JP2002127729A

JP2002127729A - 遠心式送風機

Info

Publication number: JP2002127729A
Application number: JP2000321192A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Motomura; 本村　　博久; Manabu Miyata; 学宮田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2020-10-20
Also published as: JP4378869B2

Abstract

(57)【要約】【課題】二層ユニット用の遠心式送風機において、騒
音を低減する。【解決手段】流入空気の流入角度が第２ファン２２０
の軸方向と略平行となるようにするとともに、流入空気
を加速するサブブレード２５５を設ける。これにより、
流入空気と主流空気との衝突を契機として渦が発生する
が、サブブレード２５５により加速された流入空気と主
流空気とが常に略直交するように衝突するので、その衝
突状態を略一様なものとすることができ、空間２２０ａ
内に発生する渦を比較的安定したものとすることができ
る。したがって、空間２２０ａ内の空気流れを安定させ
ることができるので、空間２２０ａ内の不安定な空気流
れに起因する騒音を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車室内空気（以
下、内気と略す。）を導入する内気導入口、及び車室外
空気（以下、外気と略す。）を導入する外気導入口を有
し、内気と外気とを区分して同時に吸入することができ
る内外気二層流式の車両用空調装置に適用される遠心式
送風機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内外気二層流式の車両用空調装置（以
下、二層ユニットと呼ぶ。）では、走行動圧（ラム圧）
等の影響を受けて外気導入口側の圧力が内気導入口側の
圧力より高くなるので、ファンと仕切部材との隙間から
外気が内気側に流入して（漏れて）しまう。

【０００３】そこで、特開平１０−７１８２８号公報に
記載の発明では、仕切部材のファン側端部に、外気導入
口側から内気導入口側に流入する空気の流路がクランク
状の迷路構造となるようなメカニカルシール部を設けて
いる。

【０００４】因みに、外気用のファン（以下、このファ
ンを第１ファンと呼ぶ。）と内気用のファン（以下、こ
のファンを第１ファンと呼ぶ。）とをそれぞれ独立に駆
動し、第１ファンと第２ファンとを仕切部材にて完全に
離隔すれば、外気側から内気側に流入する空気（以下、
この空気を流入空気と呼ぶ。）を略完全に止めることが
できるものの、第１ファンと第２ファンとそれぞれ独立
に駆動するには、第１ファン用の電動モータと第２ファ
ン用の電動モータとを必要とするので、二層ユニットの
製造原価上昇を招く。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者等
は、二層ユニットに適した遠心式送風機の開発を行って
いたところ、以下に述べるような、二層ユニット固有の
騒音に遭遇した。

【０００６】すなわち、二層ユニットでは、上記公報に
記載のごとく、メカニカルシール部を設けて外気が内気
側に流入して（漏れて）しまうことを防止しているもの
の、クランク状の迷路構造を有するメカニカルシール部
では、内気側に空気が流入してしまうことを完全に止め
ることはできない。

【０００７】このとき、仮に、流入空気が図６に示すよ
うに、第２ファンの径方向と略平行に内気側に流入する
と、流入空気及び第２ファンから吹き出す主流空気それ
ぞれがファンケーシングの内壁に衝突して渦（旋回流）
を形成する。

【０００８】しかし、これらの渦（旋回流）は、流入空
気及び主流空気がファンケーシングの内壁に衝突するこ
と契機に発生するものであり、内壁に衝突する際の状態
が一様でないことから、渦（旋回流）と流入空気及び主
流空気との衝突（接触）状態が不安定となる。このた
め、内部の空気流れが不安定となるので、この不安定な
流れによる空気流れの乱れによって騒音が発生してしま
う。

【０００９】本発明は、上記点に鑑み、二層ユニット用
の遠心式送風機において、騒音を低減することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、車室内空気
を導入する内気導入口（１１３）及び車室外空気を導入
する外気導入口（１１１）を有し、車室内空気及び車室
外空気を区分して同時に吸入することができる内外気二
層流式の車両用空調装置に適用される遠心式送風機であ
って、外気導入口（１１１）側に配設され、回転軸（２
００ａ）周りに配設された複数枚の第１ブレード（２１
１）を有して軸方向一端側から吸入した空気を径外方側
に向けて吐出する第１ファン（２１０）、及び内気導入
口（１１３）側に配設され、回転軸（２００ａ）周りに
配設された複数枚の第２ブレード（２２１）を有して軸
方向他端側から吸入した空気を径外方側に向けて吐出す
る第２ファン（２２０）からなる遠心ファン（２０１）
と、第１ファン（２１０）から吹き出した空気と第２フ
ァン（２２０）から吹き出した空気とが混合することを
防止する仕切部材（２３３）とを備え、仕切部材（２３
３）と遠心ファン（２０１）との隙間（δ１）から漏れ
て第１ファン（２１０）側から第２ファン（２２０）側
に流入する流入空気の流入角度が、第２ファン（２２
０）の軸方向と略平行となるように流入空気を案内する
案内手段（２５０）が設けられ、さらに、遠心ファン
（２０１）には、案内手段（２５０）から第２ファン
（２２０）側に流入する流入空気を加速させる複数枚の
第３ブレード（２５５）が回転軸（２００ａ）周りに設
けられていることを特徴とする。

【００１１】これにより、本発明では、流入空気と第２
ファン（２２０）から吹き出す主流空気とが略直交する
ように衝突する。

【００１２】このとき、第２ファン（２２０）側では、
流入空気と主流空気との衝突を契機として渦（旋回流）
が発生するが、第３ブレード（２５５）により加速され
た流入空気と主流空気とが常に略直交するように衝突す
るので、その衝突状態を略一様なものとすることがで
き、第２ファン（２２０）側に発生する渦を比較的安定
したものとすることができる。

【００１３】したがって、第２ファン（２２０）側の空
気流れを安定させることができるので、第２ファン（２
２０）の不安定な空気流れに起因する騒音を低減するこ
とができる。

【００１４】なお、案内手段（２５０）のファンリング
（２５１）と仕切リング（２５２）との隙間寸法（ｈ）
は、請求項３に記載の発明のごとく、５ｍｍ以上とすれ
ば、後述するように、仕切リング（２５２）に付着した
水滴とファンリング（２５１）に付着した水滴とが表面
張力により繋がってしまうことを防止することができる
ので、冬期時に、繋がった水滴が凍結して氷柱となっ
て、空気通路を塞いでしまうことを未然に防止できるお
それがある。

【００１５】また、請求項４に記載の発明のごとく、案
内手段（２５０）の入口部（２５０ａ）側に、空気流れ
下流側に向かうほど入口部（２５０ａ）側の開口面積が
拡大するようなテーパ部（２５２ａ）を設ければ、入口
部（２５０ａ）における空気の剥離に伴う騒音を低減す
ることができる。

【００１６】また、請求項５に記載の発明のごとく、案
内手段（２５０）の出口部（２５０ｂ）側に、空気流れ
下流側に向かうほど出口側の開口面積が拡大するような
テーパ部（２５１ａ、２３３ａ）を設ければ、出口部
（２５０ｂ）における空気の剥離に伴う騒音を低減する
ことができる。

【００１７】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本実施形態に係る二層ユ
ニット１００の模式図であり、１１０は車室内に向けて
吹き出す空気の通路を構成する空調ケーシングである。
この空調ケーシング１１０の空気流れ上流側には、外気
を導入する外気導入口１１１及び内気を導入する第１、
２内気導入口１１２、１１３が設けられており、外気導
入口１１１及び第１内気導入口１１２は、内外気切換ド
ア１１４によって切換開閉される。

【００１９】２００は、内気及び外気を吸入して、その
吸入した空気を車室内に向けて送風する遠心送風機（以
下、送風機と略す。）であり、この送風機２００より空
気流れ下流側には、空調ケーシング１１０を２つの空気
通路１１５、１１６に区画する区画壁１１７が設けられ
ている。なお、送風機２００の詳細については、後述す
る。

【００２０】また、送風機２００の空気流れ下流側に
は、両空気通路１１５、１１６を流通する空気を冷却す
る蒸発器（空気冷却手段）１１８が配設され、この蒸発
器１１８の空気流れには、蒸発器１１８を通過した空気
を加熱するヒータコア（空気加熱手段）１１９が配設さ
れている。

【００２１】なお、本実施形態に係る車両用空調装置で
は、ヒータコア１１９での空気の加熱度合いを調節する
ことにより車室内に吹き出す空気の温度を調節する、い
わゆるリヒート式を採用している。

【００２２】また、ヒータコア１１９の空気流れ下流側
には、両空気通路１１５、１１６を連通させる連通開口
部１２０、車両のフロントガラス（図示せず）に向けて
空気を吹き出すデフロッサ開口部１２１、乗員の上半身
に向けて空気を吹き出すフェイス開口部１２２、及び乗
員の下半身に向けて空気を吹き出すフット開口部１２３
が形成されており、各開口部１２０〜１２３は、ドア１
２４〜１２６によって開閉される。

【００２３】次に、送風機２００について述べる。

【００２４】送風機２００は、図１に示すように、外気
導入口１１１側の第１遠心ファン（以下、第１ファンと
略す。）２１０、第２内気導入口１１３側に位置して第
１ファン２１０と同軸状に樹脂にて一体成形された第２
遠心ファン（以下、第２ファンと略す。）２２０等から
なる遠心ファン２０１、両ファン２１０、２２０（遠心
ファン２０１）を収納する渦巻状のスクロールケーシン
グ（以下、ケーシングと略す。）２３０、及び両ファン
２１０、２２０を同時に回転駆動する１個の電動モータ
（駆動手段）２４０を有して構成されている。

【００２５】因みに、本実施形態では、電動モータ２４
０が第２ファン２２０側に位置しているので、第２ファ
ン２２０のファン内径を第１ファン２１０のファン内径
より大きくすることにより、第２ファン２２０側の吸入
抵抗が第１ファン２１０側の吸入抵抗に比べて過度に大
きくなることを防止している。

【００２６】また、両ファン２１０、２２０は、図２に
示すように、回転軸２００ａ（図１参照）周りに配設さ
れた複数枚のブレード（第１、２ブレード）２１１、２
２１を有し、回転軸２００ａ方向から吸入した空気を径
外方側に向けて吐出する（吹き出す）ものである。

【００２７】このとき、第１ファン２１０は、ケーシン
グ２３０のうち回転軸２００ａ方向一端側（紙面上方
側）に形成された第１吸入口２３１から空気を吸入し、
一方、第２ファン２２０は、ケーシング２３０のうち回
転軸２００ａ方向他端側（紙面下方側）に形成された第
２吸入口２３２から空気を吸入する。

【００２８】なお、２０２は電動モータ２４０（モータ
シャフト２４１）で発生する回転力を第１、２ファン２
１０、２２０（ブレード２１１、２２１）に伝達すると
ともに、第１吸入口２３１から吸入された空気と第２吸
入口２３２から吸入された空気とが混合することを防止
するボスプレート（混合防止板）である。

【００２９】ところで、２３３は第１ファン２１０から
吹き出した空気と第２ファン２２０から吹き出した空気
とが混合することを防止する仕切部材であり、２５０
（図２のＡ部）は、仕切部材２３３と遠心ファン２０１
との隙間δ１から漏れて第１ファン２１０側の空間２１
０ａから第２ファン２２０側の空間２２０ａに空気が流
入することを抑制するとともに、この流入する空気（以
下、この空気を流入空気と呼ぶ。）の流入角度（仕切部
材２３３と流入空気の主流とのなす角θ）が、第２ファ
ン２２０の軸方向と略平行となるように流入空気を案内
する案内ガイド部材（案内手段）である。

【００３０】ここで、案内ガイド部２５０は、図３に示
すように、遠心ファン２０１に設けられて遠心ファン２
０１の外縁部全周に渡って外縁部から径外方側に突出す
るリング状のファンリング２５１と、ファンリング２５
１と所定の隙間δ２を有して対向するリング状の仕切リ
ング２５２と、仕切リング２５２と仕切部材２３３とを
繋ぎ、第２ファン２２０の軸方向と略平行な円筒壁面２
５４を有する円筒部２５３とを有して構成されている。

【００３１】なお、本実施形態では、仕切リング２５２
及び円筒部２５３は、仕切部材２３３と共にケーシング
２３０と樹脂にて一体成形されており、ファンリング２
５１は遠心ファン２０１（第１、２ファン２１０、２２
０）と共に一体成形されている。

【００３２】また、２５５は案内ガイド部２５０を流れ
て第２ファン２２０側に流入する空気、すなわち流入空
気を加速するサブブレード（第３ブレード）であり、こ
のサブブレード２５５もブレード２１１、２２１と同様
に、回転軸２００ａ周りに複数枚配設されて樹脂にて一
体成形されている。なお、本実施形態では、図２に示す
ように、サブブレード２５５は、第２ファン２２０のブ
レード２２１と連続的に繋がっている。

【００３３】また、仕切リング２５２は、図３に示すよ
うに、ファンリング２５１より第１ファン２１０側に位
置しているとともに、その遠心ファン２０１側の端部
（案内ガイド部２５０の入口部２５０ａ側）には、第２
ファン２２０側（空気流れ下流側）に向かうほど遠心フ
ァン２０１までの隙間寸法（入口部２５０ａ側の開口面
積）が拡大するようなテーパ部２５２ａが設けられてい
る。

【００３４】同様に、案内ガイド部２５０の出口部２５
０ｂ側（ファンリング２５１の先端側及び仕切部材２３
３の遠心ファン２０１側）にも、空気流れ下流側に向か
うほど出口部２５０ｂ側の開口面積が拡大するようなテ
ーパ部２５１ａ、２３３ａが設けられている。

【００３５】因みに、２３４は、第１ファン２１０から
ケーシング２３０（空間２１０ａ）内に吹き出した空気
の一部が第１吸入口２３１側に逆流し、この逆流した空
気と第１吸入口２３１から第１ファン２１０に吸入され
る空気とが干渉することを防止するガイド壁である。

【００３６】そして、このガイド壁２３４は、図４に示
すように、ケーシング２３０のノーズ部２３５に対応す
る部位に位置して、ブレード２１１を第１吸入口２３１
側から覆うように第１吸入口２３１の中心部側に向かっ
て延びる略三日月板状のものである。

【００３７】次に、本実施形態の特徴を述べる。

【００３８】流入空気の流入角度が第２ファン２２０の
軸方向と略平行となるようにしているので、本実施形態
では図５に示すように、流入空気と第２ファン２２０か
ら吹き出す主流空気とが略直交するように衝突する。

【００３９】このとき、空間２２０ａ内では、流入空気
と主流空気との衝突を契機として渦（旋回流）が発生す
るが、サブブレード２５５により加速された流入空気と
主流空気とが常に略直交するように衝突するので、その
衝突状態を略一様なものとすることができ、空間２２０
ａ内に発生する渦を比較的安定したものとすることがで
きる。

【００４０】したがって、空間２２０ａ内の空気流れを
安定させることができるので、空間２２０ａ内の不安定
な空気流れに起因する騒音を低減することができる。因
みに、本実施形態では、比騒音で約２．０ｄＢＡ、低減
することができた。

【００４１】なお、流入空気が空間２２０ａ内に流入す
る際の流速が主流空気の流速に比べて過度に小さいと、
流入空気と主流空気との衝突状態を略一様な状態とする
ことが難しいので、空間２２０ａ内に比較的安定した渦
を発生させるには、流入空気の流速と主流空気の流速と
の差が比較的小さいことが望ましい。

【００４２】ところで、案内ガイド部２５０の入口部２
５０ａ及び出口部２５０ｂは、比較的小さな穴（オリフ
ィス）となるので、入口部２５０ａ及び出口部２５０ｂ
の下流側に空気の剥離に伴う騒音が発生する可能性があ
る。

【００４３】これに対して、本実施形態では、入口部２
５０ａ及び出口部２５０ｂにおいてその下流側に向かう
ほど、その開口面積が増大するテーパ部２５２ａ、２５
１ａ、２３３ａが設けられているので、入口部２５０ａ
及び出口部２５０ｂの下流側に空気の剥離が発生するこ
とを抑制できる。したがって、入口部２５０ａ及び出口
部２５０ｂにおける空気の剥離に伴う騒音を低減するこ
とができる。

【００４４】ところで、案内ガイド部２５０に形成され
た空気通路面積は、比較的小さいので、外気と共にケー
シング２３０内に流入した雨水等の水滴は、案内ガイド
部２５０で滞留し易い。このため、仕切リング２５２と
ファンリング２５１との隙間寸法ｈ（図３参照）が小さ
いと、仕切リング２５２に付着した水滴とファンリング
２５１に付着した水滴とが表面張力により繋がってしま
い、冬期時には、繋がった水滴が凍結して氷柱となっ
て、空気通路を塞いでしまうおそれがある。

【００４５】そこで、発明者等は、隙間寸法ｈをパラメ
ータとして氷柱の生成について試験検討したところ、隙
間寸法を５ｍｍ以上とすれば、氷柱の生成（仕切リング
２５２に付着した水滴とファンリング２５１に付着した
水滴とが表面張力により繋がってしまうこと）を防止す
ることができることを確認した。

【００４６】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、案内ガイド部２５０の入口部２５０ａ及び出口部２
５０ｂにテーパ部２５２ａ、２５１ａ、２３３ａを設け
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、入口部
２５０ａ及び出口部２５０ｂのいずれか一方（望ましく
は、入口部２５０ａ）にテーパ部を設ければよい。

【００４７】上述の実施形態では、仕切リング２５２及
び円筒部２５３は、仕切部材２３３と共にケーシング２
３０と樹脂にて一体成形され、ファンリング２５１は遠
心ファン２０１（第１、２ファン２１０、２２０）と共
に一体成形されていたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、これら２５１〜２５３を別体に製造した
後、組み付けてもよい。

【００４８】また、上述の実施形態では、サブブレード
２５５は、第２ファン２２０のブレード２２１と連続的
に繋がっていたが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、例えば第１ファン２１０のブレード２１１と連続
的に繋がっていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る遠心式送風機を用いた
空調装置（二層ユニット）の模式図である。

【図２】本発明の実施形態に係る遠心式送風機の断面図
である。

【図３】図２のＡ部拡大図である。

【図４】本発明の実施形態に係る遠心式送風機の上面図
である。

【図５】本発明の実施形態に係る遠心式送風機の空気流
れを示す模式図である。

【図６】騒音の発生原因を説明するための空気流れを示
す模式図である。

【符号の説明】

２１０…第１ファン、２２０…第２ファン、２３３…仕
切部材、２５０…案内ガイド部（案内手段）、２５１…
ファンリング、２５２…仕切リング、２５３…円筒部、
２５５…サブブレード（第３ブレード）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3H033 AA02 AA15 AA18 BB02 BB06 BB10 BB20 CC01 CC03 DD06 DD27 DD29 EE06 EE08 3H034 AA02 AA15 AA18 BB02 BB06 BB10 BB20 CC01 CC03 DD01 DD25 EE06 EE08 3H035 DD04 DD05 3L011 BF00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車室内空気を導入する内気導入口（１１
３）及び車室外空気を導入する外気導入口（１１１）を
有し、車室内空気及び車室外空気を区分して同時に吸入
することができる内外気二層流式の車両用空調装置に適
用される遠心式送風機であって、前記外気導入口（１１１）側に配設され、回転軸（２０
０ａ）周りに配設された複数枚の第１ブレード（２１
１）を有して軸方向一端側から吸入した空気を径外方側
に向けて吐出する第１ファン（２１０）、及び前記内気
導入口（１１３）側に配設され、前記回転軸（２００
ａ）周りに配設された複数枚の第２ブレード（２２１）
を有して軸方向他端側から吸入した空気を径外方側に向
けて吐出する第２ファン（２２０）からなる遠心ファン
（２０１）と、前記第１ファン（２１０）から吹き出した空気と前記第
２ファン（２２０）から吹き出した空気とが混合するこ
とを防止する仕切部材（２３３）とを備え、前記仕切部材（２３３）と前記遠心ファン（２０１）と
の隙間（δ１）から漏れて前記第１ファン（２１０）側
から前記第２ファン（２２０）側に流入する流入空気の
流入角度が、前記第２ファン（２２０）の軸方向と略平
行となるように流入空気を案内する案内手段（２５０）
が設けられ、さらに、前記遠心ファン（２０１）には、前記案内手段
（２５０）から前記第２ファン（２２０）側に流入する
流入空気を加速させる複数枚の第３ブレード（２５５）
が前記回転軸（２００ａ）周りに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】前記案内手段（２５０）は、前記遠心ファン（２０１）に設けられ、前記遠心ファン
（２０１）の外縁部全周に渡って外縁部から径外方側に
突出するリング状のファンリング（２５１）と、前記ファンリング（２５１）と所定の隙間（δ２）を有
して対向するリング状の仕切リング（２５２）と、前記仕切リング（２５２）と前記仕切部材（２３３）と
を繋ぎ、前記第２ファン（２２０）の軸方向と略平行な
壁面（２５４）を有する円筒部（２５３）とを有して構
成されていることを特徴とする請求項１に記載の遠心式
送風機。
【請求項３】前記ファンリング（２５１）と前記仕切
リング（２５２）との隙間寸法（ｈ）は、５ｍｍ以上で
あることを特徴とする請求項２に記載の遠心式送風機。
【請求項４】前記案内手段（２５０）の入口部（２５
０ａ）側には、空気流れ下流側に向かうほど入口部（２
５０ａ）側の開口面積が拡大するようなテーパ部（２５
２ａ）が設けられていることを特徴とする請求項３に記
載の遠心式送風機。
【請求項５】前記案内手段（２５０）の出口部（２５
０ｂ）側には、空気流れ下流側に向かうほど出口側の開
口面積が拡大するようなテーパ部（２５１ａ、２３３
ａ）が設けられていることを特徴とする請求項２又は３
に記載の遠心式送風機。