JP2019044629A - 遠心式送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心式送風機における送風抵抗の増加を抑制しつつ送風音の低減を図る。【解決手段】遠心式送風機１０において、ケーシング１８に形成された渦巻状の通路部１６が、ファン１４側となる内周壁４０、該内周壁４０の外周側に形成される外周壁４２、前記ファン１４の軸方向に設けられた上壁部４４及び下壁部４６とから構成される。この内周壁４０、外周壁４２、上壁部４４及び下壁部４６の内面には、例えば、シボ加工によって不規則な凹凸状に形成された粗面４８が設けられる。そして、凹凸状の粗面４８によって通路部１６を流れる空気に乱流を生じさせることで、流れが整流され送風抵抗の増加を抑制しつつ送風音が低減される。【選択図】図２

Description

本発明は遠心式送風機に関し、一層詳細には、車両に搭載される空調装置に使用する遠心式送風機に関する。

従来から、複数の羽根を有した羽根車と、該羽根車を回転させるモータと、前記羽根車を囲繞するケーシングとを有した遠心式送風機が知られている。このような遠心式送風機では、例えば、特許文献１に開示されるように、渦巻状に形成されたケーシングの内面に対して複数の突起が設けられると共に、周方向に沿った周壁には複数の突条を設けることで、前記ケーシングを空気が流れる際のエネルギ損失を低減させ、それに伴って送風音の低減を図っている。この突条は、羽根車の軸線に対して平行となるように延在し、周壁の内面から突出すると共に互いに等間隔離間するように形成されている。

特開２００２−５０９０号公報

しかしながら、上述した特許文献１に係る遠心式送風機では、エネルギ損失の抑制に伴う送風音の低減が可能となるものの、ケーシングの内面から突出するように設けられた突条及び突起が、ケーシング内を流れる空気の抵抗となり送風抵抗が増加してしまうという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、送風抵抗の増加を抑制しつつ送風音を低減することが可能な遠心式送風機を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、ケーシングと、ケーシングの内部に収納され軸方向に吸入した空気を径方向へ送風するファンとを有し、ケーシングに、軸方向一端側に開口した空気取入口と、ファンの外周側に形成される渦巻状のスクロール通路とを有した遠心式送風機において、
スクロール通路の内部に粗面が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、遠心式送風機を構成するケーシングには、ファンの外周側に渦巻状のスクロール通路が形成され、このスクロール通路の内部に粗面が形成されている。従って、ケーシングの内面から突出した突起や突条を設けていた従来技術に係る遠心式送風機と比較し、粗面ではスクロール通路からの突出量が僅かであるため、スクロール通路に空気が流れる際の送風抵抗を低減できると同時に、粗面の凹凸によって乱流を発生させ整流することで空気が流れる際の送風音を低減することができる。

また、粗面の表面粗さを、Ｒｚ１００〜２００μｍの範囲内とするとよい。

さらに、粗面を、シボ加工された面とするとよい。

さらにまた、粗面を、不規則に凹凸の配置された凹凸面とするとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、遠心式送風機のケーシングに、ファンの外周側に形成されるスクロール通路の内部に粗面を形成することで、ケーシングの内面から突出した突起や突条を設けていた従来技術に係る遠心式送風機と比較し、スクロール通路からの突出量が僅かであるため、スクロール通路における空気に対する送風抵抗を低減しつつ、粗面の凹凸によって乱流を発生させ整流することで送風音の低減を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る遠心式送風機の全体断面図である。 図１に示す遠心式送風機の平面断面図である。

本発明に係る遠心式送風機について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る遠心式送風機を示す。

この遠心式送風機１０は、図１及び図２に示されるように、モータ等からなる駆動源１２と、該駆動源１２の駆動作用下に回転するファン１４と、該ファン１４を収納すると共に渦巻状の通路部（スクロール通路）１６を有したケーシング１８とを含む。

駆動源１２は、例えば、ケーシング１８の略中央下部に設けられ、その回転軸２０が前記ケーシング１８内へ突出するように固定されている。そして、回転軸２０は、ファン１４の中心部に対して連結され、駆動源１２への通電作用下に一体的に回転する。

ファン１４は、ケーシング１８の略中央に収納され、周方向に沿って等間隔離間した複数のブレード２２と、前記ブレード２２の上端部に設けられた環状のシュラウド２４と、前記ブレード２２の下端部に接続されたボス部２６とを備える。

ブレード２２は、断面湾曲状に形成され鉛直方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に所定長さで延在すると共に、周方向に沿って互いに等間隔離間するように複数設けられている。そして、ブレード２２の上端部にはシュラウド２４が結合され、下端部にはボス部２６が結合されることで、略円筒状のファン１４が構成される。

そして、ファン１４は、中心から外周側に向かい且つ下方（矢印Ａ方向）へ向かって傾斜したボス部２６の中心が駆動源１２の回転軸２０と連結されることで一体的に回転し、前記ファン１４の内側に取り込まれた空気が前記ボス部２６に沿って下方（矢印Ａ方向）且つ外周側へと導かれた後、各ブレード２２の間を通じて外周側へと送出される。

ケーシング１８は、例えば、略中央部に形成されファン１４の収納されるケース本体２８と、該ケース本体２８の外周側を旋回するように渦巻状に形成された通路部１６と、前記ケース本体２８の略中央下部に設けられ駆動源１２の収納されるホルダ３０とを含む。

ケース本体２８は、その内部にファン１４が収納され、軸方向に沿った上端部中央には空気取入口３２が開口している。この空気取入口３２は、例えば、略円形状に開口し、ケーシング１８の内部と外部とを連通させると共に、外周部には内側に向かって折り返されたベルマウス３４が形成される。

通路部１６は、例えば、断面矩形状に形成され、半径内方向となる内周壁（内面）４０にはケース本体２８の中央と連通する連通路３６を有し、一方、内周壁４０の外側に臨む外周壁（内面）４２は、巻き始めから巻き終わりに向かって徐々にケース本体２８から離間するように半径外方向へと対数螺旋状に形成される。また、通路部１６は、その巻き始めから巻き終わりに向かって下壁部４６が徐々に下方（図１中、矢印Ａ方向）へと傾斜するように形成されることで、前記巻き終わり側に向かって徐々に通路断面積が大きくなる。

そして、通路部１６の巻き終わりには、該巻き終わりから接線方向に向かって直線状に延在し端部の開口した吐出部３８（図２参照）が形成される。

また、通路部１６を構成する内周壁４０、外周壁４２、上壁部（内面）４４及び下壁部（内面）４６には、凹凸状の粗面４８が形成される。この粗面４８は、例えば、シボ加工によって不規則な凹凸状に形成され、その表面粗さが、Ｒｚ１００〜２００μｍの範囲内となるように形成される。

この粗面４８は、例えば、通路部１６を含むケーシング１８を金型から成形する際、この金型に設けられた凹凸状のシボによって形成するようにしてもよいし、エッチングによる化学処理によって形成するようにしてもよいし、砂等の研磨剤を吹き付けるサンドブラスト等によって形成するようにしてもよい。すなわち、通路部１６の内面に凹凸状の粗面４８を形成可能な方法であれば、特に形成方法は限定されるものではない。

また、粗面４８は、通路部１６を構成する内周壁４０、外周壁４２、上壁部４４及び下壁部４６の全てに形成される場合に限定されるものではなく、前記内周壁４０、外周壁４２、上壁部４４及び下壁部４６の少なくともいずれか１つに形成されていてもよいし、前記内周壁４０、外周壁４２、上壁部４４及び下壁部４６の全面ではなく一部のみに形成されていてもよい。

本発明の実施の形態に係る遠心式送風機１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、図示しないコントローラからの制御信号に基づき駆動源１２が駆動し、この駆動源１２の駆動作用下にファン１４が回転することで、ケーシング１８の上方に開口した空気取入口３２から前記ファン１４の内側へと空気が吸い込まれる。

そして、ファン１４の内側へと取り込まれた空気がボス部２６に沿って下方且つ外周側へと導かれた後、複数のブレード２２の間を通過して外周側の通路部１６へと送出される。この通路部１６内へと送出された空気は、通路部１６に沿って反時計回り（図２中、矢印Ｃ方向）へと流れ、巻き終わり側まで到達した後、吐出部３８を通じて外部へと導出される。

この際、通路部１６を流れる空気は、その内部に形成された粗面４８の凹凸によって表面の境界層が乱され層流から乱流へと遷移することで、前記通路部１６における圧力抵抗が減少することとなる。その結果、通路部１６から吐出部３８まで流れる空気の流れが粗面４８によって好適に整流される。

以上のように、本実施の形態では、遠心式送風機１０を構成するケーシング１８において、通路部１６における内周壁４０、外周壁４２、上壁部４４及び下壁部４６の内側に凹凸状の粗面４８を形成している。これにより、通路部１６に沿って流れる空気に対し、粗面４８の凹凸によって意図的に乱流を発生させ整流することで送風音の低減を図ることが可能となる。

また、通路部１６の粗面４８を、例えば、シボ加工等によって凹凸状とすることで、ケーシング１８の内面から突出した突起や突条を設けていた従来技術に係る遠心式送風機と比較し、前記ケーシング１８からの突出量を僅かとすることができるため、前記通路部１６を流れる空気の送風抵抗を低減でき、送風量の低下を招くことなく送風音の低減が可能となる。

さらに、通路部１６に粗面４８を形成するという簡素な構成で送風音の低減を実現可能であるため、例えば、送風音の低減を目的として別部材を設けたりする場合と比較し、遠心式送風機１０を小型化できると共に重量や部品点数の増加を防止することで軽量化を図ることができる。

さらにまた、粗面４８の表面粗さをＲｚ１００〜２００μｍの範囲内となるように設定することで、通路部１６を通じて吐出部３８から吐出される空気の送風音を好適に低減可能となる。詳細には、例えば、２００〜３００Ｈｚの範囲となる低周波領域の送風音を効果的に低減することができる。なお、この表面粗さの下限値及び上限値は、通路部１６を流れて吐出部３８から吐出される送風音の低減効果が得られる範囲となるように設定される。

またさらに、粗面４８をシボ加工によって形成された不規則な凹凸を有した凹凸状の面とすることで、通路部１６を流れる空気が凹凸と接触した際に不規則な乱流を発生させることができ、複数の突起及び突条が等間隔で規則的に形成されている従来技術の遠心式送風機と比較し、送風音のさらなる低減を図ることが可能となる。

なお、本発明に係る遠心式送風機は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…遠心式送風機 １２…駆動源
１４…ファン １６…通路部
１８…ケーシング ３８…吐出部
４０…内周壁 ４２…外周壁
４４…上壁部 ４６…下壁部
４８…粗面

Claims (4)

1. ケーシングと、該ケーシングの内部に収納され軸方向に吸入した空気を径方向へ送風するファンとを有し、前記ケーシングに、軸方向一端側に開口した空気取入口と、前記ファンの外周側に形成される渦巻状のスクロール通路とを有した遠心式送風機において、
   前記スクロール通路の内部に粗面が形成されることを特徴とする遠心式送風機。
2. 請求項１記載の遠心式送風機において、
   前記粗面の表面粗さは、Ｒｚ１００〜２００μｍの範囲内であることを特徴とする遠心式送風機。
3. 請求項１又は２記載の遠心式送風機において、
   前記粗面は、シボ加工された面であることを特徴とする遠心式送風機。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の遠心式送風機において、
   前記粗面は、不規則に凹凸の配置された凹凸面であることを特徴とする遠心式送風機。

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