JP3843893B2

JP3843893B2 - 遠心式送風機

Info

Publication number: JP3843893B2
Application number: JP2002174168A
Authority: JP
Inventors: 雅晴酒井; 浩司松永; 康志三石
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2001-07-16
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2022-06-14
Also published as: JP2003193998A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心式多翼ファン（以下、遠心ファンと略す。）を有する遠心式送風機に関するもので、車両用空調装置に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
遠心ファンは、周知のごとく、軸方向側から吸入した空気を遠心力により外径側に吹き出すものであるので、遠心ファンから吹き出す空気は、吸入側から反吸入側に向かう軸方向成分の速度を有している。
【０００３】
そこで、特開平５−１９５９９５号公報に記載の発明（図２０参照）では、遠心ファンの外径側に形成された空気通路のうち反吸入口側に空気通路を拡大する拡大部を設けるとともに、この拡大部のうち遠心ファン側の側面を傾斜させて傾斜面とすることにより、図２０（ｂ）の実線に示すように、遠心ファンから吹き出す空気を傾斜面に沿って滑らかに流してスクロールケーシングの外周側内壁面に沿って吸入口側に流れる空気流れの発生を抑制し、遠心ファンから直接にスクロールケーシングの外周側内壁面に向けて吹き出す空気と外径側に吹き出す空気と外周側内壁面に沿って吸入口側に流れる空気とが干渉（衝突）することを防止して騒音の低減を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発明者等は上記公報に記載の送風機を試作検討し、空気流れを詳細に調査したところ、以下の点が明らかになった。
【０００５】
すなわち、遠心ファンから吹き出す空気の風量が比較的大きいときには、前述（図２０（ｂ）の実線）のように空気が流れて安定した旋回流が発生するものの、遠心ファンから吹き出す空気の風量が比較的小さいときには、壁面７４ｆに衝突した空気が壁面７４ｇ、傾斜面７４ｈに沿って流れるに十分な風量が無いため、拡大部全体に流れが行き渡らず、安定した旋回流が発生しない。このため、流れが不安定となり、空気流れが乱れ易いので、騒音が悪化してしまう。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、風量が小さい場合であって、十分な騒音低減効果を得ることができる遠心式送風機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、回転軸周りに多数枚の翼（７１）を有し、回転軸の軸方向から吸入した空気を径外方に向けて吹き出す遠心式多翼ファン（７２）と、遠心式多翼ファン（７２）を収納するとともに遠心式多翼ファン（７２）から吹き出した空気が流れる渦巻き状の空気流路（７４ａ）を構成し、回転軸の軸方向一端側に吸入口（７５）を有し、かつ、渦巻の巻き終わり部より空気流れ下流側に吹出口（７４ｂ）を有するスクロールケーシング（７４）とを備え、空気流路（７４ａ）には、空気流れ下流側の流路断面積が上流側より大きくなるように、回転軸と平行な方向に拡大する拡大部（７４ｄ、７４ｅ）が設けられ、遠心式多翼ファン（７２）の直径（Ｄ）に対する翼（７１）の翼長さ（Ｌ）の比が０．１２以上であり、さらに、スクロールケーシング（７４）の外周側半径（ｒ１）は、対数螺旋的に拡大しているとともに、その拡がり角（ｎ）は３．３°以上４．８°以下であることを特徴とする。
【０００８】
これにより、後述する図８、９に示すように、風量が小さい場合であって、十分な騒音低減効果を得ることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、回転軸周りに多数枚の翼（７１）を有し、回転軸の軸方向から吸入した空気を径外方に向けて吹き出す遠心式多翼ファン（７２）と、遠心式多翼ファン（７２）を収納するとともに遠心式多翼ファン（７２）から吹き出した空気が流れる渦巻き状の空気流路（７４ａ）を構成し、回転軸の軸方向一端側に吸入口（７５）を有し、かつ、渦巻の巻き終わり部より空気流れ下流側に吹出口（７４ｂ）を有するスクロールケーシング（７４）とを備え、空気流路（７４ａ）には、空気流れ下流側の流路断面積が上流側より大きくなるように、回転軸と平行な方向に拡大する拡大部（７４ｄ、７４ｅ）が設けられ、遠心式多翼ファン（７２）の直径（Ｄ）に対する翼（７１）の翼長さ（Ｌ）の比が０．１２以上であり、さらに、スクロールケーシング（７４）の外周側半径（ｒ１）は、対数螺旋的に拡大しているとともに、その拡がり角（ｎ）は３．５°以上４．５°以下であることを特徴とする。
【００１０】
これにより、後述する図８、９に示すように、風量が小さい場合であって、十分な騒音低減効果を得ることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、巻き終わり部のうち回転軸と平行な方向の寸法（Ｈ１）は、スクロールケーシング（７４）のうちノーズ部（７４ｃ）における回転軸と平行な方向の寸法（Ｈ０）の１．１倍以上、２．３倍以下であることを特徴とする。
【００１２】
これにより、後述する図８、１０に示すように、風量が小さい場合であって、十分な騒音低減効果を得ることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、巻き終わり部のうち回転軸と平行な方向の寸法（Ｈ１）は、スクロールケーシング（７４）のうちノーズ部（７４ｃ）における回転軸と平行な方向の寸法（Ｈ０）の１．３倍以上、２．１倍以下であることを特徴とする。
【００１４】
これにより、後述する図８、１０に示すように、風量が小さい場合であって、十分な騒音低減効果を得ることができる。
【００１５】
なお、空気流路（７４ａ）は、請求項５に記載の発明のごとく、略矩形断面形状を有するように構成してもよい。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、空気流路（７４ａ）は、角部が円弧にて繋がった略矩形断面形状を有するように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
これにより、気流路（７４ａ）の角部において不安定な旋回流が発生することを抑制しつつ、発生した旋回流を滑らかに流通させることができるので、旋回流を安定させることができ、騒音を低減することができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、スクロールケーシング（７４）の外周側内壁には、遠心式多翼ファン（７２）側に突出する突出部（７４ｊ）が形成されており、さらに、突出部（７４ｊ）は、空気流路（７４ａ）を流れる空気の主流方向から見て、遠心式多翼ファン（７２）側に向けて凸となる略三角形状であることを特徴とする。
【００１９】
これにより、遠心式多翼ファン（７２）から吹き出す空気のうち流速が最も大きい空気が衝突する部分に突起部（７４ｊ）を設ければ、遠心式多翼ファン（７２）から吹き出す空気を吸入口側と反吸入口側とに容易に分流することができるので、旋回流の生成を促進することができ、騒音を低減することができる。
【００２０】
請求項８に記載の発明では、回転軸周りに多数枚の翼（７１）を有し、回転軸の軸方向から吸入した空気を径外方に向けて吹き出す遠心式多翼ファン（７２）と、遠心式多翼ファン（７２）を収納するとともに遠心式多翼ファン（７２）から吹き出した空気が流れる渦巻き状の空気流路（７４ａ）を構成し、回転軸の軸方向一端側に吸入口（７５）を有し、かつ、渦巻の巻き終わり部より空気流れ下流側に吹出口（７４ｂ）を有するスクロールケーシング（７４）とを備え、遠心式多翼ファン（７２）の直径（Ｄ）に対する翼（７１）の翼長さ（Ｌ）の比は０．１２以上であり、遠心式多翼ファン（７２）のファン入口角（β１）は５５°以上、８５°以下であり、遠心式多翼ファン（７２）のファン出口角（β２）は１５°以上、４５°以下であり、さらに、翼（７１）の入口側端部と遠心式多翼ファン（７２）の回転中心とを結ぶ線（Ｌ１）と、翼（７１）の出口側端部と遠心式多翼ファン（７２）の回転中心とを結ぶ線（Ｌ２）とのなす角であるファン前進角（γ）は４°以上、１０°以下であることを特徴とする。
【００２１】
これにより、後述する図１６〜１９に示すように、風量が小さい場合であって、十分な騒音低減効果を得ることができる。
【００２２】
なお、翼（７１）の入口側における曲率半径（ｒ１）は、請求項９に記載の発明のごとく、翼（７１）の出口側における曲率半径（ｒ２）以下とすることが望ましい。
【００２３】
また、翼（７１）は、請求項１０に記載の発明のごとく、２種類以上の曲率半径（ｒ１、ｒ２）を有する曲面を滑らかに繋いだ形状とすることが望ましい。
【００２４】
請求項１１に記載の発明では、スクロールケーシング（７４）の外周側半径（ｒ１）は、対数螺旋的に拡大しているとともに、その拡がり角（ｎ）は３．３°以上４．８°以下であることを特徴とする。
【００２５】
これにより、後述する図８、９及び図１６〜１９に示すように、風量が小さい場合であって、十分な騒音低減効果を得ることができる。
【００２６】
請求項１２に記載の発明では、スクロールケーシング（７４）の外周側半径（ｒ１）は、対数螺旋的に拡大しているとともに、その拡がり角（ｎ）は３．５°以上４．５°以下であることを特徴とする。
【００２７】
これにより、後述する図８、９及び図１６〜１９に示すように、風量が小さい場合であって、十分な騒音低減効果を得ることができる。
【００２８】
なお、空気流路（７４ａ）には、請求項１３に記載の発明ごとく、空気流れ下流側の流路断面積が上流側より大きくなるように、回転軸と平行な方向に拡大する拡大部（７４ｄ、７４ｅ）を設けることが望ましい。
【００２９】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、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る。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る遠心式送風機を車両用空調装置の送風機に適用したものであって、図１は、本実施形態に係る遠心送風機（以下、送風機と略す。）を水冷エンジン搭載車両の車両用空調装置１の模式図である。
【００３１】
空気流路をなす空調ケーシング２の空気上流側部位には、車室内気を吸入するための内気吸入口３と外気を吸入するための外気吸入口４とが形成されているとともに、これらの吸入口３、４を選択的に開閉する吸入口切換ドア５が設けられている。なお、吸入口切換ドア５は、サーボモータ等の駆動手段又は手動操作によって開閉される。
【００３２】
そして、吸入口切換ドア５の空気流れ下流側には、空気中の塵埃を取り除くフィルタ（図示せず）及び本実施形態に係る送風機７が配設されており、この送風機７により両吸入口３、４から吸入された空気が、後述する各吹出口１４、１５、１７に向けて送風される。
【００３３】
また、送風機７の空気下流側には、室内に吹き出す空気を冷却する蒸発器９が配設されており、送風機７により送風された空気は全てこの蒸発器９を通過する。そして、蒸発器９の空気下流側には、室内に吹き出す空気を加熱するヒータ１０が配設されており、このヒータ１０は、エンジン１１の冷却水を熱源として空気を加熱している。なお、図１に示された送風機は、模式図であり、詳細は後述する。
【００３４】
また、空調ケーシング２には、ヒータコア１０を迂回するバイパス通路１２が形成されており、ヒータコア１０の空気上流側には、ヒータコア１０を通る風量とバイパス通路１２を通る風量との風量割合を調節することにより、車室内に吹き出す空気の温度を調節するエアミックスドア１３が配設されている。
【００３５】
また、空調ケーシング２の最下流側部位には、車室内乗員の上半身に空調空気を吹き出すためのフェイス吹出口１４と、車室内乗員の足元に空気を吹き出すためのフット吹出口１５と、フロントガラス１６の内面に向かって空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口１７とが形成されている。
【００３６】
そして、上記各吹出口１４、１５、１７の空気上流側部位には、それぞれ吹出モード切換ドア１８、１９、２０が配設されている。因みに、これらの吹出モード切換ドア１８、１９、２０は、サーボモータ等の駆動手段又は手動操作によって開閉される。
【００３７】
なお、一般的に、車両空調装置では、フェイス吹出口１４から空気を吹き出すフェイスモード時において大きな風量を必要とするので、フェイスモード時の通風抵抗（圧力損失）が、他の吹出モード（フット吹出口１５から空気を吹き出すフットモード及びデフロスタ吹出口１７から空気を吹き出すデフモード）に比べて小さくなっている。
【００３８】
次に、送風機７について詳述する。
【００３９】
この送風機７は、図２に示すように、回転軸方向から吸入した空気を径外方に向けて吹き出す遠心式の送風機であり、遠心式多翼ファン（以下、ファンと略す。）７２は回転軸周りに多数枚のブレード７１、及び復数枚のブレード７１を保持するボス部７１ａを有する樹脂製（本実施形態では、ポリプロピレン製）のものである。
【００４０】
そして本実施形態では、ファン７２として、ブレード（翼）７１のファン出口角β２が６０°より大きく、かつ、１２０°未満であるラジアルファンとするとともに、ファン７２の直径Ｄ（図２参照）に対するブレード７１の翼長さＬ（図３参照）の比（Ｌ／Ｄ）が０．１２以上（本実施形態では、Ｌ／Ｄ＝０．１４）となるようにファン７２の諸元が選定されている。
【００４１】
ここで、ファン出口角β２とは、図３に示すように、ブレード７１とファン７２の外径縁との交差角度であって、ファン７２の回転方向前進側から測定した角度を言い、ブレード７１の翼長さＬは、ファン７２の外半径と内半径との差を言う。
【００４２】
また、図２中、電動モータ７３はファン７２を回転駆動するものであり、スクロールケーシング（以下、ケーシングと略す。）７４はファン７２を収納するとともに、ファン７２から吹き出した空気が流通する空気流路７４ａを構成するものである。
【００４３】
そして、このケーシング７４は、図４、５に示すように、その外周側内半径ｒ１が巻き角θに対して対数螺旋関数に従って増大すように、ファン７２の回転軸周りに渦巻き状に形成された樹脂製（本実施形態では、ポリプロピレン製）のものであり、このケーシング７４の巻き終わり部位より空気流れ下流側には、空調ケーシング２に連通する吹出口７４ｂが形成されている。
【００４４】
ここで、対数螺旋関数とは、下記の数式１で示されるもので、拡がり角ｎを３．５°以上、４．５°以下又は３．３°以上、４．８°以下（本実施形態では、４°）としている。
【００４５】
【数１】
ｒ１＝ｒｏ・ｅ⁽ ^π ^/180)n・ ^θ
ここで、θは、ノーズ部７４ｃの曲率半径の中心とファン７２の回転中心とを結ぶ基準線からファンの回転の向きに図った角度（単位：ラジアン）であり、ｒｏは基準線（θ＝０）における外周側内半径である。
【００４６】
また、ノーズ部７４ｃとは、周知のごとく、ケーシング７４の巻き始め側と巻き終わり側との重なる部分を言い、このノーズ部７４ｃでは、空気上流側と空気下流とが、僅かな隙間（図示せず）を介して連通している。
【００４７】
また、ケーシング７４のうち回転軸方向であって、モータ７３の反対側には、図２に示すように、ケーシング７４内に空気を導く吸入口７５が開口しており、この吸入口７５の開口外縁部７５ａにはベルマウス７６が形成されている。
【００４８】
そして、ブレード７１のうち吸入口７５側端部には、回転軸方向の断面形状が吸入口７５から径外方に向けて転向する空気流れに沿うような形状を有する環状のシュラウド７７が形成され、一方、ケーシング７４のうちベルマウス７６近傍には、シュラウド７７と所定の隙間７７ａを有して対向するとともに、ベルマウス７６から径外方に向けてシュラウド７７の形状に沿うように滑らかに屈曲する対向屈曲壁７８が形成されている。
【００４９】
ところで、ケーシング７４の空気流路７４ａは、空気流れ下流側（吹出口７４ｂ側）の流路断面積が上流側（ケーシング７４のノーズ部７４ｃ）より大きくなるように、対数螺旋的に外周側内半径ｒ１を拡大するとともに、図２に示すように、回転軸と平行な方向に拡大する拡大部７４ｄ、７４ｅが設けて流路断面積を徐々に拡大させている。
【００５０】
そして、ケーシング７４の巻き終わり部のうち回転軸と平行な方向の寸法Ｈ１は、ケーシング７４のうちノーズ部７４ｃ（巻き角θ＝０）における回転軸と平行な方向の寸法Ｈ０の１．３倍以上、２．１倍以下、又は１．１倍以上、２．３倍以下（本実施形態では、１．５倍）とするとともに、拡大部７４ｄ、７４ｅのうち吸入口７５側における拡大寸法ＨＵＰを、吸入口７５と反対側にける拡大寸法ＨＬＲの０．４倍未満（０＜ＨＵＰ／ＨＬＲ＜０．４）としている。
【００５１】
ここで、吸入口７５側における拡大寸法ＨＵＰとは、図４に示すように、ケーシング７４の巻き終わり側のうち、ファン７２の回転中心（回転軸）に対応する部位から吹出口７４ｂに向けてファン７２の外径寸法Ｄだけずれた部位（以下、この部位を上方側拡大部と呼ぶ。）において、図２に示すように、ケーシング７４の吸入口７５側内壁から上方側拡大部の内壁まで回転軸と平行に図った寸法を言う。
【００５２】
また、吸入口７５と反対側にける拡大寸法ＨＬＲとは、ケーシング７４の巻き終わり側のうち、ファン７２の回転中心（回転軸）に対応する部位から吹出口７４ｂに向けてファン７２の外径寸法Ｄ２だけずれた部位（以下、この部位を下方側拡大部と呼ぶ。）において、ケーシング７４の吸入口７５と反対側の内壁から下方側拡大部の内壁まで回転軸と平行に図った寸法を言う。
【００５３】
さらに、本実施形態では、拡大部７４ｄ、７４ｅのうち吸入口７５側において流量断面積を拡大させる拡大部分７４ｄは、ケーシング７４の巻き終わり部近傍から吹出口７４ｂ側に向けて形成され、一方、拡大部７４ｄ、７４ｅのうち吸入口７５と反対側において流量断面積を拡大させる拡大部分７４ｅは、ケーシング７４のノーズ部７４ｃ近傍からファン７２の回転の向きに略６０°の範囲内から吹出口７４ｂ側に向けて形成されている。
【００５４】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００５５】
「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたように、ファン７２から吹き出す空気の風量が比較的小さいときには、壁面７４ｆに衝突した空気が壁面７４ｇ、傾斜面７４ｈに沿って流れるに十分な風量が無いため、特に拡大部７４ｅ全体に流れが行き渡らず、安定した旋回流が発生しない。
【００５６】
ところで、ファン７２に吸入される空気は、図６に示すように、ブレード７１の高さ方向（回転軸の平行な方向）に対して傾斜した方向からブレード７１間に流入し、ファン７２から吹き出す。
【００５７】
そして、ブレード７１は、ブレード７１間の空気流れに対してファン７２の回転軸線方向の運動量を与えないので、ブレード７１間の空気は回転軸線方向に一定の速度成分を有する。このとき、ブレード７１の翼長さＬが長くなると（Ｌ１＞Ｌ２）、ブレード７１間に空気が流入して吹き出すまでに要する時間が長くなるので、ブレード７１間空気の回転軸線方向への移動距離が長くなる（ｈ１＞Ｈ０）。
【００５８】
したがって、ファン７２から吹き出す風量が翼長さＬによらず一定であるとすると、ブレード７１の翼長さＬが長くなると、ファン７２から吹き出す空気の流速が大きくなるので、翼長さＬを長くすれば、送風量が小さいときであっても、ファン７２から吹き出す空気の流速が小さくなってしまうことを防止できる。
【００５９】
したがって、拡大部７４ｅ全体に流れが行き渡り、安定した旋回流を発生させることができ、騒音を低減することができる。
【００６０】
なお、空気通路７４ａは渦巻き状に曲がっているので、この空気通路７４ａに沿って空気が流れると、通常、図７に示すようにな二次流れ（旋回流）が発生するが、ファン７２から吹き出す空気による旋回流は、この二次流れ（旋回流）のと一致しているので、より安定的に旋回流を発生させることができ、騒音を低減することができる。
【００６１】
そこで、発明者等は、ファン７２の直径Ｄに対するブレード７１の翼長さＬの比（Ｌ／Ｄ）、スクロールの拡がり角ｎおよび軸方向拡大率（ケーシング７４のうちノーズ部７４ｃにおける回転軸と平行な方向の寸法Ｈ０に対する巻終わり部のうち、回転軸と平行な方向の寸法Ｈ１の比（＝Ｈ１／Ｈ０））をパラメータとして比騒音を測定したところ、図８、９に示すような結論を得た。
【００６２】
なお、図８、９はそれぞれ、巻方向角度θに対するスクロールの空気通路の断面積Ｓ（θ）を同一とし、拡がり角ｎと軸方向拡大率を変化させたときの結果である。
【００６３】
したがって、拡がり角ｎが大きいときには軸方向拡大率は１．０であり、空気通路７４ａの断面形状は横長の矩形形状となる。逆に拡がり角ｎが小さいときには軸方向拡大率は大きくなり、空気通路７４ａの断面形状は縦長の形状となる。
【００６４】
そして、この試験結果から明らかなように、Ｌ／Ｄを０．１２以上かつ拡がり角ｎを３．３°以上、４．８°以下とすれば、比騒音を低減することができることが解る。
【００６５】
第１実施形態のように拡がり角ｎ＝４°、軸方向拡大率１．５のときには、空気通路７４ａの断面の縦横比が２：１程度であり、上下１対の旋回運動に都合が良い通路形状となるため、流れが安定となり最も比騒音を低減できる。
【００６６】
一方、拡がり角ｎが大きい（ｎ＞４．８°）ときには、ファン７２から壁面７４ｆ（ケーシング７４の外周側内壁）までの距離が長くなるので、フットモードのごとく風量が小さいときには、ファン７２から吹き出した空気が壁面７４ｆに衝突する際の空気の運動量が小さくなり、旋回流が発生し難くなる。
【００６７】
また、拡がり角ｎが大きい場合であっても翼長を長くすればファン７２から吹き出した空気の運動量を大きくでき、旋回流が発生できるが、空気通路の断面形状が横長となるため、旋回運動するに十分なスペースがなく、流れが不安定となり、比騒音をあまり低減できない．
逆に拡がり角ｎが小さい（ｎ＜３．３°）ときには、空気通路７４ａの断面形状が縦長となるため、フットモードのごとく風量が小さいときには、壁面７４ｇまで流れが行き渡らず、安定した旋回流が発生しない．また、拡がり角ｎが小さい場合であっても翼長を長くすれば壁面７４ｇまで流れが行き渡るようにできるが、旋回流が縦長形状となり、流れが安定しない。
【００６８】
また、図１０はケーシング７４のうちノーズ部７４ｃにおける回転軸と平行な方向の寸法Ｈ０に対する巻き終わり部のうち回転軸と平行な方向の寸法Ｈ１の比（＝Ｈ１／Ｈ０）をパラメータとしたときの試験結果であり、この試験結果から明らかなように、Ｈ１／Ｈ０を１．３以上、２．１以下とすれば比騒音を低減することができることが解る。なお、図１０はＬ／Ｄ＝０．１４、拡がり角ｎ＝４．０°としたときの試験結果である。
【００６９】
因みに、比騒音の定義は、ＪＩＳＢ０１３２によるものであり、試験方法はＪＩＳＢ８３４０に準拠したものである。
【００７０】
なお、本実施形態では、Ｌ／Ｄを０．１２以上とし、かつ、拡がり角ｎを３．５°以上、４．５°以下とし、かつ、Ｈ１／Ｈ０を１．３倍以上、２．１倍以下としたが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、少なくともＬ／Ｄを０．１２以上とし、かつ、拡がり角ｎを３．５°以上、４．５°以下とする、又はＬ／Ｄを０．１２以上とし、かつ、Ｈ１／Ｈ０を１．３倍以上、２．１倍以下とすればよい。
【００７１】
（第２実施形態）
本実施形態は、図１１に示すように、空気流路７４ａの断面形状を角部が円弧にて繋がった略矩形断面形状としたものである。
【００７２】
これにより、空気流路７４ａの角部において不安定な旋回流が発生することを抑制しつつ、発生した旋回流を滑らかに流通させることができるので、旋回流を安定させることができ、騒音を低減することができる。
【００７３】
なお、円弧部分の曲率半径は、空気通路７４ａ内に発生する旋回流の半径に応じて適宜選定することが望ましい。
【００７４】
（第３実施形態）
本実施形態は、図１２に示すように、ケーシング７４の外周側内壁にファン７２側に突出する突出部７４ｊを空気通量７４ａ略全域に渡って形成するとともに、空気流路７４ａを流れる空気の主流方向から見て、突出部７４ｊの断面形状がファン７２側に向けて凸となる略三角形状（楔状）としたものである。
【００７５】
これにより、ファン７２から吹き出す空気のうち流速が最も大きい空気が衝突する部分に突起部７４ｊを設ければ、ファン７２から吹き出す空気を吸入口７５側と反吸入口側とに容易に分流することができるので、旋回流の生成を促進することができ、騒音を低減することができる。
【００７６】
（第４実施形態）
本発明は、前述のごとく、翼長さＬを長くしてファン７２から吹き出す空気を吸入口５５と反対側に偏らせてその流速を高め、ファン７２から吹き出す空気を壁面７４ｆに衝突させて安定した旋回流を生成するものであるが、本実施形態は、Ｌ／Ｄを０．１２以上とし、ファン入口角β１を５５°以上、８５°以下とし、ファン出口角β２を１５°以上、４５°以下とし、ファン前進角γを４°以上、１０°以下として、ブレード７１間でのブレード７１から空気が剥離することを抑制して、ファン出口側のブレード７１間において空気が逆流することを防止して低騒音化を図ったものである。
【００７７】
ここで、ファン入口角β１とは、図１３に示すように、ブレード７１とファン７２の内径縁との交差角度であって、ファン７２の回転方向前進側から測定した角度を言い、ファン前進角γとは、ブレード７１の入口側端部とファン７２の回転中心とを結ぶ線Ｌ１と、ブレード７１の出口側端部とファン７２の回転中心とを結ぶ線Ｌ２とのなす角を言う。
【００７８】
次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述べる。
【００７９】
図１４（ａ）はファン入口角β１を大きく（約９０°と）した場合のブレード１７間を流れる空気状態を示すもので、ファン入口角β１がファン７２に流入する角度（理論流入角度≒３０°）より大きいと、ブレード７１間に流入した空気は回転方向前進側のブレード７１から剥離してしまうため、ファン出口側において風速分布が歪に偏った状態となり、騒音を誘発し易い。
【００８０】
また、図１４（ｂ）はファン入口角β１を理論流入角度とした場合のブレード１７間を流れる空気状態を示すもので、ファン入口角β１を理論流入角度とすると、入口側における回転方向前進側のブレード７１と空気との剥離は防止できるものの、ファン前進角γが小さいと、出口側において回転方向前進側のブレード７１から剥離した空気が再付着することなく吹き出されるので、回転方向前進側において逆流が発生し、新たな騒音を招くおそれがある。
【００８１】
そこで、本実施形態では、Ｌ／Ｄ、ファン入口角β１、ファン出口角β２及びファン前進角γを適正な値として、図１５に示すように、入口側の剥離を抑制しつつ、回転方向前進側のブレード７１から剥離した空気を再付着させることにより、ブレード７１間の空気流れを最適化しつつ、安定した旋回流を生成して低騒音化を図っている。
【００８２】
因みに、図１６はＬ／Ｄと最低比騒音及び風量との関係を示す試験結果であり、図１７はファン入口角β１と比騒音及び風量との関係を示す試験結果であり、図１８はファン出口角β２と比騒音及び風量との関係を示す試験結果であり、図１９は前進角γと比騒音及び風量との関係を示す試験結果である。なお、試験条件及び用語の定義は、上述の実施形態と同じである。
【００８３】
そして、これらの試験結果から明らかなように、Ｌ／Ｄを０．１２以上（本実施形態では、０．１５）とし、ファン入口角β１を５５°以上、８５°以下（本実施形態では、６５°）とし、ファン出口角β２を１５°以上、４５°以下（本実施形態では、３５°）とし、ファン前進角γを４°以上、１０°以下（本実施形態では、７°）とすれば良いことが解る。
【００８４】
なお、本実施形態では、ファン入口角β１、ファン出口角β２及びファン前進角γが上記の条件を満たすように、ブレード７１の入口側における曲率半径ｒ１をブレード７１の出口側における曲率半径ｒ２以下として２種類以上の曲率半径ｒ１、ｒ２を有する曲面を滑らかに繋いでブレード７１を形成したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、上記の条件を満たせば、ブレード７１の曲率半径を入口側から出口側に向かい徐々に大きくする、又は曲率半径を一定としてもよい。
【００８５】
また、本実施形態と上述の実施形態とを組み合わせてもよい。具体的には、図８、９及び図１６〜１９に示されているように、Ｌ／Ｄを０．１２以上とし、ファン入口角β１を５５°以上、８５°以下とし、ファン出口角β２を１５°以上、４５°以下とし、ファン前進角γを４°以上、１０°以下とするとともに、拡がり角ｎを３．３°以上４．８°以下とする、又はＬ／Ｄを０．１２以上とし、ファン入口角β１を５５°以上、８５°以下とし、ファン出口角β２を１５°以上、４５°以下とし、ファン前進角γを４°以上、１０°以下とするとともに、拡がり角ｎを３．５°以上４．５°以下とするものである。
【００８６】
また、本実施形態は、拡大部７４ｄ、７４ｅが無い（空気流路７４ａのうち回転軸と平行な方向の寸法が一定）のケーシング７４に対しても適用することができる。
【００８７】
（その他の実施形態）
第１実施形態では、拡大部７４ｅに傾斜面７４ｈが設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、空気通路７４ａを単純な矩形、円形又は楕円形等のその他形状としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る空調装置の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る送風機の断面図である。
【図３】出口角β２の説明図である。
【図４】図２のＡ矢視図である。
【図５】図２のＢ矢視図である。
【図６】本発明の効果を説明するための説明図である。
【図７】スクロールケーシングの空気通路内の空気流れを示す模式図である。
【図８】比騒音とＬ／Ｄとの関係を示す図である。
【図９】比騒音と拡がり角との関係を示す図である。
【図１０】比騒音と軸方向拡大率との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る空気通路の断面形状を示す模式図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る空気通路の断面形状を示す模式図である
【図１３】入口角β１、出口角β２及び前進角γの説明図である。
【図１４】入口角β１、出口角β２及び前進角γと空気流れとの関係を示す説明図である。
【図１５】入口角β１、出口角β２及び前進角γと空気流れとの関係を示す説明図である。
【図１６】Ｌ／Ｄと最低比騒音及び風量との関係を示すグラフである。
【図１７】ファン入口角β１と比騒音及び風量との関係を示すグラフである。
【図１８】ファン出口角β２と比騒音及び風量との関係を示すグラフである。
【図１９】前進角γと比騒音及び風量との関係を示すグラフである。
【図２０】（ａ）は従来の技術に係る送風機の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。
【符号の説明】
７２…遠心式多翼ファン、７４…スクロールケーシング、
７４ａ…空気流路、７４ｂ…吹出口、７５…吸入口。

Claims

回転軸周りに多数枚の翼（７１）を有し、前記回転軸の軸方向から吸入した空気を径外方に向けて吹き出す遠心式多翼ファン（７２）と、
前記遠心式多翼ファン（７２）を収納するとともに前記遠心式多翼ファン（７２）から吹き出した空気が流れる渦巻き状の空気流路（７４ａ）を構成し、前記回転軸の軸方向一端側に吸入口（７５）を有し、かつ、渦巻の巻き終わり部より空気流れ下流側に吹出口（７４ｂ）を有するスクロールケーシング（７４）とを備え、
前記空気流路（７４ａ）には、空気流れ下流側の流路断面積が上流側より大きくなるように、前記回転軸と平行な方向に拡大する拡大部（７４ｄ、７４ｅ）が設けられ、
前記遠心式多翼ファン（７２）の直径（Ｄ）に対する前記翼（７１）の翼長さ（Ｌ）の比が０．１２以上であり、
さらに、前記スクロールケーシング（７４）の外周側半径（ｒ１）は、対数螺旋的に拡大しているとともに、その拡がり角（ｎ）は３．３°以上、４．８°以下であることを特徴とする遠心式送風機。
回転軸周りに多数枚の翼（７１）を有し、前記回転軸の軸方向から吸入した空気を径外方に向けて吹き出す遠心式多翼ファン（７２）と、
前記遠心式多翼ファン（７２）を収納するとともに前記遠心式多翼ファン（７２）から吹き出した空気が流れる渦巻き状の空気流路（７４ａ）を構成し、前記回転軸の軸方向一端側に吸入口（７５）を有し、かつ、渦巻の巻き終わり部より空気流れ下流側に吹出口（７４ｂ）を有するスクロールケーシング（７４）とを備え、
前記空気流路（７４ａ）には、空気流れ下流側の流路断面積が上流側より大きくなるように、前記回転軸と平行な方向に拡大する拡大部（７４ｄ、７４ｅ）が設けられ、
前記遠心式多翼ファン（７２）の直径（Ｄ）に対する前記翼（７１）の翼長さ（Ｌ）の比が０．１２以上であり、
さらに、前記スクロールケーシング（７４）の外周側半径（ｒ１）は、対数螺旋的に拡大しているとともに、その拡がり角（ｎ）は３．５°以上、４．５°以下であることを特徴とする遠心式送風機。
前記巻き終わり部のうち前記回転軸と平行な方向の寸法（Ｈ１）は、前記スクロールケーシング（７４）のうちノーズ部（７４ｃ）における前記回転軸と平行な方向の寸法（Ｈ０）の１．１倍以上、２．３倍以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心式送風機。
前記巻き終わり部のうち前記回転軸と平行な方向の寸法（Ｈ１）は、前記スクロールケーシング（７４）のうちノーズ部（７４ｃ）における前記回転軸と平行な方向の寸法（Ｈ０）の１．３倍以上、２．１倍以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心式送風機。
前記空気流路（７４ａ）は、略矩形断面形状を有するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の遠心式送風機。
前記空気流路（７４ａ）は、角部が円弧にて繋がった略矩形断面形状を有するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の遠心式送風機。
前記スクロールケーシング（７４）の外周側内壁には、前記遠心式多翼ファン（７２）側に突出する突出部（７４ｊ）が形成されており、
さらに、前記突出部（７４ｊ）は、前記空気流路（７４ａ）を流れる空気の主流方向から見て、前記遠心式多翼ファン（７２）側に向けて凸となる略三角形状であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の遠心式送風機。
回転軸周りに多数枚の翼（７１）を有し、前記回転軸の軸方向から吸入した空気を径外方に向けて吹き出す遠心式多翼ファン（７２）と、
前記遠心式多翼ファン（７２）を収納するとともに前記遠心式多翼ファン（７２）から吹き出した空気が流れる渦巻き状の空気流路（７４ａ）を構成し、前記回転軸の軸方向一端側に吸入口（７５）を有し、かつ、渦巻の巻き終わり部より空気流れ下流側に吹出口（７４ｂ）を有するスクロールケーシング（７４）とを備え、
前記遠心式多翼ファン（７２）の直径（Ｄ）に対する前記翼（７１）の翼長さ（Ｌ）の比は０．１２以上であり、
前記遠心式多翼ファン（７２）のファン入口角（β１）は５５°以上、８５°以下であり、
前記遠心式多翼ファン（７２）のファン出口角（β２）は１５°以上、４５°以下であり、
さらに、前記翼（７１）の入口側端部と前記遠心式多翼ファン（７２）の回転中心とを結ぶ線（Ｌ１）と、前記翼（７１）の出口側端部と前記遠心式多翼ファン（７２）の回転中心とを結ぶ線（Ｌ２）とのなす角であるファン前進角（γ）は４°以上、１０°以下であることを特徴とする遠心式送風機。
前記翼（７１）の入口側における曲率半径（ｒ１）は、前記翼（７１）の出口側における曲率半径（ｒ２）以下であることを特徴とする請求項８に記載の遠心式送風機。
前記翼（７１）は、２種類以上の曲率半径（ｒ１、ｒ２）を有する曲面を滑らかに繋いだ形状であることを特徴とする請求項９に記載の遠心式送風機。
前記スクロールケーシング（７４）の外周側半径（ｒ１）は、対数螺旋的に拡大しているとともに、その拡がり角（ｎ）は３．３°以上４．８°以下であることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１つに遠心式送風機。
前記スクロールケーシング（７４）の外周側半径（ｒ１）は、対数螺旋的に拡大しているとともに、その拡がり角（ｎ）は３．５°以上、４．５°以下であることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１つに遠心式送風機。
前記空気流路（７４ａ）には、空気流れ下流側の流路断面積が上流側より大きくなるように、前記回転軸と平行な方向に拡大する拡大部（７４ｄ、７４ｅ）が設けられていることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか１つに遠心式送風機。