JP2004270577A - Centrifugal blower - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce blower noise while improving blower efficiency. <P>SOLUTION: This blower is provided with a movable outer circumference side inner wall 73 capable of changing expansion angles of a scroll casing 72 based on parameter in relation to draft resistance such as blower mode and ventilation amount. Consequently, blower noise can be reduced while improving blower efficiency. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は遠心式送風機に関するもので、車両用空調装置の送風装置に適用して有効である。
【0002】
【従来の技術】
遠心式送風機のスクロールケーシングは、周知のごとく、遠心式多翼ファンの外径側に渦巻き状の空気流路を構成するとともに、スクロールケーシングの巻き始め部、つまりノーズ部から巻き終わり部にかけて流路断面積を徐々に増大させて遠心式多翼ファンから吹き出す空気を効率よく集合させながら下流側に流すものである。
【0003】
このため、スクロールケーシングの形状寸法、つまり拡がり角等の断面積の増加率及び流路断面積は、図7に示すように、送風量や通風抵抗に応じて最適な形状寸法は変化する。
【0004】
そこで、従来は、スクロールケーシングにより形成される渦巻き状の空気流路可変翼を設けるとともに、送風量に応じて可変翼を遠心式多翼ファンの回転軸と平行な方向に揺動させて流路断面積を変化させている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−161896号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献1に記載の発明は、スクロールケーシングの巻き始めから巻き終わりにかけて拡がり角が一定のスクロールケーシングを採用しているとともに、スクロールケーシングの巻き終わり側にドア手段を設けているので、ドア手段を回転させると、最適な流路形状(スクロールケーシング形状)から大きく外れてしまう。
【0007】
本発明は、上記点に鑑み、第1には、従来と異なる新規な遠心式送風機を提供し、第2には、送風効率を向上させつつ、送風騒音を低減することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、回転軸周りに多数枚の翼(71a)を有し、回転軸の軸方向から吸入した空気を径外方に向けて吹き出す遠心式多翼ファン(71)と、遠心式多翼ファン(71)を収納して遠心式多翼ファン(71)から吹き出した空気が流れる渦巻き状の空気流路(72a)を構成するとともに、外周側内壁半径(r)が巻き角(θ)に応じて対数螺旋的に変化するスクロールケーシング(72)とを備え、空気流路(72a)内の通風抵抗に応じてスクロールケーシング(72)の外周側内壁(73)を変位させて、スクロールケーシング(72)の巻き始め部から巻き終わり部に至る部位の略全域の拡がり角(n)を変化させることを特徴とする。
【0009】
これにより、送風効率を向上させつつ送風騒音を低減することができる。
【0010】
請求項2に記載の発明では、外周側内壁(73)は、一端側がスクロールケーシング(72)に対して固定され、他端側が巻き取り機構(74)に固定された帯板バネ状のものであり、さらに、巻き取り機構(74)による外周側内壁(73)の巻き取り量を調節することにより拡がり角(n)を変更することを特徴とするものである。
【0011】
請求項3に記載の発明では、外周側内壁(73)は、巻き始め側から巻き終わり側にかけて並んだ複数個の可動壁(73d)にて構成されており、さらに、複数個の可動壁(73d)それぞれを変位させることにより拡がり角(n)を変更することを特徴とするものである。
【0012】
請求項4に記載の発明では、少なくとも外周側内壁(73)には、空気の振動を減衰させて騒音を低下させる吸音材が設けられていることを特徴とするものでる。
【0013】
請求項5に記載の発明では、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(7)、及び室内に吹き出する空気の吹出モードを切り替える吹出モード切換装置(18〜20)を有する車両用空調装置であって、吹出モード切換装置(18〜20)の作動状態に基づいて通風抵抗をを判定することを特徴とするものである。
【0014】
請求項6に記載の発明では、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(7)を有し、遠心式送風機(7)の送風量に基づいて通風抵抗をを判定すことを特徴とするものである。
【0015】
請求項7に記載の発明では、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(7)を有し、室内に吹き出する空気の吹出モード及び遠心式送風機(7)の送風量のうち少なくとも一方を室内に吹き出す空気の目標温度(TAO)に基づいて制御する自動制御方式の車両用空調装置であって、目標温度(TAO)に基づいて通風抵抗をを判定すことを特徴とするものである。
【0016】
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。
【0017】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本実施形態は、本発明に係る遠心式送風機を車両用空調装置に適用したものであって、図1は、本実施形態に係る車両用空調装置1の模式図である。
【0018】
空気流路をなす空調ケーシング2の空気上流側部位には、車室内気を吸入するための内気吸入口3と外気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、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。
【0019】
そして、吸入口切換ドア5の空気流れ下流側には、空気中の塵埃を取り除くフィルタ(図示せず)及び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。
【0020】
また、送風機7の空気下流側には、室内に吹き出す空気を冷却する冷却器をなす蒸発器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。なお、蒸発器9は、冷媒を蒸発させることにより冷凍能力を発生させる蒸気圧縮式冷凍機の低圧側熱交換器である。
【0021】
そして、蒸発器9の空気下流側には、室内に吹き出す空気を加熱するヒータ10が配設されており、このヒータ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に示された送風機装置7は模式図であり、詳細は後述する。
【0022】
また、空調ケーシング2には、ヒータコア10を迂回するバイパス通路12が形成されており、ヒータコア10の空気上流側には、ヒータコア10を通る風量とバイパス通路12を通る風量との風量割合を調節することにより、車室内に吹き出す空気の温度を調節するエアミックスドア13が配設されている。
【0023】
そして、空調ケーシング2の最下流側部位には、車室内乗員の上半身に空調空気を吹き出すためのフェイス吹出口14と、車室内乗員の足元に空気を吹き出すためのフット吹出口15と、フロントガラス16の内面に向かって空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口17とが形成されている。
【0024】
そして、上記各吹出口14、15、17の空気上流側は、吹出モードを気鋭代え制御する吹出モード切換ドア18、19、20が配設されている。因みに、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。
【0025】
なお、吹出モードとしては、主にフェイス吹出口14から空気を吹き出すフェイスモード、主にフット吹出口15から空気を吹き出すフットモード、フェイス吹出口14及びフット吹出口15から空気を吹き出すバイレベルモード、及び主にデフロスタ吹出口17から空気を吹き出すデフロスタモード等がある。
【0026】
因みに、一般的に、車両空調装置では、フェイス吹出口14から空気を吹き出すフェイスモード時において大きな風量を必要とするので、フェイスモード時の通風抵抗(圧力損失)が、他の吹出モード(フットモード及びデフモード)に比べて小さくなっている。
【0027】
また、電子制御装置(ECU21)は、図2に示すように、室内空気の温度を検出する内気センサ、室外空気の温度を検出する外気センサ、蒸発器9を通過した直後の空気温度を検出するエバ後センサ及び室内に注がれる日射量を検出する日射センサ等の空調センサ22の検出信号、並びに乗員が設定入力した希望室内温度、つまり操作パネル23の出力等が入力されている。
【0028】
そして、ECU21は、ECU21に入力された信号に基づいて、予め記憶されたプログラムに従って室内に吹き出す空気の目標温度、すなわち目標吹出温度TAOを算出し、この目標吹出温度TAOを基準に吸入口切換ドア5、エアミックスドア13、吹出モード切換ドア18、19、20及び送風機7の送風量、つまりファン71を回転させる電動モータへの印加電圧又は回転数を制御する。
【0029】
次に、送風機7について詳述する。
【0030】
この送風機7は、図3に示すように、回転軸周りに多数枚の翼71aを有して回転軸方向から吸入した空気を径外方に向けて吹き出す遠心式多翼ファン(以下、ファンと略す。)71、回転軸方向一端側に配置されファン71を回転させる駆動手段をなす電動式のファンモータ、及びファン71を収納してファン71から吹き出した空気が流れる渦巻き状の空気流路72aを構成するスクロールケーシング72等から構成されている。
【0031】
ここで、スクロールケーシング72は、ファン71から吹き出す空気を効率よく集合させながら下流側に流すべく、スクロールケーシング72の巻き始め部、つまりノーズ部72bから巻き終わり部にかけて流路断面積が徐々に拡大している。具体的には、ノーズ部72bから計った巻き角θに対してスクロールケーシング72の外周側内壁半径rを対数螺旋関数的に徐々に拡大したものである。
【0032】
ここで、対数螺旋関数とは下記の数式1で示されるもので、θは、ノーズ部72bの曲率半径の中心とファン72の回転中心とを結ぶ基準線からファンの回転の向きに図った角度(単位:ラジアン)であり、roは基準線(θ=0)における外周側内半径である。
【0033】
【数1】
r=ro・e π /180)n・ θ
そして、本実施形態では、空気流路72a内の通風抵抗、つまり空気流路72a内の気圧に応じてスクロールケーシング72の外周側内壁73を変位させて、スクロールケーシング72の巻き始め部から巻き終わり部に至る部位の略全域の拡がり角nを4°以上、6°以下の範囲で変化させている。
【0034】
因みに、ノーズ部72bとは、周知のごとく、スクロールケーシング72の巻き始め側と巻き終わり側との重なる部分を言い、このノーズ部72bでは、空気上流側と空気下流とが、僅かな隙間(図示せず。)を介して連通している。
【0035】
また、可動壁である外周側内壁73は、一端側がスクロールケーシング72に対して固定され、他端側が巻き取り機構74に固定された帯板バネ状のものであり、巻き取り機構74による前記外周側内壁73の巻き取り量を調節することにより、図4に示すように拡がり角nを変更する。
【0036】
また、外周側内壁73は、図5に示すように、バネ特性を発生させるためのピアノ線等の金属製のワイヤ73aを可撓性を有する樹脂製の膜状部材73bに埋設したもので、紙面右側端部がスクロールケーシング72に固定され、紙面左側端部が巻き取り機構74の巻き取りドラム74a(図3)に固定される。
【0037】
また、巻き取り機構74は、図3に示すように、巻き取りドラム74a、巻き取りドラム74aのピニオン74bに噛み合って巻き取りドラム74aを回転させながら移動させるラック74c、及びラック74cを平行移動させるアクチュエータ等から構成されたもので、アクチュエータ、つまり巻き取り機構74は、ECU21により制御される。
【0038】
因みに、ストッパガイド73cは、拡がり角nが最小となる位置で外周側内壁73の変位が止まるように変位量を規制するものであり、拡がり角nが最大となる位置は、スクロールケーシング72の外周側外壁により規制される。
【0039】
次に、本実施形態に係る遠心式送風機7の特徴的作動及びその効果を述べる。
【0040】
フェイスモード時には、前述のごとく、他の吹出モード(フットモード及びデフモード)に比べて通風抵抗(圧力損失)が小さくなって風量が増大するとともに、及び空気流路72a内の気圧(静圧)が低下するため、拡がり角nが最大となる位置まで外周側内壁73を変位させる。
【0041】
一方、フットモード及びデフモード時には、フェイスモード時に比べて通風抵抗(圧力損失)が大きくなって風量が低下するとともに、空気流路72a内の気圧(静圧)が上昇するため、拡がり角nが最小となる位置まで外周側内壁73を変位させる。
【0042】
これにより、スクロールケーシング72の形状寸法、つまり拡がり角n等の断面積の増加率及び流路断面積を送風量や通風抵抗に応じて最適な形状とすることができ得るので、吹出モードによらず、送風効率を向上させつつ送風騒音を低減することができる。
【0043】
因みに、本実施形態に基づいて試作検討した空調装置では、従来型に比べて、吹出モードによらず約3dB騒音を低下させることができた。
【0044】
(第2実施形態)
本実施形態は、図6に示すように、巻き始め側から巻き終わり側にかけて並んだ複数個の可動壁73dにて外周側内壁73を構成するとともに、隣り合う可動壁73dの一部が重なった状態で各可動壁73dそれぞれをリンク溝部73eに沿って変位させることにより拡がり角nを変更するものである。
【0045】
(第3実施形態)
上述の実施形態では、吹出モードに応じて拡がり角を変更したが、吹き出しモードが一定であっても、送風量が変化すると空気流路72a内の通風抵抗が変化することから、本実施形態では、ファンモータへの印可電圧又は回転数が大きくなり送風量が増大するほど拡がり角nを大きくし、逆に、ファンモータへの印可電圧又は回転数が小さくなり送風量が減少するほど拡がり角nを小さくするものである
(第4実施形態)
自動制御方式の車両用空調装置では、前述のごとく、目標吹出温度TAOに基づいてファンモータへの印可電圧及び吹出モードが制御されることから、本実施形態では、目標吹出温度TAO可に基づいて拡がり角nを変更するものである。
【0046】
具体的には、目標吹出温度TAOが小さくなると、冷房運転となってフェイスモードとなり、目標吹出温度TAOが大きくなると暖房運転運転となってフットモードとなることから、目標吹出温度TAOが第1所定値より小さいときには拡がり角nを最大とし、目標吹出温度TAOが第1所定値より大きい第2所定値より大きいときには拡がり角nを最小とし、目標吹出温度TAOが第1所定値と第2所定値との間のときには、目標吹出温度TAOの増大に応じて拡がり角nを小さくするものである。
【0047】
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、車両用空調装置に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0048】
また、例えば圧力センサ等により送風機7から吹出口14、15、17に至る通風系の気圧を測定することにより拡がり角nを変更させてもよい。
【0049】
また、少なくとも外周側内壁73に空気の振動を減衰させて騒音を低下させる吸音材を設ければ、さらに騒音を低減することができる。
【0050】
また、第1、3、4実施形態のうち少なくとも2つの実施形態を組み合わせてよい。
【0051】
また、第2〜4実施形態のうち少なくとも2つの実施形態を組み合わせてよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る空調装置の模式図である。
【図2】本発明の実施形態に係る空調装置の制御系を示す模式図である。
【図3】本発明の第1実施形態に係る送風機の斜視図である。
【図4】本発明の第1実施形態に係る送風機の作動説明図である。
【図5】本発明の第1実施形態に係る外周側内壁の斜視図である。
【図6】本発明の第2実施形態に係る送風機の説明図である。
【図7】風量と騒音及び圧力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1…ファン、72…スクロールケーシング、
73…外周側内壁(可動壁)、74…巻き取り機構。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a centrifugal blower, and is effective when applied to a blower of a vehicle air conditioner.
[0002]
[Prior art]
As is well known, the scroll casing of the centrifugal blower forms a spiral air flow path on the outer diameter side of the centrifugal multi-blade fan, and a flow path from the winding start portion of the scroll casing, that is, from the nose portion to the winding end portion. The air is blown from the centrifugal multi-blade fan to the downstream side while being efficiently collected by gradually increasing the cross-sectional area.
[0003]
Therefore, as shown in FIG. 7, the optimum shape and size of the scroll casing in terms of the shape and dimensions, that is, the rate of increase in the cross-sectional area such as the divergence angle and the cross-sectional area of the flow path, vary depending on the amount of air flow and the resistance to ventilation.
[0004]
Therefore, conventionally, a spiral air flow path variable blade formed by a scroll casing is provided, and the variable blade is swung in a direction parallel to the rotation axis of the centrifugal multi-blade fan according to the amount of air blown. The cross-sectional area is changed (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-161896
[Problems to be solved by the invention]
However, the invention described in Patent Literature 1 employs a scroll casing having a constant divergence angle from the beginning to the end of winding of the scroll casing, and the door means is provided at the end of winding of the scroll casing. If the means is rotated, it will greatly deviate from the optimal flow path shape (scroll casing shape).
[0007]
In view of the above points, the present invention firstly provides a new centrifugal blower different from conventional ones, and secondly, aims to reduce blowing noise while improving blowing efficiency.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the invention has a large number of blades (71a) around a rotation axis, and allows air taken in from an axial direction of the rotation axis to be radially outward. A centrifugal multi-blade fan (71) that blows toward the air, and a spiral air flow path (72a) that houses the centrifugal multi-blade fan (71) and through which air blown from the centrifugal multi-blade fan (71) flows. A scroll casing (72) in which the radius (r) of the outer peripheral side inner wall changes in a logarithmic spiral according to the winding angle (θ), and the scroll casing (72) varies in accordance with the ventilation resistance in the air flow path (72a). The outer peripheral side inner wall (73) of (72) is displaced to change a divergence angle (n) of substantially the entire region from the winding start portion to the winding end portion of the scroll casing (72).
[0009]
This makes it possible to reduce the blowing noise while improving the blowing efficiency.
[0010]
According to the second aspect of the present invention, the outer peripheral side inner wall (73) is a strip spring having one end fixed to the scroll casing (72) and the other end fixed to the winding mechanism (74). In addition, the divergence angle (n) is changed by adjusting the winding amount of the outer peripheral side inner wall (73) by the winding mechanism (74).
[0011]
In the invention according to claim 3, the outer peripheral side inner wall (73) is constituted by a plurality of movable walls (73d) arranged from the winding start side to the winding end side, and furthermore, includes a plurality of movable walls (73d). 73d) The divergence angle (n) is changed by displacing each of them.
[0012]
The invention according to claim 4 is characterized in that at least the outer peripheral side inner wall (73) is provided with a sound absorbing material that attenuates air vibration and reduces noise.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a centrifugal blower (7) according to any one of the first to fourth aspects, and a blow mode switching device (18 to 20) for switching a blow mode of air blown into a room. An air conditioner for a vehicle, comprising: determining a ventilation resistance based on an operation state of a blowing mode switching device (18 to 20).
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the centrifugal blower (7) according to any one of the first to fourth aspects, and the ventilation resistance is determined based on the amount of air blown by the centrifugal blower (7). It is characterized by the following.
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the centrifugal blower (7) according to any one of the first to fourth aspects, and a blowing mode of air to be blown into a room and a flow rate of the centrifugal blower (7). An air conditioner for an automatic control system that controls at least one of them based on a target temperature (TAO) of air blown into a room, wherein a ventilation resistance is determined based on the target temperature (TAO). Is what you do.
[0016]
Incidentally, reference numerals in parentheses of the above-mentioned units are examples showing the correspondence with specific units described in the embodiments described later.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
In the present embodiment, the centrifugal blower according to the present invention is applied to an air conditioner for a vehicle, and FIG. 1 is a schematic diagram of an air conditioner 1 for a vehicle according to the present embodiment.
[0018]
At an air upstream side of the air-conditioning casing 2 forming an air flow path, an inside air suction port 3 for sucking vehicle interior air and an outside air suction port 4 for sucking outside air are formed. An inlet switching door 5 for selectively opening and closing the ports 3 and 4 is provided. The inlet switching door 5 is opened and closed by a driving means such as a servomotor or a manual operation.
[0019]
A filter (not shown) for removing dust in the air and a blower 7 according to the present embodiment are disposed downstream of the air flow of the inlet switching door 5. , 4 are blown toward the outlets 14, 15, 17 described later.
[0020]
Further, an evaporator 9 serving as a cooler for cooling the air blown into the room is disposed downstream of the blower 7 in the air. All the air blown by the blower 7 passes through the evaporator 9. The evaporator 9 is a low-pressure side heat exchanger of a vapor compression refrigerator that generates a refrigeration capacity by evaporating a refrigerant.
[0021]
A heater 10 for heating the air blown into the room is provided downstream of the evaporator 9 in the air. The heater 10 heats the air using the cooling water of the engine 11 as a heat source. In addition, the blower apparatus 7 shown in FIG. 1 is a schematic diagram, and details will be described later.
[0022]
In the air-conditioning casing 2, a bypass passage 12 that bypasses the heater core 10 is formed. On the upstream side of the heater core 10, the ratio of the amount of air flowing through the heater core 10 to the amount of air flowing through the bypass passage 12 is adjusted. Accordingly, an air mix door 13 for adjusting the temperature of the air blown into the vehicle compartment is provided.
[0023]
At the most downstream side of the air-conditioning casing 2, a face outlet 14 for blowing out conditioned air to the upper body of the passenger in the passenger compartment, a foot outlet 15 for discharging air to the feet of the passenger in the passenger compartment, and a windshield A defroster outlet 17 for blowing air toward the inner surface of the nozzle 16 is formed.
[0024]
On the air upstream side of each of the air outlets 14, 15, 17 are provided blow-out mode switching doors 18, 19, 20 for controlling the blow-out mode. Incidentally, these blow-out mode switching doors 18, 19, 20 are opened and closed by driving means such as a servomotor or by manual operation.
[0025]
In addition, as the blowing mode, a face mode in which air is mainly blown out from the face outlet 14, a foot mode in which air is mainly blown out from the foot outlet 15, a bi-level mode in which air is blown out from the face outlet 14 and the foot outlet 15, And a defroster mode in which air is mainly blown out from the defroster outlet 17.
[0026]
Incidentally, in general, a vehicle air conditioner requires a large air volume in the face mode in which air is blown out from the face outlet 14, so that the ventilation resistance (pressure loss) in the face mode is different from that in another blow mode (foot mode). And differential mode).
[0027]
Further, as shown in FIG. 2, the electronic control unit (ECU 21) detects an inside air sensor that detects the temperature of the indoor air, an outside air sensor that detects the temperature of the outdoor air, and detects the air temperature immediately after passing through the evaporator 9. A detection signal of the air conditioning sensor 22 such as a post-evaporation sensor and a solar radiation sensor for detecting the amount of solar radiation poured into the room, and a desired room temperature set and input by the occupant, that is, an output of the operation panel 23 and the like are input.
[0028]
Then, the ECU 21 calculates a target temperature of the air to be blown into the room, that is, a target outlet temperature TAO, based on a signal input to the ECU 21 in accordance with a program stored in advance, and based on the target outlet temperature TAO, the inlet switching door. 5. The amount of air blown by the air mix door 13, the blow-out mode switching doors 18, 19, 20 and the blower 7, that is, the voltage applied to the electric motor for rotating the fan 71 or the number of rotations is controlled.
[0029]
Next, the blower 7 will be described in detail.
[0030]
As shown in FIG. 3, the blower 7 has a multi-blade centrifugal fan (hereinafter, referred to as a fan) having a large number of blades 71a around the rotation axis and blowing out air taken in from the rotation axis direction toward the radial outside. 71, an electric fan motor disposed at one end side in the rotation axis direction and serving as driving means for rotating the fan 71, and a spiral air flow path 72a in which the fan 71 is housed and air blown from the fan 71 flows. , And the like.
[0031]
Here, in the scroll casing 72, the flow cross-sectional area gradually increases from the winding start portion, that is, the nose portion 72b to the winding end portion of the scroll casing 72 so that the air blown out from the fan 71 is efficiently collected and flowed to the downstream side. are doing. Specifically, the radius r of the outer peripheral side inner wall of the scroll casing 72 is gradually increased in a logarithmic spiral function with respect to the winding angle θ measured from the nose portion 72b.
[0032]
Here, the logarithmic spiral function is represented by the following equation 1, and θ is an angle measured in a direction of rotation of the fan from a reference line connecting the center of the radius of curvature of the nose portion 72b and the rotation center of the fan 72. (Unit: radian), and ro is the inner radius on the outer peripheral side with respect to the reference line (θ = 0).
[0033]
(Equation 1)
r = ro · e ( π / 180) n · θ
In the present embodiment, the outer peripheral side inner wall 73 of the scroll casing 72 is displaced in accordance with the ventilation resistance in the air flow path 72a, that is, the air pressure in the air flow path 72a, and the scroll casing 72 is wound from the winding start to the winding end. The divergence angle n of substantially the entire area of the part reaching the part is changed in the range of 4 ° to 6 °.
[0034]
Incidentally, the nose portion 72b is, as is well known, a portion where the winding start side and the winding end side of the scroll casing 72 overlap with each other. In the nose portion 72b, a small gap (see FIG. (Not shown)).
[0035]
Further, the outer peripheral side inner wall 73, which is a movable wall, is a band spring having one end fixed to the scroll casing 72 and the other end fixed to the winding mechanism 74. By adjusting the winding amount of the side inner wall 73, the divergence angle n is changed as shown in FIG.
[0036]
Further, as shown in FIG. 5, the outer peripheral side inner wall 73 is formed by embedding a metal wire 73a such as a piano wire for generating a spring characteristic in a flexible resin film member 73b. The right end of the drawing is fixed to the scroll casing 72, and the left end of the drawing is fixed to the winding drum 74 a of the winding mechanism 74 (FIG. 3).
[0037]
Further, as shown in FIG. 3, the winding mechanism 74 engages with the winding drum 74a, the pinion 74b of the winding drum 74a, and moves the rack 74c while rotating the winding drum 74a, and moves the rack 74c in parallel. The ECU 21 controls the actuator, that is, the winding mechanism 74.
[0038]
Incidentally, the stopper guide 73c regulates the amount of displacement so that the displacement of the outer peripheral side inner wall 73 stops at the position where the divergence angle n is the minimum, and the position where the divergence angle n is the maximum is the outer periphery of the scroll casing 72. It is regulated by the side outer wall.
[0039]
Next, the characteristic operation of the centrifugal blower 7 according to the present embodiment and its effects will be described.
[0040]
In the face mode, as described above, the ventilation resistance (pressure loss) becomes smaller and the air volume increases as compared with the other blowing modes (foot mode and differential mode), and the air pressure (static pressure) in the air flow path 72a increases. In order to decrease, the outer peripheral side inner wall 73 is displaced to a position where the divergence angle n becomes maximum.
[0041]
On the other hand, in the foot mode and the differential mode, the ventilation angle (static pressure) increases and the air volume decreases as compared with the face mode, and the air pressure (static pressure) in the air flow path 72a increases. The outer peripheral side inner wall 73 is displaced to a position where.
[0042]
Thereby, the shape and size of the scroll casing 72, that is, the rate of increase of the cross-sectional area such as the divergence angle n and the cross-sectional area of the flow path can be made to be optimal shapes according to the blowing amount and the ventilation resistance. Therefore, it is possible to reduce the blowing noise while improving the blowing efficiency.
[0043]
By the way, in the air conditioner of which the prototype was studied based on the present embodiment, the noise could be reduced by about 3 dB irrespective of the blowing mode as compared with the conventional type.
[0044]
(2nd Embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the outer peripheral side inner wall 73 is configured by a plurality of movable walls 73d arranged from the winding start side to the winding end side, and a part of the adjacent movable wall 73d overlaps. In this state, the divergence angle n is changed by displacing each movable wall 73d along the link groove 73e.
[0045]
(Third embodiment)
In the above-described embodiment, the divergence angle is changed in accordance with the blowing mode. However, even if the blowing mode is constant, the ventilation resistance in the air flow path 72a changes when the blowing amount changes, so in the present embodiment, The spread angle n increases as the applied voltage or the rotation speed to the fan motor increases and the air flow increases, and conversely, the spread angle n decreases as the applied voltage or the rotation speed to the fan motor decreases and the air flow decreases. Is reduced (fourth embodiment).
In the vehicle air conditioner of the automatic control method, as described above, since the applied voltage to the fan motor and the blow mode are controlled based on the target blow temperature TAO, in the present embodiment, based on the target blow temperature TAO possible. This is to change the spread angle n.
[0046]
More specifically, when the target outlet temperature TAO decreases, the air conditioner enters the cooling mode to enter the face mode, and when the target outlet temperature TAO increases, the operation enters the heating operation to enter the foot mode. When the value is smaller than the predetermined value, the expansion angle n is maximized. When the target outlet temperature TAO is larger than a second predetermined value that is larger than the first predetermined value, the expansion angle n is minimized. In this case, the divergence angle n is reduced in accordance with the increase in the target outlet temperature TAO.
[0047]
(Other embodiments)
In the above embodiment, the present invention is applied to the vehicle air conditioner, but the present invention is not limited to this.
[0048]
Further, the divergence angle n may be changed by, for example, measuring the air pressure of the ventilation system from the blower 7 to the outlets 14, 15, 17 using a pressure sensor or the like.
[0049]
In addition, if at least the outer peripheral side inner wall 73 is provided with a sound absorbing material that attenuates air vibration to reduce noise, noise can be further reduced.
[0050]
Further, at least two of the first, third, and fourth embodiments may be combined.
[0051]
Further, at least two of the second to fourth embodiments may be combined.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a control system of the air conditioner according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of the blower according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an operation explanatory view of the blower according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view of an outer peripheral side inner wall according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a blower according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the air volume and noise and pressure.
[Explanation of symbols]
1 ... fan, 72 ... scroll casing,
73 ... outer peripheral side inner wall (movable wall), 74 ... winding mechanism.

Claims (7)

回転軸周りに多数枚の翼(71a)を有し、前記回転軸の軸方向から吸入した空気を径外方に向けて吹き出す遠心式多翼ファン(71)と、
前記遠心式多翼ファン(71)を収納して前記遠心式多翼ファン(71)から吹き出した空気が流れる渦巻き状の空気流路(72a)を構成するとともに、外周側内壁半径(r)が巻き角(θ)に応じて対数螺旋的に変化するスクロールケーシング(72)とを備え、
前記空気流路(72a)内の通風抵抗に応じて前記スクロールケーシング(72)の外周側内壁(73)を変位させて、前記スクロールケーシング(72)の巻き始め部から巻き終わり部に至る部位の略全域の拡がり角(n)を変化させることを特徴とする遠心式送風機。
A centrifugal multi-blade fan (71) having a number of blades (71a) around a rotation axis, and blowing out air taken in from the axial direction of the rotation shaft outwardly;
The centrifugal multi-blade fan (71) is housed therein to form a spiral air flow path (72a) through which air blown from the centrifugal multi-blade fan (71) flows. A scroll casing (72) that changes in a logarithmic spiral according to the winding angle (θ),
The outer peripheral side inner wall (73) of the scroll casing (72) is displaced in accordance with the ventilation resistance in the air flow path (72a) so that a portion of the scroll casing (72) from the winding start portion to the winding end portion is displaced. A centrifugal blower characterized by changing a spread angle (n) of substantially the entire area.
前記外周側内壁(73)は、一端側が前記スクロールケーシング(72)に対して固定され、他端側が巻き取り機構(74)に固定された帯板バネ状のものであり、
さらに、前記巻き取り機構(74)による前記外周側内壁(73)の巻き取り量を調節することにより前記拡がり角(n)を変更することを特徴とする請求項1に記載の遠心送風機。
The outer peripheral side inner wall (73) has a band spring shape in which one end is fixed to the scroll casing (72) and the other end is fixed to a winding mechanism (74).
The centrifugal blower according to claim 1, wherein the divergence angle (n) is changed by adjusting a winding amount of the outer peripheral side inner wall (73) by the winding mechanism (74).
前記外周側内壁(73)は、巻き始め側から巻き終わり側にかけて並んだ複数個の可動壁(73d)にて構成されており、
さらに、前記複数個の可動壁(73d)それぞれを変位させることにより前記拡がり角(n)を変更することを特徴とする請求項1に記載の遠心送風機。
The outer peripheral side inner wall (73) is composed of a plurality of movable walls (73d) arranged from the winding start side to the winding end side,
The centrifugal blower according to claim 1, wherein the divergent angle (n) is changed by displacing each of the plurality of movable walls (73d).
少なくとも前記外周側内壁(73)には、空気の振動を減衰させて騒音を低下させる吸音材が設けら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つに記載の遠心送風機。The centrifugal blower according to any one of claims 1 to 3, wherein at least the outer peripheral side inner wall (73) is provided with a sound absorbing material that attenuates air vibration and reduces noise. 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(7)、及び室内に吹き出する空気の吹出モードを切り替える吹出モード切換装置(18〜20)を有する車両用空調装置であって、
前記吹出モード切換装置(18〜20)の作動状態に基づいて前記通風抵抗をを判定することを特徴とする車両用空調装置。
An air conditioner for a vehicle, comprising: the centrifugal blower (7) according to any one of claims 1 to 4; and a blowing mode switching device (18 to 20) for switching a blowing mode of air blown into a room,
An air conditioner for a vehicle, wherein the ventilation resistance is determined based on an operation state of the blowout mode switching device (18 to 20).
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(7)を有し、
前記遠心式送風機(7)の送風量に基づいて前記通風抵抗をを判定すことを特徴とする車両用空調装置。
A centrifugal blower (7) according to any one of claims 1 to 4,
An air conditioner for a vehicle, wherein the ventilation resistance is determined based on the amount of air blown by the centrifugal blower (7).
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(7)を有し、室内に吹き出する空気の吹出モード及び前記遠心式送風機(7)の送風量のうち少なくとも一方を室内に吹き出す空気の目標温度(TAO)に基づいて制御する自動制御方式の車両用空調装置であって、
前記目標温度(TAO)に基づいて前記通風抵抗をを判定すことを特徴とする車両用空調装置。
The centrifugal blower (7) according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one of a blowing mode of air blown into a room and a blowing amount of the centrifugal blower (7) is blown into a room. An air conditioner for a vehicle of an automatic control system for controlling based on a target temperature of air (TAO),
An air conditioner for a vehicle, wherein the ventilation resistance is determined based on the target temperature (TAO).
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