JP7308985B2 - 遠心送風機及び空気調和装置 - Google Patents

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Description

本発明は、スクロールケーシングを有する遠心送風機及び当該遠心送風機を備えた空気調和装置に関するものである。
従来、遠心送風機は、風路を徐々に拡大させて吐出口に導く渦巻き形状のスクロールケーシングと、スクロールケーシングの内部に収納され、軸心周りに回転する羽根車とを有するものがある。そして、このようなスクロールケーシングの空気の吸込口には、羽根車に気流を導くベルマウスが設けられているものがある。また、羽根車は、複数の羽根と、複数の羽根が回転軸の周囲の円周上に配列された主板と、複数の羽根のそれぞれの吸込み側の端部を互いに連結する環状の側板とを有するものがある。
このような遠心送風機において、羽根車が回転することによって隣り合う羽根同士の間から流出する気流は、羽根車の回転軸の軸方向に速度分布を有している。気流の速度分布は、使用される環境によっては側板側に偏りを有し、気流の一部が逆流しスクロールケーシング内を流れずにベルマウスの裏側に沿って流れる場合がある。このように、スクロールケーシング内を流れる空気の流れから漏れ、ベルマウスの裏に沿って流れる気流は、羽根車の内部に再流入して羽根に当たり、羽根の風切り音として大きな騒音を発生させる。
そこで、羽根車から流出した気流が、羽根車に再流入することを防止するために、スクロールケーシングの内壁から回転軸の延びる方向に突出する逆流防止板を設けた遠心送風機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の遠心送風機は、羽根車にかかる逆流防止板の長さを周方向で変化させることで、羽根車の吸い込み側へ空気が漏れて流れることの防止と、ファン性能の劣化の防止との両立を図ることを目的としている。
特開2014-77380号公報
しかしながら、特許文献1の遠心送風機では、羽根車の回転軸の軸方向に延びる逆流防止板を設けていることにより、逆流した気流が逆流防止板によって回転軸の軸方向に曲げられる。そのため、回転軸の軸方向に曲げられ、逆流防止板に沿って流れる逆流した気流が、羽根車から流出する気流と干渉し騒音を発生させる恐れがある。
本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、羽根車から流出した気流が羽根車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遠心送風機及び空気調和装置を得ることを目的とする。
本発明に係る遠心送風機は、回転駆動される主板と、主板と対向して配置される環状の側板と、一端が主板と接続され、他端が側板と接続されており、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、主板と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、羽根車を収納するスクロールケーシングと、を備え、ベルマウスは、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吸込口を形成し、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、側板は、複数の羽根の外周端に設けられており、側板は、ベルマウス内に収容されており、羽根車の径方向においてベルマウス周壁と対向する位置に配置されており、スクロールケーシングは、羽根車の径方向において、ベルマウス周壁と内周縁部との間に設けられ、側壁から羽根車側に向かって延びており、羽根車から流出した気流が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、遮壁部は、遮壁部と側板との間の距離が、周壁と側板との間の距離及びベルマウス周壁と側板との間の距離よりも小さく形成されており、遮壁部は、内周側の縁部を形成する先端部を有し、遮壁部の先端部は、径方向において側板と対向しているものである。
本発明に係る空気調和装置は、上記の遠心送風機と、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、を備えるものである。
本発明によれば、遠心送風機のスクロールケーシングは、羽根車の径方向において、ベルマウス周壁と内周縁部との間に設けられ、側壁から羽根車側に向かって延びる遮壁部を有するものである。そして、遮壁部と側板との間の距離が、周壁と側板との間の距離及びベルマウス周壁と側板との間の距離よりも小さく形成されている。そのため、羽根車から流出した気流は、遮壁部によって羽根車に再流入する方向の流れが阻まれ、羽根車の径方向に延びる遮壁部に沿って流れる。その結果、本発明は、羽根車から流出した気流が、羽根車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。
実施の形態1に係る遠心送風機を模式的に示す斜視図である。 実施の形態1に係る遠心送風機を回転軸と平行に見た構成を模式的に示す外観図である。 図2に示す遠心送風機のA-A線断面を模式的に示した断面図である。 図3に示す遠心送風機の範囲ARの拡大図である。 遮壁部の先端部の一例を示す拡大図である。 遮壁部の第1の例を示す拡大概念図である。 遮壁部の第2の例を示す拡大概念図である。 遮壁部の第3の例を示す拡大概念図である。 遮壁部の第4の例を示す拡大概念図である。 実施の形態1に係る遠心送風機内の風の流れを示す概念図である。 第1の比較例に係る遠心送風機内の風の流れを示す概念図である。 第2の比較例に係る遠心送風機内の風の流れを示す概念図である。 実施の形態2に係る遠心送風機の拡大図である。 実施の形態3に係る遠心送風機の拡大図である。 実施の形態4に係る遠心送風機の拡大図である。 実施の形態5に係る遠心送風機の拡大図である。 実施の形態6に係る遠心送風機の拡大図である。 実施の形態7に係る遠心送風機の断面模式図である。 実施の形態8に係る空気調和装置の一例を概念的に示した正面図である。 実施の形態8に係る空気調和装置の一例を概念的に示した斜視図である。
以下、実施の形態に係る遠心送風機1及び空気調和装置60について図面等を参照しながら説明する。なお、図1を含む以下の図面では、各構成部材の相対的な寸法の関係及び形状等が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。また、理解を容易にするために方向を表す用語(例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」及び「後」等)を適宜用いるが、それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置あるいは部品の配置及び向きを限定するものではない。
実施の形態1.
[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)
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。
羽根車2は、駆動装置6によって回転駆動される主板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。
主板2aは、駆動装置6に連結されている中心部2a2が、複数の羽根2dに連結されている周縁部2a1に対して回転軸RSの軸方向において側板2c側すなわち吸込口2e側に向かって膨出した山形の断面形状を成している。そして、駆動装置6が、主板2aの膨出した部分の内側面によって形成された窪みに配置されている。なお、主板2aの形状は、山形の断面形状を有するものに限定されるものではない。主板2aは、例えば、円盤状等、板状に形成された部材でもよい。主板2aの中心部2a2には、駆動装置6が接続される軸部2bが設けられている。主板2aは、軸部2bを介して駆動装置6によって回転駆動される。
また、羽根車2は、回転軸RSの軸方向において、複数の羽根2dの主板2aと反対側の端部に取り付けられた環状の側板2cを有している。側板2cは、複数の羽根2dを連結することで、各羽根2dの先端の位置関係を維持し、かつ、複数の羽根2dを補強している。
複数の羽根2dのそれぞれは、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の仮想の回転軸RSを中心とする周方向に配列している。複数の羽根2dのそれぞれは、主板2aと側板2cとの間に配置されている。各羽根2dは、主板2aの周縁部2a1において、互いに一定の間隔をあけて配置されている。
羽根車2は、図1及び図3に示すように、主板2aに配置された複数の羽根2dにより、筒形状に構成されている。そして、羽根車2は、回転軸RSの軸方向において、主板2aと反対側の側板2c側に、主板2aと複数の羽根2dとで囲まれた空間47に気体を流入させるための吸込口2eが形成されている。
羽根車2は、駆動装置6が駆動することにより、回転軸RSを中心に回転駆動される。羽根車2が回転することで、遠心送風機1の外部の気体が、スクロールケーシング4に形成された吸込口5と、羽根車2の吸込口2eとを通り、主板2aと複数の羽根2dとで囲まれる空間47に吸込まれる。そして、羽根車2が回転することによって、主板2aと複数の羽根2dとで囲まれる空間47に吸込まれた空気が、隣接する羽根2d同士の間の空間を通り、羽根車2の径方向外方に送り出される。
(スクロールケーシング4)
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)
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)
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。
第1側壁4a1は、回転軸RSの軸方向における周壁4cの一方の第1端部4c11に沿って形成されている。第1側壁4a1は、図1及び図3に示すように、羽根車2の回転軸RSの軸方向における主板2a側と側板2c側とにおいて、羽根車2の側板2c側に形成されている。第1側壁4a1には、羽根車2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、空気を取り込むための吸込口5が形成されている。吸込口5は、円形状に形成され、羽根車2は、吸込口5の中心と羽根車2の軸部2bの中心とがほぼ一致するように配置される。なお、吸込口5の形状は、円形状に限定されるものではなく、例えば楕円形状等、他の形状であってもよい。
第2側壁4a2は、回転軸RSの軸方向における周壁4cの他方の第2端部4c12に沿って形成されている。第2側壁4a2は、図1及び図3に示すように、羽根車2の回転軸RSの軸方向における主板2a側と側板2c側とにおいて、羽根車2の主板2a側に形成されている。第2側壁4a2は、回転軸RSの軸方向において羽根車2を覆うように形成されている。第2側壁4a2は、板状に形成されており、第2側壁4a2には、空気の吸込口5は形成されていない。遠心送風機1のスクロールケーシング4は、羽根車2の回転軸RSの軸方向において、主板2aの片側に、吸込口5が形成された側壁4aを有する片吸込タイプのケーシングである。
第1側壁4a1は、主板2aと複数の羽根2dとによって形成される空間47に連通する吸込口5を形成するベルマウス3を有する。第1側壁4a1に設けられた吸込口5は、図1及び図3に示すように、ベルマウス3によって形成されている。ベルマウス3は、羽根車2に吸入される気体を整流して羽根車2の吸込口2eに流入させる。
ベルマウス3は、図3に示すように、スクロールケーシング4の外部から内部に向けて開口径が次第に小さくなるように形成されている。第1側壁4a1の当該構成により、吸込口5近傍の空気はベルマウス3に沿って滑らかに流動し、吸込口5から羽根車2に効率よく流入する。
ベルマウス3は、羽根車2の径方向において所定の長さを必要とする。ベルマウス3が、羽根車2の径方向において所定の長さを有していない場合には、ベルマウス3の曲率が大きくなりベルマウス3に沿って流れる気流が剥離する恐れがある。ベルマウス3が羽根車2の径方向において所定の長さを必要とするため、スクロールケーシング4は、ベルマウス3の裏側に空間46を形成している。この空間46は、羽根車2から流出した気流が羽根車2に再流入する際に通過する空間となる恐れがある。
ベルマウス3は、第1側壁4a1から突出し、筒状に形成されたベルマウス周壁31と、環状に形成されており、スクロールケーシング4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32と、を有する。環状に形成された空気取込部32は、外周側の縁部を形成する外周縁部32aがベルマウス周壁31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32bが吸込口5を形成する。
(周壁4c)
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。
周壁4cは、図2に示すように、舌部43との境界に位置する巻始部41sから羽根車2の回転方向Rに沿って舌部43から離れた側の吐出部42とスクロール部41との境界に位置する巻終部41bまで設けられている。巻始部41sは、湾曲面を構成する周壁4cにおいて、羽根車2の回転により発生する気流の上流側の端部であり、巻終部41bは、羽根車2の回転により発生する気流の下流側の端部である。
周壁4cは、回転方向Rに渦巻形状に形成されている。渦巻形状としては、例えば、対数螺旋、アルキメデス螺旋、あるいは、インボリュート曲線等に基づく渦巻形状がある。周壁4cの内周面は、渦巻形状の巻始めとなる巻始部41sから渦巻形状の巻終りとなる巻終部41bまで羽根車2の周方向に沿って滑らかに湾曲する曲面を構成する。このような構成により、羽根車2から送り出された空気は、吐出部42の方向へ羽根車2と周壁4cとの間の内部空間45を滑らかに流動する。このため、スクロールケーシング4内では、舌部43から吐出部42へ向かって空気の静圧が効率よく上昇する。
(吐出部42)
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。
吐出部42は、図1に示すように、延設板42bと、ディフューザ板42cと、第1側壁4a1と、第2側壁4a2とを有する。延設板42bは、周壁4cの巻終部41bから延びるように形成されており、周壁4cと一体に形成されている板状の部分である。ディフューザ板42cは、スクロールケーシング4の舌部43と一体に形成されており、延設板42bと対向して配置されている板状の部分である。ディフューザ板42cは、吐出部42内の空気の流れ方向に沿って流路の断面積が次第に拡大するように、延設板42bとの間で所定の角度を有して形成されている。
延設板42bとディフューザ板42cとは、第1側壁4a1と第2側壁4a2との間に形成されている。このように、吐出部42は、延設板42b、ディフューザ板42c、第1側壁4a1及び第2側壁4a2により、断面矩形状の流路として形成されている。
(舌部43)
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。
舌部43は、スクロールケーシング4に形成された渦巻状流路の巻き終わりから巻き始めへの空気の流入を抑制する。舌部43は、通風路の上流部に設けられ、羽根車2の回転方向Rに向かう空気の流れと、通風路の下流部から吐出口42aに向かう吐出方向の空気の流れと、を分流させる役割を有する。また、吐出部42に流入する空気流れは、スクロールケーシング4を通過する間に静圧が上昇し、スクロールケーシング4内よりも高圧となる。そのため、舌部43は、このような圧力差を仕切る機能を有する。
(遮壁部20)
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。
スクロールケーシング4は、図3及び図4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。遮壁部20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。すなわち、遮壁部20は、羽根車2から流出した気流が空間46を通過することを妨げるものである。
遮壁部20は、回転軸RSの軸方向と平行に見た平面視において、ベルマウス周壁31と内周縁部32bとの間に位置している。すなわち、遮壁部20は、回転軸RSの軸方向と平行に見た平面視において、内周縁部32bよりも回転軸RS軸側に位置していない。
遮壁部20は、図2に示すように、回転軸RSの軸方向と平行な方向に見た平面視において、円環状に形成されている。なお、遮壁部20は、回転軸RSの軸方向と平行な方向に見た平面視において、円環状に形成されているものに限定されるものではなく、円弧状に形成されてもよい。
ここで、羽根車2の径方向において、ベルマウス周壁31と、遮壁部20の内周側の縁部を形成する先端部20aと、の間の距離を距離DRと定義する。距離DRは、回転軸RSを中心とする周方向において、長さが一定でもよく、長さが変化してもよい。すなわち、回転軸RSを中心とする周方向において、測定する地点によって距離DRの長さが常に同じ長さに形成されてもよく、測定する地点によって距離DRの長さが異なる長さに形成されてもよい。なお、同じ長さは、完全に同じ長さであるものと、略同じ長さであるものとを含む。
遮壁部20は、図3及び図4に示すように、回転軸RSに沿った断面において、板状に形成されている。なお、遮壁部20は、板状に形成された構成に限定されるものではない。例えば、遮壁部20は、回転軸RSに沿った断面において、回転軸RSの軸方向において厚みを有するブロック状に形成されたものでもよい。
遮壁部20は、図3及び図4に示すように、板状に形成されており、回転軸RSに対して垂直な方向に延びるように形成されている。なお、遮壁部20の延びる方向は、回転軸RSに対して垂直な方向に限定されるものでなく、回転軸RSと垂直な方向に対して傾いた方向であってもよい。すなわち、遮壁部20は、回転軸RSに沿った断面において、回転軸RSと垂直な方向に対して、傾斜した形状に形成されてもよい。ただし、遮壁部20は、第1側壁4a1に対してベルマウス3の形成側とは反対側において、回転軸RSと平行な方向に延びるように形成された形状を含むものではない。
遮壁部20は、図3及び図4に示すように、主板2aの回転軸RSの軸方向において、側板2cの主板2a側の端部となる主板側端部2c1よりも外周縁部32a側に設けられている。すなわち、遮壁部20は、主板2aの回転軸RSの軸方向と平行な方向において、主板側端部2c1の位置と、外周縁部32aの位置との間に形成されている。
遮壁部20は、羽根車2の径方向において側板2cと対向している。例えば、図3及び図4に示すように、遮壁部20は、板状に形成されており、遮壁部20の内周側の縁部を形成する先端部20aと、側板2cとが羽根車2の径方向において対向するように形成されている。
ここで、羽根車2の径方向において、遮壁部20と側板2cとの間の距離を距離D1とする。より詳細には、羽根車2の径方向において、遮壁部20の先端部20aと、側板2cとの間の距離を距離D1とする。距離D1は、周壁4cと側板2cとの間の距離も小さく形成されている。さらに、距離D1は、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。
実施の形態1では、スクロールケーシング4は、回転軸RSに沿った断面において、ベルマウス周壁31から側板2cに向かって延びる遮壁部20を有している。そして、ベルマウス周壁31の第1側壁4a1側の端部と、羽根車2の側板2cとの位置関係に関わらず、先端部20aと側板2cとの間の距離D1が、周壁4cと側板2cとの距離及びベルマウス周壁31と側板2cとの距離よりも小さく構成されている。
図5は、遮壁部20の先端部20aの一例を示す拡大図である。先端部20aは、主板2a側の壁面が傾斜面を形成する傾斜部20a1を有しており、先端に向かうほど厚さが薄くなるように形成されている。なお、先端部20aは、傾斜部20a1を有するものに限定されるものではなく、傾斜部20a1を有していなくてもよい。
図6は、遮壁部20の第1の例を示す拡大概念図である。図6に示すように、遮壁部20が第1側壁4a1と一体に形成されている場合には、遮壁部20は、第1側壁4a1から突出する。遮壁部20は、図6に示すように、段差部20bを有してもよい。段差部20bは、第1側壁4a1から突出して円筒状に形成されている。段差部20bは、羽根車2の径方向において、ベルマウス周壁31と対向する。遮壁部20は、段差部20bを有することで、回転軸RSの軸方向において、先端部20aの形成位置と、第1側壁4a1の形成位置とが異なる。すなわち、気流の流路の壁を構成する遮壁部20の壁面と、気流の流路側の壁を構成する第1側壁4a1の壁面とは、段差を形成している。
遮壁部20の段差部20bはベルマウス周壁31と当接し、遮壁部20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に向かって延びている。すなわち、遮壁部20の外周縁部側は、第1側壁4a1と一体に形成されており、遮壁部20は、羽根車2の径方向において、ベルマウス周壁31側から内周縁部32b側に向かって延びている。なお、遮壁部20の段差部20bは、ベルマウス周壁31と対向していればよく、ベルマウス周壁31と当接していなくてもよい。
図7は、遮壁部20の第2の例を示す拡大概念図である。図7に示すように、遮壁部20が第1側壁4a1と一体に形成されている場合には、遮壁部20は、回転軸RSに沿った断面において、第1側壁4a1から羽根車2に向かって真っすぐに延びるように形成されてもよい。換言すれば、気流の流路側の壁を構成する遮壁部20の壁面と、気流の流路側の壁を構成する第1側壁4a1の壁面とが同一平面を形成してもよい。なお、図7では、回転軸RSに沿った断面において、第1側壁4a1の厚さと遮壁部20の厚さとが等しく記載されているが、第1側壁4a1の厚さと遮壁部20の厚さとは等しい厚さでもよく、あるいは、異なる厚さでもよい。
図8は、遮壁部20の第3の例を示す拡大概念図である。図8に示すように、遮壁部20が第1側壁4a1と一体に形成されている場合には、遮壁部20は、回転軸RSに沿った断面において、第1側壁4a1から羽根車2に向かって延びるように形成されてもよい。そして、遮壁部20は、図8に示すように、第1側壁4a1と先端部20aとの間に斜面部20cを有してもよい。斜面部20cは、第1側壁4a1から突出して円錐台の側面形状を形成する。斜面部20cは、回転軸RSに沿った断面において、回転軸RSの軸方向に対して傾斜した斜面を形成する。遮壁部20は、斜面部20cを有することで、回転軸RSの軸方向において、先端部20aの形成位置と、第1側壁4a1の形成位置とが異なる。すなわち、気流の流路の壁を構成する遮壁部20の壁面と、気流の流路側の壁を構成する第1側壁4a1の壁面とは、段差を形成している。
図9は、遮壁部20の第4の例を示す拡大概念図である。遮壁部20は、図6~図8に示すように、第1側壁4a1と一体に形成されている。なお、遮壁部20は、第1側壁4a1と一体に形成されている構成に限定されるものではない。例えば、遮壁部20は、図9に示すように、ベルマウス周壁31と一体に形成されてもよい。
図9に示すように、遮壁部20がベルマウス周壁31と一体に形成されている場合には、遮壁部20は、ベルマウス周壁31から突出し、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に向かって延びている。すなわち、遮壁部20の外周縁部側は、ベルマウス周壁31と一体に形成されており、遮壁部20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に向かって延びている。ベルマウス周壁31と一体に形成された遮壁部20は、上述した段差部20b、あるいは、斜面部20cを有してもよい。
遮壁部20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20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20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。
[遠心送風機1の動作例]
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。
羽根車2から吹き出された空気は、スクロール部41において周壁4cの内側と羽根2dとの間を案内される間に動圧が静圧に変換され、スクロール部41を通過後、吐出部42に形成された吐出口42aからスクロールケーシング4の外へ吹き出される。なお、羽根車2から吹き出された空気は、羽根車2の回転軸RSの軸方向に速度分布を有し、使用される環境においては羽根車2の側板2c側に偏る。
[遠心送風機1の作用効果]
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。
羽根車2から流出した気流FAは、図10に示すように、当該構成を有する遮壁部20によって羽根車2に再流入する方向の流れが阻まれ、羽根車2の径方向に延びる遮壁部20に沿って流れる。なお、気流FAは、羽根車2から吹き出された空気であり、羽根車2の側板2c側に偏り、側板2cの近傍から吹き出される空気である。
羽根車2から流出した気流FAは、遮壁部20によって、羽根車2に再流入することが抑制される。羽根車2から流出した気流FAが、羽根車2に再流入することが抑制されるため、羽根車2から流出した気流FAが羽根2dに当たり、羽根2dの風切り音として騒音を発生させることがない。そのため、遮壁部20を有する遠心送風機1は、羽根車2から流出した気流FA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。
また、羽根車2から流出した気流FAは、羽根車2に再流入する方向の流れが阻まれ、羽根車2の径方向に延びる遮壁部20に沿って流れる。そのため、遮壁部20によって流れが拒まれた気流FAが、羽根車2から流出した他の気流FB及び気流FCと干渉することがない。そして、遮壁部20によって流れが拒まれた気流FAと、羽根車2から流出した気流FB及び気流FCとの干渉による騒音が発生することもない。そのため、遮壁部20を有する遠心送風機1は、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。
図11は、第1の比較例に係る遠心送風機1L内の風の流れを示す概念図である。比較例に係る遠心送風機1Lのスクロールケーシング4Lは、遮壁部20を有していない。遠心送風機1L内において、羽根車2から吹き出された空気は、羽根車2の回転軸RSの軸方向に速度分布を有し、使用される環境においては羽根車2の側板2c側に偏る。この時、一部の気流VRが逆流し、スクロールケーシング4の内部空間45内を流れず、側壁4aと側板2cとの間の隙間空間48を通り、ベルマウス3の裏側を通過して、再度羽根車2の内部に流入する。このように、スクロールケーシング4内を流れる空気の流れから漏れ、ベルマウス3の裏に沿って流れる気流VRは、羽根車2の内部に再流入して羽根2dに当たり、羽根2dの風切り音として大きな騒音を発生させてしまう。
図12は、第2の比較例に係る遠心送風機1R内の風の流れを示す概念図である。比較例に係る遠心送風機1Rのスクロールケーシング4Rは、遮壁部20を有しておらず、羽根車2の回転軸RSの軸方向に延びる逆流防止板120を設けている。比較例に係る遠心送風機1Rは、羽根車2の回転軸RSの軸方向に延びる逆流防止板120によって、逆流した気流BRが、回転軸RSの軸方向に曲げられる。そのため、回転軸RSの軸方向に曲げられ、逆流防止板120に沿って流れる逆流した気流BRが、羽根車2から流出する気流BAの流れを妨げる恐れがある。また、回転軸RSの軸方向に曲げられ、逆流防止板120に沿って流れる逆流した気流BRが、羽根車2から流出する気流BAと干渉し騒音を発生させる恐れがある。
これらに対して、実施の形態1に係る遠心送風機1内では、図10に示すように、羽根車2から流出した気流FAは、当該構成を有する遮壁部20によって羽根車2に再流入する方向の流れが阻まれ、羽根車2の径方向に延びる遮壁部20に沿って流れる。その結果、遠心送風機1は、羽根車2から流出した気流FA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。また、羽根車2から流出した気流FAが遮壁部20に沿って流れるため、遮壁部20は羽根車2から吹き出される空気の流れを妨げる気流を生成することがない。
また、この遮壁部20は、主板2aの回転軸RSの軸方向において、側板2cの主板側端部2c1よりも外周縁部32a側に設けられている。この場合、遮壁部20は、羽根車2から吹き出される気流の流れを妨げることがない。そのため、遮壁部20を有する遠心送風機1は、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更に抑制することができる。
また、遮壁部20は、羽根車2の径方向において側板2cと対向している。そのため、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20は、第1の比較例で示した側壁4aと側板2cとの間の隙間空間48を小さくすることができる。そのため、羽根車2から流出した気流FAは、図10に示すように、当該構成を有する遮壁部20によって羽根車2に再流入する方向の流れが阻まれ、羽根車2の径方向に延びる遮壁部20に沿って流れる。その結果、遠心送風機1は、羽根車2から流出した気流FA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。
また、先端部20aは、主板2a側の壁面が傾斜面を形成する傾斜部20a1を有している。なお、主板2a側の壁面は、羽根車2から吹き出される空気と接する面である。遮壁部20は、強度を確保するために回転軸RSの軸方向において、できるだけ厚みを持たせることが望ましい。しかし、回転軸RSの軸方向において厚みのある遮壁部20である場合に、先端部20aの位置によっては、先端部20aが羽根車2から吹き出される空気の流れを阻害する恐れがある。先端部20aが傾斜部20a1を有している場合、羽根車2から吹き出される空気は、傾斜部20a1の傾斜面に沿って流れやすくなる。そのため、遮壁部20は、傾斜部20a1を有することによって、羽根車2から吹き出される空気を流れやすくできる。
また、遮壁部20は、回転軸RSの軸方向に見た場合の平面視において、環状に形成されている。そのため、遠心送風機1は、吸込口5に流れ込む空気の流量の多い部分と少ない部分とを考慮することなく、吐出口42aの向きを定めることができる。
また、遮壁部20は、側壁4aと一体に形成されている。スクロールケーシング4は、当該構成を有することで、部品点数を少なくすることができ、組み立てを容易にすることができる。また、スクロールケーシング4は、当該構成を有することで、製造コスト及び材料コスト等のコストを削減することができる。
あるいは、遮壁部20は、ベルマウス周壁31と一体に形成されている。スクロールケーシング4は、遮壁部20が当該構成を有することで、部品点数を少なくすることができ、組み立てを容易にすることができる。また、スクロールケーシング4は、遮壁部20が当該構成を有することで、製造コスト及び材料コスト等のコストを削減することができる。
また、スクロールケーシング4は、発泡材で形成されている。スクロールケーシング4は、当該構成を有することで、遠心送風機1を軽量化することができる。また、スクロールケーシング4は、当該構成を有することで、造形を容易に行うことができる。また、スクロールケーシング4は、当該構成を有することで、製造コスト及び材料コスト等のコストを削減することができる。
また、遮壁部20は、発泡材で形成されている。スクロールケーシング4は、遮壁部20が当該構成を有することで、遠心送風機1を軽量化することができる。また、スクロールケーシング4は、遮壁部20が当該構成を有することで、造形を容易に行うことができる。また、スクロールケーシング4は、遮壁部20が当該構成を有することで、製造コスト及び材料コスト等のコストを削減することができる。
また、遠心送風機1は、羽根車2に駆動力を付与する駆動装置6を更に備えている。遠心送風機1は、駆動装置6を内在していても、羽根車2から流出した気流FA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。
実施の形態2.
[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。
(遮壁部21)
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。
なお、遮壁部21は、1つの部材として構成されてもよく、2つ以上の部材を組み合わせて構成してもよい。例えば、遮壁部21は、発泡材、樹脂材料、あるいは、金属材料によって1つの部材として構成されてもよい。あるいは、遮壁部21は、遮壁部20と、遮壁部20と空気取込部32との間を充填する充填部材21aとによって構成されてもよい。充填部材21aは、遮壁部21と同じ部材であることが望ましいが異なる部材であってもよい。充填部材21aは、例えば、発泡材、樹脂材料、あるいは、金属材料である。
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、回転軸RSの軸方向において空気取込部32と当接する。また、遮壁部21は、図13に示すように、回転軸RSに対して垂直な方向に延びるように形成されている。
遮壁部21は、図13に示すように、主板2aの回転軸RSの軸方向において、側板2cの主板2a側の端部となる主板側端部2c1よりも外周縁部32a側に設けられている。すなわち、遮壁部21は、主板2aの回転軸RSの軸方向と平行な方向において、主板側端部2c1の位置と、外周縁部32aの位置との間に形成されている。
遮壁部21は、羽根車2の径方向において側板2cと対向している。例えば、図13に示すように、遮壁部21は、遮壁部21の内周側の縁部を形成する先端部20aの一部と、側板2cとが羽根車2の径方向において対向するように形成されている。ここで、羽根車2の径方向において、遮壁部21と側板2cとの間の距離を距離D1とする。距離D1は、周壁4cと側板2cとの間の距離も小さく形成されている。さらに、距離D1は、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。なお、先端部20aは、傾斜部20a1を有してもよい。
実施の形態2では、スクロールケーシング4は、回転軸RSに沿った断面において、ベルマウス周壁31から側板2cに向かって延びる遮壁部21を有している。そして、ベルマウス周壁31の第1側壁4a1側の端部と、羽根車2の側板2cとの位置関係に関わらず、先端部20aと側板2cとの間の距離D1が、周壁4cと側板2cとの距離及びベルマウス周壁31と側板2cとの距離よりも小さく構成されている。
[遠心送風機1Aの作用効果]
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。
また、遠心送風機1Aは、遮壁部21を有することによって、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。
実施の形態3.
[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。
(遮壁部22)
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。
遮壁部22は、回転軸RSの軸方向と平行な方向に見た平面視において、円環状に形成されている。なお、遮壁部22は、回転軸RSの軸方向と平行な方向に見た平面視において、円環状に形成されているものに限定されるものではなく、円弧状に形成されてもよい。
遮壁部22は、図14に示すように、回転軸RSに沿った断面において、板状に形成されている。なお、遮壁部22は、板状に形成された構成に限定されるものではない。例えば、遮壁部22は、回転軸RSの軸方向において厚みを有するブロック状に形成されたものでもよい。遮壁部22は、傾斜部20a1を有してもよい。
遮壁部22は、図14に示すように、板状に形成されており、回転軸RSに対して垂直な方向に延びるように形成されている。なお、遮壁部22の延びる方向は、回転軸RSに対して垂直な方向に限定されるものでなく、回転軸RSと垂直な方向に対して傾いた方向であってもよい。すなわち、遮壁部22は、回転軸RSに沿った断面において、回転軸RSと垂直な方向に対して、傾斜した形状に形成されてもよい。ただし、遮壁部22は、回転軸RSと平行な方向に延びるように形成された形状を含むものではない。
遮壁部22は、図14に示すように、主板2aの回転軸RSの軸方向において、側板2cの主板2a側の端部となる主板側端部2c1よりも外周縁部32a側に設けられている。すなわち、遮壁部22は、主板2aの回転軸RSの軸方向と平行な方向において、主板側端部2c1の位置と、外周縁部32aの位置との間に形成されている。
遮壁部22は、板状に形成されており、回転軸RSの軸方向において側板2cと対向している。換言すれば、遮壁部22は、板状に形成されており、遮壁部22の内周側の縁部を形成する先端部22aと、側板2cとが羽根車2の径方向において対向していない。遮壁部22の先端部22aは、羽根車2の径方向において、側板2cよりも回転軸RS側に位置している。遠心送風機1Bは、回転軸RSの軸方向と平行に見た平面視において、回転軸RSの軸側から外側に向かって、内周縁部32b、先端部22a、側板2c、ベルマウス周壁31の順に配置されている。
ここで、回転軸RSの軸方向と平行な方向において、遮壁部22と側板2cとの間の距離を距離D2とする。より詳細には、回転軸RSの軸方向と平行な方向において、羽根車2と対向する遮壁部22の対向面22bと、側板2cとの間の距離を距離D2とする。距離D2は、周壁4cと側板2cとの間の距離も小さく形成されている。さらに、距離D2は、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。
実施の形態3では、スクロールケーシング4は、回転軸RSに沿った断面において、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を有している。そして、ベルマウス周壁31の第1側壁4a1側の端部と、羽根車2の側板2cとの位置関係に関わらず、遮壁部22の対向面22bと側板2cとの間の距離D2が、周壁4cと側板2cとの距離及びベルマウス周壁31と側板2cとの距離よりも小さい。
[遠心送風機1Bの作用効果]
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1Bは、当該構成の遮壁部22を有することによって、羽根車2から吹き出された空気が、羽根車2に再流入する方向に流れることを防止できる。そのため、羽根車2から流出した気流が、羽根車2に再流入することが抑制されるため、羽根車2から流出した気流が羽根2dに当たり、羽根2dの風切り音として騒音を発生させることがない。そのため、遮壁部22を有する遠心送風機1Bは、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。
また、羽根車2から流出した気流は、羽根車2に再流入する方向の流れが阻まれ、羽根車2の径方向に延びる遮壁部22に沿って流れる。そのため、遮壁部22によって流れが拒まれた気流が、羽根車2から流出した他の気流と干渉することがない。そのため、遮壁部22によって流れが拒まれた気流と、羽根車2から流出した気流との干渉による騒音を発生させることもない。その結果、遠心送風機1Bは、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。
実施の形態4.
[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。
(遮壁部23)
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。
なお、遮壁部23は、1つの部材として構成されてもよく、2つ以上の部材を組み合わせて構成してもよい。例えば、遮壁部23は、発泡材、樹脂材料、あるいは、金属材料によって1つの部材として構成されてもよい。あるいは、遮壁部23は、遮壁部22と、遮壁部22と空気取込部32との間を充填する充填部材23aとによって構成されてもよい。充填部材23aは、遮壁部22と同じ部材であることが望ましいが異なる部材であってもよい。充填部材23aは、例えば、発泡材、樹脂材料、あるいは、金属材料である。
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、回転軸RSの軸方向において空気取込部32と当接する。また、遮壁部23は、図15に示すように、回転軸RSに対して垂直な方向に延びるように形成されている。なお、先端部22aは、傾斜部20a1を有してもよい。
遮壁部23は、図15に示すように、主板2aの回転軸RSの軸方向において、側板2cの主板2a側の端部となる主板側端部2c1よりも外周縁部32a側に設けられている。すなわち、遮壁部23は、主板2aの回転軸RSの軸方向と平行な方向において、主板側端部2c1の位置と、外周縁部32aの位置との間に形成されている。
ここで、回転軸RSの軸方向と平行な方向において、遮壁部23と側板2cとの間の距離を距離D2とする。より詳細には、回転軸RSの軸方向と平行な方向において、羽根車2と対向する遮壁部23の対向面22bと、側板2cとの間の距離を距離D2とする。距離D2は、周壁4cと側板2cとの間の距離も小さく形成されている。さらに、距離D2は、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。
実施の形態4では、スクロールケーシング4は、回転軸RSに沿った断面において、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を有している。そして、ベルマウス周壁31の第1側壁4a1側の端部と、羽根車2の側板2cとの位置関係に関わらず、遮壁部23の対向面22bと側板2cとの間の距離D2が、周壁4cと側板2cとの距離及びベルマウス周壁31と側板2cとの距離よりも小さい。
[遠心送風機1Cの作用効果]
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。
また、遠心送風機1Cは、遮壁部23を有することによって、遮壁部22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。
実施の形態5.
[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。
(遮壁部24)
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、板状に形成されており、遮壁部24の先端部22aは、羽根車2の径方向において空気取込部32と当接する。
ここで、回転軸RSの軸方向と平行な方向において、遮壁部24と側板2cとの間の距離を距離D2とする。より詳細には、回転軸RSの軸方向と平行な方向において、羽根車2と対向する遮壁部24の対向面22bと、側板2cとの間の距離を距離D2とする。距離D2は、周壁4cと側板2cとの間の距離も小さく形成されている。さらに、距離D2は、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。
実施の形態5では、スクロールケーシング4は、回転軸RSに沿った断面において、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を有している。そして、ベルマウス周壁31の第1側壁4a1側の端部と、羽根車2の側板2cとの位置関係に関わらず、遮壁部24の対向面22bと側板2cとの間の距離D2が、周壁4cと側板2cとの距離及びベルマウス周壁31と側板2cとの距離よりも小さい。
[遠心送風機1Dの作用効果]
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。
また、遠心送風機1Dは、遮壁部24を有することによって、遮壁部22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。
実施の形態6.
[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。
(遮壁部25)
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。
なお、遮壁部25は、1つの部材として構成されてもよく、2つ以上の部材を組み合わせて構成してもよい。例えば、遮壁部25は、発泡材、樹脂材料、あるいは、金属材料によって1つの部材として構成されてもよい。あるいは、遮壁部25は、遮壁部22と、遮壁部22と空気取込部32との間を充填する充填部材25aとによって構成されてもよい。充填部材25aは、遮壁部22と同じ部材であることが望ましいが異なる部材であってもよい。充填部材25aは、例えば、発泡材、樹脂材料、あるいは、金属材料である。
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、回転軸RSの軸方向において空気取込部32と当接する。また、遮壁部25は、図17に示すように、回転軸RSに対して垂直な方向に延びるように形成されている。遮壁部25の先端部22aは、羽根車2の径方向において空気取込部32と当接する。
ここで、回転軸RSの軸方向と平行な方向において、遮壁部25と側板2cとの間の距離を距離D2とする。より詳細には、回転軸RSの軸方向と平行な方向において、羽根車2と対向する遮壁部25の対向面22bと、側板2cとの間の距離を距離D2とする。距離D2は、周壁4cと側板2cとの間の距離も小さく形成されている。さらに、距離D2は、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。
実施の形態6では、スクロールケーシング4は、回転軸RSに沿った断面において、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を有している。遮壁部25は、羽根車2と対向する側のベルマウス3により形成される空間を充填している。そして、ベルマウス周壁31の第1側壁4a1側の端部と、羽根車2の側板2cとの位置関係に関わらず、遮壁部25の対向面22bと側板2cとの間の距離D2が、周壁4cと側板2cとの距離及びベルマウス周壁31と側板2cとの距離よりも小さい。
[遠心送風機1Eの作用効果]
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。
また、遠心送風機1Eは、遮壁部25を有することによって、遮壁部23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。
実施の形態7.
[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。
遠心送風機1Fは、羽根車2F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の両側から空気が吸い込まれる両吸込型の送風機である。遠心送風機1Fは、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。
(羽根車2)
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。
主板2aは板状であればよく、例えば多角形状等、円盤状以外の形状であってもよい。なお、主板2aは一枚の板状部材で構成されたものに限らず、複数枚の板状部材を一体的に固定して構成されたものでもよい。
複数の羽根2dは、回転軸RSの軸方向において、主板2aの両側に設けられている。同様に、側板2cは、回転軸RSの軸方向において、主板2aの両側にそれぞれ設けられている。
羽根車2は、主板2aに配置された複数の羽根2dにより、筒形状に構成されている。そして、羽根車2は、回転軸RSの軸方向において、主板2aと反対側の側板2c側に、主板2aと複数の羽根2dとによって囲まれた空間47に気体を流入させるための吸込口2eが形成されている。羽根車2は、主板2aを構成する板面の両側にそれぞれ羽根2d及び側板2cが配置されており、主板2aを構成する板面の両側に羽根車2の吸込口2eが形成されている。
(スクロールケーシング4)
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)
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。
遠心送風機1Fは、スクロールケーシング4において側壁4aを2つ有する。2つの側壁4aは、周壁4cを介してそれぞれ対向するように形成されている。より詳細には、スクロールケーシング4は、図18に示すように、側壁4aとして、第1側壁4a1と、第2側壁4a21とを有する。
第1側壁4a1は、回転軸RSの軸方向における周壁4cの一方の第1端部4c11に沿って形成されている。第1側壁4a1には、羽根車2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、空気を取り込むための吸込口5が形成されている。第2側壁4a21は、回転軸RSの軸方向における周壁4cの他方の第2端部4c12に沿って形成されている。第2側壁4a21には、羽根車2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、空気を取り込むための吸込口5が形成されている。遠心送風機1Fのスクロールケーシング4は、羽根車2の回転軸RSの軸方向において、主板2aの両側に、吸込口5が形成された側壁4aを有する両吸込タイプのケーシングである。
第1側壁4a1は、主板2aと複数の羽根2dとによって形成される空間47に連通する吸込口5を形成するベルマウス3を有する。第1側壁4a1に設けられた吸込口5は、図18に示すように、ベルマウス3によって形成されている。同様に、第2側壁4a21は、主板2aと複数の羽根2dとによって形成される空間47に連通する吸込口5を形成するベルマウス3を有する。第2側壁4a21に設けられた吸込口5は、図18に示すように、ベルマウス3によって形成されている。
(遮壁部20)
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の作用効果]
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。
実施の形態8.
[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。
実施の形態8に係る空気調和装置60は、遠心送風機1~遠心送風機1Fのいずれか1つ以上と、遠心送風機1等の吐出口42aと対向する位置に配置された熱交換器10と、遠心送風機1及び熱交換器10を収納する筐体61と、を備える。なお、以下の説明において、遠心送風機1と示す場合には、遠心送風機1~遠心送風機1Fのいずれか1つであるものとする。実施の形態8に係る空気調和装置60は、床置き型の空気調和装置60であるが、空気調和装置60は、床置き型のものに限定されるものではない。例えば、空気調和装置60は、天井設置型の空気調和装置60でもよく、壁掛け型の空気調和装置60でもよい。
筐体61は、前面部61a、背面部61b、天面部61c、底面部61d、左側面部61e及び右側面部61fを有し、直方体状に形成されている。なお、筐体61の形状は、直方体状に限定されるものではなく、例えば、円柱形状、角柱状、円錐状、複数の角部を有する形状、複数の曲面部を有する形状等、他の形状であってもよい。
左側面部61e及び右側面部61fのいずれか一方又は両方には、筐体61内に空気を流入させるための吸込口61gが形成されている。吸込口61gは、例えば、上下方向に長い長尺状の開口である。吸込口61gは、遠心送風機1の回転軸RSの軸方向に垂直な位置に形成されていればよく、例えば、前面部61aあるいは背面部61bに吸込口61gが形成されてもよい。図20に示す吸込口61gは、一例であり、吸込口61gの位置、大きさ及び形状等は、図20の構成に限定されるものではない。吸込口61gには、空気中の塵埃を取り除くフィルタが配置されてもよい。
前面部61aの上部には、熱交換器10を通過して熱交換が行われた空気が流出する吹出口63が形成されている。吹出口63は、例えば矩形状の開口である。この吹出口63には、風向を制御する複数のベーン67が設けられている。ベーン67は、風向を上下方向および左右方向に調整できるように構成されている。
筐体61の内部は、遠心送風機1が配置されている第1空間64と、熱交換器10が配置されている第2空間65とが形成されている。第1空間64及び第2空間65は、仕切板62によって隔てられている。遠心送風機1は、仕切板62に取り付けられている。
第1空間64は、吸込口61gを介して筐体61の外部と連通する空間であり、遠心送風機1の吸い込み側の空間である。第2空間65は、吹出口63を介して筐体61の外部と連通する空間であり、遠心送風機1の吹き出し側の空間である。第1空間64と第2空間65とは、遠心送風機1を介して連通している。遠心送風機1の羽根車2は、吸込口61gから筐体61内に吸い込まれ、吹出口63から空調対象空間へと吹き出される空気の流れを形成する。
熱交換器10は、遠心送風機1の吐出口42aと対向する位置に配置され、筐体61の第2空間65において、遠心送風機1が吐出する空気の風路上に配置されている。熱交換器10は、吸込口61gから筐体61内に吸い込まれ、吹出口63から空調対象空間へと吹き出される空気の温度を調整する。なお、熱交換器10は、公知の構造のものを適用できる。
[空気調和装置60の動作例]
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。
[空気調和装置60の作用効果]
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。
上記の各実施の形態1~8は、互いに組み合わせて実施することが可能である。また、以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1 遠心送風機、1A 遠心送風機、1B 遠心送風機、1C 遠心送風機、1D 遠心送風機、1E 遠心送風機、1F 遠心送風機、1L 遠心送風機、1R 遠心送風機、2 羽根車、2F 羽根車、2a 主板、2a1 周縁部、2a2 中心部、2b 軸部、2c 側板、2c1 主板側端部、2d 羽根、2e 吸込口、3 ベルマウス、4 スクロールケーシング、4L スクロールケーシング、4R スクロールケーシング、4a 側壁、4a1 第1側壁、4a2 第2側壁、4a21 第2側壁、4c 周壁、4c11 第1端部、4c12 第2端部、5 吸込口、6 駆動装置、10 熱交換器、20 遮壁部、20a 先端部、20a1 傾斜部、20b 段差部、20c 斜面部、21 遮壁部、21a 充填部材、22 遮壁部、22a 先端部、22b 対向面、23 遮壁部、23a 充填部材、24 遮壁部、25 遮壁部、25a 充填部材、27 第1遮壁部、28 第2遮壁部、31 ベルマウス周壁、32 空気取込部、32a 外周縁部、32b 内周縁部、41 スクロール部、41b 巻終部、41s 巻始部、42 吐出部、42a 吐出口、42b 延設板、42c ディフューザ板、43 舌部、45 内部空間、46 空間、47 空間、48 隙間空間、60 空気調和装置、61 筐体、61a 前面部、61b 背面部、61c 天面部、61d 底面部、61e 左側面部、61f 右側面部、61g 吸込口、62 仕切板、63 吹出口、64 第1空間、65 第2空間、67 ベーン、120 逆流防止板。

Claims (12)

  1. 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。
  2. 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に記載の遠心送風機。
  3. 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。
  4. 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~のいずれか1項に記載の遠心送風機。
  5. 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~のいずれか1項に記載の遠心送風機。
  6. 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~のいずれか1項に記載の遠心送風機。
  7. 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~のいずれか1項に記載の遠心送風機。
  8. 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~のいずれか1項に記載の遠心送風機。
  9. 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~のいずれか1項に記載の遠心送風機。
  10. 前記遮壁部は、
    発泡材で形成されている請求項1~のいずれか1項に記載の遠心送風機。
  11. 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。
  12. 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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