JP2000291595A - 遠心式送風機 - Google Patents
遠心式送風機Info
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Abstract
低減を図る。 【解決手段】 ケーシング74のうち吸入口75の外縁
部に吸入口75の外縁部に沿ってケーシング74の巻き
始め部側から巻き終わり部側に向けて延びるとともに、
ケーシング74から突出する突出壁78を設ける。これ
により、本来の吸入空気Foと逆流空気Fの一部(副流
F2)とが干渉してしまうことを防止できるので、ノー
ズギャップを拡大することなく、騒音の低減を図ること
ができる。
Description
枚の翼を有し、回転軸方向から吸入した空気を遠心力に
より径外方に向けて吹き出す遠心ファンを備える遠心式
送風機に関するもので、車両用空調装置に適用して有効
である。
心ファン(以下、ファンと略す。)を収納する渦巻き状
のスクロールケーシングとを有して構成されている。そ
して、スクロールケーシングは、ファンから吹き出す空
気を集合させるとともに、約ファンの周速まで加速され
た空気の動圧を静圧に変換して、遠心式送風機から吹き
出す空気の圧力を高めるものである。
因として、スクロールケーシングの巻き始め部(ノーズ
部)近傍において発生する逆流空気と吸入空気と干渉が
知られている。そこで、一般的に、ノーズ部における遠
心ファンとスクロールケーシングとの隙間(以下、この
隙間をノーズギャップと呼ぶ)を大きくして、ノーズギ
ャップから巻き終わり部側の空気を巻き始め側に流通さ
せることにより、逆流しようとする空気に対して遠心フ
ァンの回転方向成分を与え、空気が遠心ファンの径外方
から径内方側に向けて翼間を逆流することを防止してい
る。
れる通風系の圧力損失(通風抵抗)大きくなるほど、顕
著に発生するものであるので、例えば車両用空調装置で
は、通風系の圧力損失が大きくなるフットモード及びデ
フモードにおいて騒音が発生し易い。
は、逆流しようとする空気のみならず、遠心ファンから
吹き出す空気に対しても回転方向成分が与えられるの
で、遠心ファンから吹き出す空気がスクロールケーシン
グ内を循環し、遠心ファンから吹き出す空気の動圧を有
効に静圧に変換することが困難である。
を拡大することなく、騒音の低減を図ることを目的とす
る。
成するために、請求項1〜6に記載の発明では、スクロ
ールケーシング(74)のうち吸入口(75)の外縁部
には、吸入口(75)の外縁部に沿ってスクロールケー
シング(74)の巻き始め部側から巻き終わり部側に向
けて延びるとともに、スクロールケーシング(74)か
ら突出する突出壁(78)が設けられていることを特徴
とする。
干渉してしまうことを防止できので、ノーズギャップ拡
大することなく、騒音の低減を図ることができる。請求
項5に記載の発明では、突出壁(78)のうち、吸入口
(75)の外縁部に沿う長手方向端部には、長手方向端
部に向かうほど、その突出寸法(H)が小さくなる傾斜
部(78a)が設けられていることを特徴とする。
部において、鋭角的なエッジ部が形成されることを防止
できるので、エッジ部において逆流空気又は吸入空気に
乱れが発生することを抑制できる。したがって、突出壁
(78)を設けることによって空気流れに乱れが発生
し、新たな騒音が発生してしまうことを未然に抑制する
ことができる。
8)の突出方向先端側には、回転軸(7a)側に向けて
突き出した突き出し部(78b、78)が設けられてい
ることを特徴とする。これにより、吸入口(75)から
突出壁(78)の突出方向先端側にずれた部位にて逆流
空気と吸入空気とが干渉することを防止できるので、確
実に騒音を低減することができる。
ーシング(74)のうち吸入口(75)の外縁部には、
翼(72)間を遠心ファン(71)の径外方から径内方
側に向けて逆流して前記吸入口(75)からスクロール
ケーシング(74)外に向けて流出する逆流空気の流れ
と、吸入口(75)に吸入される吸入空気の流れとを仕
切る仕切部材(79)が設けられていることを特徴とす
る。
と干渉させることなく、遠心式送風機外に放出すること
ができるので、ノーズギャップを拡大することなく、騒
音を低減することができる。請求項11に記載の発明で
は、仕切部材(79)のうち、吸入口(75)の外縁部
側には、回転軸(7a)側に向かうほど、その突出寸法
(Ho)が小さくなる傾斜部(79b)が設けられてい
ることを特徴とする。
ることを防止できるので、エッジ部において逆流空気又
は吸入空気に乱れが発生することを抑制できる。したが
って、仕切部材(79)を設けることによって空気流れ
に乱れが発生し、新たな騒音が発生してしまうことを未
然に抑制することができる。請求項12に記載の発明で
は、仕切部材(79)のうち吸入口(75)の外縁部側
には、巻き始め部側に向けて湾曲して逆流空気を導く湾
曲部(79c)が形成されていることを特徴とする。
向(回転の向き)成分を含んで遠心ファン(71)の略
接線方向に向けて流通する逆流空気をスムーズに仕切部
材(79)に沿って流通させることができるので、仕切
部材(79)を設けることによって空気流れに乱れが発
生し、新たな騒音が発生してしまうことを未然に抑制す
ることができる。
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。
形態に係る遠心式送風機(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1に適用した場合
の模式図である。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、車室内空気(以下、内気と呼ぶ)を
吸入するための内気吸入口3と車室外空気(以下、外気
と呼ぶ)を吸入するための外気吸入口4とが形成されて
いるとともに、これらの吸入口3、4を選択的に開閉す
る吸入口切換ドア5が設けられている。なお、この吸入
口切換ドア5は、サーボモータ等の駆動手段又は手動操
作によって開閉される。
本実施形態に係る送風機7が配設されており、この送風
機7により両吸入口3、4から吸入された空気が、後述
する各吹出口14、15、17に向けて送風される。そ
して、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。なお、図1に示さ
れた送風機の図は、模式図であり、詳細は後述する。
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
を通過する風量とバイパス通路12を通過する風量との
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。この風量割合の調節は、このエアミックスドア1
3の開度を調節することにより調節される。
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1
7とが形成されている。そして、上記各吹出口14、1
5、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
ータ等の駆動手段又は手動操作によって開閉される。
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
(圧力損失)が大きくなっている。次に、図2を用いて
送風機7について詳述する。
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(以下、ファンと略す。)であり、73はファ
ン71を回転駆動する電動モータ(駆動手段)である。
74はファン71を収納するとともに、ファン71から
吹き出す空気を集合させる流路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(以下、ケ
ーシングと略す。)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した空
気の吸入口75が形成されている。そして、吸入口75
の外縁部には、ファン71の内径縁D1側に向けて空気
を延びて吸入空気を吸入口75に導くベルマウス76が
ケーシング74に一体成形されている。
には、ケーシング74の内壁74bと第1の隙間δ1を
有して対向した対向面77aが形成されたシュラウド7
7が、ブレード72と共に樹脂にて一体成形されてい
る。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hが小さくなる)ように、ブレード7
2を流通する主流の流線に沿うような形状(略円弧状)
に形成されている(図4参照)。
レード72)の吸入口75側端部から回転軸7a方向一
端側(紙面上方側)に延びて突出する延出部77bが形
成されており、ベルマウス76からケーシング74の上
面(吸入口75側の壁面)に至る部位は、延出部77b
との間に、第1の隙間δ1から連なる第2の隙間δ2が
介在するように形成されている。
外縁部には、図3に示すように、吸入口75の外縁部に
沿ってケーシング74の巻き始め部側から巻き終わり部
側に向けて延びるとともに、ケーシング74から突出す
る突出壁(リブ)78が設けられている。そして、この
突出壁78は、少なくともケーシング74の巻き始め部
を基準として55°から100°までの範囲内に設けら
れている(存在している)とともに、突出壁78のうち
吸入口75の外縁部に沿った部位の寸法Lは、ベルマウ
ス76の直径(吸入口75の外縁部の直径)Dの10%
以上、150%以下(0.1D≦L≦1.5D)となる
ように選定されている。また、突出壁78の突出寸法H
は、ファン71のファン高さ(ブレード高さh)の5%
以上、10%以下(0.05h≦H≦0.1h)となる
ように選定されている。
の直径(吸入口75の外縁部の直径)Dを180mmに
対して寸法Lを20mm〜260mmとし、ブレード高
さhを55mmに対して突出寸法Hを5mm〜40mm
としている。次に、本実施形態の特徴を述べる。逆流空
気Fは、「従来の技術」の欄で述べたように、ケーシン
グ74の巻き始め部(ノーズ部)近傍において発生する
とともに、図3(b)に示すように、ファン71の回転
方向(回転の向き)成分を含んでファン71の略接線方
向に向けて流通する。一方、ファン71に吸入される吸
入空気Foは、逆流空気Fは発生していない部位(巻き
始め部から巻き終わり部側にずれた部位)からファンに
吸入される。
の接線方向に向けて流通するのではなく、逆流空気の主
流F1から外れた副流F2が、ファン71によって誘起
される吸入流れによりファン71に吸入される。このた
め、吐出壁78を設けていない場合には、図5に示すよ
うに、本来の吸入空気Foと副流F2とが干渉してしま
い、騒音が発生してしまう。
すように、突出壁78が設けられているので、本来の吸
入空気Foと副流F2とが干渉してしまうことを防止で
き、騒音の低減を図ることができる。なお、突出壁78
の存在により、吸入空気Foの一部がファン71に吸入
されなくなるが、吸入空気Foが吸入されなくなる分、
逆流空気Fの一部(副流F2)が再びファン71に吸入
されるので、送風機7全体として見れば、吸入空気量が
減少することは殆どない。
ば、ノーズギャップ拡大することなく、騒音の低減を図
ることができる。なお、図6は突出高さHをパラメータ
とし、寸法Lを130mmとした場合において、吐出壁
78の位置を変化させたときの騒音低減量を示す試験結
果であり、図7は突出高さHをパラメータとし、寸法L
を65mmとした場合において、吐出壁78の位置を変
化させたときの騒音低減量を示す試験結果である。因み
に、突出壁78の位置は、図8に示すように、ケーシン
グ74の巻き始め部を基準として、突出壁78のうち巻
き始め部側の端部の位置にて表している。
8のうちケーシング74の巻き始め側(ノーズ側)端部
は、ケーシング74の巻き始め部を基準として10°か
ら100°までの範囲内に位置させ、さらに、突出壁7
8のうちケーシング74の巻き終わり側端部は、ケーシ
ング74の巻き始め部を基準として10°より大きい部
位から190°までの範囲内に位置させることが望まし
いことが判る。
の騒音と突出壁78を有していない送風機の騒音とを示
す試験結果であり、図9から明らかなように、本実施形
態に係る送風機7によれば、突出壁78を有していない
送風機に比べて、最大12dB騒音が低下していること
が判る。なお、上記試験は、JIS B 8340に準
拠したものである。
示すように、突出壁78のうち吸入口75の外縁部に沿
う長手方向両端部に、長手方向端部に向かうほど、突出
寸法Hが小さくなる傾斜部78aを設けたものである。
これにより、突出壁78の長手方向端部において、鋭角
的(90°含む。)なエッジ部が形成されることを防止
できるので、エッジ部において逆流空気F(主流F1)
又は吸入空気Foに乱れが発生することを抑制できる。
したがって、突出壁78を設けることによって空気流れ
に乱れが発生し、新たな騒音が発生してしまうことを未
然に抑制することができる。
12に示すように、突出壁78の突出方向先端側に、回
転軸7a側(吸入口75の中心側)に向けて突き出した
突き出し部78bが設けたものである。なお、図12で
は、突出壁78全体を回転軸7a側(吸入口75の中心
側)に向けて傾斜させることにより、突出壁78全体に
より突き出し部78bを構成している。
突出方向先端側にずれた部位にて逆流空気F(副流F
2)と吸入空気Foとが干渉することを防止できるの
で、確実に騒音を低減することができる。 (第4実施形態)上述の実施形態では、逆流空気Fの一
部を再度ファン71に吸入させながら、逆流空気Fと吸
入空気Foとが干渉することを防止したが、本実施形態
は、図13に示すように、ケーシング74のうち吸入口
75の外縁部に、ブレード72間を逆流する逆流空気F
の流れと、吸入口75に吸入される吸入空気Foの流れ
とを仕切る仕切部材79を設けたものである。
部からファン71の径外方に向かう向きと略平行に拡が
る壁面79aを有して構成された板状のものである。こ
れにより、逆流空気Fの略全てを吸入空気Foと干渉さ
せることなく、送風機7外に放出することができるの
で、ノーズギャップを拡大することなく、図14に示す
ように仕切部材79を設けない送風機に比べて、騒音を
低減することができる。
く、逆流空気Fの流れと吸入空気Foの流れとを仕切る
ものであるので、逆流空気Fが発生する部位に設けるこ
とが望ましいので、第1実施形態と同様に、ケーシング
74の巻き始め部を基準として10°から190°まで
の範囲内で設けることが望ましい。また、発明者等の試
験検討によれば、仕切部材79のうち吸入口75の外縁
部からファン71の径外方に向かう向きと略平行な部位
の寸法Loは、吸入口75の外縁部直径Dの10%以
上、35%以下となるように選定することが望ましいと
の結果を得ている。さらに、仕切部材79の突出寸法H
oは、ブレード高さhの15%以上、75%以下となる
ように選定することが望ましいとの結論を得ている。
mm、ブレード高さhを55mmとして、寸法Loを2
0〜50mmとし、突出寸法Hoを10〜40mmとし
ている。 (第5実施形態)本実施形態は、図15に示すように、
仕切部材79のうち吸入口75の外縁部側に、回転軸7
a側(吸入口75の中心側)に向かうほど、その突出寸
法Hoが小さくなる傾斜部79bを設けたものである。
的(90°含む。)なエッジ部が形成されることを防止
できるので、エッジ部において逆流空気F又は吸入空気
Foに乱れが発生することを抑制できる。したがって、
仕切部材79を設けることによって空気流れに乱れが発
生し、新たな騒音が発生してしまうことを未然に抑制す
ることができる。
示すように、仕切部材79のうち吸入口75の外縁部側
に、ケーシング74の巻き始め部側に向けて湾曲して逆
流空気Fを導く湾曲部79cを形成したものである。こ
れにより、ファン71の回転方向(回転の向き)成分を
含んでファン71の略接線方向に向けて流通する逆流空
気Fをスムーズに仕切部材79に沿って流通させること
ができるので、仕切部材79を設けることによって空気
流れに乱れが発生し、新たな騒音が発生してしまうこと
を未然に抑制することができる。
7に示すように、上述の実施形態において、送風機7の
空気流れ上流側に空気中の塵埃を除去して空気を浄化す
るフィルタ80を設けたものである。この実施形態で
は、突出壁78又は仕切部材79によりフィルタ80を
支持することができるので、新たに支持部材をケーシン
グ74に設ける必要がなく、送風機7(空調装置)の製
造原価低減を図ることができる。
あり、(b)は第1実施形態に係る送風機の正面図であ
る。
る。
グラフである。
グラフである。
グラフである。
であり、(b)は(a)の側面図である。
であり、(b)は第4実施形態に係る送風機の正面図で
ある。
すグラフである。
る。
…吸入口、76…ベルマウス、78…突出壁。
Claims (12)
- 【請求項1】 回転軸(7a)周りに多数枚の翼(7
2)を有し、前記回転軸(7a)方向から吸入した空気
を遠心力により径外方に向けて吹き出す遠心ファン(7
1)と、 前記遠心ファン(71)を収納するとともに、前記回転
軸(7a)方向一端側に吸入口(75)を有し、前記遠
心ファン(71)から吹き出す空気を集合させる渦巻き
状のスクロールケーシング(74)とを有し、 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、前記吸入口(75)の外縁部に
沿って前記スクロールケーシング(74)の巻き始め部
側から巻き終わり部側に向けて延びるとともに、前記ス
クロールケーシング(74)から突出する突出壁(7
8)が設けられていることを特徴とする遠心式送風機。 - 【請求項2】 前記突出壁(78)のうち前記スクロー
ルケーシング(74)の巻き始め側端部は、前記スクロ
ールケーシング(74)の巻き始め部を基準として10
°から100°までの範囲内に位置し、 さらに、前記突出壁(78)のうち前記スクロールケー
シング(74)の巻き終わり側端部は、前記スクロール
ケーシング(74)の巻き始め部を基準として10°よ
り大きい部位から190°までの範囲内に位置している
ことを特徴とする請求項1に記載の遠心式送風機。 - 【請求項3】 前記突出壁(78)のうち前記吸入口
(75)の外縁部に沿った部位の寸法(L)は、前記吸
入口(75)の外縁部直径(D)の10%以上、150
%以下となるように選定されていることを特徴とする請
求項1又は2に記載の遠心式送風機。 - 【請求項4】 前記突出壁(78)の突出寸法(H)
は、前記遠心ファン(71)のファン高さ(h)の5%
以上、10%以下となるように選定されていることを特
徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の遠心
式送風機。 - 【請求項5】 前記突出壁(78)のうち、前記吸入口
(75)の外縁部に沿う長手方向端部には、長手方向端
部に向かうほど、その突出寸法(H)が小さくなる傾斜
部(78a)が設けられていることを特徴とする請求項
1ないし4のいずれか1つに記載の遠心式送風機。 - 【請求項6】 前記突出壁(78)の突出方向先端側に
は、前記回転軸(7a)側に向けて突き出した突き出し
部(78b、78)が設けられていることを特徴とする
請求項1ないし5のいずれか1つに記載の遠心式送風
機。 - 【請求項7】 回転軸(7a)周りに多数枚の翼(7
2)を有し、前記回転軸(7a)方向から吸入した空気
を遠心力により径外方に向けて吹き出す遠心ファン(7
1)と、 前記遠心ファン(71)を収納するとともに、前記回転
軸方向(7a)一端側に吸入口(75)を有し、前記遠
心ファン(71)から吹き出す空気を集合させる渦巻き
状のスクロールケーシング(74)とを備え、 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、前記翼(72)間を前記遠心フ
ァン(71)の径外方から径内方側に向けて逆流して前
記吸入口(75)から前記スクロールケーシング(7
4)外に向けて流出する逆流空気の流れと、前記吸入口
(75)に吸入される吸入空気の流れとを仕切る仕切部
材(79)が設けられていることを特徴とする遠心送風
機。 - 【請求項8】 前記仕切部材(79)は、前記スクロー
ルケーシング(74)の巻き始め部を基準として10°
から190°までの範囲内に設けられていることを特徴
とする請求項7に記載の遠心式送風機。 - 【請求項9】 前記仕切部材(79)のうち、前記吸入
口(75)の外縁部から前記遠心ファン(71)の径外
方に向かう向きと略平行な部位の寸法(Lo)は、前記
吸入口(75)の外縁部直径(D)の10%以上、35
%以下となるように選定されていることを特徴とする請
求項7又は8に記載の遠心式送風機。 - 【請求項10】 前記仕切部材(79)の突出寸法(H
o)は、前記遠心ファン(71)のファン高さ(h)の
15%以上、75%以下となるように選定されているこ
とを特徴とする請求項7ないし9のいずれか1つに記載
の遠心式送風機。 - 【請求項11】 前記仕切部材(79)のうち、前記吸
入口(75)の外縁部側には、前記回転軸(7a)側に
向かうほど、その突出寸法(Ho)が小さくなる傾斜部
(79b)が設けられていることを特徴とする請求項7
ないし10のいずれか1つに記載の遠心式送風機。 - 【請求項12】 前記仕切部材(79)のうち前記吸入
口(75)の外縁部側には、前記巻き始め部側に向けて
湾曲して前記逆流空気を導く湾曲部(79c)が形成さ
れていることを特徴とする請求項7ないし10のいずれ
か1つに記載遠心式送風機。
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