JP2018145883A - 送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】渦巻通風路の始端側における空気の流速の増大を抑制することで静音性を向上させることのできる送風機を提供する。
【解決手段】外周板３３における渦巻通風路３６の始端側に対応する部分は、第２側板３２側が第１側板３１側よりも羽根車１０の径方向外側に位置している。これにより、渦巻通風路３６の始端側において第２側板３２側を流通する空気の流速の増加を抑制することができるので、渦巻通風路３６の始端側における音の発生を抑制することが可能となり、静音性を向上させることが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、車両用空気調和装置に用いられる送風機に関するものである。

従来、この種の送風機としては、筒状の羽根車と、内部に収容された羽根車の径方向外側に渦巻通風路が形成されたケーシングと、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ケーシングは、羽根車の軸方向一端側に設けられた第１側板と、軸方向他端側に設けられ空気の吸入口が形成された第２側板と、羽根車の径方向外側に設けられた外周板と、を有し、第１側板と第２側板との間、且つ、羽根車の外周部と外周板との間の空間が渦巻通風路となる。

前記送風機では、渦巻通風路を流通する空気が終端部から再び始端側に流入する循環流が発生する。また、前記送風機では、渦巻通風路の径方向の幅寸法が、羽根車の軸方向にわたって略同一に形成されるとともに、始端部から終端部に向かって徐々に大きく形成されている。このため、渦巻通風路を流通する循環流は、終端部を通過して始端側を流通する際に流速が速くなる。

また、前記送風機は、第１側板を下方に向けて第２側板を上方に向けた姿勢で用いた場合に、雨水等の水が吸入口を介してケーシング内に流入すると、ケーシングの第１側板側に溜まることになる。前記送風機では、ケーシング内に溜まった水が低外気温の環境下で凍った場合に、ケーシング内に生じた氷によって羽根車の回転が妨げられることのないように、羽根車の下端と第１側板との間に所定の隙間を形成している。

特開２０１６−２０６５８号公報

前記送風機では、吸入口から渦巻通風路に流入した空気が、羽根車の下端側と第１側板との間にも流通することになる。このため、前記送風機では、渦巻通風路の始端側において、第１側板側を流通する空気の流速よりも第２側板側を流通する空気の流速が速くなることが考えられる。このため、渦巻通風路の始端側においては、第１側板側に対して空気の流速が速くなる第２側板側において音が発生しやすく、騒音の原因となり得る。

本発明の目的とするところは、渦巻通風路の始端側における空気の流速の増大を抑制することで静音性を向上させることのできる送風機を提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために、筒状の羽根車と、羽根車が内部に収容され、内部に収容された羽根車の径方向外側に渦巻通風路が形成されたケーシングと、を備え、ケーシングは、羽根車の軸方向一端側に設けられた第１側板と、軸方向他端側に設けられ空気の吸入口が形成された第２側板と、羽根車の径方向外側に設けられた外周板と、を有し、渦巻通風路の始端側における羽根車の外周部と外周板との隙間は、羽根車の軸方向における第１側板側よりも第２側板側が大きく形成されている。

これにより、渦巻通風路の始端側において第１側板側よりも第２側板側の幅寸法が大きく形成されることから、第２側板側を流通する空気の流速の増加が抑制される。

本発明によれば、渦巻通風路の始端側において第２側板側を流通する空気の流速の増加を抑制することができるので、渦巻通風路の始端側における音の発生を抑制することが可能となり、静音性を向上させることが可能となる。

本発明の一実施形態を示す送風機の全体斜視図である。 送風機の平面図である。 送風機の平面断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図２のＣ−Ｃ断面図である。 本発明の他の実施形態を示す要部断面図である。

図１乃至図６は、本発明の一実施形態を示すものである。

本発明の送風機１は、図１に示すように、遠心式の送風機であり、例えば、車両用空気調和装置の送風手段として用いられる。

この送風機１は、図４に示すように、円筒状に形成された羽根車１０と、羽根車１０を回転させるための電動モータ２０と、羽根車１０が内部に収容されるケーシング３０と、を備えている。

羽根車１０は、図４に示すように、互いに周方向に所定の間隔をおいて配置されると共にそれぞれ円筒状の軸方向に延びる複数の翼１１と、軸方向一端側に設けられた基板１２と、軸方向他端側に設けられたリム１３と、を有している。

複数の翼１１は、それぞれ径方向内側から外側に向かって延びるように配置されている。複数の翼１１は、それぞれ径方向外側が径方向内側に対して周方向の一方に向かって湾曲している。

基板１２は、外周側に複数の翼１１の一端部が互いに周方向に間隔をおいて連結された円板状の部材である。基板１２は、各翼１１の一端部が連結された外周部の径方向内側から中心部に向かって徐々に軸方向他端側に張り出す張出部１２ａを有している。張出部１２ａの軸方向一端面には、外周側に対して径方向中心に向かって徐々に軸方向他端側に向かって窪む凹部が形成されている。

リム１３は、複数の翼１１の他端部が互いに周方向に間隔をおいて連結された円筒状の部材である。

羽根車１０は、径方向の中心を回転軸として周方向一方に回転させると、軸方向他端側から内側に空気が流入し、各翼１１の隙間から径方向外側に向かって放射状に空気を流出させる。

電動モータ２０は、図４に示すように、羽根車１０の軸方向一端側において、基板１２の軸方向一端面の凹部に配置される。電動モータ２０は、回転軸２１が基板１２の径方向の中心部に連結されており、翼１１の湾曲している方向である周方向一方に向かって羽根車１０を回転させる。

ケーシング３０は、図４に示すように、羽根車１０の軸方向一端側に設けられた第１側板３１と、羽根車１０の軸方向他端側に設けられた第２側板３２と、第１側板３１と第２側板３２のそれぞれの外周部の間を羽根車１０の周方向に延びる外周板３３と、を有している。

第１側板３１の略中央部には、電動モータ２０を貫通させた状態で支持するためのモータ支持孔３１ａが設けられている。

第２側板３２の略中央部には、ケーシング３０内に空気を吸入するための吸入口３４が設けられている。また、第２側板３２の吸入口３４の縁部には、羽根車１０のリム１３の軸方向他端側、径方向内面側及び外面側を囲むカバー部３２ａが設けられている。

外周板３３は、図３に示すように、羽根車１０の回転軸から離れた所定の基準位置から羽根車１０の回転方向に向かって羽根車１０の回転軸からの距離が徐々に大きくなる渦巻状の渦巻部３３ａと、渦巻部３３ａの径方向外側の端部から直線状に延びる直線部３３ｂと、渦巻部３３ａの径方向内側の端部から所定の曲率半径で、渦巻部３３ａと反対方向に湾曲して延びる舌部３３ｃと、舌部３３ｃから連続して直線部３３ｂと間隔をおいて延びる延出部３３ｄと、を有している。

また、ケーシング３０には、図３に示すように、吸入口３４を介してケーシング３０内に吸入した空気を吐出するための吐出口３５が設けられている。吐出口３５は、第１側板３１、第２側板３２、直線部３３ｂ、延出部３３ｄに囲まれる部分の端部に形成されている。

ケーシング３０内には、図３及び図４に示すように、吸入口３４から流入した空気を羽根車１０の外周側を羽根車１０の回転方向に流通させるための渦巻通風路３６と、渦巻通風路３６の終端部と吐出口３５とを連通する吐出通風路３７と、が設けられている。

渦巻通風路３６は、第１側板３１と第２側板３２との間、且つ、羽根車１０の外周部と外周板３３の渦巻部３３ａ及び直線部３３ｂにおける渦巻部３３ａ側に位置する部分との間に設けられている。渦巻通風路３６は、図３に示すように、始端部から終端部に向かって径方向に通風路の幅寸法が徐々に大きくなる。

吐出通風路３７は、第１側板３１と第２側板３２との間で、且つ、直線部３３ｂにおける吐出口３５側に位置する部分と延出部３３ｄとの間に設けられている。吐出通風路３７は、図３に示すように、渦巻通風路３６の終端部から吐出口３５に向かって径方向に通風路の幅寸法が徐々に大きくなる。また、吐出通風路３７は、舌部３３ｃによって渦巻通風路３６の始端側と仕切られている。

ここで、渦巻通風路３６の始端側における羽根車１０の外周部と外周板３３との隙間の間隔は、図４に示すように、羽根車１０の軸方向における第１側板３１側の間隔Ｄ１に対して第２側板３２側の間隔Ｄ２が大きく形成されている。具体的には、外周板３３における渦巻通風路３６の始端側を形成する部分において、第２側板３２側が第１側板３１側に対して羽根車１０対応の径方向外側に位置している。

外周板３３における渦巻通風路３６の始端側を形成する部分の第２側板３２側には、図４に示すように、第１側板３１側に対して径方向外側に張り出す拡径部３３ｅが形成されている。拡径部３３ｅは、外周板３３における羽根車１０の軸方向の略中央部に対応する位置と第２側板３２との間に設けられている。また、拡径部３３ｅは、図３に示すように、舌部３３ｃ及び、羽根車１０の回転軸を中心として、渦巻部３３ａ径方向内側の端部の位置Ｓから羽根車１０の回転方向に向かって第１所定角度θ１の範囲内に設けられている。ここでは、第１所定角度θ１は、１２０度であることが望ましい。拡径部３３ｅは、図４乃至図６に示すように、渦巻通風路３６の始端部における張り出し寸法が最大であり、周方向の両端部に向かって張り出し寸法が徐々に小さくなり外周板３３の他の部分と面一となる。

また、拡径部３３ｅは、羽根車１０の軸方向において、第１側板３１側の部分から径方向外側に向かって延びる段差部３３ｆと、段差部３３ｆの径方向外側の端部から羽根車１０の軸方向に延びる底部３３ｇと、を有している。

段差部３３ｆは、図４に示すように、羽根車１０の軸方向に対して第２所定角度θ２の角度を成すように、第１側板３１側から第２側板３２側且つ径方向外側に向かって斜めに延びている。第２所定角度θ２は、３０度から６０度の範囲内であることが望ましい。

以上のように構成された送風機１では、電動モータ２０を駆動して羽根車１０を周方向一方に回転させると、ケーシング３０外の空気は、第２側板３２に設けられた吸入口３４を介してケーシング３０内に吸入される。吸入口３４を介してケーシング３０内に吸入された空気は、羽根車１０の軸方向他端側から内側に流入し、羽根車１０の外周部から放射状に流出される。羽根車１０の外周部から放射状に流出した空気は、ケーシング３０の渦巻通風路３６及び吐出通風路３７を流通して吐出口３５から吐出されるとともに、一部の空気が循環流として渦巻通風路３６の始端側に流入する。

このとき、循環流は、渦巻通風路３６において最も幅寸法が小さい始端部を通過することによって流速が大きくなる。

渦巻通風路３６の始端側における第１側板３１側では、渦巻通風路３６を流通する空気の一部が、羽根車１０と第１側板３１との間の空間を通過するため、空気の流速の増大が抑制される。

一方、渦巻通風路３６の始端側における第２側板３２側では、第２側板３２に吸入口３４が形成されているため、羽根車１０と第２側板３２との間に空気が流通可能な空間は小さい。このため、渦巻通風路３６の始端側における第２側板３２側では、羽根車１０の外周部と外周板３３との間をほぼ全ての空気が流通することになる。しかし、渦巻通風路３６の始端側における第２側板３２側では、羽根車１０と外周板３３との隙間の間隔Ｄ２が、拡径部３３ｅによって第１側板３１側の間隔Ｄ１よりも大きく形成されていることから、空気の流速の増大が抑制される。

このように、本実施形態の送風機によれば、渦巻通風路３６の始端側における羽根車１０の外周部と外周板３３との隙間の間隔は、羽根車１０の軸方向における第１側板３１側の間隔Ｄ１よりも第２側板３２側の間隔Ｄ２が大きく形成されている。

これにより、渦巻通風路３６の始端側において第２側板３２側を流通する空気の流速の増大を抑制することができるので、渦巻通風路３６の始端側における音の発生を抑制することが可能となり、静音性を向上させることが可能となる。

また、外周板３３における渦巻通風路３６の始端側を形成する部分は、第２側板３２側が第１側板３１側よりも羽根車１０の径方向外側に位置している。

これにより、羽根車１０の形状を変更することなく、羽根車１０の外周部と外周板３３との隙間の間隔を羽根車１０の軸方向で変更することが可能となり、他の送風機で使用される羽根車を本発明の送風機１に利用することができるので、羽根車の汎用性を高めることが可能となる。

また、外周板３３における渦巻通風路３６の始端側を形成する部分の第２側板３２側には、第１側板３１側に対して径方向外側に張り出す拡径部３３ｅが形成されている。

これにより、渦巻通風路３６の始端側において第２側板３２側を流通する空気の一部を拡径部３３ｅに流入させることで確実に流速を低下させることができるので、渦巻通風路３６の始端側における音の発生をより抑制することが可能となる。

また、拡径部３３ｅは、外周板３３における軸方向に隣り合う第１側板３１側から径方向外側に延びる段差部３３ｆを有し、段差部３３ｆは、第１側板３１側から第２側板３２側に向かって斜めに延びている。

これにより、渦巻通風路３６の始端側を流通する空気の流れが段差部３３ｆによって乱され難くなるので、静音性能の低下及び送風効率の低下を抑制することができる。

また、拡径部３３ｅは、段差部３３ｆの径方向外側の端部から羽根車１０の軸方向に延びる底部３３ｇを有している。

これにより、渦巻通風路３６の始端側において第２側板３２側の空気が流通する空間を大きくすることが可能となり、渦巻通風路３６の終端部から始端部に流入する循環流の流速の増大を抑制することが可能となる。

また、拡径部３３ｅは、羽根車１０の軸を中心として、渦巻通風路３６の始端部から終端部に向かって１２０度の範囲内に設けられている。

これにより、渦巻通風路３６の幅寸法が小さい部分のみに拡径部３３ｅを形成することで、送風機１の大型化を抑制するとともに、拡径部３３ｅに起因する空気の流れの乱れの発生量を低減することが可能となる。

また、段差部３３ｆは、外周板３３における羽根車１０の軸方向の略中央部に対応する位置と第２側板３２との間に設けられている。

これにより、拡径部３３ｅを羽根車１０の軸方向の全体にわたって設ける場合と比較して循環流の流量が増大することはないので、静音性能の低下及び送風効率の低下を抑制することが可能となる。

尚、前記実施形態では、車両用空気調和装置の送付手段以外に、建築物の室内の空気調和装置や、換気装置等の送風手段に適用することも可能である。

また、前記実施形態では、外周板３３の第２側板３２側を径方向外側に張り出させることで、渦巻通風路３６の始端側における羽根車１０の外周部と外周板３３との隙間を、第１側板３１側の間隔Ｄ１よりも第２側板側の間隔Ｄ２を大きく形成したものを示したが、これに限られるものではない。渦巻通風路の始端側における羽根車の外周部と外周板との隙間を、第１側板側よりも第２側板側を大きくすることが可能であれば、外周板に拡径部３３ｅを形成することなく、羽根車１０の軸方向一端側の外周部の径方向寸法に対して軸方向他端側の外周部の径方向寸法を小さくするようにしても、前記実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

また、前記実施形態では、外周板３３の第２側板３２側に拡径部３３ｅを形成することで、渦巻通風路３６の始端側における羽根車１０の外周部と外周板３３との隙間を、第１側板３１側の間隔Ｄ１よりも第２側板側の間隔Ｄ２を大きく形成したものを示したが、これに限られるものではない。例えば、図７（ａ）に示すように、外周板３３を第１側板３１側から第２側板３２側に向かって徐々に径方向外側に張り出させるようにしてもよい。また、図７（ｂ）に示すように、外周板３３を第１側板３１側から第２側板３２側に向かって徐々に張り出させるとともに、第２側板３２側を羽根車１０の軸方向に延びるように形成し、渦巻通風路３６の始端側の第２側板３２側の空間を大きく確保するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、斜めに延びる段差部３３ｆを有する拡径部３３ｅを示したが、これに限られるものではない。例えば、図７（ｃ）に示すように、段差部を径方向に延びるように形成し、渦巻通風路３６の始端側の第２側板３２側の空間を大きく確保するようにしてもよい。また、図７（ｄ）に示すように、斜めに延びる段差部によって拡径部を形成してもよい。

１…送風機、１０…羽根車、３０…ケーシング、３１…第１側板、３２…第２側板、３３…外周板、３３ｅ…拡径部、３３ｆ…段差部、３３ｇ…底部、３４…吸入口、３６…渦巻通風路。

Claims (7)

1. 筒状の羽根車と、
   羽根車が内部に収容され、内部に収容された羽根車の径方向外側に渦巻通風路が形成されたケーシングと、を備え、
   ケーシングは、羽根車の軸方向一端側に設けられた第１側板と、軸方向他端側に設けられ空気の吸入口が形成された第２側板と、羽根車の径方向外側に設けられた外周板と、を有し、
   渦巻通風路の始端側における羽根車の外周部と外周板との隙間は、軸方向における第１側板側よりも第２側板側が大きく形成されている
   送風機。
2. 外周板における渦巻通風路の始端側を形成する部分は、第２側板側が第１側板側よりも径方向外側に位置している
   請求項１に記載の送風機。
3. 外周板における渦巻通風路の始端側を形成する部分の第２側板側には、第１側板側に対して径方向外側に張り出す拡径部が形成されている
   請求項１または２に記載の送風機。
4. 拡径部は、外周板における軸方向に隣り合う第１側板側から径方向外側に延びる段差部を有し、
   段差部は、第１側板側から第２側板側に向かって斜めに延びている
   請求項３に記載の送風機。
5. 拡径部は、段差部の径方向外側の端部から軸方向に延びる底部を有している
   請求項４に記載の送風機。
6. 拡径部は、羽根車の軸を中心として、渦巻通風路の始端部から終端部に向かって１２０度の範囲内に設けられている
   請求項３乃至５のいずれかに記載の送風機。
7. 拡径部は、外周板における羽根車の軸方向の略中央部に対応する位置と第２側板との間に設けられている
   請求項３乃至６のいずれかに記載の送風機。