JP2009013923A - 遠心式送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】送風性能の低下を抑制しつつ、遠心式送風機の騒音を低減する。
【解決手段】回転軸１２周りに複数枚のブレード１３を有する遠心式多翼ファン１１と、遠心式多翼ファン１１を収納するとともに、回転軸１２の軸方向一端側に吸入口１６を有し、巻き始め部２５から巻き終わり部２１にかけて渦巻き状に形成されたスクロールケーシング１５とを備え、巻き始め部２５から巻き終わり部２１にかけて、スクロールケーシング１５のスクロール半径が軸方向に変化しており、スクロール半径の最小半径ｒが、スクロールケーシング１５のうちモータ側壁部１８よりも吸入口側壁部１７に近い部位に設定されており、スクロール半径の最大半径Ｒが、スクロールケーシング１５のうち吸入口側壁部１７よりもモータ側壁部１８に近い部位に設定されており、少なくとも巻き始め部２５では、最大半径である部位１９ａが、側壁１９に軸方向で一定幅設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転軸周りに配設された複数枚のブレードを有する遠心式多翼ファンを備える遠心式送風機に関するもので、車両用空調装置の送風機に適用して有効である。

従来、この種の遠心式送風機では、渦巻き状のスクロールケーシングの中心部に遠心式多翼ファンを配置している。このスクロールケーシング内部であって遠心式多翼ファンの径外方側には、遠心式多翼ファンから径外方側に吹き出された空気が流れる空気通路が形成されており、スクロールケーシングの巻き終わり側には空気通路を流れた空気を送風機外部に吹き出す吹出口が設けられている。

また、従来、この種の遠心式送風機では、スクロールケーシングの半径（スクロール半径）を、スクロールケーシングの巻き始め（ノーズ部）から巻き終わり側に向かうほど大きくなるように設定することにより、空気通路幅（遠心式多翼ファンの径方向における空気通路の寸法）が、スクロールケーシングの巻き始めから巻き終わり側に向かうほど大きくなるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

これにより、空気通路の断面積を巻始め側から巻き終わり側に向かうほど拡大させているので、空気通路における空気流れに澱みや縮流が発生することを抑制しつつ、巻き始めから巻き終わり側に向かうにつれて空気通路を流れる空気の風量を増加させることができる。
特開２００２−３３９８９９号公報

しかし、本発明者による実験および解析を通じて、上記従来技術では以下の理由によって騒音が発生していることがわかった。すなわち、上記従来技術では、スクロールケーシングの巻き終わり部から巻き始め部にかけて空気通路幅が急激に縮小されるため（後述の図３中の２点鎖線で示される比較例１を参照）、巻き始め側におけるブレード間の静圧（翼間静圧）が巻き終わり側における翼間静圧と比較して急激に高くなる。そして、このような翼間静圧の変動によって騒音が発生していることがわかった。

この対策として、巻き始め部におけるスクロール半径を拡大して巻き始め部における空気通路幅を拡大することにより、巻き終わり部から巻き始め部にかけて空気通路幅が急激に縮小されることを回避する対策が考えられるが、単純に巻き始め部における空気通路幅を拡大すると、スクロールケーシングの巻き終わり部と巻き始め部との間の連通面積も拡大されてしまう。

このため、巻き終わり側（吹出口側）から巻き始め側に再び流れ込む空気（以下、この空気を再循環流と言う。）が増加してしまい、送風圧力が低下して送風性能が低下してしまうという問題がある。また、再循環流の増加により、再循環流と遠心式多翼ファンから吹き出される空気との衝突による騒音が増加してしまうという問題もある。

本発明は、上記点に鑑み、送風性能の低下を抑制しつつ、遠心式送風機の騒音を低減することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、スクロールケーシング（１５）は、遠心式多翼ファン（１１）の周囲で、吸入口（１６）側に位置する第１端部（１７）と、吸入口（１６）の反対側に位置する第２端部（１８）との間に形成されて、回転軸（１２）側を向いている側壁（１９）を有しており、巻き始め部（２５）から巻き終わり部（２１）にかけて、回転軸（１２）から側壁（１９）までの距離であるスクロール半径が、軸方向に変化しており、スクロール半径の最小半径（ｒ）が、スクロールケーシング（１５）のうち第２端部（１８）よりも第１端部（１７）に近い部位に設定されており、スクロール半径の最大半径（Ｒ）が、スクロールケーシング（１５）のうち第１端部（１７）よりも第２端部（１８）に近い部位に設定されており、少なくとも巻き始め部（２５）では、最大半径である部位（１９ａ）が、側壁に軸方向で一定幅設けられていることを特徴としている。

これによると、スクロール半径の最大半径（Ｒ）が、スクロールケーシング（１５）のうち第１端部（１７）よりも第２端部（１８）に近い部位に設定されているので、遠心式多翼ファン（１１）から吹き出される空気の風速が大きくなる第２端部（１８）側において、スクロールケーシングの巻き終わり部から巻き始め部にかけて空気通路幅が急激に縮小されることを抑制できる。

さらに、遠心式多翼ファン（１１）から吹き出される空気流れのうち、風速が最も大きな主流は、回転軸の軸方向と平行な方向で一定の幅を有していることから、本発明では、この主流に対応させて、最大半径である部位（１９ａ）を、少なくとも巻き始め部（２５）で、側壁に軸方向で一定幅設けている。

これにより、スクロールケーシングの空気通路のうち、風速が最も大きな主流が流れる領域において、スクロールケーシングの巻き終わり部から巻き始め部にかけて空気通路幅が急激に縮小されることを抑制できる。

このため、巻き始め部（２５）におけるブレード（１３）間の静圧（翼間静圧）の上昇を抑制できるので、翼間静圧の変動を抑制でき、翼間静圧の変動に起因する騒音を低減することができる。

一方、軸方向におけるスクロール半径の最小半径（ｒ）が、スクロールケーシング（１５）のうち第２端部（１８）よりも第１端部（１７）に近い部位に設定されているので、巻き終わり部（２１）と巻き始め部（２５）との間の連通面積が拡大されることを抑制できる。

このため、巻き終わり側から巻き始め側に再び流れ込む空気（再循環流）が増加することを抑制できるので、送風性能が低下することを抑制できるとともに、再循環流と遠心式多翼ファン（１１）から吹き出される空気との衝突による騒音が増加することを抑制できる。

これらの効果が合わさることにより、送風性能の低下を抑制しつつ、遠心式送風機の騒音を低減することができる。

なお、本発明におけるスクロールケーシング（１５）を渦巻き状に形成するとは、スクロールケーシング（１５）を厳密な渦巻き形状に形成することのみを意味するものではなく、渦巻き形状に近似する形状に形成することをも含む意味のものである。

本発明においては、最大半径である部位（１９ａ）は、軸方向での長さ（ｈ１）が遠心式多翼ファン（１１）の軸方向での長さの半分（ｈ３）よりも短く、例えば、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。

また、最大半径である部位（１９ａ）は、例えば、軸方向での長さ（ｈ１）が、巻き始め部（２５）から巻き終わり部（２１）にかけて一定になっていることが好ましい。

また、最大半径である部位（１９ａ）は、遠心式多翼ファン（１１）から径外方側に吹き出される空気流れのうち、風速が最も大きな主流に対向する位置に設定されており、例えば、側壁（１９）のうち第２端部（１８）に隣接する部位に形成することができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態における遠心送風機（以下、送風機と略す。）の上面図を示し、図２に、図１中のＺ−Ｚ断面図を示す。

遠心式多翼ファン（以下、ファンと略す。）１１は、回転軸１２周りに複数枚のブレード１３を有し、径内方側（回転軸１２側）から空気を吸入して、その吸入した空気を径外方側に吹き出す送風手段である。

電動モータ１４は、ファン１１を図１中の矢印ａ方向に回転駆動する駆動手段であり、この電動モータ１４（以下、モータと略す。）は、ファン１１を収納するスクロールケーシング１５（以下、スクロールと略す。）に固定されている。

このスクロール１５は、中心部にファン１１が位置するように略渦巻き状に形成されている。スクロール１５のうち回転軸１２の軸方向一端側（モータ１４と反対側）には、空気を導入するための吸入口１６が形成されており、この吸入口１６の外形縁部には、吸入空気を滑らかにファン１１に導くベルマウス１６ａが設けられている。

スクロール１５のうちベルマウス１６ａの外周側縁部からファン１１の径外方側に延びる吸入口側壁部１７は渦巻き状の平面形状を有しており、モータ１４の外周部からファン１１の径外方側に延びるモータ側壁部１８は全体として円環状の平面形状を有している。両壁部１７、１８の径外方側先端部の間には回転軸１２側を向いた側壁１９が形成されている。側壁１９は、ファン１１の周囲に位置しており、モータ側壁部１８は、ファン１１に対向するモータ１４のフランジ面１４ａと同じ平面上に位置している。

なお、吸入口側壁部１７は本発明における第１端部に該当するものであり、モータ側壁部１８は本発明における第２端部に該当するものである。

また、スクロール１５は、例えば、樹脂製であり、吸入口１６側とモータ１４側の２つの分割体１５ａ、１５ｂに分割して形成されており、この２つの分割体１５ａ、１５ｂをねじやクリップ等の締結手段により一体に締結することによりスクロール１５が構成される。本実施形態では、側壁１９のうち、後述するモータ側直線部１９ａの中央に型割面が作られている。

スクロール１５の内部であってファン１１の径外方側には、ファン１１から吹き出す空気が流れる空気通路２０が形成されている。より具体的には、吸入口側壁部１７とモータ側壁部１８と側壁１９とファン１１の径外方側縁部とで囲まれる空間によって空気通路２０が形成されている。

空気通路２０の空気流れ下流側、すなわち、スクロール１５の巻き終わり部２１側には、空気通路２０を流れた空気を送風機１０の外部へ吹き出す吹出口２２が形成されている。

次に、スクロール１５の形状について、より具体的に説明すると、図１に示すように、スクロール１５のノーズ部２３は、回転軸１２の軸方向一端側（図１の紙面手前側）から回転軸１２の軸方向他端側（図１の紙面奥側）に向かうにつれて曲率半径が小さくなっている。

このため、ノーズ部２３のうち回転軸１２の軸方向一端部における曲率中心（以下、この曲率中心を吸入口側巻き始め部と呼ぶ。）２４と、ノーズ部２３のうち回転軸１２の軸方向他端部における曲率中心（以下、この曲率中心をモータ側巻き始め部と呼ぶ。）２５とを結ぶ線分２３ａが、回転軸１２の軸方向に対して傾斜している。なお、モータ側巻き始め部２５は、本発明における巻き始め部に該当するものである。

また、図２に示すように、スクロール１５の側壁１９は、吸入口１６側（図中の上方側）で、回転軸１２の軸方向（図中の上下方向）と略平行な直線状である吸入口側直線部１９ｂと、吸入口側直線部１９ｂのモータ１４側に連なって、モータ側壁部１８に向かうにつれてスクロール１５の径外方側に傾斜している傾斜部１９ｃと、傾斜部１９ｃとモータ側壁部１８との間に形成され、回転軸１２の軸方向（図中の上下方向）と略平行な直線状であるモータ側直線部１９ａとを有する断面形状となっている。なお、本実施形態では、このモータ側直線部１９ａは、モータ１４のフランジ面１４ａよりも、吸入口１６側（図中上方側）に設けられている。

このように、スクロール１５は、モータ側巻き始め部２５から巻き終わり部２１にかけて、回転軸１２（ファン１１の中心）から側壁１９からまでの距離（以下、この距離をスクロール半径と呼ぶ。）が回転軸１２の軸方向に変化するように形成されている。

ここで、図３（ａ）に、図１中のＡ−Ａ断面図を示す。図１中の線分Ａ−Ａは、モータ側巻き始め部２５とファン１１の回転中心とを結ぶ線分である。以下、このＡ−Ａ断面をモータ側巻き始め部２５における断面と呼ぶ。

モータ側巻き始め部２５では、スクロール半径が、吸入口１６側端部（図３（ａ）の上端部）で最小半径ｒになり、モータ１４側端部（図３（ａ）の下端部）およびそれに隣接するモータ側直線部１９ａで最大半径Ｒになっている。また、このモータ側巻き始め部２５での最小半径ｒは、モータ側巻き始め部２５から巻き終わり部２１での最小半径ｒのうちで、最も小さい。また、本実施形態では、このモータ側巻き始め部２５における最大半径Ｒをファン１１の外径寸法ｄと同一寸法に設定している。したがって、モータ側巻き始め部２５における空気通路２０の断面形状は、モータ１４側領域が吸入口１６側領域よりもスクロール１５の径外方側に拡がる形状を有している。

図３（ａ）において、空気通路２０内の矢印は、ファン１１から吹き出された空気の風速分布を模式的に示したものである。ファン１１は回転軸１２の軸方向一端側の吸入口１６から吸入された空気をファン１１の径外方側に吹き出すので、ファン１１から吹き出される空気は回転軸１２の軸方向他端側（モータ１４側）に偏った流れになる。このような風速分布の偏りに合わせて、空気通路２０のモータ１４側領域をスクロール１５の径外方側に拡げている。

ここで、図中の風速分布に示されるように、ファン１１から吹き出される空気流れのうち、風速が最も大きな主流は、回転軸１２の軸方向（図中上下方向）と平行な方向で一定の幅を有している。そこで、本実施形態では、風速が最も大きな主流に対向する位置に、スクロール半径が最大半径であって、軸方向で一定幅ｈ１を有するモータ側直線部１９ａを側壁１９に形成している。

また、モータ側直線部１９ａにおける回転軸１２の軸方向（図中上下方向）での長さｈ１は、ファン１１の高さ、すなわち、回転軸１２の軸方向（図中上下方向）での長さｈ２の半分の長さｈ３よりも短く、例えば、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。

また、図３（ａ）中の２点鎖線は比較例１における空気通路の当該断面形状を示している。この比較例１は本発明者が試作検討した送風機であり、特許文献１の送風機と略同等のものである。本実施形態では、モータ１４側のスクロール半径を比較例１よりも大きくしているが、逆に、吸入口１６側のスクロール半径を比較例１よりも小さくしている。

これにより、モータ側巻き始め部２５において、空気通路２０の断面積Ｓが比較例１の当該断面積と同一面積になるようにしている。ここで、空気通路２０の断面積Ｓとは、回転軸１２の軸方向と平行かつファン１１の回転中心を通る平面における空気通路２０の面積を言う。

図３（ｂ）〜（ｅ）に示すように、側壁１９の断面形状はモータ側巻き始め部２５から巻き終わり部２１に向かうにつれて変化している。図３（ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ断面図であり、図３（ｃ）は図１におけるＣ−Ｃ断面図であり、図３（ｄ）は図１におけるＤ−Ｄ断面図である。そして、図３（ｅ）は図１におけるＥ−Ｅ断面図であり、巻き終わり部２１における空気通路２０の断面形状を示している。

側壁１９はモータ側巻き始め部２５から巻き終わり部２１に向かうにつれて、モータ１４側がスクロール１５の径外方側に傾斜する形状から、回転軸１２の軸方向（図３（ｂ）〜（ｅ）の上下方向）と平行な直線形状に変化する。換言すれば、空気通路２０の断面形状はモータ側巻き始め部２５から巻き終わり部２１に向かうにつれて、モータ１４側領域が吸入口１６側領域よりもスクロール１５の径外方側に拡がる形状から、矩形状に変化する。

具体的には、モータ側巻き始め部２５と巻き終わり部２１の間の中間部における断面（Ｂ−Ｂ断面〜Ｄ−Ｄ断面）では、モータ側巻き始め部２５における断面（Ａ−Ａ断面）と同様に、スクロール半径が吸入口１６側端部で最小半径ｒになり、モータ側直線部１９ａおよびモータ１４側端部で最大半径Ｒになっている。

この最小半径ｒは巻き始め部２３から巻き終わり部２１に向かうにつれて大きくなっている。具体的には、最小半径ｒは、吸入口側巻き角θ１に対して対数螺線、すなわちｒ＝ｒ０・ｅｘｐ（θ１・ｔａｎ（α））的に変化している。

ここで、吸入口側巻き角θ１とは、図１に示すように、吸入口側巻き始め部２４とファン１１の回転中心とを結ぶ基準線Ｌ１からファン回転方向ａに図った角度を言う。ｒ０は基準線Ｌ１上における最小半径である。また、αは拡がり角であり、本実施形態では、この拡がり角αを３〜５度としている。

なお、本実施形態では、最小半径ｒが対数螺線的に大きくなっているが、最小半径ｒが吸入口側巻き角θ１に比例して線形的に大きくなるようにしてもよいし、これらに限定されることなく連続的に大きくなるようにしてもよい。

一方、最大半径Ｒはモータ側巻き始め部２５から巻き終わり部２１にかけて一定になっている。換言すれば、最大半径Ｒはモータ側巻き角θ２に関係なく一定になっている。ここで、モータ側巻き角θ２とは、図１に示すように、モータ側巻き始め部２５とファン１１の回転中心とを結ぶ基準線Ｌ２からファン回転方向ａに図った角度を言う。

そして、巻き終わり部２１における断面（Ｅ−Ｅ断面）では、最小半径ｒが最大半径Ｒと同一寸法になっているので、空気通路２０の断面形状が矩形状になっている。

図３（ｂ）〜（ｅ）において、空気通路２０内の矢印は、図３（ａ）と同様に、ファン１１から吹き出された空気の風速分布を模式的に示したものである。これらの断面においても、ファン１１から吹き出される空気の風速分布がモータ１４側に偏る。このため、モータ側巻き始め部２５と巻き終わり部２１の間の中間部では、このような風速分布の偏りに合わせて、空気通路２０のモータ１４側領域をスクロール１５の径外方側に拡がる形状にしている。さらに、図中の風速分布に示されるように、ファン１１から吹き出される空気流れのうち、風速が最も大きな主流は、回転軸１２の軸方向（図中上下方向）と平行な方向で一定の幅を有している。そこで、本実施形態では、風速が最も大きな主流に対向する位置に、スクロール半径が最大半径であって、軸方向で一定幅ｈ１を有するモータ側直線部１９ａを側壁１９に形成している。

このように、本実施形態では、モータ側直線部１９ａの回転軸１２の軸方向（図中上下方向）での長さ（ｈ１）が、巻き始め部２５から巻き終わり部２１にかけて一定になっている。したがって、本実施形態のスクロール１５は、モータ１４側に、回転軸１２の軸方向（図中上下方向）で所定長さｈ１を有し、回転軸１２を中心として、半径がスクロール半径の最大半径Ｒで一定の円筒形状の側壁部１９ａを有していると言える。

図３（ｂ）〜（ｄ）中の２点鎖線は、図３（ａ）と同様に、上述の比較例１における空気通路の当該断面形状を示している。一方、巻き終わり部２１では、本実施形態における空気通路２０の断面形状と比較例１における空気通路の断面形状とが同一形状になっている。このため、巻き終わり部２１では、本実施形態における空気通路２０の断面積Ｓが比較例１における当該断面積と同一面積になっている。

また、本実施形態では、断面積Ｓを、モータ側巻き始め部２５から巻き終わり部２１側に向かうにつれて（モータ側巻き角θ２に比例して）線形的に増加させている。

次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。いま、電動モータ１４に通電してファン１１を図２の矢印ａ方向に回転駆動すると、ファン１１は回転軸１２の軸方向一端側の吸入口１６から吸入された空気をファン１１の径外方側に吹き出す。ファン１１から吹き出された空気は空気通路２０を巻き終わり部２１へ向かって流れて、吹出口２２から送風機１０の外部へ吹き出される。

このとき、巻き終わり部２１からモータ側巻き始め部２５の範囲においてファン１１から吹き出される空気の風速分布と空気通路２０の断面形状とに着目すると、図３（ｅ）からわかるように、巻き終わり部２１では、空気通路幅（回転軸１２と直交する方向（図３（ａ）〜（ｅ）の左右方向）における空気通路２０の寸法）が吸入口１６側端部からモータ１４側端部までの全域にわたって広くなっている。

一方、図３（ａ）からわかるように、モータ側巻き始め部２５では、モータ１４側の空気通路幅がモータ１４側に偏る風速分布に合わせて吸入口１６側の空気通路幅よりも広くなっている。より詳細に説明すると、ファン１１から吹き出される空気流れのうち、風速が最も大きな主流は、回転軸１２の軸方向（図中上下方向）と平行な方向で一定の幅を有していることから、側壁１９のうち主流に対向する部位の空気通路幅が広くなっている。

換言すれば、モータ１４側では、モータ側巻き始め部２５における空気通路幅が巻き終わり部２１における空気通路幅と略同一寸法になっており、そのような空気通路幅とされている部位が、回転軸１２の軸方向（図中上下方向）で一定幅ｈ１を持つように設定されている。

これにより、スクロール１５の空気通路２０のうち、風速が最も大きな主流が流れる領域において、スクロール１５の巻き終わり部２１からモータ側巻き始め部２５にかけて空気通路幅が急激に縮小されることを抑制できる。このため、モータ側巻き始め部２５でブレード１３間の静圧（翼間静圧）が上昇することを抑制できるので、翼間静圧の変動を抑制できる。この結果、この翼間静圧の変動に起因する騒音を低減することができる。

これに対して、上述の比較例１（図３（ａ）の２点鎖線）におけるモータ１４側では、モータ側巻き始め部２５における空気通路幅が巻き終わり部２１における空気通路幅よりも著しく狭くなっている。換言すれば、比較例１では、モータ１４側における空気通路幅が巻き終わり部２１とモータ側巻き始め部２５との間で急激に縮小される。

このため、モータ側巻き始め部２５で翼間静圧が上昇して翼間静圧の変動が大きくなってしまうので、騒音が増加してしまう。

なお、本実施形態では、モータ側巻き始め部２５において、吸入口１６側の空気通路幅が比較例１よりも狭くなっているが、吸入口１６側ではファン１１から吹き出された空気の風速が低い。このため、モータ側巻き始め部２５において、吸入口１６側では翼間静圧がほとんど上昇しない。

また、参考として、図４に、本実施形態の比較例２としての送風機の断面図を示す。図４は、図２に対応する図であり、図２と同様の構成部には図２と同一の符号を付している。

図４に示す比較例２は、図２に示す送風機１０に対して、スクロール１５のモータ側直線部１９ａを省略したものである。比較例２のように、最大半径Ｒとなる部位が軸方向で一点のみの場合でも、比較例１と比較して、モータ側巻き始め部２５でブレード１３間の静圧（翼間静圧）が上昇することを抑制でき、翼間静圧の変動に起因する騒音を低減することができるところ、本実施形態では、最大半径Ｒとなる部位、すなわち、モータ側直線部１９ａが軸方向で所定長さｈ１有しているので、比較例２よりも、大きな騒音低減効果が得られる。

また、図３（ａ）からわかるように、モータ側巻き始め部２５では、吸入口１６側の空気通路幅が狭くなっているので、巻き終わり部２１とモータ側巻き始め部２５との間の連通面積が拡大されることを抑制できる。

このため、巻き終わり側から巻き始め側に再び流れ込む空気（再循環流）が増加することを抑制できるので、送風性能が低下することを抑制できるとともに、再循環流とファン１１から吹き出される空気との衝突による騒音が増加することを抑制できる。

ところで、本実施形態では、空気通路２０の断面積Ｓがスクロール１５の巻き始めから巻き終わり部２１側に向かうにつれて増加しているので、ファン１１から吹き出されて空気通路２０を流れる空気の風量を、スクロール１５のモータ側巻き始め部２５側から巻き終わり部２１側に向かうにつれて増加させることができる。このため、モータ１４側の空気通路幅を広くしても送風能力の低下を抑制することができ、所定の送風能力を確保することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、モータ側巻き始め部２５および中間部（モータ側巻き始め部２５と巻き終わり部２１の間の部位）におけるスクロール１５の側壁１９は、吸入口側で直線状である吸入口側直線部１９ｂと、モータ側壁部１８に向かうにつれてスクロール１５の径外方側に傾斜している傾斜部１９ｃと、モータ１４側で直線状のモータ側直線部１９ａとを有する断面形状になっていた。

これに対して、本実施形態では、図５に示すように、モータ側巻き始め部２５および中間部における側壁１９は、吸入口側直線部１９ｂと傾斜部１９ｃの代わりに、ファン１１側を凸方向として、スクロール１５の径外方側に傾斜する略円弧状の曲線形状部１９ｄを有する断面形状にしている。

図５は、本実施形態によるモータ側巻き始め部２５および中間部における断面の一例を示す断面図である。本実施形態のように側壁１９を形成しても、上記第１実施形態と同等の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
上記各実施形態では、モータ側巻き始め部２５および中間部（モータ側巻き始め部２５と巻き終わり部２１の間の部位）において、スクロール半径が吸入口１６側端部で最小半径ｒになるようにスクロール１５の側壁１９を形成しているが、本実施形態では、図６に示すように、スクロール半径が吸入口１６側端部以外の部位で最小半径ｒになるように側壁１９を形成している。

図６は、本実施形態によるモータ側巻き始め部２５および中間部における断面の一例を示す断面図である。本実施形態では、第２実施形態で説明した図５に示すスクロールと同様に、側壁１９は、曲線形状部１９ｄを有する断面形状であり、スクロール半径の最小半径ｒを、側壁１９の曲線形状部１９ｄのうち回転軸の軸方向（図６の上下方向）における中央部よりもわずかに吸入口１６側の部位に設定している。

なお、スクロール半径の最大半径Ｒは、上記各実施形態と同様に、モータ１４側端部に設定されている。

本実施形態のように側壁１９を形成しても、上記各実施形態と同等の効果を得ることができる。

（第４実施形態）
上記各実施形態では、図３（ｅ）に示すように、巻き終わり部２１における空気通路２０の断面形状が矩形状になるようにスクロール１５の側壁１９を形成しているが、本実施形態では、巻き終わり部２１における空気通路２０の断面形状が矩形状以外の形状になるように側壁１９を形成しており、図７に示すように、巻き終わり部２１における側壁１９のうち、モータ側直線部１９ａよりも吸入口１６側の部位１９ｄを、吸入口１６側からモータ１４側に向かうにつれてスクロール１５の径外方側に傾斜する断面形状としている。

図７は、本実施形態における巻き終わり部２１の要部断面図である。本実施形態では、巻き終わり部２１において、スクロール半径の最大半径Ｒを最小半径ｒよりも大きくし、この最大半径Ｒを側壁１９のモータ１４側端部およびそれに連なるモータ側直線部１９ａに設定している。

本実施形態のように側壁１９を形成しても、上記各実施形態と同等の効果を得ることができる。

（第５実施形態）
上記第１〜第４実施形態では、モータ側巻き始め部２５および中間部（モータ側巻き始め部２５と巻き終わり部２１の間の部位）において、スクロール半径がモータ１４側端部で最大半径Ｒになるようにスクロール１５の側壁１９を形成しているが、本実施形態では、図８に示すように、側壁１９のうち回転軸の軸方向（図中の上下方向）における中央部付近で、スクロール半径が最大半径Ｒになるように側壁１９を形成している。

図８は、本実施形態によるモータ側巻き始め部２５および中間部における断面の一例を示す断面図である。

本実施形態は、ファン１１から吹き出された空気の風速分布が、上記した各実施形態と異なる場合の例である。空気の風速分布は、状況によって偏りが異なるものであり、図８のように、風速が最大となる主流が、回転軸の軸方向（図中の上下方向）において、ファン１１の中心と、モータ１４との間に位置する場合もある。

そこで、本実施形態では、側壁１９の断面形状を、スクロール１５の径外方側（図中の右方側）に膨らんだ略円弧状にし、風速が最大となる主流に対応させて、回転軸の軸方向（図中の上下方向）における中央部付近で、回転軸の軸方向（図中の上下方向）に平行な直線状としている。言い換えると、側壁１９は、回転軸１２の軸方向（図中の上下方向）における中央部付近に位置する直線状の直線部１９ａと、直線部１９ａと吸入口側壁部１７との間に形成された吸入口側傾斜部１９ｅと、直線部１９ａとモータ側壁部１８との間に形成されたモータ側傾斜部１９ｆとを有する断面形状となっている。

そして、直線部１９ａでのスクロール半径が最大半径Ｒとし、直線部１９ａの位置を、側壁１９のうち回転軸１２の軸方向（図中の上下方向）における中央部よりもわずかにモータ１４側の部位に設定している。

なお、スクロール半径の最小半径ｒは、上記各実施形態と同様に、吸入口１６側端部に設定されている。

本実施形態のように側壁１９を形成しても、上記第１〜第６実施形態と同等の効果を得ることができる。

（第６実施形態）
図９は、本実施形態による巻き終わり部２１における断面を示す要部断面図である。本実施形態では、図９に示すように、巻き終わり部２１における空気通路２０の断面形状が矩形状以外の形状になるように側壁１９を形成している。

本実施形態は、第５実施形態と同様に、風速分布が、風速が最大となる主流が、回転軸の軸方向（図中の上下方向）において、ファン１１の中心と、モータ１４との間に位置する場合のものである。

巻き終わり部２１においても、側壁１９は、回転軸１２の軸方向（図中上下方向）における中央部付近に位置する直線状の直線部１９ａと、直線部１９ａと吸入口側壁部１７との間に形成された吸入口側傾斜部１９ｅと、直線部１９ａとモータ側壁部１８との間に形成されたモータ側傾斜部１９ｆとを有する断面形状となっている。このため、側壁１９の断面形状は、略中央部がスクロール１５の径外方側（図中の右方側）に突き出すように屈曲している。

本実施形態のように側壁１９を形成しても、上記各実施形態と同等の効果を得ることができる。

（第７実施形態）
図１０は、本実施形態によるモータ側巻き始め部２５および中間部における断面の一例を示す断面図である。

上記各実施形態では、モータ側直線部１９ａが、モータ１４のフランジ面１４ａよりも、吸入口１６側（図中上方側）に設けられていたが、図１０に示すように、モータ１４のフランジ面１４ａよりも吸入口１６から離れた側（図中下側）に、モータ側直線部１９ａを設けても良い。

（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、空気通路２０の断面積Ｓがスクロール１５の巻き始めから巻き終わり部２１側に向かうにつれて線形的に増加しているが、比較例１と同様に、空気通路２０の断面積Ｓがスクロール１５の巻き始めから巻き終わり部２１側に向かうにつれて対数螺線的に変化するようにしてもよい。

（２）上記第１実施形態では、最大半径Ｒがモータ側巻き始め部２５から巻き終わり部２１にかけて一定になっていたが、最大半径Ｒをモータ側巻き始め部２５から巻き終わり部２１に向かうにつれて連続的に大きくしたり、モータ側巻き始め部２５から巻き終わり部までの間の一部分において最大半径Ｒを一定にし、モータ側巻き始め部２５から巻き終わり部までの間の残余の部分において最大半径Ｒを連続的に大きくするようにしたりしてもよい。

（３）第１実施形態では、モータ側直線部１９ａの回転軸１２の軸方向（図中上下方向）での長さｈ１が、巻き始め部２５から巻き終わり部２１にかけて一定になっていたが、一定でなく、巻き始め部２５から巻き終わり部２１に向かうにつれて大きくなるようにしても良い。

本発明の第１実施形態における遠心送風機の上面図である。 図１中のＺ−Ｚ断面図である。 （ａ）は、図１におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ断面図であり、（ｃ）は図１におけるＣ−Ｃ断面図であり、（ｄ）は図１におけるＤ−Ｄ断面図である。（ｅ）は図１におけるＥ−Ｅ断面図である。 比較例２における遠心送風機の断面図である。 本発明の第２実施形態における遠心送風機の要部断面図である。 本発明の第３実施形態における遠心送風機の要部断面図である。 本発明の第４実施形態における遠心送風機の要部断面図である。 本発明の第５実施形態における遠心送風機の要部断面図である。 本発明の第６実施形態における遠心送風機の要部断面図である。 本発明の第７実施形態における遠心送風機の要部断面図である。

符号の説明

１１…遠心式多翼ファン、１２…回転軸、１３…ブレード、
１５…スクロールケーシング、１６…吸入口、
１７…吸入口側壁部（第１端部）、１８…モータ側壁部（第２端部）、
１９…側壁、１９ａ…直線部、
２０…空気通路、２１…巻き終わり部、
２５…モータ側巻き始め部（巻き始め部）、
ｄ…ファン外径、ｒ…最小半径、Ｒ…最大半径。

Claims (6)

1. 回転軸（１２）周りに複数枚のブレード（１３）を有する遠心式多翼ファン（１１）と、
   前記遠心式多翼ファン（１１）を収納するとともに、前記回転軸（１２）の軸方向一端側に吸入口（１６）を有し、巻き始め部（２５）から巻き終わり部（２１）にかけて渦巻き状に形成されたスクロールケーシング（１５）とを備え、
   前記スクロールケーシング（１５）は、前記遠心式多翼ファン（１１）の周囲で、前記吸入口（１６）側に位置する第１端部（１７）と、前記吸入口（１６）の反対側に位置する第２端部（１８）との間に形成されて、前記回転軸（１２）側を向いている側壁（１９）を有しており、
   前記巻き始め部（２５）から前記巻き終わり部（２１）にかけて、前記回転軸（１２）から前記側壁（１９）までの距離であるスクロール半径が、前記軸方向に変化しており、
   前記スクロール半径の最小半径（ｒ）が、前記スクロールケーシング（１５）のうち前記第２端部（１８）よりも前記第１端部（１７）に近い部位に設定されており、
   前記スクロール半径の最大半径（Ｒ）が、前記スクロールケーシング（１５）のうち前記第１端部（１７）よりも前記第２端部（１８）に近い部位に設定されており、
   少なくとも前記巻き始め部（２５）では、前記最大半径である部位（１９ａ）が、前記側壁に前記軸方向で一定幅設けられていることを特徴とする遠心式送風機。
2. 前記最大半径である部位（１９ａ）は、前記軸方向での長さ（ｈ１）が前記遠心式多翼ファン（１１）の前記軸方向での長さの半分（ｈ３）よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の遠心式送風機。
3. 前記最大半径である部位（１９ａ）は、前記軸方向での長さ（ｈ１）が３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の遠心式送風機。
4. 前記最大半径である部位（１９ａ）は、前記軸方向での長さ（ｈ１）が、前記巻き始め部（２５）から前記巻き終わり部（２１）にかけて一定になっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の遠心式送風機。
5. 前記最大半径である部位（１９ａ）は、前記遠心式多翼ファン（１１）から径外方側に吹き出される空気流れのうち、風速が最も大きな主流に対向する位置に設定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の遠心式送風機。
6. 前記最大半径である部位（１９ａ）は、前記側壁（１９）のうち前記第２端部（１８）に隣接する部位に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の遠心式送風機。

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