JP2020020338A - 送風機 - Google Patents
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Abstract
【課題】渦巻通風路の終端側から始端側に流入する循環流の乱れを抑制することによって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】第1側板31における、渦巻通風路36の始端側及び終端側、渦巻通風路36の終端部から羽根車10の回転方向に延びて渦巻通風路36の始端部に接続される接続通風路38を形成する面は、徐々に高さが変化する傾斜面を接続することによって形成され、第1側板31における、渦巻通風路36の始端側及び終端側、接続通風路38を形成する面の径方向内側には、羽根車10の外周側を羽根車10の周方向に沿って延びるように設けられ、第2側板32側に向かって突出する突部31bが設けられている。【選択図】図3
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、を有している。渦巻通風路は、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に形成される。
渦巻通風路は、流速を低下させた空気を吐出口から流出させるために、始端側から終端側に向かって流路の断面積を徐々に大きくしている。
前記送風機では、渦巻通風路の始端側から終端側に向かって、羽根車の回転軸と外周板との距離を徐々に大きくするとともに、第1側板を羽根車の回転軸方向一方に徐々に張り出させることで、渦巻通風路の流路断面積を徐々に大きくしている。このため、前記送風機では、ケーシングの第1側板において、渦巻通風路の始端側と終端側との間で段差部が生じることになる。
前記送風機では、渦巻通風路を流通する空気が終端側から再び始端側に流入する循環流が発生する。前記送風機では、循環流が渦巻通風路の終端側から始端側に流入する際に、第1側板に沿って流通する空気の流れが段差部に衝突すると、空気の流れが第1側板から剥離することになり、渦巻通風路の始端側において空気の流れに乱れが生じることになる。前記送風機では、渦巻通風路の始端側における空気の流れに乱れが生じると、騒音の原因となり得る。
本発明の目的とするところは、渦巻通風路の終端側から始端側に流入する循環流の乱れを抑制することによって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、第1側板及び第2側板における、渦巻通風路の始端側及び終端側、渦巻通風路の終端部から羽根車の回転方向に延びて渦巻通風路の始端部に接続される接続通風路を形成する面は、それぞれ高さが一定の平坦面及び徐々に高さが変化する傾斜面の一方または両方を接続することによって形成され、第1側板における、渦巻通風路の始端側及び終端側、接続通風路を形成する面の径方向内側には、羽根車の外周側を羽根車の周方向に沿って延びるように設けられ、第2側板側に向かって突出する突部が設けられている。
これにより、第1側板及び第2側板における渦巻通風路の始端側及び終端側、接続通風路を形成する面が、段差を有しない平滑な面となることから、第1側板及び第2側板に沿って接続通風路を介して渦巻通風路の終端側から始端側に流入する循環流が、剥離することなく第1側板及び第2側板に沿って流通するとともに、渦巻通風路の終端側及び始端側、接続通風路の近傍において羽根車から流出する空気が、突部に沿って流通して渦巻通風路または接続流通路に流入し、空気の乱れが抑制される。
本発明によれば、第1側板及び第2側板に沿って接続通風路を介して渦巻通風路の終端側から始端側に流入する循環流を、第1側板及び第2側板から剥離させることなく第1側板及び第2側板に沿って流通させるとともに、渦巻通風路の終端側及び始端側、接続通風路の近傍において羽根車の外周部から流出する空気を、突部に沿って流通させて渦巻通風路または接続通風路に流入させることにより、空気の乱れの発生を抑制することができるので、音の発生を抑制することができ、静音性を向上させることが可能となる。
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4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2及び図3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、渦巻通風路36の終端部から羽根車10の回転方向に延びて渦巻通風路36の始端部に接続される接続通風路38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。
また、渦巻通風路36は、始端部と終端部との間で、羽根車10の回転軸方向の寸法Hが変化する。即ち、渦巻通風路36は、羽根車10の回転軸方向の寸法Hが、始端側及び終端側から、渦巻通風路36における始端部と終端部との間の所定位置Pまでそれぞれ徐々に小さく形成されている。渦巻通風路36における始端部と終端部との間の所定位置Pは、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の位置Sから羽根車10の回転方向に向かって所定角度θの位置である。所定角度θは、90度から150度の範囲内であることが望ましい。さらに、所定角度θは、略120度であることがより望ましい。
具体的には、渦巻通風路36は、平板状の第2側板32と、第2側板32との距離が徐々に変化する形状の第1側板31と、の間に形成されている。第1側板31は、渦巻通風路36における始端部と終端部に対応する部分が、略同一の高さに形成されている。また、第1側板31は、渦巻通風路36における始端部及び終端部に対応する部分から渦巻通風路36における始端部と終端部との間の所定位置Pに対応する部分まで徐々に第2側板32側へ張り出している。
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。
接続通風路38は、第1側板31と第2側板32との間、且つ、羽根車10の外周部と渦巻通風路36の終端側との間に設けられている。第1側板31における、接続通風路38に対応する面は、渦巻通風路36の始端側及び終端側と略同一の高さに形成されている。第1側板31における、接続通風路38に対応する面は、渦巻通風路36の始端側と面一に形成され、渦巻通風路36の終端部に対応する部分と、段差が形成されることなく同一の高さで接続されている。
また、第1側板31における、接続通風路38及び渦巻通風路36の始端側及び終端側に対応する面の径方向内側には、第2側板32側に突出する突部31bが設けられている。
突部31bは、羽根車10の径方向外側において周方向に延びている。突部31bは、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の位置Sから羽根車10の回転方向に向かって所定角度θ1から位置Sを通って所定角度θ2までの間に形成されている。所定角度θ1は、120度〜340度の範囲内であることが望ましい。また、所定角度θ2は、40度〜60度の範囲内であることが望ましい。
また、突部31bは、高さ寸法H1が、渦巻通風路36の始端部の近傍において最大となり、渦巻通風路36の始端部から羽根車10の周方向の両側に向かってそれぞれ徐々に小さくなる。突部31bは、高さ寸法H1が最大となる部分が、羽根車10の基板12の外周側の近傍まで第2側板32側に向かって張り出している。高さ寸法H1の最大値は、3mm〜18mmの範囲内であることが望ましい。
また、突部31bの先端部には、第2側板32に対向する平坦面31b1が形成されている。平坦面31b1は、羽根車10の径方向と平行、または、羽根車10の径方向外側に向かって下り傾斜を成している。
また、平坦面31b1の幅寸法Wは、接続通風路38の近傍において最大となり、接続通風路38から羽根車10の周方向の両側に向かってそれぞれ徐々に小さくなる。
突部31bの外周側には、径方向外側に向かって徐々に高さ寸法が小さくなる傾斜面31cが設けられている。傾斜面31cは、突部31bにおける渦巻通風路36の終端側の端部から接続通風路38までの間に形成されている。
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の終端側から接続通風路38を介して渦巻通風路36の始端側に循環流として流入する。
このとき、第1側板31における、渦巻通風路36の終端側から接続通風路38を介して渦巻通風路36の始端側にわたる部分に対応する面は、段差を生じることなくそれぞれ略同一の高さに形成されている。このため、第1側板31に沿って接続通風路38を介して渦巻通風路36の終端側から始端側に流入する循環流は、第1側板31から剥離することなく第1側板31に沿って流通することになり、渦巻通風路36の始端側における空気の流れの乱れが抑制される。
また、第1側板31における、渦巻通風路36の終端側から接続通風路38を介して渦巻通風路36の始端側にわたる部分に対応する面の径方向内側には、突部31bが形成されている。このため、渦巻通風路36の終端側から接続通風路38を介して渦巻通風路36の始端側にわたる部分において、羽根車10の基板12に沿って外周部から流出した空気は、突部31bに沿って径方向外側に流通して渦巻通風路36または接続通風路38に流入することになり、接続通風路38、渦巻通風路36の終端側及び始端側における空気の流れの乱れが抑制される。突部31bは、両端部のそれぞれに向かって高さ寸法が徐々に小さくなるので、突部31bによって渦巻通風路36の終端側から接続通風路38を介して渦巻通風路36の始端側に流入する空気の流れの乱れが抑制される。また、渦巻通風路36の終端側に位置する突部31bの径方向外側には、径方向外側に向かって高さ寸法が小さくなる傾斜面31cが設けられている。このため、突部31bに沿って流通する空気が傾斜面31cに沿って流れて渦巻通風路36に流入することになり、渦巻通風路36の終端側に流入する空気の乱れが抑制される。
また、渦巻通風路36は、羽根車10の回転軸方向の寸法Hが、始端側及び終端側から、渦巻通風路36における始端部と終端部との間の所定位置Pに向かってそれぞれ徐々に小さく形成されている。さらに、渦巻通風路36は、羽根車10の径方向の寸法が、羽根車10の回転する方向に向かって徐々に大きく形成されている。このため、第1側板31に沿って渦巻通風路36の始端側に流入した循環流は、所定位置Pまで渦巻通風路36の寸法Hが徐々に小さくなると共に径方向の寸法が徐々に大きくなることで流速の上昇が抑制される。第1側板31に沿って渦巻通風路36の所定位置Pまで流通した循環流は、所定位置Pから渦巻通風路36の終端側に向かって渦巻通風路36の寸法Hが徐々に大きくなると共に径方向の寸法が徐々に大きくなることで徐々に減速されて整流されることになり、空気の流れの乱れが抑制される。
このように、本実施形態の送風機1によれば、第1側板31における、渦巻通風路36の始端側及び終端側、渦巻通風路36の終端部から羽根車10の回転方向に延びて渦巻通風路36の始端部に接続される接続通風路38を形成する面は、徐々に高さが変化する傾斜面を接続することによって形成され、第1側板31における、渦巻通風路36の始端側及び終端側、接続通風路38を形成する面の径方向内側には、羽根車10の外周側を羽根車10の周方向に沿って延びるように設けられ、第2側板32側に向かって突出する突部31bが設けられている。
これにより、第1側板31に沿って接続通風路38を介して渦巻通風路36の終端側から始端側に流入する循環流を、第1側板31から剥離させることなく第1側板31に沿って流通させるとともに、渦巻通風路36の終端側及び始端側、接続通風路38の近傍において羽根車10の外周部から流出する空気を、突部31bに沿って流通させて渦巻通風路36または接続通風路38に流入させることにより、空気の乱れの発生を抑制することができるので、音の発生を抑制することができ、静音性を向上させることが可能となる。
また、渦巻通風路36における羽根車10の回転軸方向の寸法Hは、渦巻通風路36の始端部及び終端部から、渦巻通風路36における始端部と終端部との間の所定位置Pまでそれぞれ徐々に小さく形成されている。
これにより、第1側板31に沿って接続通風路38を介して渦巻通風路36の終端側から始端側に流入する循環流を、第1側板31から剥離させることなく第1側板31に沿って流通させ、第1側板31に沿って渦巻通風路36の始端側に流入した循環流を、第1側板31に沿って流通させることにより整流することができるので、音の発生を抑制することができ、静音性を向上させることが可能となる。
また、渦巻通風路36は、平板状の第2側板32と、第2側板32との距離が徐々に変化する形状の第1側板31と、の間に形成されている。
これにより、第2側板32を簡単な形状とすることができるので、製造コストの低減を図ることが可能となる。
また、渦巻通風路36における始端側と終端側との間の所定位置Pは、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90度から150度の範囲内である。
これにより、第1側板31に沿って渦巻通風路36の始端側に流入した循環流を、確実に第1側板31に沿って流通させることが可能となる。
また、突部31bは、両端部のそれぞれに向かって高さ寸法が徐々に小さくなる。
これにより、突部31bによって渦巻通風路36の終端側から接続通風路38を介して渦巻通風路36の始端側に流入する空気の乱れが抑制される。
また、突部31bは、渦巻通風路36の始端部の近傍において高さ寸法H1が最大となる。
これにより、羽根車10から渦巻通風路36または接続通風路38に流出する空気の流量が多い渦巻通風路36の始端側において、空気の流れを突部31bによって整流することができるので、音の発生を抑制することができ、静音性を向上させることが可能となる。
また、突部31bは、高さ寸法H1が最大となる部分が、羽根車10における基板12の外周側(第1側板31側の端部)の近傍まで第2側板32側に向かって張り出している。
これにより、羽根車10の基板12の外周側から流出する空気の流れを突部31bによって確実に整流することができるので、より静音性を向上させることが可能となる。
また、突部31bは、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度の位置から接続通風路38を通って渦巻通風路36の始端部から60度までの範囲内に形成されている。
これにより、渦巻通風路36の終端側から始端側に流入する循環流と、渦巻通風路36の終端側及び始端側、接続通風路38において羽根車10の外周部から流入する空気の流れと、が合流することによる空気の流れの乱れを生じやすい部分において空気の流れの乱れを有効に抑制することが可能となる。
また、突部31bの外周側には、径方向外側に向かって徐々に高さが小さくなる傾斜面31cが設けられている。
これにより、羽根車10の外周部から突部31bに沿って流通し、渦巻通風路36の終端側及び接続通風路38に流入する空気の流れの乱れを抑制することが可能となる。
また、傾斜面31cは、突部31bにおける渦巻通風路36の終端側の端部から接続通風路38までの範囲内に形成されている。
これにより、羽根車10の外周部から突部31bに沿って流通し、渦巻通風路36の終端側及び接続通風路38に流入する空気の乱れが生じやすい部分において空気の流れを有効に抑制することが可能となる。
また、突部31bの先端部には、第2側板32に対向する平坦面31b1が形成され、平坦面31b1は、羽根車10の径方向と平行、または、羽根車10の径方向外側に向かって下り傾斜を成している。
これにより、羽根車10の外周部から流出した空気を平坦面31b1に沿って流通させることによって、空気の流れを乱すことなく羽根車10の径方向外側に向かって流通させることができ、静音性の向上を図ることが可能となる。
また、平坦面31b1の幅寸法Wは、接続通風路38の近傍において最大となり、接続通風路38から両端部のそれぞれに向かって小さくなる。
これにより、空気の流量が多くなる接続通風路38の近傍において羽根車10から流出して吐出通風路37に向かって流通する空気を平坦面31b1に沿って流通させることによって、接続通風路38における空気の乱れを抑制し、静音性の向上を図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、第2側板32を平板状に形成し、第2側板32との距離が徐々に変化する形状の第1側板31によって渦巻通風路36及び接続通風路38を形成するように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、第1側板を平板状に形成し、第1側板との距離が徐々に変化する形状の第2側板によって渦巻通風路及び接続通風路を形成するようにしてもよい。また、第1側板及び第2側板の両方を羽根車の回転軸方向に高さを徐々に変化させることによって渦巻通風路及び接続通風路を生成するようにしてもよい。
また、前記実施形態では、第1側板31における、接続通風路38に対応する面を、渦巻通風路36の始端側と面一に形成し、渦巻通風路36の終端部と同一の高さで接続したものを示したが、これに限られるものではない。第1側板31における、渦巻通風路36の始端側及び終端側、接続通風路38に対応する面が、段差を生じない平滑な面で接続されていればよく、高さが一定の平坦面のみで接続してもよいし、高さが徐々に変化する傾斜面のみで接続してもよいし、平坦面及び傾斜面で接続してもよい。
1…送風機、10…羽根車、30…ケーシング、31…第1側板、31b…突部、31b1…平坦面、31c…傾斜面、32…第2側板、33…外周板、34…吸入口、36…渦巻通風路、38…接続通風路。
Claims (12)
- 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、
第1側板及び第2側板における、渦巻通風路の始端側及び終端側、渦巻通風路の終端部から羽根車の回転方向に延びて渦巻通風路の始端部に接続される接続通風路を形成する面は、それぞれ高さが一定の平坦面及び徐々に高さが変化する傾斜面の一方または両方を接続することによって形成され、
第1側板における、渦巻通風路の始端側及び終端側、接続通風路を形成する面の径方向内側には、羽根車の外周側を羽根車の周方向に沿って延びるように設けられ、第2側板側に向かって突出する突部が設けられている
送風機。 - 渦巻通風路における羽根車の回転軸方向の寸法は、渦巻通風路の始端部及び終端部から、渦巻通風路における始端部と終端部との間の所定位置までそれぞれ徐々に小さく形成されている
請求項1に記載の送風機。 - 渦巻通風路は、平板状の第2側板と、第2側板との距離が徐々に変化する形状の第1側板と、の間に形成される
請求項2に記載の送風機。 - 渦巻通風路における始端側と終端側との間の所定位置は、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90度から150度の範囲内である
請求項3に記載の送風機。 - 突部は、両端部のそれぞれに向かって高さ寸法が徐々に小さくなる
請求項1乃至4のいずれかに記載の送風機。 - 突部は、渦巻通風路の始端部の近傍において高さ寸法が最大となる
請求項5に記載の送風機。 - 突部は、高さ寸法が最大となる部分が、羽根車における第1側板側の端部の近傍まで第2側板側に向かって張り出している
請求項5または6に記載の送風機。 - 突部は、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度の位置から接続通風路を通って渦巻通風路の始端部から60度までの範囲内に形成されている
請求項1乃至7のいずれかに記載の送風機。 - 突部の外周側には、径方向外側に向かって徐々に高さが小さくなる傾斜面が設けられている
請求項1乃至8のいずれかに記載の送風機。 - 傾斜面は、突部における渦巻通風路の終端側の端部から接続通風路までの範囲内に形成されている
請求項9に記載の送風機。 - 突部の先端部には、第2側板に対向する平坦面が形成され、
平坦面は、羽根車の径方向と平行、または、羽根車の径方向外側に向かって下り傾斜を成している
請求項1乃至10のいずれかに記載の送風機。 - 平坦面の幅寸法は、接続通風路の近傍において最大となり、接続通風路から両端部のそれぞれに向かって小さくなる
請求項11に記載の送風機。
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