JP6191536B2 - 送風機 - Google Patents

Description

本発明は、吸引した空気を外部に吹き出す送風機に関する。

車両の空調機器や、家庭用空気清浄器等の内部に配置される送風機として、遠心式多翼ファンを備えた遠心式送風機が知られている。遠心式多翼ファンとは、モーターによって回転する回転軸と、当該回転軸の周りに筒状に並ぶように配置された複数の羽根と、を有するファンである。当該羽根が回転軸と共に回転すると、周囲の空気は回転軸の軸方向に沿って羽根の内側（筒状に並ぶ複数の羽根により囲まれた空間）に流入した後、遠心力によって羽根の内側から外側に向かって流出する。遠心式多翼ファンには、シロッコファン、ラジアルファン、ターボファン等が含まれる。

このような遠心式送風機は、その動作音が比較的小さいものであるから、低騒音であることが特に求められる高級車の空調機器や、家庭用空気清浄器用の送風機として、好んで用いられることが多い。尚、近年では低騒音化の要求が更に厳しくなってきているため、単にモーターの動作音を低減するのみならず、空気の流れが乱れることによって生じる乱流音をも低減するよう、種々の検討がなされている。

例えば、下記特許文献１には、空気の入口である吸引口の近傍に空気の流れを案内するガイド部材を備えると共に、遠心ファンを備えた構成の遠心式送風機である空気調和機が記載されている。この空気調和機では、流入する空気は先ず吸引口の近傍まで到達した後、円錐状に形成されたガイド部材の側面に沿ってその流れ方向を変化させながら、吸引口から内部に流入する。空気が流入する際における流れ方向の変化がスムーズなものとなるため、空気の乱れに起因した乱流音の発生が抑制される。

特開２００８−２４１１４３号公報

ところで、遠心式送風機によって吸引される空気は、遠心式多翼ファンの羽根に到達する前においてその流れ方向が変化させられる。すなわち、空気は直線的に流れるのではなく、屈曲して流れた後に遠心式多翼ファンの羽根に到達することとなる。その際、屈曲した流れの外側においては、遠心力の影響によって当該部分の流速が大きくなりやすいため、屈曲した流れの外側と内側とで流速が異なるようになる。このような内外での流速差に起因して、遠心式多翼ファンの羽根に到達する空気の速度分布が不均一となってしまう傾向にある。本発明者が鋭意検討を行ったところ、上記のように空気の速度分布が不均一となることも、遠心式送風機において乱流音が発生する原因の一つであることが判明した。

特に、近年では遠心式送風機を薄型化することが求められている。薄型の遠心式送風機においては、空気が遠心式多翼ファンの羽根に到達するまでの間に、比較的厚型の遠心式送風機に比較してその流れ方向を大きく屈曲させる必要がある。このため、上記のような速度分布は更に不均一なものとなり、これに起因して乱流音も更に大きくなってしまう。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸引した空気を外部に吹き出す送風機であって、薄型化した場合であっても乱流音の発生を十分に抑制することのできる送風機を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る送風機は、吸引した空気を外部に吹き出す送風機であって、空気を吸引し、当該吸引した空気を外部に吹き出す遠心式多翼ファンと、前記遠心式多翼ファンを内部に収納しており、前記遠心式多翼ファンの回転軸に沿った方向から空気が流入するよう吸引口が形成されたケースと、前記吸引口を通過する空気の流れを案内し、前記吸引口の外側を通過する空気の流れと、前記吸引口の内側を通過する空気の流れとを分離する単一又は複数の案内板と、を備える。前記案内板は、前記ケースの内部に配置される第１部分を有し、前記第１部分は、前記吸引口側に設けられる第１小径部と、前記第１小径部を挟んで前記吸引口とは反対側に設けられる第１大径部と、を有する。前記吸引口を通過する空気の流路が、前記案内板によって複数の小流路に区画されており、それぞれの前記小流路の空気流入側である入口部及び空気流出側である出口部について、前記入口部の流路断面積に対する前記出口部の流路断面積の比率を、当該小流路の断面積拡大率としたときに、前記吸引口の内側に形成されている前記小流路の前記断面積拡大率の方が、前記吸引口の外側に形成されている前記小流路の前記断面積拡大率よりも大きい。

本発明の送風機では、遠心式多翼ファンの回転によって空気の吸引及び吹き出しが行われる。そのため、吸引された空気は、遠心式多翼ファンの回転軸を通る直線に向かい若しくはその直線に沿って流れた後、当該直線から遠ざかるようにその流れ方向が変化させられ、吹き出される。つまり、屈曲した空気の流れが形成される。このような屈曲した流れの内側における空気は、遠心力によって屈曲した流れの外側に向かって流れようとする傾向がある。その結果、屈曲した流れの外側における空気の流速は、他の部分における空気の流速よりも速くなることがある。

このような局所的な流速の増加は速度分布が不均一になることに繋がり、乱流音を発生させる原因となる。そこで、本発明に係る送風機は案内板を備えている。案内板は、吸引口を通過する空気の流れを案内するために配置された単一又は複数の板であって、吸引口のうち外側を通過する空気の流れと、吸引口のうち内側を通過する空気の流れと、を分離するように配置されている。

上記のような案内板を備えたことにより、屈曲した流れの内側における空気が、遠心力によって屈曲した流れの外側に向かって流れてしまうことが抑制される。屈曲した流れの内側における空気は、吸引口の中央を基準とすれば吸引口の外側である外側を通過する空気であり、屈曲した流れの外側における空気は、吸引口の中央を基準とすれば吸引口の中央側である内側を通過する空気である。従って、案内板によって、吸引口の外側を通過する空気が、吸引口の中央側を通過する空気に合流してしまうことが抑制されるため、当該合流に起因した局所的な流速の増加が生じてしまうことが抑制される。その結果、空気は屈曲して流れた後に遠心式多翼ファンの羽根に到達するものの、羽根に到達する空気の速度分布は略一様なものとなり、速度分布が不均一となることに起因した乱流音の発生を抑制することができる。

本発明によれば、吸引した空気を外部に吹き出す送風機であって、薄型化した場合であっても騒音の発生を十分に抑制することのできる送風機を提供することができる。

本発明の第一実施形態に係る遠心式送風機の外観を示す斜視図である。 図１におけるII−II断面を示す断面図である。 遠心式送風機の内部における空気の流れを説明するための図であって、案内板が無い場合を説明する図である。 遠心式送風機の内部における空気の流れを説明するための図であって、案内板が有る場合を説明する図である。 案内板によって区画された小流路の形状を模式的に示す図である。 本発明の第二実施形態に係る遠心式送風機の構成を模式的に示す断面図である。 案内板によって区画された小流路の形状を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１及び図２に示されるように、本発明の第一実施形態に係る遠心式送風機１０は、ケース２０と、フラットパネル３０と、複数の案内板４１，４２，４３，４４と、ファン５０と、を備えている。尚、図１においては、フラットパネル３０に直交する軸をｙ軸とし、ｙ軸に直交するｘｚ平面を規定するようにｘ軸及びｚ軸としている。図２以降においては、図１で定めたｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を記載し、説明の便宜を図るものとする。図２は、図１において断面を指示するII−IIを含むｘｙ平面における断面図を図示している。

ケース２０は略円筒形状の容器であり、内部にファン５０を収納している。ケース２０は、天板２１と、側板２３と、底板２５と、を有している。ケース２０の上面をなす天板２１は、その外周が略円形となるように形成されている。天板２１の中央部分には、略円形の開口である吸引口２２が形成されている。この吸引口２２が、ケース２０の外部から内部に吸引される空気の入口となっている。尚、天板２１のうち吸引口２２の縁の部分には、ケース２０の内部に向かい且つ縮径するように屈曲して伸びるベルマウス２２１が形成されている。

ケース２０における筒状の側面をなす側板２３には、送風筒２３１が繋がるように設けられている。送風筒２３１は、その断面が略矩形状をなす角筒状のものであり、その一側面２３１ａは側板２３の接線方向に沿うように繋がれ、一側面２３１ａと略平行に設けられている他側面２３１ｂは側板２３と交わるように繋がれている。一側面２３１ａと他側面２３１ｂとを繋ぐように、天面２３１ｃ及び底面２３１ｄが設けられている。側板２３には、送風筒２３１と繋がるように略矩形の開口部（不図示）が形成されている。送風筒２３１の側板２３と繋がれている一端部とは反対側の他端部には、送風口２４が形成されている。ファン５０の回転によって起きる空気流は、側板２３内の空間を旋回し、側板２３の開口部（不図示）から送風筒２３１に送り出され、送風口２４から外部へと吹き出される。

フラットパネル３０は略円形の板であり、ケース２０の外側において天板２１と離隔するように配置されている。フラットパネル３０は天板２１に対して平行に配置されており、上面視（フラットパネル３０からケース２０を見る方向、ｙ軸の正方向から負方向を見る方向）において天板２１の略全体を覆っている。尚、ケース２０に対するフラットパネル３０の固定は、天板２１に立てられた複数の支柱（不図示）を介在させることによって行われている。また、ケース２０に対する案内板４１乃至４４の固定も、当該支柱によって行われている。

送風機１０によって吸引される周囲の空気は、フラットパネル３０と天板２１との間に側方側から流入し、天板２１に沿って吸引口２２に向かって流れる。その後、吸引口２２からケース２０の内部に流入し、送風口２４からケース２０の外部に吹き出される。

案内板４１乃至４４は、吸引口２２を通過する空気の流れを案内するように配置された板である。つまり、フラットパネル３０と天板２１の間を吸引口２２に向かって流れる空気の流れ、及び吸引口を通過してケース２０の内部に流入する空気の流れの両方を案内するように配置された板である。案内板４１乃至４４の具体的な形状及び機能については、後に詳しく説明する。

ファン５０は遠心式多翼ファンであり、送風機１０が空気を吸引する際に必要な吸引力を発生させるものである。ファン５０は、モーター５１と、回転軸５２と、支持板５３と、複数の羽根５４とを有している。

モーター５１は回転電気モーターであり、ケース２０の内部において底板２５の略中央となる位置に固定されている。回転軸５２は、その回転中心に沿った仮想線である中心線ＣＡが底板２５の法線方向に沿うように配置された金属棒である。回転軸５２は、モーター５１の回転力を後述の支持板５３に伝達するためのものである。制御装置（不図示）によってモーター５１が駆動されると、回転軸５２は、中心線ＣＡを中心として回転する。

支持板５３は、略円形をなす板状の部材であって、中央部５３１と、外周部５３２と、傾斜部５３３と、を有している。中央部５３１は、支持板５３の中央に設けられている円板状の部分である。外周部５３２は、中央部５３１の外側に、中央部５３１とは離隔するように設けられている円環状の部分である。傾斜部５３３は、中央部５３１と外周部５３２とを繋ぐ部分である。支持板５３は、中央部５３１の中心が回転軸５２の上端に固定され、回転軸５２によって下方から支えられている。外周部５３２が回転軸５２の上端よりも低い位置（底板２５に近い位置）となるように、中央部５３１と外周部５３２との間に傾斜部５３３が形成されている。

羽根５４は、外周部５３２及び傾斜部５３３の一部から上方（天板２１側）に向かって伸びるように配置された複数の板である。これら羽根５４は、全てが同一形状であって、且つ互いに略平行となるように配置されている。また、羽根５４の上方側にはリング５５が配置されており、全ての羽根５４の上端が、当該リング５５に対して固定されている。尚、羽根５４は、外周部５３２及び傾斜部５３３の一部のみに対応する位置に、全体として筒状をなすように配置されているため、支持板５３の中央部且つ上方側には、複数の羽根５４により囲まれた空間ＳＰが形成されている。

モーター５１が駆動され、回転軸５２、支持板５３、及び羽根５４が中心線ＣＡを中心として回転すると、羽根５４の近傍における空気には遠心力が加えられるため、空間ＳＰから羽根５４を通過して外側に向かうような空気の流れが生じる。この空気の流れによって空間ＳＰには負圧が発生し、吸引口２２からケース２０の内部に空気が流入する。また、羽根５４を通過して側板２３の近傍に到達した空気は、側板２３に沿ってケース２０の内部及び送風筒２３１を流れた後、送風筒２３１末端の送風口２４から外部に吹き出される。

以上の説明で明らかなように、遠心式多翼ファンであるファン５０は、中心線ＣＡに沿った方向から（図２では上方側、ｙ軸正方向から負方向に向かう方向から）空間ＳＰに空気を吸引し、当該空気を外側に向かって吹き出すものとなっている。本実施形態においては、天板２１に形成された円形の吸引口２２は、その中心を中心線ＣＡが通るような位置に形成されている。換言すれば、吸引口２２は、ケース２０のうち、回転軸５２に沿った方向から空気が流入するような位置に形成されている。

引き続き図２を参照しながら、案内板４１，４２，４３，４４の形状について説明する。案内板４１は、上面視における外形が、フラットパネル３０とほぼ同一の円形となるように形成された金属板である。案内板４１は、平板部４１ａと、屈曲部４１ｂと、を有している。平板部４１ａは、屈曲部４１ｂよりも外側に配置される部分であって、略円環状をなしている。平板部４１ａは、フラットパネル３０とほぼ平行となっており、且つフラットパネル３０に対して下面側から接している。

屈曲部４１ｂは、中心線ＣＡを中心とした半断面が、円を３分の１に分割した円弧に近似した円弧状断面となっている。屈曲部４１ｂは、平板部４１ａ側の端部における接線が平板部４１ａと沿うように、平板部４１ａと滑らかに繋がれている。屈曲部４１ｂは、中心線ＣＡに最も近接する部分における接線が中心線ＣＡと沿うように配置されている。屈曲部４１ｂの断面形状は、中心線ＣＡを中心とした線対称形状となっている。

案内板４１は、外周側から中心線ＣＡに近づくほど下方側（吸引口２２側）に向かうように傾斜しており、図２に示したように断面が屈曲した形状となっている。案内板４１のうちケース２０の外部に配置されている部分、すなわち、図２において天板２１よりも上方側の部分は、吸引口２２側（すなわち下方側、ｙ軸負方向側）に設けられる小径部４１１と、小径部４１１を挟んで吸引口２２とは反対側（すなわち上方側、ｙ軸正方向側）に設けられる大径部４１２とを有しており、これによりその全体がホーン型となっている。案内板４１のうち小径部４１１から大径部４１２までの部分が、本発明における第２部分に該当する。

屈曲部４１ｂの一部は吸引口２２に挿通されており、空間ＳＰに配置されている。図２に示されるように、案内板４１の断面形状は、ケース２０の外部から内部に渡って連続的に且つ滑らかに屈曲した形状となっている。案内板４１のうちケース２０の内部に配置されている部分、すなわち、図２において天板２１よりも下方側の部分は、吸引口２２側（すなわち上方側、ｙ軸正方向側）に設けられる小径部４１３と、小径部４１３を挟んで吸引口２２とは反対側（すなわち下方側、ｙ軸負方向側）に設けられる大径部４１４とを有しており、これによりその全体がホーン型となっている。案内板４１のうち小径部４１３から大径部４１４までの部分が、本発明における第１部分に該当する。

尚、本実施形態においては、案内板４１は、図２に示されたその断面を中心線ＣＡの周りに回転させた形状となっている。このため、中心線ＣＡに対して垂直な断面における形状は、中心線ＣＡを中心とした円形となる。

案内板４２乃至４４は、いずれも案内板４１と同様の形状を有しており、それぞれの断面が中心線ＣＡの周りに線対称な形状となっている。案内板４２は、中心線ＣＡからみて案内板４１よりも外側となる位置に配置されており、案内板４１と案内板４２との間には、これらによって区画された小流路４１０が形成されている。案内板４３は、中心線ＣＡからみて案内板４２よりも外側となる位置に配置されており、案内板４２と案内板４３との間には、これらによって区画された小流路４２０が形成されている。案内板４４は、中心線ＣＡからみて案内板４３よりも外側となる位置に配置されており、案内板４３と案内板４４との間には、これらによって区画された小流路４３０が形成されている。また、案内板４４とケース２０の天板２１及びベルマウス２２１との間には、これらによって区画された小流路４４０が形成されている。

小流路４１０乃至４４０の内部を流れる空気は、フラットパネル３０に沿って中心線ＣＡに近づくように流れた後、その流れ方向を滑らかに変化させながら、吸引口２２から空間ＳＰへと流入する。空間ＳＰに流入した後は更にその流れ方向を変化させて、中心線ＣＡから遠ざかる方向に流れる。空気の流れがこのような流れとなるように、案内板４２乃至４４によって区画された小流路４１０乃至４４０は、いずれも屈曲した流路となっている。

図３及び図４を参照しながら、以上のような形状の案内板４１乃至４４の機能について説明する。まず、図３を参照しながら、案内板４１乃至４４が存在しない場合における、送風機１０に吸引される空気の流れを説明し、続いて、図４を参照しながら、案内板４１乃至４４が存在する場合における、送風機１０に吸引される空気の流れを説明する。図３は、図２に示したものと同様の断面を模式的に示したものであるが、案内板４１乃至４４が仮に存在しない場合における、送風機１０に吸引される空気の流れを示している。

既に説明したように、モーター５１が駆動されて羽根５４が回転すると、空間ＳＰに負圧が発生し、これにより吸引口２２からケース２０の内部に空気が流入する。案内板４１乃至４４が存在しない場合においても、吸引される空気はフラットパネル３０に沿って中心線ＣＡに近づくように流れた後、その流れ方向を変化させながら吸引口２２から空間ＳＰへと流入する。空間ＳＰに流入した空気は更にその流れ方向を変化させて、中心線ＣＡから遠ざかる方向に向かって流れる。空間ＳＰに流入した空気は、羽根５４に向かって流れる。

このように屈曲した空気の流れを、図３では符号ＦＬ１、ＦＬ２、ＦＬ３をそれぞれ付した矢印により示している。以下では、これらの矢印によって示される空気の流れを、それぞれ屈曲流ＦＬ１、ＦＬ２、ＦＬ３と表記する。

屈曲流ＦＬ１は、屈曲した流れのうち最も外側の部分における流れである。すなわち、フラットパネル３０の近傍、中心線ＣＡの近傍、支持板５３の近傍を順に通ったのち、羽根５４のうち下方側部分（底板２５側の部分）を通過するような空気の流れである。

屈曲流ＦＬ３は、屈曲した流れのうち最も内側の部分における流れである。すなわち、天板２１の近傍、吸引口２２の縁（ベルマウス２２１）の近傍を順に通ったのち、羽根５４のうち上方側部分（天板２１側の部分）を通過するような空気の流れである。

屈曲流ＦＬ２は、屈曲流ＦＬ１と屈曲流ＦＬ３との間における空気の流れである。屈曲流ＦＬ１、ＦＬ２、ＦＬ３は、以上のようにいずれも屈曲した流れであり、互いに略平行な流れとなっている。

空気がこのように屈曲して流れると、当該空気は、屈曲した流れの内側から外側に向かうような遠心力を受ける。屈曲流ＦＬ３の一部の空気は、この遠心力の影響により、屈曲流ＦＬ３を離れて屈曲流ＦＬ２に合流する。このような空気の流れを、図３では矢印ＡＲ１で示している。

同様に、屈曲流ＦＬ２の一部の空気は、遠心力の影響により、屈曲流ＦＬ２を離れて屈曲流ＦＬ１に合流する。このような空気の流れを、図３では矢印ＡＲ２で示している。

このように、遠心力によって、一部の空気が屈曲した流れの外側に向かうため、最も外側の流れである屈曲流ＦＬ１（吸引口２２のうち最も内側を通過する空気の流れ）の流速は、他の屈曲流ＦＬ２、ＦＬ３の流速よりも大きくなってしまう傾向がある。その結果、羽根５４に到達する空気の流速分布は一様とはならず、羽根５４の下端部には高速の空気（屈曲流ＦＬ１）が到達し、上端部には低速の空気（屈曲流ＦＬ３）が到達することとなる。本発明者らが鋭意検討を行ったところによれば、羽根５４に到達する空気においてこのような不均一な速度分布が生じると、送風機１０の動作音（乱流音）が大きくなってしまうことが判明している。

案内板４１乃至４４が仮に存在しない場合においては、吸引される空気の流れは上記及び図３に示したようなものとなるため、速度分布に起因して乱流音が発生してしまう。本実施形態に係る送風機１０は、実際には案内板４１乃至４４を備えることで上記のように速度分布が不均一となることが抑制され、乱流音の増大を抑制している。

図４は、図２及び図３に示したものと同様の断面を模式的に示したものであるが、図３とは異なり、案内板４１乃至４４に案内されながら送風機１０に吸引される空気の流れを示している。図４においては、吸引される空気の流れのうち、小流路４１０における流れを屈曲流ＦＬ１１として示している。同様に、小流路４２０における流れを屈曲流ＦＬ１２とし、小流路４３０における流れを屈曲流ＦＬ１３とし、小流路４４０における流れを屈曲流ＦＬ１４として示している。

案内板４１乃至４４の形状は、図３に示した屈曲流ＦＬ１乃至３（つまり、案内板４１等が無い場合の空気の流れ）に沿いながら、これらを複数の流れに分けるような形状となっている。つまり、案内板４１乃至４４及び天板２１によって区画された小流路４１０乃至４４０のそれぞれの流路方向は、案内板４１乃至４４が存在しない場合の空気の流れに概ね沿うような方向となっている。

ただし、図４に示されるように案内板４１乃至４４を設けると、図３の場合と異なり、屈曲流ＦＬ１１乃至１３は互いに案内板４１乃至４４によって分離されている。このため、それぞれの屈曲流ＦＬ１３等には遠心力が働くのであるが、例えば、屈曲流ＦＬ１３から一部の空気が屈曲流ＦＬ１２に合流するような流れは存在しない。

つまり、吸引口２２の外側（ベルマウス２２１の近傍）を通過する空気が、吸引口２２の内側（中心線ＣＡの近傍）を通過する空気に合流してしまうような現象は、図２及び図４に示した案内板４１乃至４４によって防止されている。合流に起因して局所的に空気の流速が増加してしまうことが抑制されるため、羽根５４に到達する空気の速度分布は略一様なものとなる。すなわち、屈曲流ＦＬ１１，ＦＬ１２，ＦＬ１３，ＦＬ１４のそれぞれの流速は、互いにほぼ等しくなる。その結果、速度分布が不均一となることに起因した騒音の発生も抑制される。

尚、近年では、送風機１０を薄型化すること、すなわち、図２における上下方向（ｙ軸方向）の寸法を小さくすることが強く求められている。このように薄型化した場合においては、屈曲した流路の曲率半径は更に小さくなり、空気が受ける遠心力は更に大きくなる。しかしながら、本実施形態では、案内板４１乃至４４によって屈曲流同士の合流が確実に抑制されるため、薄型化した場合であっても、羽根５４に到達する空気の流速分布を略均一に保つことができる。

案内板４１乃至４４の形状を工夫した箇所について、図２を再び参照しながら更に詳しく説明する。小流路４１０等の上流側端部の近傍においては、フラットパネル３０、案内板４１乃至４４、及び天板２１は、互いに平行となっている。また、当該部分においては、互いに隣り合う案内板同士の間隔、及び案内板４４と天板２１との間隔は、全て等しくなっている。

図２においては、小流路４１０の上流側端部における開口（入口）の断面を、点線ＤＩ１で示している。同様に、小流路４２０の上流側端部における開口の断面を点線ＤＩ２で示し、小流路４３０の上流側端部における開口の断面を点線ＤＩ３で示し、小流路４４０の上流側端部における開口の断面を点線ＤＩ４で示している。点線ＤＩ１乃至ＤＩ４は、それぞれの長さが互いに等しい。以上のような構成により、小流路４１０乃至４２０のそれぞれの流路断面積は、入口側においては互いに等しくなっている。

一方、小流路４１０等の下流側端部（空間ＳＰ側の端部）の近傍においては、案内板４１と案内板４２との間隔が最も広くなっており、案内板４４と天板２１との間隔が最も狭くなっている。小流路４１０乃至４２０のそれぞれの流路断面積は、出口側においては互いに等しくなっておらず、内側（案内板４１側）から外側（天板２１側）に行くに従って次第に狭くなっている。

図２においては、小流路４１０の下流側端部における開口（出口）の断面を、点線ＤＯ１で示している。同様に、小流路４２０の下流側端部における開口の断面を点線ＤＯ２で示し、小流路４３０の下流側端部における開口の断面を点線ＤＯ３で示し、小流路４４０の下流側端部における開口の断面を点線ＤＯ４で示している。上記の説明で明らかなように、点線ＤＯ１乃至ＤＯ４は、点線ＤＯ１が最も長く、点線ＤＯ４が最も短くなっている。

ここで、それぞれの小流路４１０等について、その入口部の流路断面積に対する出口部の流路断面積の比率を、当該小流路の「断面積拡大率」と定義する。小流路４１０の断面積拡大率が最も大きくなっており、小流路４２０の断面積拡大率が２番目に大きくなっており、小流路４３０の断面積拡大率が３番目に大きくなっており、小流路４４０の断面積拡大率が最も小さくなっている。すなわち、内側（中心線ＣＡに近い側）に形成されている小流路の断面積拡大率の方が、外側（中心線ＣＡから遠い側）に形成されている小流路の断面積拡大率よりも大きくなっている。尚、本実施形態においては、それぞれの断面積拡大率の値がすべて１よりも小さくなっている。

ところで、各小流路４１０等についての流路断面積の大小関係は、図２における点線ＤＩ１等の長短によって単純に定まるものではない点に留意が必要である。これについて、図５を参照しながら説明する。図５は、案内板４１と案内板４２とによって区画された小流路４１０の形状を模式的に示したものである。図５に示されるように、小流路４１０の入口部における流路断面積は、図２における点線ＤＩ１を中心線ＣＡの周りに回転させて得られる面ＦＧ１の面積となる。また、小流路４１０の出口部分における流路断面積は、図２における点線ＤＯ１を中心線ＣＡの周りに回転させて得られる面ＦＧ２の面積となる。

面ＦＧ１の面積と面ＦＧ２の面積との大小関係は、点線ＤＩ１と点線ＤＯ１の長短のみにより定まるものではない。仮に、点線ＤＩ１が点線ＤＯ１よりも短かったとしても、中心線ＣＡからの距離については点線ＤＩ１の方が大きいため、面ＦＧ１の面積（入口部分における流路断面積）の方が、面ＦＧ２の面積（出口部分における流路断面積）よりも大きくなる。図５には、小流路４１０のみを図示したが、他の小流路（４２０乃至４４０）の流路断面積の大小についても、同様である。

図２に戻って説明を続ける。それぞれの小流路４１０等は、いずれも入口部から出口部に近づくほどその流路断面積が小さくなっている。このため、各小流路を通る空気は、下流側に行くにしたがって次第にその流速が速くなる。また、本実施形態においては、上記のように、内側（中心線ＣＡに近い側）に形成されている小流路の断面積拡大率の方が、外側（中心線ＣＡから遠い側）に形成されている小流路の断面積拡大率よりも大きくなっている。

従って、それぞれの小流路４１０等を流れる空気の流速は、入口部においてはほぼ同一の流速となっているのであるが、出口部においては、最も断面積拡大率の小さい小流路４４０の流速が最も大きくなっている。

このような構成により、最も流速が小さくなる傾向のある羽根５４の上端部近傍に向けて、流速が比較的大きい空気が供給される。一方、最も流速が大きくなる傾向のある羽根５４の下端部近傍に向けて、流速が比較的小さい空気が供給される。その結果、羽根５４に到達する空気の流速の分布が、より均一なものとなっている。

尚、本実施形態においては、案内板４１乃至４４が、ケース２０の外部から内部に亘るように配置された構成となっているが、ケース２０の内部のみに案内板が配置された構成としてもよい。すなわち、図２に示した案内板４１乃至４４のうち、天板２１よりも下方側の部分のみが存在するような構成としてもよい。このような態様であっても、空間ＳＰにおいて屈曲する空気の流れを案内板４１乃至４４によって案内して、羽根５４に到達する空気の流速分布を略一様なものとすることができる。

逆に、ケース２０の外部のみに案内板が配置された構成としてもよい。すなわち、図２に示した案内板４１乃至４４のうち、天板２１よりも上方側の部分のみが存在するような構成としてもよい。このような態様であっても、吸引口２２に流入する際に屈曲する空気の流れを案内板４１乃至４４によって案内して、羽根５４に到達する空気の流速分布を略一様なものとすることができる。この場合、（案内板４１等が存在しない）空間ＳＰにおいても空気が屈曲して流れることに鑑みて、最も内側の小流路４１０から空間ＳＰに向かう空気の流速が、最も外側の小流路４４０から空間ＳＰに向かう空気の流速よりも遅くなるように構成することが望ましい。

また、本実施形態においては４枚の案内板４１乃至４４を備える構成となっているが、案内板の枚数は適宜変更してもよい。例えば、複数の案内板ではなく単一の案内板を備える構成としてもよい。

続いて、本発明の第二実施形態に係る送風機１０Ａについて、図６を参照しながら説明する。送風機１０Ａは、フラットパネルを有さない点、及び案内板の形状において送風機１０と異なっているが、他の構成は送風機１０と同一となっている。このため、以下では送風機１０Ａの送風機１０と異なる構成についてのみ説明する。

送風機１０Ａは、中心線ＣＡを囲むように配置された４枚の案内板４１Ａ乃至４４Ａを備えている。案内板４１Ａ乃至４４Ａは、いずれもその断面が中心線ＣＡの周りに線対称な形状となっている。

案内板４４Ａは、最も外側に配置されており、その外周面が吸引口２２の縁に接している。案内板４４Ａのうちケース２０の外部に配置されている部分、すなわち、図６において天板２１よりも上方側の部分は、吸引口２２側（すなわち下方側）に設けられる小径部４４１Ａと、小径部４４１Ａを挟んで吸引口２２とは反対側（すなわち上方側）に設けられる大径部４４２Ａとを有しており、これによりその全体がホーン型となっている。また、案内板４４Ａの一部は吸引口２２に挿通されている。案内板４４Ａのうち小径部４４１Ａから大径部４４２Ａまでの部分が、本発明における第２部分に該当する。

案内板４３Ａは、案内板４４Ａよりも内側（中心線ＣＡ側）に配置されている。案内板４３Ａのうちケース２０の外部に配置されている部分、すなわち、図６において天板２１よりも上方側の部分は、吸引口２２側（すなわち下方側）に設けられる小径部４３１Ａと、小径部４３１Ａを挟んで吸引口２２とは反対側（すなわち上方側）に設けられる大径部４３２Ａとを有しており、これによりその全体がホーン型となっている。案内板４３Ａのうち小径部４３１Ａから大径部４３２Ａまでの部分が、本発明における第２部分に該当する。

案内板４３Ａの一部は吸引口２２に挿通されている。案内板４３Ａのうちケース２０の内部に配置されている部分、すなわち、図６において天板２１よりも下方側の部分は、吸引口２２側（すなわち上方側）に設けられる小径部４３３Ａと、小径部４３３Ａを挟んで吸引口２２とは反対側（すなわち下方側）に設けられる大径部４３４Ａとを有しており、これによりその全体がホーン型となっている。案内板４３Ａのうち小径部４３３Ａから大径部４３４Ａまでの部分が、本発明における第１部分に該当する。

案内板４２Ａ、４１Ａは、いずれも案内板４３Ａと略同様の形状を有している。ただし、最も内側に配置されている案内板４１Ａについては、ケース２０の外部に配置されている部分の形状がホーン型とはなっておらず、上方側から下方側まで同一の径を有する形状、すなわち円筒型となっている。また、本実施形態においては、案内板４１Ａ乃至４４Ａは、それぞれの上端位置から天板２１までの距離（高さ）が全て同一となっている。

案内板４１Ａと案内板４２Ａとの間には、これらによって区画された小流路４１０Ａが形成されている。案内板４２Ａと案内板４３Ａとの間には、これらによって区画された小流路４２０Ａが形成されている。案内板４３Ａと案内板４４Ａとの間には、これらによって区画された小流路４３０Ａが形成されている。

本実施形態においても、吸引口２２のうち内側を通過する空気の流れと、外側を通過する空気の流れとが、案内板４１Ａ乃至４４Ａによって分離されている。

図２の場合と同様に、図６においては、小流路４１０Ａの上流側端部における開口（入口）の断面を、点線ＤＩ１Ａで示している。同様に、小流路４２０Ａの上流側端部における開口の断面を点線ＤＩ２Ａで示し、小流路４３０Ａの上流側端部における開口の断面を点線ＤＩ３Ａで示している。上記の説明で明らかなように、点線ＤＩ１Ａ乃至ＤＩ３Ａは、それぞれの長さが互いに等しい。

一方、小流路４１０Ａ等の下流側端部（空間ＳＰ側の端部）の近傍においては、案内板４４Ａと案内板４３Ａとの間隔が最も狭くなっており、案内板４２Ａと案内板４１Ａとの間隔が最も広くなっている。

図６においては、小流路４１０Ａの下流側端部における開口（出口）の断面を、点線ＤＯ１Ａで示している。同様に、小流路４２０Ａの下流側端部における開口の断面を点線ＤＯ２Ａで示し、小流路４３０Ａの下流側端部における開口の断面を点線ＤＯ３Ａで示している。上記の説明で明らかなように、点線ＤＯ１Ａ乃至ＤＯ３Ａは、点線ＤＯ３Ａが最も短く、点線ＤＯ１Ａが最も長くなっている。

本実施形態においても、最も内側の流路である小流路４１０Ａの断面積拡大率が最も大きくなっている。また、その外側の流路である小流路４２０Ａの断面積拡大率が２番目に大きくなっており、最も外側の流路である小流路４３０Ａの断面積拡大率が最も小さくなっている。

本実施形態においては、小流路４３０Ａの断面積拡大率の値が１よりも小さく、小流路４２０Ａの断面積拡大率の値も１よりも小さい。つまり、小流路４３０Ａ及び小流路４２０Ａについては、それぞれの出口部における流路断面積が、入口部における流路断面積よりも小さくなっている。

一方、小流路４１０Ａの断面積拡大率の値は１よりも大きくなっている。つまり、小流路４１０Ａの出口側における流路断面積（点線ＤＯ１Ａを中心線ＣＡの周りに回転させて得られる面の面積であり、図７の面ＦＧ２Ａの面積である）が、小流路４１０Ａの入口側における流路断面積（点線ＤＩ１Ａを中心線ＣＡの周りに回転させて得られる面の面積であり、図７の面ＦＧ１Ａの面積である）よりも大きくなっている。尚、図７は、案内板４１Ａと案内板４２Ａとによって区画された小流路４１０Ａの形状を模式的に示したものである。

以上のように、最も外側に形成されている小流路４３０Ａの断面積拡大率の値が１よりも小さく、最も内側に形成されている小流路４１０Ａの断面積拡大率の値が１よりも大きい。このような構成とすることにより、小流路４３０Ａの出口部における流速は、入口部における流速よりも大きくなる。一方、小流路４１０Ａの出口部における流速は、入口部における流速よりも小さくなる。その結果、最も流速が小さくなる傾向のある羽根５４の上端部近傍に向けて、流速が比較的速い空気が供給される。一方、最も流速が速くなる傾向のある羽根５４の下端部近傍に向けて、流速が比較的遅い空気が供給される。その結果、羽根５４に到達する空気の流速の分布が、より均一なものとなっている。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０，１０Ａ：送風機
２０：ケース
２２：吸引口
４１，４２，４３，４４，４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ，４４Ａ：案内板
４１０，４２０，４３０，４４０，４１０Ａ，４２０Ａ，４３０Ａ：小流路
５０：ファン
５４：羽根
４１１，４１３：小径部
４１２，４１４：大径部

Claims (3)

1. 吸引した空気を外部に吹き出す送風機（１０，１０Ａ）であって、
   空気を吸引し、当該吸引した空気を外部に吹き出す遠心式多翼ファン（５０）と、
   前記遠心式多翼ファンを内部に収納しており、前記遠心式多翼ファンの回転軸（５２）に沿った方向から空気が流入するよう吸引口（２２）が形成されたケース（２０）と、
   前記吸引口を通過する空気の流れを案内し、前記吸引口の外側を通過する空気の流れと、前記吸引口の内側を通過する空気の流れとを分離する単一又は複数の案内板（４１，４２，４３，４４）と、を備え、
   前記案内板は、前記ケースの内部に配置される第１部分を有し、
   前記第１部分は、前記吸引口側に設けられる第１小径部（４１３）と、前記第１小径部を挟んで前記吸引口とは反対側に設けられる第１大径部（４１４）と、を有し、
   前記吸引口を通過する空気の流路が、前記案内板によって複数の小流路（４１０，４２０，４３０，４４０，４１０Ａ，４２０Ａ，４３０Ａ）に区画されており、
   それぞれの前記小流路の空気流入側である入口部及び空気流出側である出口部について、前記入口部の流路断面積に対する前記出口部の流路断面積の比率を、当該小流路の断面積拡大率としたときに、
   前記吸引口の内側に形成されている前記小流路の前記断面積拡大率の方が、
   前記吸引口の外側に形成されている前記小流路の前記断面積拡大率よりも大きい送風機。
2. 吸引した空気を外部に吹き出す送風機（１０，１０Ａ）であって、
   空気を吸引し、当該吸引した空気を外部に吹き出す遠心式多翼ファン（５０）と、
   前記遠心式多翼ファンを内部に収納しており、前記遠心式多翼ファンの回転軸（５２）に沿った方向から空気が流入するよう吸引口（２２）が形成されたケース（２０）と、
   前記吸引口を通過する空気の流れを案内し、前記吸引口の外側を通過する空気の流れと、前記吸引口の内側を通過する空気の流れとを分離する単一又は複数の案内板（４１，４２，４３，４４）と、を備え、
   前記案内板は、前記ケースの外部に配置される第２部分を有しており、
   前記第２部分は、前記吸引口側に設けられる第２小径部（４１１）と、前記第２小径部を挟んで前記吸引口とは反対側に設けられる第２大径部（４１２）と、を有し、
   前記吸引口を通過する空気の流路が、前記案内板によって複数の小流路（４１０，４２０，４３０，４４０，４１０Ａ，４２０Ａ，４３０Ａ）に区画されており、
   それぞれの前記小流路の空気流入側である入口部及び空気流出側である出口部について、前記入口部の流路断面積に対する前記出口部の流路断面積の比率を、当該小流路の断面積拡大率としたときに、
   前記吸引口の内側に形成されている前記小流路の前記断面積拡大率の方が、
   前記吸引口の外側に形成されている前記小流路の前記断面積拡大率よりも大きい送風機。
3. 前記吸引口の最も内側に形成されている前記小流路（４１０Ａ）では、前記断面積拡大率の値が１よりも大きく、
   前記吸引口の最も外側に形成されている前記小流路（４３０Ａ）では、前記断面積拡大率の値が１よりも小さい請求項１又は２に記載の送風機。

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