JP7760897B2 - blower - Google Patents
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Description
本発明は、送風機に関するものである。 The present invention relates to a blower.
特許文献1に記載の送風機は、空気の吸込口を形成するベルマウスが設けられたケースの内側に遠心ファンを配置したものである。この送風機は、ファンが回転すると、ベルマウスの内側から吸い込まれる空気が、翼の前縁側から翼同士の間の流路を流れて翼の後縁側の空気出口から吹き出される。この送風機は、ファンのシュラウドの内周面とベルマウスの内周面とを実質的に段差のない形状とすることで、ベルマウスからファンに空気が滑らかに吸い込まれるようにしたものである。 The blower described in Patent Document 1 has a centrifugal fan placed inside a case equipped with a bell mouth that forms an air intake port. When the fan rotates, air is drawn in from inside the bell mouth, flows from the leading edge of the blades through the flow passages between the blades, and is blown out from an air outlet on the trailing edge of the blades. This blower has a shape in which the inner circumferential surfaces of the fan shroud and the bell mouth are essentially step-free, allowing air to be drawn smoothly from the bell mouth into the fan.
しかしながら、特許文献1に記載の構成では、ファンの空気出口側の圧力がファンの吸込口側の圧力よりも大きくなると、ファンの空気出口から吹き出された空気が、再びシュラウドとケースとの隙間を経由してファンの吸込口側に逆流する流れが生じる。この逆流空気の風量が増加すると、送風機の送風効率が低下することが懸念される。 However, with the configuration described in Patent Document 1, when the pressure on the fan's air outlet side becomes greater than the pressure on the fan's air inlet side, the air blown out from the fan's air outlet flows back toward the fan's air inlet side through the gap between the shroud and the case. If the volume of this backflowing air increases, there is a concern that the blowing efficiency of the fan will decrease.
また、ファンの空気出口側からファンの吸込口側に逆流する空気は、ファンの回転方向の速度成分を含んでいるので、その逆流空気がその速度成分を含んだ状態で吸込口から流入する主流と交わりファンの前縁側に吸い込まれると、騒音を発生するおそれがある。 In addition, the air that flows back from the fan's air outlet to its air inlet contains a velocity component in the direction of the fan's rotation, so if this backflowing air containing this velocity component intersects with the main flow coming in from the air inlet and is sucked into the leading edge of the fan, it may generate noise.
本発明は上記点に鑑みて、ファンの空気出口側から吸込口側へ逆流する空気の風量を低減することで送風効率を向上し、かつ、騒音を低減することの可能な送風機を提供することを目的とする。 In consideration of the above, the present invention aims to provide a blower that can improve blowing efficiency and reduce noise by reducing the amount of air that flows back from the fan's air outlet side to its air inlet side.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明によると、送風機は、ケース(10)、ファン(20)、ノズル(60)および流路仕切部材(70)を備える。ケースは、空気を吸い込む吸込口(2)を形成するベルマウス(11)を有する。ファンは、ケースの内側で軸心(CL)周りに回転可能に設けられる主板(21)、軸心周りに配置されて主板に接続される複数の翼(22)、および、複数の翼のうち反主板側の部位(23)に接続されるシュラウド(30)を有する。ノズルは、筒状に形成され、ベルマウスの径方向内側の領域に設けられる。流路仕切部材は、ベルマウスとノズルとの間に周方向に断続的に設けられ、ノズルとベルマウスとの間の空間を空気が流れる複数の仕切流路(73)に仕切る。流路仕切部材は、ノズルを支持するために必要となる本数及び軸心方向から視た厚みとした場合と比べて、仕切流路を通過する空気の圧力損失が増加するように、本数を増やし、厚みを太くして構成されている。
また、請求項4に係る発明によると、送風機は、ケース(10)、ファン(20)、ノズル(60)および流路仕切部材(70)を備える。ケースは、空気を吸い込む吸込口(2)を形成するベルマウス(11)を有する。ファンは、ケースの内側で軸心(CL)周りに回転可能に設けられる主板(21)、軸心周りに配置されて主板に接続される複数の翼(22)、および、複数の翼のうち反主板側の部位(23)に接続されるシュラウド(30)を有する。ノズルは、筒状に形成され、ベルマウスの径方向内側の領域に設けられる。流路仕切部材は、ベルマウスとノズルとの間に周方向に断続的に設けられ、ノズルとベルマウスとの間の空間を空気が流れる複数の仕切流路(73)に仕切る。流路仕切部材は、ノズルとベルマウスとの間を流れる空気の圧力損失が増加するように、ノズルとベルマウスとの間に網状に設けられている。
To achieve the above object, according to the invention of claim 1, a blower includes a case (10), a fan (20), a nozzle (60), and a flow path partition member (70). The case has a bell mouth (11) that forms an inlet (2) for drawing air. The fan has a main plate (21) rotatably disposed around an axis (CL) inside the case, a plurality of blades (22) arranged around the axis and connected to the main plate, and a shroud (30) connected to portions (23) of the plurality of blades on the opposite side of the main plate. The nozzle is formed in a cylindrical shape and is provided in a region radially inside the bell mouth. The flow path partition members are provided intermittently in the circumferential direction between the bell mouth and the nozzle, and divide the space between the nozzle and the bell mouth into a plurality of partition flow paths (73) through which air flows. The flow path partition members are configured with an increased number of members and a thicker thickness so as to increase the pressure loss of air passing through the partition flow paths compared to the number of members and thickness required to support the nozzle.
According to a fourth aspect of the present invention, a blower includes a case (10), a fan (20), a nozzle (60), and a flow path partition member (70). The case has a bell mouth (11) that forms an air inlet (2) for drawing in air. The fan has a main plate (21) rotatably mounted around an axis (CL) inside the case, a plurality of blades (22) arranged around the axis and connected to the main plate, and a shroud (30) connected to portions (23) of the plurality of blades on the opposite side of the main plate. The nozzle is formed in a cylindrical shape and is provided in a region radially inside the bell mouth. The flow path partition members are provided intermittently in the circumferential direction between the bell mouth and the nozzle, dividing the space between the nozzle and the bell mouth into a plurality of partitioned flow paths (73) through which air flows. The flow path partition members are provided in a net-like configuration between the nozzle and the bell mouth so as to increase the pressure loss of air flowing between the nozzle and the bell mouth.
これによれば、ファンが回転すると、ノズルの内側から吸い込まれる空気は、翼の前縁側から翼同士の間の流路を流れて翼の後縁側の空気出口から吹き出される。このとき、送風機より下流側の流路の圧力損失が大きく、且つ、ファンの回転数の増加に伴いファンの出口側の圧力と吸込口側の圧力との差が大きくなると、ファンの空気出口側からシュラウドおよびケースの隙間を経由して吸込口側に逆流する空気(以下、「逆流空気」という)の風量が増加する。仮に、送風機が流路仕切部材を備えていない場合、その逆流空気は、ノズルのうち反主板側の端部を跨いでノズルの内側に流れる風速および風量が増加することがある。それに対し、請求項1に係る発明では、ベルマウスとノズルとの間に周方向に断続的に設けた流路仕切部材により、ノズルとベルマウスとの間の空間を複数の仕切流路に仕切ることで、その複数の仕切流路を通過する逆流空気の圧力損失を大きくすることが可能である。したがって、請求項1に係る発明によれば、ノズルのうち反主板側の端部を跨いでノズルの内側に流れる逆流空気の風速および風量を低減し、送風機の送風効率を向上することができる。 According to this design, when the fan rotates, air drawn in from inside the nozzle flows from the leading edge of the blade through the passages between the blades and is blown out from the air outlet on the trailing edge of the blade. At this time, if pressure loss in the passage downstream of the blower is large and the difference between the pressure on the fan's outlet side and the pressure on the suction port side increases as the fan's rotation speed increases, the volume of air flowing back from the fan's air outlet side to the suction port side through the gaps between the shroud and the case (hereinafter referred to as "backflow air") increases. If the blower does not include a passage partition member, the backflow air may increase in speed and volume as it crosses the end of the nozzle opposite the main plate and flows inside the nozzle. In contrast, the invention of claim 1 uses passage partition members intermittently installed circumferentially between the bellmouth and the nozzle to divide the space between the nozzle and the bellmouth into multiple partition passages, thereby increasing the pressure loss of the backflow air passing through these multiple partition passages. Therefore, according to the invention of claim 1, the wind speed and volume of backflow air that flows inside the nozzle across the end of the nozzle opposite the main plate can be reduced, improving the blowing efficiency of the blower.
また、発明者による研究の結果、ノズルのうち反主板側の端部を跨いでノズルの内側に流れる逆流空気は周方向の風速分布が大きいため、その逆流空気がその状態のまま吸込口から流入する主流と交わり翼の前縁側へ流れ込むことで騒音が増大することがわかった。それに対しても、請求項1に係る発明では、流路仕切部材により、複数の仕切流路を通過する逆流空気の圧力損失を大きくすることで、逆流空気の周方向の風速分布を低減することが可能である。したがって、請求項1に係る発明によれば、送風機の騒音を低減することができる。 Furthermore, research by the inventors has revealed that backflow air that crosses the end of the nozzle opposite the main plate and flows inside the nozzle has a large circumferential velocity distribution, and this backflow air intersects with the main flow coming in from the suction port and flows toward the leading edge of the blade, increasing noise. In response to this, the invention of claim 1 makes it possible to reduce the circumferential velocity distribution of the backflow air by using a flow path partition member to increase the pressure loss of the backflow air passing through multiple partition flow paths. Therefore, the invention of claim 1 makes it possible to reduce blower noise.
請求項7に係る発明によると、送風機は、ケース(10)、ファン(20)、ノズル(60)および複数の流路仕切部材(70)を備える。ケースは、空気を吸い込む吸込口(2)を形成するベルマウス(11)を有する。ファンは、ケースの内側で軸心(CL)周りに回転可能に設けられる主板(21)、軸心周りに配置されて主板に接続される複数の翼(22)、および、複数の翼のうち反主板側の部位(23)に接続されるシュラウド(30)を有する。ノズルは、筒状に形成され、ベルマウスの径方向内側の領域に設けられる。複数の流路仕切部材は、ベルマウスとノズルとの間に設けられ、ノズルとベルマウスとの間の空間を空気が流れる複数の仕切流路(73)に仕切る。そして、この送風機は、ベルマウスとノズルとの間に形成される空間をファンの空気出口側から複数の仕切流路を通りノズルの内側の吸込口側へ逆流する空気の風速が均一化されるように、複数の流路仕切部材同士の間隔が狭い箇所と、複数の流路仕切部材同士の間隔が広い箇所を有している。 According to the invention of claim 7, the blower comprises a case (10), a fan (20), a nozzle (60), and multiple flow path partition members (70). The case has a bell mouth (11) that forms an air inlet (2) for drawing in air. The fan has a main plate (21) rotatably mounted around an axis (CL) inside the case, multiple blades (22) arranged around the axis and connected to the main plate, and a shroud (30) connected to portions (23) of the multiple blades on the opposite side of the main plate. The nozzle is cylindrical and is located in a region radially inward of the bell mouth. Multiple flow path partition members are located between the bell mouth and the nozzle and divide the space between the nozzle and the bell mouth into multiple partition flow paths (73) through which air flows. This blower has areas where the spacing between the multiple flow path partition members is narrow and areas where the spacing between the multiple flow path partition members is wide, so that the wind speed of air flowing back through the space formed between the bell mouth and the nozzle from the air outlet side of the fan through the multiple partition flow paths to the suction port inside the nozzle is uniform.
これによれば、複数の流路仕切部材同士の間隔が狭い箇所を逆流空気の風速の速い箇所に配置することで、ノズルとベルマウスとの間で周方向に亘り逆流空気の風速を均一化することが可能である。したがって、請求項7に係る発明によれば、複数の流路仕切部材により、ノズルを跨ぐ逆流空気の周方向の風速分布を低減し、送風機の騒音を低減することができる。 By arranging the narrower spacing between multiple flow path partition members in locations where the backflow air speed is higher, it is possible to make the backflow air speed uniform in the circumferential direction between the nozzle and the bell mouth. Therefore, according to the invention of claim 7, the multiple flow path partition members reduce the circumferential speed distribution of the backflow air across the nozzles, thereby reducing blower noise.
また、請求項7に係る発明でも、複数の流路仕切部材同士の間隔が狭い箇所を逆流空気の風速の速い箇所に配置し、その箇所を流れる逆流空気の圧力損失を大きくすることで、逆流空気の風量を低減し、送風機の送風効率を向上することができる。 Furthermore, in the invention of claim 7, by arranging the areas where the spacing between multiple flow path partition members is narrow in areas where the wind speed of the backflow air is high and increasing the pressure loss of the backflow air flowing through those areas, the volume of the backflow air can be reduced and the blowing efficiency of the blower can be improved.
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 Note that the reference symbols in parentheses attached to each component indicate an example of the correspondence between that component and the specific components described in the embodiments described below.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。また、各図面に記載した送風機1の各構成の形状などは、説明を分かりやすくするために模式的に記載したものであり、本発明を限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that, in the following embodiments, identical or equivalent parts will be designated by the same reference numerals, and their description will be omitted. Furthermore, the shapes of the components of the blower 1 shown in the drawings are shown schematically to make the description easier to understand, and are not intended to limit the present invention.
(第1実施形態)
第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。第1実施形態の送風機1は、例えば車両用空調装置などに用いられる遠心送風機である。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to the drawings. A blower 1 of the first embodiment is a centrifugal blower used in, for example, an air conditioner for a vehicle.
<送風機1の構成>
図1および図2に示すように、送風機1は、ケース10、ファン20、駆動部50、ノズル60および流路仕切部材70などを備えている。なお、図2では、図を見やすくするため、ファン20および駆動部50などを省略してある。このことは、後述する実施形態および比較例で参照する図5~図9、図13でも同様である。
<Configuration of blower 1>
As shown in Figures 1 and 2, blower 1 includes a case 10, a fan 20, a drive unit 50, a nozzle 60, and a flow path partition member 70. Note that in Figure 2, the fan 20 and drive unit 50 are omitted for clarity. This also applies to Figures 5 to 9 and 13, which will be referred to in the embodiments and comparative examples described below.
なお、以下の説明では、ファン20の軸心CLを単に「軸心CL」ということがある。その軸心CLは、ファン20の回転中心と一致している。また、送風機1の空気吸込口2側を「軸心方向の一方」とし、送風機1の空気吸込口2とは反対側を「軸心方向の他方」として説明する。以下、空気吸込口2を単に吸込口2という。 In the following description, the axial center CL of the fan 20 will sometimes be referred to simply as the "axial center CL." The axial center CL coincides with the center of rotation of the fan 20. In addition, the air intake 2 side of the blower 1 will be referred to as "one side in the axial direction," and the side opposite the air intake 2 of the blower 1 will be referred to as "the other side in the axial direction." Hereinafter, the air intake 2 will be referred to simply as the intake 2.
ケース10は、車両用空調装置の空気通路の少なくとも一部を形成する部材である。なお、図示は省略するが、一般に、車両用空調装置の空気通路には、エバポレータ等の空気冷却機器、ヒータコアまたは電気ヒータ等の空気加熱機器、および、複数の流路切替ドアなどが設けられている。そのため、車両用空調装置は、空調モードに応じて、空気通路を流れる空気の圧力損失が変化することがある。 The case 10 is a component that forms at least a portion of the air passage of a vehicle air conditioner. Although not shown, the air passage of a vehicle air conditioner typically includes an air cooling device such as an evaporator, an air heating device such as a heater core or electric heater, and multiple flow path switching doors. Therefore, the pressure loss of the air flowing through the air passage of a vehicle air conditioner can change depending on the air conditioning mode.
ケース10は、ファン20の上流側に、空気を吸い込む吸込口2を形成するベルマウス11を有している。ベルマウス11は、軸心方向の一方から他方に向けて内径が次第に小さくなる曲面形状となっている。また、ベルマウス11は、ファン20の軸心CLを含む平面で切断して得られる断面視(以下、「縦断面視」という)において、径方向内側の面が略円弧状に形成されている。 The case 10 has a bell mouth 11 on the upstream side of the fan 20, which forms the intake port 2 for drawing in air. The bell mouth 11 has a curved shape with an inner diameter that gradually decreases from one side in the axial direction to the other. Furthermore, when viewed in a cross section obtained by cutting the bell mouth 11 along a plane that includes the axial center CL of the fan 20 (hereinafter referred to as the "longitudinal cross section"), the radially inner surface of the bell mouth 11 is formed in a roughly arc shape.
ケース10は、ベルマウス11の軸心方向一方側の部位から径方向外側に形成される正面壁12を有している。正面壁12は、ファン20の軸心CLに対して略垂直な平面状に形成されている。なお、正面壁12は、ファン20の軸心CLに対して傾斜するように形成されていてもよい。ケース10は、正面壁12のうち径方向外側の部位から軸心方向の一方側に延びる上流側ケース13を有している。 The case 10 has a front wall 12 that extends radially outward from a portion on one axial side of the bell mouth 11. The front wall 12 is formed in a planar shape that is approximately perpendicular to the axial center CL of the fan 20. The front wall 12 may also be formed so as to be inclined with respect to the axial center CL of the fan 20. The case 10 has an upstream case 13 that extends radially outward from the portion of the front wall 12 on one axial side.
また、ケース10は、ベルマウス11の軸心方向他方側の部位からさらに軸心方向他方側に筒状に延びるケース筒部14と、そのケース筒部14のうち軸心方向他方側の部位から径方向外側に拡がるケース環状部15とを有している。また、ケース10は、ケース環状部15のうち径方向外側の部位から軸心方向の他方側に延びる下流側ケース16を有している。ケース10の各部位は、複数の部材により構成されていてもよく、または、一体に成形されていてもよい。 The case 10 also has a cylindrical case portion 14 that extends cylindrically from the portion on the other axial side of the bell mouth 11 further toward the other axial side, and a case annular portion 15 that extends radially outward from the portion of the case cylindrical portion 14 on the other axial side. The case 10 also has a downstream case 16 that extends from the radially outer portion of the case annular portion 15 toward the other axial side. Each portion of the case 10 may be composed of multiple members, or may be molded integrally.
ケース筒部14は、後述するファン20の有するシュラウド筒部32の径方向外側の領域において、シュラウド筒部32から所定の隙間をあけて設けられている。また、ケース環状部15は、後述するファン20の有するシュラウド環状部31の軸心方向の一方側の領域において、シュラウド環状部31から所定の隙間をあけて設けられている。ケース筒部14とシュラウド筒部32とは略平行に設けられ、ケース環状部15とシュラウド環状部31も略平行に設けられている。 The case cylindrical portion 14 is provided in a region radially outward of the shroud cylindrical portion 32 of the fan 20 (described later), with a predetermined gap between them. The case annular portion 15 is provided in a region on one side of the shroud annular portion 31 of the fan 20 (described later) in the axial direction, with a predetermined gap between them. The case cylindrical portion 14 and the shroud cylindrical portion 32 are provided approximately parallel, and the case annular portion 15 and the shroud annular portion 31 are also provided approximately parallel.
ファン20は、遠心ファン(具体的には、ターボファン)であり、ケース10の内側に回転可能に設けられている。ファン20は、主板21、複数の翼22、シュラウド環状部31およびシュラウド筒部32を有している。なお、第1実施形態における説明では、シュラウド環状部31とシュラウド筒部32とを纏めてシュラウド30と呼ぶことがある。ファン20は、主板21と複数の翼22とシュラウド30とが一体に形成されたクローズドファンである。このファン20は、例えば、樹脂射出成形により一体に形成されるものである。 The fan 20 is a centrifugal fan (specifically, a turbofan) that is rotatably mounted inside the case 10. The fan 20 has a main plate 21, multiple blades 22, a shroud annular portion 31, and a shroud tubular portion 32. In the description of the first embodiment, the shroud annular portion 31 and the shroud tubular portion 32 are sometimes collectively referred to as the shroud 30. The fan 20 is a closed fan in which the main plate 21, multiple blades 22, and shroud 30 are integrally formed. The fan 20 is integrally formed, for example, by resin injection molding.
主板21は、略円盤状に形成され、ケース10の内側に配置されている。主板21は、中央部から径方向外側に向かい軸心方向他方側に傾斜している。言い換えれば、主板21は、外縁部から中央部に向かい吸込口2側に凸となる形状となっている。主板21の中央部に、駆動部50から延びるシャフト51が固定されている。これにより、主板21は、ケース10の内側で軸心周りに回転可能に設けられる。 The main plate 21 is formed in a roughly disk shape and is positioned inside the case 10. The main plate 21 slopes radially outward from the center toward the other side of the axial direction. In other words, the main plate 21 has a shape that convexly extends from the outer edge toward the center toward the suction port 2. A shaft 51 extending from the drive unit 50 is fixed to the center of the main plate 21. This allows the main plate 21 to rotate around the axis inside the case 10.
複数の翼22は、主板21とシュラウド30との間で、軸心周りに所定の間隔で配置されている。複数の翼22は、軸心方向の一方側の部位23(すなわち反主板側の部位23)がシュラウド30に接続され、軸心方向の他方側の部位24が主板21に接続されている。これにより、シュラウド30と主板21の間において隣り合う翼22同士の間に流路が形成される。以下の説明では、その流路を翼間流路25と呼ぶ。ファン20が回転すると、吸込口2から吸いこまれた空気は、翼22の前縁26側から翼間流路25を通り、翼22の後縁27側に形成される空気出口28から吹き出される。
図示は省略するが、複数の翼22は、前縁26から後縁27に向かいファン20の回転方向後ろ向きに延びている。すなわち、第1実施形態のファン20は、ターボファンである。
The plurality of blades 22 are arranged at predetermined intervals around the axis between the main plate 21 and the shroud 30. Each of the plurality of blades 22 has a portion 23 on one axial side (i.e., the portion 23 on the opposite side of the main plate) connected to the shroud 30, and a portion 24 on the other axial side connected to the main plate 21. This forms a flow path between adjacent blades 22 between the shroud 30 and the main plate 21. In the following description, this flow path will be referred to as an inter-blade flow path 25. When the fan 20 rotates, air drawn in through the suction port 2 passes through the inter-blade flow path 25 from the leading edge 26 side of the blade 22, and is blown out from an air outlet 28 formed on the trailing edge 27 side of the blade 22.
Although not shown, the blades 22 extend rearward in the rotation direction of the fan 20 from a leading edge 26 to a trailing edge 27. That is, the fan 20 of the first embodiment is a turbofan.
翼22の前縁26は、軸心方向の一方側の端部29がシュラウド筒部32に接続している。そして、翼22の前縁26は、軸心方向の一方側の端部29から軸心方向の他方側の端部291に向けて径方向内側に傾斜し、軸心方向の他方側の端部291がノズル60の最内径よりも径方向内側で主板21に接続している。なお、以下の説明では、翼22の前縁26を、翼前縁26ということがある。 The leading edge 26 of the blade 22 has an end 29 on one axial side that connects to the shroud tubular portion 32. The leading edge 26 of the blade 22 is inclined radially inward from the end 29 on one axial side to the end 291 on the other axial side, and the end 291 on the other axial side connects to the main plate 21 radially inward of the innermost diameter of the nozzle 60. In the following description, the leading edge 26 of the blade 22 may also be referred to as the blade leading edge 26.
第1実施形態においてシュラウド30は、吸込口2側に形成される筒状のシュラウド筒部32と、そのシュラウド筒部32のうち軸心方向の他方側の部位から径方向外側に拡がる環状のシュラウド環状部31とを有している。シュラウド環状部31は、複数の翼22のうち軸心方向の一方の部位23(すなわち、複数の翼22のうち反主板側の部位23)に接続される環状の部位である。シュラウド筒部32は、シュラウド環状部31のうち径方向内側の部位から反主板側に筒状に延びる部位である。シュラウド環状部31とシュラウド筒部32とは連続して形成されている。そして、シュラウド環状部31は、縦断面視が翼間流路25側に凸となる滑らかな曲面形状となっている。これにより、翼間流路25を流れる空気は、シュラウド30の翼間流路25側の面から剥離することが抑制され、そのシュラウド30の翼間流路25側の面に沿って流れる。 In the first embodiment, the shroud 30 has a cylindrical shroud tubular portion 32 formed on the suction port 2 side and an annular shroud annular portion 31 extending radially outward from the other axially-located portion of the shroud tubular portion 32. The shroud annular portion 31 is an annular portion connected to one axially-located portion 23 of the plurality of blades 22 (i.e., the portion 23 of the plurality of blades 22 opposite the main plate). The shroud tubular portion 32 is a cylindrical portion of the shroud annular portion 31 extending from a radially inner portion toward the opposite main plate. The shroud annular portion 31 and the shroud tubular portion 32 are formed continuously. The shroud annular portion 31 has a smoothly curved surface shape that is convex toward the inter-blade passage 25 in a longitudinal cross-sectional view. This prevents the air flowing through the inter-blade passage 25 from separating from the surface of the shroud 30 facing the inter-blade passage 25, and instead flows along the surface of the shroud 30 facing the inter-blade passage 25.
駆動部50は、通電によりトルクを出力する電動モータである。駆動部50から突出するシャフト51は、ファン20の主板21に固定されている。駆動部50としての電動モータに通電されると、その駆動部50の出力するトルクにより、シャフト51とファン20が軸心周りに回転する。 The drive unit 50 is an electric motor that outputs torque when energized. The shaft 51 protruding from the drive unit 50 is fixed to the main plate 21 of the fan 20. When the electric motor serving as the drive unit 50 is energized, the torque output by the drive unit 50 causes the shaft 51 and the fan 20 to rotate around their axis.
ノズル60は、筒状に形成され、ベルマウス11の径方向内側の領域からシュラウド筒部32の径方向内側の領域に亘り設けられている。ノズル60は、後述する流路仕切部材70によってケース10に固定され、静翼として機能する。 The nozzle 60 is cylindrical and extends from the radially inner region of the bell mouth 11 to the radially inner region of the shroud tubular portion 32. The nozzle 60 is fixed to the case 10 by a flow path partition member 70 (described below) and functions as a stator vane.
ノズル60のうち反主板側の端部61(すなわち、ノズル60のうち軸心方向の一方の端部)は、ケース10の正面壁12よりも反主板側(すなわち、軸心方向の一方側)に突出している。ノズル60は中央部から反主板側の端部61に向かい径方向外側に拡がる形状となっている。また、ノズル60は、反主板側の端部61から主板21側の端部62(すなわち、軸心方向の一方から他方)に向かい外径が次第に小さくなる形状である。 The end 61 of the nozzle 60 on the anti-main board side (i.e., one end of the nozzle 60 in the axial direction) protrudes further toward the anti-main board side (i.e., one side in the axial direction) than the front wall 12 of the case 10. The nozzle 60 is shaped so that it expands radially outward from the center toward the anti-main board end 61. The nozzle 60 is also shaped so that its outer diameter gradually decreases from the anti-main board end 61 toward the main board 21 end 62 (i.e., from one side in the axial direction to the other).
また、ノズル60は、縦断面視において、反主板側の端部61(すなわち、軸心方向の一方の端部)から中央部に亘る部位の板厚に対し、中央部から主板21側の端部62(すなわち、軸心方向の他方の端部)に向かい板厚が次第に薄くなっている。そして、ノズル60は、径方向内側の面に沿った軸心方向の長さが、径方向外側の面に沿った軸心方向の長さよりも長い、いわゆる翼形状となっている。 In addition, when viewed in vertical cross section, the nozzle 60 has a thickness that gradually decreases from the center toward the end 62 on the main plate 21 side (i.e., the other end in the axial direction) compared to the thickness from the end 61 on the side opposite the main plate (i.e., one end in the axial direction) to the center. The nozzle 60 has a so-called blade shape, with the axial length along its radially inner surface being longer than the axial length along its radially outer surface.
図1および図2に示すように、ベルマウス11とノズル60との間には、流路仕切部材70が設けられている。流路仕切部材70は、径方向内側の部位がベルマウス11に接続され、径方向外側の部位がノズル60に接続されている。流路仕切部材70は、ベルマウス11とノズル60との間で周方向に断続的に設けられ、ノズル60とベルマウス11との間の空間を空気が流れる複数の仕切流路73に仕切っている。 As shown in Figures 1 and 2, a flow path partition member 70 is provided between the bell mouth 11 and the nozzle 60. The flow path partition member 70 has a radially inner portion connected to the bell mouth 11 and a radially outer portion connected to the nozzle 60. The flow path partition members 70 are provided intermittently in the circumferential direction between the bell mouth 11 and the nozzle 60, and divide the space between the nozzle 60 and the bell mouth 11 into multiple partition flow paths 73 through which air flows.
流路仕切部材70は、複数の仕切流路73を通過する空気の圧力損失が増加するように、ノズル60を支持するために必要な本数(例えば2~4本)に対して2倍以上の本数(例えば8本以上)で構成することが好ましい。また、流路仕切部材70は、ノズル60を支持するために必要な本数(例えば2~4本)としたときの各仕切流路73の空気流れに比べて軸心方向および周方向の空気流れを低減可能な本数(例えば8本以上)で構成することが好ましい。 It is preferable that the number of flow path partition members 70 be at least twice as many (e.g., eight or more) as the number required to support the nozzles 60 (e.g., two to four) so that the pressure loss of air passing through the multiple partition flow paths 73 increases. It is also preferable that the number of flow path partition members 70 be configured to be eight or more (e.g., eight or more) so that the axial and circumferential air flow can be reduced compared to the air flow in each partition flow path 73 when the number required to support the nozzles 60 (e.g., two to four) is used.
図2に例示した第1実施形態の送風機1は、流路仕切部材70の本数を20本としている。このように、流路仕切部材70の本数を多くすることで、各仕切流路73を通過する空気の圧力損失を増加することが可能である。また、各仕切流路73において軸心方向および周方向の空気流れを低減し、各仕切流路73の空気流れを整流することが可能である。ただし、流路仕切部材70の本数は、図2に示した本数に限るものでなく、送風機1に要求される性能、仕様等に応じて適宜設定可能である。 The blower 1 of the first embodiment shown in Figure 2 has 20 flow path partition members 70. Increasing the number of flow path partition members 70 in this way makes it possible to increase the pressure loss of air passing through each partition flow path 73. It also makes it possible to reduce the axial and circumferential air flow in each partition flow path 73 and rectify the air flow in each partition flow path 73. However, the number of flow path partition members 70 is not limited to the number shown in Figure 2 and can be set appropriately depending on the performance, specifications, etc. required of the blower 1.
また、各流路仕切部材70は、複数の仕切流路73を通過する空気の圧力損失を増加するため、軸心方向から視た厚みを太くすることが好ましい。ただし、樹脂射出成形時の歪防止の観点も考慮すると、各流路仕切部材70の厚みは、1.5~3.0mm程度とすれば好ましく、さらに2.0~2.5mmとするのがより好ましい。 Furthermore, in order to increase the pressure loss of air passing through the multiple partitioned flow paths 73, it is preferable that each flow path partition member 70 has a large thickness when viewed from the axial direction. However, taking into consideration the prevention of distortion during resin injection molding, the thickness of each flow path partition member 70 is preferably approximately 1.5 to 3.0 mm, and even more preferably 2.0 to 2.5 mm.
流路仕切部材70の本数を増やし、流路仕切部材70の軸心方向から視た厚みを太くすることで、隣り合う流路仕切部材70同士の間隔(すなわち、各仕切流路73を軸心方向から視た流路断面積)が狭くなる。これにより、仕切流路73を通過する空気の圧力損失を大きくすることが可能である。また、流路仕切部材70の本数を増やし、流路仕切部材70の軸心方向の長さを長くすることで、各仕切流路73の軸心方向の距離が長くなる。これにより、各仕切流路73を通過する空気の圧力損失を大きくすると共に、各仕切流路73を軸心方向および周方向に流れる空気の整流効果を高めることが可能である。 Increasing the number of flow path partition members 70 and increasing the thickness of the flow path partition members 70 when viewed from the axial direction narrows the distance between adjacent flow path partition members 70 (i.e., the flow path cross-sectional area when viewed from the axial direction of each partition flow path 73). This makes it possible to increase the pressure loss of air passing through the partition flow paths 73. Furthermore, increasing the number of flow path partition members 70 and increasing the axial length of the flow path partition members 70 increases the axial distance of each partition flow path 73. This increases the pressure loss of air passing through each partition flow path 73 and improves the rectification effect of air flowing axially and circumferentially through each partition flow path 73.
第1実施形態では、流路仕切部材70は、ノズル60とベルマウス11との間に放射状に設けられている。また、流路仕切部材70は、ベルマウス11とノズル60との間において全周に亘り設けられている。また、流路仕切部材70は、ベルマウス11とノズル60との間において周方向に均一の間隔で設けられている。なお、周方向に均一の間隔とは、製造公差を含む範囲で均一であり、本明細書では、例えば、流路仕切部材70により形成される複数の仕切流路73同士の断面積の違いが例えば5%以内であれば、均一の範囲に含まれるものとする。 In the first embodiment, the flow path partition members 70 are provided radially between the nozzle 60 and the bell mouth 11. The flow path partition members 70 are also provided around the entire circumference between the bell mouth 11 and the nozzle 60. The flow path partition members 70 are also provided at uniform intervals in the circumferential direction between the bell mouth 11 and the nozzle 60. Note that uniform intervals in the circumferential direction refer to uniformity within a range that includes manufacturing tolerances. In this specification, for example, if the difference in cross-sectional area between the multiple partition flow paths 73 formed by the flow path partition members 70 is within 5%, this is considered to be within the uniform range.
流路仕切部材70のうち反主板側の端部71は、ノズル60のうち反主板側の端部61よりも主板21側に位置している。一方、流路仕切部材70のうち主板21側の端部72は、ノズル60のうち主板21側の端部62よりも反主板側に位置している。そのため、流路仕切部材70は、ノズル60より上流側の流路からノズル60の径方向内側の吸込口2を通ってファン20に吸い込まれる主流の流れを阻害することが無い。 The end 71 of the flow path partition member 70 on the side opposite the main plate is located closer to the main plate 21 than the end 61 of the nozzle 60 on the side opposite the main plate. On the other hand, the end 72 of the flow path partition member 70 on the side opposite the main plate is located closer to the main plate than the end 62 of the nozzle 60 on the side opposite the main plate 21. Therefore, the flow path partition member 70 does not obstruct the mainstream flow that is drawn into the fan 20 from the flow path upstream of the nozzle 60 through the suction port 2 radially inside the nozzle 60.
なお、図3および図4に示すように、以下の第1実施形態の説明では、ノズル60とベルマウス11との間において、仕切流路73に対して軸心方向の一方側の空間を第1流路81と呼ぶ。また、ノズル60とケース筒部14との間において、仕切流路73より軸心方向の他方側の空間を第2流路82と呼ぶ。また、ノズル60とシュラウド筒部32との間の空間を第3流路83と呼ぶ。また、シュラウド30(具体的には、シュラウド筒部32およびシュラウド環状部31)と、ケース10の内壁(具体的には、ケース筒部14およびケース環状部15)との間の空間を隙間流路84と呼ぶ。 As shown in Figures 3 and 4, in the following description of the first embodiment, the space between the nozzle 60 and the bellmouth 11 on one side of the partition passage 73 in the axial direction is referred to as the first passage 81. Furthermore, the space between the nozzle 60 and the case cylindrical portion 14 on the other side of the partition passage 73 in the axial direction is referred to as the second passage 82. Furthermore, the space between the nozzle 60 and the shroud cylindrical portion 32 is referred to as the third passage 83. Furthermore, the space between the shroud 30 (specifically, the shroud cylindrical portion 32 and the shroud annular portion 31) and the inner wall of the case 10 (specifically, the case cylindrical portion 14 and the case annular portion 15) is referred to as the gap passage 84.
<送風機1の作動>
続いて、本実施形態の送風機1を作動させたときの空気の流れについて説明する。
<Operation of blower 1>
Next, the flow of air when the blower 1 of this embodiment is operated will be described.
<フェイスモード>
まず、空調装置をフェイスモードにして送風機1を作動させたときの空気の流れについて、図3を参照して説明する。なお、一般に、空調装置をフェイスモードにした場合、送風機1より下流側の流路の圧力損失は、フットモードまたはデフロスタモードに比べて小さいものとなる。
<Face Mode>
First, the air flow when the air conditioner is in face mode and the blower 1 is operating will be described with reference to Figure 3. Generally, when the air conditioner is in face mode, the pressure loss in the flow path downstream of the blower 1 is smaller than in foot mode or defroster mode.
ファン20が回転すると、図3の矢印F1に示すように、ノズル60の径方向内側の領域からファン20の翼間流路25に空気が吸い込まれる。この矢印F1に示す空気の流れを主流と呼ぶ。その主流の一部は、ノズル60の径方向内側の面に沿って流れる。 When the fan 20 rotates, air is drawn into the inter-blade flow passage 25 of the fan 20 from the radially inner region of the nozzle 60, as shown by arrow F1 in Figure 3. The air flow indicated by arrow F1 is called the main flow. Part of this main flow flows along the radially inner surface of the nozzle 60.
それと共に、矢印F2、F3に示すように、ケース10の正面壁12に沿ってファン20に吸い込まれる空気は、ノズル60の径方向外側の面に衝突し、その面に沿って第1流路81→仕切流路73→第2流路82→第3流路83を流れ、翼前縁26側から翼間流路25に吸い込まれる。 At the same time, as shown by arrows F2 and F3, air drawn into the fan 20 along the front wall 12 of the case 10 collides with the radially outer surface of the nozzle 60, flows along that surface through the first flow path 81 → partition flow path 73 → second flow path 82 → third flow path 83, and is drawn into the inter-blade flow path 25 from the blade leading edge 26 side.
また、ファン20が回転すると、ファン20の空気出口28の圧力がファン20の吸込口2側の圧力より高くなる。そのため、矢印F4、F5に示すように、隙間流路84には、空気出口28側から吸込口2側へ逆流する空気が流れる。なお、隙間流路84を逆流する空気には、ファン20の回転方向の速度成分が含まれている。そして、矢印F4、F5に示す隙間流路84を流れる空気と、矢印F2に示す第1流路81から流入する空気とは、第2流路82で合流した後、矢印F3に示すように第3流路83を流れ、翼前縁26側から主流と共に翼間流路25に吸い込まれる。 Furthermore, when the fan 20 rotates, the pressure at the air outlet 28 of the fan 20 becomes higher than the pressure on the inlet 2 side of the fan 20. Therefore, as shown by arrows F4 and F5, air flows in the gap passage 84, flowing backward from the air outlet 28 toward the inlet 2. Note that the air flowing backward through the gap passage 84 contains a velocity component in the rotational direction of the fan 20. The air flowing through the gap passage 84, shown by arrows F4 and F5, and the air flowing in from the first passage 81, shown by arrow F2, merge in the second passage 82, then flow through the third passage 83, shown by arrow F3, and are sucked into the inter-blade passage 25 together with the main flow from the blade leading edge 26 side.
ここで、ノズル60の径方向外側の面に沿って流れる空気の圧力は、ノズル60の径方向内側の面に沿ってファン20に流入する主流の圧力より高いものとなる。したがって、第1流路81、仕切流路73および第2流路82の圧力と、ファン20の空気出口28側の圧力との差圧が小さくなり、ファン20の空気出口28側から隙間流路84を逆流する空気風量を低減することができる。 Here, the pressure of the air flowing along the radially outer surface of the nozzle 60 is higher than the pressure of the main air flowing into the fan 20 along the radially inner surface of the nozzle 60. Therefore, the pressure difference between the pressure in the first flow path 81, partition flow path 73, and second flow path 82 and the pressure on the air outlet 28 side of the fan 20 is reduced, and the amount of air flowing back through the gap flow path 84 from the air outlet 28 side of the fan 20 can be reduced.
また、第1流路81を流れる空気と隙間流路84を逆流した空気とが第2流路82で合流することで、その合流した空気はファン20の回転方向の速度成分が小さくなる。したがって、第3流路83から翼前縁26側に吹き出される空気と、主流との交差角度が小さくなり、騒音を低減することができる。 In addition, when the air flowing through the first flow path 81 and the air flowing backward through the gap flow path 84 meet in the second flow path 82, the velocity component of the combined air in the rotational direction of the fan 20 becomes smaller. Therefore, the angle of intersection between the air blown out from the third flow path 83 toward the blade leading edge 26 and the main flow becomes smaller, thereby reducing noise.
<フットモードまたはデフロスタモード>
次に、空調装置をフットモードまたはデフロスタモードにして送風機1を作動させたときの空気の流れについて、図4を参照して説明する。
<Foot mode or defroster mode>
Next, the air flow when the air conditioner is in the foot mode or defroster mode and the blower 1 is operated will be described with reference to FIG.
ファン20が回転すると、図4の矢印F1に示すように、主流は、ノズル60の径方向内側の面に沿ってファン20の前縁26側から翼間流路25に吸い込まれる。ここで、一般に、空調装置をフットモードまたはデフロスタモードにした場合、送風機1より下流側の流路の圧力損失は、フェイスモードに比べて大きいものとなる。そのため、ファン20の回転数の増加に伴い、ファン20の空気出口28側の圧力と吸込口2側の圧力との差は、フェイスモードのときの圧力差よりも大きくなる。それにより、隙間流路84を逆流する空気の風速及び風量が大きくなると、図4の破線矢印F6のように、逆流空気は、第2流路82から仕切流路73および第1流路81を経由し、ノズル60のうち反主板側の端部61を跨いでノズル60の内側に流れようとする。それに対し、第1実施形態では、ノズル60とベルマウス11との間が流路仕切部材70により複数の仕切流路73に仕切られているので、その仕切流路73を通過する逆流空気の圧力損失が大きくなり、逆流空気の風速および風量が低減される。 As the fan 20 rotates, the main flow is drawn into the inter-blade passage 25 from the leading edge 26 of the fan 20 along the radially inner surface of the nozzle 60, as indicated by arrow F1 in FIG. 4. Generally, when an air conditioning system is in foot mode or defroster mode, the pressure loss in the passage downstream of the blower 1 is greater than in face mode. Therefore, as the rotation speed of the fan 20 increases, the difference in pressure between the air outlet 28 and the air inlet 2 of the fan 20 becomes greater than the pressure difference in face mode. As a result, when the speed and volume of air flowing back through the gap passage 84 increase, the backflow air attempts to flow from the second passage 82 through the partition passage 73 and the first passage 81, straddling the end 61 of the nozzle 60 on the anti-main-plate side, and into the interior of the nozzle 60, as indicated by dashed arrow F6 in FIG. 4. In contrast, in the first embodiment, the space between the nozzle 60 and the bell mouth 11 is separated into multiple partitioned flow paths 73 by a flow path partition member 70, which increases the pressure loss of the backflow air passing through these partitioned flow paths 73, reducing the wind speed and volume of the backflow air.
また、ノズル60のうち反主板側の端部61を跨いでノズル60の内側に流れようとする逆流空気は周方向の風速分布が大きいことが発明者の研究によりわかった。それに対し、第1実施形態では、ノズル60とベルマウス11との間が流路仕切部材70により複数の仕切流路73に仕切られているので、その仕切流路73を通過する逆流空気の圧力損失が大きくなり、逆流空気の周方向の風速分布が低減される。 Furthermore, research by the inventors has revealed that the backflow air that attempts to flow inside the nozzle 60 across the end 61 of the nozzle 60 on the side opposite the main plate has a large circumferential wind speed distribution. In contrast, in the first embodiment, the space between the nozzle 60 and the bellmouth 11 is partitioned into multiple partition flow paths 73 by the flow path partition member 70, which increases the pressure loss of the backflow air passing through these partition flow paths 73 and reduces the circumferential wind speed distribution of the backflow air.
<比較例>
ここで、上述した第1実施形態の送風機1と比較するため、比較例の送風機100について、図9~図11を参照して説明する。なお、この比較例の送風機100は出願人が創作したものであり、従来技術ではない。
<Comparative Example>
Here, for comparison with the blower 1 of the first embodiment described above, a comparative blower 100 will be described with reference to Figures 9 to 11. Note that this comparative blower 100 was created by the applicant and is not a prior art.
図9に示すように、比較例の送風機100は、ベルマウス11とノズル60との間に、ノズル60を支持するために必要な本数(例えば4本)のリブ700が設けられている。このリブ700は、逆流空気の流路抵抗としての作用効果は無視できるほどに小さいものである。 As shown in Figure 9, the blower 100 of the comparative example has the necessary number of ribs 700 (for example, four) between the bell mouth 11 and the nozzle 60 to support the nozzle 60. The effect of these ribs 700 as flow resistance for backflow air is so small that it can be ignored.
<比較例におけるフェイスモード>
比較例の送風機100において、空調装置をフェイスモードにしたときの空気の流れを図10に示す。図10の矢印F1~F5に示すように、比較例の送風機100においても、空調装置をフェイスモードにして送風機1を作動させたときの空気の流れは、第1実施形態の送風機1と同じである。そのため、比較例の送風機100においても、空調装置がフェイスモードのときには、逆流空気の風量を低減して送風効率を向上し、かつ、騒音を低減することが可能である。
<Face mode in comparative example>
Fig. 10 shows the airflow in blower 100 of the comparative example when the air conditioner is in face mode. As indicated by arrows F1 to F5 in Fig. 10, the airflow in blower 100 of the comparative example when the air conditioner is in face mode and blower 1 is operating is the same as that in blower 1 of the first embodiment. Therefore, in blower 100 of the comparative example, when the air conditioner is in face mode, the amount of backflow air is reduced, improving blowing efficiency and reducing noise.
<比較例におけるフットモードまたはデフロスタモード>
次に、比較例の送風機100において、空調装置をフットモードまたはデフロスタモードにしたときの空気の流れを図11に示す。ファン20が回転すると、図11の矢印F1に示すように、主流は、ノズル60の径方向内側の面に沿ってファン20の前縁26側から翼間流路25に吸い込まれる。上述したように、空調装置をフットモードまたはデフロスタモードにした場合、送風機100より下流側の流路の圧力損失は、フェイスモードに比べて大きいものとなる。そのため、ファン20の回転数の増加に伴い、ファン20の空気出口28側の圧力と吸込口2側の圧力との差は、フェイスモードのときの圧力差よりも大きくなる。それにより、隙間流路84を逆流する空気の風速および風量が大きくなると、図11の矢印F7で示すように、その逆流空気は、ノズル60のうち反主板側の端部61を跨いでノズル60の内側に流れるようになる。
<Foot mode or defroster mode in comparative example>
Next, FIG. 11 shows the airflow in the blower 100 of the comparative example when the air conditioner is in foot mode or defroster mode. When the fan 20 rotates, the main flow is drawn into the inter-blade flow passage 25 from the leading edge 26 of the fan 20 along the radially inner surface of the nozzle 60, as indicated by arrow F1 in FIG. 11 . As described above, when the air conditioner is in foot mode or defroster mode, the pressure loss in the flow passage downstream of the blower 100 is greater than in face mode. Therefore, as the rotation speed of the fan 20 increases, the difference in pressure between the air outlet 28 side of the fan 20 and the air inlet 2 side becomes greater than the pressure difference in face mode. As a result, when the wind speed and volume of air flowing back through the gap flow passage 84 increase, the backflow air flows over the end 61 of the nozzle 60 on the opposite side to the main plate and into the inside of the nozzle 60, as indicated by arrow F7 in FIG. 11 .
ここで、図9の矢印F8~F13に示したように、発明者による研究の結果、ノズル60のうち反主板側の端部61を跨いでノズル60の内側に流れる逆流空気(以下、「ノズル60を跨ぐ逆流空気」という)は、周方向の風速分布が大きいことがわかった。すなわち、図9に示した複数の矢印F8~F13は、ノズル60を跨ぐ逆流空気の風速が大きい箇所を示している。一方、図9に示した各矢印F8~F13の間の領域は、ノズル60を跨ぐ逆流空気の風速が小さくなっている。このように、比較例の送風機100は、空調装置がフットモードまたはデフロスタモードの状態において、ノズル60を跨ぐ逆流空気の周方向の風速分布が大きい状態のまま主流と合わさり翼22の前縁26側に流れ込むことで騒音が増大するおそれがある。 Here, as shown by arrows F8 to F13 in Figure 9, research by the inventors has revealed that the backflow air that crosses the end 61 of the nozzle 60 opposite the main plate and flows inside the nozzle 60 (hereinafter referred to as "backflow air crossing the nozzle 60") has a large circumferential wind speed distribution. That is, the multiple arrows F8 to F13 in Figure 9 indicate locations where the wind speed of the backflow air crossing the nozzle 60 is high. On the other hand, the wind speed of the backflow air crossing the nozzle 60 is low in the areas between the arrows F8 to F13 in Figure 9. As such, with the blower 100 of the comparative example, when the air conditioning system is in foot mode or defroster mode, the backflow air crossing the nozzle 60 may merge with the main flow while maintaining a large circumferential wind speed distribution and flow toward the leading edge 26 of the blade 22, potentially increasing noise.
<第1実施形態の送風機1の作用効果>
このような比較例の送風機100に対し、第1実施形態の送風機1は、次の作用効果を奏するものである。
(1)第1実施形態の送風機1は、ベルマウス11とノズル60との間に周方向に断続的に設けられる流路仕切部材70を備えている。この流路仕切部材70は、ノズル60とベルマウス11との間の空間を空気が流れる複数の仕切流路73に仕切るものである。これによれば、ノズル60とベルマウス11との間を流路仕切部材70により複数の仕切流路73に仕切ることで、その複数の仕切流路73を通過する逆流空気の圧力損失を大きくすることが可能である。したがって、この送風機1は、逆流空気の風速および風量を低減し、送風効率を向上することができる。
<Operation and effect of the blower 1 according to the first embodiment>
In comparison with the blower 100 of the comparative example, the blower 1 of the first embodiment has the following advantages.
(1) The blower 1 of the first embodiment is equipped with flow path partition members 70 that are provided intermittently in the circumferential direction between the bell mouth 11 and the nozzle 60. These flow path partition members 70 divide the space between the nozzle 60 and the bell mouth 11 into a plurality of partition flow paths 73 through which air flows. By dividing the space between the nozzle 60 and the bell mouth 11 into a plurality of partition flow paths 73 using the flow path partition members 70, it is possible to increase the pressure loss of backflow air passing through the plurality of partition flow paths 73. Therefore, this blower 1 can reduce the wind speed and volume of backflow air and improve blowing efficiency.
また、上述したように発明者による研究の結果、ノズル60を跨ぐ逆流空気は周方向の風速分布が大きく、その逆流空気が風速分布を有した状態で主流と交わり翼22の前縁26側へ流れ込むことで騒音が増大することがわかった。それに対し、第1実施形態の送風機1は、流路仕切部材70により、仕切流路73を通過する逆流空気の圧力損失を大きくすることで、ノズル60を跨ぐ逆流空気の周方向の風速分布を低減することが可能である。したがって、この送風機1は、逆流空気が翼の前縁26側に流れ込むときに発生する騒音を低減することができる。 Furthermore, as mentioned above, research by the inventors has revealed that backflow air that crosses the nozzle 60 has a large circumferential wind speed distribution, and that when this backflow air intersects with the main flow while maintaining its wind speed distribution and flows toward the leading edge 26 of the blade 22, noise increases. In contrast, the blower 1 of the first embodiment is able to reduce the circumferential wind speed distribution of the backflow air that crosses the nozzle 60 by using the flow path partition member 70 to increase the pressure loss of the backflow air passing through the partition flow path 73. Therefore, this blower 1 can reduce the noise generated when backflow air flows toward the leading edge 26 of the blade.
(2)第1実施形態では、流路仕切部材70は、複数の仕切流路73を流れる空気の圧力損失が増加するように、ノズル60とベルマウス11との間に放射状に設けられている。
これによれば、複数の流路仕切部材70の具体的な配置が例示される。
(2) In the first embodiment, the flow path partition members 70 are provided radially between the nozzle 60 and the bell mouth 11 so as to increase the pressure loss of air flowing through the plurality of partition flow paths 73 .
This illustrates a specific arrangement of the plurality of flow path partition members 70.
(3)第1実施形態では、流路仕切部材70のうち反主板側の端部71は、ノズル60のうち反主板側の端部61よりも主板21側に位置している。また、流路仕切部材70のうち主板21側の端部72は、ノズル60のうち主板21側の端部62よりも反主板側に位置している。
これによれば、流路仕切部材70は、ノズル60より上流側の流路からノズル60の径方向内側を通りファン20に吸い込まれる主流の流れを阻害することが無い。
(3) In the first embodiment, the end 71 of the flow path partition member 70 on the side opposite to the main plate is located closer to the main plate 21 than the end 61 of the nozzle 60 on the side opposite to the main plate. In addition, the end 72 of the flow path partition member 70 on the side opposite to the main plate is located closer to the side opposite to the main plate than the end 62 of the nozzle 60 on the side opposite to the main plate 21.
With this, the flow path partition member 70 does not obstruct the main flow that passes from the flow path upstream of the nozzle 60 to the radially inner side of the nozzle 60 and is sucked into the fan 20 .
(4)第1実施形態では、流路仕切部材70は、ベルマウス11とノズル60との間において周方向に均一の間隔で設けられる。
これによれば、仕切流路73を通過する逆流空気の圧力損失を周方向に亘り均一に大きくすることで、その仕切流路73を流れる逆流空気の風速および風量を低減し、その結果、風速分布を低減することが可能である。また、仮に、送風機1の使用条件などによりノズル60を跨ぐ逆流空気の周方向の風速分布の位置が変化する場合にも、その風速分布を低減することが可能である。
(4) In the first embodiment, the flow path partition members 70 are provided at uniform intervals in the circumferential direction between the bell mouth 11 and the nozzle 60 .
This makes it possible to reduce the wind speed and volume of the backflow air flowing through the partition flow passage 73 by uniformly increasing the pressure loss of the backflow air passing through the partition flow passage 73 in the circumferential direction, thereby reducing the wind speed distribution. Furthermore, even if the position of the circumferential wind speed distribution of the backflow air across the nozzle 60 changes due to the operating conditions of the blower 1, it is possible to reduce the wind speed distribution.
(5)第1実施形態では、流路仕切部材70は、ベルマウス11とノズル60との間において全周に亘り設けられる。
これによれば、仕切流路73を通過する逆流空気の圧力損失を全周に亘り大きくすることで、その仕切流路73を流れる逆流空気の風速および風量を低減し、その結果、風速分布を低減することが可能である。また、仮に、送風機1の使用条件などによりノズル60を跨ぐ逆流空気の周方向の風速分布の位置が変化する場合にも、その風速分布を低減することが可能である。
(5) In the first embodiment, the flow path partition member 70 is provided around the entire circumference between the bell mouth 11 and the nozzle 60 .
This increases the pressure loss of the backflow air passing through the partition flow path 73 over the entire circumference, thereby reducing the wind speed and volume of the backflow air flowing through the partition flow path 73, thereby making it possible to reduce the wind speed distribution. Furthermore, even if the position of the circumferential wind speed distribution of the backflow air across the nozzle 60 changes due to the operating conditions of the blower 1 or the like, it is possible to reduce the wind speed distribution.
(6)第1実施形態では、ファン20は、翼22が前縁26から後縁27に向かい回転方向後向きに延びるターボファンである
これによれば、遠心ファンのうちターボファンは、吸込口2と空気出口28との圧力差が大きいため、逆流空気の風量が増大しやすい特性を有する。このような特性を有するターボファンを備えた送風機1においても、送風効率を向上し、騒音を低減できるといった効果を発揮することができる。
(6) In the first embodiment, the fan 20 is a turbofan in which the blades 22 extend rearward in the direction of rotation from the leading edge 26 to the trailing edge 27. As a result, among centrifugal fans, a turbofan has the characteristic that the volume of backflow air tends to increase due to the large pressure difference between the air inlet 2 and the air outlet 28. Even a blower 1 equipped with a turbofan having such characteristics can achieve the effects of improving air blowing efficiency and reducing noise.
(7)第1実施形態では、流路仕切部材70は、ノズル60を支持するために必要な本数の2倍以上の本数で構成されている。
これによれば、流路仕切部材70の本数を増加することで、各仕切流路73の流路断面積が小さくなるので、仕切流路73を通過する逆流空気の圧力損失を大きくすることが可能である。したがって、逆流空気の風量を低減し、且つ、逆流空気の周方向の風速分布を低減することができる。
(7) In the first embodiment, the number of flow path partition members 70 is at least twice the number required to support the nozzles 60 .
According to this, by increasing the number of flow path partition members 70, the flow path cross-sectional area of each partition flow path 73 is reduced, and it is therefore possible to increase the pressure loss of the backflow air passing through the partition flow paths 73. Therefore, it is possible to reduce the air volume of the backflow air and reduce the circumferential wind speed distribution of the backflow air.
(第2~第5実施形態)
第2~第5実施形態は、第1実施形態に対して流路仕切部材70の構成を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second to Fifth Embodiments)
The second to fifth embodiments are different from the first embodiment in the configuration of the flow path partition member 70, but are otherwise similar to the first embodiment, so only the parts that are different from the first embodiment will be described.
(第2実施形態)
図5に示すように、第2実施形態では、ベルマウス11とノズル60との間に設けられる流路仕切部材70は、網状に構成されている。網状の流路形成部材の有する網目が複数の仕切流路73となる。網状の流路仕切部材70は、複数の仕切流路73を通過する空気の圧力損失が増加するように、ベルマウス11とノズル60との間において全周に設けられている。
Second Embodiment
5 , in the second embodiment, the flow path partition member 70 provided between the bell mouth 11 and the nozzle 60 is configured in a mesh-like shape. The mesh of the mesh-like flow path forming member forms a plurality of partition flow paths 73. The mesh-like flow path partition member 70 is provided around the entire circumference between the bell mouth 11 and the nozzle 60 so as to increase the pressure loss of air passing through the plurality of partition flow paths 73.
なお、網状の流路形成部材の太さや、複数の仕切流路73の流路断面積、複数の仕切流路73の軸芯方向の流路長さは任意に設定できる。具体的に、図5では、複数の仕切流路73の形状を四角形としているが、これに限らず、複数の仕切流路73の形状は、例えば円形、楕円形、多角形またはそれらの組み合わせなど、任意に設定できる。 The thickness of the mesh-like flow path forming member, the flow path cross-sectional area of the multiple partition flow paths 73, and the flow path length in the axial direction of the multiple partition flow paths 73 can be set as desired. Specifically, in Figure 5, the multiple partition flow paths 73 are shown to have a rectangular shape, but this is not limited to this, and the shape of the multiple partition flow paths 73 can be set as desired, for example, a circle, an ellipse, a polygon, or a combination thereof.
以上説明した第2実施形態の送風機1が備える網状の流路仕切部材70も、複数の仕切流路73を通過する逆流空気の圧力損失を大きくするので、逆流空気の風速および風量を低減し、ノズル60を跨ぐ逆流空気の周方向の風速分布を低減することが可能である。したがって、第2実施形態の送風機1においても、送風効率を向上し、騒音を低減することができる。 The mesh-like flow path partition member 70 provided in the blower 1 of the second embodiment described above also increases the pressure loss of the backflow air passing through the multiple partition flow paths 73, thereby reducing the wind speed and volume of the backflow air and making it possible to reduce the circumferential wind speed distribution of the backflow air across the nozzle 60. Therefore, the blower 1 of the second embodiment can also improve air blowing efficiency and reduce noise.
(第3実施形態)
図6に示すように、第3実施形態では、流路仕切部材70は、ベルマウス11とノズル60との間において周方向の複数箇所に設定される所定角度範囲のみに設けられている。図6では、流路仕切部材70が設けられる所定角度範囲を矢印R1~R3で示している。第3実施形態では、その所定角度範囲は3カ所設定されている。流路仕切部材70が設けられる所定角度範囲は、仮に流路仕切部材70を設け無い場合にノズル60を跨ぐ逆流空気の風速が大きくなる場所に設定される。その場所は、実験またはシミュレーションなどにより設定することが可能である。このように、第3実施形態の送風機1は、ノズル60を跨ぐ逆流空気の風速が均一化されるように、複数の流路仕切部材70同士の間隔が狭い箇所と、複数の流路仕切部材70同士の間隔が広い箇所を有している。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 6 , in the third embodiment, the flow path partition members 70 are provided only within a predetermined angular range set at multiple locations in the circumferential direction between the bell mouth 11 and the nozzle 60. In FIG. 6 , the predetermined angular ranges in which the flow path partition members 70 are provided are indicated by arrows R1 to R3. In the third embodiment, three predetermined angular ranges are set. The predetermined angular ranges in which the flow path partition members 70 are provided are set at locations where the wind speed of backflow air crossing the nozzle 60 would be high if the flow path partition members 70 were not provided. These locations can be set through experiments, simulations, or the like. In this way, the blower 1 of the third embodiment has locations where the spacing between the multiple flow path partition members 70 is narrow and locations where the spacing between the multiple flow path partition members 70 is wide, so that the wind speed of backflow air crossing the nozzle 60 is uniform.
以上説明した第3実施形態の送風機1は、複数の流路仕切部材70同士の間隔が狭い箇所を逆流空気の風速の速い箇所に配置することで、ノズル60とベルマウス11との間で周方向に亘り逆流空気の風速を均一化することが可能である。したがって、ノズル60を跨ぐ逆流空気の周方向の風速分布を低減し、逆流空気の風速および風量を低減することができる。また、第3実施形態では、流路仕切部材70を必要以上に設けない構成とすることができる。 The blower 1 of the third embodiment described above can equalize the wind speed of the backflow air in the circumferential direction between the nozzle 60 and the bell mouth 11 by arranging the areas where the spacing between the multiple flow path partition members 70 is narrow in areas where the wind speed of the backflow air is high. This reduces the circumferential wind speed distribution of the backflow air across the nozzle 60, and reduces the wind speed and volume of the backflow air. Furthermore, the third embodiment can be configured so that no more flow path partition members 70 than necessary are provided.
(第4実施形態)
図7に示すように、第4実施形態では、流路仕切部材70は、ベルマウス11とノズル60との間において、周方向に亘り不均一の間隔で設けられている。なお、周方向に亘り不均一の間隔とは、仮に周方向に均一配置とした場合に製造公差を含まない程度に不均一であることを言い、例えば、複数の流路仕切部材70により形成される複数の仕切流路73同士の断面積の違いが5%より大きければ不均一と言える。
(Fourth embodiment)
7 , in the fourth embodiment, the flow path partition members 70 are provided at uneven intervals in the circumferential direction between the bell mouth 11 and the nozzle 60. Note that uneven intervals in the circumferential direction mean that the intervals are uneven to the extent that they would be uneven if they were uniformly arranged in the circumferential direction, excluding manufacturing tolerances. For example, the intervals can be said to be uneven if the difference in cross-sectional area between the plurality of partition flow paths 73 formed by the plurality of flow path partition members 70 is greater than 5%.
第4実施形態の送風機1は、複数の仕切流路73を通過する逆流空気の圧力損失を大きくし、その逆流空気の風速を均一化することが可能である。すなわち、ノズル60を跨ぐ逆流空気の周方向の風速分布を低減し、逆流空気の風速および風量を低減することが可能である。 The blower 1 of the fourth embodiment increases the pressure loss of the backflow air passing through the multiple partition flow paths 73, making it possible to equalize the wind speed of the backflow air. In other words, it is possible to reduce the circumferential wind speed distribution of the backflow air across the nozzle 60, thereby reducing the wind speed and volume of the backflow air.
(第5実施形態)
第5実施形態は、第3実施形態の変形例である。図8に示すように、第5実施形態では、流路仕切部材70は、ベルマウス11とノズル60との間において周方向の6箇所に設定された所定角度範囲のみに設けられている。図8では、流路仕切部材70が設けられる所定角度範囲を矢印R1~R6で示している。流路仕切部材70が設けられる所定角度範囲は、仮に流路仕切部材70を設け無い場合にノズル60を跨ぐ逆流空気の風速が大きくなる場所に設定される。その場所は、実験またはシミュレーションなどにより設定することが可能である。すなわち、流路仕切部材70が設けられる所定角度範囲は、図8に示した6カ所に限らず、任意に設定できる。
Fifth Embodiment
The fifth embodiment is a modification of the third embodiment. As shown in FIG. 8 , in the fifth embodiment, the flow path partition members 70 are provided only in a predetermined angular range set at six locations in the circumferential direction between the bell mouth 11 and the nozzle 60. In FIG. 8 , the predetermined angular ranges in which the flow path partition members 70 are provided are indicated by arrows R1 to R6. The predetermined angular ranges in which the flow path partition members 70 are provided are set at locations where the wind speed of backflow air crossing the nozzle 60 would be high if the flow path partition members 70 were not provided. These locations can be set through experiments, simulations, or the like. In other words, the predetermined angular range in which the flow path partition members 70 are provided is not limited to the six locations shown in FIG. 8 , and can be set arbitrarily.
このように、第5実施形態の送風機1も、ノズル60を跨ぐ逆流空気の風速が均一化されるように、複数の流路仕切部材70同士の間隔が狭い箇所と、複数の流路仕切部材70同士の間隔が広い箇所を有している。第5実施形態の送風機1も、第3実施形態等と同様の作用効果を奏することができる。 In this way, the blower 1 of the fifth embodiment also has areas where the spacing between the multiple flow path partition members 70 is narrow and areas where the spacing between the multiple flow path partition members 70 is wide, so that the wind speed of the backflow air across the nozzles 60 is uniform. The blower 1 of the fifth embodiment can also achieve the same effects as the third embodiment, etc.
(第6実施形態)
第6実施形態について図面を参照しつつ説明する。第6実施形態は、第1実施形態に対してシュラウド筒部32を廃した構成であり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分について説明する。
Sixth Embodiment
The sixth embodiment will be described with reference to the drawings. The sixth embodiment is similar to the first embodiment except that the shroud tubular portion 32 is eliminated. Therefore, only the differences from the first embodiment will be described.
<送風機1の構成>
図12に示すように、第6実施形態の送風機1も、ケース10、ファン20、駆動部50、ノズル60および流路仕切部材70などを備えている。
ファン20は、主板21、複数の翼22およびシュラウド30を有している。第6実施形態では、シュラウド30は、複数の翼22のうち反主板側の部位23に接続されるシュラウド環状部31を有している。しかし、第6実施形態では、シュラウド30は、シュラウド環状部31のうち径方向内側の部位から反主板側に筒状に延びる部位(すなわち、第1実施形態で説明したシュラウド筒部32)を有していない。ノズル60は、筒状に形成され、ベルマウス11の径方向内側の領域からケース筒部14の径方向内側の領域に亘り設けられている。第6実施形態の送風機1において、その他の構成は、第1実施形態で説明したものと略同一である。
<Configuration of blower 1>
As shown in FIG. 12, the blower 1 of the sixth embodiment also includes a case 10, a fan 20, a drive unit 50, a nozzle 60, and a flow path partition member 70.
The fan 20 has a main plate 21, a plurality of blades 22, and a shroud 30. In the sixth embodiment, the shroud 30 has a shroud annular portion 31 connected to portions 23 of the plurality of blades 22 on the side opposite the main plate. However, in the sixth embodiment, the shroud 30 does not have a portion that extends cylindrically from a radially inner portion of the shroud annular portion 31 toward the side opposite the main plate (i.e., the shroud cylindrical portion 32 described in the first embodiment). The nozzle 60 is formed in a cylindrical shape and is provided from a region radially inner of the bell mouth 11 to a region radially inner of the case cylindrical portion 14. The other configurations of the blower 1 of the sixth embodiment are substantially the same as those described in the first embodiment.
図12および図13に示すように、ベルマウス11とノズル60との間には、複数の流路仕切部材70が設けられている。複数の流路仕切部材70は、ベルマウス11とノズル60との間で周方向に断続的に設けられ、ノズル60とベルマウス11との間の空間を空気が流れる複数の仕切流路73に仕切っている。複数の流路仕切部材70の本数、厚み等は、第1実施形態で説明したものと同様である。すなわち、複数の流路仕切部材70は、各仕切流路73を通過する空気の圧力損失を増加して、各仕切流路73において軸心方向および周方向の空気流れを低減し、各仕切流路73の空気流れを整流することを目的として、その本数、厚み等が設定される。 As shown in Figures 12 and 13, multiple flow path partition members 70 are provided between the bell mouth 11 and the nozzle 60. The multiple flow path partition members 70 are provided intermittently in the circumferential direction between the bell mouth 11 and the nozzle 60, dividing the space between the nozzle 60 and the bell mouth 11 into multiple partition flow paths 73 through which air flows. The number, thickness, etc. of the multiple flow path partition members 70 are the same as those described in the first embodiment. That is, the number, thickness, etc. of the multiple flow path partition members 70 are set to increase the pressure loss of air passing through each partition flow path 73, reduce the axial and circumferential air flow in each partition flow path 73, and rectify the air flow in each partition flow path 73.
第6実施形態では、図13に例示したように、複数の流路仕切部材70は、ノズル60とベルマウス11との間に放射状に設けられている。また、複数の流路仕切部材70は、ベルマウス11とノズル60との間において全周に亘り設けられている。また、複数の流路仕切部材70は、ベルマウス11とノズル60との間において周方向に均一の間隔で設けられている。
ただし、流路仕切部材70の本数、形状および配置などは、図13に示したものに限らず、第2~第5実施形態で説明した構成を適用することができる。
13 , in the sixth embodiment, a plurality of flow path partition members 70 are provided radially between the nozzle 60 and the bell mouth 11. The plurality of flow path partition members 70 are also provided around the entire circumference between the bell mouth 11 and the nozzle 60. The plurality of flow path partition members 70 are also provided at uniform intervals in the circumferential direction between the bell mouth 11 and the nozzle 60.
However, the number, shape, and arrangement of the flow path partition members 70 are not limited to those shown in FIG. 13, and the configurations described in the second to fifth embodiments can be applied.
<送風機1の作動>
続いて、本実施形態の送風機1を作動させたときの空気の流れについて、図14および図15を参照して説明する。
<Operation of blower 1>
Next, the flow of air when the blower 1 of this embodiment is operated will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG.
なお、以下の第6実施形態の説明では、図14および図15に示したように、ノズル60とベルマウス11との間において、仕切流路73に対して軸心方向の一方側の空間を第1流路81と呼ぶ。また、ノズル60とケース筒部14との間において、仕切流路73より軸心方向の他方側の空間を第2流路82と呼ぶ。また、シュラウド30と、ケース10の内壁との間の空間を隙間流路84と呼ぶ。 In the following description of the sixth embodiment, as shown in Figures 14 and 15, the space between the nozzle 60 and the bell mouth 11 on one side of the partition passage 73 in the axial direction is referred to as the first passage 81. Furthermore, the space between the nozzle 60 and the cylindrical case portion 14 on the other side of the partition passage 73 in the axial direction is referred to as the second passage 82. Furthermore, the space between the shroud 30 and the inner wall of the case 10 is referred to as the gap passage 84.
<フェイスモード>
まず、空調装置をフェイスモードにして送風機1を作動させたときの空気の流れについて、図14を参照して説明する。なお、一般に、空調装置をフェイスモードにした場合、送風機1より下流側の流路の圧力損失は、フットモードまたはデフロスタモードに比べて小さいものとなる。
<Face Mode>
First, the air flow when the air conditioner is in face mode and the blower 1 is operating will be described with reference to Fig. 14. Generally, when the air conditioner is in face mode, the pressure loss in the flow path downstream of the blower 1 is smaller than in foot mode or defroster mode.
ファン20が回転すると、図14の矢印F1に示すように、ノズル60の径方向内側の領域からファン20の翼間流路25に空気が吸い込まれる。この矢印F1に示す空気の流れを主流と呼ぶ。その主流の一部は、ノズル60の径方向内側の面に沿って流れる。 When the fan 20 rotates, air is drawn into the inter-blade flow passage 25 of the fan 20 from the radially inner region of the nozzle 60, as shown by arrow F1 in Figure 14. The air flow indicated by arrow F1 is called the main flow. Part of this main flow flows along the radially inner surface of the nozzle 60.
それと共に、矢印F2、F3に示すように、ケース10の正面壁12に沿ってファン20に吸い込まれる空気は、ノズル60の径方向外側の面に衝突し、その面に沿って第1流路81→仕切流路73→第2流路82を流れ、翼前縁26側から翼間流路25に吸い込まれる。 At the same time, as shown by arrows F2 and F3, air drawn into the fan 20 along the front wall 12 of the case 10 collides with the radially outer surface of the nozzle 60, flows along that surface through the first flow path 81, partition flow path 73, and second flow path 82, and is drawn into the inter-blade flow path 25 from the blade leading edge 26 side.
また、ファン20が回転すると、ファン20の空気出口28の圧力がファン20の吸込口2側の圧力より高くなる。そのため、矢印F4、F5に示すように、隙間流路84には、空気出口28側から吸込口2側へ逆流する空気が流れる。なお、隙間流路84を逆流する空気には、ファン20の回転方向の速度成分が含まれている。そして、矢印F4、F5に示す隙間流路84を流れる空気と、矢印F2に示す第1流路81から流入する空気とは、第2流路82で合流した後、矢印F3に示すように翼前縁26側から主流と共に翼間流路25に吸い込まれる。 Furthermore, when the fan 20 rotates, the pressure at the air outlet 28 of the fan 20 becomes higher than the pressure on the suction port 2 side of the fan 20. Therefore, as shown by arrows F4 and F5, air flows in the gap passage 84, flowing backward from the air outlet 28 side to the suction port 2 side. Note that the air flowing backward through the gap passage 84 contains a velocity component in the rotation direction of the fan 20. The air flowing through the gap passage 84, shown by arrows F4 and F5, and the air flowing in from the first passage 81, shown by arrow F2, merge in the second passage 82, and are then sucked into the inter-blade passage 25 together with the main flow from the blade leading edge 26 side, as shown by arrow F3.
ここで、ノズル60の径方向外側の面に沿って流れる空気の圧力は、ノズル60の径方向内側の面に沿ってファン20に流入する主流の圧力より高いものとなる。したがって、第1流路81、仕切流路73および第2流路82の圧力と、ファン20の空気出口28側の圧力との差圧が小さくなり、ファン20の空気出口28側から隙間流路84を逆流する空気風量を低減することができる。 Here, the pressure of the air flowing along the radially outer surface of the nozzle 60 is higher than the pressure of the main air flowing into the fan 20 along the radially inner surface of the nozzle 60. Therefore, the pressure difference between the pressure in the first flow path 81, partition flow path 73, and second flow path 82 and the pressure on the air outlet 28 side of the fan 20 is reduced, and the amount of air flowing back through the gap flow path 84 from the air outlet 28 side of the fan 20 can be reduced.
また、第1流路81を流れる空気と隙間流路84を逆流した空気とが第2流路82で合流することで、その合流した空気はファン20の回転方向の速度成分が小さくなる。したがって、第2流路82から翼前縁26側に吹き出される空気と、主流との交差角度が小さくなり、騒音を低減することができる。 In addition, when the air flowing through the first flow path 81 and the air flowing backward through the gap flow path 84 meet in the second flow path 82, the velocity component of the combined air in the rotational direction of the fan 20 becomes smaller. Therefore, the intersection angle between the air blown out from the second flow path 82 toward the blade leading edge 26 and the main flow becomes smaller, thereby reducing noise.
<フットモードまたはデフロスタモード>
次に、空調装置をフットモードまたはデフロスタモードにして送風機1を作動させたときの空気の流れについて、図15を参照して説明する。
<Foot mode or defroster mode>
Next, the air flow when the air conditioner is in the foot mode or defroster mode and the blower 1 is operated will be described with reference to FIG.
ファン20が回転すると、図15の矢印F1に示すように、主流は、ノズル60の径方向内側の面に沿ってファン20の前縁26側から翼間流路25に吸い込まれる。ここで、一般に、空調装置をフットモードまたはデフロスタモードにした場合、送風機1より下流側の流路の圧力損失は、フェイスモードに比べて大きいものとなる。そのため、ファン20の回転数の増加に伴い、ファン20の空気出口28側の圧力と吸込口2側の圧力との差は、フェイスモードのときの圧力差よりも大きくなる。それにより、隙間流路84を逆流する空気の風速及び風量が大きくなると、図15の破線矢印F6のように、逆流空気は、第2流路82から仕切流路73および第1流路81を経由し、ノズル60のうち反主板側の端部61を跨いでノズル60の内側に流れようとする。それに対し、第6実施形態では、ノズル60とベルマウス11との間が複数の流路仕切部材70により複数の仕切流路73に仕切られているので、その仕切流路73を通過する逆流空気の圧力損失が大きくなり、逆流空気の風速および風量が低減される。 As the fan 20 rotates, the main flow is drawn into the inter-blade passage 25 from the leading edge 26 of the fan 20 along the radially inner surface of the nozzle 60, as indicated by arrow F1 in FIG. 15 . Generally, when an air conditioning system is in foot mode or defroster mode, the pressure loss in the passage downstream of the blower 1 is greater than in face mode. Therefore, as the rotation speed of the fan 20 increases, the difference in pressure between the air outlet 28 and the air inlet 2 of the fan 20 becomes greater than the pressure difference in face mode. As a result, when the speed and volume of air flowing back through the gap passage 84 increase, the backflow air attempts to flow from the second passage 82 through the partition passage 73 and the first passage 81, straddling the end 61 of the nozzle 60 on the anti-main plate side, and into the inside of the nozzle 60, as indicated by dashed arrow F6 in FIG. 15 . In contrast, in the sixth embodiment, the space between the nozzle 60 and the bell mouth 11 is separated into multiple partitioned flow paths 73 by multiple flow path partition members 70, which increases the pressure loss of the backflow air passing through the partitioned flow paths 73 and reduces the wind speed and volume of the backflow air.
また、ノズル60のうち反主板側の端部61を跨いでノズル60の内側に流れようとする逆流空気は周方向の風速分布が大きいことが発明者の研究によりわかった。それに対し、第1実施形態では、ノズル60とベルマウス11との間が複数の流路仕切部材70により複数の仕切流路73に仕切られているので、その仕切流路73を通過する逆流空気の圧力損失が大きくなり、逆流空気の周方向の風速分布が低減される。 Furthermore, research by the inventors has revealed that the backflow air that attempts to flow inside the nozzle 60 across the end 61 on the side opposite the main plate has a large circumferential wind speed distribution. In contrast, in the first embodiment, the space between the nozzle 60 and the bellmouth 11 is partitioned into multiple partition flow paths 73 by multiple flow path partition members 70, which increases the pressure loss of the backflow air passing through these partition flow paths 73 and reduces the circumferential wind speed distribution of the backflow air.
以上説明した第6実施形態の送風機1も、第1実施形態等で説明した送風機1と同様に、複数の仕切流路73を通過する逆流空気の風速および風量を低減し、ノズル60を跨ぐ逆流空気の周方向の風速分布を低減することが可能である。したがって、第6実施形態の送風機1においても、送風効率を向上し、騒音を低減することができる。 Like the blower 1 described in the first embodiment and other embodiments, the blower 1 of the sixth embodiment described above is also capable of reducing the wind speed and volume of backflow air passing through the multiple partition flow paths 73 and reducing the circumferential wind speed distribution of backflow air across the nozzle 60. Therefore, the blower 1 of the sixth embodiment can also improve air blowing efficiency and reduce noise.
(他の実施形態)
(1)上記各実施形態では、送風機1は、車両用空調装置に用いられるものとして説明したが、これに限らず、送風機1は、例えば換気装置または送風装置など、種々の用途に用いることができる。
(Other embodiments)
(1) In each of the above embodiments, the blower 1 has been described as being used in a vehicle air conditioning system, but this is not limited thereto. The blower 1 can be used for various purposes, such as a ventilation system or an air blowing system.
(2)上記各実施形態では、送風機1が備えるファン20をターボファンとして説明したが、これに限らず、例えば、シロッコファンまたはラジアルファンなどの遠心ファンとしてもよい。 (2) In the above embodiments, the fan 20 provided in the blower 1 is described as a turbofan, but this is not limited thereto. For example, it may be a centrifugal fan such as a sirocco fan or a radial fan.
(3)上記各実施形態では、送風機1が備えるノズル60を、軸心方向の一方から他方に向かい縮径する翼形状であり、ケース10の正面壁12よりも反主板側に突出するように設けられるものとして説明したが、これに限らない。ノズル60は、例えば、単純な筒形状などとしてもよく、また、ケース10の正面壁12よりも反主板側に突出していなくてもよい。 (3) In the above embodiments, the nozzle 60 of the blower 1 has been described as having a blade shape whose diameter decreases from one side to the other in the axial direction and as being arranged to protrude beyond the front wall 12 of the case 10 on the side opposite the main board, but this is not limited to this. The nozzle 60 may, for example, be a simple cylindrical shape, and may not protrude beyond the front wall 12 of the case 10 on the side opposite the main board.
(4)上記各実施形態では、各図において、流路仕切部材70の本数を14本、20本、21本、24本と例示したが、これに限らず、流路仕切部材70の本数および形状は任意に設定できる。 (4) In the above embodiments, the figures show examples of 14, 20, 21, and 24 flow path partition members 70, but this is not limitative and the number and shape of the flow path partition members 70 can be set as desired.
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and can be modified as appropriate within the scope of the claims. Furthermore, the above-described embodiments are not unrelated to each other and can be combined as appropriate, except where such combinations are clearly impossible. It goes without saying that, in the above-described embodiments, the elements constituting the embodiments are not necessarily essential, except where expressly stated as essential or where they are clearly considered essential in principle. Furthermore, in the above-described embodiments, when the number, numerical value, amount, range, or other numerical value of the components of the embodiments is mentioned, it is not limited to that specific number, except where expressly stated as essential or where they are clearly limited to a specific number in principle. Furthermore, in the above-described embodiments, when the shape, positional relationship, etc. of the components, etc. are mentioned, they are not limited to that shape, positional relationship, etc., except where expressly stated as essential or where they are clearly limited to a specific shape, positional relationship, etc. in principle.
1 送風機
2 吸込口
11 ベルマウス
20 ファン
21 主板
22 翼
30 シュラウド
60 ノズル
70 流路仕切部材
73 仕切流路
REFERENCE SIGNS LIST 1 blower 2 suction port 11 bell mouth 20 fan 21 main plate 22 blade 30 shroud 60 nozzle 70 flow path partition member 73 partition flow path
Claims (13)
空気を吸い込む吸込口(2)を形成するベルマウス(11)を有するケース(10)と、
前記ケースの内側で軸心(CL)周りに回転可能に設けられる主板(21)、軸心周りに配置されて前記主板に接続される複数の翼(22)、および、複数の前記翼のうち反主板側の部位(23)に接続されるシュラウド(30)を有するファン(20)と、
前記ベルマウスの径方向内側の領域に設けられる筒状のノズル(60)と、
前記ノズルと前記ベルマウスとの間に周方向に断続的に設けられ、前記ノズルと前記ベルマウスとの間の空間を空気が流れる複数の仕切流路(73)に仕切る流路仕切部材(70)と、を備え、
前記流路仕切部材は、前記ノズルを支持するために必要となる本数及び軸心方向から視た厚みとした場合と比べて、前記仕切流路を通過する空気の圧力損失が増加するように、本数を増やし、厚みを太くして構成されている送風機。 In the blower,
A case (10) having a bell mouth (11) that forms an intake port (2) for drawing in air;
a fan (20) including a main plate (21) rotatably provided around a central axis (CL) inside the case, a plurality of blades (22) arranged around the central axis and connected to the main plate, and a shroud (30) connected to portions (23) of the plurality of blades on the opposite side to the main plate;
a cylindrical nozzle (60) provided in a radially inner region of the bell mouth;
and flow path partition members (70) that are provided intermittently in the circumferential direction between the nozzle and the bell mouth and that partition the space between the nozzle and the bell mouth into a plurality of partition flow paths (73) through which air flows,
The flow path partition members are configured to have an increased number and a greater thickness so that the pressure loss of air passing through the partition flow path increases compared to the number and thickness required to support the nozzles when viewed from the axial direction .
空気を吸い込む吸込口(2)を形成するベルマウス(11)を有するケース(10)と、
前記ケースの内側で軸心(CL)周りに回転可能に設けられる主板(21)、軸心周りに配置されて前記主板に接続される複数の翼(22)、および、複数の前記翼のうち反主板側の部位(23)に接続されるシュラウド(30)を有するファン(20)と、
前記ベルマウスの径方向内側の領域に設けられる筒状のノズル(60)と、
前記ノズルと前記ベルマウスとの間に周方向に断続的に設けられ、前記ノズルと前記ベルマウスとの間の空間を空気が流れる複数の仕切流路(73)に仕切る流路仕切部材(70)と、を備え、
前記流路仕切部材は、前記ノズルと前記ベルマウスとの間を流れる空気の圧力損失が増加するように、前記ノズルと前記ベルマウスとの間に網状に設けられている送風機。 In the blower,
A case (10) having a bell mouth (11) that forms an intake port (2) for drawing in air;
a fan (20) including a main plate (21) rotatably provided around a central axis (CL) inside the case, a plurality of blades (22) arranged around the central axis and connected to the main plate, and a shroud (30) connected to portions (23) of the plurality of blades on the opposite side to the main plate;
a cylindrical nozzle (60) provided in a radially inner region of the bell mouth;
and flow path partition members (70) that are provided intermittently in the circumferential direction between the nozzle and the bell mouth and that partition the space between the nozzle and the bell mouth into a plurality of partition flow paths (73) through which air flows,
The flow path partition member is provided in a net-like manner between the nozzle and the bell mouth so as to increase pressure loss of air flowing between the nozzle and the bell mouth.
前記流路仕切部材のうち前記主板側の端部(72)は、前記ノズルのうち前記主板側の端部(62)よりも反主板側に位置している、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の送風機。 an end (71) of the flow path partition member on the side opposite to the main plate is located closer to the main plate than an end (61) of the nozzle on the side opposite to the main plate,
6. The blower according to claim 1, wherein an end (72) of the flow path partition member on the side of the main board is located on the side opposite the main board from an end (62) of the nozzle on the side of the main board.
空気を吸い込む吸込口(2)を形成するベルマウス(11)を有するケース(10)と、
前記ケースの内側で軸心(CL)周りに回転可能に設けられる主板(21)、軸心周りに配置されて前記主板に接続される複数の翼(22)、および、複数の前記翼のうち反主板側の部位(23)に接続されるシュラウド(30)を有するファン(20)と、
前記ベルマウスの径方向内側の領域に設けられる筒状のノズル(60)と、
前記ノズルと前記ベルマウスとの間に設けられ、前記ノズルと前記ベルマウスとの間の空間を空気が流れる複数の仕切流路(73)に仕切る複数の流路仕切部材(70)と、を備え、
前記ノズルと前記ベルマウスとの間に形成される空間を前記ファンの空気出口側から複数の前記仕切流路を通り前記ノズルの内側の前記吸込口側へ逆流する空気の風速が均一化されるように、複数の前記流路仕切部材同士の間隔が狭い箇所と、複数の前記流路仕切部材同士の間隔が広い箇所を有している、送風機。 In the blower,
A case (10) having a bell mouth (11) that forms an intake port (2) for drawing in air;
a fan (20) including a main plate (21) rotatably provided around a central axis (CL) inside the case, a plurality of blades (22) arranged around the central axis and connected to the main plate, and a shroud (30) connected to portions (23) of the plurality of blades on the opposite side to the main plate;
a cylindrical nozzle (60) provided in a radially inner region of the bell mouth;
a plurality of flow path partition members (70) provided between the nozzle and the bell mouth and partitioning the space between the nozzle and the bell mouth into a plurality of partition flow paths (73) through which air flows;
a blower having a plurality of flow path partition members at locations where the spacing between them is narrow and a plurality of the flow path partition members at locations where the spacing between them is wide, so that the wind speed of air flowing back through the space formed between the nozzle and the bell mouth from the air outlet side of the fan through the plurality of partition flow paths to the air inlet side inside the nozzle is made uniform.
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