインペラ８に流れる主流２８に沿わせるようにした実施の形態１の形状と、この実施の形態１の形状から吸込み胴９の下流端２６のベルマウス形状部２２を取り外し、循環流れ２７が吸込み胴９からインペラ８に流れる主流２８にぶつかる形状とを比較した風量と圧力、風量と全圧効率の関係を表す線図を示す。図４より、循環流れ２７が間隙２５から吹き出す方向を遠心方向に向け、インペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に沿わせることにより、送風効率を向上することができることが分かる。

なお、吸込みシュラウド１２の円筒部１７と吸込み胴９の円筒部２０は３．５ｍｍの間隙２５をもち、また、吸込み胴９と吸込みシュラウド１２との間隙２５は全域で３．５ｍｍで一定としたが、循環流れ２７の量は小さいほど送風効率は向上するので、インペラ８の芯ぶれやアンバランスによる振動により引き起こされる接触、摩擦ロス、磨耗、衝突による破壊等が起こらない程度で小さいほど良い。

なお、吸込み胴９の下流端２６の内径Ｄｏは、下流端２６全周でなく、一部が吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の最小内径より大きい場合でも、効果は劣るが、同様の効果を得ることができる。

またなお、吸込み胴９の下流端２６の内径Ｄｏが吸込みシュラウド１２の最小内径より大きいとしたが、部品製造などの条件や端面処理加工などにより吸込み胴９の下流端２６が折り曲げられるなどして、下流端２６ではない部分の内径が吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の最小内径より大きい場合でも、同様の効果を得ることができる。

またなお、吸込み胴９の下流端２６の厚みは、強度や加工性の観点から０．５ｍｍとしたが、より薄ければなお良い。

またなお、インペラ８は羽根板１３の後縁１５の出口角度βが回転方向と逆方向に４５度であるターボファン形状としたが、ラジアルファンや多翼ファンなどの遠心ファンでも同様の効果を得ることができる。

（参考の形態２）
図５に示すように、内径Ｄｉが１３４ｍｍの厚さ１．５ｍｍの吸込み胴９の円筒部２０と、その円筒部２０の下流側に、円周方向に１２０度の角度の範囲でベルマウス形状部２２を備え、その下流端２６の内径Ｄｏは１４５ｍｍで、吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の円筒部１７の内径Ｄｓ（１４４ｍｍ）よりも大きい構成となっており、遠心送風機１を組み立てる際に、外郭４、電動機７、インペラ８などの構成部品を組み立てた後に、吸込み胴９を傾けることによってインペラ８の吸込みシュラウド１２の吸込み口１１に挿入し、外郭４に固定することが可能となった構成となっている。

この構成により、遠心送風機１を容易に組み立てをすることができ、また周方向に１２０度の範囲ではあるが循環流れ２７が間隙２５から吹き出す方向を確実に遠心方向に向けることができるため、循環流れ２７が吹き出す方向を吸込み胴９からインペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に沿わせることができ、主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制して送風効率を向上することができる。

（実施の形態１）
図６、７に示すように、インペラ８と外郭４との間の上方向距離よりも下方向距離のほうが短く、また吸込み胴９は円筒部２０の下流側にベルマウス形状部２２を備え、その下流端２６の内径Ｄｏは上側の半分は１５０ｍｍ、下側半分は１４５ｍｍであり、吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の円筒部１７の内径Ｄｓ（１４４ｍｍ）よりも大きくかつ周方向に一様でない構成となっている。

この構成により、インペラ８と外郭４の距離に上下で違いがあるため、インペラ８から吹き出す流れは外郭４と衝突するまでの距離が違うことにより周方向に一様でなく、インペラ８と外郭４との距離が短い下方向は、外郭４にぶつかってインペラ８の羽根板１３に戻ってくる逆流２９が発生するが、吸込み胴９の下側半分の下流端２６の内径Ｄｏを上側半分の下流端２６の内径Ｄｏよりも短くし、吸込み胴９と吸込みシュラウド１２の間隙２５を流れる循環流れ２７が吹き出す方向をやや回転軸６方向に向け、逆流２９を抑制することができる。このように、周方向のそれぞれの部位の流れに最適になるように吸込み胴９の下流端２６の内径Ｄｏを設定することにより、循環流れ２７が間隙２５から吹き出す方向を確実に遠心方向に向けることができ、循環流れ２７が吹き出す方向を吸込み胴９からインペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に沿わせることができ、主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

（参考の形態３）
図８に示すように、吸込み胴９の円筒部２０より下流の部分に吸込み胴９の下流端２６に向かって内径が拡大するベルマウス形状部２２を備え、また、吸込みシュラウド１２に、吸込み口１１の内径が主板１０側に向かって拡大するベルマウス形状部１９を備え、吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の円筒部１７の内径Ｄｓが１４４ｍｍであるのに対し、吸込み胴９の下流端２６の内径Ｄｏは１４２ｍｍで吸込みシュラウド１２の円筒部１７の内径Ｄｓよりも小さく、また、吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の円筒部１７よりも下流の部分で吸込み胴９と吸込みシュラウド１２との間隙２５が全域で一定となった構成となっている。

この構成により、吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の最小内径である円筒部１７の内径Ｄｓよりも吸込み胴９の下流端２６の内径Ｄｏが小さいため、遠心送風機１を組み立てる際に、外郭４、電動機７、インペラ８などの構成部品を組み立てた後に、吸込み胴９を容易に挿入して組み立てることができる。また吸込み胴９の下流側のベルマウス形状部２２と吸込みシュラウド１２のベルマウス形状部１９の間隙２５が一定であるため循環流れ２７が吸込みシュラウド１２のベルマウス形状部１９に沿って円滑に流れることができ、また吸込み胴９の下流側にベルマウス形状部２２を備えることにより循環流れ２７が間隙２５から吹き出す方向を遠心方向に向けることができるため、循環流れ２７が吹き出す方向を吸込み胴９からインペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に沿わせることができ、主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

（参考の形態４）
図９に示すように、吸込み胴９の円筒部２０より下流の部分に、吸込み胴９の下流端２６に向かって内径が拡大するベルマウス形状部２２を備え、また吸込みシュラウド１２に、吸込み口１１の内径が主板１０側に向かって拡大するベルマウス形状部１９を備え、吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の円筒部１７の内径Ｄｓが１４４ｍｍであるのに対し、吸込み胴９の下流端２６の内径Ｄｏは１４２ｍｍで吸込みシュラウド１２の円筒部１７の内径Ｄｓよりも小さく、また吸込み胴９の下流側のベルマウス形状部２２と吸込みシュラウド１２のベルマウス形状部１９は回転軸６方向に重合し、吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の円筒部１７よりも下流の部分で吸込み胴９と吸込みシュラウド１２との間隙２５が吸込み胴９の下流端２６に向かって漸次小さくなり、再接近部Ｐで２ｍｍの距離となった構成となっている。

この構成により、吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の最小内径である円筒部１７の内径Ｄｓよりも吸込み胴９の下流端２６の内径Ｄｏが小さいため、遠心送風機１を組み立てる際に、外郭４、電動機７、インペラ８などの構成部品を組み立てた後に、吸込み胴９を容易に挿入して組み立てることができる。また吸込み胴９の下流側のベルマウス形状部２２と吸込みシュラウド１２のベルマウス形状部１９は回転軸６方向に重合しているため循環流れ２７が間隙２５から吹き出す位置が吸込みシュラウド１２のベルマウス形状部１９となり、かつ吸込み胴９の吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の円筒部１７よりも下流の部分で間隙２５が吸込み胴９の下流端２６に向かって漸次小さくなっているため、循環流れ２７が間隙２５から吹き出す風速を速くすることができるため、コアンダー効果により、間隙２５から吹き出した循環流れ２７を吸込みシュラウド１２に滑らかに沿わせることができ、吸込み胴９からインペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

（参考の形態５）
図１０に示すように、吸込みシュラウド１２の、循環流れ２７が間隙２５から吹き出す部分に深さ０．５ｍｍの溝３０を全周に備えた構成となっている。

この構成により、吸込み胴９と吸込みシュラウド１２の間隙２５から吹き出した循環流れ２７が、内部に発生する渦によって低圧となった溝３０に引き寄せられるため、間隙２５から吹き出す循環流れ２７を吸込みシュラウド１２に沿わせて円滑に遠心方向に変更することができ、吸込み胴９からインペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

なお、吸込みシュラウド１２に設ける溝３０を、同心円の複数の溝３０とすれば、間隙２５から吹き出す循環流れ２７を吸込みシュラウド１２に引き寄せる効果を高めることができる。

またなお、溝３０を設ける部分は吸込みシュラウド１２の全周としたが、羽根板１３の近傍などで溝３０を設けることが困難な場合は、全周ではなく一部に溝３０を設けても、効果の度合いは劣るが同様の効果を得ることができる。

（参考の形態６）
図１１に示すように、吸込みシュラウド１２の、循環流れ２７が間隙２５から吹き出す部分に、ディンプル３１を備えた構成となっている。

この構成により、吸込み胴９と吸込みシュラウド１２の間隙２５から吹き出した循環流れ２７が、ディンプル３１により発生する乱流によって低圧となって引き寄せられるため、循環流れ２７の吹き出し方向を吸込みシュラウド１２に沿わせて円滑に遠心方向に変更することができ、吸込み胴９からインペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

（参考の形態７）
図１２に示すように、吸込みシュラウド１２のベルマウス形状部１９は一部の厚みが厚く、循環流れ２７が間隙２５から吹き出す部分に段差３２を備えた構成となっている。

この構成により、吸込み胴９と吸込みシュラウド１２の間隙２５から吹き出した循環流れ２７が、コアンダー効果により段差３２の下流に引き寄せられるため、循環流れ２７の吹き出し方向を吸込みシュラウド１２に沿わせて円滑に遠心方向に変更することができ、吸込み胴９からインペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

（参考の形態８）
図１３に示すように、吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の下流端２６が回転軸６方向に１０ｍｍの長さで内径Ｄｓが１４４ｍｍの円筒部１７で、回転軸６を通る平面での断面が外半径３４ｍｍの円弧形状のベルマウス形状部１９を備え、羽根板１３の内径Ｄｂｉは１４４ｍｍで吸込みシュラウド１２のベルマウス形状部１９の最外径（２１２ｍｍ）よりも内径が小さく、吸込みシュラウド１２のベルマウス形状部１９と羽根板１３とが接する接合部３３を備え、吸込みシュラウド１２の円筒部１７の上流端１６から回転軸６方向に２８ｍｍの距離にある回転軸６と垂直な平面より上流側の羽根板１３が切り欠かれており、吸込み胴９の下流端２６は、内径Ｄｏ１５０ｍｍで吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の円筒部１７の内径Ｄｓ（１４４ｍｍ）よりも大きい構成となっている。

この構成により、羽根板１３を切り欠いた部分に吸込み胴９の下流端２６を配置することができるため、吸込み胴９と吸込みシュラウド１２の間隙２５から吹き出す循環流れ２７を吸込みシュラウド１２のベルマウス形状１９に沿わせることができ、また間隙２５から吹き出す循環流れ２７が吹き出した直後に羽根板１３にぶつかることを抑制することができ、また羽根板１３の弦長を短くして羽根板１３の仕事量を低減することなく循環流れ２７が間隙２５から吹き出す方向を遠心方向に向けることができ、循環流れ２７が吹き出す方向を吸込み胴９からインペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に沿わせることができ、主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

（参考の形態９）
図１４に示すように、吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の円筒部１７の上流側に、回転軸６を通る平面での断面が内半径１０ｍｍの円弧形状で軸方向長さが６ｍｍのベルマウス形状部３４を備えた構成となっている。

この構成により、吸込みシュラウド１２の吸込み口１１の上流端１６が遠心方向に曲がっているため、吸込み胴９と吸込みシュラウド１２の間隙２５への循環流れ２７の流入を円滑にし、整流して吸込み胴９の下流端２６へ導くことができるため、循環流れ２７の吹き出し方向を円滑に遠心方向に変更することができ、吸込み胴９からインペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

なお、吸込みシュラウド１２の上流側のベルマウス形状部３４の内側のエッジを面取りすることにより、より間隙２５への循環流れ２７の流入を円滑にし、整流して吸込み胴９の下流端２６へ導くことができる。

（参考の形態１０）
図１５、１６に示すように、吸込み胴９の外側外周に、回転軸６方向下流側が４５度回転方向に前進した８枚のガイド板３５を備えた構成となっている。羽根板１３の循環流れ２７が衝突する部分の入口角αとの差を小さくする手段として、ガイド板３５を用いる。

この構成により、ガイド板３５によって循環流れ２７がインペラ８の回転方向の流速成分を持って吸込み胴９と吸込みシュラウド１２の間隙２５への循環流れ２７に流入し、吹き出すことができるため、間隙２５から吹き出す循環流れ２７がインペラ８の羽根板１３に流れ込む流入角ｉと、羽根板１３の循環流れ２７が衝突する部分の入口角αとの差を小さくでき、吹き出した循環流れ２７とインペラ８の羽根板１３との衝突を抑制して循環流れ２７の吹き出し方向を円滑に遠心方向に変更することができ、吸込み胴９からインペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

（参考の形態１１）
図１７に示すように、前縁１４の入口角度αが６０度の羽根板１３の、吸込みシュラウド１２との接合部３３近傍の循環流れ２７が衝突する衝突する部分３８で、前縁１４が回転方向の逆の方向にひねられた構成となっている。

この構成により、間隙２５から循環流れ２７が羽根板１３と吸込みシュラウド１２との接合部３３近傍に吹き出す際に、羽根板１３の吸込みシュラウド１２との接合部３３近傍の循環流れ２７が衝突する部分３８が回転方向にひねられているため、間隙２５から吹き出す循環流れ２７とインペラ８の羽根板１３との衝突を抑制して循環流れ２７の吹き出し方向を円滑に遠心方向に変更することができ、吸込み胴９からインペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

（参考の形態１２）
図１８、１９に示すように、外郭４が渦巻状のスクロールケーシング３６で、スクロールケーシング３６の舌部３７近傍の吸込み胴９の下流端２６の内径Ｄｏが１４５ｍｍで、スクロールケーシング３６の吐出用開口３近傍の吸込み胴９の下流端２６の内径Ｄｏ（１５０ｍｍ）よりも小さい構成となっている。

この構成により、吸込み胴９と吸込みシュラウド１２の間隙２５を通る循環流れ２７が間隙２５から吹き出す方向を遠心方向に向けることにより増速したインペラ８から吹き出される遠心方向の流れが持つ動圧を、渦巻状のスクロールケーシング３６によって静圧に効率よく変換しながら流れをスクロールケーシング３６の吐出用開口３に導くことができるため、送風効率を向上することができる。また、吸込み胴９の下流端２６の内径Ｄｏを、インペラ８から吹き出した空気の圧力が最も高く循環流れ２７の流速が比較的速い舌部３７近傍で小さくすることにより、舌部３７近傍では循環流れ２７が回転軸６方向を向いて吹き出すため、羽根板１３から吹き出した空気が舌部３７に衝突して羽根板１３の前縁１４まで逆流することをインペラ８の回転軸６方向全域で抑制して送風効率を向上することができ、また、圧力が最も低く循環流れ２７の流速が比較的遅い吐出用開口３近傍では、循環流れ２７が間隙２５から吹き出す方向を確実に遠心方向に向けることができ、循環流れ２７が吹き出す方向を吸込み胴９からインペラ８に流入し遠心方向に流れる主流２８に沿わせることができ、主流２８に循環流れ２７が衝突することにより遠心方向の流れを乱して送風性能を低減させることを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

本発明は、循環流れが吸込み胴からインペラに流入した主流に衝突して遠心方向の流れを乱すことがなく、送風効率を向上することができる遠心送風機を提供するものである。

本発明の参考の形態１の遠心送風機を示す側断面図本発明の参考の形態１の遠心送風機を示す図（（ａ）インペラ付近の部分側断面図、（ｂ）回転軸に垂直な平面でのインペラの断面図）本発明の参考の形態１の遠心送風機を示すインペラ付近の部分側断面図本発明の参考の形態１の遠心送風機の送風効率向上の効果を示す線図本発明の参考の形態２の遠心送風機を示す図（（ａ）吸込み胴の斜視図、（ｂ）インペラ付近の部分側断面図）本発明の実施の形態１の遠心送風機を示す側断面図本発明の実施の形態１の遠心送風機を示すインペラ付近の部分側断面図本発明の参考の形態３の遠心送風機を示すインペラ付近の部分側断面図本発明の参考の形態４の遠心送風機を示すインペラ付近の部分側断面図本発明の参考の形態５の遠心送風機を示す吸込み胴の下流端付近の部分側断面図本発明の参考の形態６の遠心送風機を示す吸込み胴の下流端付近の部分側断面図本発明の参考の形態７の遠心送風機を示す吸込み胴の下流端付近の部分側断面図本発明の参考の形態８の遠心送風機を示すインペラ付近の部分側断面図本発明の参考の形態９の遠心送風機を示すインペラ付近の部分側断面図本発明の参考の形態１０の遠心送風機を示すインペラ付近の部分側断面図本発明の参考の形態１０の遠心送風機のインペラの相対的な循環流れの様子を示す回転軸に垂直な平面でのインペラの断面図本発明の参考の形態１１の遠心送風機の羽根板を示すインペラの部分斜視図本発明の参考の形態１２の遠心送風機を示す正面図本発明の参考の形態１２の遠心送風機を示す図（（ａ）線分Ｏ−Ａでのインペラ付近の部分断面図、（ｂ）線分Ｏ−Ｂでのインペラ付近の部分断面図）従来の遠心送風機を示す側断面図

符号の説明

１遠心送風機
２吸込み用開口
３吐出用開口
４外郭
５架台
６回転軸
７電動機
８インペラ
９吸込み胴
１０主板
１１吸込み口
１２吸込みシュラウド
１３羽根板
Ｄｂｉ内径
Ｄｂｏ外径
１４前縁
α 入口角度
１５後縁
β 出口角度
１６上流端
Ｄｓ内径
１７円筒部
１８下流端
１９ベルマウス形状部
Ｄｉ内径
２０円筒部
２１ベルマウス形状部
２２ベルマウス形状部
２３フランジ部
２４下流端
２５間隙
２６下流端
Ｄｏ内径
２７循環流れ
２８主流
２９逆流
Ｐ再接近部
３０溝
３１ディンプル
３２段差
３３接合部
３４ベルマウス形状部
３５ガイド板
ｉ流入角
３６スクロールケーシング
３７舌部
３８衝突する部分

Claims

空気を吸込む吸込み用開口と空気を吐き出す吐出用開口を備える外郭内に、電動機と、前記電動機の回転軸に連結される円盤状の主板と前記主板と同心円で中心に空気を吸込む吸込み口を備えるドーナツ状の吸込みシュラウドとで複数の羽根板を環状に挟んで形成されるインペラと、前記吸込みシュラウドの前記吸込み口に前記外郭の前記吸込み用開口からの空気を導くように固定された吸込み胴とを備え、前記吸込み胴の下流端が前記吸込みシュラウドの前記吸込み口より前記インペラの内部に挿入され、かつ前記吸込み胴と前記吸込みシュラウドとの間に間隙を備えた遠心送風機で、前記インペラから流出した空気の一部が前記吸込み胴と前記吸込みシュラウドとの間の前記間隙から前記吸込み口へ流れ込んで発生する循環流れの前記間隙からの吹き出し方向を遠心方向に向けるようにし、
吸込み胴の下流端の内径が、吸込みシュラウドの吸込み口の最小内径よりも大きくかつ周方向に一様でないことを特徴とする遠心送風機。
吸込み胴の下流端を遠心方向に曲げたことを特徴とする請求項１に記載の遠心送風機。
吸込み胴の最小内径位置より上流の部分に、前記吸込み胴の上流端に向かって内径が拡大するベルマウス形状部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の遠心送風機。
吸込み胴の最小内径位置より下流の部分に、前記吸込み胴の下流端に向かって内径が拡大するベルマウス形状部を備えたことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の遠心送風機。
吸込み胴の肉厚が前記吸込み胴の下流端に向かって漸次薄くなっていることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の遠心送風機。
吸込みシュラウドに、吸込み口の内径が主板側に向かって拡大するベルマウス形状部を備えたことを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の遠心送風機。