JP2019203418A - 送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】渦巻通風路を流通する空気の圧力損失の増大を抑制すると共に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の内周面には、羽根車１０の回転軸方向に凹凸が連続するとともに、羽根車１０が回転する方向に延びる凹凸部３８が形成され、凹凸部３８は、曲面形状の凹凸が回転軸方向に連続している。これにより、渦巻通風路３６における外周板３３に沿って流れる空気を、乱れを生じることなく凹凸部３８によって羽根車１０の回転する方向に案内することができるので、渦巻通風路３６を流通する空気の圧力損失の増大を抑制すると共に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、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設けられた渦巻通風路と、渦巻通風路の終端部から吐出口に向かって延びる吐出通風路と、を有するケーシングと、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記ケーシングは、羽根車の回転軸方向一端側に設けられた第１側板と、回転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、を有している。

前記送風機では、送風機の駆動時における騒音を低減するために、外周板の内周面に、それぞれ羽根車の回転する方向に延びる、羽根車の回転軸方向に複数のリブまたは溝を形成している。

特開２０１０−２２９８７１号公報

前記送風機では、リブまたは溝を形成した結果、リブの先端部または溝と溝の間の角部や、リブの基端部または溝の底部の隅部が、外周板の内周面に形成されることになる。このため、前記送風機では、渦巻通風路を流通する空気の流れが角部や隅部によって乱れることになり、圧力損失が大きくなることで送風効率が低下して羽根車を駆動させる電動モータの消費電力が増大するとともに、騒音の低減効果が不十分となる可能性がある。

本発明の目的とするところは、渦巻通風路を流通する空気の圧力損失の増大を抑制すると共に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。

本発明の送風機は、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設けられた渦巻通風路と、渦巻通風路の終端部から吐出口に向かって延びる吐出通風路と、を有するケーシングと、を備え、ケーシングは、羽根車の回転軸方向一端側に設けられた第１側板と、回転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、外周板の内周面には、羽根車の回転軸方向に凹凸が連続するとともに、羽根車が回転する方向に延びる凹凸部が形成され、凹凸部は、曲面形状の凹凸が回転軸方向に連続している。

これにより、凹凸部が曲面によって形成されることから、渦巻通風路における外周板に沿って流れる空気が、乱されることなく凹凸部に沿いながら羽根車の回転する方向に案内される。

本発明によれば、渦巻通風路における外周板に沿って流れる空気を、乱れを生じることなく凹凸部に沿いながら羽根車の回転する方向に案内することができるので、渦巻通風路を流通する空気の圧力損失の増大を抑制すると共に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１乃至図４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３及び図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、図３中に矢印で示すように、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、回転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の回転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、周方向一方に羽根車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の回転軸方向一端側に設けられた第１側板３１と、羽根車１０の回転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の回転軸方向他端側、径方向内側及び外側を囲むカバー部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Ｓ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の径方向内側に位置する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１及び図２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、図３及び図４に示すように、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に示すように、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に向かって径方向の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、外周板３３の渦巻部３３ａにおける渦巻通風路３６の始端側を形成する部分、及び、舌部３３ｃには、図３及び図４に示すように、羽根車１０の回転軸方向に凹凸が連続するとともに、羽根車１０が回転する方向に延びる凹凸部３８が形成されている。凹凸部３８は、例えば、波長が１０ｍｍ〜２０ｍｍの正弦波形状を有する曲面形状の凹凸が回転軸方向に連続している。また、凹凸部３８は、舌部３３ｃから、羽根車１０の回転軸を中心として渦巻部３３ａの径方向内側の端部Ｓから羽根車１０の回転方向に向かって所定角度θまでの範囲内に設けられている。ここで、所定角度θは、１２０度であることが望ましい。さらに、凹凸部３８は、舌部３３ｃの中央部ないしは端部Ｓ付近において、凹凸の山と谷との高低差が例えば１０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲で最も大きく、渦巻部３３ａにおける端部Ｓから羽根車１０の回転方向に向かって徐々に高低差が小さくなる。また、凹凸部３８は、舌部３３ｃの中央部ないしは端部Ｓ付近から延出部３３ｄ側の端部に向かって徐々に高低差が小さくなる。

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、一部の空気が渦巻通風路３６の終端側から始端側に循環流として流入する。

このとき、舌部３３ｃ及び舌部３３ｃの近傍では、吐出口３５から吐出される空気や循環流が舌部３３ｃに接触することによって、空気の渦が発生する。舌部３３ｃ及び舌部３３ｃの近傍において発生した渦は、凹凸部３８によって羽根車１０の周方向に案内され、回転軸方向への移動が規制される。また、渦巻通風路３６の始端側において外周板３３に沿って流れる空気は、曲面形状に形成された凹凸部３８に沿って流れるため、乱れの発生が抑制される。

このように、本実施形態の送風機１によれば、外周板３３の内周面には、羽根車１０の回転軸方向に凹凸が連続するとともに、羽根車１０が回転する方向に延びる凹凸部３８が形成され、凹凸部３８は、曲面形状の凹凸が回転軸方向に連続している。

これにより、渦巻通風路３６における外周板３３に沿って流れる空気を、乱れを生じることなく凹凸部３８によって羽根車１０の回転する方向に案内することができるので、渦巻通風路３６を流通する空気の圧力損失の増大を抑制すると共に静音性を向上させることが可能となる。

また、凹凸部３８は、ケーシング３０内における渦巻通風路３６の始端側と吐出通風路３７とを仕切る舌部３３ｃから、羽根車１０の回転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度の位置までの範囲内に形成されている。

これにより、舌部３３ｃから渦巻通風路３６の始端部から終端部に向かって１２０度の位置までの範囲内における、回転軸方向の大きな空気の流れを効果的に周方向に向けて案内することができるので、渦巻通風路３６を流通する空気が凹凸部３８に接触することによる摩擦損失の増加を最小限として、舌部３３ｃ及び舌部３３ｃの近傍において発生する空気の渦を効果的に案内して騒音の発生を抑制することが可能となる。

また、凹凸部３８は、舌部３３ｃから渦巻通風路３６の終端部に向かって徐々に凹凸形状の高低差が小さくなる。

これにより、舌部３３ｃ及び舌部３３ｃの近傍において発生する空気の渦の影響が大きい部分において確実に空気の渦を案内し、圧力損失を増大させることなく騒音の発生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風手段以外に、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、正弦波形状を有する曲面形状の凹凸が羽根車１０の回転軸方向に連続する凹凸部３８を示したが、これに限られるものではない。凹凸部としては、曲面形状の凹凸が羽根車１０の回転軸方向に連続するものであれはよく、正弦波形状に限られない。また、凹凸部としては、外周板３３の内周面が曲面形状をなすように、外周板３３の内周面から突出するリブを形成してもよい。さらに、凹凸部としては、外周板３３の内周面が曲面形状をなすように、外周板３３の内周面から窪む溝を形成してもよい。

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、３３ａ…渦巻部、３３ｃ…舌部、３４…吸入口、３６…渦巻通風路、３８…凹凸部。

Claims (3)

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設けられた渦巻通風路と、渦巻通風路の終端部から吐出口に向かって延びる吐出通風路と、を有するケーシングと、を備え、
   ケーシングは、羽根車の回転軸方向一端側に設けられた第１側板と、回転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、
   外周板の内周面には、羽根車の回転軸方向に凹凸が連続するとともに、羽根車が回転する方向に延びる凹凸部が形成され、
   凹凸部は、曲面形状の凹凸が回転軸方向に連続している
   送風機。
2. 凹凸部は、ケーシング内における渦巻通風路の始端側と吐出通風路とを仕切る舌部から、羽根車の回転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度の位置までの範囲内に形成されている
   請求項１に記載の送風機。
3. 凹凸部は、舌部から渦巻通風路の終端部に向かって徐々に凹凸形状の高低差が小さくなる
   請求項１または２に記載の送風機。