JP5988776B2 - 遠心送風機及びこの遠心送風機を備えた空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、回転軸方向から気体を吸入して回転軸に交差する方向に気体を吹き出す遠心送風機、及びこの遠心送風機を備えた空気調和機に関する。

遠心送風機は、これまで主板とシュラウド間にてねじれ形状のない２次元翼を用いているのが主流であった。このため、一般に主板と翼とは樹脂により一体成形されていた。しかし、さらなる低騒音化や低消費電力化のため、主板やシュラウド間にてねじれ形状を有する３次元翼が必要となってきている。
３次元翼は、翼を、複数の部品で構成して、樹脂成形の自由度を上げることで実現でき、複雑な形状が得られる。また、翼内部を中空構造とすることによって、軽量化が図れるものである（例えば、特許文献１参照）。

また、軸流送風機の３次元翼を構成している複数の部品の勘合部において、互いに嵌り合うことでこれらの間に形成される勘合線をジグザクに折曲させ、折曲点にスポット的な超音波接合をすることで、接合点を増やし、接合強度を向上させているものがある（例えば、特許文献２参照）。

特許第４４３２４７４号公報（図５、図６） 特開平１０−１２２１９６号公報（図１）

３次元翼を有した送風機においては、既述したように翼の複雑な形状を実現するため、複数の部品で構成した翼を採用している。それにより、型構造による翼形状の制約が受け難くなり、かつ翼内部を中空構造とすることができ、軽量化も実現している。

ところで、遠心送風機において、従来は、主板とシュラウドとに固定する主翼が正圧面を形成し、主翼に接合する翼カバーが負圧面を形成するようにしていた。遠心送風機は、回転時に翼表面を流れる気流によって正圧面と負圧面との間で空気の圧力差が生じる。このとき、回転時には正圧面を形成している主翼は翼カバー方向に空気圧によって付勢される。しかし、既述したように主翼は主板とシュラウドとに固定され、翼カバーは主翼に取り付けられているため、前記空気圧による付勢力は主翼と翼カバーとの結合力を高めるように作用することはなく、主板とシュラウドとに吸収されてしまう。このため、主翼と翼カバーとの密着性及び強度が低く、勘合部に隙間が生じ易くなって、異常音が発生し易いといった問題点があった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、翼の勘合部の密着性を向上させ、勘合部の隙間から生じる異常音を抑制できるようにすることを目的とする。

本発明に係る遠心送風機は、ファンモーターの回転軸に固定されて駆動される主板と、空気吸込口を有するシュラウドと、主板とシュラウドとの間に設置された複数の翼とを備え、回転軸方向から気体を吸入して回転軸に交差する方向に気体を吹き出す遠心送風機において、翼が、負圧側に面する主翼と正圧側に面する翼カバーとを有し、主翼は、主板とシュラウドとに結合され、翼カバーは、主翼に接合されているものである。

また、本発明に係る空気調和機は、前記の遠心送風機を備えたものである。

本発明の遠心送風機によれば、回転時に翼表面を流れる気流によって翼カバーと主翼との間で空気の圧力差が生じる。このため、回転時に翼カバーは主翼方向に空気圧によって付勢される。そのとき、主翼は、主板とシュラウドとに接合され固定されているので、前記空気圧による付勢力は主翼と翼カバーとの結合力を高めるように作用する。したがって、主翼と翼カバーとの勘合部に生じる隙間が開くのを防止でき、密着性及び強度が高くなり、勘合部に隙間が生じ難くなって、異常音の発生が抑制される。

また、この遠心送風機を用いた強度が高く、低騒音で省エネルギー効果の高い空気調和機を提供することができる。

実施形態１に係る遠心送風機の構成を示す斜視図である。 実施形態１に係る遠心送風機の概略構成を示す断面図である。 実施形態１に係る遠心送風機の翼の構成を側方より見た断面図である。 実施形態１に係る遠心送風機の翼の構成を正面側より見た断面図である。 実施形態２に係る遠心送風機の翼の構成を示す斜視図である。 実施形態３に係る遠心送風機の翼の構成を示す斜視図である。 実施形態４に係る遠心送風機の翼の構成を示す斜視図である。 実施形態５に係る空気調和機への適用例を示す室内機の部分断面図である。

実施形態１．
図１は実施形態１に係る遠心送風機の構成を示す斜視図である。図２は実施形態１に係る遠心送風機の概略構成を示す断面図である。
実施形態１に係る遠心送風機１００は、図１及び図２に示すように、空気吸込口１ａを有するシュラウド１と主板３との間に複数の翼２が設けられ、主板３の中央には回転軸となるボス４が取付けられている。また、翼２は、低騒音化や低消費電力化のため、シュラウド１と主板３の間にて３次元的なねじり形状を有している。

図３は実施形態１に係る遠心送風機の翼の構成を側方より見た断面図である。図４は実施形態１に係る遠心送風機の翼の構成を正面側より見た断面図である。
翼２は、図３及び図４に示すように、負圧面５ａの全面と正圧面６ａの一部を形成する主翼５と、残りの正圧面６ａを形成する翼カバー６とを有する複数部品で構成されている。主翼５は、シュラウド１と接する側面８ａと、主板３と接する側面８ｂとを有しており、主翼５と翼カバー６とを組合せた後に、シュラウド１と主板３との間に設置され、両側面８ａ、８ｂがシュラウド１と主板３に溶着にてそれぞれ接合される。つまり、主翼５は、シュラウド１と主板３に溶着に接合され、翼カバー６は、主翼５に接合されている。接合は、接着やねじ止めなどでもよい。また、主翼５と翼カバー６とは、対向して配置され、これらの間に中空部９が形成されている。

実施形態１に係る遠心送風機１００は、以上のように構成され、回転時に翼２表面を流れる気流によって正圧面６ａと負圧面５ａとの間で空気の圧力差が生じる。このため、回転時に翼カバー６は主翼５方向に空気圧によって付勢される。そのとき、主翼５は、主板３とシュラウド１とに接合され固定されているので、前記空気圧による付勢力は翼カバー６を主翼５側に押し付けるように作用し、主翼５と翼カバー６との結合力を高める。したがって、主翼５と翼カバー６との勘合部に生じる隙間が開くのを防止でき、密着性及び強度が高くなり、勘合部に隙間が生じ難くなって、異常音の発生が抑制される。

また、負圧面５ａの全面と正圧面６ａの一部を形成する主翼５を主板３とシュラウド１に固定し、主翼５に比べ軽量の翼カバー６によって残りの正圧面６ａを形成し、回転時に発現する空気の圧力差によって軽量の翼カバー６を主翼５に押し付けさせるようにしているので、主翼５と翼カバー６の密着性がさらに向上する。

また、翼カバー６に比べ相対的に質量が重く、遠心力が大きい主翼５が回転中心側（負圧面側）にあり、相対的に軽量で遠心力の小さい翼カバー６が外側（正圧面側）にある。このため、遠心力の差により主翼５には、外向き（翼カバー方向）の力が加わり、相対的に軽量で遠心力の小さい翼カバー６には、前記空気圧による付勢力によって内向き（主翼方向）の力が加わることになり、より密着性が向上する。
したがって、主翼５と翼カバー６との勘合部に生じる隙間が開くのを防止でき、異常音の発生を一層抑制することができる。

また、主翼５と翼カバー６とは、対向して配置され、これらの間に中空部９が形成されているので、翼内部が中空構造となり、軽量化が図れる。

実施形態２．
図５は実施形態２に係る遠心送風機の翼の構成を示す斜視図であり、図中、前述の実施形態１と同一機能部分には同一符号を付してある。
この実施形態２に係る遠心送風機は、図５に示すように、翼２とシュラウド１との接合部に、互いに嵌り合う凹凸を形成したものである。ここでは翼２のシュラウド１と接する側面８ａに、階段状に凸部８ｃを形成し、対向するシュラウド１には、凸部８ｃと嵌り合う凹部（図示せず）を設けたものである。翼２の前方と後部に形成されているライン７は、主翼５と翼カバー６との勘合部の境界を示している。それ以外の構成は実施形態１のものと同様である。

この実施形態２の遠心送風機においては、前述の実施形態１と同様の効果に加え、主板３と主翼５とシュラウド１との位置決めが容易となり、組付性が向上するとともに、これら主板３、主翼５、及びシュラウド１が組み付けられた組立体の強度を高めることができるという利点がある。

実施形態３．
図６は実施形態３に係る遠心送風機の翼の構成を示す斜視図であり、図中、前述の実施形態１，２と同一機能部分には同一符号を付してある。
この実施形態３に係る遠心送風機は、図６に示すように、主翼５と翼カバー６とは、互いに付き合わせて勘合させるためのほぞ組状の勘合部１０を有しているものである。ここでは、翼２の後部において主翼５と翼カバー６とが互いに嵌り合ってこれらの間に形成される勘合線の途中の１ヶ所にクランク形状部１０ａを設けたものである。なお、ほぞ組状の勘合部１０は、翼２の前縁に設けてもよく、又は翼２の前縁と後部の双方に設けてもよいものである。それ以外の構成は実施形態１，２のものと同様である。

この実施形態３の遠心送風機においては、前述の実施形態１，２と同様の効果に加え、クランク形状部１０ａを有するほぞ組状の勘合部１０によって接合強度が増し、耐捻れ性が向上し、接合部の隙間が開いてしまうことを防ぐことができるという利点がある。

実施形態４．
図７は実施形態４に係る遠心送風機の翼の構成を示す斜視図であり、図中、前述の実施形態１〜３と同一機能部分には同一符号を付してある。
この実施形態４に係る遠心送風機においても、図７に示すように、主翼５と翼カバー６とは、互いに付き合わせて勘合させるためのほぞ組状の勘合部１０を有しているものである。ここでは、翼２の後部において主翼５と翼カバー６とが互いに嵌り合ってこれらの間に形成される勘合線の途中の１ヶ所に凹凸形状部１０ｂを設けたものである。なお、ほぞ組状の勘合部１０は、翼２の前縁に設けてもよく、又は翼２の前縁と後部の双方に設けてもよいものである。それ以外の構成は実施形態１〜３のものと同様である。

この実施形態４の遠心送風機においては、前述の実施形態１〜３と同様の効果に加え、凹凸形状部１０ｂを有するほぞ組状の勘合部１０によって接合強度がさらに増し、耐捻れ性が向上し、接合部の隙間が開いてしまうことを防ぐことができるという利点がある。

実施形態５．
図８は実施形態５に係る空気調和機すなわち天井埋込型の室内機への適用例を示す部分断面図であり、図中、前述の実施形態１と同一機能部分には同一符号を付してある。なお、説明に当たっては前述の図１を参照するものとする。
２０は天井３０の裏側に埋設設置され、下面開口部が天井３０の開口部３１から露出した天井埋込み型の室内機で、本体外郭２１の下面開口部から天井３０の開口部３１の周縁にかけて、吸込口２３及び吹出口２４を有する化粧パネル２２が取付けられている。吸込口２３の下流側にはフィルター２５が配設されている。

本体外部２１の天板には、ファンモーター２６が取付けられ、ファンモーター２６の出力軸には、シュラウド１の空気吸込口１ａを化粧パネル２２の吸込口２３側に位置して配設された遠心送風機１００のボス４が固定されている。化粧パネル２２の吸込口２３と、遠心送風機１００のシュラウド１の空気吸込口１ａとの間には、ベルマウス２７が設置されている。また、吸込口２３から吹出口２４に至る風路の遠心送風機１００の下流側外周に、熱交換器２８が設置されている。

上記のような天井埋込み型の室内機２０を有する空気調和機において、運転を開始するとファンモーター２６が回転駆動され、これに固定された遠心送風機１００が回転する。遠心送風機１００の回転により室内の空気が吸込口２３から吸込まれてフィルター２５により清浄化され、ベルマウス２７から遠心送風機１００に流入し、翼２の間から外周に向って流出する。遠心送風機１００から流出した空気は熱交換器２８を通過し、ここで冷風又は温風の調和空気となり、吹出口２４から室内に吹き出される。

本実施形態によれば、送風機に実施の形態１〜４のいずれかに係る遠心送風機１００を用いたので、強度が高く、低騒音で省エネルギー効果の高い空気調和機が得られる。

なお、前記の説明では、空気調和機の図示の室内機に本発明に係る遠心送風機を用いた場合を示したが、これに限定するものではなく、他の構造の室内機であってもよい。さらに、空気調和機の室外機や空気清浄器などにも本発明に係る遠心送風機を用いることができる。

１ シュラウド、１ａ 空気吸込口、２ 翼、３ 主板、４ ボス、５ 主翼、５ａ 負圧面、６ 翼カバー、６ａ 正圧面、７ ライン、８ａ シュラウド側の側面、８ｂ 主翼側の側面、８ｃ 凸部、９ 中空部、１０ 勘合部、１０ａ クランク形状部、１０ｂ 凹凸形状部、２０ 室内機、２１ 本体外郭、２２ 化粧パネル、２３ 吸込口、２４ 吹出口、２５ フィルター、２６ ファンモーター、２７ ベルマウス、２８ 熱交換器、３０ 天井、３１ 開口部、１００ 遠心送風機。

Claims (11)

1. ファンモーターの回転軸に固定されて駆動される主板と、空気吸込口を有するシュラウドと、前記主板と前記シュラウドとの間に設置された複数の翼とを備え、回転軸方向から気体を吸入して回転軸に交差する方向に気体を吹き出す遠心送風機において、
   前記翼は、負圧側に面する主翼と正圧側に面する翼カバーとを有し、
   前記主翼は、前記主板と前記シュラウドとに結合され、
   前記翼カバーは、前記主翼に接合されていることを特徴とする遠心送風機。
2. 前記主翼と前記翼カバーとは、対向して配置され、これらの間に中空部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の遠心送風機。
3. 前記主翼と前記翼カバーとは、互いに付き合わせて勘合させるためのほぞ組状の勘合部を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の遠心送風機。
4. 前記ほぞ組状の勘合部は、前記翼の前縁及び後部の少なくとも一方に形成されていることを特徴とする請求項３記載の遠心送風機。
5. 前記ほぞ組状の勘合部は、互いに嵌り合うことでこれらの間に形成される勘合線の途中に、クランク形状部を有することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の遠心送風機。
6. 前記ほぞ組状の勘合部は、互いに嵌り合うことでこれらの間に形成される勘合線の途中に、凹凸形状部を有することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の遠心送風機。
7. 前記主翼と前記主板との結合部、及び該主翼と前記シュラウドとの結合部、のうちの少なくとも一方の結合部には、互いに嵌り合う凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の遠心送風機。
8. 前記主翼と前記翼カバーとを有する前記翼は、前記主板と前記シュラウドの間でねじれた３次元翼形状を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の遠心送風機。
9. 前記主翼は前記翼カバーに比べ質量が大きく、
   前記負圧側とは前記遠心送風機の回転中心側であり、前記正圧側とは回転の外側であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の遠心送風機。
10. 前記遠心送風機の回転時には、前記主翼と前記翼カバーとの間の遠心力の差により、前記主翼には外向きの力が加わり、前記翼カバーには空気圧により内向きの付勢力が加わることを特徴とする請求項９記載の遠心送風機。
11. 前記請求項１乃至請求項１０のいずれかの遠心送風機を備えたことを特徴とする空気調和機。

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