JP6554867B2 - 遠心ファン - Google Patents

Description

本発明は、遠心ファンに関する。

例えば、特許文献１には、インペラの径方向外側に位置する空気流路と、空気流路の下側に位置する風洞と、を有する遠心ファンが記載されている。インペラから径方向外側に排出された空気は、空気流路から下側の風洞へと流れ、排気口から外部に排出される。

米国特許出願公開第２００８／００６９６８９号明細書

上記のような遠心ファンにおいては、空気流路の下側に位置する風洞が環状である。そのため、風洞を通って排気口の近傍に案内された空気の一部が、排気口から排出されずに、風洞の上流側へと流れる場合がある。これにより、空気損失が生じ、遠心ファンの効率が低下する問題があった。

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて、空気の損失を低減できる構造を有する遠心ファンを提供することを目的の一つとする。

本発明の遠心ファンの一つの態様は、上下方向に延びる中心軸周りに回転可能なインペラと、前記インペラの下側に位置し、前記中心軸周りに前記インペラを回転させるモータと、前記インペラを収容するハウジングと、を備え、前記ハウジングは、前記インペラの上側に位置する吸気口と、前記インペラよりも径方向外側に位置する排気口と、少なくとも一部が前記ハウジングの内周面であるハウジング内周面と前記インペラとの径方向の間に位置する環状の上側流路と、前記上側流路の下側に位置し前記上側流路と接続される下側流路と、を有し、前記上側流路と前記下側流路とは、スクロール状の流路を形成し、前記下側流路は、前記ハウジング内周面に沿って延び、前記下側流路の周方向の一端である下側流路終端は、前記排気口に開口し、前記下側流路の周方向の他端である下側流路始端は、前記排気口に対して閉塞され、排気口は、上側流路および下側流路とつながり、排気口のうち下側流路とつながる部分の軸方向の寸法は、排気口のうち上側流路とつながる部分の軸方向の寸法よりも大きい、遠心ファン。

本発明の一つの態様によれば、空気の損失を低減できる構造を有する遠心ファンが提供される。

図１は、本実施形態における遠心ファンを示す斜視図である。 図２は、本実施形態における遠心ファンを示す分解斜視図である。 図３は、本実施形態における遠心ファンを示す図であって、図１におけるIII−III断面図である。 図４は、本実施形態における遠心ファンを示す図であって、図３におけるIV−IV断面図である。 図５は、本実施形態における遠心ファンを示す側面図である。 図６は、本実施形態における他の一例である遠心ファンを示す側面図である。 図７は、本実施形態における他の一例である遠心ファンの部分を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る遠心ファンについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、各構造における縮尺および数等を、実際の構造における縮尺および数等と異ならせる場合がある。

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向であっては図１に示す排気口６２と直交する方向とする。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向とする。

また、以下の説明においては、中心軸Ｊの延びる方向（Ｚ軸方向）を上下方向とする。Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「上側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側）を「下側」と呼ぶ。なお、上下方向、上側および下側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向（θ_Ｚ方向）、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。

なお、本明細書において、軸方向に延びる、とは、厳密に軸方向に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。

図１から図５は、本実施形態における遠心ファン１０を示す図である。図１は、斜視図である。図２は、分解斜視図である。図３は、図１におけるIII−III断面図である。図４は、図３におけるIV−IV断面図である。図５は、側面図である。図３は、排気口６２と直交する方向（Ｘ軸方向）に視た断面図である。図４は、上側から下側に向かって視た断面図である。なお、本明細書において側面図とは、Ｘ軸方向に視た場合の図である。

図１から図３に示すように、遠心ファン１０は、ハウジング２０と、インペラ３０と、モータ４０と、を備える。図３に示すように、本実施形態においてモータ４０は、ハウジング２０に収容される。モータ４０は、後述するモータカバー部２７の径方向内側に位置する。モータ４０は、上下方向に延びる中心軸Ｊを中心とするシャフト４１を有する。シャフト４１の上側の端部は、後述する出力軸孔２７ａを介して、モータカバー部２７の上側に突出する。

モータ４０は、インペラ３０の下側に位置する。モータ４０は、中心軸Ｊ周りにインペラ３０を回転させる。本実施形態においては、モータ４０は、例えば、上側から下側に向かって視て反時計回り（＋θ_Ｚ向き）にインペラ３０を回転させる。

なお、以下の説明においては、上側から下側に向かって視て反時計回りに進む側（＋θ_Ｚ側）を回転方向前方側と呼ぶ場合があり、上側から下側に向かって視て時計回り（−θ_Ｚ向き）に進む側（−θ_Ｚ側）を回転方向後方側と呼ぶ場合がある。

インペラ３０は、モータ４０の上側に位置する。インペラ３０は、モータ４０のシャフト４１の上側の端部に固定される。これにより、インペラ３０は、上下方向に延びる中心軸Ｊ周り（±θ_Ｚ方向）に回転可能である。

インペラ３０は、インペラ本体部３１と、複数の羽根部３２と、シュラウド部３３と、を有する。インペラ本体部３１は、シャフト４１と固定される部分である。インペラ本体部３１の上側の面は、中心軸Ｊから径方向外側に向かうに従って下側に位置する緩やかな斜面である。

羽根部３２は、インペラ本体部３１の上側の面に位置する。羽根部３２は、インペラ本体部３１の上側の面から上側に延びる。図示は省略するが、複数の羽根部３２は、周方向に沿って配置される。羽根部３２の上側の端部は、シュラウド部３３に接続される。

シュラウド部３３は、羽根部３２の上側に位置する。シュラウド部３３は、羽根部３２を介してインペラ本体部３１と接続される。図２に示すように、シュラウド部３３は円環状であり、その中央を中心軸Ｊが通る。シュラウド部３３の形状は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って下側に位置する形状である。

図３に示すように、ハウジング２０は、インペラ３０およびモータ４０を収容する。ハウジング２０は、吸気口６１と、流路５０と、排気口６２と、を有する。吸気口６１は、上側に開口しハウジング２０の外部とハウジング２０の内部とを連通する孔である。吸気口６１は、インペラ３０の上側に位置する。図１および図２に示すように、本実施形態において吸気口６１の平面視形状は、例えば、円形状であり、その中央を中心軸Ｊが通る。

図３に示すように、流路５０は、ハウジング２０の内部に設けられる。流路５０は、吸気口６１と排気口６２とをつなぐ。流路５０は、スクロール状である。流路５０は、上側流路５１と、下側流路５２と、を有する。すなわち、上側流路５１と下側流路５２とは、スクロール状の流路５０を形成する。

なお、本明細書において、スクロール状、とは、周方向に進むに従って、径方向の寸法が大きくなる形状である。また、本明細書において、流路がスクロール状である、とは、上側流路と下側流路とのうちの少なくとも一方がスクロール状であることを含む。すなわち、本明細書において、流路がスクロール状である、とは、上側流路のみがスクロール状である場合と、下側流路のみがスクロール状である場合と、上側流路と下側流路との両方がスクロール状である場合と、を含む。

上側流路５１と下側流路５２とは、軸方向に沿って配置される。下側流路５２は、上側流路５１の下側に位置する。下側流路５２は、上側流路５１と接続される。上側流路５１および下側流路５２については、後段において詳述する。

図４に示すように、排気口６２は、インペラ３０よりも径方向外側に位置する。本実施形態において排気口６２は、軸方向と直交する方向（Ｘ軸方向）に開口する。図１に示すように、本実施形態において排気口６２は、後述する上側ハウジング２１と下側ハウジング２２とが接続されることで構成される。図５に示すように、本実施形態において排気口６２は、上側流路５１および下側流路５２とつながる。

遠心ファン１０から排出される空気の損失を低減するためには、例えば、排気口６２の開口面積を、吸気口６１の開口面積以上とすることが好ましい。このような構成を採用する場合、排気口６２が上側流路５１と下側流路５２とのうちのいずれか一方のみとつながる構成では、排気口６２の開口面積を確保するために、上側流路５１の軸方向の寸法あるいは下側流路５２の軸方向の寸法が大きくなりやすい。これにより、遠心ファン１０が軸方向に大型化しやすい問題があった。

これに対して、本実施形態によれば、排気口６２が上側流路５１および下側流路５２とつながるため、上側流路５１と下側流路５２とに跨って排気口６２を設けることができる。これにより、上側流路５１の軸方向の寸法および下側流路５２の軸方向の寸法を大きくすることなく、排気口６２の開口面積を確保しやすい。したがって、本実施形態によれば、遠心ファン１０が大型化することを抑制できる。

本実施形態において排気口６２のうち下側流路５２とつながる部分の軸方向の寸法Ｌ２は、排気口６２のうち上側流路５１とつながる部分の軸方向の寸法Ｌ１よりも大きい。

図３に太い矢印で示すように、モータ４０によってインペラ３０が回転すると、吸気口６１を介してハウジング２０の内部に空気が流入する。ハウジング２０の内部に流入した空気は、インペラ３０の内部、すなわちシュラウド部３３とインペラ本体部３１との間を通り、インペラ３０の径方向外側に排出される。インペラ３０から径方向外側に排出された空気は、上側流路５１および下側流路５２を介して、排気口６２からハウジング２０の外部に排出される。

図１および図２に示すように、本実施形態においてハウジング２０は、２つの別部材が連結されて構成される。すなわち、ハウジング２０は、上側ハウジング２１と、下側ハウジング２２と、を有する。そのため、ハウジング２０内にインペラ３０を収容しやすく、遠心ファン１０を組み立てやすい。

図３に示すように、上側ハウジング２１は、径方向内側にインペラ３０を収容する。上側ハウジング２１は、上側ハウジングカバー部２３と、上側ハウジング壁部２４と、を有する。

上側ハウジングカバー部２３は、インペラ３０の上側に位置する。すなわち、上側ハウジングカバー部２３は、インペラ３０と軸方向に重なる。上側ハウジングカバー部２３は、吸気口６１を有する。すなわち、上側ハウジング２１は、吸気口６１を有する。吸気口６１は、上側ハウジングカバー部２３を軸方向に貫通する。

上側ハウジングカバー部２３は、吸気口６１の内縁から下側に延びるカバー内縁部２３ａを有する。カバー内縁部２３ａは、筒状である。カバー内縁部２３ａの下側の端部は、シュラウド部３３の内縁３３ａの径方向内側に位置する。吸気口６１とインペラ３０の内部とは、カバー内縁部２３ａの内側を介して連通する。

上側ハウジングカバー部２３は、シュラウド部３３の形状に沿って径方向に広がる。すなわち、上側ハウジングカバー部２３の形状は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、下側に位置する形状である。

上側ハウジング壁部２４は、上側ハウジングカバー部２３の下側の端部に接続される。上側ハウジング壁部２４は、インペラ３０の径方向外側に位置する。上側ハウジング壁部２４は、インペラ３０を周方向に囲む。図５に示すように、上側ハウジング壁部２４は、排気口６２の一部を有する。

図３に示すように、上側ハウジング壁部２４の内周面である上側壁部内周面２４ａは、上側から下側に向かうに従って径方向外側に位置する。そのため、インペラ３０から径方向外側に排出された空気が、上側壁部内周面２４ａに沿って、下側流路５２に流入しやすい。

図１に示すように、上側ハウジング壁部２４は、舌部２５を有する。すなわち、ハウジング２０は、舌部２５を有する。舌部２５は、上側ハウジング壁部２４における排気口６２と接続される部分の一部である。図４に示すように、舌部２５は、周方向において排気口６２と後述する下側流路始端５２ａとの間に位置する。本実施形態において舌部２５は、上側流路５１側、すなわち図４の例では回転方向後方側（−θ_Ｚ側）に凸となる。舌部２５は、例えば、滑らかに湾曲する。舌部２５の径方向外側の端部である外側端部２５ａは、排気口６２における回転方向前方側（＋θ_Ｚ側）の縁部の一部を構成する。

図３に示すように、下側ハウジング２２は、上側ハウジング２１の下側に取り付けられる。図２に示すように、下側ハウジング２２は、モータカバー部２７と、下側ハウジング底部２８と、下側ハウジング壁部２６と、閉塞部２９と、を有する。すなわち、ハウジング２０は、モータカバー部２７を有する。

図３に示すように、モータカバー部２７は、下側に開口する有蓋の筒状である。モータカバー部２７の径方向内側には、モータ４０が位置する。モータカバー部２７は、モータ４０を覆う。図２および図３に示すように、本実施形態においてモータカバー部２７は、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。図３に示すように、モータカバー部２７は、モータカバー部２７の蓋部を軸方向に貫通する出力軸孔２７ａを有する。

モータカバー部２７の上側には、インペラ３０が位置する。図４に示すように、平面視において、モータカバー部２７とインペラ３０とは、全体がほぼ重なり合う。

図３に示すように、下側ハウジング底部２８は、モータカバー部２７の下側の端部から径方向外側に延びる。下側ハウジング壁部２６は、下側ハウジング底部２８の径方向外側の端部から上側に延びる。下側ハウジング壁部２６の上側の端部の軸方向位置は、モータカバー部２７の上面の軸方向位置と同じである。図５に示すように、下側ハウジング壁部２６は、排気口６２の一部を有する。

図２に示すように、閉塞部２９は、モータカバー部２７と下側ハウジング壁部２６との径方向の間に位置する。閉塞部２９は、モータカバー部２７と下側ハウジング壁部２６と下側ハウジング底部２８とに接続される。これにより、閉塞部２９は、モータカバー部２７と下側ハウジング壁部２６との隙間の周方向の一部を塞ぐ。

閉塞部２９の上面は、モータカバー部２７の上面と、軸方向に直交する同一平面上に位置する。モータカバー部２７の上面と、閉塞部２９の上面と、下側ハウジング壁部２６の上側の端部とは、段差なく接続される。

図４に示すように、平面視において、閉塞部２９は、舌部２５とインペラ３０との径方向の間に位置する。閉塞部２９は、排気口６２の回転方向前方側（＋θ_Ｚ側）の縁部に接続される。

次に、上側流路５１および下側流路５２について詳細に説明する。図３に示すように、本実施形態において上側流路５１と下側流路５２との境界は、上側ハウジング２１と下側ハウジング２２との境界である。

本実施形態において上側流路５１の全体は、上側ハウジング２１の内側に位置する。すなわち、本実施形態において上側ハウジング２１は、上側流路５１の全体を有する。上側流路５１は、少なくとも一部が上側壁部内周面２４ａとインペラ３０との径方向の間に位置する。上側壁部内周面２４ａは、ハウジング内周面２０ａの一部である。すなわち、上側流路５１は、少なくとも一部がハウジング２０の内周面であるハウジング内周面２０ａとインペラ３０との径方向の間に位置する。

図４に示すように、上側流路５１は、環状である。上側流路５１は、上側壁部内周面２４ａに沿って延びる。すなわち、上側流路５１は、ハウジング内周面２０ａに沿って延びる。図４に太い矢印で示すように、インペラ３０から上側流路５１に流入した空気は、上側流路５１内をインペラ３０が回転する向きと同じ向き（＋θ_Ｚ向き）に流れる。上側流路５１内を流れる空気の一部は、排気口６２に到達するまでの間に、下側流路５２に流入する。

本実施形態において、上側流路５１の径方向の寸法Ｌ７は、基準位置Ｐ１から、インペラ３０が回転する向き（＋θ_Ｚ向き）に排気口６２に向かうに従って大きくなる。すなわち、本実施形態において、上側流路５１は、スクロール状である。そのため、上側流路５１内で空気の渦が発生することを抑制でき、空気を排気口６２からスムーズに排出できる。これにより、空気の損失を低減できる。

基準位置Ｐ１は、周方向において排気口６２と後述する下側流路始端５２ａとの間に位置する。本実施形態において基準位置Ｐ１は、例えば、中心軸Ｊを通り排気口６２と直交する方向（Ｘ軸方向）に延びる線が上側流路５１と交わる点である。

上側流路５１の径方向の寸法Ｌ７は、基準位置Ｐ１において最小となる。周方向において基準位置Ｐ１から舌部２５の径方向内側の端部である内側端部２５ｂまでの範囲では、上側流路５１の径方向の寸法Ｌ７は、基準位置Ｐ１における上側流路５１の径方向の寸法Ｌ７と同じである。すなわち、本実施形態において上側流路５１の径方向の寸法Ｌ７は、周方向において、基準位置Ｐ１から内側端部２５ｂまでの範囲で最小となる。

本実施形態においては、図３に示す上側流路５１の軸方向の寸法Ｌ３は、上側ハウジング壁部２４の内部における軸方向の寸法Ｌ５と同じである。本実施形態において上側流路５１の軸方向の寸法Ｌ３は、例えば、径方向内側から径方向に向かうに従って小さくなる。上側流路５１の全体は、下側に開口する。

なお、本実施形態において、上側流路５１の上流とは、例えば、図４に示す上側流路５１の径方向の寸法Ｌ７が最小となる位置である。すなわち、本実施形態において上側流路５１の上流側の端部の位置は、舌部２５における内側端部２５ｂと周方向の位置が同じとなる位置である。

なお、本明細書において、上側流路、とは、例えば、一端が閉塞された下側流路の上側に位置する環状の流路である。すなわち、本実施形態において、例えば、図３に示すインペラ３０とモータカバー部２７との軸方向の隙間の径方向外側の部分は、上側流路５１に含まれる。

図２に示すように、本実施形態において下側流路５２の全体は、下側ハウジング２２の内側に位置する。すなわち、本実施形態において下側ハウジング２２は、下側流路５２の全体を有する。本実施形態において下側流路５２は、下側ハウジング底部２８の上面と、下側ハウジング壁部２６の内周面である下側壁部内周面２６ａと、モータカバー部２７の外周面であるモータカバー部外周面２７ｂと、閉塞部２９の側面である閉塞部側面２９ａとによって囲まれる流路である。

下側壁部内周面２６ａは、ハウジング２０の内周面であるハウジング内周面２０ａの一部である。すなわち、下側流路５２は、モータカバー部外周面２７ｂとハウジング内周面２０ａとの間に位置する。

上述したように、本実施形態においてモータ４０は、モータカバー部２７の径方向内側に位置する。そのため、モータ４０は、下側流路５２の径方向内側に位置する。これにより、モータ４０をハウジング２０に収容し下側流路５２と径方向に重ねて配置できる。したがって、遠心ファン１０を軸方向に小型化しやすい。

図４に示すように、下側流路５２は、下側壁部内周面２６ａに沿って延びる。すなわち、下側流路５２は、ハウジング内周面２０ａに沿って延びる。図４に太い矢印で示すように、上側流路５１から下側流路５２に流入した空気は、下側流路５２内をインペラ３０が回転する向きと同じ向き（＋θ_Ｚ向き）に流れる。

図２および図４に示すように、下側流路５２の周方向の一端（＋θ_Ｚ側の端部）である下側流路終端５２ｂは、排気口６２に開口する。下側流路５２の周方向の他端（−θ_Ｚ側の端部）である下側流路始端５２ａは、排気口６２に対して閉塞される。

そのため、下側流路５２内においては、下側流路始端５２ａから下側流路終端５２ｂに向かって案内される空気が、排気口６２近傍から下側流路５２の上流側、すなわち、下側流路始端５２ａ側に流れることがない。したがって、下側流路５２内を進む空気は、すべて排気口６２から排出される。これにより、本実施形態によれば、空気の損失を低減できる。

また、例えば、排気口６２近傍まで流れる空気が図４に示すような舌部２５に衝突すると、舌部２５の近傍で空気の乱流が生じる。この乱流によって、騒音が生じる問題があった。

これに対して、本実施形態によれば、下側流路始端５２ａが排気口６２に対して閉塞されるため、下側流路５２内には舌部が設けられない。これにより、下側流路５２を流れる空気が舌部に衝突することがなく、空気の乱流が生じることを抑制できる。その結果、本実施形態によれば、騒音が生じることを抑制できる。

なお、本明細書において排気口近傍とは、例えば、図４に示す中心軸Ｊと排気口６２の中心Ｐ２とを通る直線Ｃ３を基準として、回転方向後方側（−θ_Ｚ側）の周方向の角度θ２が７５°以下となる範囲を含む。排気口６２の中心Ｐ２は、例えば、中心軸Ｊと直交し排気口６２と平行な方向（Ｙ軸方向）における排気口６２の中心である。

図５に示すように、本実施形態においては、上側流路５１および下側流路５２は共に排気口６２につながる。上側流路５１は、環状である。そのため、上側流路５１内から排気口６２近傍に案内される空気の一部は、上側流路５１の上流側に流れる虞がある。また、上側流路５１の上流側に流れる空気が舌部２５に衝突し、騒音が生じる虞もある。

これに対して、本実施形態によれば、排気口６２のうち下側流路５２とつながる部分の軸方向の寸法Ｌ２は、排気口６２のうち上側流路５１とつながる部分の軸方向の寸法Ｌ１よりも大きい。そのため、上側流路５１内を流れる空気の流量を少なくできる。これにより、排気口６２近傍に案内された空気が上側流路５１の上流側に流れることを抑制できる。したがって、本実施形態によれば、空気の損失をより低減できるとともに、騒音が生じることをより抑制できる。

なお、本明細書において、下側流路の周方向の一端が閉塞される、とは、周方向において下側流路の一端が閉じていればよい。すなわち、下側流路の周方向の一端が閉塞される場合であっても、下側流路の周方向の一端が上側に開口することは許容される。

図２および図４に示すように、本実施形態において下側流路始端５２ａは、閉塞部２９によって閉塞される。すなわち、下側流路始端５２ａの周方向の位置は、閉塞部２９の回転方向前方側（＋θ_Ｚ側）の端部の周方向の位置と同じである。

下側流路始端５２ａは、周方向において排気口６２の近くに位置することが好ましい。下側流路始端５２ａが周方向において排気口６２から離れ過ぎると、下側流路５２の長さが小さくなる。これにより、インペラ３０から排出される空気を効率よく排気口６２に導けず、遠心ファン１０の送風効率が低下する。

本実施形態においては、例えば、図４に示すように、平面視において、中心軸Ｊを通り下側流路始端５２ａに接する直線を直線Ｃ２とし、中心軸Ｊを通り舌部２５に接する直線を直線Ｃ１とする。このとき、本実施形態において直線Ｃ１と直線Ｃ２との成す角度θは、例えば、７５°以下である。すなわち、下側流路始端５２ａは、平面視において、中心軸Ｊを通り舌部２５に接する直線Ｃ１からの周方向の角度θ１が７５°以下となる位置にある。角度θ１は、直線Ｃ１を基準とした回転方向前方側（＋θ_Ｚ側）の周方向の角度である。

このような角度範囲内に下側流路始端５２ａが位置することで、下側流路始端５２ａの周方向の位置を排気口６２の近くとしやすい。そのため、遠心ファン１０の送風効率が低下することを抑制できる。

本実施形態において下側流路５２の径方向の寸法Ｌ８は、下側流路始端５２ａから下側流路終端５２ｂに向かうに従って大きくなる。すなわち、本実施形態において下側流路５２は、スクロール状である。そのため、下側流路５２内で空気の渦が発生することを抑制でき、空気を排気口６２からスムーズに排出できる。これにより、空気の損失をより低減できる。

また、本実施形態においては、上側流路５１もスクロール状である。そのため、上側流路５１を有する上側ハウジング２１と、下側流路５２を有する下側ハウジング２２と、を連結しやすい。具体的には、上側流路５１の径方向外側の内周面を構成する上側ハウジング壁部２４と、下側流路５２の径方向外側の内周面を構成する下側ハウジング壁部２６と、を共に周方向に進むに従って中心軸Ｊから離れる形状とできる。そのため、上側ハウジング壁部２４と、下側ハウジング壁部２６とを連結しやすい。

本実施形態において、図３に示す下側流路５２の軸方向の寸法Ｌ４は、例えば、均一である。本実施形態において下側流路５２の軸方向の寸法Ｌ４は、下側ハウジングの内部における軸方向の寸法Ｌ６と同じである。そのため、下側流路５２の軸方向の寸法Ｌ４を大きくしやすい。

流路５０を流れる空気の流速は、下側ハウジング底部２８に近い位置を流れる空気ほど大きくなりやすい。流速が大きい空気が、排気口６２近傍から流路５０の上流側に流入すると、空気の損失が大きくなる。また、舌部２５に衝突することによる乱入も生じやすく、騒音が大きくなる。なお、流路５０の上流側とは、例えば、上側流路５１の上流側である。

これに対して、本実施形態によれば、下側流路５２の軸方向の寸法Ｌ４を大きくしやすいため、流速が大きい空気が流路５０の上流側に流入することをより確実に防止できる。したがって、本実施形態によれば、空気の損失をより低減できる。

図２および図４に示すように、本実施形態において下側流路５２の全体は、上側に開口する。図３および図４に示すように、本実施形態において下側流路５２の全体は、上側流路５１に開口する。そのため、インペラ３０から径方向外側に排出された空気が、上側流路５１から下側流路５２に流れ込みやすい。これにより、下側流路５２を介して、排気口６２から空気をより排出しやすい。したがって、本実施形態によれば、空気の損失をより低減できる。

図３に示すように、本実施形態において下側流路５２の軸方向の寸法Ｌ４は、上側流路５１の軸方向の寸法Ｌ３よりも大きい。そのため、インペラ３０から径方向外側に排出された空気が、上側流路５１から下側流路５２へと流れやすい。これにより、空気の損失をより低減できる。

なお、本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。以下の説明においては、上記説明と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。

本実施形態においては、上側流路５１と下側流路５２とのうちの一方がスクロール状でなくてもよい。この場合、上側流路５１と下側流路５２とのうちの一方は、例えば、円環状とできる。また、本実施形態において下側流路５２の一部は、例えば、上側流路５１に開口しなくてもよい。

また、本実施形態において下側ハウジング２２は、上側流路５１の一部および下側流路５２を有してもよい。この場合、下側流路５２の排気口６２近傍における軸方向の寸法Ｌ４は、下側ハウジング２２の内部における軸方向の寸法Ｌ６の半分以上とできる。この構成によれば、下側流路５２の軸方向の寸法Ｌ４を十分に確保しやすく、流速が大きい空気が排気口６２近傍から上側流路５１の上流側に流れることを防ぎやすい。

下側ハウジング２２が上側流路５１の一部および下側流路５２を有する構成では、例えば、図２に示す閉塞部２９の上面の軸方向位置を、モータカバー部２７の上面の軸方向位置よりも下側とする構成を採用できる。この場合、下側ハウジング２２の内部における閉塞部２９よりも上側に位置する部分は環状となる。したがって、下側ハウジング２２内において、閉塞部２９の上面を境界として、上側に上側流路５１の一部が設けられ、下側に下側流路５２が設けられる。

また、図６に示す構成のように、本実施形態において排気口６２は、下側流路５２のみとつながってもよい。図６は、本実施形態の他の一例である遠心ファン１１０を示す側面図である。

図６に示すように、遠心ファン１１０は、ハウジング１２０を備える。ハウジング１２０は、吸気口６１と、流路５０と、排気口１６２と、を有する。ハウジング１２０は、上側ハウジング１２１と、下側ハウジング１２２と、を有する。

上側ハウジング１２１は、上側ハウジングカバー部２３と、上側ハウジング壁部１２４と、を有する。上側ハウジング壁部１２４は、排気口１６２の一部を有しない点を除いて、図５等に示す上側ハウジング壁部２４と同様である。例えば、図６の例では、上側ハウジング壁部１２４は、図５等に示す上側ハウジング壁部２４が有する排気口６２の一部を塞いだ形状である。

下側ハウジング１２２は、下側ハウジング底部２８と、下側ハウジング壁部１２６と、閉塞部２９と、を有する。図示は省略するが、下側ハウジング１２２は、モータカバー部２７を有する。下側ハウジング壁部１２６は、排気口１６２の全体を有する点を除いて、図５等に示す下側ハウジング壁部２６と同様である。

この構成において排気口１６２は、下側流路５２のみとつながる。そのため、排気口１６２から排出される空気は、すべて下側流路５２から排出される。これにより、空気が上側流路５１の上流から排気口１６２近傍まで流れる間に、上側流路５１内の空気を、より下側流路５２に流れやすくできる。したがって、排気口１６２近傍から上側流路５１の上流側に空気が流れることをより抑制できる。その結果、空気の損失をより低減でき、かつ、騒音の発生をより抑制できる。

この構成においては、排気口１６２の開口面積を、吸気口６１の開口面積以上とするために、下側ハウジング１２２の軸方向の寸法を図５等に示す下側ハウジング２２に比べて大きくしてもよい。

排気口１６２のその他の構成は、図５等に示す排気口６２の構成と同様である。遠心ファン１１０のその他の構成は、図５等に示す遠心ファン１０の構成と同様である。

また、図７に示す構成のように、本実施形態においては、下側流路５２の下側の端部が斜面でもよい。図７は、本実施形態の他の一例である遠心ファン２１０の部分を示す断面図である。

図７に示すように、遠心ファン２１０は、ハウジング２２０を備える。ハウジング２２０は、流路２５０を有する。流路２５０は、上側流路５１と、下側流路２５２と、を有する。ハウジング２２０は、上側ハウジング２１と、下側ハウジング２２２と、を有する。下側ハウジング２２２は、下側ハウジング底部２２８と、下側ハウジング壁部２６と、閉塞部２９と、を有する。図示は省略するが、下側ハウジング２２２は、モータカバー部２７を有する。

下側ハウジング底部２２８の底面２２８ａは、傾斜面である。底面２２８ａは、閉塞部２９と接続している部分、すなわち下側流路始端２５２ａから回転方向前方側（＋θ_Ｚ側）に向かうに従って下側に位置する。閉塞部２９と接続する箇所、すなわち下側流路始端２５２ａにおいて、底面２２８ａの軸方向の位置は、例えば、閉塞部２９の上面の軸方向の位置と同じである。

下側ハウジング底部２２８の底面２２８ａは、下側流路２５２の下側の端部である。すなわち、この構成において下側流路２５２の下側の端部の位置は、下側流路始端２５２ａから図示を省略する下側流路終端に向かうに従って、上側流路５１から離れる。これにより、下側流路２５２の軸方向の寸法は、下側流路始端２５２ａから下側流路終端に向かうに従って大きくなる。

吸気口６１からインペラ３０に流入した空気は、インペラ３０の周方向の全体から上側流路５１に排出される。上側流路５１に流入された空気の一部は、上側流路５１内をインペラ３０が回転する向き（＋θ_Ｚ向き）に進む間に、下側流路５２へと流れる。そのため、空気が流れる始点である上側流路５１の上流側においては、上側流路５１から下側流路５２へと流れる空気が少ない。これにより、例えば、下側流路５２の軸方向の寸法が下側流路５２の全体に亘って均一な場合、下側流路始端５２ａ近傍において下側流路５２内に空気が滞留しやすく、空気の渦が生じやすい。したがって、空気の損失が大きくなる虞がある。

これに対して、この構成によれば、下側流路２５２の下側の端部が下側流路始端２５２ａから下側流路終端に向かうに従って、上側流路５１から離れる。そのため、上側流路５１から下側流路２５２に流入する空気の量が少ない上流側において、下側流路２５２の軸方向の寸法を小さくできる。これにより、下側流路２５２内に空気が滞留することを抑制できる。したがって、空気の損失が大きくなることを抑制できる。

また、この構成によれば、上側流路５１から下側流路２５２に流入する空気の量が多くなる下流側においては、下側流路２５２の軸方向の寸法を大きくできる。そのため、上側流路５１から効率的に下側流路２５２へと空気を流すことができる。

また、この構成によれば、図７に太い矢印で示すように、斜面である底面２２８ａに沿って、空気を滑らせるようにして流すことができる。そのため、流路２５０内において、空気をスムーズに流すことができ、流路２５０内で空気の渦が生じることをより低減できる。

排気口６２近傍における下側流路２５２の軸方向の寸法は、例えば、下側ハウジング２２２の軸方向の寸法の半分以上である。これにより、空気の損失をより低減できる。

以上のようにして、この構成によれば、遠心ファン２１０の送風効率をより向上できる。遠心ファン２１０のその他の構成は、図１から図５において示す遠心ファン１０の構成と同様である。

また、本実施形態においては、上側ハウジング２１が上側流路５１の全体および下側流路５２の全体を有してもよい。また、本実施形態においてハウジング２０は、３つ以上の別部材が軸方向に連結されて構成されてもよい。また、本実施形態においてハウジング２０は、単一の部材であってもよい。

また、本実施形態において上側ハウジング２１は、舌部２５を有しなくてもよい。また、本実施形態においてモータ４０は、ハウジング２０に収容されなくてもよい。

なお、上記説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１０，１１０，２１０…遠心ファン、２０，１２０，２２０…ハウジング、２０ａ…ハウジング内周面、２１，１２１…上側ハウジング、２２，１２２，２２２…下側ハウジング、２３…上側ハウジングカバー部、２４，１２４…上側ハウジング壁部、２５…舌部、２７…モータカバー部、３０…インペラ、４０…モータ、５０，２５０…流路、５１…上側流路、５２，２５２…下側流路、５２ａ，２５２ａ…下側流路始端、５２ｂ…下側流路終端、６１…吸気口、６２，１６２…排気口、Ｊ…中心軸、Ｐ１…基準位置、θ１…角度

Claims (10)

1. 上下方向に延びる中心軸周りに回転可能なインペラと、
   前記インペラの下側に位置し、前記中心軸周りに前記インペラを回転させるモータと、
   前記インペラを収容するハウジングと、
   を備え、
   前記ハウジングは、
   前記インペラの上側に位置する吸気口と、
   前記インペラよりも径方向外側に位置する排気口と、
   少なくとも一部が前記ハウジングの内周面であるハウジング内周面と前記インペラとの径方向の間に位置する環状の上側流路と、
   前記上側流路の下側に位置し前記上側流路と接続される下側流路と、
   を有し、
   前記上側流路と前記下側流路とは、スクロール状の流路を形成し、
   前記下側流路は、前記ハウジング内周面に沿って延び、
   前記下側流路の周方向の一端である下側流路終端は、前記排気口に開口し、
   前記下側流路の周方向の他端である下側流路始端は、前記排気口に対して閉塞され、
   前記排気口は、前記上側流路および前記下側流路とつながり、
   前記排気口のうち前記下側流路とつながる部分の軸方向の寸法は、前記排気口のうち前記上側流路とつながる部分の軸方向の寸法よりも大きい、遠心ファン。
2. 前記下側流路の径方向の寸法は、前記下側流路始端から前記下側流路終端に向かうに従って大きくなる、請求項１に記載の遠心ファン。
3. 前記ハウジングは、前記吸気口を有する上側ハウジングと、前記上側ハウジングの下側に取り付けられる下側ハウジングと、を有する、請求項１または２に記載の遠心ファン。
4. 前記上側ハウジングは、前記吸気口を有し前記インペラと軸方向に重なる上側ハウジングカバー部と、前記上側ハウジングカバー部の下側の端部に接続され前記インペラを周方向に囲む上側ハウジング壁部と、を有し、
   前記上側ハウジング壁部の内周面は、上側から下側に向かうに従って径方向外側に位置する、請求項３に記載の遠心ファン。
5. 前記上側流路の径方向の寸法は、周方向において前記排気口と前記下側流路始端との間に位置する基準位置から、前記インペラが回転する向きに前記排気口に向かうに従って大きくなる、請求項１から４のいずれか一項に記載の遠心ファン。
6. 前記下側流路の下側の端部の位置は、前記下側流路始端から前記下側流路終端に向かうに従って、前記上側流路から離れる、請求項１から５に記載の遠心ファン。
7. 前記下側流路の軸方向の寸法は、前記上側流路の軸方向の寸法よりも大きい、請求項１から６のいずれか一項に記載の遠心ファン。
8. 前記下側流路の全体は、前記上側流路に開口する、請求項１から７のいずれか一項に記載の遠心ファン。
9. 前記ハウジングは、周方向において前記排気口と前記下側流路始端との間に位置する舌部を有し、
   前記下側流路始端は、平面視において、前記中心軸を通り前記舌部に接する直線からの周方向の角度が７５°以下となる位置にある、請求項１から８のいずれか一項に記載の遠心ファン。
10. 前記モータは、前記下側流路の径方向内側に位置し、
    前記ハウジングは、前記モータを覆うモータカバー部を有し、
    前記下側流路は、前記モータカバー部の外周面と前記ハウジング内周面との間に位置する、請求項１から９のいずれか一項に記載の遠心ファン。

Images