送風機、送風機ユニット及び冷却塔
【課題】大がかりな部材を用いることなく騒音を低減させることができる送風機、及び該送風機を備えた冷却塔を提供する。
【解決手段】冷却塔に用いられる送風機であって、ハブ１と、該ハブに設けられ、該ハブを中心にして回転する複数枚の羽根２と、を備え、該羽根の前縁２ａから後縁２ｂに向かう外周端部２ｃにおいて吐き出し側に立設した翼端板３を有する送風機１０、及び該送風機を備えた冷却塔１００とする。
【解決手段】冷却塔に用いられる送風機であって、ハブ１と、該ハブに設けられ、該ハブを中心にして回転する複数枚の羽根２と、を備え、該羽根の前縁２ａから後縁２ｂに向かう外周端部２ｃにおいて吐き出し側に立設した翼端板３を有する送風機１０、及び該送風機を備えた冷却塔１００とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却塔において強制通風を行うために用いられる送風機、該送風機を備えた送風機ユニット、及び該送風機ユニットを備えた冷却塔に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物に設けられた空調や冷凍機などの設備に用いられる冷却水は、使用すると温度が上昇する。このように温度が上昇した冷却水を冷却して再度利用するためには、一般的に冷却塔が用いられている。冷却塔とは、冷却水などの熱媒体を大気と直接又は間接的に接触させて冷却することができる熱交換器の一種である。冷却塔における熱媒の冷却は、送風機を用いて冷却塔内に強制的に吸い込んだ空気と熱媒とを直接又は間接的に接触させることによって行われる。よって、送風機の送風能力は冷却塔における熱媒の冷却効率に大きな影響を与える。したがって、冷却塔には送風能力が高い（送風量が多い）送風機を備えることが好ましい。
【０００３】
しかしながら、送風機はその送風能力に比例して騒音が大きくなる傾向がある。かかる問題点に鑑みて、冷却塔の騒音対策に関する技術がこれまでにいくつか開示されている。例えば特許文献１には、冷却塔のファンケーシングの出口周囲に音波の干渉作用によって減音を行う干渉型減音装置を取り付けると共に、冷却塔本体のルーバー面に吸音材を貼付したことを特徴とする低騒音型冷却塔が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、強制通風用の軸流型送風機において、各ファンは幅広のものとしてあり、ケーシングである円筒体は直管部と、この直管部の排気側に連なり排気口を形成する末広がりのテーパ部とからなり、このテーパ部と前記直管部の接続箇所は、前記各ファンの中心とこのファン下流側端部との中間で、ファン上流側端部から羽根高さの５０％〜７０％程度の高さに位置していることを特徴とする送風機が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、冷却塔で強制通風を行う冷却塔用送風機において、前記冷却塔の熱交換部分より通風経路下流側に配設され、前記熱交換部分を通じて空気を軸方向から吸い込み、略遠心方向に送出する遠心ファンと、当該遠心ファンの周囲を取囲む略矩形又は方形開口形状の略筒状体で形成され、当該略筒状体の前記冷却塔熱交換部分側とは逆側の端部開口を空気の吐出口とされてなるケーシングと、前記ケーシングの通風経路上流側端部を閉塞する略板状体で形成され、前記遠心ファンの空気吸込側端部周囲に所定の隙間を介して近接する口縁を有する開口部が前記略板状体の略中央に形成されてなる気流案内板とを備えることを特徴とする冷却塔用送風機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１９６３７４号公報
【特許文献２】実開平６−０３０６６７号公報
【特許文献３】特開２０００−１４５６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１〜３に記載された技術によれば、冷却塔に備えられた送風機の騒音を低減することができると考えられる。しかしながら、これらの従来技術では、大がかりな部材を用いることで騒音の低減を図っているため、冷却塔の製造コストが大幅に増大するという問題があった。また、大がかりな部材を設置することによって、冷却塔上部の歩行スペース（メンテナンス時に作業者が歩行するスペース）が狭くなり、冷却塔のメンテナンス性が悪くなるという問題もあった。さらに、大がかりな部材を設置することによって冷却塔の全高が高くなり、輸送時には送風機と冷却塔本体とを分割しなければならなくなるという問題もあった。この場合、設置現場で送風機と冷却塔本体とを組み立てなければならなくなり、設置に多くの時間と費用を要するという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、大がかりな部材を用いることなく騒音を低減させることができる送風機、該送風機を備えた送風機ユニット、及び該送風機ユニットを備えた冷却塔を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明について説明する。
【００１０】
本発明の第１の態様は、冷却塔に用いられる送風機であって、ハブと、該ハブに設けられ、該ハブを中心にして回転する複数枚の羽根と、を備え、羽根の前縁から後縁に向かう外周端部において吐き出し側に立設した翼端板を備える、送風機である。
【００１１】
本発明において「吐き出し側」とは、送風機によって空気が吐き出される側を意味する。また、以下の本発明の説明において、送風機に空気が吸い込まれる側を「吸い込み側」という。「羽根の前縁から後縁に向かう外周端部において吐き出し側に立設した翼端板」とは、羽根の外周端部側の一部を折り曲げることによって翼端板が形成されている形態、及び、翼端板が別部材として作製された後に羽根の外周端部に取り付けられた形態を含む概念である。また、「羽根の前縁から後縁に向かう外周端部において吐き出し側に立設した翼端板」とは、羽根の前縁と後縁との間の外周端部の少なくとも一部において翼端板が立設されていることを意味し、羽根の前縁と後縁との間の外周端部の全体に翼端板が立設されている形態に限定される概念ではない。ここに「立設」とは、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、翼端板のハブ側の面が羽根の回転軸に対して平行になっている形態を含み、当該断面視において、翼端板のハブ側の面が羽根の回転軸に対して±３０度となるように翼端板が形成されている形態も含む概念である。また、「立設」とは、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、翼端板の根元（翼端板の立ち上がり部分）に角ができるように翼端板が形成される形態に限定されず、翼端板の根元に角ができないように翼端板が形成される形態も含む概念である。上記翼端板を設けることによって、羽根の外周端部において吐き出し側から吸い込み側へと流れる空気を減らし、騒音を低減させることができる。
【００１２】
上記本発明の第１の態様の送風機において、翼端板の高さが羽根の回転直径に対して０．２％以上６．０％以下であることが好ましい。
【００１３】
羽根の外周端部において吐き出し側から吸い込み側へと流れる空気を減らすためには、翼端板の高さは高い方が好ましい。しかしながら、翼端板が大き過ぎると羽根が重くなることによって様々な問題を生じる虞がある。したがって、翼端板の高さは羽根の回転直径に対して０．２％以上６．０％以下であることが好ましく、０．３％以上４．０％以下であることが更に好ましく、０．５％以上２．０％以下がより好ましい。なお、「翼端板の高さ」とは、送風機を設置した状態で、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、翼端板の根元（翼端板の立ち上がり部分）から翼端板の吐き出し側の端部までの羽根の回転軸に平行な方向の距離を意味する。場所によって翼端板の高さが異なる場合は、翼端板の高さの平均値を上記範囲とすることが好ましい。
【００１４】
上記本発明の第１の態様の送風機において、翼端板のハブ側の面が羽根の回転軸に対して略平行であることが好ましい。
【００１５】
本発明において「翼端板のハブ側の面が羽根の回転軸に対して略平行である」とは、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、翼端板のハブ側の面と羽根の回転軸とが略平行であることを意味する。また、ここで「略平行」とは、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、羽根の回転軸に対する翼端板のハブ側の面の傾きが±５度であることを意味する。このように翼端板のハブ側の面を羽根の回転軸に対して略平行にすることによって、羽根の外周端部において吐き出し側から吸い込み側へと空気が流れるのを妨げ易くなり、騒音を低減し易くなる。
【００１６】
本発明の第２の態様は、上記本発明の第１の態様の送風機、及び該送風機を覆う円筒状のケーシングを備えた送風機ユニットである。
【００１７】
上記本発明の第２の態様の送風機ユニットにおいて、ケーシングの内面と送風機に備えられた翼端板のケーシング側の面とが略平行であることが好ましい。
【００１８】
本発明において「ケーシングの内面と送風機に備えられた翼端板のケーシング側の面とが略平行である」とは、ケーシングの内面と送風機に備えられた翼端板のケーシング側の面との距離が、翼端板のケーシング側の面のどの地点においても同一であり、送風機を設置した状態で、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、ケーシングの内面と翼端板のケーシング側の面とを略平行であるとみなせる状態であって、羽根を回転させた際に生じる翼端板とケーシングとの間での空気の乱流の低減効果が得られる程度の状態を意味する。また、ここで「略平行」とは、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、ケーシングの内面に対する翼端板のケーシング側の面の傾きが±５度であることを意味する。このようにケーシングの内面と翼端板のケーシング側の面とを略平行に設置することで、上記乱流を低減させることができるため、騒音を低減させることができる。
【００１９】
また、上記本発明の第２の態様の送風機ユニットにおいて、ケーシングの内面と送風機に備えられた翼端板との距離が０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
送風機に備えられる羽根が大きい方が送風能力を向上させ易いため、ケーシングの内面と翼端板との距離（以下、「チップクリアランス」ということがある。）は狭い方が好ましい。しかしながら、チップクリアランスが狭すぎると安全性に問題を生じる虞がある。すなわち、チップクリアランスが狭すぎると、ケーシングと羽根（翼端板）とが接触したり、ケーシングに付着した塵などの異物と羽根（翼端板）とが接触したりして、送風機が破損する虞がある。したがって、チップクリアランスは０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが更に好ましく、２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２１】
本発明の第３の態様は、上記本発明の第２の態様の送風機ユニットを備えた冷却塔である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、大がかりな部材を用いることなく騒音を低減させることができる送風機、該送風機を備えた送風機ユニット、及び該送風機ユニットを備えた冷却塔を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】冷却塔１００を概略的に示した断面図である。
【図２】送風機ユニット１０を概略的に示した平面図である。
【図３】図３（Ａ）は図２に示した一点鎖線ＩＩＩＡ−ＩＩＩＡに沿った断面を概略的に示した図であり、図３（Ｂ）は図２に示した一点鎖線ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢに沿った断面を概略的に示した図である。
【図４】従来の送風機ユニットの断面の一部を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。なお、各図面は、図示と理解のしやすさの便宜上、簡略化している。また、各図面において、同様の構成のものには同じ符号を付しており、繰り返しとなる符号は一部省略している場合がある。
【００２５】
図１は、本発明の冷却塔の一つの実施形態に係る冷却塔１００を概略的に示した断面図である。冷却塔１００は、冷却塔本体２０及び冷却塔本体２０の上部に設置された送風機ユニット１０を備えている。冷却塔１００は、後に詳述する本発明の送風機ユニット１０を備える以外は、公知の送風機と同様の構成である。すなわち、冷却塔本体２０としては、公知の冷却塔と同様のものを用いることができる。
【００２６】
冷却塔本体２０の側面にはルーバー２１が形成されている。送風機ユニット１０に備えられた送風機１１を稼働させることによって、図１に白抜き矢印で示したように、冷却塔本体２０の側面（ルーバー２１）から冷却塔本体２０内に空気が吸い込まれ、該空気は冷却塔本体２０内を流通して冷却塔１００の上部から吐き出される。このようにして送風機１１によって冷却塔本体２０内に空気を強制的に流すことにより、冷却塔本体２０内において外部から供給された熱媒体を冷却することができる。より具体的には、冷却塔本体２０の内部には充填材２２が備えられており、冷却塔本体２０内に空気を強制的に流すことによって、該充填材２２において空気と外部から供給された熱媒体とを直接又は間接的に接触させることにより、空気と熱媒体との間で熱交換を行い、熱媒体を冷却することができる。
【００２７】
次に、本発明の送風機ユニットの一つの実施形態に係る送風機ユニット１０について説明する。図２は、送風機ユニット１０を概略的に示した平面図である。図２において、紙面手前側が送風機ユニット１０に備えられた送風機１１によって空気が排出される側（吐き出し側）であり、紙面奥側が送風機１１に空気が吸い込まれる側（吸い込み側）である。また、図２に示した破線は、羽根２を回転させたときに羽根２のケーシング４側の端部が形成する円である。図３は、送風機１１に備えられる羽根２の断面を概略的に示した図である。すなわち、図３（Ａ）は図２に示した一点鎖線ＩＩＩＡ−ＩＩＩＡに沿った断面（羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面）を概略的に示した図であり、図３（Ｂ）は図２に示した一点鎖線ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢに沿った断面を概略的に示した図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）において、紙面上側が吐き出し側であり、紙面下側が吸い込み側である。
【００２８】
図２に示したように、送風機ユニット１０は、送風機１１と送風機１１を覆う円筒状のケーシング４とを備えている。また、送風機１１は、ハブ１と、ハブ１に設けられ、ハブ１を中心にして回転する複数枚の羽根２とを備えている。羽根２は、前縁（羽根２の回転方向前方の縁）２ａから後縁（羽根２の回転方向後方の縁）２ｂに向かう外周端部２ｃにおいて、吐き出し側（図２の紙面手前側）に立設した翼端板３を備えている。ここに「立設」とは、羽根２の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、翼端板３のハブ１側の面が羽根２の回転軸に対して平行になっている形態を含み、当該断面視において、翼端板３のハブ１側の面が羽根２の回転軸に対して±３０度となるように翼端板３が形成されている形態も含む概念である。また、「立設」とは、羽根２の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、図３（Ａ）に例示したように翼端板３の根元（翼端板の立ち上がり部分）３ｃに角ができるように翼端板３が形成される形態に限定されず、翼端板３の根元３ｃに角ができないように翼端板３が形成される形態も含む概念である。後に詳述するように、翼端板３を設けることによって、羽根２の外周端部２ｃにおいて吐き出し側から吸い込み側へと流れる空気を減らし、騒音を低減させることができる。
【００２９】
送風機１１は、ハブ１を中心にして複数の羽根２を図２に示した矢印Ｒの方向に回転させることによって、図２の紙面奥側から吸い込んだ空気を、図２の紙面手前側に吐き出すことができる。羽根２は図３（Ｂ）に示したように前縁２ａから後縁２ｂに向かうにつれて反り返るように湾曲しているため、羽根２を上記のように回転させると、羽根２の一方の面２ｄ側の空気の流れＡ１に比べて羽根２の他方の面２ｅ側の空気の流れＡ２が速くなり、面２ｄ側が正圧になるとともに面２ｅ側が負圧になる。以下、面２ｄを正圧面２ｄと表記し、面２ｅを負圧面２ｅと表記することがある。
【００３０】
羽根２の形態は、後述する翼端板３を備える以外は公知の送風機に備えられる羽根と同様とすることができる。また、ハブ１及びケーシング４の形態も特に限定されず、公知の送風機ユニットに備えられるハブ及びケーシングと同様のものを用いることができる。
【００３１】
送風機ユニット１０によれば、羽根２が翼端板３を備えていることによって、羽根２を回転させた際に生じる騒音を低減させることができるとともに、送風能力を向上させることができる。送風機ユニット１０による効果を具体的に説明する前に、従来の送風機ユニットについて説明する。
【００３２】
図４は、従来の送風機ユニット１１０の断面の一部を概略的に示した図であり、図３（Ａ）と同様の視点から見た図である。送風機ユニット１１０は、送風機１１１と送風機１１１を覆う円筒状のケーシング１０４とを備えている。従来の送風機ユニット１１０では、羽根１０２を回転させた際、羽根１０２の外周端部１０２ｃにおいて、正圧面１０２ｄ側からケーシング１０４と羽根１０２の外周端部１０２ｃとの隙間（チップクリアランス）Ｃ３を通って負圧面１０２ｅ側に向かう空気の流れＡ３が形成される。このようにしてチップクリアランスＣ３に空気が流れ込むと、そこで騒音を生じる。すなわち、チップクリアランスＣ３が送風機ユニット１１０によって生じる騒音に大きな影響を与えている。したがって、この騒音を低減させるためには、チップクリアランスＣ３を小さくして空気の流れＡ３を少なくすることが考えられる。チップクリアランスＣ３を小さくするためには、羽根１０２が回転した際に羽根１０２とケーシング１０４とが接触することを防ぐため、ケーシング１０４の内面を精度良く形成することが求められる。しかしながら、実際には、ケーシング１０４の内面を精度良く形成することは困難を極めるとともに、精度を上げるとケーシング１０４の製造コストが上がることになる。また、チップクリアランスを極端に小さくすることは安全上好ましくない。すなわち、チップクリアランスが狭すぎると、ケーシングと羽根とが接触したり、ケーシングの内面に付着した異物と羽根とが接触したりして、送風機が破損する虞がある。また、送風機ユニットにおいて騒音を低減するためには、送風機の羽根の枚数を増やしたり、羽根を大きくして羽根の回転数を少なくしたりすることも考えられる。しかしながら、このような対策は送風機ユニットの製造コストを大幅に増加させることとなる。したがって、従来の送風機ユニットでは騒音を低減させることが難しかった。
【００３３】
一方、本発明の送風機ユニットによれば、安全性を損なうことなく、製造コストを増大させずに騒音を低減させることができる。以下、図３に戻って、送風機ユニット１０を例にして具体的に説明する。
【００３４】
送風機１１に備えられた羽根２は、前縁２ａから後縁２ｂに向かう外周端部２ｃの少なくとも一部において、吐き出し側に立設した翼端板３を備えている。送風機１１によれば、翼端板３が備えられていることによって、羽根２の外周端部２ｃにおいて正圧面２ｄ側から負圧面２ｅ側へと空気が流れ込むことを抑制することができる。すなわち、送風機ユニット１０によれば、チップクリアランスＣ１（図３（Ａ）参照）に空気が流れ込むことを抑制できる。そのため、送風機ユニット１０によれば、騒音を低減させることができる。送風機ユニット１０によれば、チップクリアランスＣ１側に流れようとする空気にとって翼端板３が壁となるため、チップクリアランスＣ１を極端に小さくすることなく、実質的にはチップクリアランスがゼロになったのと同様の効果を得ることができる。したがって、送風機ユニット１０によれば、安全性を確保しつつ、製造コストを増大させずに騒音を低減することができる。
【００３５】
また、送風機１１によれば、翼端板３が備えられていることによって、以下に説明するように、送風能力を向上させることもできる。従来の送風機１１１のように羽根１０２の外周端部１０２ｃにおいて正圧面１０２ｄからチップクリアランスＣ３を通って負圧面１０２ｅ側に空気が流れた場合、送風機の効率が低下する（図４参照）。一方、送風機１１によれば、翼端板３が備えられていることによって、羽根２の正圧面２ｄ側から負圧面２ｅ側に空気が流れ込むことを抑制できる。また、羽根２の外周端部２ｃにおいて渦流を整流化することができる。よって、送風機１１によれば、正圧面２ｄ側の空気を効率よく吐き出すことができ、送風能力を向上させることができる。
【００３６】
翼端板３は、羽根２の前縁２ａから後縁２ｂに向かう外周端部２ｃ全体に設けてもよいが、上記効果を奏する範囲で外周端部２ｃの一部に設けてもよい。すなわち、上記のように羽根２の外周端部２ｃにおいて正圧面２ｄ側から負圧面２ｅ側へと空気が流れること抑制できればよく、少なくともこのような流れが形成される部分に翼端板３を設ければよい。同様の観点から、翼端板３は、羽根２の後縁２ｂ側から羽根２の回転方向後方に突出した形態で備えられていてもよい。
【００３７】
羽根２の外周端部２ｃにおいて正圧面２ｄ側から負圧面２ｅ側へと流れる空気を減らすためには、翼端板３の高さＨ１（図３（Ａ）参照）は高い方が好ましい。しかしながら、翼端板３が大き過ぎると羽根が重くなることによって様々な問題を生じる虞がある。したがって、翼端板３の高さＨ１は羽根２の回転直径Ｄ１（図２参照）に対して０．２％以上６．０％以下であることが好ましく、０．３％以上４．０％以下であることが更に好ましく、０．５％以上２．０％以下であることがより好ましい。なお、「翼端板３の高さＨ１」とは、送風機１１を設置した状態で、羽根２の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、翼端板３の根元（翼端板の立ち上がり部分）３ｃから翼端板３の吐き出し側の端部３ｄまでの羽根２の回転軸に平行な方向の距離を意味する。場所によって翼端板３の高さＨ１が異なる場合は、翼端板３の高さＨ１の平均値を上記範囲とすることが好ましい。
【００３８】
また、羽根２の外周端部２ｃにおいて正圧面２ｄ側から負圧面２ｅ側へと流れる空気を減らすためには、翼端板３のハブ１側の面３ａ（図３（Ａ）参照）を羽根２の回転軸に対して略平行とすることが好ましい。翼端板３のハブ１側の面３ａを羽根２の回転軸に対して平行にすることによって、羽根２の外周端部２ｃにおいて正圧面２ｄ側から負圧面２ｅ側へと空気が流れるのを妨げ易くなり、騒音を低減し易くなるとともに送風能力を向上し易くなる。なお、「翼端板３のハブ１側の面３ａが羽根２の回転軸に対して略平行」とは、羽根２の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、翼端板３のハブ１側の面３ａと羽根２の回転軸とが略平行であることを意味する。また、ここで「略平行」とは、羽根２の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、羽根２の回転軸に対する翼端板３のハブ１側の面３ａの傾きが±５度であることを意味する。
【００３９】
また、翼端板３のケーシング４側の面３ｂ（図３（Ａ）参照）は、ケーシング４の内面と略平行であることが好ましい。ケーシング４の内面と翼端板３のケーシング４側の面３ｂとを略平行に設置することで、羽根２を回転させた際に生じる翼端板３とケーシング４との間での空気の乱流を低減させることができるため、騒音を低減させることができる。なお、「ケーシング４の内面と翼端板３のケーシング４側の面３ｂとが略平行」とは、ケーシング４の内面と送風機１１に備えられた翼端板３のケーシング４側の面３ｂとの距離が、翼端板３のケーシング４側の面３ｂのどの地点においても同一であり、送風機１１を設置した状態で、羽根２の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、ケーシング４の内面と翼端板３のケーシング４側の面３ｂとを略平行とみなせる状態であって、ケ羽根２を回転させた際に生じる上記乱流の低減効果が得られる程度の状態を意味する。また、ここで「略平行」とは、羽根２の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、ケーシング４の内面に対する翼端板３のケーシング側の面３ｂの傾きが±５度であることを意味する。
【００４０】
また、羽根２の回転半径が大きい方が送風能力を向上させ易いため、チップクリアランスＣ１は狭い方が好ましい。しかしながら、チップクリアランスＣ１が狭すぎると安全性に問題を生じる虞がある。すなわち、チップクリアランスＣ１が狭すぎると、ケーシング４と羽根２とが接触したり、ケーシング４の内面に付着した塵など異物と羽根とが接触したりして、送風機１１が破損する虞がある。したがって、チップクリアランスＣ１の幅Ｗ１（図３（Ａ）参照）は、０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが更に好ましく、２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００４１】
なお、翼端板３は別部材として作製した後に羽根２に取り付けられていてもよく、羽根２と一体に形成されていてもよい。翼端板を別部材として作製して羽根に取り付ける形態とすれば、既存の羽根に別部材として作製した翼端板を取り付ければ本発明の送風機とすることができるため、翼端板が一体となった羽根を新たに作製するより、金型の作製等にかかる費用を安価にすることができる。
【００４２】
これまでの本発明の送風機の説明では、翼端板が羽根の吐き出し側にのみ形成されている形態を例示して説明したが、本発明はかかる形態に限定されない。翼端板は羽根の吐き出し側及び吸い込み側の両方に形成されていてもよい。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例及び比較例により本発明を説明する。ただし本発明は実施例に限定されるものではない。
【００４４】
（実施例１）
既存の冷却塔（三菱樹脂株式会社製、Ｒｉシリーズ型式２００ＭＥ）の送風機に備えられる全ての羽根に翼端板を取り付けて、実施例１に係る冷却塔を作製した。翼端板の形態は下記の通りである。翼端板の高さ（図３（Ａ）のＨ１参照）は、羽根の回転直径（図３のＤ１参照）に対して１．４％とした。また、翼端板のハブ側の面、翼端板のケーシング側の面、及びケーシングの内面は、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、それぞれ羽根の回転軸に対して平行となるようにした。
【００４５】
（実施例２）
翼端板の高さを羽根の回転直径に対して０．８％とした以外は実施例１と同様にして、冷却塔を作製した。
【００４６】
（比較例１）
送風機の羽根が翼端板を備えていない以外は実施例１と同様にして、冷却塔を作製した。
【００４７】
（騒音の測定）
実施例１、２及び比較例１に係る冷却塔について、騒音の測定を行った。騒音の測定は、「日本冷却塔工業会」の規定による騒音基準に準拠し実施した。騒音測定位置は角形開方式冷却塔の空気吸い込み開放部（ルーバ面）から水平距離にて２ｍ、５ｍの各位置かつ、床面より１．５ｍにて実施した。その結果を表１に示した。
【００４８】
【表１】
【００４９】
表１に示したように、送風機の羽根が翼端板を備えている実施例１及び２に係る冷却塔によれば、送風機の羽根が翼端板を備えていない比較例１に係る冷却塔に比べて大幅に騒音を抑えることができた。また、実施例１と実施例２とを比較すると、送風機の羽根が備える翼端板の高さが高い方が、騒音をより低減できることがわかった。
【符号の説明】
【００５０】
１ ハブ
２ 羽根
２ａ 前縁
２ｂ 後縁
２ｃ 外周端部
２ｄ 正圧面
２ｅ 負圧面
３ 翼端板
４ ケーシング
１０ 送風機ユニット
１１ 送風機
２０ 冷却塔本体
２１ ルーバー
２２ 充填材
１００ 冷却塔
Ｃ１、Ｃ３ チップクリアランス
Ａ１、Ａ２、Ａ３ 空気の流れ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却塔において強制通風を行うために用いられる送風機、該送風機を備えた送風機ユニット、及び該送風機ユニットを備えた冷却塔に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物に設けられた空調や冷凍機などの設備に用いられる冷却水は、使用すると温度が上昇する。このように温度が上昇した冷却水を冷却して再度利用するためには、一般的に冷却塔が用いられている。冷却塔とは、冷却水などの熱媒体を大気と直接又は間接的に接触させて冷却することができる熱交換器の一種である。冷却塔における熱媒の冷却は、送風機を用いて冷却塔内に強制的に吸い込んだ空気と熱媒とを直接又は間接的に接触させることによって行われる。よって、送風機の送風能力は冷却塔における熱媒の冷却効率に大きな影響を与える。したがって、冷却塔には送風能力が高い（送風量が多い）送風機を備えることが好ましい。
【０００３】
しかしながら、送風機はその送風能力に比例して騒音が大きくなる傾向がある。かかる問題点に鑑みて、冷却塔の騒音対策に関する技術がこれまでにいくつか開示されている。例えば特許文献１には、冷却塔のファンケーシングの出口周囲に音波の干渉作用によって減音を行う干渉型減音装置を取り付けると共に、冷却塔本体のルーバー面に吸音材を貼付したことを特徴とする低騒音型冷却塔が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、強制通風用の軸流型送風機において、各ファンは幅広のものとしてあり、ケーシングである円筒体は直管部と、この直管部の排気側に連なり排気口を形成する末広がりのテーパ部とからなり、このテーパ部と前記直管部の接続箇所は、前記各ファンの中心とこのファン下流側端部との中間で、ファン上流側端部から羽根高さの５０％〜７０％程度の高さに位置していることを特徴とする送風機が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、冷却塔で強制通風を行う冷却塔用送風機において、前記冷却塔の熱交換部分より通風経路下流側に配設され、前記熱交換部分を通じて空気を軸方向から吸い込み、略遠心方向に送出する遠心ファンと、当該遠心ファンの周囲を取囲む略矩形又は方形開口形状の略筒状体で形成され、当該略筒状体の前記冷却塔熱交換部分側とは逆側の端部開口を空気の吐出口とされてなるケーシングと、前記ケーシングの通風経路上流側端部を閉塞する略板状体で形成され、前記遠心ファンの空気吸込側端部周囲に所定の隙間を介して近接する口縁を有する開口部が前記略板状体の略中央に形成されてなる気流案内板とを備えることを特徴とする冷却塔用送風機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１９６３７４号公報
【特許文献２】実開平６−０３０６６７号公報
【特許文献３】特開２０００−１４５６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１〜３に記載された技術によれば、冷却塔に備えられた送風機の騒音を低減することができると考えられる。しかしながら、これらの従来技術では、大がかりな部材を用いることで騒音の低減を図っているため、冷却塔の製造コストが大幅に増大するという問題があった。また、大がかりな部材を設置することによって、冷却塔上部の歩行スペース（メンテナンス時に作業者が歩行するスペース）が狭くなり、冷却塔のメンテナンス性が悪くなるという問題もあった。さらに、大がかりな部材を設置することによって冷却塔の全高が高くなり、輸送時には送風機と冷却塔本体とを分割しなければならなくなるという問題もあった。この場合、設置現場で送風機と冷却塔本体とを組み立てなければならなくなり、設置に多くの時間と費用を要するという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、大がかりな部材を用いることなく騒音を低減させることができる送風機、該送風機を備えた送風機ユニット、及び該送風機ユニットを備えた冷却塔を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明について説明する。
【００１０】
本発明の第１の態様は、冷却塔に用いられる送風機であって、ハブと、該ハブに設けられ、該ハブを中心にして回転する複数枚の羽根と、を備え、羽根の前縁から後縁に向かう外周端部において吐き出し側に立設した翼端板を備える、送風機である。
【００１１】
本発明において「吐き出し側」とは、送風機によって空気が吐き出される側を意味する。また、以下の本発明の説明において、送風機に空気が吸い込まれる側を「吸い込み側」という。「羽根の前縁から後縁に向かう外周端部において吐き出し側に立設した翼端板」とは、羽根の外周端部側の一部を折り曲げることによって翼端板が形成されている形態、及び、翼端板が別部材として作製された後に羽根の外周端部に取り付けられた形態を含む概念である。また、「羽根の前縁から後縁に向かう外周端部において吐き出し側に立設した翼端板」とは、羽根の前縁と後縁との間の外周端部の少なくとも一部において翼端板が立設されていることを意味し、羽根の前縁と後縁との間の外周端部の全体に翼端板が立設されている形態に限定される概念ではない。ここに「立設」とは、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、翼端板のハブ側の面が羽根の回転軸に対して平行になっている形態を含み、当該断面視において、翼端板のハブ側の面が羽根の回転軸に対して±３０度となるように翼端板が形成されている形態も含む概念である。また、「立設」とは、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、翼端板の根元（翼端板の立ち上がり部分）に角ができるように翼端板が形成される形態に限定されず、翼端板の根元に角ができないように翼端板が形成される形態も含む概念である。上記翼端板を設けることによって、羽根の外周端部において吐き出し側から吸い込み側へと流れる空気を減らし、騒音を低減させることができる。
【００１２】
上記本発明の第１の態様の送風機において、翼端板の高さが羽根の回転直径に対して０．２％以上６．０％以下であることが好ましい。
【００１３】
羽根の外周端部において吐き出し側から吸い込み側へと流れる空気を減らすためには、翼端板の高さは高い方が好ましい。しかしながら、翼端板が大き過ぎると羽根が重くなることによって様々な問題を生じる虞がある。したがって、翼端板の高さは羽根の回転直径に対して０．２％以上６．０％以下であることが好ましく、０．３％以上４．０％以下であることが更に好ましく、０．５％以上２．０％以下がより好ましい。なお、「翼端板の高さ」とは、送風機を設置した状態で、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、翼端板の根元（翼端板の立ち上がり部分）から翼端板の吐き出し側の端部までの羽根の回転軸に平行な方向の距離を意味する。場所によって翼端板の高さが異なる場合は、翼端板の高さの平均値を上記範囲とすることが好ましい。
【００１４】
上記本発明の第１の態様の送風機において、翼端板のハブ側の面が羽根の回転軸に対して略平行であることが好ましい。
【００１５】
本発明において「翼端板のハブ側の面が羽根の回転軸に対して略平行である」とは、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、翼端板のハブ側の面と羽根の回転軸とが略平行であることを意味する。また、ここで「略平行」とは、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、羽根の回転軸に対する翼端板のハブ側の面の傾きが±５度であることを意味する。このように翼端板のハブ側の面を羽根の回転軸に対して略平行にすることによって、羽根の外周端部において吐き出し側から吸い込み側へと空気が流れるのを妨げ易くなり、騒音を低減し易くなる。
【００１６】
本発明の第２の態様は、上記本発明の第１の態様の送風機、及び該送風機を覆う円筒状のケーシングを備えた送風機ユニットである。
【００１７】
上記本発明の第２の態様の送風機ユニットにおいて、ケーシングの内面と送風機に備えられた翼端板のケーシング側の面とが略平行であることが好ましい。
【００１８】
本発明において「ケーシングの内面と送風機に備えられた翼端板のケーシング側の面とが略平行である」とは、ケーシングの内面と送風機に備えられた翼端板のケーシング側の面との距離が、翼端板のケーシング側の面のどの地点においても同一であり、送風機を設置した状態で、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、ケーシングの内面と翼端板のケーシング側の面とを略平行であるとみなせる状態であって、羽根を回転させた際に生じる翼端板とケーシングとの間での空気の乱流の低減効果が得られる程度の状態を意味する。また、ここで「略平行」とは、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、ケーシングの内面に対する翼端板のケーシング側の面の傾きが±５度であることを意味する。このようにケーシングの内面と翼端板のケーシング側の面とを略平行に設置することで、上記乱流を低減させることができるため、騒音を低減させることができる。
【００１９】
また、上記本発明の第２の態様の送風機ユニットにおいて、ケーシングの内面と送風機に備えられた翼端板との距離が０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
送風機に備えられる羽根が大きい方が送風能力を向上させ易いため、ケーシングの内面と翼端板との距離（以下、「チップクリアランス」ということがある。）は狭い方が好ましい。しかしながら、チップクリアランスが狭すぎると安全性に問題を生じる虞がある。すなわち、チップクリアランスが狭すぎると、ケーシングと羽根（翼端板）とが接触したり、ケーシングに付着した塵などの異物と羽根（翼端板）とが接触したりして、送風機が破損する虞がある。したがって、チップクリアランスは０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが更に好ましく、２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２１】
本発明の第３の態様は、上記本発明の第２の態様の送風機ユニットを備えた冷却塔である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、大がかりな部材を用いることなく騒音を低減させることができる送風機、該送風機を備えた送風機ユニット、及び該送風機ユニットを備えた冷却塔を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】冷却塔１００を概略的に示した断面図である。
【図２】送風機ユニット１０を概略的に示した平面図である。
【図３】図３（Ａ）は図２に示した一点鎖線ＩＩＩＡ−ＩＩＩＡに沿った断面を概略的に示した図であり、図３（Ｂ）は図２に示した一点鎖線ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢに沿った断面を概略的に示した図である。
【図４】従来の送風機ユニットの断面の一部を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。なお、各図面は、図示と理解のしやすさの便宜上、簡略化している。また、各図面において、同様の構成のものには同じ符号を付しており、繰り返しとなる符号は一部省略している場合がある。
【００２５】
図１は、本発明の冷却塔の一つの実施形態に係る冷却塔１００を概略的に示した断面図である。冷却塔１００は、冷却塔本体２０及び冷却塔本体２０の上部に設置された送風機ユニット１０を備えている。冷却塔１００は、後に詳述する本発明の送風機ユニット１０を備える以外は、公知の送風機と同様の構成である。すなわち、冷却塔本体２０としては、公知の冷却塔と同様のものを用いることができる。
【００２６】
冷却塔本体２０の側面にはルーバー２１が形成されている。送風機ユニット１０に備えられた送風機１１を稼働させることによって、図１に白抜き矢印で示したように、冷却塔本体２０の側面（ルーバー２１）から冷却塔本体２０内に空気が吸い込まれ、該空気は冷却塔本体２０内を流通して冷却塔１００の上部から吐き出される。このようにして送風機１１によって冷却塔本体２０内に空気を強制的に流すことにより、冷却塔本体２０内において外部から供給された熱媒体を冷却することができる。より具体的には、冷却塔本体２０の内部には充填材２２が備えられており、冷却塔本体２０内に空気を強制的に流すことによって、該充填材２２において空気と外部から供給された熱媒体とを直接又は間接的に接触させることにより、空気と熱媒体との間で熱交換を行い、熱媒体を冷却することができる。
【００２７】
次に、本発明の送風機ユニットの一つの実施形態に係る送風機ユニット１０について説明する。図２は、送風機ユニット１０を概略的に示した平面図である。図２において、紙面手前側が送風機ユニット１０に備えられた送風機１１によって空気が排出される側（吐き出し側）であり、紙面奥側が送風機１１に空気が吸い込まれる側（吸い込み側）である。また、図２に示した破線は、羽根２を回転させたときに羽根２のケーシング４側の端部が形成する円である。図３は、送風機１１に備えられる羽根２の断面を概略的に示した図である。すなわち、図３（Ａ）は図２に示した一点鎖線ＩＩＩＡ−ＩＩＩＡに沿った断面（羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面）を概略的に示した図であり、図３（Ｂ）は図２に示した一点鎖線ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢに沿った断面を概略的に示した図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）において、紙面上側が吐き出し側であり、紙面下側が吸い込み側である。
【００２８】
図２に示したように、送風機ユニット１０は、送風機１１と送風機１１を覆う円筒状のケーシング４とを備えている。また、送風機１１は、ハブ１と、ハブ１に設けられ、ハブ１を中心にして回転する複数枚の羽根２とを備えている。羽根２は、前縁（羽根２の回転方向前方の縁）２ａから後縁（羽根２の回転方向後方の縁）２ｂに向かう外周端部２ｃにおいて、吐き出し側（図２の紙面手前側）に立設した翼端板３を備えている。ここに「立設」とは、羽根２の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、翼端板３のハブ１側の面が羽根２の回転軸に対して平行になっている形態を含み、当該断面視において、翼端板３のハブ１側の面が羽根２の回転軸に対して±３０度となるように翼端板３が形成されている形態も含む概念である。また、「立設」とは、羽根２の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、図３（Ａ）に例示したように翼端板３の根元（翼端板の立ち上がり部分）３ｃに角ができるように翼端板３が形成される形態に限定されず、翼端板３の根元３ｃに角ができないように翼端板３が形成される形態も含む概念である。後に詳述するように、翼端板３を設けることによって、羽根２の外周端部２ｃにおいて吐き出し側から吸い込み側へと流れる空気を減らし、騒音を低減させることができる。
【００２９】
送風機１１は、ハブ１を中心にして複数の羽根２を図２に示した矢印Ｒの方向に回転させることによって、図２の紙面奥側から吸い込んだ空気を、図２の紙面手前側に吐き出すことができる。羽根２は図３（Ｂ）に示したように前縁２ａから後縁２ｂに向かうにつれて反り返るように湾曲しているため、羽根２を上記のように回転させると、羽根２の一方の面２ｄ側の空気の流れＡ１に比べて羽根２の他方の面２ｅ側の空気の流れＡ２が速くなり、面２ｄ側が正圧になるとともに面２ｅ側が負圧になる。以下、面２ｄを正圧面２ｄと表記し、面２ｅを負圧面２ｅと表記することがある。
【００３０】
羽根２の形態は、後述する翼端板３を備える以外は公知の送風機に備えられる羽根と同様とすることができる。また、ハブ１及びケーシング４の形態も特に限定されず、公知の送風機ユニットに備えられるハブ及びケーシングと同様のものを用いることができる。
【００３１】
送風機ユニット１０によれば、羽根２が翼端板３を備えていることによって、羽根２を回転させた際に生じる騒音を低減させることができるとともに、送風能力を向上させることができる。送風機ユニット１０による効果を具体的に説明する前に、従来の送風機ユニットについて説明する。
【００３２】
図４は、従来の送風機ユニット１１０の断面の一部を概略的に示した図であり、図３（Ａ）と同様の視点から見た図である。送風機ユニット１１０は、送風機１１１と送風機１１１を覆う円筒状のケーシング１０４とを備えている。従来の送風機ユニット１１０では、羽根１０２を回転させた際、羽根１０２の外周端部１０２ｃにおいて、正圧面１０２ｄ側からケーシング１０４と羽根１０２の外周端部１０２ｃとの隙間（チップクリアランス）Ｃ３を通って負圧面１０２ｅ側に向かう空気の流れＡ３が形成される。このようにしてチップクリアランスＣ３に空気が流れ込むと、そこで騒音を生じる。すなわち、チップクリアランスＣ３が送風機ユニット１１０によって生じる騒音に大きな影響を与えている。したがって、この騒音を低減させるためには、チップクリアランスＣ３を小さくして空気の流れＡ３を少なくすることが考えられる。チップクリアランスＣ３を小さくするためには、羽根１０２が回転した際に羽根１０２とケーシング１０４とが接触することを防ぐため、ケーシング１０４の内面を精度良く形成することが求められる。しかしながら、実際には、ケーシング１０４の内面を精度良く形成することは困難を極めるとともに、精度を上げるとケーシング１０４の製造コストが上がることになる。また、チップクリアランスを極端に小さくすることは安全上好ましくない。すなわち、チップクリアランスが狭すぎると、ケーシングと羽根とが接触したり、ケーシングの内面に付着した異物と羽根とが接触したりして、送風機が破損する虞がある。また、送風機ユニットにおいて騒音を低減するためには、送風機の羽根の枚数を増やしたり、羽根を大きくして羽根の回転数を少なくしたりすることも考えられる。しかしながら、このような対策は送風機ユニットの製造コストを大幅に増加させることとなる。したがって、従来の送風機ユニットでは騒音を低減させることが難しかった。
【００３３】
一方、本発明の送風機ユニットによれば、安全性を損なうことなく、製造コストを増大させずに騒音を低減させることができる。以下、図３に戻って、送風機ユニット１０を例にして具体的に説明する。
【００３４】
送風機１１に備えられた羽根２は、前縁２ａから後縁２ｂに向かう外周端部２ｃの少なくとも一部において、吐き出し側に立設した翼端板３を備えている。送風機１１によれば、翼端板３が備えられていることによって、羽根２の外周端部２ｃにおいて正圧面２ｄ側から負圧面２ｅ側へと空気が流れ込むことを抑制することができる。すなわち、送風機ユニット１０によれば、チップクリアランスＣ１（図３（Ａ）参照）に空気が流れ込むことを抑制できる。そのため、送風機ユニット１０によれば、騒音を低減させることができる。送風機ユニット１０によれば、チップクリアランスＣ１側に流れようとする空気にとって翼端板３が壁となるため、チップクリアランスＣ１を極端に小さくすることなく、実質的にはチップクリアランスがゼロになったのと同様の効果を得ることができる。したがって、送風機ユニット１０によれば、安全性を確保しつつ、製造コストを増大させずに騒音を低減することができる。
【００３５】
また、送風機１１によれば、翼端板３が備えられていることによって、以下に説明するように、送風能力を向上させることもできる。従来の送風機１１１のように羽根１０２の外周端部１０２ｃにおいて正圧面１０２ｄからチップクリアランスＣ３を通って負圧面１０２ｅ側に空気が流れた場合、送風機の効率が低下する（図４参照）。一方、送風機１１によれば、翼端板３が備えられていることによって、羽根２の正圧面２ｄ側から負圧面２ｅ側に空気が流れ込むことを抑制できる。また、羽根２の外周端部２ｃにおいて渦流を整流化することができる。よって、送風機１１によれば、正圧面２ｄ側の空気を効率よく吐き出すことができ、送風能力を向上させることができる。
【００３６】
翼端板３は、羽根２の前縁２ａから後縁２ｂに向かう外周端部２ｃ全体に設けてもよいが、上記効果を奏する範囲で外周端部２ｃの一部に設けてもよい。すなわち、上記のように羽根２の外周端部２ｃにおいて正圧面２ｄ側から負圧面２ｅ側へと空気が流れること抑制できればよく、少なくともこのような流れが形成される部分に翼端板３を設ければよい。同様の観点から、翼端板３は、羽根２の後縁２ｂ側から羽根２の回転方向後方に突出した形態で備えられていてもよい。
【００３７】
羽根２の外周端部２ｃにおいて正圧面２ｄ側から負圧面２ｅ側へと流れる空気を減らすためには、翼端板３の高さＨ１（図３（Ａ）参照）は高い方が好ましい。しかしながら、翼端板３が大き過ぎると羽根が重くなることによって様々な問題を生じる虞がある。したがって、翼端板３の高さＨ１は羽根２の回転直径Ｄ１（図２参照）に対して０．２％以上６．０％以下であることが好ましく、０．３％以上４．０％以下であることが更に好ましく、０．５％以上２．０％以下であることがより好ましい。なお、「翼端板３の高さＨ１」とは、送風機１１を設置した状態で、羽根２の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、翼端板３の根元（翼端板の立ち上がり部分）３ｃから翼端板３の吐き出し側の端部３ｄまでの羽根２の回転軸に平行な方向の距離を意味する。場所によって翼端板３の高さＨ１が異なる場合は、翼端板３の高さＨ１の平均値を上記範囲とすることが好ましい。
【００３８】
また、羽根２の外周端部２ｃにおいて正圧面２ｄ側から負圧面２ｅ側へと流れる空気を減らすためには、翼端板３のハブ１側の面３ａ（図３（Ａ）参照）を羽根２の回転軸に対して略平行とすることが好ましい。翼端板３のハブ１側の面３ａを羽根２の回転軸に対して平行にすることによって、羽根２の外周端部２ｃにおいて正圧面２ｄ側から負圧面２ｅ側へと空気が流れるのを妨げ易くなり、騒音を低減し易くなるとともに送風能力を向上し易くなる。なお、「翼端板３のハブ１側の面３ａが羽根２の回転軸に対して略平行」とは、羽根２の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、翼端板３のハブ１側の面３ａと羽根２の回転軸とが略平行であることを意味する。また、ここで「略平行」とは、羽根２の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、羽根２の回転軸に対する翼端板３のハブ１側の面３ａの傾きが±５度であることを意味する。
【００３９】
また、翼端板３のケーシング４側の面３ｂ（図３（Ａ）参照）は、ケーシング４の内面と略平行であることが好ましい。ケーシング４の内面と翼端板３のケーシング４側の面３ｂとを略平行に設置することで、羽根２を回転させた際に生じる翼端板３とケーシング４との間での空気の乱流を低減させることができるため、騒音を低減させることができる。なお、「ケーシング４の内面と翼端板３のケーシング４側の面３ｂとが略平行」とは、ケーシング４の内面と送風機１１に備えられた翼端板３のケーシング４側の面３ｂとの距離が、翼端板３のケーシング４側の面３ｂのどの地点においても同一であり、送風機１１を設置した状態で、羽根２の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、ケーシング４の内面と翼端板３のケーシング４側の面３ｂとを略平行とみなせる状態であって、ケ羽根２を回転させた際に生じる上記乱流の低減効果が得られる程度の状態を意味する。また、ここで「略平行」とは、羽根２の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、ケーシング４の内面に対する翼端板３のケーシング側の面３ｂの傾きが±５度であることを意味する。
【００４０】
また、羽根２の回転半径が大きい方が送風能力を向上させ易いため、チップクリアランスＣ１は狭い方が好ましい。しかしながら、チップクリアランスＣ１が狭すぎると安全性に問題を生じる虞がある。すなわち、チップクリアランスＣ１が狭すぎると、ケーシング４と羽根２とが接触したり、ケーシング４の内面に付着した塵など異物と羽根とが接触したりして、送風機１１が破損する虞がある。したがって、チップクリアランスＣ１の幅Ｗ１（図３（Ａ）参照）は、０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが更に好ましく、２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００４１】
なお、翼端板３は別部材として作製した後に羽根２に取り付けられていてもよく、羽根２と一体に形成されていてもよい。翼端板を別部材として作製して羽根に取り付ける形態とすれば、既存の羽根に別部材として作製した翼端板を取り付ければ本発明の送風機とすることができるため、翼端板が一体となった羽根を新たに作製するより、金型の作製等にかかる費用を安価にすることができる。
【００４２】
これまでの本発明の送風機の説明では、翼端板が羽根の吐き出し側にのみ形成されている形態を例示して説明したが、本発明はかかる形態に限定されない。翼端板は羽根の吐き出し側及び吸い込み側の両方に形成されていてもよい。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例及び比較例により本発明を説明する。ただし本発明は実施例に限定されるものではない。
【００４４】
（実施例１）
既存の冷却塔（三菱樹脂株式会社製、Ｒｉシリーズ型式２００ＭＥ）の送風機に備えられる全ての羽根に翼端板を取り付けて、実施例１に係る冷却塔を作製した。翼端板の形態は下記の通りである。翼端板の高さ（図３（Ａ）のＨ１参照）は、羽根の回転直径（図３のＤ１参照）に対して１．４％とした。また、翼端板のハブ側の面、翼端板のケーシング側の面、及びケーシングの内面は、羽根の回転軸を含み且つ該回転軸に平行な断面視において、それぞれ羽根の回転軸に対して平行となるようにした。
【００４５】
（実施例２）
翼端板の高さを羽根の回転直径に対して０．８％とした以外は実施例１と同様にして、冷却塔を作製した。
【００４６】
（比較例１）
送風機の羽根が翼端板を備えていない以外は実施例１と同様にして、冷却塔を作製した。
【００４７】
（騒音の測定）
実施例１、２及び比較例１に係る冷却塔について、騒音の測定を行った。騒音の測定は、「日本冷却塔工業会」の規定による騒音基準に準拠し実施した。騒音測定位置は角形開方式冷却塔の空気吸い込み開放部（ルーバ面）から水平距離にて２ｍ、５ｍの各位置かつ、床面より１．５ｍにて実施した。その結果を表１に示した。
【００４８】
【表１】
【００４９】
表１に示したように、送風機の羽根が翼端板を備えている実施例１及び２に係る冷却塔によれば、送風機の羽根が翼端板を備えていない比較例１に係る冷却塔に比べて大幅に騒音を抑えることができた。また、実施例１と実施例２とを比較すると、送風機の羽根が備える翼端板の高さが高い方が、騒音をより低減できることがわかった。
【符号の説明】
【００５０】
１ ハブ
２ 羽根
２ａ 前縁
２ｂ 後縁
２ｃ 外周端部
２ｄ 正圧面
２ｅ 負圧面
３ 翼端板
４ ケーシング
１０ 送風機ユニット
１１ 送風機
２０ 冷却塔本体
２１ ルーバー
２２ 充填材
１００ 冷却塔
Ｃ１、Ｃ３ チップクリアランス
Ａ１、Ａ２、Ａ３ 空気の流れ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却塔に用いられる送風機であって、
ハブと、該ハブに設けられ、該ハブを中心にして回転する複数枚の羽根と、を備え、
前記羽根の前縁から後縁に向かう外周端部において吐き出し側に立設した翼端板を有する、送風機。
【請求項２】
前記翼端板の高さが前記羽根の回転直径に対して０．２％以上６．０％以下である、請求項１に記載の送風機。
【請求項３】
前記翼端板の前記ハブ側の面が、前記羽根の回転軸に対して略平行である、請求項１又は２に記載の送風機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の送風機、及び該送風機を覆う円筒状のケーシングを備えた送風機ユニット。
【請求項５】
前記ケーシングの内面と前記送風機に備えられた前記翼端板の前記ケーシング側の面とが略平行である、請求項４に記載の送風機ユニット。
【請求項６】
前記ケーシングの内面と前記送風機に備えられた前記翼端板との距離が０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である、請求項４又は５に記載の送風機ユニット。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の送風機ユニットを備えた冷却塔。
【請求項１】
冷却塔に用いられる送風機であって、
ハブと、該ハブに設けられ、該ハブを中心にして回転する複数枚の羽根と、を備え、
前記羽根の前縁から後縁に向かう外周端部において吐き出し側に立設した翼端板を有する、送風機。
【請求項２】
前記翼端板の高さが前記羽根の回転直径に対して０．２％以上６．０％以下である、請求項１に記載の送風機。
【請求項３】
前記翼端板の前記ハブ側の面が、前記羽根の回転軸に対して略平行である、請求項１又は２に記載の送風機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の送風機、及び該送風機を覆う円筒状のケーシングを備えた送風機ユニット。
【請求項５】
前記ケーシングの内面と前記送風機に備えられた前記翼端板の前記ケーシング側の面とが略平行である、請求項４に記載の送風機ユニット。
【請求項６】
前記ケーシングの内面と前記送風機に備えられた前記翼端板との距離が０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である、請求項４又は５に記載の送風機ユニット。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の送風機ユニットを備えた冷却塔。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−９６３０７（Ｐ２０１３−９６３０７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４００９９（Ｐ２０１１−２４００９９）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００６１７２）三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００６１７２）三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Ｆターム（参考）】
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