CN113728166A - 离心鼓风机 - Google Patents

Abstract

提供一种送风效率高的离心鼓风机。涡壳(40)的内部空间(A1、A2)被分割壁部(43b)分割为一方侧空间(A1)和另一方侧空间(A2)。周面部(43a)与分割壁部(43b)的边界由以面向一方侧空间的方式形成的一方侧边界部(44)和以面向另一方侧空间(A2)的方式形成的另一方侧边界部(45)构成。一方侧边界部(44)或另一方侧边界部(45)的至少一方在旋转轴(32a)的周向范围形成为弯曲状。

Description

离心鼓风机

技术领域

本发明涉及在车辆用空调装置等中使用的离心鼓风机。

背景技术

例如，作为车辆用空调装置，已知搭载有离心鼓风机的类型。在离心鼓风机工作时，车外的空气或车室内的空气被吸入而向热交换器输送。通过热交换器而进行热交换的空气被送风至车室内。由此，能够将车室内的温度调节为规定的温度。作为与离心鼓风机相关的现有技术，存在专利文献1中公开的技术。

专利文献1公开的离心鼓风机具有：涡壳，其截面积随着包角变大而增加；电机，其支承于该涡壳；叶轮，其将从该电机的上方侧吸入的空气向径向外侧吹出。

涡壳具有与叶片列对置配置的周面部和从该周面部向叶片列延伸出的分割壁部(分隔板)。

通过分割壁部，涡壳的内部空间被分割为上下两个空间。这些空间分别成为送风空气的流路。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2004－132342号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

根据本发明发明人的研究结果，可知在专利文献1的离心鼓风机中，在涡壳的内部空间中的周面部与分割壁部的边界部分，存在产生涡流的风险。如果产生涡流则会阻碍风的顺畅流动，送风效率降低。

本发明所要解决的技术问题在于提供一种送风效率高的离心鼓风机。

用于解决技术问题的技术方案

在以下说明中，为使本发明易于理解而通过括号标注附图中的附图标记，但本发明并不受图示的方案限定。

根据本发明，离心鼓风机为车辆用的单吸式离心鼓风机(30；30A)，其特征在于，具备：

电机(32)，其具有旋转轴(32a)；

叶轮(33)，其具有在周向上形成叶片列的多个叶片(33a)，被所述电机(32)驱动而绕所述旋转轴(32a)的旋转轴线(CL)旋转，使从轴向的一方侧吸入至所述叶片列的内侧的空气向所述旋转轴(32a)的径向外侧吹出；

涡壳(40)，其包含内部空间(A1、A2)、吸入口(40a)和排出口(40b)，所述内部空间(A1、A2)对所述叶轮(33)进行收纳，所述吸入口(40a)向所述轴向的一方侧开口，所述排出口(40b)向所述旋转轴(32a)的径向外侧开口，所述内部空间(A1，A2)的截面积随着包角变大而增加，

所述涡壳(40)具有一方侧箱体(41)、另一方侧箱体(42)和中间箱体(43)，所述一方侧箱体(41)具有所述吸入口(40a)而至少与所述叶片列的一方侧对置，所述另一方侧箱体(42)至少与所述叶片列的另一方侧对置，所述中间箱体(43)从所述一方侧箱体(41)连接至所述另一方侧箱体(42)并且与所述叶片列的径向外侧对置，

所述中间箱体(43)具有与所述叶片列对置配置的周面部(43a)和从该周面部(43a)向所述叶片列延伸的分割壁部(43b)，

所述内部空间(A1、A2)的比所述叶轮(33)位于径向外侧的区域被所述分割壁部(43b)分割为一方侧的空间即一方侧空间(A1)和另一方侧的空间即另一方侧空间(A2)，

所述周面部(43a)和所述分割壁部(43b)的边界由以面向所述一方侧空间(A1)的方式形成的一方侧边界部(44)和以面向所述另一方侧空间(A2)的方式形成的另一方侧边界部(45)构成，

所述一方侧边界部(44)或所述另一方侧边界部(45)的至少一方在所述旋转轴(32a)的周向范围形成为弯曲状。

优选形成为弯曲状的所述一方侧边界部(44)的曲率半径和/或形成为弯曲状的所述另一方侧边界部(45)的曲率半径随着所述包角变大而变大。

优选所述一方侧箱体(41)具有与所述叶片列对置的一方侧基准面(41a)和与所述叶片列相比位于径向外侧且与所述一方侧基准面(41a)相比向所述轴向的一方侧膨出的一方侧膨出面(41b)，

在所述轴向上，相对于所述一方侧基准面(41a)的所述一方侧膨出面(41b)的膨出尺寸(t1)随着所述包角变大而变大，和/或，

所述另一方侧箱体(42)具有与所述叶片列对置的另一方侧基准面(42a)和与所述叶片列相比位于径向外侧且与所述另一方侧基准面(42a)相比向所述轴向的另一方侧膨出的另一方侧膨出面(42b)，

在所述轴向上，相对于所述另一方侧基准面(42a)的所述另一方侧膨出面(42b)的膨出尺寸(t2)随着所述包角变大而地变大。

优选所述分割壁部(43b)具有冲击抑制壁部(46)，该冲击抑制壁部(46)从径向内侧的前端沿着所述轴向向所述另一方侧空间(A2)延伸，抑制从所述叶片列向径向外侧吹出的吹出空气流与在所述另一方侧空间(A2)旋转而吹回至所述叶片列的吹回空气流的冲击，

所述冲击抑制壁部(46)形成于所述分割壁部(43b)中、包角大于180度的区域的至少一部分。

发明的效果

在本发明中，周面部与分割壁部的边界由以面向一方侧空间的方式形成的一方侧边界部和以面向另一方侧空间的方式形成的另一方侧边界部构成。一方侧边界部或者另一方侧边界部的至少一方在旋转轴的周向范围形成为弯曲状。通过形成为弯曲状，能够抑制在一方侧边界部和/或另一方侧边界部产生涡流。其结果为，能够提供送风效率高的离心鼓风机。

附图说明

图1是搭载实施例1的离心鼓风机的车辆用空调装置的示意图。

在图2中，图2A是沿图1的2A－2A线的剖视图，图2B是沿图2A的2B－2B线的剖视图，图2C是沿图2A的2C－2C线的剖视图，图2D是沿图2A的2D－2D线的剖视图，图2E是沿图2A的2E－2E线的剖视图。

图3是将图2D所示的离心鼓风机的局部放大表示的图。

在图4中，图4A是对比较例的离心鼓风机的作用进行说明的图，图4B是对实施例的离心鼓风机的作用进行说明的图。

图5是从上方观察实施例2的离心鼓风机的状态的剖视图。

图6是沿图5的6－6线的剖视图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的实施方式进行说明。附图中，Up表示上，Dn表示下。

＜实施例1＞

参照图1。图1表示的是车辆用空调装置10。车辆用空调装置10具有：空气导入单元20，其导入空气；离心鼓风机30，其从与该空气导入单元20连接的空气导入单元20吸入空气；HVAC箱体13，其与该离心鼓风机30连接且供从离心鼓风机30输送的风通过；热交换器14，其设置在该HVAC箱体13的内部且在HVAC箱体13内流动的风通过时进行热交换。

空气导入单元20具有：空气导入壳体21，其形成有用于导入车室内的空气的第一内气导入口21a和第二内气导入口21c、用于导入车室外的空气的外气导入口21b；第一进风风门22，其设置为能够开闭第一内气导入口21a；第二进风风门23，其设置为能够切换第二内气导入口21c和外气导入口21b；过滤器24，其在从第一内气导入口21a和/或外气导入口21b导入的空气通过时抑制异物的通过；筒体25，其从该过滤器24的下游侧延伸至离心鼓风机30的内部而能够使通过了第一内气导入口21a的空气向内侧的空间流通。

第一进风风门22设置为能够旋转，例如，能够通过未图示的执行机构而使其旋转。第一进风风门22能够在第一内气导入口21a全开且禁止从外气导入口21b或第二内气导入口21c导入的空气向筒体25流入的内气位置(图1所示的位置)与第一内气导入口21a关闭且允许从外气导入口21b导入的空气向筒体25流入的外气位置(无图示)之间被调节至任意的位置。

第二进风风门23设置为能够旋转，例如，能够通过未图示的执行机构而使其旋转。第二进风风门23在外气导入口21b全开且第二内气导入口21c全闭的外气位置(图1所示的位置)与外气导入口21b全闭且第二内气导入口21c全开的内气位置(未图示)之间被调整至任意的位置。

这些第一进风风门22和第二进风风门23能够分别独立地动作。

同时参照图2A。离心鼓风机30是将从上侧吸入的空气送向下游的单吸式的离心鼓风机。离心鼓风机30具有：涡壳40，其流路面积随着包角变大而增加；电机32，其收纳于该涡壳40的下部且旋转轴32a在上下方向上延伸；叶轮33，其与该电机32的上部连接并且通过电机32工作而旋转。

在本实施例中，将旋转轴32a的上端侧(电机32的前端侧)适当地称为“一方侧”，将下端侧适当地称为“另一方侧”。在旋转轴32a位于电机32的上部且指向上下方向的本实施例中，上侧为一方侧，下侧为另一方侧。需要说明的是，取决于旋转轴32a的位置或所指向的方向，一方侧、另一方侧所指的方向会发生变化。

参照图3。涡壳40呈现对数螺旋形状。涡壳40具有：上部箱体41(一方侧箱体41)，其与空气导入壳体21连结；下部箱体42(另一方侧箱体42)，其与该上部箱体41对置设置；中间箱体43，其从这些上部箱体41连接至下部箱体42而与叶轮33的外周对置。

上部箱体41、下部箱体42和中间箱体43例如能够通过注塑成型制造。通过将涡壳40分割为三个部件，即使为复杂的形状也能够通过树脂成型品构成各部件。

参照图1。用于将空气导入涡壳40内部的吸入口40a形成于上部箱体41。与HVAC箱体13连接而将空气排出的排出口40b通过上部箱体41、下部箱体42和中间箱体43形成。

叶轮33具有多个叶片33a，这些叶片33a通过电机32而能够以旋转轴线CL为中心旋转。这些叶片33a在直立状态下配置为圆形。换言之，叶片33a以在周向上构成叶片列的方式配置。

HVAC箱体13在内部形成空气流路，供通过离心鼓风机30被送风的空气流入。在HVAC箱体13形成有多个出风口(未图示)，使流入空气流路的空气向车室内吹出。并且，以将空气流路分割为上侧和下侧的方式配置箱体分割壁部13a、13b。

参照图3。上部箱体41具有：上部一般面部41a(一方侧基准面41a)，其与叶片列的上方对置；上部膨出部41b(一方侧膨出面41b)，其从该上部一般面部41a连续而形成于径向外侧并且向上方侧膨出；上部侧壁部41c(一方侧周面部41c)，其从上部膨出部41b向下方侧延伸；突出嵌合部41d，其从上部一般面部41a向上方突出而嵌合于空气导入壳体21。

下部箱体42具有：下部一般面部42a(另一方侧基准面42a)，其与叶片列的下方对置；下部膨出部42b(另一方侧膨出面42b)，其从该下部一般面部42a连续而形成于径向外侧并且向下方侧膨出；下部侧壁部42c(另一方侧周面部42c)，其从下部膨出部42b向上方侧延伸。

中间箱体43具有：周面部43a，其与叶片列的外周面对置配置；分割壁部43b，其从该周面部43a向叶片列延伸。

上部膨出部41b和下部膨出部42b均与叶片列相比位于径向外侧。并且，上部侧壁部41c的下端部和下部侧壁部42c的上端部以能够嵌入中间箱体43的上下端部的方式，在周向范围形成为槽状。

突出嵌合部41d形成于上部一般面部41a与上部膨出部41的边界部分的外周，并且在周向上连续。

周面部43a的上下的端部分别嵌入形成为槽状的上部侧壁部41c的下端部和下部侧壁部42c的上端部。周面部43a的上下的端部以能够嵌入上部侧壁部41c的下端部和下部侧壁部42c的上端部的方式向径向外侧突出。由此，上部箱体41与中间箱体43的嵌合部以及下部箱体42与中间箱体43的嵌合部分别为迷宫构造。此外，上部箱体41、下部箱体42和中间箱体43的内周面大致齐平地形成。

在收纳涡壳40内的叶轮33的内部空间A1、A2中，与叶轮33相比位于径向外侧的区域被分割壁部43b分割为上方侧的空间即上部空间A1(一方侧空间A1)和下方侧的空间即下部空间A2(另一方侧空间A2)。分割壁部43b在从叶轮33的周围形成至排出口40b(参照图1)。

周面部43a与分割壁部43b的边界由以面向上部空间A1的方式形成的上部边界部44(一方侧边界部44)和以面向下部空间A2的方式形成的下部边界部45(另一方侧边界部45)构成。

这些上部边界部44和下部边界部45均在旋转轴32a(参照图1)的周向范围形成为弯曲状。更详细地说，上部边界部44和下部边界部45以与风的流动方向垂直的剖面为基准，呈中心角为大致90°的扇形。

参照图2A～图2E。图2B～图2E是图2A的局部剖视图，图2B是包角最小的部位(包角为0°)处的剖视图。包角以图2C、图2D的顺序变大而图2E为包角最大的部位(包角大于180°、小于360°的部位)。

上部膨出部41b的膨出量随着包角变大而变大。也就是说，以轴向(上下方向)为基准，上部膨出部41b相对于上部一般面部41a的膨出尺寸t1随着包角变大变大。上部膨出部41b的上表面沿着周向形成为锥筒状。

对于下部膨出部42b也是同样的。下部膨出部42b的膨出量随着包角变大而变大。也就是说，以轴向(上下方向)为基准，下部膨出部42b相对于下部一般面部42a的膨出尺寸t2随着包角变大而变大。下部膨出部42b的下表面沿着周向形成为锥筒状。

上部边界部44的曲率半径(与扇形的半径相同。以下相同)和下部边界部45的曲率半径均随着绕线角度变大而变大。换言之，上部边界部44的曲率半径和下部边界部45的曲率半径随着包角变大而变大。

对离心鼓风机30的作用和效果进行说明。

参照图1。在车辆用空调装置10中，通过使离心鼓风机30工作，从上方的空气导入单元20吸入空气，并且向HVAC箱体13排出。向HVAC箱体13排出的空气通过在热交换器14中进行热交换而成为规定的温度，从未图示的出风口向车室内排出。需要说明的是，形成有多个出风口，分别相对于多个出风口设置开闭风门(无图示)。

此时，第一进风风门22的位置、第二进风风门23的位置、旋转轴32a的旋转速度和开闭风门的位置能够通过控制部(未图示)控制。控制部基于车辆的外气温度、光照的量和方向、车室内的温度、乘车人员设定的温度等来对它们进行控制。由此，能够从车外和/或车室内吸入适当的空气，并且能够将车室内的温度调节至规定的温度。特别是，通过以使第一进风风门22处于内气位置、使第二进风风门23处于外气位置的方式进行调节，能够使空气导入单元20和离心鼓风机30以内外气双层流模式运行。即，能够从第一内气导入口21a获取车室内的空气(内气)而使其在筒体25的内部流通，在向下部空间A2排出的同时，从外气导入口21b获取车辆的外气而使其在吸入口40a与筒体25之间的区域流通而向上部空间A1排出。

参照图4A。比较例的离心鼓风机130的上部边界部144和下部边界部145在周向范围形成为棱角状。也就是说，不形成为弯曲状。被叶轮133导向至涡壳140内的风如箭头151、152所示那样，通过从离心鼓风机130的上方流向下方的惯性而主要通过下端而朝向径向外方。向上部空间A1和下部空间A2排出的风如箭头153～156所示那样，沿着涡壳140的内周面而向上方流动，并且沿着涡壳140的周向(向附图正反面方向)流动。

此时，如箭头157、158所示那样，在上部边界部144和下部边界部145附近，存在产生涡流的风险。如果产生涡流则会阻碍风的顺畅流动，送风效率降低。

参照图4B。在实施例的离心鼓风机30中，被叶轮33引导到涡壳40内的风如箭头51、52所示那样，通过惯性而主要通过下端而朝向径向外方。向上部空间A1和下部空间A2排出的风如箭头53～56所示那样，沿着涡壳40的内周面而向上方流动，并且沿着涡壳40的周向流动(向附图正反面方向)流动。

在这里，周面部43a与分割壁部43b的边界由以面向上部空间A1的方式形成的上部边界部44和以面向下部空间A2的方式形成的下部边界部45构成。上部边界部44和下部边界部45在旋转轴32a(参照图1)的周向范围形成为弯曲状。通过形成为弯曲状，能够抑制在上部边界部44和下部边界部45产生涡流。其结果为，能够提供送风效率高的离心鼓风机30。

需要说明的是，通过上部边界部44或下部边界部45的至少一方形成为弯曲状，能够抑制在形成为弯曲状的部位产生涡流。也就是说，通过上部边界部44或下部边界部45的至少一方形成为弯曲状来产生本发明的效果。

参照图2A至图2E。上部边界部44的曲率半径和下部边界部45的曲率半径随着包角变大而变大。流经涡壳40内的风的风量随着包角变大而变大。因此，能够认为在绕线角度更大的位置更容易产生涡流。另一方面，通过使弯曲形状的曲率半径变大，能够进一步抑制涡流的产生。能够在容易产生涡流的区域更有效地抑制涡流的产生，并且能够在难以产生涡流的区域确保大的流路面积。

上部膨出部41b相对于上部一般面部41a的膨出尺寸随着包角变大而变大。上部边界部44形成为弯曲状且流路面积变窄的部分能够通过形成上部膨出部41b来确保规定的流路面积。因此，能够防止送风效率的降低。

对于下部膨出部42b来说也是同样的。也就是说，下部膨出部42b相对于下部一般面部42a的膨出尺寸随着包角变大变大。下部边界部45形成为弯曲状且流路面积变窄的部分能够通过形成下部膨出部42b而确保规定的流路面积。因此，能够防止送风效率的降低。

＜实施例2＞

接着，基于附图对实施例2的离心鼓风机30A进行说明。

参照图5和图6。图5与图2A对应，图6与图2E对应。实施例2的离心鼓风机30A具有冲击抑制壁部46。其他的基本构成与实施例1的离心鼓风机30是共通的。与实施例1共通的部分沿用附图标记而省略详细的说明。

冲击抑制壁部46从分割壁部43b径向内侧的前端沿着轴向向下部空间A2延伸形成。冲击抑制壁部46形成于分割壁部43b中、包角大于180度且小于360°的区域(参照箭头61)。

冲击抑制壁部46形成至与涡壳40的舌部47重合的位置(参照点划线L2)。并且，冲击抑制壁部46随着包角变大而向下方伸长延伸。冲击抑制壁部46的下侧的端面沿着周向形成为锥筒状。

在实施例2的离心鼓风机30A中，从叶轮33排出的风主要通过箭头52、55、56表示。另一方面，风量虽然与此相比较少，但一部分的风如箭头59所示那样，从上部向径向外方排出。通过形成冲击抑制壁部46来抑制从叶片列向径向外侧吹出的吹出空气流(参照箭头59)与在下部空间A2旋转而吹回至叶片列的吹回空气流(参照箭头55、56)的冲击。由此，能够确保风的顺畅流动，防止送风效率降低。

以上说明的离心鼓风机也能够起到本发明规定的效果。

对于冲击抑制壁部46来说，特别是将冲击抑制壁部46设置于风量多而空气流冲击的影响容易变大的包角大的区域，即，设置于包角大于180度的区域，能够使空气流顺畅地流动。

需要说明的是，在能够达到本发明的作用和效果的范围内，本发明并不受实施例限定。

工业实用性

本发明的离心鼓风机适合搭载于车辆用空调装置。

附图标记说明

30…离心鼓风机；

32…电机，32a…旋转轴；

33…叶轮，33a…叶片；

40…涡壳，40a…吸入口，40b…排出口；

41…上部箱体(一方侧箱体)，41a…上部一般面部(一方侧基准面)，41b…上部膨出部(一方侧膨出面)；

42…下部箱体(另一方侧箱体)，42a…下部一般面部(另一方侧基准面)，42b…下部膨出部(另一方侧膨出面)；

43…中间箱体，43a…周面部，43b…分割壁部；

44…上部边界部(一方侧边界部)；

45…下部边界部(另一方侧边界部)；

46…冲击抑制壁部；

A1…上部空间(一方侧空间·内部空间)；

A2…下部空间(另一方侧空间·内部空间)；

CL…中心轴。

Claims (4)

1.一种离心鼓风机，其为车辆用的单吸式的离心鼓风机(30；30A)，其特征在于，具备：

电机(32)，其具有旋转轴(32a)；

叶轮(33)，其具有在周向上形成叶片列的多个叶片(33a)，被所述电机(32)驱动而绕所述旋转轴(32a)的旋转轴线(CL)旋转，使从轴向的一方侧吸入至所述叶片列的内侧的空气向所述旋转轴(32a)的径向外侧吹出；

涡壳(40)，其包含内部空间(A1、A2)、吸入口(40a)和排出口(40b)，所述内部空间(A1、A2)对所述叶轮(33)进行收纳，所述吸入口(40a)向所述轴向的一方侧开口，所述排出口(40b)向所述旋转轴(32a)的径向外侧开口，所述内部空间(A1，A2)的截面积随着包角变大而增加，

所述涡壳(40)具有一方侧箱体(41)、另一方侧箱体(42)和中间箱体(43)，所述一方侧箱体(41)具有所述吸入口(40a)而至少与所述叶片列的一方侧对置，所述另一方侧箱体(42)至少与所述叶片列的另一方侧对置，所述中间箱体(43)从所述一方侧箱体(41)连接至所述另一方侧箱体(42)并且与所述叶片列的径向外侧对置，

所述中间箱体(43)具有与所述叶片列对置配置的周面部(43a)和从该周面部(43a)向所述叶片列延伸的分割壁部(43b)，

所述内部空间(A1、A2)的比所述叶轮(33)位于径向外侧的区域被所述分割壁部(43b)分割为一方侧的空间即一方侧空间(A1)和另一方侧的空间即另一方侧空间(A2)，

所述周面部(43a)和所述分割壁部(43b)的边界由以面向所述一方侧空间(A1)的方式形成的一方侧边界部(44)和以面向所述另一方侧空间(A2)的方式形成的另一方侧边界部(45)构成，

所述一方侧边界部(44)或所述另一方侧边界部(45)的至少一方在所述旋转轴(32a)的周向范围形成为弯曲状。

2.根据权利要求1所述的离心鼓风机，其特征在于，

形成为弯曲状的所述一方侧边界部(44)的曲率半径和/或形成为弯曲状的所述另一方侧边界部(45)的曲率半径随着所述包角变大而变大。

3.根据权利要求2所述的离心鼓风机，其特征在于，

所述一方侧箱体(41)具有与所述叶片列对置的一方侧基准面(41a)和与所述叶片列相比位于径向外侧且与所述一方侧基准面(41a)相比向所述轴向的一方侧膨出的一方侧膨出面(41b)，

在所述轴向上，相对于所述一方侧基准面(41a)的所述一方侧膨出面(41b)的膨出尺寸(t1)随着所述包角变大而变大，和/或，

所述另一方侧箱体(42)具有与所述叶片列对置的另一方侧基准面(42a)和与所述叶片列相比位于径向外侧且与所述另一方侧基准面(42a)相比向所述轴向的另一方侧膨出的另一方侧膨出面(42b)，

在所述轴向上，相对于所述另一方侧基准面(42a)的所述另一方侧膨出面(42b)的膨出尺寸(t2)随着所述包角变大而地变大。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的离心鼓风机，其特征在于，

所述分割壁部(43b)具有冲击抑制壁部(46)，该冲击抑制壁部(46)从径向内侧的前端沿着所述轴向向所述另一方侧空间(A2)延伸，抑制从所述叶片列向径向外侧吹出的吹出空气流与在所述另一方侧空间(A2)旋转而吹回至所述叶片列的吹回空气流的冲击，

所述冲击抑制壁部(46)形成于所述分割壁部(43b)中、包角大于180度的区域的至少一部分。

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