JP3719262B2 - 電動送風機 - Google Patents

Description

本発明は、インペラを有する電動送風機に関するものである。

従来の電動送風機には、板金加工によって製作されたインペラが使用されている。

以下に従来の電動送風機について、図１２に基づいて説明する。図１２において、１はファンケースで、上部中央部にはケース吸込口２を有しており、ケース吸込口２に対向する開口部はモータフレーム３に圧入により取り付けられている。前記ファンケース１の内部にはインペラ本体４、エアガイド５を設けている。６はモータ軸で、インペラ本体４はこのモータ軸６にナット７により締め付けて取り付けられている。８はモータである。

以上の構成で、インペラ本体４を回転させることにより、気流を発生させるのであるが、その流れの経路はケース吸入口２、インペラ本体４の内部、エアガイド５、モータ８内部の順で、外部へと排出される。

この電動送風機に使用しているインペラであるが、板金加工された山型の形状を持つ前面シュラウド９と、平板形状である後面シュラウド１０と、これら各シュラウド９、１０の間に配設した、湾曲する複数枚のブレード１１とを具備しており、後面シュラウド１０には、モータ軸６が連通する穴１２を有する構成とするものである。

しかし、板金製のインペラであるため、三次元曲面を有するブレード１１を製作することが困難であったため、インペラ吸込口で気流が軸方向から径方向に急激に曲げられる際に、シュラウドの吸込口付近で剥離による流れの乱れが発生したり、インペラ吸込口とファンケースとの間に隙間があるので、この隙間に還流が発生し、損失が増大するという課題を有していた。

本発明は、このようなインペラ及びファンケースにおいて、三次元的曲面を有するインデューサ及びブレード、さらに前面シュラウドとインデューサをラビリンスに接触させることで、簡便なインデューサ形状でインペラ内部の剥離及び還流を抑え、吸い込み能力を高めた電動送風機を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明は、一対の前面シュラウド及び後面シュラウドと、この一対のシュラウド内に設けた複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製インデューサと、このインデューサに連接する複数枚の板金ブレードと、インデューサ内側に設けたハブと、前面シュラウド裏面に設けた複数本の溝と、この溝に対向しかつ係合する係合部をインデューサ上に備え、前記溝と前記係合部との係合部分はこれら両者間に隙間を設けたラビリンス構造としたもので、剥離及び還流を抑え、高い吸い込み能力を持った電動送風機が得られる。

本発明の電動送風機は、前面シュラウドとインデューサがラビリンスに接触しているので、特にインデューサ部での空気流の漏れから生じる還流が引き起こす空気出力の低下を押さえ、前記インデューサの作用も含め、吸い込み能力を向上するものである。また、インデューサを前面シュラウドに簡単に取り付けることができ、その取り付けるための係合部における空気の漏れがラビリンス構造により大幅に低減することができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、一対の前面シュラウド及び後面シュラウドと、この一対のシュラウド内に設けた複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製インデューサと、このインデューサに連接する複数枚の板金ブレードと、インデューサ内側に設けたハブと、前面シュラウド裏面に設けた複数本の溝と、この溝に対向しかつ係合する係合部をインデューサ上に備え、前記溝と前記係合部との係合部分はこれら両者間に隙間を設けたラビリンス構造としたもので、モータの駆動によりインペラ本体が高速回転して、インペラ吸込口から空気流を吸い込み、インペラ外周部から排出するが、このとき流入する空気流は、激しい衝突すること無しにインデューサに沿ってスムーズに進み、さらに連続したブレードへと流れ込んでいる。さらに前面シュラウドとインデューサがラビリンスに接触しているので、特にインデューサ部での空気流の漏れから生じる還流が引き起こす空気出力の低下を押さえ、前記インデューサの作用も含め、吸い込み能力を向上するものである。

以下、本発明の実施の形態について、図１から図１１を用いて説明する。

（参考の形態１）
図１はインペラ及びファンケースの側断面図であり、図２はインペラを一部欠載斜視図であり、図１および図２において、２１・２２は一対の前面シュラウドおよび後面シュラウドを示している。２３はインペラ吸込口である。２４は山形のハブで、このハブ２４上には複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製の案内翼、すなわちインデューサ２５を有し、これに連続して板金ブレード２６がインペラ外周へと延びている。前面シュラウド２１のインペラ吸込口２３側には、インデューサ２５より前面側に突出したシュラウド先端部２７を有している。２８はインペラ本体である。２９は金属製のファンケース本体であり、樹脂製内周側シール部３０はシュラウド先端部２７の内側全周に対して内接しており、さらにシュラウド先端部２７から負荷がかかる様に圧接している。

以上の構成における動作について説明すると、インペラ本体２８が高速回転してインペラ吸込口２３から空気流がインペラ本体２８内に流れ込むわけなのだが、インペラ吸込口２３近傍ではハブ２４およびインデューサ２５に沿ってスムーズに空気流が通過し、さらに連続したブレード２６へと流入し、前記インペラ本体２８の外周部から排出することになる。さらにシュラウド先端部２７は樹脂製内周側シール部３０を磨耗させながら回転することになる。

以上のように本参考の形態の電動送風機用インペラによれば、インペラ本体２８内にインデューサ２５及びこれに連続した三次元的曲面を持つブレード２６を設けることにより、インペラの入口衝突損失及び剥離から引き起こる空気流の乱れによる損失を低減することができる。さらにシュラウド先端部２７内周側に、樹脂製内周側シール部３０を圧接させているので、インペラ吸込口２３付近でのシール性が向上し、漏れから生ずる還流による損失を防ぎ、さらにシュラウド先端部２７と樹脂製内周側シール部３０との重なり合わさった部分が存在するため、インペラにモータの軸方向の振動や移動が起こってもシール性を維持し、かつ圧力によってインペラが極端に前面に移動した場合でも、インデューサ２５が樹脂製内周側シール部３０によって停止させられるため、安定した運転により空気流の乱れを減少させ、前記インデューサ２５の効果も含めて高い吸い込み能力を得ることができる。

（参考の形態２）
図３はインペラ及びファンケースの側断面図であり、図３において、４１・４２は一対の前面シュラウド・後面シュラウドを示している。４３はインペラ吸込口である。４４は山形のハブで、このハブ４４上には複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製の案内翼、すなわちインデューサ４５を有し、これに連続して板金ブレード４６がインペラ外周へと延びている。前面シュラウド４１のインペラ吸込口４３側には、インデューサ４５より前面に突出したシュラウド先端部４７を有している。４８はインペラ本体である。４９は金属製のファンケース本体であり、樹脂製内周側シール部５０はシュラウド先端部４７の内側全周に対して内接しており、かつ樹脂製上面シール部５１はシュラウド先端部４７の内周側から上面にかけて接し、両シール部５０・５１はシュラウド先端部４７から負荷がかかる様に圧接している。

以上の構成における動作を説明すると、インペラ本体４８が高速回転してインペラ吸込口４３から空気流がインペラ本体４８内に流れ込むが、インペラ吸込口４３近傍ではハブ２４およびインデューサ４５に沿ってスムーズに空気流が通過し、さらに連続したブレード４６へと流入し、前記インペラ本体４８の外周部から排出されることになる。さらにシュラウド先端部４７は樹脂製内周側シール部５０及び上面シール部５１を磨耗させながら回転することになる。

以上のように本参考の形態の電動送風機用インペラによれば、インペラ本体４８内にインデューサ４５及びこれに連続した三次元的曲面を持つブレード４６を設けることにより、インペラの入口衝突損失及び剥離から引き起こる空気流の乱れによる損失を低減することができる。さらに二重のシール構成、すなわちシュラウド先端部４７内周側に、樹脂製内周側シール部５０を、シュラウド先端部４７上面には樹脂製上面シール部５１を圧接させているので、インペラ吸込口４３付近でのシール性がより一層向上し、漏れから生ずる還流による損失を防ぎ、さらにシュラウド先端部４７と樹脂製内周側シール部５０との重なり合わさった部分が存在するため、インペラに振動や移動が起こってもシール性を維持し、かつ圧力によってインペラが極端に前面に移動した場合でも、インデューサ４５が樹脂製内周側シール部５０によって停止させられ、さらに樹脂製上面シール部５１がインペラの直径方向の振動や移動に対してシール性を維持するため、安定した運転により空気流の乱れを減少させ、前記インデューサ４５の効果も含めて高い吸い込み能力を得ることができる。

（参考の形態３）
図４はインペラ及びファンケースの側断面図であり、図５はインペラを一部欠載斜視したものである。図４・図５において、６１・６２は一対の前面シュラウド・後面シュラウドである。６３はインペラ吸込口である。６４は山形のハブで、このハブ６４上には複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製の案内翼、すなわちインデューサ６５を有し、これに連続して板金ブレード６６がインペラ外周へと延びている。前面シュラウド６１のインペラ吸込口６３側には、インデューサ６５より前面に突出した樹脂製環状のシュラウド先端部６７を設け、この樹脂製環状のシュラウド先端部６７はインデューサ６５と連結されている。６８はインペラ本体である。６９は金属製のファンケース本体であり、これと一体化した金属製内周側シール部７０は樹脂製シュラウド先端部６７の内側全周に対して内接しており、さらに樹脂製シュラウド先端部６７から負荷がかかる様に圧接している。

以上の構成における動作を説明すると、インペラ本体６８が高速回転してインペラ吸込口６３から空気流がインペラ本体６８内に流れ込むが、インペラ吸込口６３近傍ではハブ６４およびインデューサ６５に沿ってスムーズに空気流が通過し、さらに連続したブレード６６へと流入し、前記インペラ本体６８の外周部から排出することになる。さらに樹脂製シュラウド先端部６７は金属製内周側シール部７０によって磨耗させられながら回転することになる。

以上のように本参考の形態の電動送風機用インペラによれば、インペラ本体６８内にインデューサ６５及びこれに連続した三次元的曲面を持つブレード６６を設けることにより、インペラの入口衝突損失及び剥離から引き起こる空気流の乱れによる損失を低減することができる。さらに樹脂製シュラウド先端部６７内周側に、金属製内周側シール部７０を圧接させているので、インペラ吸込口６３付近でのシール性が向上し、漏れから生ずる還流による損失を防ぎ、さらに樹脂製シュラウド先端部６７と金属製内周側シール部７０との重なり合わさった部分が存在するため、インペラにモータの軸方向の振動や移動が起こってもシール性を維持し、かつ圧力によってインペラが極端に前面に移動した場合でも、インデューサ６５が金属製内周側シール部７０によって停止させられる。また金属製内周側シール部７０が、ファンケース本体６９と一体化のため、シール部周辺で高い強度が得られることから、安定した運転により空気流の乱れを減少させ、前記インデューサ６５の効果も含めて高い吸い込み能力を得ることができる。

（参考の形態４）
図６はインペラ及びファンケースの側断面であり、図７はインペラを一部欠載斜視図であり、図６・図７において、８１・８２は一対の前面シュラウド・後面シュラウドを示している。８３はインペラ吸込口である。８４は山形のハブで、このハブ８４上には複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製の案内翼すなわちインデューサ８５を有し、これに連続して板金ブレード８６がインペラ外周へと延びている。前面シュラウド８１のインペラ吸込口８３側には、インデューサ８５より前面に突出した樹脂製環状のシュラウド先端部８７を設け、この樹脂製環状のシュラウド先端部８７はインデューサ８５と一体に連結されている。さらに、シュラウド先端部８７の前面シュラウド８１側は、シュラウド先端部８７に前面シュラウド８１を填め込んだ形状としている。８８はインペラ本体である。８９は金属製のファンケース本体であり、これと一体化した金属製内周側シール部９０は樹脂製シュラウド先端部８７の内側全周に対して内接しており、かつ金属製上面シール部９１は樹脂製シュラウド先端部８７の内周側から上面にかけて接し、両シール部９０・９１は樹脂製シュラウド先端部８７から負荷がかかる様に圧接している。

以上の構成における動作を説明すると、インペラ本体８８が高速回転してインペラ吸込口８３から空気流がインペラ本体８８内に流れ込むが、インペラ吸込口８３近傍ではハブ８４およびインデューサ８５に沿ってスムーズに空気流が通過し、さらに連続したブレード８６へと流入し、前記インペラ本体８８の外周部から排出することになる。さらに樹脂製シュラウド先端部８７は金属製内周側シール部９０及び上面シール部９１で磨耗させられながら回転することになる。

以上のように本参考の形態の電動送風機用インペラによれば、インペラ本体８８内にインデューサ８５及びこれに連続した三次元的曲面を持つブレード８６を設けることにより、インペラの入口衝突損失及び剥離から引き起こる空気流の乱れによる損失を低減することができる。さらに二重のシール構成、すなわち樹脂製シュラウド先端部８７内周側に、金属製内周側シール部９０を、樹脂製シュラウド先端部８７上面には金属製上面シール部９１を圧接させているので、インペラ吸込口８３付近でのシール性がより一層向上し、漏れから生ずる還流による損失を防ぎ、さらに樹脂製シュラウド先端部８７と金属製内周側シール部９０との重なり合わさった部分が存在するため、インペラに振動や移動が起こってもシール性を維持し、かつ圧力によってインペラが極端に前面に移動した場合でも、インデューサ８５が金属製内周側シール部９０によって停止させられ、さらに金属製上面シール部９１がインペラの直径方向の振動や移動に対してシール性を維持することができる。さらに前面シュラウド８１が樹脂製シュラウド先端部８７に填め込まれているため、前面シュラウド８１と樹脂製シュラウド先端部８７との接合部からの空気流の漏れを抑えることができ、加えて前面シュラウド８１と樹脂製シュラウド先端部８７が強固に固定される。また金属製内周側シール部９０が、ファンケース本体８９と一体化のため、シール部周辺で高い強度が得られることから、安定した運転により空気流の乱れを減少させ、前記インデューサ８５の効果も含めて高い吸い込み能力を得ることができる。

（参考の形態５）
図８はインペラ及びファンケースの側断面図であり、図９はインペラの一部欠載斜視図であり、図８・図９において、１０１・１０２は一対の前面シュラウド・後面シュラウドである。１０３はインペラ吸込口である。１０４は山形のハブで、このハブ１０４上には複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製の案内翼、すなわちインデューサ１０５を有し、これに連続して板金ブレード１０６がインペラ外周へと延びている。１０８はインペラ本体であり、１０９は前面シュラウド１０１と面接触しているインデューサ１０５上に設けた断面がＴ字型のＴ字型面接触部である。

以上の構成における動作を説明すると、インペラ本体１０８が高速回転してインペラ吸込口１０３から空気流がインペラ本体１０８内に流れ込むわけなのだが、インペラ吸込口１０３近傍ではハブ１０４およびインデューサ１０５に沿ってスムーズに空気流が通過し、さらに連続したブレード１０６へと流入し、前記インペラ本体１０８の外周部から排出することになる。

以上のように本参考の形態の電動送風機用インペラによれば、インペラ本体１０８内にインデューサ１０５及びこれに連続した三次元的曲面を持つブレード１０６を設けることにより、インペラの入口衝突損失及び剥離から引き起こる空気流の乱れによる損失を低減することができる。さらにインデューサ１０５上に設けたＴ字型面接触部１０９が前面シュラウド１０１と面接触しているため、Ｔ字型面接触部１０９と前面シュラウド１０１との密着性が高く、インデューサ１０５付近の通路でのシール性が向上し、漏れから生ずる還流による損失を防ぎ、またインデューサ１０５が強固に固定されるため、変形が押さえられ、安定した運転により空気流の乱れの減少させ、前記インデューサ１０５の効果も含めて高い吸い込み能力を得ることができる。

なお、本参考の形態では、インデューサ１０５と前面シュラウド１０１の裏面とを面接触させるため、インデューサ１０５上にＴ字型面接触部１０９を設けたが、インデューサ１０５の上端面を前面シュラウド１０１の裏面の曲面に合わせて形状に削り、インデューサ１０５の上端面が前面シュラウド１０１の裏面に面接触するようにしてもよい。

（実施の形態１）
図１０はインペラの側断面図であり、図１１（ａ）はインペラの前面シュラウドの裏面図、図１１（ｂ）はインデューサ係合部の拡大図であり、図１０・図１１において、１１１・１１２は一対の前面シュラウド・後面シュラウドである。１１３はインペラ吸込口である。１１４は山形のハブで、このハブ１１４上には複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製の案内翼、すなわちインデューサ１１５を有し、これに連続して板金ブレード１１６がインペラ外周へと延びている。１１８はインペラ本体であり、１１９は前面シュラウド１１１に設けられた複数本の溝で、この溝１１９に対向し、かつ係合する係合部１２０がインデューサ１１５上に設けられている。前面シュラウド１１１の裏面に設けた溝１１９にインデューサ１１５の係合部１２０を挿入することで、係合部１２０と溝１１５とによりラビリンス構造を得ることができ、これら係合部分に発生する隙間から空気が漏れるのをラビリンス構造により抑制することができる。

以上の構成における動作を説明すると、インペラ本体１１８が高速回転してインペラ吸込口１１３から空気流がインペラ本体１１８内に流れ込むが、インペラ吸込口１１３近傍ではハブ１１４およびインデューサ１１５に沿ってスムーズに空気流が通過し、さらに連続したブレード１１６へと流入し、前記インペラ本体１１８の外周部から排出することになる。

以上のように本実施の形態の電動送風機用インペラによれば、インペラ本体１１８内にインデューサ１１５及びこれに連続した三次元的曲面を持つブレード１１６を設けることにより、インペラの入口衝突損失及び剥離から引き起こる空気流の乱れによる損失を低減することができる。さらにインデューサ１１５上に設けた係合部１２０が、前面シュラウド１１１上の溝１１９と係合しているため、係合部１２０と前面シュラウド１１１との間でラビリンス形状となり密着性が高まり、インデューサ１１５付近の通路でのシール性が向上し、漏れから生ずる還流による損失を防ぎ、またインデューサ１１５が強固に固定されるため、変形及び周方向のズレが押さえられ、安定した運転により空気流の乱れを減少させ、前記インデューサ１１５の効果も含めて高い吸い込み能力を得ることができる。

以上のように、本発明は、前面シュラウドとインデューサがラビリンスに接触しているので、特にインデューサ部での空気流の漏れから生じる還流が引き起こす空気出力の低下を押さえ、前記インデューサの作用も含め、吸い込み能力を向上するものであり、また、インデューサを前面シュラウドに簡単に取り付けることができ、その取り付けるための係合部における空気の漏れがラビリンス構造により大幅に低減することができるものであり、電動送風機の用途に幅広く適用できるものである。

本発明の第１の参考の形態による電動送風機用インペラ及びファンケースの側断面図 同電動送風機用インペラの一部欠載斜視図 本発明の第２の参考の形態による電動送風機用インペラ及びファンケースの側断面図 本発明の第３の参考の形態による電動送風機用インペラ及びファンケースの側断面図 同電動送風機用インペラの一部欠載斜視図 本発明の第４の参考の形態による電動送風機用インペラ及びファンケースの側断面図 同電動送風機用インペラの一部欠載斜視図 本発明の第５の参考の形態による電動送風機用インペラの側断面図 同電動送風機用インペラの一部欠載斜視図 本発明の第１の実施の形態による電動送風機用インペラの側断面図 （ａ）同電動送風機用インペラの前面シュラウドの裏面図（ｂ）同係合部の拡大図 従来の電動送風機の一部欠載側面図

符号の説明

２１・４１・６１・８１・１０１・１１１ 前面シュラウド
２２・４２・６２・８２・１０２・１１２ 後面シュラウド
２３・４３・６３・８３・１０３・１１３ インペラ吸込口
２４・４４・６４・８４・１０４・１１４ ハブ
２５・４５・６５・８５・１０５・１１５ インデューサ
２６・４６・６６・８６・１０６・１１６ 板金ブレード
２７・４７ 金属製シュラウド先端部
２８・４８・６８・８８・１０８・１１８ インペラ本体
２９・４９・６９・８９ ファンケース本体
３０・５０ 樹脂製内周側シール部
５１ 樹脂製上面シール部
６７・８７ 樹脂製シュラウド先端部
７０・９０ 金属製内周シール部
９１ 金属製上面シール部
１０９ Ｔ字型面接触部
１１９ 溝
１２０ 係合部

Claims (1)

1. 一対の前面シュラウド及び後面シュラウドと、この一対のシュラウド内に設けた複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製インデューサと、このインデューサに連接する複数枚の板金ブレードと、インデューサ内側に設けたハブと、前面シュラウド裏面に設けた複数本の溝と、この溝に対向しかつ係合する係合部をインデューサ上に備え、前記溝と前記係合部との係合部分はこれら両者間に隙間を設けたラビリンス構造とした電動送風機。

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