JP2017002815A - Air blower - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遠心式のファンを備える送風装置に関する。 The present invention relates to a blower provided with a centrifugal fan.
特許文献1には、遠心式のファンを収容するスクロールケーシングまたは遠心式のファンのいずれか一方に下流側がラッパ状に広がった吸込導管を備える送風装置が開示されている。この吸込導管の後端部の延長線と遠心式のファンの翼前縁との交点から遠心式のファンの翼先端までの翼前縁に沿う長さΔbとし、翼前縁の長さをbとすると、Δb/bの値を8%よりも大きく30%よりも小さく設定している。
送風装置は、この条件を満たす吸込導管を有することにより、吸込導管はファンの側板側に近接して設置されることになる。この作用により、特許文献1には、吸込導管によって側板に沿う作動流体の流れが強制されるため、ファンの側板の前端部に発生する流れの剥離を防止して、ファンの主板側への偏流を防止することができるという記載がある。
Since the blower device has a suction conduit that satisfies this condition, the suction conduit is installed close to the side plate side of the fan. With this action, in
特許文献1の送風装置は、吸込導管の外周面とファンの側板の前端部との間の流れについて、流れの剥離を抑制できる技術を有するが、吸込導管の内壁面に沿って流下する流れについては剥離するという問題がある。吸込導管を有する送風装置においては、吸込導管の内側を流れる内壁面に沿う流れの剥離を抑制することで、送風装置のファン効率を向上できる余地があり、特許文献1の装置は、この点で不十分である。
Although the air blower of
特許文献1の送風装置は、遠心式のファンの周囲を囲むスクロールケーシングを有するため、スクロールケーシングにおける渦巻き形状の起点であるノーズ部の近傍では、ファンとの距離が短いため、ファンから吹き出された流れが衝突しやすい。この現象は、スクロールケーシング内の作動流体の流れを乱す要因となり、ファン効率の低下や騒音増加を引き起こすという問題がある。
Since the blower of
開示する発明の一つは、前述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸込導管の内壁面に沿って流下する流れの剥離を抑制可能な送風装置を提供することである。 One of the disclosed inventions has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a blower device that can suppress separation of a flow flowing down along an inner wall surface of a suction conduit. .
また、開示する発明の一つは、前述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スクロールケーシングのノーズ部に衝突する流れを抑制可能な送風装置を提供することである。 One of the disclosed inventions has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a blower capable of suppressing a flow that collides with a nose portion of a scroll casing.
開示する発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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って、開示する発明の技術的範囲を限定するものではない。 The disclosed invention employs the following technical means to achieve the above object. Further, the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section are examples showing the correspondence with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and the technical scope of the disclosed invention It is not intended to limit.
開示される送風装置は、回転軸(30)に沿うように流体を吸い込み、遠心方向に吹き出す遠心式のファン(3)と、ファンの吸込部(34)に対応する吸込口(20)とファンの遠心方向に吹き出された流体が吹き出される吹出口(23)とが設けられ、ファンを収容するファンケーシング(2)と、吸込口の内側に設けられる管であって、ファンケーシングの内部に吸い込まれる流体を、当該管の内部を流れる内側通路(24)と、当該管と吸込口との間を流れる外側通路(25)とに分ける吸込導管(4)と、を備え、
吸込導管は、流体が吸い込まれる上流端部に、吸込導管の内周壁面に沿って流れる流体流れの剥離を抑える剥離抑制手段(40;140;440;540)を備えることを特徴とする。
The disclosed blower includes a centrifugal fan (3) that sucks fluid along the rotation axis (30) and blows it in the centrifugal direction, and a suction port (20) and a fan corresponding to the fan suction section (34). A blower outlet (23) through which the fluid blown in the centrifugal direction is blown out, a fan casing (2) for housing the fan, and a pipe provided inside the suction port, and inside the fan casing A suction conduit (4) that divides the sucked fluid into an inner passage (24) that flows inside the tube and an outer passage (25) that flows between the tube and the suction port;
The suction conduit is provided with a separation suppressing means (40; 140; 440; 540) that suppresses separation of a fluid flow flowing along the inner peripheral wall surface of the suction conduit at an upstream end where fluid is sucked.
この発明によれば、吸込導管の内壁周面に沿って流れる流体流れの剥離を抑える剥離抑制手段を上流端部に備えるため、吸込導管の入口部から内壁周面に沿う流れの剥離を抑制できる。この作用によれば、吸込導管の入口部から出口部に向かって広い範囲において内周壁面からの剥離を抑制することができる。このように吸込導管内の剥離が抑制できると、管内の圧力抵抗が減るので、吸込み風量が確保でき、吸込導管が所定の能力を発揮できるようになる。したがって、この発明は、吸込導管の内周壁面に沿って流下する流れの剥離を抑制可能な送風装置を提供することができ、送風装置のファン効率を向上することができる。 According to the present invention, since the upstream end portion is provided with the separation suppressing means for suppressing separation of the fluid flow flowing along the inner wall peripheral surface of the suction conduit, separation of the flow along the inner wall peripheral surface from the inlet portion of the suction conduit can be suppressed. . According to this action, separation from the inner peripheral wall surface can be suppressed in a wide range from the inlet portion to the outlet portion of the suction conduit. When the separation in the suction conduit can be suppressed in this way, the pressure resistance in the tube is reduced, so that the suction air volume can be secured and the suction conduit can exhibit a predetermined ability. Therefore, this invention can provide the air blower which can suppress peeling of the flow which flows down along the inner peripheral wall surface of a suction conduit, and can improve the fan efficiency of an air blower.
また、開示される送風装置は、回転軸(30)に沿うように流体を吸い込み、遠心方向に吹き出す遠心式のファン(3)と、ファンの吸込部(34)に対応する吸込口(20)とファンの遠心方向に吹き出された流体が吹き出される吹出口(23)とが設けられ、ファンの周囲を渦巻き状に取り囲む側壁(21)を有してファンを収容するスクロールケーシング(2)と、回転軸の周りの周方向に延びるとともに下流方向に向けて吸込口側に延びる側壁(52)を有して吸込口の内側に設けられる部材であって、沿うように流れる流体をファンの吸込部に案内する案内部材(5;105)と、を備え、
案内部材は、案内部材を回転軸に沿う方向に平面視した場合に、スクロールケーシングの側壁における渦巻き形状の起点であるノーズ部(22)と回転軸とを結ぶ線分(L1)に交差する場所を除く任意の範囲に設けられることを特徴とする。
The disclosed blower includes a centrifugal fan (3) that sucks fluid along the rotating shaft (30) and blows it in the centrifugal direction, and a suction port (20) corresponding to the fan suction portion (34). And a scroll casing (2) that includes a side wall (21) that spirally surrounds the fan and accommodates the fan, and a blower outlet (23) through which the fluid blown in the centrifugal direction of the fan is blown out. , A member having a side wall (52) extending in the circumferential direction around the rotation axis and extending toward the suction port side in the downstream direction and provided inside the suction port, and the fluid flowing along the suction port A guide member (5; 105) for guiding to the part,
The guide member intersects with a line segment (L1) connecting the nose portion (22), which is the starting point of the spiral shape on the side wall of the scroll casing, and the rotary shaft when the guide member is viewed in a direction along the rotary shaft. It is provided in an arbitrary range except for.
遠心式のファンを囲むスクロールケーシングにおけるノーズ部近傍では、ファンとの距離が短いため、ファンから吹き出された流れが衝突し、この現象が流れを乱す要因になり騒音増加をもたらす。この発明によれば、スクロールケーシングのノーズ部と回転軸とを結ぶ線分に交差する場所には案内部材を設けていないため、ノーズ部付近でファンから吹き出された流れがノーズ部に強く衝突することを軽減することができる。これは、案内部材によって吸い込み流体が案内されないノーズ部近傍では、遠心式のファンの特性により、吸込口から離れた反対側に流れが偏るので、ファンから遠心方向に吹き出される流れがノーズ部に広範囲に衝突しにくいからである。 In the vicinity of the nose portion of the scroll casing surrounding the centrifugal fan, the distance from the fan is short, so that the flow blown out from the fan collides, and this phenomenon disturbs the flow and causes an increase in noise. According to the present invention, since the guide member is not provided at a location intersecting the line connecting the nose portion of the scroll casing and the rotation shaft, the flow blown out from the fan near the nose portion strongly collides with the nose portion. That can be reduced. This is because in the vicinity of the nose where the suction fluid is not guided by the guide member, the flow is biased to the opposite side away from the suction port due to the characteristics of the centrifugal fan. This is because it is difficult to collide over a wide area.
一方、案内部材が存在する場所では、下流方向に向けて吸込口側に延びる側壁を沿うように吸込み流体が流れるため、前述のノーズ部付近の流れと比較して、吸込口寄りの速度分布が大きくなる。この案内部材による流体の案内機能によれば、遠心式のファン特有の、遠心方向に吹き出される流体流れの偏りを改善できるため、ファン効率を向上できるという効果を奏する。以上より、この発明は、スクロールケーシングのノーズ部に衝突する流れを抑制可能な送風装置を提供することができ、送風装置のファン効率の低下や騒音増加を抑制することができる。 On the other hand, in the place where the guide member is present, the suction fluid flows along the side wall extending toward the suction port side in the downstream direction, so that the velocity distribution near the suction port is larger than the flow near the nose portion described above. growing. According to the fluid guiding function by the guide member, it is possible to improve the non-uniformity of the fluid flow blown in the centrifugal direction, which is unique to the centrifugal fan, so that the fan efficiency can be improved. As mentioned above, this invention can provide the air blower which can suppress the flow which collides with the nose part of a scroll casing, and can suppress the fall of the fan efficiency and noise increase of an air blower.
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。 A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. In addition to combinations of parts that clearly indicate that each embodiment can be combined specifically, the embodiments may be partially combined even if they are not clearly specified, unless there is a problem with the combination. Is possible.
(第1実施形態)
第1実施形態に係る送風装置1について図1及び図2にしたがって説明する。送風装置1は、換気用、強制空気循環用等のための送風装置、空調装置等の種々の用途に用いられる装置である。ここでは、その一例として、送風装置1は、車両用空調装置に適用されて車室内に向けて空調空気を提供する装置として説明する。この場合、送風装置1は、例えば、車室内のインストルメントパネル裏の空間に空調ユニットとともに設置される。
(First embodiment)
The
送風装置1は、モータ31と、遠心式のファン3と、スクロールケーシング2と、を少なくとも備える。モータ31は、スクロールケーシング2に形成された吸込口20とは反対側に配置されて、モータシャフト30に固定されるファン3の回転軸を中心として回転駆動する。ファン3は、モータ31の回転駆動力によって、回転軸を中心に回転する。
The
ファン3は、回転軸に沿う方向(回転軸方向)に空気を吸い込み、半径方向または遠心方向に吹き出す遠心式の羽根車である。ファン3としては、例えば、シロッコファン、ターボファンを用いることができる。
The
第1実施形態のファン3は、シロッコファンであり、円盤状の底板32と天板33によって環状に等間隔に並ぶように固定された多数のブレードと、回転軸とを備え、全体として円筒状体を呈する。回転軸は、底板32の中心に設けられたボス部であり、ボス部には、モータシャフト30が貫通して固定される穴部が形成されている。ファン3は、円筒状体の底板32とは反対側に、天板33の内周縁開口によって形成される吸込部34を有する。例えば、各ブレードは、前向きに反った、幅の短い短冊状の羽根である。モータ31の回転駆動力によってファン3が回転すると、作動流体の一例である空気は、吸込部34からモータシャフト30に沿う回転軸方向に流入し、さらに隣り合うブレード間から半径方向に向けて流れ、全体として放射状に吹き出される。
The
スクロールケーシング2は、ファン3の吸込部34に対応する吸込口20とファン3の遠心方向に吹き出された空気が吹き出される吹出口23とが設けられて、ファン3を内部に収容するケースである。スクロールケーシング2は、ファン3の周囲に渦巻状の通風路を形成する。この通風路は、ファン3の周囲に、スクロールケーシング2のノーズ部22を巻き始めとして一定の拡がり角で構成されたスクロール曲線を描く通路である。ノーズ部22は、スクロールケーシング2の側壁21における渦巻き形状の起点である。したがって、通風路は、ノーズ部22をゼロ度とした場合、ファン3の回転軸を中心とする周方向の回転角である巻き角度が増加するにつれて、すなわち、空気流れの下流に進むにつれて、その通路断面積が拡大するようになっている。
The
スクロールケーシング2は、ファン3の外周部に対向するようにノーズ部22から渦巻き状に延びる側壁21を有して、ファン3を収容するファンケーシングである。側壁21は、ファン3の外周部との間に渦巻状に延びる通風路を形成する。スクロールケーシング2は、側壁21の上端から、回転軸に対して直交するように延びる円環状の天板ケーシングと、側壁21の下端から、回転軸に向かって延びる円環状の底板ケーシングと、を備える。底板ケーシングは、渦巻状に延びる側壁21の下端からモータシャフト30側に向かって内方に延び、ファン3の底板32を下方で覆っている。
The
底板ケーシングには、その開口部に外周部が嵌った状態のモータ31が固定されている。モータ31は、底板ケーシングにボルトナット等の締結手段等で取り付けられることにより、スクロールケーシング2に固定されている。天板ケーシングと底板ケーシングは、側壁21によって連結される部分である。天板ケーシング、底板ケーシング及び側壁21が一体となってスクロールケーシング2を形成する。
A
スクロールケーシング2には、ファン3の回転により内部に空気が吸い込まれる吸込口20が形成され、吸込口20は、円環状の天板ケーシングに形成されるベルマウスの開口部である。吸込口20は、ファン3の外周縁端部よりも小さい直径の貫通穴である。吸込口20を形成する内周縁は、ファン3の吸込部34の内周縁に接近している。両者が形成する隙間寸法は、送風装置1の性能向上の観点から、小さく設定されることが好ましい。
The
送風装置1は、スクロールケーシング2の吸込口20の内側に設けられる吸込導管4を備える。吸込導管4は、入口部である上流端開口410と出口部である下流端開口411とが中間部に位置する通路よりも通路断面積が大きく形成されたラッパ状の筒状部41と、筒状部41の上流端部に設けられて環状プレートをなす整流板部40と、を有する。筒状部41は、上流端開口410側の一部がスクロールケーシング2の外部に位置し、下流端開口411側の残部がスクロールケーシング2の内部に位置する。したがって、吸込導管4は、上流端開口410がスクロールケーシング2の外部に位置し、下流端開口411がスクロールケーシング2の内部に位置するように、吸込口20の内側に設けられる。
The
吸込導管4の筒状部41は、回転軸の周りの周方向に延びるとともに下流方向に向けて吸込口20側に延びるラッパ形状である。この形状によれば、吸込導管4の内側に吸い込まれた空気は、筒状部41を沿うように流れて、ファン3の吸込部34に案内されることに寄与する。吸込導管4は、スクロールケーシング2の内部に吸い込まれる空気を、筒状部41の内部を流れる内側通路24と、筒状部41と吸込口20との間を流れる外側通路25とに分ける部材である。また、吸込導管4は、複数の支持板42を介してスクロールケーシング2のベルマウスに一体に設けられて支持されている。支持板42は、吸込口20の内周縁と筒状部41との間を等間隔で連結している。
The
吸込導管4には、流体が吸い込まれる上流端部に、吸込導管4の内周壁面に沿って流れる流体流れの剥離を抑える剥離抑制手段が設けられている。図2に図示するように、剥離抑制手段に沿って流れる空気は、さらに下流側で筒状部41の内周壁面を沿う流れをもたらすため、筒状部41の内周壁面からの流れの剥離を抑制する効果を奏する。剥離抑制手段の一例である整流板部40は、モータシャフト30あるいは回転軸に対して、直交する断面形状を有する。
The
整流板部40は、その外周部が上流端開口410よりも径外側に位置する円環状のプレート部である。整流板部40は、モータシャフト30に対して、あるいは回転軸に対して、交差するように外周部に向けて延びている。したがって、整流板部40は、その断面がモータシャフト30あるいは回転軸に対して、直交する形状に限定されず、平行でない角度に交差する形状であれば、筒状部41の内周壁面に沿う流れの剥離を抑制する機能を発揮する。
The rectifying
また、ファン3、スクロールケーシング2、吸込導管4は、それぞれ、例えばポリプロピレン(PP樹脂)の成型品によって形成される。さらにこれら各部の強度を向上する場合には、所定量のタルクやガラス繊維を含有したPP樹脂を用いてもよい。
The
遠心式のファンを備える送風装置の場合、ファンから吹き出される空気流のうち最大流速ベクトルの位置は、ブレード高さの中央部よりも吸込口20から離れた側である下方に発生する。そこで、送風装置1は、吸込導管4を備えることで、下流に向けて吸込口側に延びる筒状部41の内周壁面を沿うように吸込み空気が流れるため、図2に図示するように、吸込口20寄りの速度分布が大きくなる。これにより、遠心式のファン3特有の流速分布の偏りを改善できるため、送風装置1のファン効率を向上でき、騒音の抑制に貢献できる。
In the case of a blower equipped with a centrifugal fan, the position of the maximum flow velocity vector in the air flow blown out from the fan is generated in a lower part on the side farther from the
以下に、第1実施形態の送風装置1がもたらす作用効果について述べる。送風装置1は、遠心式のファン3と、ファン3を収容するスクロールケーシング2と、スクロールケーシング2の内部に吸い込まれる空気を、管内を流れる内側通路24と、管外を流れる外側通路25とに分ける吸込導管4と、を備える。吸込導管4は、空気が吸い込まれる上流端部に、吸込導管4の内周壁面に沿って流れる空気流れの剥離を抑える剥離抑制手段を備える。
Below, the effect which the
この構成によれば、吸込導管4の内周壁面に沿って流れる空気流れの剥離を抑える剥離抑制手段を上流端部に備えるため、吸込導管4の入口部から内周壁面に沿う流れの剥離を抑制することができる。これによれば、吸込導管4の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制することができる。このように吸込導管4の内部流れの剥離が抑制できると、管内の圧力抵抗が低減することができる。圧力抵抗の低減によれば、管内の吸込み風量が確保できるので、吸込導管4による効率向上効果を発揮させることができる。したがって、第1実施形態によれば、吸込導管4の内周壁面に沿って流下する流れの剥離を抑制でき、ファン効率を向上することができる送風装置1を提供できる。
According to this configuration, since the upstream end portion is provided with the separation suppressing means that suppresses separation of the air flow flowing along the inner peripheral wall surface of the
また、剥離抑制手段の一つは、吸込導管4の上流端部に設けられ、外周部が内周縁よりも径外側に位置する環状の整流板部40である。この構成によれば、吸込導管4の上流端部に環状の整流板部40を備えるため、整流板部40の表面に沿うように吸込導管4内に吸い込まれる空気を、整流板部40の表面上から吸込導管4の内周壁面に沿うようになめらかに流下させることができる。このなめらかな整流の形成により、吸込導管4の入口部から内周壁面に沿う流れの剥離を抑制することができる。このような空気の導入によれば、吸込導管4の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制することができる。吸込導管4内の流れの剥離を抑制できると、管内の圧力抵抗が低減することができるため、管内の吸込み風量が確保でき、ファン効率向上に貢献することができる。
Moreover, one of the peeling suppression means is an annular
(第2実施形態)
第2実施形態では、第1実施形態の他の形態である送風装置101について図3〜図5を参照して説明する。送風装置101は、第1実施形態の送風装置1に対して、剥離抑制手段が相違する。第2実施形態において、第1実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第1実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分のみ説明する。
(Second Embodiment)
In 2nd Embodiment, the
図3及び図4に示すように、送風装置101は、送風装置1における剥離抑制手段である整流板部40に加えて、さらなる剥離抑制手段を備える。送風装置101における剥離抑制手段は、整流板部140の表面に形成された凸部140a及び凹部140bの少なくとも一方と、吸込導管104の内周壁面に形成された凸部141a及び凹部141bの少なくとも一方と、を備えて構成される。送風装置101における整流板部140は、整流板部40と同様の形状であるが、その表面に凸部140a及び凹部140bが形成されている点が相違する。吸込導管104の筒状部141は、筒状部41と同様の形状であるが、その表面に凸部141a及び凹部141bが形成されている点が相違する。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the
図5に図示するように、吸込導管104の内周壁面や整流板部140の表面に形成される凹部や凸部によって、表面粗さが設けられることで、表面上の境界層が乱され、層流から乱流へと遷移する。このように表面上の流れが層流から乱流へと遷移することにより、表面上の剥離点が後方へずれ込むため、管内の圧力抵抗が減少する。このように形成された凹凸部は、空気の流れをかき回す効果があり、表面の流れがかき回されると、図5のように、粘性により遅くなった表層の流れに上層の速い流れが混ざって速度が上がり、剥離しにくくなる。このように剥離が小さくなると圧力抵抗が減ることになる。
As shown in FIG. 5, the surface roughness is provided by the concave portions and the convex portions formed on the inner peripheral wall surface of the
第2実施形態の送風装置101によれば、剥離抑制手段は、整流板部140の表面に形成された凸部140a及び凹部140bの少なくとも一方と、吸込導管104の内周壁面に形成された凸部141a及び凹部141bの少なくとも一方と、を備えて構成される。これによれば、整流板部140と筒状部141の両方において、前述のように剥離し難い流れを形成することができるので、吸込導管4の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制することに貢献できる。
According to the
また、凸部及び凹部の少なくとも一方は、吸込導管104において上流側が下流側よりも密になるように設けられていることが好ましい。換言すれば、凸部及び凹部の少なくとも一方は、吸込導管104において上流端開口1410に近い側の方が下流端開口1411に近い側よりも密になるように設けられている。これによれば、吸込導管104の上流側に多くの凸部または凹部が設けられているため、吸込導管104内に吸い込まれる空気を、上流側で吸込導管104の内周壁面に沿うようになめらかに流下させることができる。このように上流側で剥離し難い流れを形成することにより、吸込導管104の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制することができる。
Further, it is preferable that at least one of the convex portion and the concave portion is provided so that the upstream side in the
(第3実施形態)
第3実施形態では、第2実施形態の他の形態である送風装置201について図6及び図7を参照して説明する。送風装置201は、第2実施形態の送風装置101に対して、剥離抑制手段が相違する。第3実施形態において、第1及び第2実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第1及び第2実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第3実施形態では、第1及び第2実施形態と異なる部分のみ説明する。
(Third embodiment)
In 3rd Embodiment, the
図6及び図7に示すように、送風装置201は、送風装置101における剥離抑制手段に対して、筒状部41に凸部や凹部のような剥離抑制手段を備えていない。したがって、送風装置201における剥離抑制手段は、整流板部140の表面に形成された凸部140a及び凹部140bの少なくとも一方を備えて構成される。吸込導管204において整流板部140の表面に形成される凹部や凸部によって、表面粗さが設けられることで、表面上の境界層が乱され、層流から乱流へと遷移する。このように表面上の流れが層流から乱流へと遷移することにより、表面上の剥離点が後方へずれ込み、また、表面の流れがかき回されると、粘性により遅くなった表層の流れに上層の速い流れが混ざって速度が上がり、剥離しにくくなる。
As shown in FIG. 6 and FIG. 7, the
第3実施形態の送風装置201によれば、剥離抑制手段は、整流板部140の表面に形成された凸部140a及び凹部140bの少なくとも一方を備えて構成される。これによれば、整流板部140において、前述のように剥離し難い流れを形成することができるので、吸込導管204の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制することに貢献できる。
According to the
(第4実施形態)
第4実施形態では、第2実施形態の他の形態である送風装置301について図8及び図9を参照して説明する。送風装置301は、第2実施形態の送風装置101に対して、剥離抑制手段が相違する。第4実施形態において、第1及び第2実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第1及び第2実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第4実施形態では、第1及び第2実施形態と異なる部分のみ説明する。
(Fourth embodiment)
In 4th Embodiment, the
図8及び図9に示すように、送風装置301は、送風装置101における剥離抑制手段に対して、整流板部40に凸部や凹部のような剥離抑制手段を備えていない。したがって、送風装置301における剥離抑制手段は、筒状部141の内周壁面に形成された凸部141a及び凹部141bの少なくとも一方を備えて構成される。吸込導管304において筒状部141の内周壁面に形成される凹部や凸部によって、表面粗さが設けられることで、表面上の境界層が乱され、層流から乱流へと遷移する。このように筒状部141の内周壁面上の流れが層流から乱流へと遷移することにより、表面上の剥離点が後方へずれ込み、また、表面の流れがかき回されると、粘性により遅くなった表層の流れに上層の速い流れが混ざって速度が上がり、剥離しにくくなる。
As shown in FIG. 8 and FIG. 9, the
第4実施形態の送風装置301によれば、剥離抑制手段は、筒状部141の内周壁面に形成された凸部141a及び凹部141bの少なくとも一方を備えて形成される。これによれば、筒状部141の内周壁面において、前述のように剥離し難い流れを形成することができるので、吸込導管304の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制することに貢献できる。
According to the
(第5実施形態)
第5実施形態では、第1実施形態の他の形態である送風装置401について図10〜図12を参照して説明する。送風装置401は、第1実施形態の送風装置1に対して、剥離抑制手段が相違する。第5実施形態において、第1実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第1実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第5実施形態では、第1実施形態と異なる部分のみ説明する。
(Fifth embodiment)
5th Embodiment demonstrates the
図10及び図11に示すように、送風装置401は、剥離抑制手段として、吸込導管404において上流端部の外周部に形成された凹凸形状440を備える。この凹凸形状440は、上流端開口410を形成する外周縁に設けられている。すなわち、吸込導管404における上流端部の外周には、径外側に突出する凸部と中心側に凹む凹部とが全周にわたって交互に形成されている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
図12に図示するように、吸込導管404の上流端部に形成される凹部及び凸部によって、表面粗さが設けられるため、吸込導管404の入口部で境界層が乱され、層流から乱流へと遷移する。このように入口部での空気の流れがかき回されると、粘性により遅くなった表層の流れに上層の速い流れが混ざって速度が上がり、下流側の筒状部41の内側で流れが剥離しにくくなる。また、図12に図示するように、吸込導管404の上流端部にでは、凹凸部の谷側から山側に回り込む渦が形成され、その渦が山の頂点の延長線上に沿って表面に向かう流れを作る。下流側の筒状部41の内側では、この流れに抑えられて剥離を抑制することができる。また、剥離が小さくなると筒状部41内の圧力抵抗が減ることになり、吸込導管404内の吸込み風量が確保できるので、吸込導管404による効率向上効果を発揮させることができる。
As shown in FIG. 12, since the surface roughness is provided by the concave and convex portions formed at the upstream end portion of the
第5実施形態の送風装置401によれば、吸込導管404の入口部において前述のように剥離し難い流れを形成することができるので、吸込導管404の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制することに貢献できる。
According to the
(第6実施形態)
第6実施形態では、第1実施形態の他の形態である送風装置501について図13〜図15を参照して説明する。送風装置501は、第1実施形態の送風装置1に対して、剥離抑制手段が相違する。第6実施形態において、第1実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第1実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第6実施形態では、第1実施形態と異なる部分のみ説明する。
(Sixth embodiment)
In 6th Embodiment, the
図13及び図14に示すように、送風装置501は、剥離抑制手段として、吸込導管504において整流板部540の外周部に形成された凹凸形状を備える。吸込導管504における整流板部540の外周には、径外側に突出する凸部と中心側に凹む凹部とが全周にわたって交互に形成されている。
As shown in FIG. 13 and FIG. 14, the
図15に図示するように、吸込導管504において上流端部の外周部に形成される凹部及び凸部によって、表面粗さが設けられるため、整流板部540に沿う流れにおいて境界層が乱され、層流から乱流へと遷移する。整流板部540による前述の整流効果に加えて、整流板部540に沿う空気の流れがかき回されると、粘性により遅くなった表層の流れに上層の速い流れが混ざって速度が上がり、下流側の筒状部41内で流れが剥離しにくくなる。また、図15に図示するように、吸込導管504の上流端部にでは、凹凸部の谷側から山側に回り込む渦が形成され、その渦が山の頂点の延長線上に沿って表面に向かう流れを作るので、下流側の筒状部41の内側ではこの流れに抑えられて剥離を抑制できる。また、剥離が小さくなると筒状部41内の圧力抵抗が減ることになり、吸込導管504内の吸込み風量が確保できるので、吸込導管504による効率向上効果を発揮させることができる。
As illustrated in FIG. 15, the surface roughness is provided by the concave and convex portions formed on the outer peripheral portion of the upstream end portion in the
第6実施形態の送風装置501によれば、整流板部540による整流効果に加え、さらに整流板部540の外周部の凹凸形状による剥離し難い流れを形成することができる。したがって、吸込導管504の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制する効果をさらに高めることができる。
According to the
(第7実施形態)
第7実施形態では、第1実施形態の他の形態である送風装置601について図16及び図17を参照して説明する。送風装置601は、第1実施形態の送風装置1に対して、吸込導管4の代わりに案内部材5を備える点が相違する。第7実施形態において、第1実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第1実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第7実施形態では、第1実施形態と異なる部分のみ説明する。
(Seventh embodiment)
In the seventh embodiment, a
図16及び図17に示すように、送風装置601は、回転軸の周りの周方向に延びるとともに下流方向に向けて吸込口20側に延びる側壁52を有し、吸込口20の内側に設けられる案内部材5を備える。案内部材5は、ファン3の吸引力によって、側壁52を沿うように流れる空気をファン3の吸込部34に案内する機能を有する。また、案内部材5は、吸込口20の内側に吸い込まれる空気について、回転軸方向に向いていた流速ベクトルを径方向、つまり回転軸に対して垂直な方向に強める作用をする。
As shown in FIGS. 16 and 17, the
図16に図示するように案内部材5を回転軸に沿う方向に平面視した場合に、案内部材5は、スクロールケーシング2のノーズ部22と回転軸とを結ぶ線分L1に交差しない場所に設けられている。すなわち、案内部材5は、線分L1に交差する場所を除いて、吸込口20の内側に設けられる平面視、扇状の部材である。案内部材5は、扇状である側壁52における周方向の一端部53と他端部54との間に線分L1が介在するように、設けられている。案内部材5は、スクロールケーシング2の内部に吸い込まれる空気を、側壁52に対して回転軸側を流れる内側通路124と、側壁52と吸込口20との間を流れる外側通路125とに分ける部材でもある。
As shown in FIG. 16, when the
したがって、案内部材5は、回転軸に対して、ノーズ部22側のエリアでは側壁52が存在しないため、吸込み空気を案内することがなく、反対側のエリアでは側壁52によって吸込み空気を吸込口20に向けて案内することができる。このように、ノーズ部22側のエリアでは、遠心式のファン3特有の吹出し特性が支配的となるため、最大の流速ベクトルが吸込口20から離れた反対側に偏った流速分布となる。一方、反対側のエリアでは、側壁52によって吸込み空気が吸込口20側へ案内されるので、ノーズ部22側の流れと比較して、吸込口20寄りの速度分布が大きくなり最大の流速ベクトルが吸込口20寄りになる。
Therefore, since the
案内部材5は、その全体がスクロールケーシング2の内部に位置するように設けられている。案内部材5の上流端50は、スクロールケーシング2の吸込口20に一致する高さであって、ベルマウスの内側に位置している。下流端51は、完全にスクロールケーシング2の内部であって、ベルマウスの下方(底板32側)に位置する。また、案内部材5は、複数の支持板55を介してスクロールケーシング2のベルマウスに一体に設けられて支持されている。支持板55は、吸込口20の内周縁と側壁52との間を等間隔で連結している。
The
第7実施形態の送風装置601によれば、案内部材5は、案内部材5を回転軸に沿う方向に平面視した場合に、スクロールケーシング2のノーズ部22と回転軸とを結ぶ線分L1に交差する場所を除く任意の範囲に設けられる。
According to the
遠心式のファン3を収容するスクロールケーシング2のノーズ部22近傍では、ファン3との距離が短いため、ファン3から吹き出された流れが衝突することでケーシングの内部の流れが乱れ、騒音増加をもたらすことが問題である。そこで送風装置601によれば、ノーズ部22付近でファン3から吹き出される流れは案内部材5によって案内されないため、径方向の流速ベクトルを大きくしないようにできる。また、前述したようにこの流れは、最大の流速ベクトルが吸込口20から離れた反対側に偏った流速分布になる。このような流速ベクトルの形成によれば、ノーズ部22付近でファン3から吹き出される流れがノーズ部22に強くまたは広範囲に衝突することを軽減することができる。一方、案内部材5が存在する場所では、下流方向に向けて吸込口20側に延びる側壁52を沿うように空気が流れるため、ノーズ部22付近の流れと比較して、吸込口20寄りの速度分布、例えば径方向の流速ベクトルが大きくなる。したがって、送風装置601によれば、ノーズ部22に衝突する流れを抑制可能な送風装置を提供することができ、ファン効率の低下や騒音増加を抑制できる。
In the vicinity of the
(第8実施形態)
第8実施形態では、第7実施形態の他の形態である送風装置701について図18及び図19を参照して説明する。送風装置701は、第7実施形態の送風装置601に対して、案内部材105の形状が相違する。第8実施形態において、第1及び第7実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、前述の実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第8実施形態では、前述の実施形態と異なる部分のみ説明する。
(Eighth embodiment)
In the eighth embodiment, a
図18及び図19に示すように、送風装置601は、回転軸の周りの周方向に延びるとともに下流方向に向けて吸込口20側に延びる側壁152を有し、吸込口20の内側に設けられる案内部材105を備える。案内部材105は、ファン3の吸引力によって、側壁152を沿うように流れる空気をファン3の吸込部34に案内する機能を有する。
As shown in FIGS. 18 and 19, the
案内部材105は、案内部材105を回転軸に沿う方向に平面視した場合に、案内部材5と同様に、扇状である側壁152における周方向の一端部153と他端部154との間に線分L1が介在するように、設けられている。案内部材105は、周方向の一端部153において、下流端51の方が上流端50よりもファン3の回転方向Rに進んだ位置となる形状に形成されている。さらに、案内部材105における周方向の他端部154は、下流端51の方が上流端50よりもファン3の回転方向Rに進んだ位置となる形状に形成されている。
When the
第8実施形態の送風装置701によれば、側壁152の内壁面に沿うように内側通路124を流れる空気は、回転方向Rに進みながら上流端50から下流端51に向かって流下する。このとき、側壁152が周方向の一端部153や他端部154において上流端50から下流端51に向けて回転方向R進行するように延びる形状であるため、空気を一端部153や他端部154に長く沿わせることができる。これにより、送風装置701は、案内部材105に沿って流れる空気の剥離を抑制する効果を高めることができる。
According to the
(他の実施形態)
以上、開示された発明の好ましい実施形態について説明したが、開示された発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、開示された発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。開示された発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the disclosed invention have been described above, but the disclosed invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. The structure of the said embodiment is an illustration to the last, Comprising: The technical scope of the disclosed invention is not limited to the range of these description. The technical scope of the disclosed invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the scope of claims.
前述の第2実施形態、第3実施形態において、整流板部140には、その表面に凸部140a及び凹部140bが形成されているが、凸部140a及び凹部140bのいずれか一方が形成されている形態であっても剥離抑制手段としての前述の効果を奏する。
In the second and third embodiments described above, the rectifying
前述の第2実施形態、第4実施形態において、筒状部141には、その表面に凸部141a及び凹部141bが形成されているが、凸部141a及び凹部141bのいずれか一方が形成されている形態であっても剥離抑制手段としての前述の効果を奏する。
In the second embodiment and the fourth embodiment described above, the
2…スクロールケーシング(ファンケーシング)、 3…ファン
4…吸込導管、 20…吸込口
23…吹出口、 24…内側通路、 25…外側通路
30…モータシャフト(回転軸)、 34…吸込部
40,140,540…整流板部(剥離抑制手段)
440…凹凸形状(剥離抑制手段)
DESCRIPTION OF
440 ... Uneven shape (peeling suppression means)
Claims (9)
前記ファンの吸込部(34)に対応する吸込口(20)と前記ファンの遠心方向に吹き出された流体が吹き出される吹出口(23)とが設けられ、前記ファンを収容するファンケーシング(2)と、
前記吸込口の内側に設けられる管であって、前記ファンケーシングの内部に吸い込まれる流体を、当該管の内部を流れる内側通路(24)と、当該管と前記吸込口との間を流れる外側通路(25)とに分ける吸込導管(4)と、
を備え、
前記吸込導管は、流体が吸い込まれる上流端部に、前記吸込導管の内周壁面に沿って流れる流体流れの剥離を抑える剥離抑制手段(40;140;440;540)を備えることを特徴とする送風装置。 A centrifugal fan (3) that sucks fluid along the rotation axis (30) and blows it in the centrifugal direction;
A fan casing (2) which is provided with a suction port (20) corresponding to the suction portion (34) of the fan and a blowout port (23) through which the fluid blown in the centrifugal direction of the fan is blown out. )When,
A pipe provided inside the suction port, wherein the fluid sucked into the fan casing is an inner passage (24) flowing through the pipe and an outer passage flowing between the pipe and the suction port. A suction conduit (4) divided into (25);
With
The suction conduit is provided with a separation suppressing means (40; 140; 440; 540) for suppressing separation of a fluid flow flowing along an inner peripheral wall surface of the suction conduit at an upstream end portion where fluid is sucked. Blower device.
前記ファンの吸込部(34)に対応する吸込口(20)と前記ファンの遠心方向に吹き出された流体が吹き出される吹出口(23)とが設けられ、前記ファンの周囲を渦巻き状に取り囲む側壁(21)を有して前記ファンを収容するスクロールケーシング(2)と、
前記回転軸の周りの周方向に延びるとともに下流方向に向けて前記吸込口側に延びる側壁(52)を有して前記吸込口の内側に設けられる部材であって、沿うように流れる前記流体を前記ファンの前記吸込部に案内する案内部材(5;105)と、
を備え、
前記案内部材は、前記案内部材を前記回転軸に沿う方向に平面視した場合に、前記スクロールケーシングの前記側壁における前記渦巻き状の起点であるノーズ部(22)と前記回転軸とを結ぶ線分(L1)に交差する場所を除く任意の範囲に設けられることを特徴とする送風装置。 A centrifugal fan (3) that sucks fluid along the rotation axis (30) and blows it in the centrifugal direction;
A suction port (20) corresponding to the suction portion (34) of the fan and a blowout port (23) through which the fluid blown in the centrifugal direction of the fan is provided, and surrounds the fan in a spiral shape. A scroll casing (2) having a side wall (21) for accommodating the fan;
A member that is provided on the inner side of the suction port with a side wall (52) extending in the circumferential direction around the rotation axis and extending in the downstream direction toward the suction port side. A guide member (5; 105) for guiding the suction portion of the fan;
With
When the guide member is viewed in plan in the direction along the rotation axis, the guide member is a line segment connecting the nose portion (22) that is the spiral starting point on the side wall of the scroll casing and the rotation shaft. A blower characterized by being provided in an arbitrary range excluding a place intersecting (L1).
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