JP6120203B2 - 遠心送風機 - Google Patents

Description

本発明は、ケーシング内に羽根車を収納して構成された遠心送風機に関する。

一般に、回転軸方向から吸入した空気を径方向に吹き出す羽根車と、この羽根車を収納して当該羽根車から吹き出された空気が流れる渦巻き状の通風路を形成するケーシングとを備えた遠心送風機が知られている。この種の遠心送風機では、ケーシングが、２つの分割体に分割可能な構造が提案され、遠心送風機を組み付ける際の作業性の向上を図っている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２８３０９４号公報

ところで、ケーシングを分割可能な構成とした遠心送風機では、ケーシングの舌部近傍で騒音が発生するという問題がある。
本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、分割可能なケーシングの舌部近傍で発生する騒音の低減を図った遠心送風機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、回転軸方向から吸入した空気を径方向に吹き出す羽根車と、前記羽根車を収納して当該羽根車から吹き出された空気が流れる渦巻き状の通風路を形成するケーシングとを備えた遠心送風機において、前記ケーシングは、前記通風路の基点となる舌部を有する第１分割体と、第２分割体とを各分割体の開口縁で当接させることにより構成され、前記回転軸方向視で前記舌部に対応する舌部開口縁には、前記第１分割体または第２分割体の一方の舌部開口縁から他方の舌部開口縁に向けて延出し、各舌部開口縁の隙間を封止する隙間封止部を設け、前記隙間封止部は、前記舌部開口縁の隙間を封止する舌部封止片と、前記舌部開口縁に隣接するベルマウス部の開口縁から延びるベルマウス部封止片と、底板部の開口縁から延びる底板部封止片とを連続して、かつ、前記舌部開口縁と前記ベルマウス部の開口縁と前記底板部の開口縁とからなる部分にのみ備えられていることを特徴とする。

この構成によれば、隙間封止部が舌部に対応する舌部開口縁に設けられているため、羽根車から吹き出された空気が各舌部開口縁の間の隙間を通じて、ケーシング外部に流出することが防止され、風切り音の発生を抑えることができる。従って、分割可能なケーシングを備えた遠心送風機であっても、当該ケーシングの舌部近傍で発生する騒音の低減を図ることができる。

この構成において、前記隙間封止部は、前記分割体と一体に樹脂成形されていても良い。

本発明によれば、ケーシングは、通風路の基点となる舌部を有する第１分割体と、第２分割体とを各分割体の開口縁で当接させることにより構成され、前記回転軸方向視で舌部に対応する舌部開口縁には、第１分割体または第２分割体の一方の舌部開口縁から他方の舌部開口縁に向けて延出し、各舌部開口縁の隙間を封止する隙間封止部を設けたため、羽根車から吹き出された空気が各舌部開口縁の間の隙間を通じて、ケーシング外部に流出することが防止され、風切り音の発生を抑えることができる。従って、分割可能なケーシングを備えた遠心送風機であっても、当該ケーシングの舌部近傍で発生する騒音の低減を図ることができる。

本実施形態に係る送風ファンを備えた室内ユニットの側断面図である。 送風ファンの側面図である。 ファンケースの分解斜視図である。 ファンケースの舌部開口縁に隙間封止部を設けた場合の騒音値の変化を示す表である。 騒音値変化を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る遠心送風機を備えた空気調和装置の室内ユニット１を示す側断面図である。この室内ユニット１は、屋外に配置された不図示の室外ユニットと冷媒配管を介して接続されており、冷媒を室外ユニットと室内ユニット１との間で循環させて、この室内ユニット１が配置された被調和室の空気調和を行う。

室内ユニット１は、図１に示したように、箱状に形成されたユニット本体１０を備え、このユニット本体１０内に、室外ユニットの圧縮機から吐出された冷媒と被調和室の室内空気との熱交換を行う室内熱交換器６０と、この室内熱交換器６０に送風する送風ファン（遠心送風機）５０とが収容されている。
ユニット本体１０は、例えば、建物の天井裏空間内に懸吊して配設され、一対の対向する側面に配置された吸込側パネル１５、及び、吹出側パネル１６を備える。送風ファン５０の上流側に配置された吸込側パネル１５には吸込口１７が形成され、室内熱交換器６０の下流側に配置された吹出側パネル１６には吹出口１８が形成されている。これら吸込口１７及び吹出口１８には、吸込みダクト、及び、吹出ダクトを介して、被調和室の天井に設けられた排気口、及び、給気口にそれぞれ接続されている。

室内ユニット１は、送風ファン５０の駆動により、被調和室内の空気を吸込みダクト、吸込口１７を介してユニット本体１０内に吸い込み、吸い込んだ空気を室内熱交換器６０に送風して室内熱交換器６０内を流れる冷媒と熱交換をさせる。そして、熱交換後の調和空気を、吹出口１８、吹出ダクトを介して、被調和室内に供給する。つまり、室内ユニット１は、被調和室の空気を吸い込んで、室内熱交換器６０内を流れる冷媒と熱交換させた調和空気を再び被調和室に吹出している。なお、本実施形態では、室内ユニット１のユニット本体１０を建物の天井裏空間に配設する構成としたが、被調和室の天井部や床部に配設する構成としても良いことは勿論である。

ユニット本体１０の内部は、図１に示すように、送風ファン５０と室内熱交換器６０との間に設けられた仕切板５５により、送風ファン５０を収容する送風室Ｒ１と、室内熱交換器６０を収容する熱交換室Ｒ２とに区分けされる。仕切板５５は金属の板材などで形成され、送風室Ｒ１と熱交換室Ｒ２との間の空気の流れを遮断する。
仕切板５５には開口５５Ａが設けられ、この開口５５Ａに送風ファン５０の吹出口２０が接続されて熱交換室Ｒ２側に露出している。これにより、送風ファン５０で送風された空気のみが送風室Ｒ１から熱交換室Ｒ２へと流通する。

熱交換室Ｒ２には、室内熱交換器６０と、この室内熱交換器６０の下方に当該室内熱交換器６０で発生したドレン水を受けるドレンパン７０とが配置されている。ドレンパン７０は、発砲スチロール製であり、室内熱交換器６０のドレン水を受ける内側は防水、防カビのために、樹脂シート等で覆われる。ドレンパン７０には、底部が一段低くなったドレン溜まり７０Ａが形成され、このドレン溜まり７０Ａには、図示は省略したが、ドレン水を機外に排出するためのドレンポンプが配置されている。

室内熱交換器６０は、平板状の上側熱交換部６１と、下側熱交換部６２とを備え、これらの上側熱交換部６１と下側熱交換部６２とが側面視で略くの字状に組み合わせて連結されている。この構成によれば、室内熱交換器６０は、平板状の２つの熱交換部６１，６２を側面視で略くの字状に連結させて構成されているため、平板状の熱交換器を縦置きに配置する場合に比べて、熱交換器の高さを低く抑えて、且つ、熱交換面積を広くすることができる。
本実施形態では、送風ファン５０は、吹出口２０からの吹き出し方向が上側熱交換部６１と下側熱交換部６２との連結部６０Ａに向かうように、吹出口２０が斜め下向きに設けられるように配置される。

送風ファン５０には、遠心送風機であるシロッコファンが用いられる。送風ファン５０は、多数の羽根５１を備えた筒状の羽根車５０Ａと、この羽根車５０Ａを収容するファンケース（ケーシング）５０Ｂと、羽根車５０Ａの回転軸５０Ｃに連結されて当該羽根車５０Ａを回転駆動させるファンモータ（不図示）とを備える。送風室Ｒ１には、複数の羽根車５０Ａ及びファンケース５０Ｂが配置され、これら羽根車５０Ａが一本の回転軸５０Ｃによって連結される。この回転軸５０Ｃには、単一のファンモータが連結されて、複数の羽根車５０Ａを同様に回転駆動する構成となっている。なお、送風ファンの構成はこれに限るものではなく、一の羽根車５０Ａごとに一のファンモータを設ける構成としても良い。

羽根車５０Ａは、図１に示すように、回転軸５０Ｃが延びる方向（図１では紙面を貫通する方向）の両端に形成された開口５２を通じて吸入した空気を多数の羽根５１の隙間から径方向に吹き出す両吸い込み式の羽根車である。ファンケース５０Ｂは、図２に示すように、空気の吹出口２０と、ベルマウス部２１により囲われる空気の吸込口２２とが形成されている。吸込口２２は、回転軸５０Ｃ方向におけるファンケース５０Ｂの両側方に設けられており、羽根車５０Ａの開口５２と略重なる位置に設けられている。なお、本実施形態では、羽根車５０Ａ及びファンケース５０Ｂは、両吸い込み式として構成しているが、片吸い込み式としてもよい。

吹出口２０は、羽根車５０Ａの回転軸５０Ｃに対して略直交する向きに空気を吹き出すよう、吸込口２２に直交するように形成されている。また、ファンケース５０Ｂは、図１に示すように、羽根車５０Ａとの間に渦巻き状の通風路２３が形成されるように羽根車５０Ａを覆う渦巻き部２４と、渦巻き部２４と吹出口２０とを結ぶ筒部２５とから構成されている。この筒部２５の外周部には、図２に示すように、ファンケース５０Ｂを、上記した仕切板５５の開口５５Ａに取り付けるためのフランジ部２５Ａが設けられている。
ファンケース５０Ｂは、通風路２３の基点となる舌部２６を備える。舌部２６は、羽根車５０Ａの外周面５３に最も接近する部位の近傍部分であり、ファンケース５０Ｂの渦巻き部２４と筒部２５の一辺とを結ぶ役割を果たしている。

また、本実施形態では、ファンケース５０Ｂは、ポリプロピレン等の樹脂製の部材であり、図２に示すように、羽根車５０Ａ（図１）を下方から覆う下側ケース（第１分割体）３０と、羽根車５０Ａを上方から覆う上側ケース（第２分割体）３１とを備えている。
下側ケース３０と上側ケース３１とは、羽根車５０Ａの回転軸５０Ｃを含む平面で分割され、ファンケース５０Ｂは、図３に示すように、下側ケース３０と上側ケース３１とを、各ケース３０，３１の開口縁３０ａ，３１ａで当接させることにより構成される。

下側ケース３０は、ファンケース５０Ｂの下側部分を構成しており、舌部２６と、この舌部２６に連なり、筒部２５の一部を形成する底板部２７とを備える。また、下側ケースには、渦巻き部２４の後方側の開口縁３０ａから上方に延びて、上側ケース３１の位置決めを行う位置決め片３２が設けられるとともに、これら位置決め片３２の間の開口縁３０ａに係止部３３が設けられている。
一方、上側ケース３１は、下側ケース３０の底板部２７と協同して筒部２５を形成する上板部２８及び側板部２９を備え、下側ケース３０と組合わされた際に筒部２５及び吹出口２０が形成される。また、上側ケース３１の後方側の開口縁３１ａには、下方に延びて、上記した係止部３３に係止する爪部３４が設けられている。

ところで、本実施形態のように、ファンケース５０Ｂを、舌部２６を有する下側ケース３０と、この下側ケース３０に装着される上側ケース３１とに上下に分割可能な構成とした場合、羽根車５０Ａから吹き出された空気の一部が舌部２６に吹き付けられることにより乱流を生じる。このため、ファンケース５０Ｂの舌部２６近傍では、送風音による騒音が発生するという問題があった。
発明者達がこの現象を解析したところ、図３に示すように、上側ケース３１及び下側ケース３０の各開口縁３０ａ，３１ａのうち、側面視（回転軸５０Ｃが延びる方向視）で、舌部２６に対応する舌部開口縁４０，４１間に隙間が生じた場合に、この隙間を通じて外部に漏れ出る空気の風切り音が大きく影響していることが判明した。
このため、下側ケース３０の舌部開口縁４０には、上側ケース３１の舌部開口縁４１に向かって延び、当該舌部開口縁４０，４１間の隙間を封止する舌部封止片（隙間封止部）４２が設けられている。この舌部封止片４２は、図２に示すように、少なくとも舌部２６と羽根車５０Ａの外周面５３との間に対応する位置に設けられることが必要である。
本実施形態では、舌部開口縁４０に隣接するベルマウス部２１の開口縁３０ａから延びるベルマウス部封止片４３と、底板部２７の開口縁３０ａから延びる底板部封止片４４とを備え、これら各封止片４２，４３，４４を下側ケース３０と一体に樹脂成形している。このため、本実施形態では、舌部封止片４２，ベルマウス部封止片４３，底板部封止片４４を備えて隙間封止部４５を構成する。

次に、隙間封止部４５を設けた場合の騒音値の変化について説明する。
図４は、ファンケース５０Ｂに隙間封止部４５を設けた場合の騒音値の変化を示す表であり、図５は騒音値変化を示すグラフである。
図４では、下側ケース３０に隙間封止部４５を設けていない構成（従来形状）と、上記した説明のように、下側ケース３０に隙間封止部（舌部封止片４２，ベルマウス部封止片４３，底板部封止片４４）４５を設けた構成（本実施形態）について、それぞれ機外静圧（Ｐａ）、ファン回転数（ｒｐｍ）を［５５，１０００］、［３９，８７０］、［１１，５００］の３つの条件下で測定した結果を示している。
また、参考例として、本願発明の特徴部分である舌部開口縁４０に舌部封止片４２を設けた構成（舌部のみ）と、特開２０００−２８３０９４号公報に記載されたベルマウス部封止片４３のみを設けた構成（ベルマウス部のみ）について、機外静圧（Ｐａ）、ファン回転数（ｒｐｍ）を［３９，８７０］の条件下で測定した結果を示している。

この測定結果によれば、測定したすべての条件下で、下側ケース３０に隙間封止部４５を設けた構成は設けていない構成よりも騒音値が２．９〜４，６（ｄＢ）低下している。さらに、ベルマウス部のみでは、従来よりも０．４（ｄＢ）低下したものの、本実施形態に比べると３．０（ｄＢ）も高い騒音値が検出されている。
これに対して、舌部のみでは、従来よりも３．０（ｄＢ）低下した結果が検出されている。この結果によれば、隙間を封止する封止片は、どこに設けても良いものではなく、舌部２６に対応する舌部開口縁４０，４１を封止する位置に設けることが有効であることが判明した。
また、本実施形態の構成が、舌部のみの構成よりも騒音値が０．４（ｄＢ）低下した結果が得られたのは、下側ケース３０と上側ケース３１とが隙間封止部４５によって位置決めされることにより、送風時に筒部２５の幅方向のズレを抑えることができ、この筒部２５の形状変化に伴う乱流の発生を抑えることができたためと考えられる。

以上説明したように、本発明を適用した実施形態によれば、回転軸５０Ｃ方向から吸入した空気を径方向に吹き出す羽根車５０Ａと、羽根車５０Ａを収納して当該羽根車５０Ａから吹き出された空気が流れる渦巻き状の通風路２３を形成するファンケース５０Ｂとを備えた送風ファン５０において、ファンケース５０Ｂは、通風路２３の基点となる舌部２６を有する下側ケース３０と、この下側ケース３０に装着される上側ケース３１とをケースの開口縁３０ａ，３１ａで当接させることにより構成され、回転軸方向視で舌部２６に対応する舌部開口縁４０，４１には、下側ケース３０の舌部開口縁４０から上側ケース３１の舌部開口縁４１に向けて延出し、各舌部開口縁４０，４１の隙間を封止する舌部封止片４２を設けたため、羽根車５０Ａから吹き出された空気が各舌部開口縁４０，４１の間の隙間を通じて、ファンケース５０Ｂの外部に流出することが防止され、風切り音の発生を抑えることができる。従って、分割可能なファンケース５０Ｂを備えた送風ファン５０であっても、当該ファンケース５０Ｂの舌部２６の近傍で発生する騒音の低減を図ることができる。

また、本実施形態によれば、舌部封止片４２は、少なくとも舌部２６と羽根車５０Ａの外周面５３との間に対応する位置に設けられているため、羽根車５０Ａから吹き出された空気の一部が舌部２６に吹き付けられることにより乱流を生じたとしても、舌部封止片４２が舌部開口縁４０，４１の隙間を確実に封止することにより、ファンケース５０Ｂの舌部２６の近傍で発生する騒音の低減を図ることができる。

また、本実施形態によれば、ファンケース５０Ｂは、回転軸方向に開口した吸込口２２を備え、隙間封止部４５は、舌部封止片４２に連なり吸込口２２まで延在するベルマウス部封止片４３を備えたため、下側ケース３０と上側ケース３１とが隙間封止部４５によって位置決めされることにより、送風時に筒部２５の幅方向のズレを抑えることができる。このため、筒部２５の形状変化に伴う乱流の発生を抑えることができ、その分、ファンケース５０Ｂの舌部２６の近傍で発生する騒音の低減を図ることができる。

また、本実施形態によれば、隙間封止部４５は、下側ケース３０と一体に樹脂成形されているため、隙間封止部４５を容易に形成することできるとともに、当該隙間封止部４５と下側ケース３０との密着性を向上することができる。

２０ 吹出口
２１ ベルマウス部
２２ 吸込口
２３ 通風路
２４ 渦巻き部
２５ 筒部
２５Ａ フランジ部
２６ 舌部
２７ 底板部
２８ 上板部
２９ 側板部
３０ 下側ケース（第１分割体）
３０ａ 開口縁
３１ 上側ケース（第２分割体）
３１ａ 開口縁
４０，４１ 舌部開口縁
４２ 舌部封止片（隙間封止部）
４３ ベルマウス部封止片
４４ 底板部封止片
４５ 隙間封止部
５０ 送風ファン（遠心送風機）
５０Ａ 羽根車
５０Ｂ ファンケース（ケーシング）
５０Ｃ 回転軸
５１ 羽根
５２ 開口
５３ 外周面

Claims (2)

1. 回転軸方向から吸入した空気を径方向に吹き出す羽根車と、前記羽根車を収納して当該羽根車から吹き出された空気が流れる渦巻き状の通風路を形成するケーシングとを備えた遠心送風機において、
   前記ケーシングは、前記通風路の基点となる舌部を有する第１分割体と、第２分割体とを各分割体の開口縁で当接させることにより構成され、前記回転軸方向視で前記舌部に対応する舌部開口縁には、前記第１分割体または第２分割体の一方の舌部開口縁から他方の舌部開口縁に向けて延出し、各舌部開口縁の隙間を封止する隙間封止部を設け、
   前記隙間封止部は、前記舌部開口縁の隙間を封止する舌部封止片と、前記舌部開口縁に隣接するベルマウス部の開口縁から延びるベルマウス部封止片と、底板部の開口縁から延びる底板部封止片とを連続して、かつ、前記舌部開口縁と前記ベルマウス部の開口縁と前記底板部の開口縁とからなる部分にのみ備えられていることを特徴とする遠心送風機。
2. 前記隙間封止部は、前記分割体と一体に樹脂成形されていることを特徴とする請求項１に記載の遠心送風機。

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