JP3876830B2 - 遠心式送風機及び空調装置用の送風機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心式送風機に関するもので、車両用空調装置の車両用送風装置に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の遠心式送風機は、図９に示すように、遠心式多翼ファン７１のうち吸入口７５側の端部に、ブレード７２の端部から吸入口７５側に突出した環状の突出壁７７ｂを設けるとともに、吸入口７５の外縁部に突出壁７７ｂと所定の隙間を有して突出壁７７ｂを囲むベルマウス部７６を設けて迷路構造を構成することにより、遠心式多翼ファン７１から吹き出された空気がスクロールケーシング７４と遠心式多翼ファン７１との隙間から吸入口７５側に逆流することを抑制している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
因みに、遠心式多翼ファン７１から吹き出された空気が吸入口７５側に逆流すると、逆流空気と吸入空気とが干渉して渦損失や騒音が発生する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２９６１９４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に記載の発明では、スクロールケーシング７４の外壁面のうちベルマウス部７６に連なる吸入側外壁面７４ｃには、ベルマウス部７６にて大きく盛り上がった段差が形成されているので、図１０に示すように、吸入口７５に向けて流れる吸入空気のうち、吸入側外壁面７４ｃ近傍を流れる空気がベルマウス部７６の段差で衝突してしまう。
【０００６】
そして、ベルマウス部７６の段差で衝突して乱流となった空気流は、新たな渦損失や騒音を誘発してしまう。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な遠心式送風機を提供し、第２には、ベルマウス部にて空気流れが乱れることを抑制することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、回転軸（７ａ）周りに配設された複数枚のブレード（７２）を有し、軸方向側から空気を吸引して径方向に空気を吹き出す遠心式多翼ファン（７１）と、遠心式多翼ファン（７１）を収納するとともに、回転軸（７ａ）の端部側に空気の吸入口（７５）が形成された渦巻き状のスクロールケーシング（７４）とを備え、
遠心式多翼ファン（７１）のうち吸入口（７５）側の端部には、ブレード（７２）の端部から吸入口（７５）側に突出した環状の突出壁（７７ｂ）が設けられ、
スクロールケーシング（７４）のうち吸入口（７５）の外縁部には、突出壁（７７ｂ）と所定の隙間を有して突出壁（７７ｂ）を囲むとともに、空気を遠心式多翼ファン（７１）に導くベルマウス部（７６）が設けられ、
さらに、スクロールケーシング（７４）には、ベルマウス部（７６）に段差の無い平坦な形状で連なり、径方向外側に延びる吸入側外壁面（７４ｃ）と、ベルマウス部（７６）に連なるとともに吸入側外壁面（７４ｃ）よりも所定間隔だけ軸方向内側に位置する内壁（７４ｂ）とが備えられており、
内壁（７４ｂ）は、吸入側外壁面（７４ｃ）に沿って径方向外側に平坦な形状で延びることを特徴とする。
【０００９】
これにより、吸入口（７５）に向けて流れる吸入空気に渦等乱れが発生することを抑制できるので、ベルマウス部（７６）にて空気流れが乱れることを抑制でき、新たな渦損失や騒音等が誘発されてしまうことを防止できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の遠心式送風機において、スクロールケーシング（７４）に内壁（７４ｂ）を一体成形するとともに、
スクロールケーシング（７４）に別体のプレート（７４ｄ）を取り付け、この別体のプレート（７４ｄ）により吸入側外壁面（７４ｃ）を構成することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の遠心式送風機において、スクロールケーシング（７４）に内壁（７４ｂ）及び吸入側外壁面（７４ｃ）を一体成形し、スクロールケーシング（７４）のうち、吸入側外壁面（７４ｃ）および内壁（７４ｂ）の成形部位が他の部位よりも肉厚になっていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の遠心式送風機において、スクロールケーシング（７４）に内壁（７４ｂ）及び吸入側外壁面（７４ｃ）を一体成形するとともに、
吸入側外壁面（７４ｃ）と内壁（７４ｂ）との間に中空部分が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は本発明に係る遠心送風機（以下、送風機と略す。）を水冷エンジン搭載車両の車両用空調装置に適用したもので、図１は空調装置１の模式図である。
【００１５】
空気流路をなす空調ケーシング２の空気上流側部位には、車室内気を導入するための内気導入口３、外気を吸入するための外気導入口４、及び両導入口３、４の開口割合、つまり空調ケーシング２内に導入する内気量と外気量と割合を調節する吸入口切換ドア５等からなる内気外気切換ユニット６が設けられてり、この内気外気切換ユニット６が送風機７に空気を導くダクト部を構成する。
【００１６】
そして、内気外気切換ユニット６の空気流れ下流側には、送風機７が配設されており、この送風機７により両導入口３、４から吸入された空気が、後述する各吹出口１４、１５、１７に向けて送風されている。なお、図１に示された送風機７は模式的な図であり、詳細は後述する。
【００１７】
また、送風機７の空気下流側には、空気冷却手段をなす蒸発器９が配設されており、送風機７により送風された空気は全てこの蒸発器９を通過する。蒸発器９の空気下流側には、空気加熱手段をなすヒータコア１０が配設されており、このヒータコア１０は、エンジン１１の冷却水を熱源として空気を加熱している。
【００１８】
そして、空調ケーシング２には、ヒータコア１０をバイパスするバイパス通路１２が形成されており、ヒータコア１０の空気上流側には、ヒータコア１０を通る風量とバイパス通路１２を通る風量との風量割合を調節するエアミックスドア１３が配設されている。
【００１９】
また、空調ケーシング２の最下流側部位には、車室内乗員の上半身に空調空気を吹き出すためのフェイス吹出口１４と、車室内乗員の足元に空気を吹き出すためのフット吹出口１５と、フロントガラス１６の内面に向かって空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口１７とが形成されている。
【００２０】
そして、上記各吹出口１４、１５、１７の空気上流側部位には、それぞれ吹出モード切換ドア１８、１９、２０が配設されている。なお、これらの吹出モード切換ドア１８、１９、２０は、サーボモータ等の駆動手段または手動操作によって開閉される。
【００２１】
因みに、実際の車両用空調装置では、フット吹出口１５及びデフロスタ吹出口１７は、フェイス吹出口１４より小さくなっているため、フットモード及びデフモードはフェイスモードに比べて空気の流通抵抗（圧損）が大きくなっている。
【００２２】
次に、送風機７について述べる。
【００２３】
図２は送風機７の半断面図であり、図３送風機７内における空気流れを示す説明図であり、図４は図２の拡大図である。
【００２４】
図２中、ファン７１は回転軸７ａ周りに多数枚のブレード７２を有するとともに、回転軸７ａの方向他端側から吸入した空気を径外方側に向けて吹き出す遠心式多翼ファンであり、モータ７３はファン７１を回転駆動する電動式の駆動手段である。
【００２５】
ケーシング７４はファン７１を収納するとともに、ファン７１から吹き出した空気の流路７４ａを形成する渦巻き状に形成された樹脂製のスロールケーシングであり（図３参照）、このケーシング７４には、回転軸７ａ方向一端側に向けて開口するとともに、その開口径寸法Ｄがファン７２の最小内径寸法ｄｍｉｎより大きく設定された空気の吸入口７５が形成されている。
【００２６】
ところで、ファン７１のうち吸入口７５側には、図４に示すように、ケーシング７４の内壁７４ｂと隙間δを有して対向した対向面７７ａが形成されたシュラウド７７が、ブレード７２と共に樹脂にて一体成形されている。
【００２７】
なお、このシュラウド７７の断面形状は、ファン内径側から外径側に向かうほど空気流路の断面積が縮小する（ブレード高さが小さくなる）ように、ブレード７２を流通する主流空気の流線に沿うような形状（略円弧状）に形成されている。
【００２８】
また、シュラウド７７には、ブレード７２の吸入口７５側端部から回転軸７ａ方向一端側、つまり吸入口７５側に突出した環状の突出壁７７ｂが形成されており、ベルマウス部７６は、突出壁７７ｂとの間に隙間δから繋がる所定の隙間を有して突出壁７７ｂを囲んで覆うがことく、吸入口７５の外縁部からファン内径側に向けて延びて、ファン７１に空気を滑らかに導くように構成されている。
【００２９】
そして、ケーシング７４の外壁面のうちベルマウス部７６に連なる吸入側外壁面７４ｃは、ケーシング７４の肉厚を厚くすることにより段差の無い平坦な形状に構成されている。
【００３０】
なお、本実施形態では、吸入側外壁面７４ｃをファン７１の軸方向と直交する平面としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば吸入口７５が軸中心に位置するような円錐テーパ状の段差の無い平坦な形状であってもよい。
【００３１】
また、ブレード７２のうち吸入口７５側には、吸入口７５側に向かうほどファン内径が拡大するように、ファン７２の径方向に対して所定の傾斜角度θ１（本実施形態では５０°）を有して直線的に傾いた傾斜部７２ａが形成され、ブレード７２のうち傾斜部７２ａから連なる部位には、ファン内径が略一定となるように、回転軸７ａ（図２参照）と平行な平行部（一定部位）７２ｂが形成されている。
【００３２】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００３３】
本実施形態では、ケーシング７４の外壁面のうちベルマウス部７６に連なる吸入側外壁面７４ｃは段差の無い平坦な形状に構成されているので、図５に示すように、吸入口７５に向けて流れる吸入空気に渦等乱れが発生することを抑制できる。したがって、ベルマウス部７６にて空気流れが乱れることを抑制できるので、図６に示す試験結果から明らかなように、新たな渦損失や騒音等が誘発されてしまうことを防止できる。
【００３４】
（第２実施形態）
第１実施形態では、ケーシング７４の肉厚を厚くすることにより吸入側外壁面７４ｃを段差の無い平坦な形状としたが、本実施形態は、図７に示すように、肉厚部分を中空としたものである。
【００３５】
（第３実施形態）
第１実施形態では、ケーシング７４の肉厚を厚くすることにより吸入側外壁面７４ｃを段差の無い平坦な形状としたが、本実施形態は、図８に示すように、別体のプレート７４ｄにより吸入側外壁面７４ｃを段差の無い平坦な形状としたものである。
【００３６】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、ケーシング７４、つまり送風機７を改良することにより内気外気切換ユニット６の内壁からベルマウス部７６に連なる部位７４ｃを段差の無い平坦な形状としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば内気外気切換ユニット６側に内気外気切換ユニット６の内壁からベルマウス部７６に連なる部位７４ｃを段差の無い平坦な形状とする改良を施してもよい。
【００３７】
また、上述の実施形態では、本発明に係る送風機を車両用空調装置に適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用空調装置の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る送風機の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る送風機を吸入口側から見た模式図である。
【図４】図２の一部拡大図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る送風機における空気流れを示す説明図である。
【図６】騒音（ＳＰＬ）と周波数との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態に係る送風機の一部拡大図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る送風機の一部拡大図である。
【図９】従来の技術に係る送風機の図である。
【図１０】従来の技術に係る送風機における空気流れを示す説明図である。
【符号の説明】
７１…送風機、７２…ブレード、７２ａ…傾斜部、７２ｂ…平行部、
７５…吸入口、７６…ベルマウス部。

Claims (4)

1. 回転軸（７ａ）周りに配設された複数枚のブレード（７２）を有し、軸方向側から空気を吸引して径方向に空気を吹き出す遠心式多翼ファン（７１）と、
   前記遠心式多翼ファン（７１）を収納するとともに、前記回転軸（７ａ）の端部側に空気の吸入口（７５）が形成された渦巻き状のスクロールケーシング（７４）とを備え、
   前記遠心式多翼ファン（７１）のうち前記吸入口（７５）側の端部には、前記ブレード（７２）の端部から前記吸入口（７５）側に突出した環状の突出壁（７７ｂ）が設けられ、
   前記スクロールケーシング（７４）のうち前記吸入口（７５）の外縁部には、前記突出壁（７７ｂ）と所定の隙間を有して前記突出壁（７７ｂ）を囲むとともに、空気を前記遠心式多翼ファン（７１）に導くベルマウス部（７６）が設けられ、
   さらに、前記スクロールケーシング（７４）には、前記ベルマウス部（７６）に段差の無い平坦な形状で連なり、径方向外側に延びる吸入側外壁面（７４ｃ）と、前記ベルマウス部（７６）に連なるとともに前記吸入側外壁面（７４ｃ）よりも所定間隔だけ軸方向内側に位置する内壁（７４ｂ）とが備えられており、
   前記内壁（７４ｂ）は、前記吸入側外壁面（７４ｃ）に沿って径方向外側に平坦な形状で延びることを特徴とする遠心式送風機。
2. 前記スクロールケーシング（７４）に前記内壁（７４ｂ）を一体成形するとともに、
   前記スクロールケーシング（７４）に別体のプレート（７４ｄ）を取り付け、前記別体のプレート（７４ｄ）により前記吸入側外壁面（７４ｃ）を構成することを特徴とする請求項１に記載の遠心式送風機。
3. 前記スクロールケーシング（７４）に前記内壁（７４ｂ）及び前記吸入側外壁面（７４ｃ）を一体成形し、前記スクロールケーシング（７４）のうち、前記吸入側外壁面（７４ｃ）および前記内壁（７４ｂ）の成形部位が他の部位よりも肉厚になっていることを特徴とする請求項１に記載の遠心式送風機。
4. 前記スクロールケーシング（７４）に前記内壁（７４ｂ）及び前記吸入側外壁面（７４ｃ）を一体成形するとともに、
   前記吸入側外壁面（７４ｃ）と前記内壁（７４ｂ）との間に中空部分が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の遠心式送風機。

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