JP2006046112A - 遠心送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】騒音を低減しつつ、空気吸込量が低下することがない遠心送風機を提供する。
【解決手段】スクロール形状を有し、スクロールの中心部に開口される空気取入口１９と、内部に空気流の流路となるスクロール室１６とを備えるケーシング１２と、このケーシング１２内に回動自在に配設され、円筒形状を有し、円周部に複数のブレード２０を備える多翼ファン１３と、複数の空気導入口３０，３１を選択的に開閉し、任意の空気導入口３０，３１から空気取入口１９に空気を導入する切換ドア１５とを備えた遠心送風機１１に、この切換ドア１５が所定の導入口３０を開くように保持された状態で、切換ドア１５の空気取入口側端縁１５ｂにおけるケーシング１２の舌部１４周辺部に対応する部位に空気取入口１９に向かってガイドベーン２５を突設する。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車用のエアコン装置等に用いられる遠心送風機に関する。

自動車のエアコン装置に用いられる遠心送風機では、ケーシング内で多翼ファンが回転駆動することによって空気流を生成してエアコンユニット内の冷却用熱交換器や加熱用熱交換器に送風している。ところが、このような遠心送風機は、送風の際にケーシング内に空気を吸引する吸入口付近で騒音が発生するという問題を有している。これは、空気出口の下流側の送風抵抗が高い場合、舌部周辺のケーシングと多翼ファンとの隙間を通じてスクロール室から空気取入口に向かって空気の逆流が発生し、空気取入口からの吸入空気の流れと逆流が衝突することが原因とされており、大きな騒音が発生するとともに、逆流が吸入抵抗となり、空気吸入量が低下する原因にもなっている。

そこで、特許文献１に開示される送風機では、逆流が発生し易い舌部に対応した空気取入口の部位にガイド壁が設けられている。
特開平１０−２５２６８２号公報

しかしながら、逆流に起因した騒音を低減することが可能となる反面、ガイド壁が空気を吸い込む際の抵抗となるため、その分、空気の吸込量が減少する。このため、エアコンユニットへの空気供給量が低下し、空調能力が低下する問題を有している。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、騒音を低減しつつ、空気吸込量の低下を防止する遠心送風機を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明の遠心送風機は、スクロール形状を有し、スクロールの中心部に開口される空気取入口と、内部に空気流の流路となるスクロール室とを備えるケーシングと、このケーシング内に回動自在に配設され、円筒形状を有し、円周部に複数のブレードを備える多翼ファンと、複数の空気導入口を選択的に開閉し、任意の空気導入口から前記空気取入口に空気を導入する切換ドアとを備え、この切換ドアが所定の導入口を開くように保持された状態で、切換ドアの空気取入口側端縁における該ケーシングの舌部周辺部に対応する部位に該空気取入口に向かってガイドベーンが突設されていることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の遠心送風機において、前記切換ドアは、ファン軸を横切るようにケーシング上で回転して該空気導入口を切り換えるドーム型ドア構造を備えていることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の遠心送風機において、前記空気導入口が形成された筒状のカバーが前記空気取入口を覆うように設けられ、前記切換ドアは、該空気導入口の間を往復回転する片持ちドア構造を備えていることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の遠心送風機において、前記切換ドアは、前記空気取入口の上方でスライドして空気導入口を切り換えるスライドドア構造を備えていることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の遠心送風機において、前記切換ドアは、前記空気取入口の上方に回転可能に配置され、当該回転によって前記空気導入口を切り換える対向状の一対の回転ドア構造を備えていることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載の遠心送風機において、前記ガイドベーンが前記空気取入口の内部に挿入されるように前記切換ドアに設けられていることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、空気導入口の切換えを行う切換ドアが所定の導入口を開くように保持された状態で、切換ドアの空気取入口側端縁における該ケーシングの舌部周辺部に対応する部位に該空気取入口に向かってガイドベーンが突設されていることにより、切換えドアが所定の空気導入口を開いた状態で空気取入口内に逆流した空気流と空気導入口からの空気流がガイドベーンに沿って合流するため、騒音を低減することができるとともに、切替ドアが他の空気導入口を開いた状態では、ガイドベーンが空気吸引の抵抗となることがないため、十分な空気吸引量を確保することができる。

請求項２〜請求項５記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得ることができる。

請求項６記載の発明では、請求項１〜請求項５の効果に加え、ガイドベーンが空気取入口の内部に挿入されていることにより、スクロール室からの逆流がガイドベーンに沿って多翼ファンに向かって流れ、多翼ファンを介して再度スクロール室に流れるので、空気導入口からの空気流の流れを妨げることがなくなるため、騒音発生防止と吸入抵抗の低減をより一層高めることができる。

以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。なお、各実施形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。

［第１実施形態］
図１〜図４は、本発明の第１実施形態を示し、図１は切替ドアが所定の空気導入口を開いた状態でのガイドベーンの位置を示すケーシングの上面図、図２は第１実施形態の正面図、図３は切換ドアの配置を示す断面図、図４は切換ドアの斜視図である。

図１〜図４に示されるように、この実施形態の遠心送風機１１は、ケーシング１２及び多翼ファン１３を有している。これに加えて、送風機１１は、内外気の切換えを行う切換ドア１５を有している。

本実施形態の遠心送風機１１は、車両用空調装置に空調用エアを供給するものであり、後述するスクロール室１６の空気出口１７が車両用空調装置のユニットケース（図示省略）と連通するように自動車のインストルメントパネル（図示省略）の裏側に配置される。そして、多翼ファン１３回転駆動することにより、空気流を生成して車両用空調装置内の冷却用熱交換器や加熱用熱交換器に送風する。

ケーシング１２は、多翼ファン１３を略中央部分に収容すると共に収容した多翼ファン１３の周囲に位置して空気の流路となるスクロール室１６を有している。スクロール室１６は、多翼ファン１３との間隔が最小となっている舌部１４を巻き始め位置とし、多翼ファン１３との間隔が徐々に大きくなる渦巻き状となるように形成されている。そして、渦巻き状のスクロール室１６の終端面を径方向に開口することにより、空気が吐出するための空気出口１７が形成されている。

図３に示すように、ケーシング１２に対し、空気は多翼ファン１３の上方から吸引される。このため、多翼ファン１３を収容したケーシング１２における略中央部分の上面には、空気を吸引するための空気取入口１９が形成されている。また、空気取入口１９の開口部周縁にはベルマウス１８が上方に向かって湾曲状に隆起するように設けられ、空気流の吸入抵抗を低減している。そして、空気取入口１９は多翼ファン１３のファン軸１３ａ方向から空気をケーシング１２内に吸引するようになっている。

多翼ファン１３は、円筒形状を有し、多数のブレード２０を円周部に備え、これらブレード２０は連結プレート２１に支持されている。連結プレート２１は、その中央部分がケーシング１２の下面に固定されたモータ２２の出力軸に連結されている。従って、多数のブレード２０からなる多翼ファン１３は、モータ２２が駆動することによりファン軸１３ａを中心に回転駆動し、この回転駆動によって空気を昇圧してケーシング１２から吐出するように作用する。

切換ドア１５は、空気導入口である外気導入口３０と内気導入口３１を切換えて空気取入口１９の空気を導入するものである。このため、切換ドア１５は空気取入口１９の上部に設けられている。なお、外気導入口３０は車室外の空気を車室内に取入れるために設けられた空気導入口で、内気導入口３１は、車室内の空気を循環させるために設けられた空気導入口である。

切換ドア１５は、図４に示すように、球体を４等分した場合の１単位となるドーム型に形成されている。この場合の球体は空気取入口１９の直径よりも若干大きな直径を有した大きさの球であり、従って、球体の４分の１である切換ドア１５は、空気取入口１９の半分（空気取入口１９の半径）を覆う大きさとなっている。

この切換ドア１５は、空気取入口１９の上部に回転可能に配置されるが、その回転中心となる回転軸１５ａが空気取入口１９の略中心上を横切るように配置される。この場合、空気取入口１９の中心は多翼ファン１３のファン軸１３ａと一致しており、これにより、切換ドア１５の回転軸１５ａは多翼ファン１３のファン軸１３ａを横切るようになっている。

従って、切換ドア１５が回転軸１５ａを中心にして図２〜図４の矢印Ｋ方向に回転すると、切換ドア１５はケーシング１２上でファン軸１３ａを横切るように回転する。この回転によって、切換ドア１５は外気導入口３０と内気導入口３１を切換えることができる。すなわち、切換ドア１５が図２〜図４に示す実線位置にあるとき、外気導入口３０が開かれて、空気取入口１９に外気が導入されるものであり、実線位置が外気導入モードとなっている。一方、切換ドア１５が図２、図３に示す鎖線位置にあるとき、内気導入口３１が開かれて、空気取入口１９の内気が導入されるものであり、鎖線位置が内気導入モードとなっている。

切換ドア１５には、ガイドベーン２５が一体的に形成されており、外気導入モードで、切換ドア１５の空気取入口側端縁１５ｂにおけるケーシング１２の舌部１４周辺部に対応する部位に、空気取入口１９に向かって、ガイドベーン２５が突設されている。

なお、舌部１４周辺部とは、空気取入口１９の逆流が発生する部位を指している。本実施形態の遠心送風機１１では、スクロール室１６の空気出口１７の下流側の送風抵抗が高い場合、舌部１４周辺のケーシング１２と多翼ファン１３との隙間を通じてスクロール室１６から空気取入口１９に向かって空気の逆流Ｇが発生する。

そこで、外気導入口３０からの吸入空気と逆流Ｇが衝突しないように、空気取入口１９の逆流が発生する部位に対応する切換ドア１５の空気取入口側端縁１５ｂに、空気取入口１９の内部に挿入されるようにガイドベーン２５が配設されている。

そして、逆流Ｇと空気導入口からの空気流はガイドベーンに沿って合流したあと、多翼ファン１３によってスクロール室１６に導入される。

このような実施形態において、外気導入モードでは、切換ドア１５が図２〜図４の実線位置となって内気導入口３１を閉じており、切換ドア１５によって閉じられていない外気導入口３０から外気がケーシング１２内に導入される。この外気導入モードでは、切換ドア１５に設けたガイドベーン２５が空気取入口１９側に位置して舌部１４付近を覆うため、ケーシング１２内での吸入空気と逆流Ｇとの衝突を防止し、逆流Ｇに起因した騒音を低減することができる。

従って、車両用空調装置が外気による暖房運転時のように、ケーシング１２の下流側の抵抗が高くなる外気導入運転時には、騒音を低減させることができる。

一方、内気導入モードでは、切換ドア１５が図２〜図４の鎖線位置となって外気導入口３０を閉じており、切換ドア１５によって閉じられていない内気導入口３１から内気がケーシング１２内に導入される。このときにおいては、ガイドベーン２５が空気取入口１９から離れており、空気取入口１９に吸引される空気の抵抗となることがない。従って、車両用空調装置が内気による冷房運転時である場合のように、ケーシング１２の下流側の抵抗が低い内気導入運転時には、十分な空気吸引量を確保することができ、快適な車室内環境を提供することができる。

［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態を示し、この実施形態では、空気取入口１９上に筒状のカバー２７が設けられ、このカバー２７に切換ドア２８が取り付けられている。

筒状のカバー２７は、空気取入口１９を覆う大きさとなっている。また、カバー２７の上端部が開口されて外気導入口３０となっていると共に、カバー２７の一側面が開口されて内気導入口３１となっている。

切換ドア２８は、その回転軸２８ａがカバー２７の上端部に取り付けられており、回転軸２８ａを中心に回転可能となっている。すなわち、切換ドア２８は、外気導入口３０及び内気導入口３１の間を往復回転する片持ちドア構造となっている。また、切換ドア２８は外気導入口３０及び内気導入口３１の双方を閉じる大きさとなっており、外気導入口３０側に回転した場合には、外気導入口３０を閉鎖し、内気導入口３１側に回転した場合には、内気導入口３１を閉鎖するように作用する。

切換ドア２８には、ガイドベーン２５が一体的に形成されている。ガイドベーン２５は、第１実施形態と同様に、外気導入モードにおける空気取入口１９の逆流発生部分を覆う位置となるように設けられるものであり、逆流発生部分である舌部１４付近と対応するように設けられる。この実施形態では、切換ドア２８が実線位置のときが外気導入モードであり、ガイドベーン２５は、空気取入口１９における舌部１４付近を覆うように空気取入口側端縁１５ｂに位置して切換ドア２８に形成されている。また、ガイドベーン２５は、切換ドア２８におけるカバー２７側の面から直交状に突出するように形成されており、これにより、鎖線で示す内気導入モードでは、空気取入口１９を覆うことがない。

この実施形態においても、外気導入モードでは、切換ドア２８に設けたガイドベーン２５が空気取入口１９側に位置して舌部１４付近を覆うため、
ケーシング１２内での吸入空気と逆流Ｇとの衝突を防止し、逆流Ｇに起因した騒音を低減することができる。従って、外気による暖房運転時のように、ケーシング１２の下流側の抵抗が高くなる外気導入運転時には、騒音を低減させることができる。

一方、内気導入モードでは、鎖線で示すように、切換ドア２８がカバー２７の上端部に位置するため、ガイドベーン２５が空気取入口１９から離れており、空気取入口１９に吸引される空気の抵抗となることがない。従って、車両用空調装置が内気による冷房運転時のように、ケーシング１２の下流側の抵抗が低い内気導入運転時には、十分な空気吸引量を確保することができ、快適な車室内環境を提供することができる。

［第３実施形態］
図６は、本発明の第３実施形態の断面図を示す。この実施形態においては、切換ドア３３をスライドドア構造とするものである。

この実施形態において、空気取入口１９上には、円弧状のガイドフレーム３４が隆起状に配置されている。ガイドフレーム３４は空気取入口１９の形成領域に渡るように空気取入口１９の周囲に掛け渡されている。

切換ドア３３は、ガイドフレーム３４の略半分の長さとなっており、ガイドフレーム３４に沿ってスライド移動するようにこのガイドフレーム３４に取り付けられている。従って、切換ドア３３が実線位置にあるときに外気導入モードとなり、鎖線位置にあるときに内気導入モードとなる。

この切換ドア３３に対し、ガイドベーン２５が外気導入モードにおける空気取入口１９の逆流発生部分を覆う位置となるように設けられるものであり、ガイドベーン２５は切換ドア３３の右端側から内方に突出することにより、外気導入モードにおける空気取入口１９の舌部１４付近を覆うように切換ドア３３のベルマウス１８側に位置している。従って、鎖線で示す内気導入モードでは、ガイドベーン２５は空気取入口１９を覆うことがない。

この実施形態においても、外気導入モードでは、ガイドベーン２５が空気取入口１９側に位置して舌部１４付近を覆うため、ケーシング１２内での吸入空気と逆流Ｇとの衝突を防止し、逆流Ｇに起因した騒音を低減することができ、外気による暖房運転時のように、ケーシング１２の下流側の抵抗が高くなる外気導入運転時には、騒音を低減させることができる。

また、内気導入モードでは、鎖線で示すように、ガイドベーン２５が空気取入口１９から離れるため、空気取入口１９に吸引される空気の抵抗となることがない。このため、内気による冷房運転時のように、ケーシング１２の下流側の抵抗が内気導入運転時には、十分な空気吸引量を確保することができ、快適な車室内環境を提供することができる。

［第４実施形態］
図７は、本発明の第４実施形態の断面図を示す。この実施形態においては、切換ドア３７を一対の回転ドア構造とするものである。

切換ドア３７は、対向する左右一対のドア片３７ａ、３７ｂを有している。一対のドア片３７ａ、３７ｂは、ベルマウス１８の空気取入口１９を覆う図示を省略したカバーの空気取入口に回転可能に取り付けられるものであり、それぞれが回転軸３８ａ、３８ｂを中心にして回転する。この回転によって、一対のドア片３７ａ、３７ｂが実線位置にあるときに外気導入モードとなり、鎖線位置にあるときに内気導入モードとなる。

切換ドア３７に対し、ガイドベーン２５が一体的に設けられる。この実施形態においても、ガイドベーン２５は、外気導入モードにおける空気取入口１９の逆流発生部分を覆う位置となるように設けられるものである。この実施形態では、一側（左側）のドア片３７ａとスクロール室１６の舌部１４とが対応しており、このため、ガイドベーン２５はこのドア片３７ａに形成されている。ガイドベーン２５は、ドア片３７ａにおける他側のドア片３７ｂとの対向面に突出するように形成されており、これにより、外気導入モードにおける空気取入口１９の舌部１４付近を覆うようにドア片３７ａのベルマウス１８側に位置している。従って、鎖線で示す内気導入モードでは、ガイドベーン２５は空気取入口１９を覆うことがない。

この実施形態において、外気導入モードでは、ガイドベーン２５がベルマウス１８側に位置して舌部１４付近を覆うため、ケーシング１２内での吸入空気と逆流Ｇとの衝突を防止し、逆流Ｇに起因した騒音を低減することができ、外気による暖房運転時のように、ケーシング１２の下流側の抵抗が高くなる外気導入運転時には、騒音を低減させることができる。

また、内気導入モードでは、鎖線で示すように、ガイドベーン２５が空気取入口１９から離れるため、空気取入口１９に吸引される空気の抵抗となることがない。このため、内気による冷房運転時のように、ケーシング１２の下流側の抵抗が内気導入運転時には、十分な空気吸引量を確保することができ、快適な車室内環境を提供することができる。

［第５実施形態］
図８は、本発明の第５実施形態を示す。

この実施形態では、切換ドア３９を第２実施形態（図５）と同様に片持ちドア構造とするものである。このため、第２実施形態と同様に、外気導入口３０及び内気導入口３１を有するカバー２７が空気取入口１９を覆うように取り付けられており、切換ドア３９は回転軸３９ａを中心にして、導入口３０，３１の間を往復回転するようになっている。

この実施形態において、ガイドベーン２５が切換ドア３９に傾斜状に設けられている。ガイドベーン２５は、外気導入モードにおける空気取入口１９の逆流発生部分を覆う位置となるように設けられるものであり、逆流発生部分である舌部１４付近と対応するように設けられる。この場合、ガイドベーン２５は、幾分、長くなった状態で切換ドア３９に形成されており、切換ドア３９が実線で示す外気導入モードでは、ベルマウス１８の空気取入口１９の内部に挿入されるようになっている。また、傾斜状にガイドベーン２５が長くなっていることにより、ガイドベーン２５が切換ドア３９の一部を構成し、鎖線で示す内気導入モードでは、その自由端がカバー２７に当接し、これにより切換ドア３９と共に外気導入口３０を封鎖するように作用する。

このようなガイドベーン２５を切換ドア３９に設けることにより、この実施形態においても、外気導入モードでは、ガイドベーン２５が空気取入口１９側に位置して舌部１４付近を覆うため、ケーシング１２内での吸入空気と逆流Ｇとの衝突を防止し、逆流Ｇに起因した騒音を低減することができ、外気による暖房運転時のように、ケーシング１２の下流側の抵抗が高くなる外気導入運転時には、騒音を低減させることができる。

また、内気導入モードでは、鎖線で示すように、ガイドベーン２５が空気取入口１９から離れるため、空気取入口１９に吸引される空気の抵抗となることがない。このため、内気による冷房運転時のように、ケーシング１２の下流側の抵抗が内気導入運転時には、十分な空気吸引量を確保することができ、快適な車室内環境を提供することができる。 特に、この実施形態では、ガイドベーン２５が空気取入口１９の内部に挿入するように突設されているため、舌部１４に接近した状態で舌部１４を覆うため、スクロール室からの逆流がガイドベーンに沿って多翼ファンに向かって流れ、多翼ファンを介して再度スクロール室に流れるので、空気導入口からの空気流の流れを妨げることがなくなるため、騒音発生防止と吸入抵抗の低減をより一層高めることができる。

なお、この実施形態のようにガイドベーン２５を空気取入口１９の内部に挿入する構造は、実施形態１，３，４に対しても同様に適用できるものである。

本発明の遠心送風機の外気導入モードでのガイドベーンの位置を示す平面図である。 第１実施形態における正面図である。 第１実施形態の断面図である。 第１実施形態における切換ドアの斜視図である。 第２実施形態の断面図である。 第３実施形態の断面図である。 第４実施形態の断面図である。 第５実施形態の断面図である。

符号の説明

１１…遠心送風機
１２…ケーシング
１３…多翼ファン
１３ａ…ファン軸
１４…舌部
１５，２８，３３，３７，３９…切換ドア
１５ｂ…空気取入口側端縁
１６…スクロール室
１９…空気取入口
２０…ブレード
２５…ガイドベーン
２７…カバー
３０，３１…空気導入口
３７ａ…回転ドア構造

Claims (6)

1. スクロール形状を有し、スクロールの中心部に開口される空気取入口（１９）と、
   内部に空気流の流路となるスクロール室（１６）とを備えるケーシング（１２）と、
   このケーシング（１２）内に回動自在に配設され、円筒形状を有し、円周部に複数のブレード（２０）を備える多翼ファン（１３）と、
   複数の空気導入口（３０，３１）を選択的に開閉し、任意の空気導入口（３０，３１）から前記空気取入口（１９）に空気を導入する切換ドア（１５，２８，３３，３７，３９）とを備え、
   この切換ドア（１５，２８，３３，３７，３９）が所定の導入口（３０）を開くように保持された状態で、切換ドア（１５，２８，３３，３７，３９）の空気取入口側端縁（１５ｂ）における該ケーシング（１２）の舌部（１４）周辺部に対応する部位に該空気取入口（１９）に向かってガイドベーン（２５）が突設されていることを特徴とする遠心送風機（１１）。
2. 請求項１記載の遠心送風機（１１）において、
   前記切換ドア（１５）は、ファン軸（１３ａ）を横切るようにケーシング（１２）上で回転して該空気導入口（３０，３１）を切り換えるドーム型ドア構造を備えていることを特徴とする遠心送風機（１１）。
3. 請求項１記載の遠心送風機（１１）において、
   前記空気導入口（３０，３１）が形成された筒状のカバー（２７）が前記空気取入口（１９）を覆うように設けられ、前記切換ドア（２８，３９）は、該空気導入口（３０，３１）の間を往復回転する片持ちドア構造を備えていることを特徴とする遠心送風機（１１）。
4. 請求項１記載の遠心送風機（１１）において、
   前記切換ドア（３３）は、前記空気取入口（１９）の上方でスライドして空気導入口（３０，３１）を切り換えるスライドドア構造を備えていることを特徴とする遠心送風機（１１）。
5. 請求項１記載の遠心送風機（１１）において、
   前記切換ドア（３７）は、前記空気取入口（１９）の上方に回転可能に配置され、当該回転によって前記空気導入口（３０，３１）を切り換える対向状の一対の回転ドア構造（３７ａ、３７ｂ）を備えていることを特徴とする遠心送風機（１１）。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の遠心送風機（１１）において、
   前記ガイドベーン（２５）が前記空気取入口（１９）の内部に挿入されるように前記切換ドア（１５，２８，３３，３７，３９）に設けられていることを特徴とする遠心送風機（１１）。
   

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