JP6500222B2 - 遠心送風機 - Google Patents

Description

本発明は、ダクトファンなどの換気送風機器、空気調和機などに使用される遠心送風機に関するものである。

一般的な遠心送風機は、吸込口に曲げ部を有したベルマウスを備えており、このベルマウスの曲げ部によって吸込みダクトからの吸込み気流を整流して羽根車内へと案内し、遠心送風機の性能（静圧）の低下や吸込み騒音の発生を抑制したものが知られている。

以下、その従来例について図６を参照しながら説明する。

図６に示すように、遠心送風機１０１は、ケーシング１０２とこのケーシング１０２に内蔵された羽根車１０３とで構成される。ケーシング１０２は、開口部１０４を備えた吸込側板１０５と、渦巻状のスクロール１０６と、モータ１０７を固定したモータ固定側板１０８で構成されている。開口部１０４の周縁にはベルマウス１０９が備えられている。ベルマウス１０９は吸込側板１０５と吸込みダクト１１０に挟まれて固定されている。羽根車１０３はモータ１０７に固定されており、モータ１０７の駆動により羽根車１０３が回転すると吸込み気流１１１が吸込みダクト１１０、ベルマウス１０９を通り、羽根車１０３を介してケーシング１０２内に流入する。羽根車１０３から吹き出した空気は、ケーシング１０２内で昇圧され、動圧から静圧へと変換されて吐出口１１２から吐出気流１１３となって流出される。

ここでベルマウス１０９は曲げ部１１４を有しており、吸込みダクト１１０を通ってきた吸込み気流１１１は、曲げ部１１４に沿って流れ、整流されて羽根車１０３内に案内される。すなわちベルマウス１０９により吸込みダクト１１０からの急縮小による圧力損失や乱れを抑制している。これら構成によりベルマウス１０９の吸込口１１５近傍での吸込み気流１１１の圧力損失による性能（静圧）の低下や乱れによる吸込み騒音の発生を抑制している。

特開平４−３５０３９９号公報

このような従来の遠心送風機１０１では、性能（静圧）の低下や吸込み騒音の発生を抑制できるものの、吸込口１１５近傍でより大きな整流効果を得ようとした場合、特に吸込み気流１１１の風速が速い場合は、曲げ部１１４の曲率半径１１６を大きくする必要があった。言い換えれば風速の速い吸込み気流１１１が曲げ部１１４に衝突し、曲げ部１１４から乖離して乱れることを防ぐため、曲率半径１１６を大きくし、曲げ部１１４に沿って流れるようにする必要があった。このためケーシングの幅寸法１１７が大きくなるといった課題があった。

また、曲率半径１１６が大きくなることにより、羽根車１０３と吸込側板１０５との距離が広くなり、羽根車１０３からケーシング１０２内に流出されたケーシング内気流１１８が羽根車１０３と吸込側板１０５の間に流入していた。すなわち吸込口１１５近傍で気流の逆流が発生していた。その気流によって吸込み気流１１１が乱され、性能（静圧）の低下や吸込騒音の増加を招くといった課題があった。

また、天井裏設置機器では天井裏のスペースに限界があるため省スペース化のために小口径の接続ダクトが求められている。吸込みダクト１１０は曲げ部１１４の曲率半径１１６の吸込みダクト１１０側端部周縁部１１９に接続されるため、曲率半径１１６が大きくなることにより、吸込みダクト１１０の口径も大きくなるといった課題もあった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ケーシングの幅寸法が大きくなることを抑制し、ベルマウスの曲げ部の曲率半径を確保し、吸込口近傍での吸込み気流の圧力損失による性能（静圧）の低下や乱れによる吸込み騒音の発生を抑制する遠心送風機を提供することを目的とする。

本発明に係る遠心送風機は、上記目的を達成するために、スクロールと吸込側板とモータ固定側板とからなるケーシングと、前記ケーシングの中に設けられた羽根車と、前記吸込側板の開口部の周縁に設けられたベルマウスとを備え、前記モータ固定側板に固定されたモータに前記羽根車を固定し、前記吸込側板の前記開口部に筒状部材を接続した遠心送風機であって、前記ベルマウスは曲げ部を有し、前記曲げ部を前記筒状部材の内に突出させたものである。

本発明によれば、吸込み気流を整流しつつケーシングを小型化し、また吸込み気流の乱れによる性能（静圧）の低下や吸込み騒音の増加も抑制できる遠心送風機を提供することができる。

本発明の実施の形態１の遠心送風機の（ａ）側面図、（ｂ）正面断面図 本発明の実施の形態２の遠心送風機の正面断面図 本発明の実施の形態３の遠心送風機の正面断面図 本発明の実施の形態４の遠心送風機の正面断面図 本発明の実施の形態５の遠心送風機の（ａ）側面図、正面断面図 従来の遠心送風機の（ａ）側面図、（ｂ）正面断面図

本発明に係る遠心送風機は、スクロールと吸込側板とモータ固定側板とからなるケーシングと、前記ケーシングの中に設けられた羽根車と、前記吸込側板の開口部の周縁に設けられたベルマウスとを備え、前記モータ固定側板に固定されたモータに前記羽根車を固定し、前記吸込側板の前記開口部に筒状部材を接続した遠心送風機であって、前記吸込側板は、前記開口部の周囲が前記羽根車における前記筒状部材側の端部よりも上流側に位置し、前記筒状部材よりも内周に位置する前記開口部の周囲が前記筒状部材の径方向に沿う直線状であり、前記ベルマウスは曲げ部を有し、前記曲げ部を前記筒状部材の内に突出させたものであり、ベルマウスの曲げ部の曲率半径を大きくとることができる。曲げ部の曲率半径が大きいため、吸込みダクトからの吸込み気流が曲げ部に衝突することによって曲げ部から乖離して乱れることを抑制し、吸込み気流は曲げ部に沿って整流されながら羽根車内に流入することとなる。また曲げ部を筒状部材側に突出させることでケーシングの幅寸法を大きくすることなく曲げ部の曲率半径を大きく確保できることとなる。すなわち羽根車と吸込側板との距離を大きくすることなく、曲げ部の曲率半径を大きく確保できこととなる。これにより羽根車からケーシング内に流出されたケーシング内気流が羽根車と吸込側板の間に流入するのを防ぐことができる。よってベルマウスの曲げ部から乖離による吸込み気流の乱れを抑制でき、かつケーシング内気流によって吸込み気流が乱されることを抑制できる。これにより吸込み気流を整流しつつケーシングを小型化し、また吸込み気流の乱れによる性能（静圧）の低下や吸込み騒音の増加も抑制することができる。

また、前記筒状部材の前記吸込側板側の端部の内径は、前記ベルマウスの外径よりも大きくしてもよい。

これによれば、ベルマウスの曲げ部を包含する形で筒状部材を形成できるので曲げ部を大きく確保できると共に、筒状部材を不安定なベルマウスの曲げ部ではなく、吸込側板に固定することができる。これにより吸込み気流を整流しつつケーシングを小型化し、また吸込み気流の乱れによる性能（静圧）の低下や吸込み騒音の増加も抑制できる。また筒状部材を確実にケーシングに固定することができる。

また、前記筒状部材はアダプターであり、前記アダプターを介して吸込みダクトと前記開口部を接続し、前記アダプター内に前記曲げ部を突出させてもよい。

これによれば、ベルマウスの曲げ部の曲率半径を大きくしながらケーシングの幅寸法を小さくできる。よって吸込みダクトからの吸込み気流が曲げ部に衝突することによって曲げ部から乖離して乱れることを抑制し、吸込み気流を曲げ部に沿って整流させながら羽根車内に流入させることができる。また羽根車からケーシング内に流出されたケーシング内気流が羽根車と吸込側板の間に流入するのを防ぐことができる。またアダプターにより吸込みダクトの口径を小さくでき、さらにアダプターに差し込む形で吸込みダクトを施工できることとなる。これにより吸込み気流を整流しつつケーシングを小型化し、また吸込み気流の乱れによる性能（静圧）の低下や吸込み騒音の増加も抑制できると共に吸込みダクトを小口径化でき、吸込みダクトの施工性も良化できる。

また、前記曲げ部の外周を前記アダプターの内面に接触させてもよい。

これによれば、吸込みダクトからの吸込み気流がベルマウスの曲げ部の外周とアダプターの内面との間に流入し、吸込み気流が乱れることを抑制できる。これにより吸込み気流の乱れによる吸込み騒音の増加を抑制できる。

また、前記曲げ部は、前記羽根車の反対側へ突出する凸形状とし、前記凸形状の内側に形成される空間の半分以上を前記吸込側板が覆ってもよい。

これによれば、凸形状の空間により広がった羽根車と吸込側板の間の空間を吸込側板で遮断することで小さくできる。よって羽根車からケーシング内に流出されたケーシング内気流が羽根車と吸込側板の間に流入するのを防ぐことができる。また、空間の一部分が開放されていることにより吸込み騒音を空間内に入射させ、共鳴型の消音空間を形成できる。これにより吸込み気流の乱れによる吸込み騒音の増加を抑制できると共に、共鳴効果により吸込み騒音を低減できる。

また、前記ベルマウスは前記筒状部材側外周にフランジ部を備え、前記フランジ部を筒状部材と前記吸込側板とで挟み込んで固定してもよい。

これによれば、ベルマウスの固定スペースを確保しつつ、アダプター内面に接触する部分まで曲げ部を確保でき、曲率半径を大きくすることができるので吸込みダクトからの吸込み気流が曲げ部に衝突し、曲げ部から乖離して乱れることを抑制し、吸込み気流を曲げ部に沿って整流させながら羽根車内に流入させることができる。これにより吸込気流を整流しつつケーシングを小型化し、また吸込み気流の乱れによる性能（静圧）の低下や吸込み騒音の増加も抑制できる。

また、前記ベルマウスと前記吸込側板とを一体化して形成してもよい。

これによれば、ケーシング内が高静圧時のベルマウスと吸込側板の接続部の風漏れを抑制しつつ、部品点数を減らすことができる。これにより風漏れによる性能（静圧）の低下を抑制でき、部品点数削減による低コスト化もできる。

また、前記スクロールは吐出口を備え、前記筒状部材側から見た前記アダプターの中心を前記吐出口側にずらし、前記アダプターの中心を前記筒状部材側から見た前記ベルマウスの開口中心とずらしてもよい。

これによれば、吐出ダクトと吸込みダクトの上下のダクトずれ量を小さくすること、もしくは無くすことができるのでダクト配管スペースを抑制できる。これにより設定空間の省スペース化ができ狭い空間への設置が可能になると共に、ダクト位置同レベル化による省施工化ができる。

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。

（実施の形態１）
図１に示すように、本実施の形態の遠心送風機１は、ケーシング２と羽根車３とで構成される。羽根車３はケーシング２に内蔵されている。

ケーシング２は、開口部４を備えた吸込側板５と、吐出口１２を備えた渦巻状のスクロール６と、モータ７を固定したモータ固定側板８とで構成される。

開口部４の周縁にはベルマウス９が備えられている。ベルマウス９による開口が吸込口となる。

吸込側板５の開口部４には筒状部材１０が接続されている。

羽根車３はモータ７に固定される。モータ７の駆動により羽根車３が回転すると、吸込み気流１１が筒状部材１０からベルマウス９の開口（吸込口）を通り、羽根車３を介してケーシング２内に流入する。

羽根車３から吹き出した空気は、ケーシング２内で昇圧され、動圧から静圧へと変換されて吐出口１２から吐出気流１３となって流出される。

ベルマウス９は曲げ部１４を有しており、曲げ部１４は筒状部材１０の内に突出して形成されている。

筒状部材１０の吸込側板５側の端部の内径は、ベルマウス９の外径よりも大きくすることが好ましい。

なお、開口部４に筒状部材１０を接続するというのは、筒状部材１０からの空気が開口部４に流入するように筒状部材１０を接続することであり、直接的に接続されているだけでなく、間接的に接続されている場合も含む。

また、筒状部材とは、アダプター或いは吸込みダクトのことをいう。例えば、アダプターを設けない場合、筒状部材１０は吸込みダクトを指すことになる。また、筒状部材１０（アダプターおよび吸込みダクト）の形状は例えば丸形状である。

上記構成による作用・効果について説明する。

曲げ部１４を筒状部材１０側に突出して形成したことによりベルマウス９の曲げ部１４の曲率半径１５を大きくとることができる。

このため、筒状部材１０を流れる吸込み気流１１が曲げ部１４に衝突することによって曲げ部１４から乖離して乱れることを抑制し、曲げ部１４に沿って整流されながら羽根車３内に流入することとなる。

また、ケーシング２の幅寸法１６を大きくすることなく曲げ部１４の曲率半径１５を大きく確保できることとなる。すなわち羽根車３と吸込側板５との距離を大きくすることなく、曲げ部１４の曲率半径１５を大きく確保できこととなる。

羽根車３と吸込側板５との距離が大きくならないため、羽根車３からケーシング２内に流出されたケーシング内気流１７が羽根車３と吸込側板５の間に流入するのを防ぐことができる。よってベルマウス９の曲げ部１４からの乖離による吸込み気流１１の乱れを抑制でき、かつケーシング内気流１７によって吸込み気流１１が乱されることを抑制できることとなる。

また、筒状部材１０の吸込側板５側の端部の内径は、ベルマウス９の外径よりも大きくすることで、ベルマウス９の曲げ部１４を包含する形で筒状部材１０を形成できる。このため、曲げ部１４を大きく確保できると共に、筒状部材１０を不安定なベルマウス９の曲げ部１４上ではなく、吸込側板５に固定することができる。

このように本発明の実施の形態１の遠心送風機によれば、吸込み気流１１を整流しつつケーシング２を小型化し、また吸込み気流１１の乱れによる性能（静圧）の低下や吸込み騒音の増加も抑制できる。また筒状部材１０を確実にケーシング２に固定することも可能である。

（実施の形態２）
図２を用いて、本発明の第２の実施の形態の遠心送風機について説明する。第１の実施の形態と同じ構成については、同一の番号を付し、詳細な説明を省略する。

図２に示す遠心送風機１は、筒状部材１０をアダプター１８とし、アダプター１８を介して吸込みダクト１９と開口部４が接続されている。

アダプター１８内にはベルマウス９の曲げ部１４が突出している。また、曲げ部１４の外周をアダプター１８の内面に接触させることが好ましい。

アダプター１８は吸込側板５から吸込みダクト１９に向かって口径を順次縮小していく形状となることが好ましい。

アダプター１８の吸込みダクト１９側の口径はベルマウス９の曲げ部１４の吸込みダクト１９側の頂点部と同口径になっていることが好ましい。

曲げ部１４は、羽根車３の反対側へ突出する凸形状となっており、凸形状の内側に形成される空間２０の半分以上を吸込側板５が覆う構造となっていることが好ましい。

上記構成による作用・効果について説明する。

ベルマウス９の曲げ部１４の曲率半径１５を大きくしながらケーシング２の幅寸法１６を小さくできる。よって吸込みダクト１９からの吸込み気流１１が曲げ部１４に衝突することによって曲げ部１４から乖離して乱れることを抑制し、吸込み気流１１を曲げ部１４に沿って整流させながら羽根車３内に流入させることができる。

また、羽根車３と吸込側板５との距離が大きくならないため、羽根車３からケーシング２内に流出されたケーシング内気流１７が羽根車３と吸込側板５の間に流入するのを防ぐことができる。

アダプター１８無しでベルマウス９の曲げ部１４を吸込みダクト１９側に突出させた場合、曲げ部１４の分吸込みダクト１９の口径が大きくなってしまう。

本実施例では、吸込側板５から吸込みダクト１９に向かって口径を順次縮小していくアダプター１８があるため、吸込みダクト１９の口径を小さくでき、さらにアダプター１８に差し込む形で吸込みダクト１９を施工できることとなる。

また、曲げ部１４の外周をアダプター１８の内面に接触させることにより、吸込みダクト１９からの吸込み気流１１がベルマウス９の曲げ部１４の外周とアダプター１８の内面との間に流入することによる吸込み気流１１の乱れを抑制できる。

また、空間２０の半分以上を吸込側板５が覆うことが好ましい。これにより、凸形状の空間２０により広がった羽根車３と吸込側板５の間の空間を吸込側板５で一部遮断することで小さくできる。よって羽根車３からケーシング２内に流出されたケーシング内気流１７が羽根車３と吸込側板５の間に流入するのを防ぐことができる。また、空間２０の一部分がケーシング側に開放されることにより吸込み騒音を空間２０内に入射させ、共鳴型の消音空間を形成できる。

このように本発明の実施の形態２の遠心送風機によれば、吸込み気流１１を整流しつつケーシング２を小型化し、また吸込み気流１１の乱れによる性能（静圧）の低下や吸込み騒音の増加も抑制できると共に吸込みダクト１９を小口径化でき、吸込みダクト１９の施工性も良化できる。また、ベルマウス９の曲げ部１４の空間２０による共鳴効果により吸込み騒音を低減できる。なお本実施の形態ではベルマウス９を吸込側板５に固定しているが、筒状部材１０（アダプター１８または吸込みダクト１９）に固定しても効果は同じである。

（実施の形態３）
図３を用いて、本発明の第３の実施の形態の遠心送風機について説明する。第１および第２の実施の形態と同じ構成については、同一の番号を付し、詳細な説明を省略する。

図３に示す遠心送風機１は、ベルマウス９の筒状部材１０側の外周にフランジ部２１を備えている。フランジ部２１を筒状部材１０と吸込側板５とで挟み込んでベルマウス９を固定している。

上記構成による作用・効果について説明する。

ベルマウス９の固定スペースを確保しつつ、アダプター１８の内面に接触する部分まで曲げ部１４を確保でき、曲率半径１５をより大きくすることができる。これにより吸込みダクト１９からの吸込み気流１１が曲げ部１４に衝突することにより曲げ部１４から乖離して乱れることを抑制し、吸込み気流１１を曲げ部１４に沿って整流させながら羽根車３内に流入させることができる。

このように本発明の実施の形態３の遠心送風機によれば、吸込み気流１１を整流しつつケーシング２を小型化し、また吸込み気流１１の乱れによる性能（静圧）の低下や吸込み騒音の増加も抑制できる。

（実施の形態４）
図４を用いて、本発明の第４の実施の形態の遠心送風機について説明する。第１から第３の実施の形態と同じ構成については、同一の番号を付し、詳細な説明を省略する。

図４に示す遠心送風機１は、ベルマウス９と吸込側板５とを一体化して曲げ加工し、折り曲げ部２２を形成している。

この折り曲げ部２２によりベルマウス９と吸込側板５は連続した部品とし、隙間を無くすことができるのでケーシング２内から気流が漏れることを抑制してケーシング２内に留めておくことができる。

なお、本実施の形態では、ベルマウス９と吸込側板５の連結部を折り曲げ部２２にて形成し、折り曲げ部２２で空間２０の半分以上を覆った構造となっているが、空間２０が折り曲げ部２２により覆われていない構造でも気流漏れに関する効果は同じである。

上記構成による作用・効果について説明する。

ケーシング２内が高静圧時のベルマウス９と吸込側板５の接続部の風漏れを抑制しつつ、部品点数を減らすことができる。

このように本発明の実施の形態４の遠心送風機によれば、風漏れによる性能（静圧）の低下を抑制でき、部品点数削減による低コスト化もできる。

（実施の形態５）
図５を用いて、本発明の第５の実施の形態の遠心送風機について説明する。第１から第４の実施の形態と同じ構成については、同一の番号を付し、詳細な説明を省略する。

図５に示す遠心送風機１は、筒状部材１０側から見たアダプター１８のアダプター中心線２３を吐出ダクト２５側から見た吐出口１２の吐出口中心線２６側にずらし、アダプター中心線２３を筒状部材１０側から見たベルマウス９のベルマウス開口中心線２４とずらして形成されている。

具体的には、図５において、例えば、ベルマウス９の曲げ部１４の上側空間２７を上下方向に大きくし、曲げ部１４の下側空間２８を上下方向に小さくすることによって、アダプター中心線２３を図５の上側へ移動させている。

なお、本実施の形態では、構造を分かりやすく説明するためアダプター中心線２３と吐出口中心線２６を図面上下方向にずらしているが、アダプター中心線２３と吐出口中心線２６との上下高さを一致させ、図面上下方向でアダプター１８と吐出ダクト２５を同位置レベルとすることも可能である。

上記構成による作用・効果について説明する。

吐出ダクト２５と吸込みダクト１９の上下のダクトずれ量を小さくすること、もしくは無くすことができる。これにより施工時のダクト配管スペースを抑制できる。

このように本発明の実施の形態５の遠心送風機によれば、機器設定空間の省スペース化ができ狭い空間への設置が可能になると共に、ダクト位置同レベル化による省施工化（位置合わせ不要、吊りボルト長さ同一等）ができる。

なお、実施の形態１〜５によれば、ケーシング２内での気流の逆流を抑制し、吸込みダクトを小口径化した遠心送風機１を得ることも可能である。

換気送風機器などの空気搬送目的以外に、機体吹出口からの送風を用いて設備機器の冷却ができる設備機器の送風の用途にも適用できる。

１ 遠心送風機
２ ケーシング
３ 羽根車
４ 開口部
５ 吸込側板
６ スクロール
７ モータ
８ モータ固定側板
９ ベルマウス
１０ 筒状部材
１１ 吸込み気流
１２ 吐出口
１３ 吐出気流
１４ 曲げ部
１５ 曲率半径
１６ 幅寸法
１７ ケーシング内気流
１８ アダプター
１９ 吸込みダクト
２０ 空間
２１ フランジ部
２２ 折り曲げ部
２３ アダプター中心線
２４ ベルマウス開口中心線
２５ 吐出ダクト
２６ 吐出口中心線
２７ 上側空間
２８ 下側空間

Claims (8)

1. スクロールと吸込側板とモータ固定側板とからなるケーシングと、
   前記ケーシングの中に設けられた羽根車と、
   前記吸込側板の開口部の周縁に設けられたベルマウスとを備え、
   前記モータ固定側板に固定されたモータに前記羽根車を固定し、
   前記吸込側板の前記開口部に筒状部材を接続した遠心送風機であって、
   前記吸込側板は、
   前記開口部の周囲が前記羽根車における前記筒状部材側の端部よりも上流側に位置し、
   前記筒状部材よりも内周に位置する前記開口部の周囲が前記筒状部材の径方向に沿う直線状であり、
   前記ベルマウスは曲げ部を有し、
   前記曲げ部を前記筒状部材の内に突出させたことを特徴とする遠心送風機。
2. 前記吸込側板は、
   前記開口部の周囲が前記羽根車の外周側端部よりも内周側に位置することを特徴とする請求項１記載の遠心送風装置。
3. 前記筒状部材の前記吸込側板側の端部の内径は、前記ベルマウスの外径よりも大きいこと
   を特徴とする請求項１または２に記載の遠心送風機。
4. 前記筒状部材はアダプターであり、
   前記アダプターを介して吸込みダクトと前記開口部を接続し、
   前記アダプター内に前記曲げ部を突出させたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の遠心送風機。
5. 前記曲げ部の外周を前記アダプターの内面に接触させたことを特徴とする請求項４に記載の遠心送風機。
6. 前記曲げ部は、前記羽根車の反対側へ突出する凸形状とし、
   前記凸形状の内側に形成される空間の半分以上を前記吸込側板が覆うことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の遠心送風機。
7. 前記ベルマウスは前記筒状部材側外周にフランジ部を備え、
   前記フランジ部を筒状部材と前記吸込側板とで挟み込んで固定したことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の遠心送風機。
8. 前記スクロールは吐出口を備え、
   前記筒状部材側から見た前記アダプターの中心を前記吐出口側にずらし、
   前記アダプターの中心を前記筒状部材側から見た前記ベルマウスの開口中心とずらしたことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の遠心送風機。
   

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