特開 2024-21922 渦流ブロワ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024021922

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】渦流ブロワ

(51)【国際特許分類】

   F04D 5/00 20060101AFI20240208BHJP

【ＦＩ】

F04D5/00 B

F04D5/00 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022125127

(22)【出願日】2022-08-04

(71)【出願人】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 健太

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB26

3H130AB55

3H130AC30

3H130BA07A

3H130BA13A

3H130CA01

3H130CA29

3H130CB09

3H130DA02Z

3H130DD01Z

3H130EA01A

3H130EA04A

3H130EC12C

(57)【要約】      （修正有）

【課題】渦流ブロワにおいて、騒音低減しつつ効率の良い流路となる分離型の隔壁形状を実現する。
【解決手段】円弧状の静止流路１２の端部に吸込通路１４と吐出通路１７が形成された渦流ブロワにおいて、静止流路１２と羽根車の間に、ケーシングに対して分離可能な隔壁板５０を設けた。隔壁板５０は、吐出通路１７の少なくとも一部を覆うような大きさにするとともに、隔壁板５０の吐出通路１７側の端部の外縁形状５３ｂを、ブレード３２の開口部側の端面形状と同一輪郭形状にて形成した。さらに、羽根車は、周方向断面形状が半円状であって金属の一体成型によって製造したものを用いるようにした。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を有する電動機と、
前記回転軸を中心とした環状の溝による静止流路を有するケーシングと、
前記静止流路の両端部において前記回転軸と平行方向に接続される吸込通路と吐出通路と、
前記電動機によって駆動されるものであって、前記静止流路に開口面を対向させるようにして遠心空間を画定する羽根車と、
前記羽根車を覆うケーシングカバーと、を有し、
前記羽根車は、円周方向に所定の間隔毎に設けられるとともに環状に配置された複数のブレードを備え、
前記ケーシングには、前記吸込通路と吐出通路を回転方向に向かって仕切る隔壁が設けられ、
前記隔壁と前記羽根車の間に、前記吐出通路の少なくとも一部を覆うようにした隔壁板を設け、
前記隔壁板の前記吐出通路側の輪郭は、前記ブレードの前記隔壁板に近接する前記ブレードの端面形状と同一の輪郭形状にて形成し、
前記羽根車の回転軸線方向から見て、前記隔壁板と前記吐出通路が周方向の前記吸込通路に近い側の一部だけ重なるように形成したことを特徴とする渦流ブロワ。

【請求項2】

前記静止流路の周方向断面形状は半円状であって、前記羽根車のケーシングの周方向断面形状は半円状であって、前記静止流路の溝の開口側と、前記羽根車の開口側が対向するように配置され、
前記隔壁板は、前記ケーシングの前記隔壁にねじ止めされることを特徴とする請求項１に記載の渦流ブロワ。

【請求項3】

前記羽根車の回転軸線方向から見て、前記吸込通路と前記隔壁板が重なるような形状とされることを特徴とする請求項２に記載の渦流ブロワ。

【請求項4】

前記隔壁板は、前記回転軸方向から見て、径方向内側から前記吐出通路と重なっている部分と、周方向の前記吸込通路に近い側から前記吐出通路と重なっている部分を有する形状とされることを特徴とする請求項１に記載の渦流ブロワ。

【請求項5】

前記隔壁板は、前記回転軸と前記吐出通路の中心軸線を結んだ仮想面と交差する位置に配置されることを特徴とする請求項４に記載の渦流ブロワ。

【請求項6】

前記隔壁板は、前記回転軸方向から見て、径方向外側の一部を除いて前記吸込通路と重なるように形成されることを特徴とする請求項５に記載の渦流ブロワ。

【請求項7】

前記羽根車は、湾曲部が設けられたシュラウドと、前記湾曲部によって形成される周方向に連続する空間を分割するように形成された複数枚のブレードを有し、
前記シュラウドと前記ブレードが金属の一体構造により形成され、前記ケーシングとは反対側の前記ブレードの縁部は前記シュラウドの内壁面と隙間なく接続されることを特徴とする請求項６に記載の渦流ブロワ。

【請求項8】

前記電動機の回転軸は、前記羽根車の回転中心と同軸上に配置され、
前記隔壁板は、前記回転中心から径方向に離れた位置において、前記吸込通路と前記吐出通路の間で固定されることを特徴とする請求項７に記載の渦流ブロワ。

【請求項9】

電動機と、
回転軸を中心とした円弧状の静止流路が設けられ、前記静止流路の端部に位置する吸込通路と吐出通路が形成されたケーシングと、
前記静止流路に対応させて円周方向に所定の間隔毎に設けられるとともに環状に配置された複数のブレードを備えた羽根車と、
前記回転軸方向に見て、前記ケーシングと前記羽根車の間に設けられ、前記吐出通路の少なくとも一部を覆うようにして前記ケーシングに固定具によって着脱可能に取り付けられる隔壁板と、
前記羽根車を覆うケーシングカバーと、を有し、
前記羽根車は、周方向断面形状が半円状となるシュラウドを有し、前記ブレードは、前記シュラウドの半円状の領域内において前記シュラウドのない壁面と隙間なく一体的に形成されることを特徴とする渦流ブロワ。

【請求項10】

前記ブレードは三次元的に湾曲した形状とされ、
前記隔壁板の前記吐出通路側の端部の外縁形状を、前記ブレードの前記隔壁板側に露出する前記ブレードの端面形状と同一輪郭形状にて形成すると共に、
前記羽根車の回転軸線方向から見て前記吐出通路と前記隔壁板が、周方向の前記吸込通路に近い側一部だけ重なり、径方向に一部だけ重なるように形成したことを特徴とする請求項８に記載の渦流ブロワ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、渦流ブロワに関する。

【背景技術】

【0002】

渦流ブロワは、単位羽根車の外径当たりの仕事を表す圧力係数が遠心式ブロワに比べ高いことが特徴で、比較的小容量のブロワとして従来から広く使用されている。この渦流ブロワに対する小型軽量化、高圧力化、更に低騒音化等に対する要求の高まりがあり、これに応じるために静止流路上に設けられた吸込通路と吐出通路の間を仕切る隔壁の形状についていろいろな提案がされている。このような渦流ブロワとして、特許文献１や特許文献２が知られている。

【0003】

図１２は、特許文献１の渦流ブロワ１０１の斜視図である。渦流ブロワ１０１は、台座１０２に取り付けられる電動機１０４を有し、電動機１０４はケーシング１１０に組み付けられる。ケーシング１１０は電動機１０４の回転軸１０５が回転自在に装着されるディスク部１１２ａと、ディスク部１１２ａの外側に一体に設けられた半円状の断面形状を有する溝である静止流路１１２を有する。回転軸１０５には羽根車１３０がナット１０６で取り付けられ、羽根車１３０は電動機１０４により回転駆動される。羽根車１３０は、回転軸１０５から径方向外側に延在するディスク部１３２と、ディスク部１３２の径方向外側に設けられたシュラウド１３１を有して形成され、シュラウド１３１の周方向と直交断面形状は略半円状に形成される。ケーシング１１０の外縁部分には円筒部１１２ｃが形成され、円筒部１１２ｃと嵌合するようにしてケーシングカバー１３９が取り付けられ、羽根車１３０はケーシング１１０とケーシングカバー１３９により覆われる。渦流ブロワ１０１は、静止流路１１２上に設けられた吸込通路１１４と吐出通路の間を回転方向に向かって仕切る隔壁板１５０（後述の図１３参照）が設けられる。

【0004】

図１３は、図１２の渦流ブロワ１０１のケーシング１１０と隔壁板１５０を正面から見た図である。ここでは、羽根車１３０のブレードの位置を重畳して図示している。隔壁板１５０の回転軸線Ａ１方向から見た外縁形状は、吐出通路１１７側と吸込通路１１４と吐出通路１１７の双方を覆うように十分な大きさを有する。ケーシング１１０の湾曲部１１２ｂは周方向に向けて形成される溝部であり、湾曲部１１２ｂの長さは１周にはわずかに足りない長さとされる。、湾曲部１１２ｂの周方向の一端側が吸込通路１１４に連通され、他端側が吐出通路１１７に連通される。吸込通路１１４から湾曲部１１２ｂに流入した空気は、羽根車１３０の回転によって点線２２ように旋回しながら矢印２２ａのように周方向の吐出通路１１７側に流れ、矢印２２ｂのように流れて吐出通路１１７から吐出される。羽根車のブレード１３２は、点線２２のような空気の回転を促すような湾曲したブレード形状とされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８－２９８０２７号公報

【特許文献2】特開２０１０－７６３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の渦流ブロワは、吸込通路１１４と吐出通路１１７の双方の通路を回転軸線Ａ１方向前側に投影した範囲を覆うように（交差するように）、隔壁板１５０を設けており、この隔壁板１５０を設けることにより吐出通路１１７側からの空気の逆流を防止している。逆流してしまうと十分に昇圧できず性能が低下するからである。特許文献１では、騒音低減を目的としたケーシングと一体の隔壁形状が記載されており、隔壁の吐出側の張り出しを小さくしている。このため、吐出通路と隔壁との間の空間に空気が滞り効率が低下する虞があった。発明者による検証によると、隔壁を設けたことによって吐出通路と隔壁との間の空間に空気が滞る現象が見られ、効率が低下していることが判明した。

【0007】

本発明の目的は、騒音低減しつつ効率の良い流路となる別体式の隔壁板を有する渦流ブロワを提供することにある。
本発明の他の目的は、羽根車を金属製の一体形成で製造し、羽根車とケーシングとの間に別体式の隔壁板を介在させることにより、高効率で騒音低減を実現した渦流ブロワを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の渦流ブロワは、吸込通路と吐出通路を隔てる隔壁に、別体式の隔壁板を設けるようにした。ケーシングは、回転軸を中心とした環状の溝を有する。羽根車は、環状の溝内に位置するとともに環状の溝を横切って円周方向に区画する複数のブレードと有する。渦流ブロワには、電動機の回転軸を中心とした円弧状の静止流路が設けられ、静止流路の端部に位置する吸込通路と吐出通路が形成されたケーシングと、静止流路に対応させて円周方向に所定の間隔毎に設けられるとともに環状の溝を横切って円周方向に区画する複数のブレードを備えた羽根車を有する。羽根車は電動機によって駆動される。

【0009】

本発明の他の特徴によれば、ケーシングの静止流路の端部には、吐出通路と吸込通路とを回転方向に向かって仕切るように隔壁が形成される。また、ケーシングの隔壁と羽根車の間に、ねじによって着脱可能な隔壁板を設けた。隔壁板の吐出通路側端部の外縁形状は、ブレードの隔壁板に近接する端面形状と同一輪郭形状にて形成すると共に、羽根車の回転軸線方向から見て、吐出通路と隔壁板が周方向の吸込通路に近い側一部だけ重なり、径方向に一部だけ重なるように形成した。

【0010】

本発明のさらに他の特徴によれば、吐出通路の投影範囲は、隔壁板と回転軸方向から見て重なっている部分と、隔壁板と回転軸方向から見て重なっていない部分を有する。吐出側端部は、回転軸と吐出通路を結んだ仮想直線上に位置している。羽根車は、湾曲部が設けられたシュラウドと、湾曲部によって形成される周方向に連続する空間を分割するように形成された複数枚のブレードを有し、シュラウドと、ブレードが金属の一体構造により形成される。さらに、羽根車のブレードとシュラウドの内壁面との間は隙間なく接続されており、ブレードによって分離された隣接する空間の間で空気の流通が阻止された状態にある。電動機の回転軸は、羽根車の回転軸と同軸上に配置される。

【発明の効果】

【0011】

本発明により、騒音を低減しつつ効率の良い渦流ブロワを実現できた。また、羽根車を金属製の一体形成で製造し、吐出通路と吸込通路の開口部に対して最適な形状を有する隔壁板を介在させたので、吐出通路の開口付近の空気の流れを従来よりもスムーズにすることができ、高効率で騒音を低減した渦流ブロワを実現できた。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施例の渦流ブロワ１の展開斜視図である。

【図2】図１の隔壁板５０を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図である。

【図3】図１の渦流ブロワ１のケーシング１０と隔壁板５０を正面から見た図であり、羽根車３０のブレード３２の位置を重畳して示している。

【図4】図３の部分拡大図である。

【図5】本実施例の渦流ブロワ１の羽根車３０の斜視図である。

【図6】本実施例の渦流ブロワ１の羽根車３０の（ａ）背面図と、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ’部の断面図である。

【図7】図３のＡ－Ａ’部を展開した状態の断面図である。

【図8】本発明の渦流ブロワ１と従来例の渦流ブロワの騒音性能を示す図である。

【図9】本発明の渦流ブロワ１と従来例の渦流ブロワの圧力性能曲線を示した図である。

【図10】本発明の第２の実施例に係る渦流ブロワ１Ａのケーシング１０と隔壁板６０を正面から見た図であり、羽根車３０のブレード３２の位置を重畳して示している。

【図11】図１０のＣ－Ｃ’部を展開した状態の断面図である。

【図12】従来例の渦流ブロワ１０１の展開斜視図である。

【図13】従来例の渦流ブロワ１０１のケーシング１１０と隔壁板１５０を正面から見た図であり、羽根車１３０のブレードの位置を重畳して示している。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ説明する。以下の図において、前後左右、上下の方向は図中の矢印で示す方向であるとして説明する。また、本実施例において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は、特に必要な場合を除き省略する。

【実施例0014】

図１は、本実施例の渦流ブロワ１の展開斜視図であり、ケーシング１０から、ケーシングカバー４０、羽根車３０（図４参照）、隔壁板５０を取り外した状態を示す図である。渦流ブロワ１の基本的な構成及び形状は、図１２で示した従来の渦流ブロワ１０１とほぼ同じ構成である。ケーシング１０は、回転軸線Ａ１を中心とした環状の溝（静止流路１２）を有しており、このケーシング１０の静止流路１２に対向するように羽根車３０（後述の図４参照）が配置される。羽根車３０の回転により吸込通路１４より取り込んだ空気を、ケーシング１０と羽根車３０との間に流入させ、十分に圧縮してから吐出通路１７を介して渦流ブロワ１の外部に排出する。

【0015】

本実施例の渦流ブロワ１と、図１２で示した従来の渦流ブロワ１０１との主な違いは、ケーシング１０の一部の形状と、羽根車３０（図４参照）の形状及び構造と、分離可能な隔壁板５０（図２参照）の形状である。渦流ブロワ１は、電動機４を動力源として、電動機４の回転軸５に取り付けられる羽根車３０（図４参照）を回転させる。羽根車３０は、ケーシング１０と、ケーシングカバー４０で覆われる空間内で回転することによって、吸込通路１４から空気を吸い込んで、羽根車３０とケーシング１０に形成された環状の溝である静止流路１２内を周方向に回転及び自転させながら空気を圧縮する。

【0016】

静止流路１２の周方向と直交断面の形状は、図１２にて示した形状と同じであり、半球状、又は、略半球状の形状とされる。静止流路１２は、図１のように前方側から見た形状が略円環状であるが、周方向に完全に連続した溝ではなく、吸込開口部１５と吐出開口部１８の間が隔壁２０によって分断されている形状である。隔壁２０の部分は、静止流路１２の内側の平坦なディスク部１３と同一面にて形成される。隔壁２０の部分には、隔壁板５０を固定するための３つのねじ穴２９が形成される。

【0017】

隔壁２０の右側には吸込開口部１５が形成される。吸込開口部１５は、円筒状の吸込通路１４の内壁と、半円形断面の静止流路１２との内壁を繋ぐ接続部分であって、吸込通路１４から流入する空気が、滞留することなくスムーズに静止流路１２と羽根車３０で囲まれる空間内に至るように後方側から前方側に行くにつれて徐々に開口が広がるように形成される部分である。吸込開口部１５の前方側縁部が、静止流路１２に接続される。吐出開口部１８は、半円形断面の静止流路１２の内壁から円筒状の吐出通路１７の内壁と、半円形断面の静止流路１２との内壁を繋ぐ接続部分であって、静止流路１２の端部から吐出通路１７へ吐出される空気が滞留することなくスムーズに流れるように滑らかな曲面にて形成される。吐出開口部１８は、静止流路１２の接続部分から後方側から行くにつれて徐々に開口が狭まるように形成され、吐出通路１７に接続される。

【0018】

渦流ブロワ１にて吸引される空気の吸込通路１４と、渦流ブロワ１から外部に排出される吐出通路１７は、電動機４の回転軸５と平行に、即ち前後方向に延在するように配置される。吸込通路１４の吸込開口部１５と、吐出通路１７の吐出開口部１８は、隔壁２０に隣接する。隔壁２０から吸込通路１４側には、前方視で略三角形状の突起１６が形成され、隔壁の２０から吐出通路１７側には、前方視で略三角形状の突起１９が形成される。突起１６と突起１９は、隔壁２０と一体に形成され、アルミニウム合金によって形成される。吸込通路１４と吐出通路１７（図では見えない）は、ケーシング１０から台座２にかけて設けられる。

【0019】

隔壁２０の前側面には、別体式の隔壁板５０が取り付けられる。隔壁板５０は、回転軸５に取り付けられる羽根車３０（図ではケーシングカバー４０内に位置しているため見えない）の後方側に位置するように装着されるもので、例えばアルミニウム合金等の金属製の板である。ここでは３本の図示しないねじを、ねじ穴５９ａ～５９ｃにそれぞれ貫通させて対応するねじ穴２９に螺合させる。ねじ穴２９は、上側に２つ、下側に１つの合計３つ設けられる。尚、ねじ穴２９を設けるのは、別体式の隔壁板５０を取り付けるためであるので、隔壁板５０をケーシング１０に安定して固定できるならば、ねじ穴の位置や数は任意である。また、ねじを用いた固定方法だけでなく、ねじと段差部を併用したり、凹凸等のその他の公知の固定手段を用いて隔壁板５０をケーシング１０に固定するようにしても良い。

【0020】

吸込通路１４は回転軸５にほぼ平行に、前後方向に延在し、吸込通路１４の後端部には図示しない吸込配管が接続される。図示しない吸込配管を介して外部から吸込通路１４に空気が供給される。吐出通路１７は、吸込通路１４とほぼ平行となって前後方向に伸びており、吐出通路１７の後端部付近には図示しない吐出配管を接続するための吸込通路１４側と同様のねじ部が設けられる。

【0021】

図２は１の隔壁板５０単体を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図である。隔壁板５０の機能は、渦流ブロワの圧力上昇を低下させないようにするもので、羽根車と隔壁板５０が非接触で、適当な隙間を保つように取り付けられる。隔壁板５０の周方向の長さは、複数のブレード枚数程度の長さ、ここではブレード３２の５枚の間隔分の長さとされ、吐出通路１７から吸込通路１４への漏れ流量を低減させる。隔壁板５０は、正面から見た際に略円環状の静止流路１２の前方側を覆うように形成されるため、図２（ａ）にて示すように、内周縁５１と外周縁５２が円弧状に形成される。隔壁板５０は、３つのねじ穴５９ａ～５９ｃで囲まれた領域の中心から一方側（吸込通路１４側となる右側）に延在する領域と、他方側（吐出流路１７側となる左側）に延在する領域を有する。隔壁板５０の静止流路１２側となる吸込側端辺５４は正面から見て直線状に形成される。隔壁板５０の吐出通路１７側となる吐出側端辺５３（５３ａ、５３ｂ）は正面から見て２つの直線状の縁部、即ち、第１縁部５３ａと第２縁部５３ｂの組み合わせで形成される。ここで第１縁部５３ａの二点鎖線で示す仮想延長線が、鉛直中心線Ｂ１（渦流ブロワ１の左右方向に見て回転軸５を通る仮想的な鉛直線）と第１の角度θ_１にて交差するように、即ち、鉛直中心線Ｂ１に対して斜めになるように形成される。同様に、第２縁部５３ｂの仮想延長線（図示せず）が第２の角度にて交差するように鉛直中心線Ｂ１に対して斜めになるように形成される。

【0022】

図２（ｃ）の背面図からわかるように、隔壁板５０の吸込通路１４側領域では、吸い込まれた吸気を静止流路１２内の所定の方向に向けるように導く３つの傾斜面（５６ａ、５６ｂ、５６ｃ）が形成される。メインテーパー面５６ａは、板厚ｔを有する裏面５０ｂ部分から板厚ｔを徐々に薄くする部分であり、ある程度薄くなった部分から右側の上側部分には、右側且つ上側に行くにつれて徐々に薄くするような上側テーパー面５６ｂが形成され、右側の下側部分には右側且つ下側に行くにつれて徐々に薄くするような下側テーパー面５６ｃが形成される。上側テーパー面５６ｂと下側テーパー面５６ｃの境界（稜線部分）は、完全な直線状ではなく、緩やかな曲線となるように稜線を配置して吸込通路１４から吸い込まれた空気が、静止流路１２で所定の方向に向くように案内する。吐出側端辺５３の裏側にも、整流の為に板厚を徐々に薄くしたテーパー面５３ｃが形成される。外周縁５２の裏側には段差部５２ａが形成される。

【0023】

下側テーパー面５６ｃの先端下側部分には凹部５７ａが形成され、凹部５７ａ付近の空気を案内面５７ｂによってブレード３２側へ案内するための傾斜面が形成される。案内面５７ｂの下側の切り欠き部５７ｃは整流の為に形成される。図２（ｂ）からわかるように、表面５０ａの吸込側端辺５４に近い部分は、中心線Ｂ１よりも離れるにしたがって厚さが薄くなるように表面５０ａ側が削られているような表側テーパー面５７ｄが形成される。

【0024】

図３は、渦流ブロワ１のケーシング１０と隔壁板５０を正面から見た図である。ここでは、隔壁板５０の前方側（紙面手前側）に位置する羽根車３０の輪郭も重畳するように図示している。羽根車３０のブレード３２と、隔壁板５０、吸込通路１４、吐出通路１７の位置関係を説明するために、ブレード３２を仮想的に細線で図示している。静止流路１２は周方向の一端側に吸込通路１４が開口し、他端側に吐出通路１７が開口する。図１からわかるように、円筒形の吸込通路１４の開口から静止流路１２の間はゆるやかな斜面にて形成された吸込開口部１５にて接続される。吸込開口部１５が２重の輪郭で示されているのは、外側の輪郭が静止流路１２との接続点を回転軸線Ａ１方向手前側に投影した輪郭線である。同様に、円筒形の吐出通路１７の開口から静止流路１２の間はゆるやかな斜面にて形成された吐出開口部１８に接続される。吐出開口部１８も吸込開口部１５と同様に２重の輪郭で示しており、外側の輪郭が静止流路１２との接続点を回転軸線Ａ１方向手前側に投影した輪郭線である。それぞれの開口部１５、１８の間には、吸込通路１４と吐出通路１７側とに仕切ると共に、静止流路１２の周方向の溝を分断する隔壁２０が設けられている。

【0025】

図３から理解できるように、断面Ａ－Ａ’線上において、隔壁板５０は吸込通路１４を覆う一方、隔壁板５０は吐出通路１７を部分的に覆うだけである。断面Ａ－Ａ’線は、回転軸線Ａ１を中心として、吸込通路１４と吐出通路１７の中心を通る円筒面である。図３で示した隔壁板５０の形状は、図２で示した隔壁板５０の第１縁部５３ａと、第２縁部５３ｂとはわずかに異なり、第１縁部５３ａと第２縁部５３ｂが曲面状にて形成されている。第１縁部５３ａと第２縁部５３ｂの形状を、直線の組み合わせで形成するか、緩やかな円弧状にて形成するかは、対向するブレード３２の輪郭形状に合わせて設定すればよい。図３に示す形状では第１縁部５３から第２縁部５３ｂに至る輪郭線を、羽根車３０のブレード３２の後端縁形状（３２ａ～３２ｃ）の円弧状の形状と相似に形成した。

【0026】

羽根車３０のブレード３２は、シュラウド３１の環状の溝を横切って円周方向に区画するように複数枚設けられており、環状の溝の開口面が静止流路１２に対抗するように位置づけられる。ブレード３２の形状は、圧力係数が高くなるように三次元的に湾曲した形状とされ、その後端側縁部は、内周側から外周側にかけて羽根車のブレード形状が径方向に直線的に延在する直線部３２ａが形成され、直線部３２ａの外側で大きな円弧部３２ｂとなる。すなわち、最も流れの変動が少ない流動中心で最終的に静止流路１２からブレード３２側への流れを遮断するような形状としている。ブレード３２は、円弧部３２ｂの外周側の端面３２ｃにてシュラウド３１に接続される。図３では、ブレード３２の前端の接続縁の輪郭、即ち、矢印３２ｄ～３２ｆの部分も視認できるであろう。矢印３２ｄで示すブレード３２の内側部分のシュラウド３１との接続位置は、矢印３２ｅに示すブレード３２の径方向中央部分の位置よりも回転方向に後退している位置にある。逆に、矢印３２ｆに示すブレード３２の径方向外側部分のシュラウド３１との接続位置は回転方向に湾曲している位置にある。ブレード３２とシュラウド３１は金属の鋳造品にて製造されるので、これらの接続部位には、隙間も繋ぎ目も存在しない。このように、従来では別体式で準備して、溶接等によってシュラウド３１に固定されていたブレード３２を、本実施例では一体に製造したので、ブレード３２で区画される個々の空間３５において空気の流れ、特に周方向軸線に対して回転する方向の空気の流れをスムーズに流すことが可能となる。

【0027】

図４は、図３と同じ図であり、吸込通路１４と吐出通路１７の外縁位置と隔壁板５０との位置関係を説明するための図である。ここで吸込通路１４側を見ると、隔壁板５０は円弧状に外周縁５２が形成され、回転軸線Ａ１から外周縁５２までの距離は一定である。吸込通路１４側で、吸込通路１４の断面形状円形の投影範囲と、隔壁板５０の位置を比べると、吸込通路１４の内周側の大部分の投影範囲が隔壁板５０にて覆われるが、最外周付近の矢印６１の間隔を有する部分に、吸込通路１４の投影範囲が隔壁板５０にて覆われない部位が存在する。一方、吐出通路１７側で見ると、最外周付近の矢印６２、６３を含む部分にて吐出通路１７の投影範囲が隔壁板５０にて覆われないことに加え、周方向の一方側（空気の流れで見ると風上側）の端部付近で矢印６４、６５のように吐出通路１７の投影範囲が隔壁板５０にて覆われない部位が存在する。このように、隔壁板５０の吐出側端辺５３と外周縁５２がいずれも吐出通路１７の投影範囲を部分的に覆うような位置関係となる。このように吐出通路１７では、吸込通路１４とは離れた部分の一部が隔壁板５０にて覆われないことにより、吐出通路１７側での空気の流れが改善される。

【0028】

図５は本実施例の渦流ブロワ１の羽根車３０の形状を示す斜視図である。羽根車３０のブレード３２は、ケーシング１０の静止流路１２で形成される環状の溝を横切って円周方向に区画するように複数枚設けられている。隣接するブレード３２間に区画される個々の空間３５は、回転軸線Ａ１の回転方向に等間隔で複数区画され、回転軸線Ａ１方向の後方側（ケーシング１０側）にだけ開口し、回転軸線Ａ１方向の前方側（ケーシングカバー４０側）には開口しないような非貫通空間となる。ケーシング１０の静止流路１２からブレード３２側へ流入する空気はブレード３２側からケーシング１０の静止流路１２に流出し、静止流路１２から空間３５に入るように回転しながら静止流路１２の径方向に沿って吸込通路１４から吐出通路１７まで移動する。矢印３７ａのように静止流路１２内からブレード３２側へ流入した空気は、ブレード３２間の非貫通空間３５内に入り、回転するブレード３２で加速されながら該貫通空間３５内を循環した後に、再びブレード３２側から矢印３７ｂのように流出して静止流路１２内に流入する。この際、羽根車３０の内周側から入った空気は、ブレード３２内で湾曲状に流動して遠心力により加速されながら、羽根車３０の外周側から静止流路１２に流出される。

【0029】

渦流ブロワ１の圧力上昇は、三次元構造により高静圧化を図っているブレード３２内を内周から外周に向かって増速された流れが静止流路１２に入ってから、静止流路形状に沿って内周側に案内される過程で減速、昇圧され、再びブレード３２へ内周側から流入し圧力上昇する過程が繰り返されることで行われる。このように何度か流れが渦を巻くように旋回する動作を繰り返し圧力上昇させるため、渦流ブロワの圧力は、（ブレード１枚あたりの圧力上昇）×（旋回回数）で決まる。圧力が上昇された空気（流体）は、ブレード３２と静止流路１２内を循環するようにして周方向に移動しながらさらに圧縮されて、吐出通路１７から外部に排出される。

【0030】

以上、本実施例の羽根車３０の空間３５は、前方側には非貫通のシュラウド３１にて覆われるので、後方側の静止流路１２に面する側にだけ開口することになる。この形状の羽根車３０の製造方法は、型を用いて一体状に製造できる。型による羽根車３０の製造手段としては、ダイカストやその他の鋳造技術を用いることができる。

【0031】

図６は本実施例の渦流ブロワ１の羽根車３０単体の図である。図６（ａ）は羽根車３０の背面図（渦流ブロワ１の後方側から羽根車３０を見た図）であり、（ｂ）は回転軸線Ａ１を通るＢ－Ｂ’部の断面図である。羽根車３０は回転軸５（図１参照）に固定されることによって電動機４によって駆動される。羽根車３０の回転中心には、円筒形の取付部３６が形成される。取付部３６の内面３６ａは円筒状であるが、回転方向の一部に、回転軸５に形成された図示しないキーと係合することにより羽根車３０の回転軸５に対する空転を防止するためのキー溝３６ｂが形成される。ねじ穴３９は羽根車３０を取外す際に用いられるものである。取付部３６の径方向外側には円盤状のディスク部３４が形成され、ディスク部３４の外側には円環状に形成されたシュラウド３１に接続される。シュラウド３１の内側には湾曲部３３が形成される。湾曲部３３の周方向に直交する断面形状は、図６（ｂ）で分かるように半球状である。図６（ｂ）には断面位置にブレード３２を図示していないが、図６（ａ）からわかるように周方向に２０枚のブレード３２が形成される。

【0032】

ブレード３２の形状は平面ではなくて三次元的に複雑な形状とされる。内周側から外周側にかけて直線部３２ａが形成され、直線部３２ａの外側では大きな円弧部３２ｂとなり、円弧部の端面３２ｃにて羽根車３０のシュラウド３１の外周縁に接続される。ブレード３２の前側は、内側部分が回転方向より大きく後退した位置３２ｄにてシュラウド３１の湾曲部３３に接続され、そこから徐々に回転方向前側に向かうようにして、矢印３２ｅの位置にて湾曲部３３に接続され、矢印３２ｆ付近でシュラウド３１の最外面に接続される。このように複雑な形状とされるブレード３２であるが、他方で、鋳造による一体成型が可能となるようにその形状が決定される。

【0033】

図７は図３のＡ－Ａ’部を展開した状態の断面図である。隔壁板５０は羽根車３０が吐出通路１７に来た時点で膨張した空気をブレード３２で切るようにして吐出通路１７へ排出空気８６として導く役割と、吐出側から吸込側への空気の逆流を防止する役割をしている。空気が逆流してしまうと、十分に昇圧できず性能が低下するためである。隔壁板５０が風上側に十分長い場合には逆流防止の効果が高くなるが、隔壁板５０が流路を塞ぐことで性能が低下する。本実施例では、吐出通路１７と隔壁板５０の吐出側形状が回転軸方向に一部分だけ重なるように構成することにより、吐出通路１７より吸込通路１４側への逆流を防ぎつつ、滞留なくスムーズに空気を吐出通路１７へ流すことが可能となる。隔壁板５０の背後に収まるブレード３２の枚数（仕切り枚数）は、吐出側の圧力が一番高くなる枚数に調整される。騒音の問題については、静止流路１２の吸込側に比べて吐出側の圧力変動は小さく、音の発生も小さいと考えられるため、有効な静止流路を長くし、静止流路１２内で空気の旋回する回数を増加させることにより、騒音が増えることなく圧力上昇させることが可能となる。このように、吐出通路１７の回転軸線Ａ１方向の投影範囲に、隔壁板５０が部分的に重なるように構成することが好ましい。

【0034】

吸込通路１４の前方側においては、円周方向に隔壁板５０が突出して形成され、周方向に見て吸込通路１４の全体を覆うようになっている。隔壁板５０の吸込側端辺５４（図４参照）は吸込通路１４の回転軸線Ａ１方向の投影範囲を横切る方向に延びている。ここでは、隔壁板５０の吸込側端辺５４の稜線部分５８が吸込通路１４側の投影範囲よりも風下側にまで伸びていることが理解できるであろう。このように隔壁板５０は吸込通路１４のほぼ全体を覆うようになっているので、吸込通路１４がブレード３２の後端面（円弧部３２ｂ）に直接対向することはない。一方、吐出通路１７のうち吐出側端辺５３により覆われない部分、即ち矢印３８の部分においてはブレード３２が吐出通路１７の開口部分と直接対向することになる。

【0035】

羽根車３０を電動機４により回転させると、吸込通路１４により案内されて矢印８１で示すように静止流路１２から羽根車３０内に空気が流入する。流入された空気は、羽根車３０のブレード３２相互間の空間３５を内周から外周に向かって増速され、図１３の矢印２２ａ、２２ｂにて示したように、静止流路１２内を円周方向に案内されて減速、昇圧される過程と、羽根車の空間３５内に流入及び排出される過程とが繰り返される。このようにして静止流路１２を羽根車３０との間の空気は、螺旋状に流れながら繰り返して運動エネルギーが羽根車３０により与えられて加圧される。加圧された空気は、図７において矢印８６で示すように吐出通路１７を介して外部に案内される。

【0036】

本実施例では、静止流路１２の両端部間を仕切る隔壁２０の前面側に別体式の隔壁板５０が設けられる。隔壁板５０と吐出側端辺５３の断面形状として、板厚が端部から徐々に増加するテーパー状にて形成される。隔壁板５０の表面５０ａの回転軸線Ａ１方向の位置は、ディスク部１３（図１参照）の位置と同一になっている。尚、隔壁板５０の表面５０ａの回転軸線Ａ１方向に見た位置は、環状の静止流路１２の開口面とほぼ同一面となっている。隔壁板５０の吸込通路１４側は、隔壁板５０の板厚を表面５０ａ側及び裏面５０ｂ側から削ることにより、図７に示すようにテーパー面が回転方向に傾斜するように形成されるので、矢印８１に示す吸込空気が静止流路１２に到達した直後の空間（膨張空間２３）に効率よく流入される。

【0037】

隔壁板５０と羽根車３０との間の回転軸線Ａ１方向に見た隙間Ｃ１は０．３～０．５ｍｍ程度に設定され、膨張空間２３の回転軸線Ａ１方向に見た隙間Ｃ２は５ｍｍ程度に設定される。膨張空間２３の隙間Ｃ２は隙間Ｃ１に比して大きく設定されているので、繰越流は膨張空間２３において膨張して減圧される。膨張空間２３の隙間寸法を大きくし過ぎると、外周部を移送された繰越流が静止流路１２の内周側に流出し易くなって性能低下が起きたり、急激な膨張による圧力変動が発生したりして新たな騒音発生源となる虞があるが、隙間Ｃ２の大きさを調整することによって膨張した空気の流れに方向性を付与して風切り音による騒音の発生を抑制することができる。

【0038】

以上のように本実施例では、隔壁板５０は吸込通路１４を部分的に覆うようにして吸込側端辺５４を吸込通路１４を横切る位置に設け、吐出側端辺５３は吐出通路１７を部分的に覆うようにして吐出側端面を吐出通路１７を横切る位置に設けた。この結果、隔壁板５０と吐出側端辺５３を含めた隔壁板５０の円周方向の長さは、隔壁板５０と吐出側端辺５３を吸込通路１４と吐出通路１７をそれぞれ全体的に覆うようにした場合よりもわずかに短くできる。隔壁板５０の円周方向の最小長さは、吸込通路１４と吐出通路１７との間の圧力漏れを防ぐ長さに設定され、通常ではブレード３枚分の円周方向間隔に対応させた長さに隔壁板５０を設定すれば圧力漏れを防止できる。また、ブレード３２の枚数を増加させれば隔壁板５０の円周方向長さを短くすることができるが、一般的にはブレード枚数を増加させると、空力性能が低下する傾向があり、隔壁板５０の円周方向長さを短くするのには限界がある。本発明の渦流ブロワ１においては、隔壁板５０の円周方向長さをブレード５枚分の間隔に対応させることにより、空力特性を低下させることなく、吸込通路１４と吐出通路１７との間のシール性を確保するようにしている。

【0039】

図８は渦流ブロワ１の騒音性能を示す図である。これらは図２で示す隔壁形状を有する本実施例と図１２で示した従来例（比較例）の騒音性能を示した図である。なお本明細書においてオクターブバンド中心周波数は、ある周波数を中心にして上限と下限の周波数比が１オクターブとなる周波数の帯域（バンド）の中心の周波数を呼ぶ。また、オクターブバンドを１／３に分割したものを１／３オクターブバンドとする。各図の横軸に１／３オクターブバンド、縦軸に騒音レベル［ｄＢ］を示す。上段の（ａ）に周波数５０Ｈｚの騒音特性９１を示し、下段（ｂ）に周波数６０Ｈｚ時の騒音特性９４の結果を示す。前述の通り、吸込側に比べて吐出側の圧力変動は小さく、音の発生も小さいと考えられ、回転方向に向かって有効なシールを持つ仕切り枚数が同じため、本実施例では耳ざわりに聞こえる特定の周波数範囲、特に矢印９３、９６の部分が従来例の騒音特性９２、９５と同等であるので、騒音を増大させることなく効率向上を図ることができ、騒音性能は比較例と同等レベルに維持することが可能となった。

【0040】

図９は渦流ブロワ１の圧力性能曲線９７を示した図であり、図２で示す隔壁形状を有する本実施例と図１２で示した従来例を比較したものである。横軸に風量［ｍ^３／ｍｉｎ］、縦軸に風圧［ｋＰａ］を示している。発明者による比較の結果、本実施例では従来例（比較例）の圧力性能曲線９８に比べて、最大風圧は維持しつつ、中風量帯にて効率の良い流路が実現できたので、トータル性能において従来例の性能を上回ることが確認できた。

【実施例0041】

次に、図１０及び図１１を用いて本発明の第２の実施例を説明する。図１０は本発明の第２の実施例に係る渦流ブロワ１Ａのケーシング１０と隔壁板６０を正面から見た図であり、羽根車３０のブレードの位置を重畳して示している。第２の実施例では、図１～図７で示した渦流ブロワ１に比べて、隔壁板６０の形状が異なるものの、他の構成要素は同じである。隔壁板６０は３つのねじ穴６９ａ～６９ｃによって囲まれる領域よりも吸込通路１４側の形状は、第１の実施例の隔壁板５０と同じであるが、吐出通路１７側の大きさが第１の実施例とは異なる。隔壁板６０の吐出側端辺６３の輪郭形状は、羽根車３０のブレード３２の形状と同じになるように形成される。一方、隔壁板６０と吐出通路１７の回転軸線Ａ１方向への投影範囲との重なりが、図３、図４で示した第１の実施例における重なりよりも小さい。

【0042】

第２の実施例では吐出通路１７の投影範囲に少しの領域であるが隔壁板６０が位置するため、隔壁板６０にて吐出される空気を切ることができ、吐出通路１７付近の特定部分９０の空気の滞留が少なくて効率の良い流路が形成される。この構成を実現可能とするために、３つのねじ穴６９ａ～６９ｃの間隔を狭くし、図１０にて示す三角形を図３で示した三角形よりも若干小さくなるように、ケーシング１０側のねじ穴３９の配置を変更する。この結果、ねじ穴６９ａと隔壁板６０の吐出側単辺６３の位置を近く形成でき、吐出通路１７の投影範囲に重なる隔壁板６０の面積を、第１の実施例に比べて小さくすることができる。また、このようにねじ穴２９（図１参照）、６９ａの位置を移動したとしても、隔壁板６０の吐出側単辺６３の吐出側形状を、隔壁板６０に近接するブレード３２の輪郭形状に沿った曲線にて形成できる。この際の隔壁板６０は、回転軸線Ａ１から吐出通路１７の中心線を結んだ仮想直線２５上にあるので、ねじ取付位置（ねじ穴２９：図１参照）の設計自由度を高めることができ、ケーシング１０に応じた取付の強度を高めることができた。

【0043】

図１１は、図１０のＣ－Ｃ’断面にて展開した状態の断面図である。羽根車３０は、第１の実施例と同じものを使用しており、ブレード３２は、図４（ａ）および図５（ａ）に示された羽根車３０と同一である。羽根車３０のブレード３２の回転方向前方側は、凹面となるように湾曲された形状となっており、図１１に示されるようにブレード３２の後端面（円弧面３２ｂ）は、回転方向に向けて湾曲して形成される。羽根車３０を電動機４により回転させることにより吸込通路１４により案内されて静止流路１２から羽根車３０の空間３５内に流入した空気は、羽根車３０のブレード３２相互間の空間３５を内周から外周に向かって増速されてから静止流路１２側に排出され、静止流路１２内を回転しながら円周方向に案内されることにより減速・昇圧される過程と、再度遠心溝３５内に流入する過程とが繰り返される。このようにして渦流ブロワ１内において吸入された空気は、図１３で示した矢印２２ａ、２２ｂで示したのと同じように螺旋状に流れながら、繰り返して運動エネルギーが羽根車３０により与えられて加圧される。加圧された空気は、吐出通路１７を介して外部に案内される。この際、羽根車３０の先端が吐出通路１７側にわずかに延在するので、隔壁板６０の吐出側端面６３の一部が排出空気１８６を吐出通路１７に向くようにガイドすることができる。

【0044】

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、隔壁板５０、６０の形状、特に吸込通路１４側の吸込開口部１５付近の形状は、図７、図１１に示した吸込空気８１の流れを乱さないような形状であれば他の形状にて形成しても良い。また、使用される羽根車３０は、ブレード３２の形状を変更しても良い。また、羽根車３０のブレード３２とシュラウド３１が一体式でなくて、従来のようにブレード３２とシュラウド３１が溶接で接続されるような形式であっても本発明による隔壁板５０、６０を適用することができる。さらには、上述した隔壁板５０、６０は金属製だけでなく、樹脂製、セラミック製など、他の材料で製造しても良い。