JP7308985B2 - 遠心送風機及び空気調和装置 - Google Patents
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Description
[遠心送風機1]
図1は、実施の形態1に係る遠心送風機1を模式的に示す斜視図である。図2は、実施の形態1に係る遠心送風機1を回転軸RSと平行に見た構成を模式的に示す外観図である。図3は、図2に示す遠心送風機1のA-A線断面を模式的に示した断面図である。図1~図3を用いて、遠心送風機1の基本的な構造について説明する。遠心送風機1は、例えば、シロッコファン、あるいは、ターボファン等の多翼遠心型の送風機であり、気流を発生させる羽根車2と、羽根車2を内部に収納するスクロールケーシング4とを有する。遠心送風機1は、羽根車2の仮想の回転軸RSの軸方向において、スクロールケーシング4の片側から空気が吸い込まれる片吸込型の送風機である。
羽根車2は、遠心式のファンである。羽根車2は、駆動装置6によって回転駆動され、回転で生じる遠心力により、径方向外方へ空気を強制的に送出させる。羽根車2は、駆動装置6によって、矢印で示す回転方向Rに向かって回転する。駆動装置6は、例えば、モータであり、羽根車2に駆動力を付与する。駆動装置6は、図3に示すようにスクロールケーシング4内に配置されているが、駆動装置6は、スクロールケーシング4の外部に配置され、シャフト(図示は省略)によって羽根車2の主板2aと接続されてもよい。
スクロールケーシング4は、図1~図3に示すように、羽根車2を内部に収納し、羽根車2から吹き出された空気を整流する。スクロールケーシング4は、発泡スチロール等の発泡材で形成されている。なお、スクロールケーシング4は、発泡材で形成されているものに限定されるものではない。例えば、スクロールケーシング4は、樹脂材料で形成されてもよく、金属材料で形成されてもよい。スクロールケーシング4は、スクロール部41と、吐出部42と、を有する。
スクロール部41は、羽根車2が発生させた気流の動圧を静圧に変換する風路を形成する。スクロール部41は、回転軸RSの軸方向から羽根車2を覆い、空気を取り込む吸込口5が形成された側壁4aと、羽根車2を回転軸RSの径方向から羽根車2を囲む周壁4cと、を有する。また、スクロール部41は、羽根車2が発生させた気流を、スクロール部41を介して吐出口42aに導く舌部43を有する。なお、回転軸RSの径方向とは、回転軸RSの軸方向に対して垂直な方向である。周壁4c及び側壁4aにより構成されるスクロール部41の内部空間45は、羽根車2から吹き出された空気が周壁4cに沿って流れる空間となっている。
側壁4aは、図1及び図3に示すように、羽根車2の回転軸RSの軸方向において、羽根車2の両側に配置されている。スクロールケーシング4は、図3に示すように、側壁4aとして、第1側壁4a1と、第2側壁4a2とを有する。
周壁4cは、互いに対向する側壁4aの間に設けられた壁であり、羽根車2の回転方向Rにおいて湾曲面を構成する。周壁4cは、羽根車2が発生させた気流を、湾曲する壁面に沿わせ、スクロール部41を介して吐出口42aに導く。周壁4cは、例えば、羽根車2の回転軸RSの軸方向と平行に配置されて羽根車2を覆う。なお、周壁4cは、羽根車2の回転軸RSの軸方向に対して傾斜した形態であってもよく、回転軸RSの軸方向と平行に配置される形態に限定されるものではない。周壁4cは、回転軸RSに対して径方向から羽根車2を覆い、複数の羽根2dと対向する内周面を構成する。周壁4cは、羽根車2の羽根2dの空気の吹き出し側と対向する。
吐出部42は、羽根車2が発生させてスクロール部41を通過した気流が吐き出される吐出口42aを形成する。吐出部42は、周壁4cに沿って流動する空気の流れ方向に直交する断面が、矩形状となる中空の管で構成される。なお、吐出部42の断面形状は、矩形に限定されるものではない。吐出部42は、羽根車2から送り出されて周壁4cと羽根車2との間の内部空間45を流動する空気を、スクロールケーシング4の外部へ排出するように案内する流路を形成する。
スクロールケーシング4において、吐出部42のディフューザ板42cと、周壁4cの巻始部41sとの間に舌部43が形成されている。舌部43は、所定の曲率半径で形成されており、周壁4cは、舌部43を介してディフューザ板42cと滑らかに接続されている。
図4は、図3に示す遠心送風機1の範囲ARの拡大図である。図2~図4を用いて、遮壁部20を説明する。なお、図2は、遮壁部20の構成を説明するために、ベルマウス3を透過させてベルマウス3の裏側に配置されている遮壁部20を概念的に表している。
羽根車2が回転すると、スクロールケーシング4の外の空気は、吸込口5を通じてスクロールケーシング4の内部に吸い込まれる。この際、スクロールケーシング4の内部に吸い込まれる空気は、ベルマウス3に案内されて羽根車2によって形成された空間47に吸い込まれる。羽根車2により形成された空間47に吸い込まれた空気は、複数の羽根2dの間を通る過程で、動圧と静圧とが付加された気流となって羽根車2の径方向外側に向かって吹き出される。
図10は、実施の形態1に係る遠心送風機1内の風の流れを示す概念図である。まず、上述したように、遠心送風機1のスクロールケーシング4は、羽根車2の径方向において、ベルマウス周壁31と内周縁部32bとの間に設けられ、側壁4aから羽根車2側に向かって延びる遮壁部20を有するものである。そして、遮壁部20と側板2cとの間の距離D1が、周壁4cと側板2cとの間の距離及びベルマウス周壁31と側板2cとの間の距離よりも小さく形成されている。
[遠心送風機1A]
図13は、実施の形態2に係る遠心送風機1Aの拡大図である。図13に示す遠心送風機1Aは、図3に示す遠心送風機1の範囲ARの部分の拡大図である。なお、図1~図12の遠心送風機1と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態2に係る遠心送風機1Aは、実施の形態1に係る遠心送風機1における遮壁部20の形状が異なるものである。従って、以下の説明では、図13を用いて、実施の形態2に係る遠心送風機1Aの遮壁部21について、実施の形態1に係る遠心送風機1の遮壁部20との相違点を中心に説明する。
スクロールケーシング4は、羽根車2の径方向において、ベルマウス周壁31から内周縁部32bに向かって延びる遮壁部21を有する。遮壁部21は、羽根車2から流出した気流が羽根車2に再流入する方向に流れることを阻むものである。遮壁部21は、発泡スチロール等の発泡材で形成されている。なお、遮壁部21は、発泡材で形成されているものに限定されるものではない。例えば、遮壁部21は、樹脂材料で形成されてもよく、金属材料で形成されてもよい。
遮壁部21は、回転軸RSの軸方向において空気取込部32と当接する。そのため、遮壁部21は、図13に示すように、回転軸RSに沿った断面において、ブロック状に形成されている。遮壁部21は、遮壁部20と比較して、回転軸RSの軸方向に厚さを有することで遮壁部20よりも強度を確保することができる。
[遠心送風機1B]
図14は、実施の形態3に係る遠心送風機1Bの拡大図である。図14に示す遠心送風機1Bは、図3に示す遠心送風機1の範囲ARの部分の拡大図である。なお、図1~図13の遠心送風機1等と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態3に係る遠心送風機1Bは、実施の形態1に係る遠心送風機1における遮壁部20の形状が異なるものである。従って、以下の説明では、図14を用いて、実施の形態3に係る遠心送風機1Bの遮壁部22について、実施の形態1に係る遠心送風機1の遮壁部20との相違点を中心に説明する。
スクロールケーシング4は、図14に示すように、羽根車2の径方向において、ベルマウス周壁31から内周縁部32bに向かって延びる遮壁部22を有する。遮壁部22は、羽根車2から流出した気流が羽根車2に再流入する方向に流れることを阻むものである。遮壁部22は、遮壁部20と同様の素材で形成されている。
遠心送風機1Bのスクロールケーシング4は、遮壁部22を有する。羽根車2の径方向において、ベルマウス周壁31と内周縁部32bとの間に設けられ、ベルマウス周壁31から内周縁部32bに向かって延びる遮壁部22を有するものである。そして、この遮壁部22は、回転軸RSの軸方向において側板2cと対向している。また、遮壁部22と側板2cとの間の距離D2が、周壁4cと側板2cとの間の距離及びベルマウス周壁31と側板2cとの間の距離よりも小さく形成されている。
[遠心送風機1C]
図15は、実施の形態4に係る遠心送風機1Cの拡大図である。図15に示す遠心送風機1Cは、図3に示す遠心送風機1の範囲ARの部分の拡大図である。なお、図1~図14の遠心送風機1等と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態4に係る遠心送風機1Cは、実施の形態3に係る遠心送風機1Bにおける遮壁部22の形状が異なるものである。従って、以下の説明では、図15を用いて、実施の形態4に係る遠心送風機1Cの遮壁部23について、実施の形態3に係る遠心送風機1Bの遮壁部22との相違点を中心に説明する。
スクロールケーシング4は、羽根車2の径方向において、ベルマウス周壁31から内周縁部32bに向かって延びる遮壁部23を有する。遮壁部23は、羽根車2から流出した気流が羽根車2に再流入する方向に流れることを阻むものである。遮壁部23は、発泡スチロール等の発泡材で形成されている。なお、遮壁部23は、発泡材で形成されているものに限定されるものではない。例えば、遮壁部23は、樹脂材料で形成されてもよく、金属材料で形成されてもよい。
遮壁部23は、回転軸RSの軸方向において空気取込部32と当接する。そのため、遮壁部23は、図15に示すように、回転軸RSに沿った断面において、ブロック状に形成されている。遮壁部23は、遮壁部22と比較して、回転軸RSの軸方向に厚さを有することで遮壁部22よりも強度を確保することができる。
[遠心送風機1D]
図16は、実施の形態5に係る遠心送風機1Dの拡大図である。図16に示す遠心送風機1Dは、図3に示す遠心送風機1の範囲ARの部分の拡大図である。なお、図1~図15の遠心送風機1等と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態5に係る遠心送風機1Dは、実施の形態3に係る遠心送風機1Bにおける遮壁部22の形状が異なるものである。従って、以下の説明では、図16を用いて、実施の形態5に係る遠心送風機1Dの遮壁部24について、実施の形態3に係る遠心送風機1Bの遮壁部22との相違点を中心に説明する。
スクロールケーシング4は、羽根車2の径方向において、ベルマウス周壁31から内周縁部32bに向かって延びる遮壁部24を有する。遮壁部24は、羽根車2から流出した気流が羽根車2に再流入する方向に流れることを阻むものである。
遮壁部24は、羽根車2の径方向において空気取込部32と当接する。そのため、遮壁部24は、遮壁部22と比較して、当接する位置が増えるため遮壁部22よりも強度を確保することができる。
[遠心送風機1E]
図17は、実施の形態6に係る遠心送風機1Eの拡大図である。図17に示す遠心送風機1Eは、図3に示す遠心送風機1の範囲ARの部分の拡大図である。なお、図1~図16の遠心送風機1等と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態5に係る遠心送風機1Eは、実施の形態3に係る遠心送風機1Bにおける遮壁部22の形状が異なるものである。従って、以下の説明では、図17を用いて、実施の形態6に係る遠心送風機1Eの遮壁部25について、実施の形態3に係る遠心送風機1Bの遮壁部22との相違点を中心に説明する。
スクロールケーシング4は、羽根車2の径方向において、ベルマウス周壁31から内周縁部32bに向かって延びる遮壁部25を有する。遮壁部25は、羽根車2から流出した気流が羽根車2に再流入する方向に流れることを阻むものである。遮壁部25は、発泡スチロール等の発泡材で形成されている。なお、遮壁部25は、発泡材で形成されているものに限定されるものではない。例えば、遮壁部25は、樹脂材料で形成されてもよく、金属材料で形成されてもよい。
遮壁部25は、回転軸RSの軸方向において空気取込部32と当接する。そのため、遮壁部25は、図17に示すように、回転軸RSに沿った断面において、ブロック状に形成されている。遮壁部25は、遮壁部23と比較して、回転軸RSの軸方向に厚さを有することで遮壁部23よりも強度を確保することができる。
[遠心送風機1F]
図18は、実施の形態7に係る遠心送風機1Fの断面模式図である。図18は、スクロールケーシング4の断面を概念的に表したものである。なお、図1~図17の遠心送風機1等と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態1に係る遠心送風機1等は、スクロールケーシング4の片側から空気が吸い込まれる片吸込型の送風機であるのに対し、実施の形態7に係る遠心送風機1F等は、スクロールケーシング4の両側から空気が吸い込まれる両吸込型の送風機である。
羽根車2は、図18に示すように、円盤状の主板2aと、主板2aと対向して配置される環状の側板2cと、一端が主板2aと接続され、他端が側板2cと接続されており、主板2aの周縁部2a1に配列した複数の羽根2dと、を有する。
スクロールケーシング4は、遠心送風機1F用の羽根車2Fを内部に収納し、羽根車2Fから吹き出された空気を整流する。スクロールケーシング4は、スクロール部41と、吐出部42と、を有する。
スクロール部41は、羽根車2Fが発生させた気流の動圧を静圧に変換する風路を形成する。スクロール部41は、側壁4aと、周壁4cと、を有する。
(側壁4a)
側壁4aは、羽根車2Fの回転軸RSの軸方向において、羽根車2Fの両側に配置されている。スクロールケーシング4の側壁4aには、羽根車2Fとスクロールケーシング4の外部との間を空気が流通できるように、吸込口5が形成されている。
スクロールケーシング4は、回転軸RSの軸方向において主板2aの両側にそれぞれ遮壁部20を有している。すなわち、遮壁部20は、第1側壁4a1側に配置されている第1遮壁部27と、第2側壁4a21側に配置されている第2遮壁部28と、を有する。
遠心送風機1Fは、第1遮壁部27及び第2遮壁部28を有することにより、両吸込型の送風機であっても、遮壁部20を有する場合と同様に羽根車2から流出した気流が羽根車2に再流入することを防止すると共に、気流により生じる騒音を抑制することができる。
[空気調和装置60]
図19は、実施の形態8に係る空気調和装置60の一例を概念的に示した正面図である。図20は、実施の形態8に係る空気調和装置60の一例を概念的に示した斜視図である。なお、図19及び図20は、空気調和装置60の内部構成を説明するために筐体61を透過させ内部構成を示している。また、図1~図18の遠心送風機1等と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。
図3に示す駆動装置6の駆動によって、羽根車2が回転すると、空調対象空間の空気は、吸込口61gを通じて筐体61の内部に吸い込まれる。筐体61の内部に吸い込まれた空気は、ベルマウス3に案内され、羽根車2に吸い込まれる。羽根車2に吸い込まれた空気は、羽根車2の径方向外側に向かって吹き出される。羽根車2から吹き出された空気は、スクロールケーシング4の内部を通過後、スクロールケーシング4の吐出口42aから吹き出され、熱交換器10に供給される。熱交換器10に供給された空気は、熱交換器10を通過する際に、熱交換器10内を流れる冷媒との間で熱交換され、温度及び湿度調整される。熱交換器10を通過した空気は、吹出口63から空調対象空間に吹き出される。
実施の形態8に係る空気調和装置60は、実施の形態1に係る遠心送風機1等を備えるため、実施の形態1に係る遠心送風機1等と同様の効果を得ることができる。そのため、空気調和装置60は、例えば、遠心送風機1内の気流により生じる騒音を抑制することができる。
Claims (12)
- 回転駆動される主板と、前記主板と対向して配置される環状の側板と、一端が前記主板と接続され、他端が前記側板と接続されており、前記主板の周縁部に配列した複数の羽根と、を有する羽根車と、
渦巻形状に形成された周壁と、前記主板と前記複数の羽根とによって形成される空間に連通する吸込口を形成するベルマウスを有する側壁と、を有し、前記羽根車を収納するスクロールケーシングと、
を備え、
前記ベルマウスは、
前記側壁から突出し、筒状に形成されたベルマウス周壁と、
環状に形成されており、外周側の縁部を形成する外周縁部が前記ベルマウス周壁の突出方向の端部と連続しており、内周側の縁部を形成する内周縁部が前記吸込口を形成し、前記スクロールケーシングの内部に向かって開口径が次第に小さくなるように形成された空気取込部と、
を有し、
前記側板は、
前記複数の羽根の外周端に設けられており、
前記側板は、
前記ベルマウス内に収容されており、前記羽根車の径方向において前記ベルマウス周壁と対向する位置に配置されており、
前記スクロールケーシングは、
前記羽根車の径方向において、
前記ベルマウス周壁と前記内周縁部との間に設けられ、前記側壁から前記羽根車側に向かって延びており、前記羽根車から流出した気流が前記羽根車に再流入する方向に流れることを阻む遮壁部を有し、
前記遮壁部は、
前記遮壁部と前記側板との間の距離が、
前記周壁と前記側板との間の距離及び前記ベルマウス周壁と前記側板との間の距離よりも小さく形成されており、
前記遮壁部は、
内周側の縁部を形成する先端部を有し、
前記遮壁部の前記先端部は、前記径方向において前記側板と対向している遠心送風機。 - 前記先端部は、
前記主板側の壁面が傾斜面を形成する傾斜部を有している請求項1に記載の遠心送風機。 - 前記遮壁部は、
前記径方向において前記空気取込部と当接する請求項1又は2に記載の遠心送風機。 - 前記遮壁部は、
前記羽根車の回転軸の軸方向において前記空気取込部と当接する請求項1~3のいずれか1項に記載の遠心送風機。 - 前記遮壁部は、
前記羽根車の回転軸の軸方向に見た場合に、環状に形成されている請求項1~4のいずれか1項に記載の遠心送風機。 - 前記遮壁部は、
前記側壁と一体に形成されている請求項1~5のいずれか1項に記載の遠心送風機。 - 前記遮壁部は、
前記ベルマウス周壁と一体に形成されている請求項1~5のいずれか1項に記載の遠心送風機。 - 前記側壁は、
前記周壁を挟んで対向する第1側壁と第2側壁とを有し、
前記第1側壁及び前記第2側壁にはそれぞれ前記ベルマウスが形成されており、
前記遮壁部は、
前記第1側壁側に配置されている第1遮壁部と、
前記第2側壁側に配置されている第2遮壁部と、
を有する請求項1~7のいずれか1項に記載の遠心送風機。 - 前記スクロールケーシングは、
発泡材で形成されている請求項1~8のいずれか1項に記載の遠心送風機。 - 前記遮壁部は、
発泡材で形成されている請求項1~9のいずれか1項に記載の遠心送風機。 - 前記羽根車に駆動力を付与する駆動装置を更に備えた請求項1~10のいずれか1項に記載の遠心送風機。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載の遠心送風機と、
当該遠心送風機の吐出口と対向する位置に配置された熱交換器と、
を備えた空気調和装置。
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