JP5223250B2 - 遠心羽根車および遠心送風機 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、換気送風機器や空気調和機器等に使用される遠心羽根車と遠心送風機に関するものである。

近年、居住および非居住空間で使用される換気送風機器および空気調和機器において、設置スペースの減少に伴い機器の小型化が要求される一方、送風効率を向上し、騒音を低減した遠心羽根車と遠心送風機が要求されている。

以下、この種の遠心羽根車と遠心送風機について、図１４を参照しながら説明する。図１４に示すように、遠心送風機１０１はベルマウス状の吸込み口１０２を備えた吸込み板１０３と前記吸込み板１０３に対向する背板１０４とで渦巻き状で吐出口１０５を有する側壁１０６を挟んで構成されたケーシング１０７と、ケーシング１０７の内部に、環状の側板１０８と、この側板１０８側に凸となるコーン形状の絞り部１０９を有する主板１１０と、側板１０８と主板１１０とによって複数のブレード１１１を挟むように取り付けられ多翼羽根車形状を形成する遠心羽根車１１２が、背板１０４に取り付けられた電動機１１３の回転軸１１４に連結された構成になっている（例えば、特許文献１参照）。

上記構成により、回転軸１１４に電動機１１３から駆動力を与えて遠心羽根車１１２を回転させることにより、吸込み空気１１５が、吸込み口１０２を通過し、ブレード１１１へ流入して昇圧され、ブレード１１１から流出して更に渦巻き状のケーシング１０７を通る際に徐々に動圧が静圧に変換され、吐出口１０５から外部へ排出される。このとき、ブレード１１１から流出しケーシング１０７を通る流れ１１６の圧力が高いため、ブレード１１１から流出した流れ１１６の一部が主板１１０と背板１０４との間に流れ込む逆流１１７が発生するが、逆流１１７がよどんだ状態で滞留し送風性能が低下することを防ぐため、主板１１０に通風穴１１８を設け、逆流１１７がブレード１１１に再び流れ込む循環流れ１１９を形成するようにし、送風効率の低下を抑制する。また、通風穴１１８は、吸込み空気１１５が絞り部１０９にぶつかってブレード１１１に流入することを抑制する働きや、吸込み空気１１５や循環流れ１１９を電動機１１３に導き、電動機１１３の冷却を促進する働きも備える。

また、別の従来の遠心送風機について、図１５を参照しながら説明する。図１５に示すように、ケーシング１０７の背板１０４のうち遠心羽根車１１２より外側の部分が回転軸方向に膨出し、さらにその膨出の度合いが回転方向に吐出口１０５に向かって大きくなった構成となっている。例えば、特許文献２参照。

上記構成により、遠心羽根車１１２から流出した流れが通ることのできる流路が広くなり、また吐出口１０５に向かうに従って流路が徐々に拡大するために、遠心送風機１０１の効率の向上や騒音の低減を図ることができる。
特許第３６２９６９０号公報 特許第２６９０００５号公報

特許文献１のような従来の遠心羽根車１１２と遠心送風機１０１では、ブレード１１１から流出した流れ１１６の一部が主板１１０と背板１０４との間に逆流して循環流れ１１９を形成する際、ブレード１１１の主板１１０近傍から流出した流れ１１６と逆流１１７が衝突し、ブレード１１１の主板１１０近傍が有効な仕事ができず送風効率が低下し、また流れ１１６と逆流１１７の衝突により循環流れ１１９が乱れた状態でブレード１１１に再流入するため送風効率が低下するという課題があり、送風効率を向上することが要求されている。

また、主板１１０近傍のブレード１１１から流出した流れ１１６と逆流１１７の衝突により乱流騒音が発生し騒音が発生するという課題があり、騒音を低減することが要求されている。

また、遠心送風機１１２を小型化するために電動機１１３の一部をコーン状の絞り部１０９に配置しようとしても、電動機１１３と遠心羽根車１１２の大きさの関係からの絞り部１０９の高さに制限があるため、小型化することが困難であるという課題があり、遠心送風機１１２の大きさを小型化することが要求されている。

また、特許文献２のような遠心送風機１０１では、ケーシング１０７は一部が螺旋形状なった複雑な形状の背板１０４を含む複雑な構造となり、製作が難しく、コストが増大するという課題があり、構造を簡素化して製作コストを低コスト化することが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、送風効率を向上でき、騒音を低減でき、大きさを小型化することができ、構造を簡素化して低コスト化できる遠心羽根車と遠心送風機をすることを目的としている。

本発明の送風機は上記目的を達成するために、円盤状の主板と、主板の表側面の外周側に環状に配設された複数のブレードと、ブレードの先端部に取り付けられる環状板とを備えた遠心羽根車で、主板の裏側面に主板と同心の円筒壁を備え、前記主板に空気が流通するための通風穴を備え、前記主板の表面側に環状に配設された前記複数のブレードが多翼羽根車形状を形成し、前記ブレードの内径Ｄｂｉと前記通風穴の外径Ｄｈが同一であり、前記円筒壁の外径Ｄｗの異なる二つの円筒壁により、内側円筒壁と外側円筒壁を構成し、前記内側円筒壁の内径Ｄｗｉが前記通風穴の外径Ｄｈと同一であることを特徴とする遠心羽根車としたものである。

この手段により、遠心羽根車が回転することによりブレードから流出した流れが、主板の裏側面に主板と同心の円筒壁を備えたことにより、主板の裏側面へ回り込んで回転する主板の裏側面の摩擦力によって流れを乱され、送風効率が低下することを抑制することができ、また回転する円筒壁の摩擦力によりブレードから流出した流れに対し回転方向に力を加えることができ、送風効率を向上することができる遠心羽根車が得られる。また、この手段により、遠心羽根車が回転して吸込み空気がブレードへ流入して昇圧され、ブレードから流出した流れの一部が主板の裏側面を逆流して主板の通風穴を通って再びブレードへ流れ込む循環流れを形成する際、円筒壁を備えることにより逆流がブレードから離れた場所で発生するため、ブレードの主板近傍から流出した流れと逆流が衝突することを回避して、ブレードの主板近傍が有効な仕事ができず送風効率が低下することを抑制することができ、また衝突による乱流騒音の発生を抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができる遠心羽根車が得られる。また、この手段により、多翼羽根車の特徴である小型・高圧・低騒音の特徴を備えることができるため、大きさを小型化することができる遠心羽根車が得られる。また、この手段により、ブレードから流出した流れの一部が主板の裏側面を逆流して主板の通風穴を通って再びブレードへ流れ込む際、通風穴の外周エッジによって乱れが発生してブレードへの流入が乱れて送風効率が低下し、乱流騒音が発生すること抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができる遠心羽根車が得られる。また、この手段により、内側円筒壁と外側円筒壁を備えることにより、ブレードから流出した流れの一部が主板の裏側面へ逆流することを二重にせき止めることができるため、循環流れの量を低減することができ、送風効率を向上することができる遠心羽根車が得られる。また、この手段により、ブレードから流出した流れの一部が主板の裏側面へ逆流して主板の通風穴を通って再びブレードへ流れ込む際に主板と内側円筒壁の段差で乱れが発生してブレードへの流入が乱れて送風効率が低下し、乱流騒音が発生することを抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができる遠心羽根車が得られる。

また他の手段は、ブレードの外径Ｄｂｏと円筒壁の外径Ｄｗｏが同一であることを特徴とする遠心羽根車としたものである。

この手段により、ブレードから流出した流れが主板と円筒との段差により乱れることを抑制して送風効率を向上し、騒音を低減することができ、また主板に通風穴を備えた場合、ブレードから流出した流れの一部が主板の裏側面へ逆流する際に主板と円筒壁の段差で乱れを発生して送風効率が低下し、乱流騒音が発生すること抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができる遠心羽根車が得られる。

また他の手段は、円筒壁の高さＨｗがブレードの高さＨｂの３０〜４０％であることを特徴とする遠心羽根車としたものである。

この手段により、円筒壁による逆流の衝突回避の効果が保てる程度に円筒壁の高さを設定することにより、送風効率を向上でき、騒音を低減でき、大きさを小型化することができる遠心羽根車が得られる。

また他の手段は、主板のブレードより内側の部分がコーン状に突出したことを特徴とする遠心羽根車としたものである。

この手段により、通風穴の三次元的な面積を大きくすることができるため、ブレードから流出した流れの一部が逆流する際に通風穴をスムーズに通過して再びブレードへ流れこむことができるため、ブレードへの流入が乱れて送風効率が低下し、乱流騒音が発生すること抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができる遠心羽根車が得られる。

また他の手段は、主板のブレードと接合する領域が、径方向外側に向かって円筒壁側に傾斜していることを特徴とする遠心羽根車としたものである。

この手段により、吸込み空気がブレードを通過する間に流路面積が徐々に拡大するため、ブレードから流出した流れが急拡大して拡大損失を発生することを抑制することができ、送風効率を向上することができる遠心羽根車が得られる。

また他の手段は、円筒壁の外径Ｄｗｏが円筒壁の先端に向かって漸次拡大していることを特徴とする遠心羽根車としたものである。

この手段により、吸込み空気はブレードの先端側から吸込まれてブレードから流出するため、ブレードから流出した流れは斜め方向に流出するが、円筒壁の外径Ｄｗｏが円筒壁の先端に向かって漸次拡大していることにより、ブレードから斜め方向に流出した流れが主板の外周で剥離して送風効率が低下することを抑制することができ、送風効率を向上することができる遠心羽根車が得られる。

また他の手段は、遠心羽根車と回転軸を備えた電動機とケーシングとを備え、遠心羽根車は請求項１〜１７いずれかに記載の遠心羽根車でケーシング内で主板が電動機の回転軸に固定され、ケーシングはベルマウス状の吸込み口を備えた吸込み板と吸込み板に対向する背板と渦巻き状の側壁と吐出口とを備えたことを特徴とする遠心送風機としたものである。

この手段により、ベルマウス状の吸込み口を備えた吸込み板と吸込み板に対向する背板と渦巻き状の側壁とを備えたことにより、ケーシングの渦巻状の側壁により遠心羽根車のブレードから流出した流れの動圧を徐々に静圧に変換して送風効率を向上することができる遠心送風機が得られる。

本発明によれば、送風効率を向上でき、騒音を低減でき、大きさを小型化することができ、構造を簡素化して低コスト化できる遠心羽根車と遠心送風機を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、円盤状の主板と、主板の表側面の外周側に環状に配設された複数のブレードと、ブレードの先端部に取り付けられる環状板とを備えた遠心羽根車で、主板の裏側面に主板と同心の円筒壁を備えたことを特徴とする遠心羽根車としたものであり、遠心羽根車が回転することによりブレードから流出した流れが、主板の裏側面に主板と同心の円筒壁を備えたことにより、主板の裏側面へ回り込んで回転する主板の裏側面の摩擦力によって流れを乱され、送風効率が低下することを抑制することができ、また回転する円筒壁の摩擦力によりブレードから流出した流れに対し回転方向に力を加えることができ、送風効率を向上することができるという作用を有する。

また、主板に空気が流通するための通風穴を備えたことを特徴とする遠心羽根車としたものであり、遠心羽根車が回転して吸込み空気がブレードへ流入して昇圧され、ブレードから流出した流れの一部が主板の裏側面を逆流して主板の通風穴を通って再びブレードへ流れ込む循環流れを形成する際、円筒壁を備えることにより逆流がブレードから離れた場所で発生するため、ブレードの主板近傍から流出した流れと逆流が衝突することを回避して、ブレードの主板近傍が有効な仕事ができず送風効率が低下することを抑制することができ、また衝突による乱流騒音の発生を抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができるという作用を有する。

また、主板の表面側に環状に配設された複数のブレードが多翼羽根車を形成することを特徴とする遠心羽根車としたものであり、多翼羽根車の特徴である小型・高圧・低騒音の特徴を備えることができるため、大きさを小型化することができるという作用を有する。

また、ブレードの内径Ｄｂｉと通風穴の外径Ｄｈが同一であることを特徴とする遠心羽根車としたものであり、ブレードから流出した流れの一部が主板の裏側面を逆流して主板の通風穴を通って再びブレードへ流れ込む際、通風穴の外周エッジによって乱れが発生してブレードへの流入が乱れて送風効率が低下し、乱流騒音が発生すること抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができるという作用を有する。また、外径Ｄｗの異なる二つの円筒壁により、内側円筒壁と外側円筒壁を構成したことを特徴とする遠心羽根車としたものであり、内側円筒壁と外側円筒壁を備えることにより、ブレードから流出した流れの一部が主板の裏側面へ逆流することを二重にせき止めることができるため、循環流れの量を低減することができ、送風効率を向上することができるという作用を有する。また、内側の円筒壁の内径Ｄｗｉが通風穴の外径Ｄｈと同一であることを特徴とする遠心羽根車としたものであり、ブレードから流出した流れの一部が主板の裏側面へ逆流して主板の通風穴を通って再びブレードへ流れ込む際に主板と内側円筒壁の段差で乱れが発生してブレードへの流入が乱れて送風効率が低下し、乱流騒音が発生することを抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができるという作用を有する。

また、ブレードの外径Ｄｂｏと円筒壁の外径Ｄｗｏが同一であることを特徴とする遠心羽根車としたものであり、ブレードから流出した流れが主板と円筒との段差により乱れることを抑制して送風効率を向上し、騒音を低減することができ、また主板に通風穴を備えた場合、ブレードから流出した流れの一部が主板の裏側面へ逆流する際に主板と円筒壁の段差で乱れを発生して送風効率が低下し、乱流騒音が発生すること抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができるという作用を有する。

また、円筒壁の高さＨｗがブレードの高さＨｂの３０〜４０％であることを特徴とする遠心羽根車としたものであり、円筒壁による逆流の衝突回避の効果が保てる程度に円筒壁の高さを設定することにより、送風効率を向上でき、騒音を低減でき、大きさを小型化することができるという作用を有する。

また、主板のブレードより内側の部分がコーン状に突出したことを特徴とする遠心羽根車としたものであり、通風穴の三次元的な面積を大きくすることができるため、ブレードから流出した流れの一部が逆流する際に通風穴をスムーズに通過して再びブレードへ流れこむことができるため、ブレードへの流入が乱れて送風効率が低下し、乱流騒音が発生すること抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができるという作用を有する。

また、主板のブレードと接合する領域が、径方向外側に向かって円筒壁側に傾斜していることを特徴とする遠心羽根車としたものであり、吸込み空気がブレードを通過する間に流路面積が徐々に拡大するため、ブレードから流出した流れが急拡大して拡大損失を発生することを抑制することができ、送風効率を向上することができるという作用を有する。

また、円筒壁の外径Ｄｗｏが円筒壁の先端に向かって漸次拡大していることを特徴とする遠心羽根車としたものであり、吸込み空気はブレードの先端側から吸込まれてブレードから流出するため、ブレードから流出した流れは斜め方向に流出するが、円筒壁の外径Ｄｗｏが円筒壁の先端に向かって漸次拡大していることにより、ブレードから斜め方向に流出した流れが主板の外周で剥離して送風効率が低下することを抑制することができ、送風効率を向上することができるという作用を有する。

また、遠心羽根車と回転軸を備えた電動機とケーシングとを備え、遠心羽根車は請求項１〜１７いずれかに記載の遠心羽根車でケーシング内で主板が電動機の回転軸に固定され、ケーシングはベルマウス状の吸込み口を備えた吸込み板と吸込み板に対向する背板と渦巻き状の側壁と吐出口とを備えたことを特徴とする遠心送風機としたものであり、ベルマウス状の吸込み口を備えた吸込み板と吸込み板に対向する背板と渦巻き状の側壁とを備えたことにより、ケーシングの渦巻状の側壁により遠心羽根車のブレードから流出した流れの動圧を徐々に静圧に変換して送風効率を向上することができるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（参考の形態１）
本発明の参考の形態１を図１および図２を用いて説明する。図１、２に示すように、浴室やトイレなどの空間を換気するために天井に取り付けられる天井埋込型換気扇として使用される遠心送風機１は、下面２が開口し側面３にダクト接続用開口４を備えた２５８ｍｍ角で高さが１９８ｍｍの外郭５内に、ベルマウス状で吸込み口の内径Ｄｏが１４８ｍｍの吸込み口６を備えた吸込み板７と吸込み板７に対向する平板状の背板８とでケーシングの側壁の高さＨｃが１０７ｍｍの渦巻き状の側壁９を挟んで構成されたケーシング１０と、ケーシング１０の側壁９に備えられ外郭５のダクト接続用開口４と連通した吐出口１１と、吸込み板７の吸込み口６と同心の回転軸１２を有し背板８に固定された直径７５ｍｍで高さ８０ｍｍの電動機１３と、電動機１３の回転軸１２に固定された多翼形状の遠心羽根車１４とを備えた構成となっている。多翼形状の遠心羽根車１４とすることにより、換気送風機器に求められる小型で高圧・低騒音の特徴を備えることができる。

遠心羽根車１４は、主板の外径Ｄｍが１８２ｍｍで厚み３ｍｍの主板１５と、主板１５を空気が流通するための環状に配置された六つの通風穴１６と、主板１５の表側面１７（吸込み板の吸込み口に対向する側の面）の外周側に、ブレード外径Ｄｂｏが主板１５の主板の外径Ｄｍ（１８２ｍｍ）と同一でブレード内径Ｄｂｉが吸込み口の内径Ｄｏ（１４８ｍｍ）と同一になるように環状に配設されたブレード高さＨｂが７７ｍｍの多翼形状の５０枚のブレード１８と、ブレードの先端部１９の外周に取り付けられる環状板の外径Ｄｒが１９１．５ｍｍで高さ３ｍｍの環状板２０と、主板１５の裏側面２１（背板に対向する側の面）に主板１５と同心でブレード１８の外径Ｄｂｏと同一の１８２ｍｍの円筒壁の外径Ｄｗｏで円筒壁の高さＨｗがブレードの高さＨｂの３０〜４０％の範囲内である２７ｍｍで厚みが２ｍｍの円筒壁２２を備え、円筒壁の先端２３と背板８との隙間２４が３ｍｍになるように固定されている。遠心羽根車１４の主板の中心部２５が吸込み口６側に３０ｍｍ突出し、主板の中心部２５から外周に向かいなだらかに傾斜してコーン状になっており、主板１５の通風穴１６は、軸方向から見た形状が略扇形状で、通風穴の外径Ｄｈがブレード内径Ｄｂｉと同一の１４５ｍｍであり、また主板１５の通風穴１６より外周の領域は、径方向外側に向かって円筒壁２２側に傾斜している。

遠心羽根車１４に円筒壁２２を備えており、また背板８が平板状であるため、ケーシングの側壁の高さＨｃ（１０７ｍｍ）は遠心羽根車１４のブレード高さＨｂ（７７ｍｍ）よりも円筒壁２２の高さ分高くなっており、ケーシング１０の流路を拡大することができ、また背板８は平板状であるため低コストで製作することができる。

また電動機１３は、背板８のモーター用穴２６を貫通して半分がケーシング１０内に突出して、円筒壁２２の内側に内包されている。遠心羽根車１４の主板１５はコーン状となっているため、電動機１３が遠心羽根車１４と接触することはない。

この構成により、回転軸１２に電動機１３から駆動力を与えて遠心羽根車１４を回転させることにより、吸込み空気２７が吸込み口６を通過し、ブレード１８へ流入して昇圧され、ブレード１８から流出して更に渦巻き状のケーシング１０を通る際に徐々に動圧が静圧に効率よく変換され、吐出口１１から外部へ排出される。

このとき吸込み空気２７はブレードの先端部１９側から吸込まれてブレード１８から流出するため、ブレードから流出した流れ２８は斜め方向に流出するが、ケーシングの側壁の高さＨｃ（１０７ｍｍ）は遠心羽根車１４のブレード高さＨｂ（７７ｍｍ）よりも円筒壁２２の高さ分高くなっているため、背板８の遠心羽根車１４よりも外側の部分と吸込み口６との距離が主板１５と吸込み口６との距離よりも大きく、ブレードから流出した流れ２８が背板８にぶつかる速度を低減することができ、送風効率を向上することができる。

またこのとき遠心羽根車１４が回転することによりブレードから流出した流れ２８に対し円筒壁２２が回転する摩擦力により回転方向に力を加えることができ、送風効率を向上することができる。

またこのとき、ブレード１８から流出しケーシング１０を通る流れの圧力が高いため、ブレードから流出した流れ２８の一部が遠心羽根車１４と背板８との隙間２４に流れ込む逆流２９が発生するが、主板１５の裏側面２１に主板１５と同心の円筒壁２２があるため、逆流２９の量を低減することができ、主板１５に通風穴１６を備えているため、よどんだ状態で滞留し送風性能が低下することを防止することができると同時に、逆流２９がブレード１８に再び流れ込む循環流れ３０を形成する。

なお通風穴１６は、吸込み空気２７がコーン状の主板１５にぶつかってブレード１８に流入することを抑制する働きや、吸込み空気２７や循環流れ３０を電動機１３に導き、電動機１３の冷却を促進する働きも備える。

また、ブレードから流出した流れ２８の一部が逆流２９となって主板１５の通風穴１６を通って再びブレード１８へ流れ込む循環流れ３０を形成する際、円筒壁２２を備えることにより逆流２９がブレード１８から離れた場所で発生するため、ブレード１８の主板１５近傍のブレードから流出した流れ２８と逆流２９が衝突することを回避して、ブレード１８の主板１５近傍が有効な仕事ができず送風効率が低下することを抑制することができ、また衝突による乱流騒音の発生を抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができる。

また、ブレード内径Ｄｂｉと通風穴の外径Ｄｈが同一であるため、ブレードから流出した流れ２８の一部が主板１５の裏側面２１を逆流して主板１５の通風穴１６を通って再びブレード１８へ流れ込む際、通風穴の外周エッジ３１によって乱れが発生してブレード１８への流入が乱れて送風効率が低下し、乱流騒音が発生すること抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができる。

また、ブレード外径Ｄｂｏと円筒壁の外径Ｄｗｏが同一であるため、ブレードから流出した流れ２８の一部が主板１５の裏側面２１へ逆流する際に主板１５と円筒壁２２の段差で乱れを発生して送風効率が低下し、乱流騒音が発生すること抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができる。

また、主板１５のブレード１８より内側の部分がコーン状に突出しているため、通風穴１６の三次元的な面積を大きくすることができ、ブレードから流出した流れ２８の一部が逆流して循環流れ３０となる際に通風穴１６をスムーズに通過して再びブレード１８へ流れこむことができ、ブレードへの流入が乱れて送風効率が低下し、乱流騒音が発生すること抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができる。

また、主板１５の通風穴１６より外周の領域が、径方向外側に向かって円筒壁２２側に傾斜しているため、吸込み空気２７がブレード１８を通過する間に流路面積が徐々に拡大し、ブレードから流出した流れ２８が急拡大して拡大損失を発生することを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

また、円筒壁２２の内側に電動機１３の一部を内包しているため、遠心羽根車１４と電動機１３を合わせた高さ寸法を小さくすることができ、大きさを小型化することができる。

なお、円筒壁２２は樹脂成型の場合につけられる抜き勾配程度の勾配があったり、強度補強のためのリブなどの凹凸があっても、循環流れ３０を阻害しない程度であれば同様の効果を得られる。なお、背板８は平板状としたが、強度補強や他の部品取り付けのためのエンボスや穴や外周の折り曲げなどがあっても同様の効果が得られる。

図３に本発明の遠心羽根車１４と遠心送風機１の効果を示す。図３（ａ）は比較対象の遠心送風機１を示し、図３（ｂ）は本発明の遠心送風機１と比較対象の遠心送風機１の、風量−静圧特性と騒音特性を比較したグラフを示す。

図３（ａ）に示す比較対象の遠心送風機１は本発明の遠心送風機１に対し、円筒壁２２がなく、円筒壁２２が占めていた領域に背板８が突出し、主板１５の裏側面２１と背板８の隙間２４の寸法を、本発明の遠心送風機１の円筒壁の先端２３と背板８との隙間２４の寸法と同一としている。その他の形状、たとえば遠心羽根車１４のブレード外径Ｄｂｏやブレード高さＨｂ、ケーシングの側壁の高さＨｃなどは、本発明の遠心送風機１と同一となっている。

図３（ｂ）に示すように、本発明の遠心送風機１は、円筒壁２２の無い比較対象の遠心送風機１に比し、同風量時には静圧が高く、騒音が低い結果となっており、ブレードから流出した流れ２８の一部が逆流２９となって主板１５の通風穴１６を通って再びブレード１８へ流れ込む循環流れ３０を形成する際、円筒壁２２を備えることにより逆流２９がブレード１８から離れた場所で発生するため、ブレード１８の主板１５の近傍のブレードから流出した流れ２８と逆流２９が衝突することを回避して、ブレード１８の主板１５近傍が有効な仕事ができず送風効率が低下することを抑制することができ、また衝突による乱流騒音の発生を抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することが分かる。

（実施の形態１）
参考の形態１と同一部分は同一番号を附し、詳細な説明は省略する。本発明の実施の形態２は、図４に示すように、遠心羽根車１４の主板１５の裏側面２１に、円筒壁の外径Ｄｗｏが１８２ｍｍの外側円筒壁３２と、円筒壁の内径Ｄｗｉが通風穴の外径Ｄｈと同一の１４５ｍｍで厚さ２ｍｍの内側円筒壁３３と備え、内側円筒壁３３の円筒壁の先端２３は外側円筒壁３２の円筒壁の先端２３と同一平面に位置し、また内側円筒壁３３に水抜き穴３４を備えた構成となっている。

この構成により、内側円筒壁３３と外側円筒壁３２を備えることにより、ブレードから流出した流れ２８の一部が背板８と遠心羽根車１４の隙間２４を逆流することを外側円筒壁３２と内側円筒壁３３で二重にせき止めることができるため、循環流れ３０の量を低減することができ、送風効率を向上することができる。

また、円筒壁の内径Ｄｗｉが通風穴の外径Ｄｈと同一であることにより、ブレードから流出した流れ２８の一部が主板１５の裏側面２１へ逆流して主板１５の通風穴１６を通って再びブレード１８へ流れ込む際に、主板１５と内側円筒壁３３の段差で乱れが発生してブレードへの流入が乱れて送風効率が低下し、乱流騒音が発生すること抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができる。

また、水抜き穴３４を備えることにより、空気中の水分が凝縮して内側円筒壁３３と外側円筒壁３２で囲まれる円管状空間３６に滞留した水が回転開始時に飛び出し、ケーシング１０の側壁９に衝突して吸込み口６から下方に垂れ落ちることを防止することができる。

（参考の形態２）
参考の形態１、実施の形態１と同一部分は同一番号を附し、詳細な説明は省略する。本発明の実施の形態３は、図５に示すように、吸音材料３５である硬質ウレタンフォームで円筒壁２２が作られた構成となっている。

この構成により、吸音材料３５である硬質ウレタンフォームが遠心羽根車１４近傍の騒音を吸音することにより、騒音を低減することができる。

なお、実施の形態１のように円筒壁２２が二重管状の場合は、少なくとも一方が吸音材料３５で作られていれば同様の効果を得ることができる。

（参考の形態３）
参考の形態１、実施の形態１と同一部分は同一番号を附し、詳細な説明は省略する。本発明の実施の形態４は、図６に示すように、内側円筒壁３３と外側円筒壁３２で囲まれる円管状空間３６を塞ぐ蓋３７を備えた構成となっている。

この構成により、ブレードから流出した流れ２８の一部が主板１５の裏側面２１へ逆流する際に、蓋３７によって径方向に距離を持って逆流をせき止めることができるため、循環流れ３０の量を低減することができ、送風効率を向上することができる。

なお、内側円筒壁３３と外側円筒壁３２と蓋３７とで形成される円管状空間３６が材料で詰まった状態で一体となっている場合でも同様の効果を得ることができる。

（参考の形態４）
参考の形態１乃至３、実施の形態１と同一部分は同一番号を附し、詳細な説明は省略する。本発明の実施の形態５は、図７に示すように、内側円筒壁３３が直径５ｍｍの小孔３８が多数開いた開孔率１０％の穴あき板３９であるハードファイバーボードで作られた構成となっている。

この構成により、穴あき板３９の小孔３８の部分の空気がマス、内側円筒壁３３と外側円筒壁３２と蓋３７で囲まれる円管状空間３６が背後空気層となって振動系を形成し、共鳴型吸音構造の一種の、ヘルムホルツ共鳴器と同様の原理で吸音する穴あき板吸音構造を形成することができ、遠心羽根車１４近傍の騒音を消音することができ、騒音を低減することができる。

（参考の形態５）
参考の形態１乃至４、実施の形態１と同一部分は同一番号を附し、詳細な説明は省略する。本発明の実施の形態６は、図８に示すように、内側円筒壁３３が直径５ｍｍの小孔３８が多数開いた開孔率１０％の穴あき板３９であるハードファイバーボードで作られ、また内側円筒壁３３と外側円筒壁３２と蓋３７で囲まれる円管状空間３６に吸音材料３５であるグラスウールを充填した構成となっている。

この構成により、穴あき板吸音構造による消音と、吸音材による吸音ができ、遠心羽根車１４近傍の騒音を低減することができる。

（実施の形態２）
参考の形態１乃至５、実施の形態１と同一部分は同一番号を附し、詳細な説明は省略する。本発明の実施の形態７は、図９に示すように、円筒壁の外径Ｄｗｏが円筒壁の先端２３に向かって漸次拡大し、最大の内径が２００ｍｍとなっている。

この構成により、吸込み空気２７はブレードの先端部１９側から吸込まれてブレード１８から流出するため、ブレードから流出した流れ２８は斜め方向に流出するが、円筒壁２２の外径Ｄｗｏが円筒壁の先端２３に向かって漸次拡大していることにより、斜め方向にブレードから流出した流れ２８が円筒壁２２に沿って流れるため、主板１５の外周で剥離して送風効率が低下することを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

（参考の形態６）
参考の形態１乃至５、実施の形態１、２と同一部分は同一番号を附し、詳細な説明は省略する。本発明の参考の形態６は、図１０に示すように、また内側円筒壁３３と外側円筒壁３２とで囲まれる円管状空間３６内に周方向に多数のねじボス４０を設け、バランス用重りとしてのねじ４１を取り付けるようにした構成となっている。

この構成により、遠心羽根車１４の回転バランスを取るための重りとしてのねじ４１に流れが衝突して送風効率が低下し、乱流騒音が発生すること抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができる。

（参考の形態７）
参考の形態１乃至６、実施の形態１、２と同一部分は同一番号を附し、詳細な説明は省略する。本発明の参考の形態７は、図１１に示すように、背板８は側壁９と接合される主体部４３と、舌部４２から吐出口１１に向かって螺旋状に傾斜した螺旋状板４４の二つの部品に分割され、ケーシングの側壁の高さＨｃが舌部４２付近から吐出口１１に向かって徐々に拡大し、背板８の螺旋状板４４はケーシング１０の舌部４２付近で主板１５と同等の軸方向位置で、ケーシング１０の吐出口１１で円筒壁２２と同等位置となった構成となっている。

この構成により、舌部４２から吐出口１１に向かって傾斜した螺旋状板４４を備えるため、遠心羽根車１４のブレードから流出した流れ２８が、螺旋状板４４にぶつかることにより吐出口１１の方向に流れの方向を変更するため、送風効率を向上することができる。また螺旋状板４４を円筒壁２２の軸方向位置と同等にすることができるため、遠心送風機１の回転軸方向高さを小型化することができる。また螺旋状板４４が別部品となっているので、背板８の主体部４３を平板のような簡素な構造にでき、また螺旋状板４４も平板で容易に製作できるため、構造を簡素化して製作コストを低減することができる。

（参考の形態８）
参考の形態１乃至７、実施の形態１、２と同一部分は同一番号を附し、詳細な説明は省略する。本発明の参考の形態８は、図１２に示すように、背板８に遠心羽根車１４と同心でケーシング１０の外側に突出する突出部４５を備え、背板８と主板１５の回転軸１２方向位置を一致させた構成となっている。

この構成により、ブレードから流出した流れの一部が主板の裏側面へ逆流する際に、背板と円筒壁が面する面積が増大するため、逆流をせき止めることができ、循環流れの量を低減することができブレードから流出した流れ２８が急拡大して拡大損失を発生することを抑制することができ、送風効率を向上することができる。

（実施の形態３）
参考の形態１乃至８、実施の形態１、２と同一部分は同一番号を附し、詳細な説明は省略する。本発明の実施の形態３は、図１３に示すように、遠心羽根車１４の主板の外径Ｄｍが２００ｍｍ、ブレード外径Ｄｂｏが１８２ｍｍ、円筒壁の外径Ｄｗｏが１８２ｍｍである構成となっている。

この構成により、ブレードから流出した流れ２８が主板１５の外径まで届く間に流路面積を徐々に拡大させ風速を低減させることができるため、流れが急拡大して拡大損失を発生することを抑制することができ、また同時に、ケーシング１０の側壁９が渦巻き状であることにより発生する円筒壁２２の周りでの強い旋回流４６がブレードから流出する流れ２８と衝突することを抑制することができ、送風効率を向上し、騒音を低減することができる。

本発明は、送風効率を向上でき、騒音を低減でき、大きさを小型化することができ、構造を簡素化して低コスト化できる遠心羽根車と遠心送風機を提供するものであり、換気送風機器や空気調和機器等に利用できるものである。

本発明の参考の形態１の遠心羽根車と遠心送風機を示す図（（ａ）同側断面図、（ｂ）同正面部分断面図） 本発明の参考の形態１の遠心羽根車を示す斜視図 本発明の参考の形態１の遠心羽根車と遠心送風機の効果を示す図（（ａ）同比較対象の遠心送風機を示す側断面図、（ｂ）同風量と静圧、騒音の特性を示す図） 本発明の実施の形態１の遠心羽根車と遠心送風機を示す図（（ａ）同側断面図、（ｂ）同遠心羽根車の斜視図） 本発明の参考の形態２の遠心羽根車と遠心送風機を示す側断面図 本発明の参考の形態３の遠心羽根車と遠心送風機を示す図（（ａ）同側断面図、（ｂ）同遠心羽根車の斜視図） 本発明の参考の形態４の遠心羽根車と遠心送風機を示す側断面図 本発明の参考の形態５の遠心羽根車と遠心送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態２の遠心羽根車と遠心送風機を示す側断面図 本発明の参考の形態６の遠心羽根車を示す斜視図 本発明の参考の形態７の遠心羽根車と遠心送風機を示す側断面図 本発明の参考の形態８の遠心羽根車と遠心送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態３の遠心羽根車と遠心送風機を示す側断面図 従来の遠心羽根車と遠心送風機を示す側断面図 従来の遠心送風機を示す側断面図

符号の説明

１ 遠心送風機
２ 下面
３ 側面
４ ダクト接続用開口
５ 外郭
Ｄｏ 吸込み口の内径
６ 吸込み口
７ 吸込み板
８ 背板
Ｈｃ ケーシングの側壁の高さ
９ 側壁
１０ ケーシング
１１ 吐出口
１２ 回転軸
１３ 電動機
１４ 遠心羽根車
Ｄｍ 主板の外径
１５ 主板
１６ 通風穴
１７ 表側面
Ｄｂｏ ブレード外径
Ｄｂｉ ブレード内径
Ｈｂ ブレード高さ
１８ ブレード
１９ ブレードの先端部
Ｄｒ 環状板の外径
２０ 環状板
２１ 裏側面
Ｄｗｏ 円筒壁の外径
Ｈｗ 円筒壁の高さ
２２ 円筒壁
２３ 円筒壁の先端
２４ 隙間
２５ 主板の中心部
Ｄｈ 通風穴の外径
２６ モーター用穴
２７ 吸込み空気
２８ ブレードから流出した流れ
２９ 逆流
３０ 循環流れ
３１ 通風穴の外周エッジ
３２ 外側円筒壁
Ｄｗｉ 円筒壁の内径
３３ 内側円筒壁
３４ 水抜き穴
３５ 吸音材料
３６ 円管状空間
３７ 蓋
３８ 小孔
３９ 穴あき板
４０ ねじボス
４１ ねじ
４２ 舌部
４３ 主体部
４４ 螺旋状板
４５ 突出部
４６ 旋回流

Claims (7)

1. 円盤状の主板と、前記主板の表側面の外周側に環状に配設された複数のブレードと、前記ブレードの先端部に取り付けられる環状板とを備えた遠心羽根車で、前記主板の裏側面に前記主板と同心の円筒壁を備え、
   前記主板に空気が流通するための通風穴を備え、
   前記主板の表面側に環状に配設された前記複数のブレードが多翼羽根車形状を形成し、
   前記ブレードの内径Ｄｂｉと前記通風穴の外径Ｄｈが同一であり、
   前記円筒壁の外径Ｄｗの異なる二つの円筒壁により、内側円筒壁と外側円筒壁を構成し、
   前記内側円筒壁の内径Ｄｗｉが前記通風穴の外径Ｄｈと同一であることを特徴とする遠心羽根車。
2. ブレードの外径Ｄｂｏと円筒壁の外径Ｄｗｏが同一であることを特徴とする請求項１記載の遠心羽根車。
3. 円筒壁の高さＨｗがブレードの高さＨｂの３０〜４０％であることを特徴とする請求項１または２記載の遠心羽根車。
4. 主板のブレードより内側の部分がコーン状に突出したことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の遠心羽根車。
5. 主板のブレードと接合する領域が、径方向外側に向かって円筒壁側に傾斜していることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の遠心羽根車。
6. 円筒壁の外径Ｄｗｏが前記円筒壁の先端に向かって漸次拡大していることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の遠心羽根車。
7. 遠心羽根車と回転軸を備えた電動機とケーシングとを備え、前記遠心羽根車は請求項１〜６いずれかに記載の遠心羽根車で前記ケーシング内で主板が前記電動機の前記回転軸に固定され、前記ケーシングはベルマウス状の吸込み口を備えた吸込み板と前記吸込み板に対向する背板と渦巻き状の側壁と吐出口とを備えたことを特徴とする遠心送風機。

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