JP5310404B2

JP5310404B2 - 多翼送風機

Info

Publication number: JP5310404B2
Application number: JP2009203257A
Authority: JP
Inventors: 誠司白濱
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: JP2011052623A

Description

本発明は、換気扇や空調機に使用される多翼送風機に関するものである。

従来、この種の多翼送風機は、低コスト化、軽量化のため、樹脂製の多翼羽根車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、その構成について図１３と図１４を参照しながら説明する。

送風ファン１０１は、底プレート１０２と、多数のブレード１０３と、ブレード１０３の頂部に環状に形成される補強用の保持リング１０４とから構成され、これらは樹脂により成形型の上下型抜きにより一体成形される。底プレート１０２は、モータ１０５のシャフト１０６に結合され、モータ１０５からの駆動力が伝達されるボス部１０７を有している。

また底プレート１０２の頂面は中央部から外周方向に滑らかに湾曲するように形成されている。ブレード１０３は、底プレート１０２の外周端の近傍から立ち上がるように形成されるもので、底プレート１０２の外周端１０８に沿って円周方向に所定の円弧間隔をおいて多数配置される。保持リング１０４は、ブレード１０３の頂面と接合され、保持リング１０４の内周端１０９が底プレート１０２の外周端の上方延長線上に形成される型割面１１０上に位置している。

図１４において、ブレード１０３の実線１１１は図１３に示すＣ断面形状を示し、破線１１２は、図１３に示すＤ断面形状を示す。図から理解されるように、ブレード１０３は型割面１１０を境に径内側の部位においてブレード底端からブレード頂端にいくに従い肉薄状に形成され、径外側の部位においては反対にブレード頂端からブレード底端にいくに従い肉薄状に形成されている。またブレード１０３の型割面１１０付近の抜き勾配を他の部位の抜き勾配より小さく設定し、型の合わせ面での段差をなくすようにし、送風ファン１０１の吸込口１１３から吸込まれてブレード１０３間を通過する気流の乱れを小さくする構成となっていた。

特許第３０２８１０８号公報

このような従来の多翼送風機においては、ブレード１０３の保持リング１０４側の型割面１１０より径内側は厚みが薄いためブレード間が広く、底プレート１０２側の型割面１１０より径内側は厚みが厚いためブレード間が狭くなっており、送風ファン１０１にかかる静圧が低く風量が多い場合は吸込口１１３から流入する気流は吸込口１１３の反対側の底プレート１０２側に多く流れようとするが、底プレート１０２側のブレード間が狭いためブレード１０３への衝突ロスが大きくなり送風効率が低下するという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、成形型の上下型抜きにより一体成形される送風ファン１０１の吸込口１１３の反対側でのブレード１０３への衝突ロスを小さくし、送風効率の低下を抑制した多翼送風機を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、複数の通気口を備えた外形が円状の主板と、主板の外周側に環状に配設され、一端を主板に他端を外周リングに接合される複数のブレードを備え、成形型の上下型抜きにより成形される多翼羽根車を備え、ブレードは外周リング側より主板側のほうが厚みが大きく、ケーシングの吸込口側に多翼羽根車の主板が位置する多翼送風機としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、複数の通気口を備えた外形が円状の主板と、主板の外周側に環状に配設され、一端を主板に他端を外周リングに接合される複数のブレードを備え、成形型の上下型抜きにより成形される多翼羽根車を備え、ブレードは外周リング側より主板側のほうが厚みが大きく、ケーシングの吸込口側に多翼羽根車の主板が位置する多翼送風機という構成にしたことにより、ケーシングの吸込口の反対側で多翼羽根車のブレード間が広くなるので、多翼送風機の静圧が低く風量が多い場合にブレードへの衝突ロスを小さくし、送風効率の低下を抑制するという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の多翼送風機を示す斜視図同側断面図本発明の実施の形態１の多翼羽根車を示す斜視図同下面図同上面図同ブレード下面図本発明の実施の形態２の多翼送風機を示す側断面図本発明の実施の形態３の多翼羽根車を示す斜視図同平面投影図本発明の実施の形態４の多翼羽根車を示す下面図同スポーク部断面図本発明の実施の形態５の多翼送風機を示す側断面図従来の多翼送風機を示す部分側断面図従来の多翼羽根車のブレードを示す図

本発明の請求項１記載の多翼送風機は、吸込口を備えたケーシングと、ケーシングに内包され成形型の上下型抜きにより成形される多翼羽根車と、多翼羽根車を回転させる電動機を備えた多翼送風機で、多翼羽根車は、複数の通気口を備えた外形が円状の主板と、主板の外周側に環状に配設され、一端を主板に他端を外周リングに接合される複数のブレードを備え、ブレードは外周リング側より主板側のほうが厚みが大きく、ケーシングの吸込口側に多翼羽根車の主板が位置するという構成を有する。これにより、成形型の上下型抜きにより成形される多翼羽根車を備えた多翼送風機において、ケーシングの吸込口と反対側で多翼羽根車のブレード間を広くしてブレードへの衝突ロスを小さくし、送風効率の低下を抑制することができるという効果を奏する。

また、多翼羽根車の主板の通気口の通気口外径Ｄｈｏがブレードのブレード内径Ｄｂｉと等しいという構成にしてもよい。これにより、ケーシングの吸込口から流入する気流がスムーズにブレードへ流入することができ、主板への衝突ロスを小さくし、送風効率の低下を抑制することができるという効果を奏する。

また、多翼羽根車の主板の外周側のブレードとの接合部の内周側が主板の外周側よりケーシングの吸込口側に位置するという構成にしてもよい。これにより、主板のブレードとの接合部が外周に向かって傾斜するため、主板の通気口から流入しブレード間を通過する気流がスムーズに遠心方向に方向を変えることができ、送風効率を向上することができるという効果を奏する。

また、多翼羽根車の主板に、主板と同心でケーシングの吸込口の方向に突出した円筒壁を備えるという構成にしてもよい。これにより、多翼羽根車のブレードから流出した気流が再度吸込口側に流入する経路となるケーシングと主板の隙間を狭くすることができ、送風効率を向上することができるという効果を奏する。

また、ケーシングの吸込口が円筒部を備え、多翼羽根車の主板の円筒壁が吸込口の円筒部と重なるという構成にしてもよい。これにより、多翼羽根車のブレードから流出した気流が再度吸込口側に流入する経路となるケーシングと主板の隙間を狭くすることができ、送風効率を向上することができるという効果を奏する。

また、ケーシングの吸込口の円筒部の吸込口内径Ｄｉｉと多翼羽根車の主板の通気口の通気口外径Ｄｈｏが等しいという構成にしてもよい。これにより、ケーシングの吸込口から流入する気流がスムーズに多翼羽根車の主板の通気口へ流入することができ、主板への衝突ロスを小さくし、送風効率の低下を抑制することができるという効果を奏する。

また、ケーシングの吸込口に円筒部と同心で多翼羽根車の主板の円筒壁よりも内径が大きいケーシング側円筒壁を備えた構成にしてもよい。これにより、多翼羽根車のブレードから流出した気流が再度吸込口側に流入する経路となるケーシングと主板の隙間を狭くかつ長くすることができ、送風効率を向上することができるという効果を奏する。

また、多翼羽根車の主板のブレードより内側が外周リング側に突な円錐形状であるという構成にしてもよい。これにより、多翼羽根車の主板の通気口を円錐形状の傾斜部に配置することにより通気口の面積を大きくすることができ、主板への衝突ロスを小さくし、送風効率を向上することができる。という効果を奏する。

また、多翼羽根車の主板の通気口の外縁が回転方向に対し前進あるいは後退しているという構成にしてもよい。これにより、多翼羽根車の主板の通気口を外縁が放射方向に対し角度を持つため、通気口の外縁の風きりに起因する回転騒音を低減することができるという効果を奏する。

また、多翼羽根車の主板の通気口の間のスポーク部の円周方向断面が翼型であるという構成にしてもよい。これにより、多翼羽根車の主板のスポーク部が軸流ファンとなって気流をブレードに導くことができ、送風効率を向上することができるという効果を奏する。

また、多翼羽根車の外周リングがブレードの途中に配置された構成にしてもよい。これにより、気流が多翼羽根車のブレード間が広い部分でなく狭い部分で外周リングに衝突させることができ、送風効率の低下を抑制することができるという効果を奏する。

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。

（実施の形態１）
図１および図２に示すように、浴室やトイレなどの空間を換気するために天井に取り付けられる天井埋込型換気扇として使用される多翼送風機１は、上面２と下面３と一部が開口した側面４を有する外郭５（たとえば２３０ｍｍ角で高さが１７５ｍｍ）と、外郭５の上面２に固定される平板状の天板６と、天板６に固定される電動機７と、電動機７に回動可能に固定される多翼羽根車８（たとえば羽根車外径１４８ｍｍ）と、吸込口９を備え多翼羽根車８を覆うように固定されるスクロール状のケーシング１０と、外郭５の側面４の開口を介してケーシング１０の吐出口１１と連通するアダプタ１２を備えている。

図３から図５に示すように、多翼羽根車８は外形が電動機７の回転軸１３を中心とする円形状の主板１４と、主板１４に環状に配置され主板１４から回転軸１３の軸方向に延伸する複数（たとえば５５枚）のブレード１５と、主板１４に環状に配置される複数（たとえば６個）の略扇型の通気口１６と、複数のブレード１５の一端の外側に複数のブレード１５と接合される主板と同心の外周リング１７とを備えている。主板１４の通気口１６の通気口外径Ｄｈｏはブレード１５のブレード内径Ｄｂｉと等しい（たとえば１１５ｍｍ）。

主板１４は、ブレード１５より内側が外周リング１７側に突な円錐形状であり、通気口１６は円錐形状の傾斜面に位置し、また主板１４のブレード１５との接合部１８は円錐状に傾斜しており、また、ブレード１５と逆の方向に突出した円筒壁１９（たとえば高さ１０ｍｍ）を備えている。

また、ブレード１５は、図６の外周リング側外形線２０と主板側外形線２１に示すように、外周リング１７側より主板１４側のほうが厚みが大きくなるように抜き勾配が付いており、これらの構成により、多翼羽根車８は、成形型の上下型抜きにより成形することができる。また、多翼羽根車８は、主板１４がケーシング１０の吸込口９側に位置する方向に設置されており、ケーシング１０の吸込口９の円筒部２２と多翼羽根車８の主板１４の円筒壁１９が吸込口９の円筒部２２と回転軸１３の軸方向に重なるように配置されている。なお、ここで、回転軸１３の軸方向に重なるとは、回転軸１３の軸方向と平行な壁体が、回転軸１３の軸方向と垂直な方向に近接することをいう。

上記構成により、電動機７から駆動力を与えて多翼羽根車８を回転させることにより、吸込み空気が外郭５の下面３の開口とケーシング１０の吸込口９を通って多翼羽根車８に流入し、主板１４の通気口１６からブレード１５に入り、昇圧されてケーシング１０に流出し、ケーシング１０を通る際に徐々に動圧が静圧に変換され、吐出口１１からアダプタ１２を介して外部へ排出される。このとき、多翼送風機１の吸込や吐出に抵抗が少なく多翼送風機１にかかる静圧が低い場合、多翼羽根車８に吸い込まれた気流は、主にブレード１５のケーシング１０の吸込口９の逆側、つまり多翼羽根車８の外周リング１７側に多く流れようとするが、ブレード１５は外周リング１７側の方が主板１４側より厚みが薄いので、ブレード１５の間隔が広く、流路面積が大きいため、ブレード１５への衝突ロスを小さくし、送風効率の低下を抑制することができる。また、多翼送風機１の吸込や吐出に抵抗が大きく多翼送風機１にかかる静圧が高い場合、多翼羽根車８に吸い込まれた気流は、主にブレード１５のケーシング１０の吸込口９側、つまり多翼羽根車８の主板１４側に多く流れようし、ブレード１５は主板１４側の方が外周リング１７側より厚みが厚いので、ブレード１５の間隔が狭く、流路面積が小さいため、回転数が上昇する。よって、多翼送風機１にかかる静圧の大きさによる回転数の差が大きくなる。よって、回転数や回転数に関連する電気的特性を検知して多翼送風機１への電動機７の出力を調整して風量を制御する場合、静圧による回転数の差が大きいため、風量制御の精度を向上することができる。

また、多翼羽根車８の主板１４の通気口１６の通気口外径Ｄｈｏがブレード１５のブレード内径Ｄｂｉと等しいので、ケーシング１０の吸込口９から流入する気流が、主板１４に衝突することを抑制し、スムーズにブレード１５へ流入することができ、送風効率の低下を抑制することができる。

また、多翼羽根車８の主板１４のブレード１５との接合部１８は円錐状に傾斜しているため、主板１４の通気口１６から流入しブレード１５間を通過する気流がスムーズに遠心方向に方向を変えることができ、送風効率を向上することができる。

また、多翼羽根車８の主板１４に、ケーシング１０の吸込口９の方向に突出した円筒壁１９が、ケーシング１０の吸込口９の円筒部２２と回転軸１３の軸方向に重なるため、ブレード１５から流出した気流が再度吸込口９側に流入する経路となるケーシング１０と主板１４の隙間２３の経路を狭くすることができ、再流入のロスを抑制し、送風効率を向上することができる。

また、主板１４は、ブレード１５より内側が外周リング１７側に突な円錐形状であり、通気口１６は円錐形状の傾斜面に位置しているため、通気口１６の面積を大きくすることができ、主板１４へ気流が衝突することを抑制し、送風効率を向上することができる。

（実施の形態２）
図７において、図１〜図６と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図７に示すように、ケーシング１０の吸込口９の円筒部２２の吸込口内径Ｄｉｉと多翼羽根車の主板の通気口の通気口外径Ｄｈｏが等しくなっており、また、ケーシング１０の吸込口９に円筒部２２と同心で多翼羽根車８の主板１４の円筒壁１９よりも内径が大きいケーシング側円筒壁２４を備えている。

上記構成により、ケーシング１０の吸込口９の円筒部２２の吸込口内径Ｄｉｉと多翼羽根車８の主板１４の通気口１６の通気口外径Ｄｈｏが等しいので、吸込口９から流入する気流がスムーズに多翼羽根車８の主板１４の通気口１６へ流入することができ、主板１４への衝突ロスを小さくし、送風効率の低下を抑制することができ、また、ケーシング側円筒壁２４を備えることにより、多翼羽根車８のブレード１５から流出した気流が再度吸込口９側に流入する経路となるケーシング１０と主板１４の隙間２３を狭くかつ長くすることができ、再流入によるロスを抑制して、送風効率を向上することができる。

（実施の形態３）
図８および図９において、図１〜図７と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図８に示すように、多翼羽根車８の主板１４の通気口１６の外縁２５が回転方向に対し３０度の角度で前進している。なお、回転方向に対し前進するとは、図９に示すように、平面投影図において、回転軸１３から放射状にのばした基準線２６に対し、外縁２５の投影線２７が回転方向に正の傾きを持つことである。なお、回転方向に対し後退するとは、同様に負の傾きをもつことである。

上記構成により、多翼羽根車８の主板１４の通気口１６の外縁２５の風きりに起因する回転騒音を低減することができる。

（実施の形態４）
図１０および図１１において、図１〜図９と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１０の円周方向断面（Ａ−Ａ断面）を図１１に示す。図に示すように、多翼羽根車８の主板１４の通気口１６の間のスポーク部２８の円周方向断面が翼型となっている。

上記構成により、多翼羽根車８の主板１４のスポーク部２８が軸流ファンとなって気流をブレード１５に導くことができ、送風効率を向上することができる。

（実施の形態５）
図１２において、図１〜図１１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１２に示すように、多翼羽根車８の外周リング１７がブレード１５の途中に配置されている。

上記構成により、気流が多翼羽根車８のブレード１５間が広い部分でなく狭い部分で外周リング１７に衝突させることができ、送風効率の低下を抑制することができる。

本発明にかかる多翼送風機は、成形型の上下型抜きにより成形される多翼羽根車の吸込口の反対側でのブレード間を広くしてブレードへの衝突ロスを小さくし、送風効率の低下の抑制を可能とするものであるので、換気扇や空調機に使用される送風機等として有用である。

１多翼送風機
２上面
３下面
４側面
５外郭
６天板
７電動機
８多翼羽根車
９吸込口
１０ケーシング
１１吐出口
１２アダプタ
１３回転軸
１４主板
１５ブレード
１６通気口
１７外周リング
Ｄｈｏ通気口外径
Ｄｂｉブレード内径
１８接合部
１９円筒壁
２０外周リング側外形線
２１主板側外形線
２２円筒部
２３隙間
Ｄｉｉ吸込口内径
２４ケーシング側円筒壁
２５外縁
２６基準線
２７投影線
２８スポーク部

Claims

吸込口を備えたケーシングと、前記ケーシングに内包され成形型の上下型抜きにより成形される多翼羽根車と、前記多翼羽根車を回転させる電動機を備えた多翼送風機で、前記多翼羽根車は、複数の通気口を備えた外形が円状の主板と、前記主板の外周側に環状に配設され、一端を前記主板に他端を外周リングに接合される複数のブレードを備え、前記ブレードは前記外周リング側より前記主板側のほうが厚みが大きく、前記ケーシングの前記吸込口側に前記多翼羽根車の前記主板が位置するようにした多翼送風機。
前記多翼羽根車の前記主板の前記通気口の外径Ｄｈｏが前記ブレードの内径Ｄｂｉと等しい請求項１に記載の多翼送風機。
前記多翼羽根車の前記主板の外周側の前記ブレードとの接合部の内周側が前記主板の外周側より前記ケーシングの前記吸込口側に位置する請求項１または２に記載の多翼送風機。
前記多翼羽根車の前記主板に、前記主板と同心でケーシングの吸込口の方向に突出した円筒壁を備える請求項１〜３のいずれかに記載の多翼送風機。
前記ケーシングの前記吸込口が円筒部を備え、前記多翼羽根車の前記主板の前記円筒壁が前記吸込口の前記円筒部と重なる請求項４に記載の多翼送風機。
前記ケーシングの前記吸込口の前記円筒部の内径Ｄｉｉと前記多翼羽根車の前記主板の前記通気口の外径Ｄｈｏが等しい請求項５に記載の多翼送風機。
前記ケーシングの前記吸込口に前記円筒部と同心で前記多翼羽根車の前記主板の前記円筒壁よりも内径が大きいケーシング側円筒壁を備えた請求項５または６に記載の多翼送風機。
前記多翼羽根車の前記主板の前記ブレードより内側が前記外周リング側に突な円錐形状である請求項１〜７のいずれかに記載の多翼送風機。
前記多翼羽根車の前記主板の前記通気口の外縁が回転方向に対し前進あるいは後退している請求項１〜８のいずれかに記載の多翼送風機。
前記多翼羽根車の前記主板の前記通気口の間のスポーク部の円周方向断面が翼型である請求項１〜９のいずれかに記載の多翼送風機。
前記多翼羽根車の前記外周リングが前記ブレードの途中に配置された請求項１〜１０のいずれかに記載の多翼送風機。