JP2004360497A

JP2004360497A - 遠心多翼送風機

Info

Publication number: JP2004360497A
Application number: JP2003157175A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mikami; 崇三上; Hiroshi Soma; 普相馬
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】性能を維持しながら騒音低減を実現する。
【解決手段】通路幅Ｗを規定する側壁１８、１９のうち吸込口１７と対向する側壁１８に、巻始部Ｐ１の通路幅Ｗ１を連通部Ｐ０の通路幅Ｗ０から急拡大するための段差２１を設けることで、巻始部Ｐ１にチャンバー部２３を設けた。巻始部Ｐ１の空間を十分広くすることで、吐出口側の一周部Ｐ２が過度に高圧となった時にその送風の一部を連通部Ｐ０を通じて積極的に巻始部Ｐ１から再循環させることができる。このため、巻始部Ｐ１が高圧且つ一周部Ｐ２が高圧となって、連通部Ｐ０近傍（舌部１５近傍）で、多翼ファン１１外周側から多翼ファン１１内周側に空気が逆流してしまう現象を低減できる。結果、連通部Ｐ０近傍（舌部１５近傍）の逆流発生に伴う騒音を低減できる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として自動車用の空気調和装置に用いられる遠心多翼送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の遠心多翼送風機は、例えば特許文献１、２に開示されるように、多数の翼を有する多翼ファンと、この多翼ファンが出力軸に取り付けられたモータと、多翼ファンを内部に収容するとともに共に多翼ファンの外周側に渦巻き状に形成されたスクロール室を有するケーシングと、を備えている。スクロール室は、多翼ファンとケーシングの隙間が最小の舌部を起点にして吐出口に向かって徐々に通路高さが拡大する渦巻状に形成される。なお、一般に多翼ファンの回転中心で且つスクロール室の中心である。
【０００３】
ケーシングは多翼ファンの軸方向一方側の側面に吸込口を有し、モータが回転すると、多翼ファンは吸込口から多翼ファンの中心部に空気を吸い込む。空気は、多翼ファンの中心部に吸い込まれた後にこの多翼ファンによって運動エネルギ（動圧）を与えられ、スクロール室を通過する間にケーシング内で動圧の一部が静圧に変換されて、吐出口より吐出される。
【０００４】
ところで、この種の遠心多翼送風機では、回転駆動に伴って多翼ファンの内周側に吸いこまれた後この多翼ファンの外周側（径方向外側）の渦巻状通路にむけて吹き出される吹出気流に対して、舌部付近においては逆流現象が発生していることが知られている。
【０００５】
このような逆流は、吹出気流と衝突により送風騒音を発生する。特に、スクロール室の渦巻きの拡大角（＝スクロール室の多翼ファンの径方向への拡がりの大きさを表す）を小さくするなどして遠心多翼送風機を小型化した場合には、スクロール室の通風抵抗が増して逆流現象が増し、これに伴い騒音も大きくなる。
【０００６】
このような逆流現象に起因する騒音を低減すべく、従来、ケーシングの吸込口のベルマウスの形状を工夫して舌部付近における空気の吸込量を減らすことで、騒音を低減する遠心多翼送風機（例えば特許文献３、４）が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２６９０７３１号公報図１、図２
【０００８】
【特許文献２】
特開２００２−４８０９７号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開平９−１２６１９３号公報
【００１０】
【特許文献４】
特開平５−１４９２９７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように多翼ファン内への吸込量を減らすと、吹出量が減少して吹出性能が低下してしまう。
【００１２】
本発明は、上記事情を考慮し、性能を維持しながら騒音を小さくできる遠心多翼送風機の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、回転駆動に伴い軸方向から吸引した空気を径方向外側に吹き出す多翼ファンと、この多翼ファンを収容すると共に多翼ファンの軸方向側面に吸込口を有し且つ多翼ファン周との間の通路高さが舌部を起点として吐出口に向かって徐々に拡大する渦巻き状のスクロール室を有するケーシングと、を備えた遠心多翼送風機において、
前記多翼ファンの外周と前記舌部との間の間隙は、前記舌部の直後流の巻始部とこの巻始部から約一周した領域の一周部とを連通する連通部として構成されており、通路幅を規定する側壁のうち吸込口と対向する側壁に、通路幅を連通部から急拡大する段差を設けることで、前記巻始部にチャンバー部を設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載の遠心多翼送風機において、前記チャンバー部の起点を、前記舌部に形成されるスクロール室の巻始点から回転方向に向けて０°〜５０°内に設定したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の遠心多翼送風機において、前記スクロール室の通路幅を、所定位置から吐出口に向かって除々に拡幅させたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項記載の遠心多翼送風機において、前記連通部における通路幅を前記多翼ファンの幅寸法と略同一としたことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、巻始部の空間を十分広くすることで、巻始部が高圧になりすぎることを防止し、これにより吐出口側の一周部が過度に高圧となった時にその一部の送風を連通部を通じて巻始部から再循環させることができる。
【００１８】
このため、巻始部が高圧且つ一周部が高圧となって、舌部付近（連通部付近）で、多翼ファンの外周側から多翼ファン内周側に空気が逆流してしまう現象を、低減できる。結果、舌部付近の逆流発生に伴う騒音を低減できる。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、騒音低減効果が比較的大きい。これは、チャンバー部の起点を巻始点から５０°以上とすると、騒音低減効果が薄れることが確認されていることに基づく。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、スクロール室の通路幅を所定位置から吐出口に向けて除々に拡幅させたため、通路断面積の広がり割合を変えずに、（通路高さの）拡大角の値を小さく抑えてケーシングを径方向に小型化できる。なお、通路幅の拡幅は、巻始点からでも良いし、チャンバー部の始点からでも良いし、チャンバー部の終点からでも良い。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３の何れかの発明の効果に加え、連通部における通路幅を多翼ファンの幅寸法と略同一としたため、連通部の通路幅を最小限に抑えることで、連通部を通じて不必要に再循環してしまう空気を最小限に抑えることで送風性能を高く維持できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は実施形態の遠心多翼送風機のケーシングの斜視図、図２は同遠心多翼送風機のケーシングの正面図、図３は同遠心多翼送風機の直径方向に沿う断面図、図４は図３中ＩＶ−ＩＶ断面図、図５は図４中Ｖ−Ｖ断面図、図６はスクロール室の展開図、図７はスクロール室の通路幅を規定する両側壁のうち吸込口と対向する側壁の拡がり量を示す図、図８はスクロール室の通路断面積の拡がり量を示す図である。
【００２４】
この実施形態の遠心多翼送風機は、自動車用の空気調和装置に用いられるものであり、多数の翼１１ａが周方向に一定間隔で配置され回転駆動に伴い軸方向から吸引した空気を径方向外側に吹き出す多翼ファン１１と、この多翼ファン１１が出力軸１２ｂに取り付けられたモータ１２と、多翼ファン１１を収容するとともにモータ１２の本体部が外側に組み付けられたケーシング１４と、を備えている。
【００２５】
この実施形態の多翼ファン１１は、翼１１ａが回転方向に向けて前傾しているシロッコファンである。
【００２６】
ケーシング１４のファン軸方向の一方の側壁には、ケーシング１４の内部へ空気を吸い込むための吸込口１７が設けられ、吸込口１７と対向する他方の側壁にはモータ１２が取り付けられている。ケーシング１４内には、多翼ファン１１の外周に渦巻き状のスクロール室１３が形成されている。スクロール室１３の中心点Ｏには、多翼ファン１１の回転中心（軸心）が配置されている。このスクロール室１３は、多翼ファン１１の外周との隙間つまり通路高さＨが舌部１５を起点にして吐出口１６に向かって徐々に拡大するように渦巻き状に形成されている（図６参照）。
【００２７】
この実施形態では、ファン径はφ１３であり、スクロール室１３の巻き角θｓ（巻始点Ａから巻終点Ｂまでの多翼ファン１１の回転方向における角度）は、３１５°となっている。
【００２８】
ここで、巻始点Ａは舌部１５に形成されており、一方、巻終点Ｂは吐出側の平面側板２５（外周側板）が始まる点である。なお、この実施形態では、断面円弧状の舌部１５の円弧中心１５ｃが巻始点Ａと一致しているが、本発明にあっては舌部１５の円弧中心１５ｃと巻始点Ａとが一致していなくてもよいし、また舌部１５は円弧状に限られずその他の形状であってもよい。
【００２９】
多翼ファン１１の外周と舌部１５との間の間隙は、舌部１５の直後流の巻始部Ｐ１とこの巻始部Ｐ１から約一周した領域に形成される一周部Ｐ２とを連通する連通部Ｐ０として構成される。この連通部Ｐ０の通路幅Ｗ０は、多翼ファン１１の軸方向に沿う幅寸法と略同一に形成されている。
【００３０】
そして、通路Ｐの通路幅Ｗを規定する一方の側壁１８（吸込口１７との対向する側壁）は、連通部Ｐ０から段差２１を持って急激に拡幅したのち巻終点Ｂまで一定角で拡幅するように形成されている（図７参照）。一方、通路Ｐの通路幅Ｗを規定する他方の側壁１９（吸込口１７側の側壁）は巻始点Ａから巻終点Ｂまで一定角（１°）で拡幅している。これにより巻始部Ｐ１の通路幅Ｗ１は連通部Ｐ０から段差２１をもって急拡大されて、連通部Ｐ０が両側が堰として構成され急拡大部がチャンバー部２３として構成されることとなる。
【００３１】
この遠心多翼送風機の場合、上記の如く、チャンバー部２３を形成するとともにこのチャンバー部２３からスクロール室１３の通路幅Ｗを吐出口１６に向かうほど徐々に増大させることで、通路高さＨの拡大角ｎを３．３°（一定）に小さく抑えつつも、通路幅Ｗを一定で形成した場合に換算すると拡大角ｎを５．５°（一定）にしたのと同等の通路断面積でスクロール室１３を形成してある。なお、スクロール室１３の通路断面積は、図８に示すように舌部１５から吐出口１６まで次第に増大している。
【００３２】
ここで、巻始点Ａと段差２１とチャンバー部２３の起点との位置関係を厳密に説明すると、段差２１の起点２１ａは巻始点Ａと一致しつまり巻始点Ａからの角度θが０°となっており、また段差２１の終点２１ｃは巻始点Ａからの角度θが１０°となっている。この発明においては段差２１の終点２１ｃをチャンバー部２３の起点２３ａとして定義するものであり、そのため、この実施形態ではチャンバー部２３の起点２３ａはθ＝１０°である。
【００３３】
このように構成される遠心多翼送風機にあっては、以下のような効果が得られる。
【００３４】
第１に、連通部Ｐ０から段差２１を介して通路幅Ｗを急拡大したチャンバー部２３を巻始部Ｐ１に設けたため、巻始部Ｐ１の空間を十分広く確保でき、巻始部Ｐ１が高圧になりすぎることを防止できる。これにより吐出口１６側の一周部Ｐ２が過度に高圧となった時にその送風の一部を連通部Ｐ０を通じて積極的に巻始部Ｐ１へ再循環させることができ、巻始部Ｐ１が高圧且つ一周部Ｐ２が高圧となって、連通部Ｐ０近傍（舌部１５近傍）で多翼ファン１１外周側（通路Ｐ）から多翼ファン１１内周側に空気が逆流してしまう現象を低減できる。結果、連通部Ｐ０近傍（舌部１５近傍）の逆流発生に伴う騒音を低減できる。
【００３５】
第２に、チャンバー部２３の起点２３ａをスクロール室１３の巻始点Ａから回転方向に向けて０°〜５０°内としたため、騒音低減効果が比較的大きくなる。これはチャンバー部２３の起点２３ａを巻始点Ａから５０°以上とすると、騒音低減効果が薄れることが確認されていることに基づく。
【００３６】
第３に、スクロール室１３の通路幅Ｗをチャンバー部２３から吐出口１６に向かうにしたがって拡幅させたため、通路断面積の拡がり率を変えずに、通路高さＨの拡大角ｎの値を小さく抑えてケーシング１４を径方向に小型化できる。なお、本発明にあっては、拡大角ｎをスクロール室の巻始側の前半部分と巻終わり側の後半部分で異ならせてもよい。
【００３７】
第４に、連通部Ｐ０における通路幅Ｗを多翼ファン１１の幅寸法と略同一としたため、連通部Ｐ０の通路幅Ｗを最小限に抑えることで、連通部Ｐ０を通じて不必要に再循環してしまう空気を最小限に抑えて送風機の送風性能を高く維持できる。
【００３８】
なお、本発明にあっては、段差２１の傾斜角を規定するものではない。また、本発明にあっては通路幅Ｗの拡幅はチャンバー部２３の終点からでも良いし、チャンバー部２３の始点からでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の遠心多翼送風機のケーシングの斜視図である。
【図２】同遠心多翼送風機のケーシングの正面図である。
【図３】同遠心多翼送風機の直径方向に沿う断面図である。
【図４】図３中ＩＶ−ＩＶ断面図。
【図５】図４中Ｖ−Ｖ断面図。
【図６】スクロール室の通路高さの展開図。
【図７】巻き角とチャンバー部が形成される側壁の拡がり量との関係を示す特性図である。
【図８】巻き角と通路面積の関係示す特性図である。
【符号の説明】
１１…多翼ファン
１３…スクロール室
１４…ケーシング
１５…舌部
１６…吐出口
１７…吸込口
１８…側壁（吸込口と対向する側壁）
１９…側壁
２１…段差
２３…チャンバー部
２３ａ…チャンバー部の起点
Ａ…巻始点
Ｂ…巻終点
Ｐ…通路
Ｐ０…連通部
Ｐ１…巻始部
Ｐ２…一周部
Ｗ…通路幅
Ｗ０…連通部の通路幅
Ｗ１…巻始部の通路幅

Claims

回転駆動に伴い軸方向から吸引した空気を径方向外側に吹き出す多翼ファン（１１）と、この多翼ファン（１１）を収容すると共に多翼ファン（１１）の軸方向側面に吸込口（１７）を有し且つ多翼ファン（１１）外周との間の通路高さ（Ｈ）が舌部（１５）を起点として吐出口（１６）に向かって徐々に拡大する渦巻き状のスクロール室（１３）を有するケーシング（１４）と、を備えた遠心多翼送風機において、
前記多翼ファン（１１）の外周と前記舌部（１５）との間の間隙は、前記舌部（１５）の直後流の巻始部（Ｐ１）とこの巻始部（Ｐ１）から約一周した領域に形成される一周部（Ｐ２）とを連通する連通部（Ｐ０）として構成されており、
通路幅（Ｗ）を規定する側壁（１８、１９）のうち吸込口（１７）と対向する側壁（１８）に、巻始部（Ｐ１）の通路幅（Ｗ１）を連通部（Ｐ０）の通路幅（Ｗ０）から急拡大するための段差（２１）を設けることで、前記巻始部（Ｐ１）にチャンバー部（２３）を設けたことを特徴とする遠心多翼送風機。
請求項１記載の遠心多翼送風機において、
前記チャンバー部（２３）の起点（２３ａ）を、前記舌部（１５）に形成されるスクロール室（１３）の巻始点（Ａ）から回転方向に向けて０°〜５０°内に設定したことを特徴とする遠心多翼送風機。
請求項１または２記載の遠心多翼送風機において、
前記スクロール室（１３）の通路幅（Ｗ）を、所定位置から吐出口（１６）に向かって除々に拡幅させたことを特徴とする遠心多翼送風機。
請求項１〜３の何れか１項記載の遠心多翼送風機において、
前記連通部（Ｐ０）における通路幅（Ｗ０）は、多翼ファン（１１）の幅寸法と略同一であることを特徴とする遠心多翼送風機。