JP2010059845A - 遠心式送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンの回転軸が水平方向と平行な向きで設置される遠心式送風機において、電動モータへの水の侵入を防止する。
【解決手段】ケーシング５のモータ側の壁９に、回転軸３と平行にファン２に向かって突出する筒状の第１の壁３１、第２の壁３２および第３の壁３３を、電動モータ４の周囲を囲むように同心状に設ける。第１の壁３１は、電動モータ４を保持するモータ保持用壁である。第２の壁３２は、ファン２の外周端２ａよりもファン径方向の内側に設けられ、第３の壁３３は、ファン２の外周端２ａよりもファン径方向の外側に設けられる。これにより、第１、第２の壁３１、３２の間の空間には、ファン２からの吹出風が直接流れ込まず、水を押すような風が流れないので、この空間内に侵入した水を壁伝いに下方に流すことができ、電動モータ４への水の侵入を防止できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転軸周りに配設された多数枚のブレードを有し、回転軸方向一端側から吸入した空気をファン径方向の外側に向けて吹き出す遠心式送風機に関するもので、車両用空調装置等に適用される。

遠心式送風機としては、回転軸が重力方向に平行な向きで設置される垂直置きタイプ（例えば、特許文献１参照）や、回転軸が水平方向に平行な向きで設置される水平置きタイプのものがある。
特開２００２−４８０９７号公報

ところで、遠心式送風機では、ファンによってケーシング内に吸い込まれた水が電動モータに侵入しないようにすることが必要である。

垂直置きタイプでは、電動モータを保持する壁が上下方向に延びていることから、水が重力に負けてその壁を乗り越えられないように、その壁を十分に高く設定することで、電動モータへの水の侵入を防止できる。

しかし、水平置きタイプでは、電動モータを保持する壁が水平方向に延びていることから、その壁の高さを設定するだけでは、電動モータへの水の侵入を防止できない。そこで、従来では、送風機よりも空気流れ上流側にフィルタを設置したり、送風機を搭載する車両側に水の侵入を防止する手段を設けたりすることで、送風機のケーシング内への水の侵入を防いでいた。このため、上記のような水の侵入対策が施されていない場合や、その対策が十分でない場合、送風機のケーシング内に水が侵入すると、電動モータに水が侵入する恐れがある。

本発明は上記点に鑑みて、水平置きタイプの遠心式送風機において、電動モータへの水の侵入を防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ケーシング（５）が有するモータ側の壁（９）には、ファン（２）に向かって回転軸（３）と平行に突出し、電動モータ（４）の周囲を囲む筒状の第１の壁（３１）と、第１の壁（３１）のファン径方向の外側で、ファン（２）に向かって回転軸（３）と平行に突出し、第１の壁（３１）と同心状に配置された筒状の第２の壁（３２）とが設けられており、第１の壁（３１）と第２の壁（３２）との間にファン（２）からの吹出風が直接流れ込まないように、第２の壁（３２）は、モータ側の壁（９）のうちファン（２）の外周端（２ａ）に対向する位置もしくはファン（２）の外周端（２ａ）に対向する位置よりもファン径方向の内側に配置されていることを特徴としている。

ケーシング内に水が侵入した場合、その水は風に押されることによってケーシングの内壁を伝わるため、空気通路から電動モータに向かう旋回風に水が押されることにより、電動モータに向かってモータ側の壁を水が伝わる。

そこで、本願請求項１に係る発明では、電動モータの周囲に筒状の第１、第２の壁を同心状に設け、第１、第２の壁の間にファン（２）からの吹出風が直接流れ込まない空間を形成している。

これにより、第１、第２の壁の間の空間に水が侵入したとき、この空間には水を押すような風流れが生じないので、水は重力に従って、第１の壁、第２の壁、モータ側の壁のいずれかの壁伝いに水が下方向に流れることとなる。よって、本願請求項１に係る発明によれば、電動モータに水が侵入することを防止できる。

より具体的には、請求項２に記載の発明のように、第２の壁（３２）を、モータ側の壁（９）のうち主板（１３）の外周端（１３ａ）に対向する位置もしくは主板（１３）の外周端（１３ａ）に対向する位置よりもファン径方向の内側に配置することが好ましい。

これにより、確実に、第１、第２の壁の間にファン（２）からの吹出風が直接流れ込まない空間を形成できる。

また、例えば、請求項３に記載の発明のように、第２の壁（３２）は、モータ側の壁（９）から回転軸（３）に平行な方向での高さ（Ｈ２）が、第１の壁（３１）の高さ（Ｈ１）と同じもしくは第１の壁（３１）の高さ（Ｈ１）よりも高い構成を採用できる。

また、例えば、請求項４に記載の発明のように、第２の壁（３２）は、モータ側の壁（９）から回転軸（３）に平行な方向での高さ（Ｈ２）が、回転軸（３）に平行な方向でのモータ側の壁（９）とファン（２）との間隔（Ｄ１）の半分の大きさ以上である構成を採用できる。

また、請求項５に記載の発明は、モータ側の壁（９）には、第２の壁（３２）のファン径方向の外側で、ファン（２）に向かって回転軸（３）と平行に突出し、第１、第２の壁（３１、３２）と同心状に配置された筒状の第３の壁（３３）が設けられており、第３の壁（３３）は、ファン（２）の外周端（２ａ）よりもファン径方向の外側に配置されていることを特徴としている。

これによれば、第３の壁（３３）によって、モータ側の壁を伝って電動モータに向かう水流れを遮ることができるので、第３の壁（３３）を設けない場合と比較して、第２の壁（３２）を乗り越えようとする水の量を低減することができる。

請求項５に記載の発明では、例えば、請求項６に記載の発明のように、第３の壁（３３）は、モータ側の壁（９）から回転軸（３）に平行な方向での高さ（Ｈ３）が第２の壁（３２）の高さ（Ｈ２）と同一である構成を採用できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における遠心式送風機の断面図である。

本実施形態の遠心式送風機１は、車両用空調装置に用いられるものであり、樹脂製のファン２と、ファン２の回転軸３を回転駆動する電動モータ４と、ファン２を収容する樹脂製のケーシング５とを備えている。この遠心式送風機１は、ファン２の回転軸３が水平方向と平行な向きで車両に搭載される水平置きタイプである。

ファン２は、遠心式多翼ファンであり、回転軸３の周りに多数枚配置された板状のブレード１１と、回転軸方向の一端側で多数枚のブレード１１を連結する環状の側板１２と、回転軸方向の他端側で多数枚のブレード１１を連結するとともに回転軸３に結合される主板１３とを備えている。主板１３は、電動モータ４を覆うような形状であり、例えば、回転軸方向の他端側、すなわち、側板１２側に凸となる略円錐面形状である。なお、主板１３の形状を円形の平面形状に変更しても良い。

本実施形態では、主板１３のファン径方向における外周端１３ａに、回転軸３と平行であって、電動モータ側に向かって突出するファン側リブ１４が設けられている。このファン側リブ１４は環状に配置されている。

このファン２は、電動モータ４により回転駆動されることにより、回転軸方向の一端側から空気をファン２内に吸引し、その吸入した空気をファン２の径方向外側に向かって吹き出すようになっている。

ケーシング５は、ファン２の径方向外側に、ファン２から吹き出す空気を集合させる渦巻き状の空気通路６を有している。ケーシング５には、回転軸方向の一端側に空気を吸入する吸入口７が形成されており、回転軸方向の他端側、すなわち、吸入口７とは反対側に電動モータ４が取り付けられている。

具体的には、ケーシング５は、吸入口７が形成されている吸入口側の壁８と、吸入口側の壁８とファン２を挟んだ反対側のモータ側の壁９と、ファン２径方向でケーシング５の外周に位置する外周壁１０とを有している。吸入口側の壁８およびモータ側の壁９は、例えば、回転軸３に略垂直な壁面を有し、外周壁１０は、例えば、回転軸３に略平行な壁面を有している。吸入口側の壁８に形成された吸入口７はベルマウス形状となっている。モータ側の壁９には電動モータ４が取り付けられている。

本実施形態では、ケーシング５は、主に、渦巻き形状のスクロール部２１と、電動モータ４を保持するモータ保持部２２とによって構成されている。スクロール部２１とモータ保持部２２とは、両者の嵌合部２１ａ、２２ａで嵌合され、ネジ等によって固定されている。

スクロール部２１は、ファン２を収容するともに空気通路６を構成する主要部分である。スクロール部２１は、図示しないが、例えば、吸入口側とモータ側の分割体に分割されており、締結手段により、分割体同士が固定されている。

モータ保持部２２は、電動モータ４を直接保持している保持壁２３と、電動モータ４の周囲で保持壁２３からファン２の径方向外側に延びるフランジ形状部２４を有している。

保持壁２３は、電動モータの外壁に沿った面を有しており、電動モータ４を覆う形状、すなわち、筒形状である。

フランジ形状部２４は、ファン２に対向する面２５を有している。この面２５は、その外周端がファン２の外周端２ａの位置よりもファン２の径方向の外側に位置する大きさである。本実施形態では、このフランジ形状部２４とスクロール部２１の電動モータ４側の壁２６とによって、ケーシング５のモータ側の壁９を構成している。

また、フランジ形状部２４には、電動モータ４への水の侵入を防止する手段として、ファン２に対向する壁面２５から回転軸３と平行にファン２に向かって突出する第１の壁３１、第２の壁３２、第３の壁３３が設けられている。

ここで、図２に吸入口７側からみたモータ保持部２２の正面図を示す。なお、図２では、図１中のスクロール部２１およびファン２を省略している。図２に示すように、第１の壁３１、第２の壁３２、第３の壁３３は、電動モータ４の周囲を囲むように筒状であって、回転軸３を中心とする同心状に配置されている。なお、第１の壁３１は一部を除いてリング状であり、第２、第３の壁３２、３３はリング状である。

図１に示すように、第１の壁３１は、電動モータ４を保持するモータ保持用壁であり、内側の面が電動モータ４に接している。第１の壁３１は、主板１３の外周端１３ａよりもファン径方向の内側、すなわち、回転軸側に位置している。

第２の壁３２は、第１の壁３１よりもファン径方向の外側に離れて位置し、ファン２の外周端２ａよりもファン径方向の内側に位置している。より具体的には、第２の壁３２は、ファン径方向におけるファン２の外周端２ａと主板１３の外周端１３ａとの間に位置している。なお、ここでいう第２の壁３２の位置は、第２の壁３２の内面、すなわち、第１の壁３１に対向する面の位置を基準としている。

第２の壁３２の高さＨ２は、第１の壁３１の高さＨ１より大きく、ファン２のブレード１１とフランジ形状部２４との間隔Ｄ１の半分以上の大きさである。また、第２の壁３２は、その先端がファン２に近接しており、第２の壁３２の高さＨ２は、第２の壁３２とファン２との間隔Ｄ２の５〜６倍の大きさである。ここでいう高さはフランジ形状部２４のファン２に対向する壁面２５を基準としており、また、高さおよび間隔とは回転軸３に平行な方向での高さおよび間隔である。なお、第２の壁３２の高さＨ２と第１の壁３１の高さＨ１とが同じであっても良い。

第３の壁３３は、第２の壁３２よりもファン径方向の外側に離れて位置し、ファン２の外周端２ａよりもファン径方向の外側に位置している。第３の壁３３は、フランジ形状部２４の第２の壁３２が設けられている面と同一の平面に設けられている。第３の壁３３の高さＨ３は第２の壁３２の高さＨ２と同じである。

本実施形態では、第３の壁３３と第２の壁３２との間隔Ｄ３は、第２の壁３２と第１の壁３１との間隔Ｄ４よりも小さく設定されている。

ここで、寸法例を挙げると、高さＨ１は１３．６ｍｍであり、高さＨ２、Ｈ３は１７．６ｍｍであり、間隔Ｄ１は２０．６ｍｍであり、間隔Ｄ２は３ｍｍであり、間隔Ｄ３は５．５ｍｍであり、間隔Ｄ４は９．５ｍｍである。また、第２の壁３２と主板１３の外周端１３ａとの間隔Ｄ５は３ｍｍであり、第２、第３の壁３２、３３の厚さＴ２、Ｔ３は１．５ｍｍである。ちなみに、ファン２の外径φ１は１１０ｍｍであり、第３の壁３３の外径φ２は１２０．４ｍｍである。

また、スクロール部２１の空気通路６を構成する壁のうち電動モータ４側に位置する壁２６は、フランジ形状部２４のファン２に対向する壁面２５に連なっているのではなく、第３の壁３３の回転軸３に平行な方向での途中の部位に連なっている。

次に、本実施形態による電動モータ４への水の侵入防止の原理を説明する。 図３は、本実施形態による電動モータ４への水の侵入防止の原理を説明するための送風機の断面図であり、図１に対応している。

本実施形態のように、水平置きタイプでは、ケーシング５内に侵入した水は、ケーシング５の下部に溜まり、この溜まった水が図３中の矢印で示す風に押されることによって空気通路６を構成するケーシング５の壁面を伝わっていく。 特に、空気通路６から電動モータ４に向かう旋回風に水が押されることにより、スクロール部２１のモータ側に位置する壁２６を電動モータ４に向かって水が伝わる。

このとき、本実施形態と異なり、第２、第３の壁３２、３３が設けられていない場合では、スクロール部２１のモータ側に位置する壁２６を伝わる水は、旋回風に押されて、第１の壁３１を乗り越えて電動モータ４に侵入してしまう。

これに対して、本実施形態では、上記の通り、フランジ形状部２４のファン２に対向する面に、電動モータ４を保持する筒状の第１の壁３１と、この第１の壁３１のファン径方向の外側に第１の壁３１に対して同心状に配置した筒状の第２、第３の壁３２、３３を設けている。これによって、第１の壁３１と第２の壁３２との間の第１空間を形成し、第２の壁３２と第３の壁３３との間の第２空間を形成している。

このため、第３の壁３３によって、スクロール部２１のモータ側に位置する壁２６を伝って電動モータ４に向かう水流れを遮ることができ、電動モータ４へ向かう水の量を低減できる。

スクロール部２１のモータ側に位置する壁２６を伝って電動モータ４に向かう水の一部は、空気通路６から電動モータ４に向かう旋回風に押されることにより、第３の壁３３を乗り越えて、第２の壁３２と第３の壁３３との間の第２空間に侵入する。

このとき、第２空間は、第３の壁３３がファン２の外周端２ａよりもファン径方向の外側に位置しているので、図３の矢印のように、ファン２からの吹出風の一部が直接流れ込み、第２空間内を旋回する風流れが形成される。すなわち、電動モータ４側から吸込口７側に向かう風流れが形成される。この旋回する風流れによって、第２空間内では水が暴れる状態となるため、第２空間内に侵入した水は、第２の壁３２を乗り越えて、第２の壁３２と第１の壁３１との間の第１空間に流れ込む。

この第１空間は、第２の壁３２がファン２の外周端２ａよりもファン径方向の内側に位置しているので、ファン２からの吹出風が直接流れ込まない空間となっている。このため、第１空間内には、第２空間とは異なり、電動モータ４側から吸込口７側に向かう風流れが形成されない。

したがって、第１空間に侵入した水は、第１空間には水を押すような風流れが生じないので、重力に従って、第１空間を構成する第１の壁３１、第２の壁３２、フランジ形状部２４のファン２に対向する壁面２５のいずれかの壁伝いに水が下方向に流れることとなる。 すなわち、回転軸３よりも上方で第１空間に侵入した水は、主に、筒状の第１の壁３１に沿って下方に向かって流れ、回転軸３よりも下方で第１空間に侵入した水は、主に、第２の壁３２に沿って下方に向かって流れる。これにより、本実施形態によれば、電動モータ４への水の侵入を防止できる。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態における遠心式送風機１の断面図である。なお、図４では、図１と同様の構成部に図１と同一の符号を付している。

本実施形態では、第２の壁３２が、フランジ形状部２４のファン２に対向する壁面２５のうち、主板１３の外周端１３ａに対向する位置よりもファン径方向の内側に位置している。このため、第１、第２の壁３１、３２との間の第１空間には、確実に、ファン２からの吹出風が直接流れ込まない。

なお、同様の理由により、第２の壁３２を、フランジ形状部２４のファン２に対向する壁面２５のうち、主板１３の外周端１３ａに対向する位置に設けても良い。

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態における遠心式送風機１の断面図である。なお、図５では、図１と同様の構成部に図１と同一の符号を付している。

本実施形態の遠心式送風機１は、第１実施形態で説明した図１に記載の遠心式送風機１に対して、第３の壁３３を省略したものである。このようにしても、第１、第２の壁３１、３２との間に、ファン２からの吹出風が直接吹き込まれない第１空間を形成しているので、第１実施形態と同様の効果が得られる。

（他の実施形態）
（１）第１実施形態では、第２の壁３２は、フランジ形状部２４のファン２に対向する壁面２５のうち、ファン２の外周端２ａに対向する位置よりもファン径方向の内側に位置していたが、ファン２の外周端２ａに対向する位置であってもよい。

（２）上述の実施形態では、第１の壁３１を電動モータ４と接するように設け、電動モータ４を保持する保持用壁として用いていたが、第１の壁３１は電動モータ４と接していなくても良い。

（３）上述の実施形態では、モータ保持部２２のフランジ形状部２４と、スクロール部２１の電動モータ４側の壁２６とによって、ケーシング５のモータ側の壁９を構成していたが、スクロール部２１のモータ側に位置する壁２６のみによって、ケーシング５のモータ側の壁９を構成しても良い。この場合、スクロール部２１の電動モータ４側の壁２６に第２、第３の壁３２、３３が設けられる構成となる。

（４）第１実施形態では、モータ側の壁９のうちファン２の外周端２ａよりもファン径方向内側の位置に、モータ保持用の第１の壁３１以外に、第２の壁３２を１つ配置していたが、さらに筒状の壁を追加して同心状に複数配置しても良い。

同様に、モータ側の壁９のうちファン２の外周端２ａよりもファン径方向外側の位置に、第３の壁３３を１つ設けていたが、さらに筒状の壁を追加して同心状に複数配置しても良い。

（５）上述の各実施形態を実施可能な範囲で任意に組み合わせても良い。

本発明の第１実施形態における遠心式送風機１の断面図である。 吸入口側からみた図１中のモータ保持部２２の正面図である。 第１実施形態による電動モータ４への水の侵入防止の原理を説明するための遠心式送風機の断面図である。 第２実施形態における遠心式送風機の断面図である。 第３実施形態における遠心式送風機の断面図である。

符号の説明

１ 遠心式送風機
２ ファン
２ａ ファンの外周端
３ 回転軸
４ 電動モータ
５ ケーシング
９ モータ側の壁
３１ 第１の壁
３２ 第２の壁
３３ 第３の壁

Claims (6)

1. 回転軸（３）の周りに複数枚のブレード（１１）を有する遠心式のファン（２）と、
   前記回転軸（３）を回転駆動する電動モータ（４）と、
   前記ファン（２）を収容するとともに前記ファン（２）の外周に空気通路（６）を形成し、前記回転軸（３）の軸方向の一端側に空気の吸入口（７）が設けられ、前記回転軸（３）の軸方向の他端側に前記電動モータ（４）が取り付けられたケーシング（５）とを備え、
   前記ファン（２）および前記電動モータ（４）は、前記回転軸（３）が水平方向に平行な向きで設置されるものであり、
   前記ケーシング（５）は、前記電動モータ（４）が取り付けられているモータ側の壁（９）を有しており、
   前記モータ側の壁（９）には、
   前記ファン（２）に向かって前記回転軸（３）と平行に突出し、前記電動モータ（４）の周囲を囲む筒状の第１の壁（３１）と、
   前記第１の壁（３１）のファン径方向の外側で、前記ファン（２）に向かって前記回転軸（３）と平行に突出し、前記第１の壁（３１）と同心状に配置された筒状の第２の壁（３２）とが設けられており、
   前記第１の壁（３１）と前記第２の壁（３２）との間に前記ファン（２）からの吹出風が直接流れ込まないように、前記第２の壁（３２）は、前記モータ側の壁（９）のうち前記ファン（２）の外周端（２ａ）に対向する位置もしくは前記ファン（２）の外周端（２ａ）に対向する位置よりもファン径方向の内側に配置されていることを特徴とする遠心式送風機。
2. 前記ファン（２）は、前記回転軸（３）の軸方向の他端側で前記複数枚のブレード（１１）を連結するとともに前記回転軸（３）に結合され、前記電動モータ（４）を覆う形状の主板（１３）を有し、
   前記第２の壁（３２）は、前記モータ側の壁（９）のうち前記主板（１３）の外周端（１３ａ）に対向する位置もしくは前記主板（１３）の外周端（１３ａ）に対向する位置よりもファン径方向の内側に配置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。
3. 前記第２の壁（３２）は、前記モータ側の壁（９）から前記回転軸（３）に平行な方向での高さ（Ｈ２）が、前記第１の壁（３１）の高さ（Ｈ１）と同じもしくは前記第１の壁（３１）の高さ（Ｈ１）よりも高いことを特徴とする請求項１または２に記載の遠心式送風機。
4. 前記第２の壁（３２）は、前記モータ側の壁（９）から前記回転軸（３）に平行な方向での高さ（Ｈ２）が、回転軸（３）に平行な方向での前記モータ側の壁（９）と前記ファン（２）との間隔（Ｄ１）の半分の大きさ以上であることを特徴とする請求項３に記載の遠心式送風機。
5. 前記モータ側の壁（９）には、前記第２の壁（３２）のファン径方向の外側で、前記ファン（２）に向かって前記回転軸（３）と平行に突出し、前記第１、第２の壁（３１、３２）と同心状に配置された筒状の第３の壁（３３）が設けられており、
   前記第３の壁（３３）は、前記ファン（２）の前記外周端（２ａ）よりもファン径方向の外側に配置さ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。
6. 前記第３の壁（３３）は、前記モータ側の壁（９）から前記回転軸（３）に平行な方向での高さ（Ｈ３）が前記第２の壁（３２）の高さ（Ｈ２）と同一であることを特徴とする請求項５に記載の遠心式送風機。

Images