JP4513200B2

JP4513200B2 - Centrifugal multi-blade fan

Info

Publication number: JP4513200B2
Application number: JP2000310872A
Authority: JP
Inventors: 雅晴酒井; 浩司松永
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2020-10-11
Also published as: JP2002115694A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸周りに多数枚のブレードが配設された遠心式多翼ファン（以下、ファンと略す。）に関するもので、車両用空調装置の送風機に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
車両用空調装置では、周知のごとく、乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモード、乗員の下半身に向けて空気を吹き出すフットモード、及び車両窓ガラスに向けて空気を吹き出すデフモードの３つの吹出モードを有しているが、一般的に、フェイスモードにおける通風系の圧力損失に比べて、フットモード及びデフモードにおける通風系の圧力損失が大きい。
【０００３】
このため、フットモードやデフモード時等の高圧損時には、空気がブレードの背面から剥離したまま吹き出され易いので、高圧損時には、ブレードの背面からの剥離に伴う抵抗及び損失の増大により、低周波（約５０Ｈｚ〜３００Ｈｚ）の異音が発生し易い。
【０００４】
ここで、ブレードの背面とは、ブレードの翼面のうち、回転の向きと反対側の面を言う。
【０００５】
そこで、従来は、図１０（ａ）に示すように、ブレードの入口角β１を比較的大きくする（β１＞８０°）ことにより、ブレードの前縁（ファンの内径縁側）でブレードから剥離した空気をブレードの後縁側（ファンの外径縁縁側）で再付着させて、ブレードから剥離したまま空気が吹き出されることを防止していた。
【０００６】
しかし、高圧損時において、低周波異音が発生しない程度まで入口角β１を大きくすると、フェイスモード時等の低圧損時に、ブレードの前縁側から再付着点までの間に発生する剥離泡によりブレード間に流入する空気流れが阻害されるので、吸入抵抗が大きくなり、送風能力が低下してしまう。
【０００７】
逆に、低圧損時において、剥離泡が発生しない程度まで入口角β１を小さくすると、高圧損時に、図１０（ｂ）に示すように、ブレードの後縁側で剥離が発生してしまうので、剥離した空気がブレードに再付着することなく、剥離したまま吹き出されてしまい、低周波騒音が発生してしまう。
【０００８】
なお、入口角β１とは、図１０に示すように、ブレードとファンの内径縁との交差角度であって、ファンの回転の向き側から測定した角度を言う。また、出口角β２とは、ブレードとファンの外径縁との交差角度であって、ファンの回転の向き側から測定した角度を言う。
【０００９】
因みに、ブレードを回転の向きに向けて凸となるように湾曲させれば（図１０の逆向きに湾曲させれば）、ブレード間に流入する空気がブレードの背面から剥離することを抑制することができるものの、ブレードを回転の向きに向けて凸となるように湾曲させる（後ろ向き羽根とする）と、ブレードを回転の向きと反対側に向けて凸となるように湾曲させる（前向き羽根とする）場合に比べて、ファンによる全圧上昇分が小さくなるので、ファンの大型化を招いてしまう。
【００１０】
本発明は、上記点に鑑み、通風系の圧力損失（通風抵抗）の大きさによらず、低周波異音を低減することを目的とする。
【００１１】
【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ないし４に記載の発明では、回転軸周りに配設された多数枚のブレード（７２）、及び多数枚のブレード（７２）を保持する保持プレート（７３）を有し、吸入した空気を外径縁側に吹き出す遠心式多翼ファン（７１）であって、ブレード（７２）は、回転の向きと反対側に向けて凸となるように湾曲しているとともに、ブレード（７２）の背面（７２ａ）のうち内径縁側端部には、回転の向きと反対側に向けて突出する突起部（７２ｂ）が設けられている。
【００１２】
これにより、内径縁側からブレード（７２）間に流入した空気の流れが突起部（７２ｂ）により乱されるので、ブレード（７２）の前縁側で発生した速度境界層（剥離泡）が大きく成長してしまうことを防止できる。
【００１３】
このため、ブレード（７２）の背面（７２ａ）から剥離した空気を早期にブレード（７２）の背面（７２ａ）に再付着させることができるので、入口角（β１）を小さくしても、ブレード（７２）の後縁側（外径縁側）で空気がブレード（７２）の背面（７２ａ）から剥離していしまうことを防止でき、剥離したまま空気が吹き出されてしまうことを防止できる。
【００１４】
したがって、入口角（β１）を小さくすることができるので、高圧損時は勿論、低圧損時においても低周波異音を低減することができる。延いては、通風系の圧力損失（通風抵抗）の大きさによらず、低周波異音を低減することができいる。
【００１５】
因みに、ブレードの内径縁側端部に突起部を設けた発明として、実開平７−８５９３号公報に記載のものがあるが、この発明では、ブレードの背面と反対側（ブレードの翼面のうち回転の向き側）に突起部を設けているので、ブレード（７２）の背面（７２ａ）で発生する剥離に起因する異音を低減することができない。
【００１６】
なお、ブレード（７２）の入口角（β１）は、請求項１ないし４に記載の発明のごとく、２０°以上、７５°以下とすることが望ましい。
【００１７】
また、内径縁側におけるブレード（７２）間のピッチ寸法（Ｈｏ）に対する突起部（７２ｂ）の突出寸法の比（Ｈ／Ｈｏ）は、請求項１に記載の発明の発明のごとく、０．０３以上、０．１８以下とすることが望ましい。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明の発明のごとく、ブレード（７２）の翼弦長（Ｌｏ）に対するブレード（７２）の翼面に沿うように測った突起部（７２ｂ）の長さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｌｏ）を０．０２以上、０．６８以下とし、内径縁側におけるブレード（７２）間のピッチ寸法（Ｈｏ）に対する突起部（７２ｂ）の突出寸法の比（Ｈ／Ｈｏ）を０．０３以上、０．１８以下とすることが望ましい。
【００１９】
また、内径縁側におけるブレード（７２）間のピッチ寸法（Ｈｏ）に対する突起部（７２ｂ）の突出寸法の比（Ｈ／Ｈｏ）は、請求項３に記載の発明のごとく、０．０６以上、０．１６以下としてもよい。
【００２０】
さらに、請求項４に記載の発明のごとく、ブレード（７２）の翼弦長（Ｌｏ）に対するブレード（７２）の翼面に沿うように測った突起部（７２ｂ）の長さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｌｏ）を０．０５以上、０．４５以下とし、かつ、内径縁側におけるブレード（７２）間のピッチ寸法（Ｈｏ）に対する突起部（７２ｂ）の突出寸法の比（Ｈ／Ｈｏ）を０．０６以上、０．１６以下としてもよい。
【００２１】
請求項５に記載の発明では、乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモード、乗員の下半身に向けて空気を吹き出すフットモード、及び車両窓ガラスに向けて空気を吹き出すデフモードを有する車両用空調装置において、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の遠心式多翼ファン（７１）を備えている。
【００２２】
これにより、請求項１ないし４に記載の発明のごとく、入口角（β１）を小さくしても、ブレード（７２）の後縁側（外径縁側）で空気がブレード（７２）の背面（７２ａ）から剥離していしまうことを防止できるので、剥離したまま空気が吹き出されてしまうことを防止できる。
【００２３】
したがって、入口角（β１）を小さくすることができるので、高圧損時は勿論、低圧損時においても低周波異音を低減することができる。延いては、通風系の圧力損失（通風抵抗）の大きさによらず、低周波異音の小さい空調装置を得ることができる。
【００２４】
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。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係る遠心式多翼ファンを有する送風機を車両用空調装置に適用したものであって、図１は、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。
【００２６】
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。
【００２７】
また、吸入口切換ドア５の下流側部位には、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。
【００２８】
また、送風機７の空気下流側には、空気冷却手段をなす蒸発器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、空気加熱手段をなすヒータコア１０が配設されており、このヒータコア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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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が配設されており、これら吹出モード切換ドア１８、１９、２０を切替開閉することにより、乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモード、乗員の下半身に向けて空気を吹き出すフットモード、及び車両窓ガラスに向けて空気を吹き出すデフモードを切り替える。
【００３２】
なお、図１に示される空調装置の通風系は模式的なものであり、実際は、フェイスモードにおける通風系の圧力損失に比べて、フットモード及びデフモードにおける通風系の圧力損失が大きくなるような通風系路となっている。
【００３３】
次に、送風機７について詳述する。
【００３４】
図２は送風機７の軸方向の断面を示し、図３は送風機７の正面図である。そして、図２中、７１は回転軸７０周りに多数枚のブレード（翼）７２、及びこれらブレード７１を保持する保持プレート７３等からなる遠心式多翼ファン（以下、ファンと略す。）であり、このファン７１は、回転軸７０方向一端側からファン７１内に流入してブレード７２間に吸入された空気を遠心力により外径縁Ｌｏ側に吹き飛ばすことにより、図３に示すように、吸入した空気をファン７１の径外方側に向けて吹き出すものである。
【００３５】
また、ブレード７２は、図４に示すように、回転の向きと反対側に向けて凸となるように湾曲しているとともに、ブレード７２の背面７２ａのうち内径縁Ｌｉ側端部には、回転の向きと反対側（隣り合うブレード７２）側に向けて突出する突起部（バックステップ）７２ｂが設けられている。
【００３６】
なお、本実施形態では、ブレード７２、突起部７２ｂ及び保持プレート７３は、樹脂にて一体成形されている。
【００３７】
ところで、図２中、Ｍｏはファン７１を回転駆動する電動モータ（駆動手段）であり、７４はファン７１を収納するとともに、ファン７１から吹き出す空気を集合させる流路７４ａを形成する渦巻き状に形成された樹脂製のスロールケーシング（以下、ケーシングと略す。）である（図３参照）。
【００３８】
また、ケーシング７４には、回転軸７０方向一端側に向けて開口した空気の吸入口７５が形成されており、この吸入口７５の外縁部には、ファン７１の内径縁Ｄ１側に向けて空気を延びて吸入空気を吸入口７５に導くベルマウス７６がケーシング７４に一体成形されている。
【００３９】
そして、ファン７１のうち吸入口７５側には、ケーシング７４の内壁７４ｂと第１の隙間δ１を有して対向した対向面７７ａが形成されたシュラウド７７が、ブレード７２と共に樹脂にて一体成形されている。なお、このシュラウド７７の断面形状は、ファン内径側から外径側に向かうほど空気流路の断面積が縮小するように、ブレード７２を流通する主流の流線に沿うような形状（略円弧状）に形成されている。
【００４０】
また、シュラウド７７は、ファン７１（ブレード７２）の吸入口７５側端部から回転軸７０方向一端側（紙面上方側）に延びて突出する延出部７７ｂが形成されており、ベルマウス７６からケーシング７４の上面（吸入口７５側の壁面）に至る部位は、延出部７７ｂとの間に、第１の隙間δ１から連なる第２の隙間δ２が介在するように形成されている。
【００４１】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００４２】
本実施形態によれば、ブレード７２の背面７２ａのうち内径縁Ｌｉ側端部には、回転の向きと反対側側に向けて突出する突起部７２ｂが設けられているので、ファン７１の内径縁Ｌｉ側からブレー７２間に流入した空気の流れが突起部７２ｂにより乱される。このため、ブレー７２の前縁側で発生した速度境界層（剥離泡）が大きく成長してしまうことを防止できるので、図５に示すように、ブレード７２の背面７２ａから剥離した空気を早期にブレード７２の背面７２ａに再付着させることができる。
【００４３】
このため、入口角β１を小さくしても、ブレード７２の後縁側（外径縁Ｌｏ側）で空気がブレード７２の背面７２ａから剥離していしまうことを防止できるので、剥離したまま空気が吹き出されてしまうことを防止できる。
【００４４】
したがって、入口角β１を小さくすることができるので、高圧損時は勿論、低圧損時においても低周波異音を低減することができる。延いては、通風系の圧力損失（通風抵抗）の大きさによらず、低周波異音を低減することができいる。
【００４５】
ところで、本実施形態は、突起部７２ｂによりブレー７２の前縁発生した速度境界層（剥離泡）が大きく成長してしまうことを防止してブレード７２の背面７２ａから剥離した空気を早期にブレード７２の背面７２ａに再付着させるものであるので、突起部７２ｂの突出寸法Ｈ（図４参照）が過度に小さいと、内径縁Ｌｉ側からブレー７２間に流入した空気の流れを十分に乱すことができない。逆に、突起部７２ｂの突出寸法Ｈ（図４参照）が過度に大きいと、突起部７２ｂが吸入抵抗となるので、送風能力の低下を招くおそれがある。
【００４６】
そこで、発明者等は、内径縁Ｌｉ側におけるブレード７２間のピッチ寸法Ｈｏ（図４参照）に対する突起部７２ｂの突出寸法の比（＝Ｈ／Ｈｏ）をパラメータ（以下、このパラメータを突出寸法と呼ぶ。）として送風機７の比騒音Ｋｓを測定したところ、図６に示すような結論を得た。
【００４７】
また、突起部７２ａを設けてブレード７２の前縁にて剥離した空気を早期に再付着させると言えども、剥離泡は発生してしまうので、突起部７２ｂのうちブレード７２の背面７２ａ（翼面）に沿うように測った突起部７２ｂの長さＬ（図４参照）が過度に長くなると、剥離した空気を再付着させることができなくなるおそれがある。
【００４８】
そこで、発明者等は、ブレード７２の翼弦長Ｌｏに対する突起部７２ｂの長さＬの比（＝Ｌ／Ｌｏ）をパラメータ（以下、このパラメータを突出部長さと呼ぶ。）として送風機７の比騒音Ｋｓを測定したところ、図７に示すような結論を得た。
【００４９】
なお、図６、７においては、突起部７２ｂを有していない従来のファンの比騒音ｋｓを基準（０）として比騒音Ｋｓの大きさを示している。また、比騒音Ｋｓのの定義は、ＪＩＳＢ０１３２によるものであり、その試験方法はＪＩＳＢ８３４０に準拠したものである。
【００５０】
そして、図６、７から明らかなように、突出部長さ（＝Ｌ／Ｌｏ）を０．０２以上、０．６８以下とし、かつ、突出寸法（＝Ｈ／Ｈｏ）を０．０３以上、０．１８以下とすれば、実用上十分なレベルまで低周波異音を低減することができる。
【００５１】
また、突出部長さ（＝Ｌ／Ｌｏ）を０．０５以上、０．４５以下とし、かつ、突出寸法（＝Ｈ／Ｈｏ）を０．０６以上、０．１６以下とすれば、突起部７２ｂを有していない従来のファンに比べて、低周波異音を１ｄＢＡ以上（最大１．４ｄＢＡ）低減することができる。
【００５２】
ところで、図８は突出部長さ（＝Ｌ／Ｌｏ）を０．１７とし、突出寸法（＝Ｈ／Ｈｏ）を０．１３としたときの入口角β１と比騒音Ｋｓとの関係を示すもので、図８から明らかなように、突起部７２ｂがない従来のファン７１では、入口角β１が７５°を越えると比騒音Ｋｓが却って大きくなる。以下、この比騒音Ｋｓが最小となる入口角β１を極小入口角β１と呼ぶ。
【００５３】
ここで、本実施形態に係るファン７１では、突起部７２ｂを設けてブレード７２の前縁側で剥離した空気の流れを乱して再付着を促しているので、突起部７２ｂを有している本実施形態に係るファン７１の極小入口角β１は、７５°より大きい所定角度となる。
【００５４】
したがって、本実施形態に係るファン７１における入口角β１の最大値は、本実施形態に係るファン７１の極小入口角β１より小さい所定の角度、具体的に７５°が適当である。
【００５５】
一方、ブレード７２間に流入する空気の流入角度θは、概ね２０°以上であるので、入口角β１の最小値を２０°以上とすれば、流入空気を滑らかにブレード７２間に導くことができる。ここで、流入角度θとは、流入空気の主流方向とファンの内径縁との交差角度であって、ファンの回転の向き側から測定した角度を言う。
【００５６】
以上に述べたように、ブレード７２の背面７２ａのうち内径縁Ｌｉ側端部には、回転の向きと反対側側に向けて突出する突起部７２ｂを設けた場合には、入口角β１は、２０°以上、７５°以下（特に、４５°）とすることが望ましい。なお、出口角β２は２５°以上、８０°以下とすることが望ましい。
【００５７】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、突起部７２ｂは略矩形状であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図９に示すように、略球状の突起部７２ｂとしてもよい。
【００５８】
また、上述の実施形態では、突出部長さ（＝Ｌ／Ｌｏ）を０．０２以上、０．６８以下とし、かつ、突出寸法（＝Ｈ／Ｈｏ）を０．０３以上、０．１８以下としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも突出部長さ（＝Ｌ／Ｌｏ）を０．０２以上、０．６８以下とする、又は突出部長さ（＝Ｌ／Ｌｏ）を０．０５以上、０．４５以下とすればよい。
【００５９】
また、上述の実施形態では、内径縁Ｌｉ側におけるブレード７２間のピッチ寸法Ｈｏに対する突起部７２ｂの突出寸法の比（＝Ｈ／Ｈｏ）を突出寸法をとして定義したが、内径縁Ｌｉ側におけるブレード７２間の距離ｈｏ（内径縁Ｌｉ側における翼面間の距離（図４参照））に対する突起部７２ｂの突出寸法の比（＝Ｈ／ｈｏ）として突出寸法を規定してもよい。ただし、この場合は、０．０４以上、０．２２以下、さらに、望ましくは、０．０７以上、０．１９以下とすべきである。
【００６０】
また、上述の実施形態では、突起部７２ｂの長さＬは、ブレード７２の背面７２ａ（翼面）に沿うように測った長さとして規定したが、突起部７２ｂの内径縁Ｌｉ側端部からその反対側端部までの距離を突起部７２ｂの長さＬとしても実用上問題ない。
【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通風系を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る送風機の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る送風機の正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る送風機（遠心式多翼ファン）のブレード部分の拡大図である。
【図５】本発明の実施形態に係る送風機（遠心式多翼ファン）のブレード部分の空気流れを示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係る送風機（遠心式多翼ファン）におけるブレードの突出寸法と比騒音との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態に係る送風機（遠心式多翼ファン）におけるブレードの突出部長さと比騒音との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態に係る送風機（遠心式多翼ファン）における入口角との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の実施形態に係る送風機（遠心式多翼ファン）のブレード部分の拡大図である。
【図１０】従来の技術に係る送風機（遠心式多翼ファン）のブレード部分の空気流れを示す模式図である。
【符号の説明】
７２…ブレード、７２ｂ…突起部（バックステップ）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a centrifugal multiblade fan (hereinafter abbreviated as a fan) in which a large number of blades are arranged around a rotation shaft, and is effective when applied to a blower of a vehicle air conditioner.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
In a vehicle air conditioner, as is well known, there are three blowing modes: a face mode that blows air toward the upper body of the occupant, a foot mode that blows air toward the lower body of the occupant, and a differential mode that blows air toward the vehicle window glass. However, in general, the pressure loss of the ventilation system in the foot mode and the differential mode is larger than the pressure loss of the ventilation system in the face mode.
[0003]
For this reason, when high pressure loss such as in foot mode or differential mode, air is likely to be blown away from the back of the blade, and at high pressure loss, low frequency ( An abnormal noise of about 50 Hz to 300 Hz is likely to occur.
[0004]
Here, the back surface of the blade refers to a surface on the opposite side to the direction of rotation among the blade surfaces of the blade.
[0005]
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 10 (a), by relatively increasing the blade inlet angle β1 (β1> 80 °), the air separated from the blade at the leading edge of the blade (inner diameter side of the fan). Was reattached on the rear edge side of the blade (on the outer edge edge side of the fan) to prevent air from being blown out while being peeled off from the blade.
[0006]
However, if the entrance angle β1 is increased to the extent that low frequency noise does not occur at the time of high pressure loss, the blade is caused by peeling bubbles generated between the leading edge side of the blade and the reattachment point at low pressure loss such as in face mode. Since the air flow flowing in between is hindered, the suction resistance is increased, and the blowing capacity is reduced.
[0007]
Conversely, if the inlet angle β1 is reduced to such an extent that no peeling bubbles are generated at the time of low pressure loss, peeling occurs at the trailing edge side of the blade as shown in FIG. 10 (b) at the time of high pressure loss. The air that has been peeled off is blown off without being attached again to the blade, and low-frequency noise is generated.
[0008]
As shown in FIG. 10, the entrance angle β1 is an intersection angle between the blade and the inner diameter edge of the fan, and is an angle measured from the direction of rotation of the fan. Further, the exit angle β2 is an intersection angle between the blade and the outer diameter edge of the fan, and is an angle measured from the direction of rotation of the fan.
[0009]
By the way, if the blade is curved so as to be convex toward the direction of rotation (if it is curved in the reverse direction of FIG. 10), the air flowing between the blades is prevented from peeling off from the back of the blade. However, if the blade is curved to be convex toward the direction of rotation (backward blade), the blade is curved to be convex toward the side opposite to the direction of rotation (forward blade). ) Compared with the case, the increase in the total pressure by the fan is reduced, resulting in an increase in the size of the fan.
[0010]
In view of the above points, an object of the present invention is to reduce low-frequency noise regardless of the pressure loss (ventilation resistance) of the ventilation system.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, in order to achieve the above object, the invention described in claims 1 to 4, a number of blades disposed about the rotational axis (72), and holds a number of blades (72) A centrifugal multiblade fan (71) having a holding plate (73) and blowing inhaled air to the outer rim edge side, wherein the blade (72) is convex toward the opposite side of the direction of rotation. A projection (72b) that is curved and protrudes toward the opposite side of the rotation direction is provided at the inner diameter edge side end portion of the back surface (72a) of the blade (72).
[0012]
As a result, the flow of air flowing between the blades (72) from the inner diameter edge side is disturbed by the protrusions (72b), so that the velocity boundary layer (peeling bubbles) generated on the front edge side of the blade (72) grows greatly. Can be prevented.
[0013]
For this reason, air peeled off from the back surface (72a) of the blade (72) can be reattached to the back surface (72a) of the blade (72) at an early stage, so that even if the inlet angle (β1) is reduced, the blade ( 72) It is possible to prevent air from being peeled off from the back surface (72a) of the blade (72) on the rear edge side (outer diameter edge side), and to prevent air from being blown out while being peeled.
[0014]
Therefore, since the entrance angle (β1) can be reduced, low frequency abnormal noise can be reduced not only at high pressure loss but also at low pressure loss. As a result, low-frequency noise can be reduced regardless of the pressure loss (ventilation resistance) of the ventilation system.
[0015]
Incidentally, there is an invention described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-8593 as an invention in which a protrusion is provided on the inner edge side end portion of the blade. Since the protrusion is provided on the opposite side), it is not possible to reduce the noise caused by the peeling that occurs on the back surface (72a) of the blade (72).
[0016]
The inlet angle (β1) of the blade (72) is preferably 20 ° or more and 75 ° or less, as in the first to fourth aspects of the invention.
[0017]
Further, the ratio (H / Ho) of the protrusion dimension of the protrusion (72b) to the pitch dimension (Ho) between the blades (72) on the inner edge side is 0.03 or more as in the invention of claim 1. , 0.18 or less is desirable.
[0018]
Further, as in the invention of the second aspect, the length (L) of the protrusion (72b) measured along the blade surface of the blade (72) with respect to the chord length (Lo) of the blade (72). The ratio (L / Lo) of the projection (72b) to the pitch dimension (Ho) between the blades (72) on the inner diameter edge side (H / Ho) is 0.02 or more and 0.68 or less. It is desirable to set it to 0.03 or more and 0.18 or less.
[0019]
Further, the ratio (H / Ho) of the protrusion dimension of the protrusion (72b) to the pitch dimension (Ho) between the blades (72) on the inner edge side is 0.06 or more, 0 as in the invention described in claim 3. .16 or less.
[0020]
Further, as in the invention described in claim 4 , the ratio of the length (L) of the protrusion (72b) measured along the blade surface of the blade (72) to the chord length (Lo) of the blade (72). (L / Lo) is set to 0.05 or more and 0.45 or less, and the ratio (H / Ho) of the protruding dimension of the protrusion (72b) to the pitch dimension (Ho) between the blades (72) on the inner diameter edge side is set. It is good also as 0.06 or more and 0.16 or less.
[0021]
In the invention according to claim 5 , the vehicle air conditioner has a face mode for blowing air toward the upper body of the occupant, a foot mode for blowing air toward the lower body of the occupant, and a differential mode for blowing air toward the vehicle window glass. The centrifugal multiblade fan (71) according to any one of claims 1 to 4 is provided.
[0022]
As a result, even if the entrance angle (β1) is reduced as in the first to fourth aspects of the invention, the air flows on the rear edge side (outer diameter edge side) of the blade (72) on the back surface (72a) of the blade (72). Therefore, air can be prevented from being blown out while being peeled off.
[0023]
Therefore, since the entrance angle (β1) can be reduced, low frequency abnormal noise can be reduced not only at high pressure loss but also at low pressure loss. As a result, an air conditioner with low low-frequency noise can be obtained regardless of the pressure loss (ventilation resistance) of the ventilation system.
[0024]
Incidentally, the reference numerals in parentheses of each means described above are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In this embodiment, a blower having a centrifugal multiblade fan according to the present invention is applied to a vehicle air conditioner. FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle air conditioner 1 of a vehicle equipped with a water-cooled engine.
[0026]
An air upstream side portion of the air conditioning casing 2 forming the air flow path is formed with an inside air inlet 3 for sucking in the passenger compartment air and an outside air inlet 4 for sucking outside air. An inlet switching door 5 that selectively opens and closes 3 and 4 is provided.
[0027]
Further, a filter (not shown) for removing dust in the air and a blower 7 according to the present embodiment are disposed at a downstream side portion of the suction port switching door 5, and both the suction ports 3 are disposed by the blower 7. The air sucked from 4 is blown toward the respective outlets 14, 15, 17 described later.
[0028]
Further, an evaporator 9 serving as an air cooling means is disposed on the air downstream side of the blower 7, and all the air blown by the blower 7 passes through the evaporator 9. A heater core 10 serving as an air heating unit is disposed on the air downstream side of the evaporator 9, and the heater core 10 heats air using the cooling water of the engine 11 as a heat source. In addition, the air blower shown by FIG. 1 is a schematic diagram, and details are mentioned later.
[0029]
The air conditioning casing 2 is formed with a bypass passage 12 that bypasses the heater core 10, and the air volume ratio between the air volume passing through the heater core 10 and the air volume passing through the bypass passage 12 is adjusted on the air upstream side of the heater core 10. Thus, an air mix door 13 for adjusting the temperature of the air blown into the vehicle compartment is provided.
[0030]
Further, at the most downstream part of the air conditioning casing 2, a face outlet 14 for blowing conditioned air to the upper body of the passenger in the passenger compartment, a foot outlet 15 for blowing air to the feet of the passenger in the passenger compartment, and the windshield A defroster outlet 17 for blowing air toward the inner surface of 16 is formed.
[0031]
And the blowing mode switching doors 18, 19, and 20 are respectively arranged in the air upstream side portions of the outlets 14, 15, and 17, and the blowing mode switching doors 18, 19, and 20 are opened and closed. Thus, the face mode that blows air toward the upper body of the occupant, the foot mode that blows air toward the lower body of the occupant, and the differential mode that blows air toward the vehicle window glass are switched.
[0032]
Note that the ventilation system of the air conditioner shown in FIG. 1 is a schematic one. Actually, the ventilation system is such that the pressure loss of the ventilation system in the foot mode and the differential mode is larger than the pressure loss of the ventilation system in the face mode. It has become a system.
[0033]
Next, the blower 7 will be described in detail.
[0034]
FIG. 2 shows an axial cross section of the blower 7, and FIG. 3 is a front view of the blower 7. In FIG. 2, reference numeral 71 denotes a centrifugal multiblade fan (hereinafter abbreviated as a fan) comprising a plurality of blades (blades) 72 around the rotation shaft 70 and a holding plate 73 for holding these blades 71. As shown in FIG. 3, the fan 71 is sucked into the fan 71 from one end side in the direction of the rotating shaft 70 and blown away to the outer diameter edge Lo side by centrifugal force. The blown air is blown out toward the radially outer side of the fan 71.
[0035]
Further, as shown in FIG. 4, the blade 72 is curved so as to protrude toward the opposite side of the direction of rotation, and the end of the blade 72 on the inner diameter edge Li side of the rear surface 72a is rotated. A protrusion (back step) 72b that protrudes toward the opposite side (adjacent blade 72) is provided.
[0036]
In the present embodiment, the blade 72, the protrusion 72b, and the holding plate 73 are integrally formed of resin.
[0037]
Incidentally, in FIG. 2, Mo is an electric motor (driving means) that rotationally drives the fan 71, and 74 is formed in a spiral shape that houses the fan 71 and forms a flow path 74a for collecting air blown from the fan 71. It is the made resin-made roll casing (it abbreviates as a casing hereafter) (refer FIG. 3).
[0038]
The casing 74 is formed with an air inlet 75 that opens toward one end side in the direction of the rotation axis 70, and air is provided at the outer edge of the inlet 75 toward the inner diameter edge D 1 of the fan 71. A bell mouth 76 is formed integrally with the casing 74 so as to lead the intake air to the intake port 75.
[0039]
A shroud 77 formed with an opposing surface 77a facing the inner wall 74b of the casing 74 and having the first gap δ1 is formed integrally with the blade 72 on the suction port 75 side of the fan 71 together with the blade 72. ing. The cross-sectional shape of the shroud 77 is a shape (substantially arcuate) that follows the mainstream streamline flowing through the blade 72 so that the cross-sectional area of the air flow path decreases from the fan inner diameter side toward the outer diameter side. ).
[0040]
Further, the shroud 77 is formed with an extending portion 77 b that extends from the end portion on the suction port 75 side of the fan 71 (blade 72) to one end side in the direction of the rotation axis 70 (upward side in the drawing). The portion reaching the upper surface of the casing 74 (the wall surface on the suction port 75 side) is formed such that a second gap δ2 continuous from the first gap δ1 is interposed between the extended portion 77b.
[0041]
Next, features of the present embodiment will be described.
[0042]
According to the present embodiment, the inner edge of the fan 71 is provided with the protrusion 72b that protrudes toward the opposite side to the direction of rotation at the inner edge Li side end of the back surface 72a of the blade 72. The flow of air that flows between the braces 72 from the Li side is disturbed by the protrusions 72b. For this reason, since it can prevent that the velocity boundary layer (peeling bubble) generated on the front edge side of the brace 72 grows greatly, the air peeled off from the back surface 72a of the blade 72 is quickly removed as shown in FIG. 72 can be re-attached to the back surface 72a of 72.
[0043]
For this reason, even if the entrance angle β1 is reduced, it is possible to prevent air from being separated from the back surface 72a of the blade 72 on the rear edge side (outer diameter edge Lo side) of the blade 72, so that air is blown out while being separated. Can be prevented.
[0044]
Therefore, since the entrance angle β1 can be reduced, low frequency abnormal noise can be reduced not only at the time of high pressure loss but also at the time of low pressure loss. As a result, low-frequency noise can be reduced regardless of the pressure loss (ventilation resistance) of the ventilation system.
[0045]
By the way, in the present embodiment, the velocity boundary layer (peeling bubbles) generated at the leading edge of the blade 72 by the protrusion 72b is prevented from growing greatly, and the air separated from the back surface 72a of the blade 72 is quickly removed from the blade 72. Therefore, if the protrusion dimension H of the protrusion 72b (see FIG. 4) is excessively small, the flow of air flowing between the braces 72 from the inner diameter edge Li side may be sufficiently disturbed. Can not. On the contrary, if the protrusion dimension H (see FIG. 4) of the protrusion 72b is excessively large, the protrusion 72b serves as a suction resistance, which may cause a reduction in the blowing capacity.
[0046]
Accordingly, the inventors set the ratio of the protrusion dimension of the protrusion 72b to the pitch dimension Ho (see FIG. 4) between the blades 72 on the inner diameter edge Li side (= H / Ho) as a parameter (hereinafter, this parameter is referred to as the protrusion dimension). When the specific noise Ks of the blower 7 was measured, the conclusion as shown in FIG. 6 was obtained.
[0047]
Further, even if the protrusion 72a is provided and the air peeled off at the leading edge of the blade 72 is reattached at an early stage, peeling bubbles are generated. Therefore, the back surface 72a (blade surface) of the blade 72 of the protrusion 72b is generated. ) If the length L (see FIG. 4) of the protrusion 72b measured along) is excessively long, the peeled air may not be reattached.
[0048]
Therefore, the inventors set the ratio (= L / Lo) of the length L of the protrusion 72b to the chord length Lo of the blade 72 as a parameter (hereinafter, this parameter is referred to as the protrusion length), and the specific noise of the blower 7 When Ks was measured, a conclusion as shown in FIG. 7 was obtained.
[0049]
6 and 7, the magnitude of the specific noise Ks is shown with the specific noise ks of the conventional fan having no protrusion 72b as a reference (0). The definition of the specific noise Ks is based on JIS B 0132, and the test method is based on JIS B 8340.
[0050]
6 and 7, the protrusion length (= L / Lo) is 0.02 or more and 0.68 or less, and the protrusion dimension (= H / Ho) is 0.03 or more, 0. If it is .18 or less, low frequency abnormal noise can be reduced to a practically sufficient level.
[0051]
Further, if the protrusion length (= L / Lo) is 0.05 or more and 0.45 or less and the protrusion dimension (= H / Ho) is 0.06 or more and 0.16 or less, the protrusion 72b Compared with a conventional fan that does not have a low-frequency noise, low-frequency noise can be reduced by 1 dBA or more (maximum 1.4 dBA).
[0052]
FIG. 8 shows the relationship between the inlet angle β1 and the specific noise Ks when the protrusion length (= L / Lo) is 0.17 and the protrusion dimension (= H / Ho) is 0.13. As is apparent from FIG. 8, in the conventional fan 71 having no protrusion 72b, the specific noise Ks increases when the inlet angle β1 exceeds 75 °. Hereinafter, the entrance angle β1 at which the specific noise Ks is minimized is referred to as a minimum entrance angle β1.
[0053]
Here, in the fan 71 according to the present embodiment, the protrusion 72b is provided to disturb the flow of the air peeled off at the front edge side of the blade 72 and promote the reattachment, so the book having the protrusion 72b. The minimum inlet angle β1 of the fan 71 according to the embodiment is a predetermined angle greater than 75 °.
[0054]
Therefore, the maximum value of the inlet angle β1 in the fan 71 according to the present embodiment is suitably a predetermined angle smaller than the minimum inlet angle β1 of the fan 71 according to the present embodiment, specifically 75 °.
[0055]
On the other hand, since the inflow angle θ of the air flowing between the blades 72 is approximately 20 ° or more, the inflowing air can be smoothly guided between the blades 72 by setting the minimum value of the inlet angle β1 to 20 ° or more. . Here, the inflow angle θ is an intersection angle between the main flow direction of the inflow air and the inner diameter edge of the fan, and is an angle measured from the direction of rotation of the fan.
[0056]
As described above, when the protrusion 72b protruding toward the opposite side to the direction of rotation is provided on the inner edge Li side end of the back surface 72a of the blade 72, the entrance angle β1 is: It is desirable that the angle be 20 ° or more and 75 ° or less (particularly 45 °). The exit angle β2 is preferably 25 ° or more and 80 ° or less.
[0057]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the protrusion 72b has a substantially rectangular shape. However, the present invention is not limited to this, and may be a substantially spherical protrusion 72b, for example, as shown in FIG.
[0058]
In the above-described embodiment, the protrusion length (= L / Lo) is 0.02 or more and 0.68 or less, and the protrusion dimension (= H / Ho) is 0.03 or more and 0.18 or less. However, the present invention is not limited to this, and at least the protrusion length (= L / Lo) is 0.02 or more and 0.68 or less, or the protrusion length (= L / Lo) is 0. .05 or more and 0.45 or less.
[0059]
In the above-described embodiment, the ratio of the protrusion dimension of the protrusion 72b to the pitch dimension Ho between the blades 72 on the inner diameter edge Li side (= H / Ho) is defined as the protrusion dimension. The protrusion dimension may be defined as a ratio (= H / ho) of the protrusion dimension of the protrusion 72b to the distance ho (distance between blade surfaces on the inner diameter edge Li side (see FIG. 4)). However, in this case, it should be 0.04 or more and 0.22 or less, more preferably 0.07 or more and 0.19 or less.
[0060]
Further, in the above-described embodiment, the length L of the protrusion 72b is defined as a length measured along the back surface 72a (blade surface) of the blade 72, but from the end on the inner diameter edge Li side of the protrusion 72b. There is no practical problem even if the distance to the opposite end is the length L of the protrusion 72b.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a ventilation system of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a blower according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front view of the blower according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view of a blade portion of a blower (centrifugal multiblade fan) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing an air flow in a blade portion of a blower (centrifugal multiblade fan) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the protrusion size of the blade and the specific noise in the blower (centrifugal multiblade fan) according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the protrusion length of the blade and the specific noise in the blower (centrifugal multiblade fan) according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing a relationship with an inlet angle in a blower (centrifugal multiblade fan) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged view of a blade portion of a blower (centrifugal multiblade fan) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic view showing an air flow of a blade portion of a blower (centrifugal multiblade fan) according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
72 ... Blade, 72b ... Protrusion (back step).

Claims

A centrifugal multiblade having a large number of blades (72) disposed around the rotation shaft and a holding plate (73) for holding the large number of blades (72) and blowing out the sucked air to the outer diameter edge side A fan (71),
The blade (72) is curved so as to be convex toward the opposite side of the direction of rotation, and at the inner edge side end portion of the back surface (72a) of the blade (72), Protrusions (72b) projecting toward the opposite side are provided,
The inlet angle (β1) of the blade (72) is 20 ° or more and 75 ° or less,
The ratio (H / Ho) of the protrusion dimension of the protrusion (72b) to the pitch dimension (Ho) between the blades (72) on the inner diameter edge side is 0.03 or more and 0.18 or less. Centrifugal multi-blade fan.

A centrifugal multiblade having a large number of blades (72) disposed around the rotation shaft and a holding plate (73) for holding the large number of blades (72) and blowing out the sucked air to the outer diameter edge side A fan (71),
The blade (72) is curved so as to be convex toward the opposite side of the direction of rotation, and at the inner edge side end portion of the back surface (72a) of the blade (72), Protrusions (72b) projecting toward the opposite side are provided,
The inlet angle (β1) of the blade (72) is 20 ° or more and 75 ° or less,
The ratio (L / Lo) of the length (L) of the protrusion (72b) measured along the blade surface of the blade (72) to the chord length (Lo) of the blade (72) is 0. The ratio (H / Ho) of the projecting dimension of the protrusion (72b) to the pitch dimension (Ho) between the blades (72) on the inner diameter edge side is 0.03 or more. The centrifugal multiblade fan is characterized by being 0.18 or less .

A centrifugal multiblade having a large number of blades (72) disposed around the rotation shaft and a holding plate (73) for holding the large number of blades (72) and blowing out the sucked air to the outer diameter edge side A fan (71),
The blade (72) is curved so as to be convex toward the opposite side of the direction of rotation, and at the inner edge side end portion of the back surface (72a) of the blade (72), Protrusions (72b) projecting toward the opposite side are provided,
The inlet angle (β1) of the blade (72) is 20 ° or more and 75 ° or less,
The ratio (H / Ho) of the protrusion dimension of the protrusion (72b) to the pitch dimension (Ho) between the blades (72) on the inner diameter edge side is 0.06 or more and 0.16 or less. Centrifugal multi-blade fan.

A centrifugal multiblade having a large number of blades (72) disposed around the rotation shaft and a holding plate (73) for holding the large number of blades (72) and blowing out the sucked air to the outer diameter edge side A fan (71),
The blade (72) is curved so as to be convex toward the opposite side of the direction of rotation, and at the inner edge side end portion of the back surface (72a) of the blade (72), Protrusions (72b) projecting toward the opposite side are provided,
The inlet angle (β1) of the blade (72) is 20 ° or more and 75 ° or less,
The ratio (L / Lo) of the length (L) of the protrusion (72b) measured along the blade surface of the blade (72) to the chord length (Lo) of the blade (72) is 0. The ratio (H / Ho) of the protrusion dimension of the protrusion (72b) to the pitch dimension (Ho) between the blades (72) on the inner diameter edge side is not less than 05 and not more than 0.45, and is not less than 0.06. The centrifugal multiblade fan is characterized by being 0.16 or less .

In a vehicle air conditioner having a face mode that blows air toward the upper body of the occupant, a foot mode that blows air toward the lower body of the occupant, and a differential mode that blows air toward the vehicle window glass,
A vehicle air conditioner comprising the centrifugal multiblade fan (71) according to any one of claims 1 to 4 .