JP4831811B2 - 遠心式送風装置 - Google Patents

Description

本発明は、遠心式送風装置に関するものである。

遠心式送風装置は、羽根車と、この羽根車を格納するとともにその径方向外側を囲む渦巻状流路を形成するケーシングと、羽根車を軸線回りに回転駆動する駆動装置とを有しており、駆動装置によって羽根車を回転駆動することで、ケーシング内に取り込まれた気体に遠心力を付与して流路に圧送するものである。渦巻状流路には、始点から下流側に向かうにしたがって順次羽根車から空気が供給されるので、始点では内圧が最も低く、下流側にいくほど内圧が高くなる。なお、渦巻状流路において始点から一周した部分は、内圧の最も低い始点と隣接しているため、渦巻状流路のうち、始点とこの始点から一周した部分との境界部分（以下「ノーズ部」という）近傍では、その内圧が始点の内圧に近くなっている。
このような遠心式送風装置は、例えば、後記の特許文献１に記載の多翼送風機のように、自動車用空気調和装置の送風機として用いられる。

羽根車は、駆動装置によって軸線回りに回転駆動される円盤状の底板と、この底板の同一円周上に軸線方向に突出して設けられる多数の翼と、底板との間に翼を挟んで同軸にして配置されて各翼の端部を連結する略円環状のシュラウドとを有している。
ケーシングには、シュラウドの径方向内側の領域に対向させて、空気取入口となるベルマウスが設けられており、ベルマウスに供給された空気は、羽根車を回転駆動することで遠心力を付与されて、流路に圧送されるようになっている。

特開平７−２７０９７号公報

遠心式送風装置では、羽根車の回転を許容するために、羽根車のシュラウドとケーシング内面（ベルマウスの裏側）との間に隙間が設けられている。このため、流路内に圧送された空気の一部が、この隙間から羽根車の翼よりも径方向内側の領域に逆流し（以下この流れを「逆流」とする）、ベルマウスからケーシング内に取り込まれた空気の流れ（以下この流れを「主流」とする）と干渉して、騒音が発生したり、遠心式送風装置の動作が不安定になる。

特許文献１記載の多翼送風機では、シュラウドを、空気取入口からブレード（翼）間に遠心多翼ファン（羽根車）の軸方向よりファン径外方向へ方向転換しつつ流入する空気流れに沿った略円弧状の断面形状に形成し、ケース（ケーシング）のベルマウス近傍の内壁断面形状をシュラウドとの間に微小隙間を介してシュラウドの断面形状に沿うよう形成し、ベルマウスにはブレード側からみて環状の凹部を形成し、シュラウドの径内方向端には環状の凹部内に延びる環状突起を形成し、これによって逆流の防止を図っている。しかし、このような構成を採用しても、高い逆流防止効果を得ることはできなかった。

ここで、遠心式送風装置に限らず、送風装置のファン特性グラフ（横軸に流量、縦軸に送風圧力をとったグラフ）は、全体的に見て右下がりの曲線を描く。しかし、このグラフは全ての領域で右下がりとなっているわけではなく、局所的には水平または右上がりとなっている（例えば小風量領域など）。送風装置をこのような領域で運転すると、羽根車が失速してケーシング内の気流が不安定となり、騒音も増加する。このため、送風装置は、ファン特性グラフの右下がりとなる領域で運転することが好ましい。
しかし、車両用空気調和装置などでは、複数の流路を切り換えて使用しており、流路の抵抗が広い範囲で変化するので、送風装置をファン特性グラフにおいて右下がりでない領域も含めた領域で運転せざるを得ない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、騒音を低減した遠心式送風装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
すなわち、本発明は、羽根車と、該羽根車を格納するとともにその径方向外側を囲む渦巻状流路を形成するケーシングと、前記羽根車を軸線回りに回転駆動する駆動装置とを有し、前記羽根車が、前記駆動装置によって前記軸線回りに回転駆動される円盤状の底板と、該底板の同一円周上に前記軸線方向に突出して設けられる複数の翼と、前記底板との間に前記翼を挟んで同軸にして配置されて前記各翼の端部を連結する略円環板状のシュラウドとを有し、該シュラウドが、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて前記底板に近接する傾斜部と、該傾斜部よりも径方向外側の位置から前記底板とは反対側に向けて立ち上がるシュラウド側障壁とを有し、前記ケーシングが、前記シュラウドの内周縁よりも径方向内側の領域に対向するベルマウスと、該ベルマウスの径方向外側の位置から前記シュラウドの前記内周縁と前記シュラウド側障壁との間の領域に突出するケーシング側障壁と、前記ベルマウスの前記渦巻状流路の始点近傍部分から前記ケーシング外に向けて立ち上がる遮風板とを有している遠心式送風装置を提供する。

このように構成される遠心式送風装置では、シュラウドが傾斜部及びシュラウド側障壁を有しており、ケーシングがベルマウスとケーシング側障壁とを有しているので、ケーシングとシュラウドとの間に形成される隙間は、シュラウドの径方向外側から径方向内側に向かう過程で複雑に屈曲したラビリンス形状となっている。このため、この隙間の流通抵抗（圧力損失）が大きく、この隙間からの逆流が効果的に防止される。

シュラウド側障壁及びケーシング側障壁の設置数は任意であって、例えば第一のシュラウド側障壁よりも径方向外側に第二のシュラウド側障壁を設け、第一のシュラウド側障壁と第二のシュラウド側障壁との間に第二のケーシング側障壁を設けるなど、シュラウド側障壁とケーシング側障壁とをシュラウドの径方向に沿って交互に設けてもよい。この場合には、ケーシングとシュラウドとの間に形成される隙間の形状がより複雑となって流通抵抗がさらに大きくなり、逆流防止効果を高めることができる。

ここで、遠心式送風装置は、前記のように、小風量領域ではファン特性グラフが水平または右上がりとなる。このため、この領域で遠心式送風装置を運転すると、羽根車が失速して遠心式送風装置内での気流が不安定になり、ベルマウスの入口において渦巻状流路の始点近傍部分で逆流が生じるために、騒音も増加する。
そこで、上記遠心式送風装置を、前記ケーシングが、前記ベルマウスの前記渦巻状流路の始点近傍部分から前記ケーシング外に向けて立ち上がる遮風板を有する構成としてもよい。
この場合には、ベルマウスの渦巻状流路の始点近傍部分に設けられた遮風壁によって、渦巻状流路の始点近傍部分での逆流がブロックされるとともに、吸い込み流れが一部迂回させられて、他の部位からベルマウス内に導かれるので、小風量領域でも遠心式送風装置内での気流が安定して、ファン特性グラフが十分な右下がり勾配を持つことになり、騒音が低減される。
なお、遠心式送風装置の部品点数を低減して製造コストを低減するために、遮風壁はベルマウスと一体の部品とすることが好ましい。

また、本発明は、羽根車と、該羽根車を格納するとともにその径方向外側を囲む渦巻状流路を形成するケーシングと、前記羽根車を軸線回りに回転駆動する駆動装置とを有し、前記羽根車が、前記駆動装置によって前記軸線回りに回転駆動される円盤状の底板と、該底板の同一円周上に前記軸線方向に突出して設けられる複数の翼と、前記底板との間に前記翼を挟んで同軸にして配置されて前記各翼の端部を連結する略円環板状のシュラウドとを有し、前記ケーシングが、前記シュラウドの内周縁よりも径方向内側の領域に対向するベルマウスと、該ベルマウスの前記渦巻状流路の始点近傍部分から前記ケーシング外に向けて立ち上がる遮風板とを有している遠心式送風装置を提供する。

遠心式送風装置は、前記のように、小風量領域ではファン特性グラフが水平または右上がりとなる。このため、この領域で遠心式送風装置を運転すると、羽根車が失速して遠心式送風装置内での気流が不安定になり、ベルマウスの入口において渦巻状流路の始点近傍部分で逆流が生じるために、騒音も増加する。
そこで、上記のように、ベルマウスの渦巻状流路の始点近傍部分に遮風壁を設けて、この部分での逆流をブロックしつつ吸い込み流れを一部迂回させて、他の部位からベルマウス内に導くことで、小風量領域でも遠心式送風装置内での気流が安定して、ファン特性グラフが十分な右下がり勾配を持つことになり、騒音が低減される。
なお、遠心式送風装置の部品点数を低減して製造コストを低減するために、遮風壁はベルマウスと一体の部品とすることが好ましい。

また、本発明は、羽根車と、該羽根車を格納するとともにその径方向外側を囲む渦巻状流路を形成するケーシングと、前記羽根車を軸線回りに回転駆動する駆動装置とを有し、前記羽根車が、前記駆動装置によって前記軸線回りに回転駆動される円盤状の底板と、該底板の同一円周上に前記軸線方向に突出して設けられる複数の翼と、前記底板との間に前記翼を挟んで同軸にして配置されて前記各翼の端部を連結する略円環板状のシュラウドとを有し、前記ケーシングが、前記シュラウドの内周縁よりも径方向内側の領域に対向するベルマウスと、該ベルマウスよりも径方向外側から前記底板に向けて突出して前記シュラウドの径方向外側を囲む逆流抑制壁とを有し、前記逆流抑制壁は、前記渦巻状流路の始点とこの始点から一周した部分との境界部分をなすノーズ部の近傍部分が、他の部分よりも前記底板側への突出量が大きい突出部とされている遠心式送風装置を提供する。

このように構成される遠心式送風装置では、ケーシングに、シュラウドの径方向外側を囲む逆流抑制壁が設けられており、羽根車によってケーシング内に送りこまれてケーシング内壁に沿って流れてシュラウド近傍に戻る気流が、この逆流抑制壁によって遮られて、羽根車の周方向に拡散されるので、ケーシングとシュラウドとの間に形成される隙間からの逆流が効果的に防止される。
この場合の逆流抑制壁は、前記渦巻状流路の始点とこの始点から一周した部分との境界部分をなすノーズ部の近傍部分が、他の部分よりも前記底板側への突出量が大きい突出部とされる。
ここで、渦巻状流路のノーズ部近傍部分では、羽根車からの空気の供給圧が渦巻状流路の内圧に近いかもしくは下回る。このため、ノーズ部近傍では、羽根車の翼の間を通じて渦巻状流路内から羽根車内へ向かう逆流が生じやすい。
そこで、上記のように、逆流抑制壁のノーズ部近傍部分を他の部分よりも底板側に突出した突出部とすることで、この部分での翼の間を通じた逆流が効果的に防止される。

なお、逆流抑制壁の高さは任意であるが、遠心式送風装置の効率を低下させないよう、渦巻状流路のうち、羽根車からの空気の供給圧が渦巻状流路の内圧よりも十分に高い領域（ノーズ部近傍以外の領域）では、羽根車の発生させる気流の主流が通過する領域を遮らない高さ、例えばシュラウドの径方向の断面形状を径方向外側に伸ばした仮想線に先端が接する高さかもしくはシュラウドの外周縁と同じ高さとすることが好ましい。

また、上記したケーシング側障壁及びシュラウド側障壁を有する遠心式送風装置、または遮風壁を有する遠心式送風装置において、前記ケーシングが、前記ベルマウスよりも径方向外側から前記底板に向けて突出して前記シュラウドの径方向外側を囲む逆流抑制壁を有していてもよい。

このように構成される遠心式送風装置では、羽根車によってケーシング内に送りこまれてケーシング内壁に沿ってシュラウド近傍に戻る気流が、逆流抑制壁によって遮られて、羽根車の周方向に拡散されるので、ケーシングとシュラウドとの間に形成される隙間からの逆流が効果的に防止される。

また、上記逆流抑制壁は、前記渦巻状流路の始点とこの始点から一周した部分との境界部分をなすノーズ部の近傍部分が、他の部分よりも前記底板側への突出量が大きい突出部とされていてもよい。
ここで、前記のように、渦巻状流路のノーズ部近傍部分では、羽根車からの空気の供給圧が渦巻状流路の内圧に近いかもしくは下回る。このため、ノーズ部近傍では、羽根車の翼の間を通じて渦巻状流路内から羽根車内へ向かう逆流が生じやすい。
そこで、上記のように、逆流抑制壁のノーズ部近傍部分を他の部分よりも底板側に突出した突出部とすることで、この部分での翼の間を通じた逆流が効果的に防止される。

また、上記遠心式送風装置において、前記渦巻状流路内には、該渦巻状流路内の空間の一部を前記羽根車の周辺側と前記羽根車から離間した側とに区切る二次流れ抑制ベーンが、前記渦巻状流路に沿って設けられていてもよい。ここで、「二次流れ」とは、渦巻状流路内で渦巻状流路を横断する流れをいう。

このように構成される遠心式送風装置では、羽根車から渦巻状流路内に送り込まれた気流が、二次流れ抑制ベーンによって、羽根車の周辺側を流れる気流と羽根車から離間した側を流れる気流とに分けられて、二次流れが羽根車へ向いにくくなり、二次流れと羽根車との干渉が生じにくくなって騒音が低減される。

また、上記した、逆流抑制壁に突出部が設けられた遠心式送風装置において、前記渦巻状流路内には、該渦巻状流路内の空間の一部を前記羽根車の周辺側と前記羽根車から離間した側とに区切る二次流れ抑制ベーンが、前記逆流抑制壁の前記突出部のうち、前記ノーズ部のすぐ上流側の立ち上がり部よりも上流側の位置から渦巻状流路に沿って少なくともノーズ部まで設けられていてもよい。

前記の二次流れ及び逆流は、渦巻状流路において羽根車から離間した位置から発生し、渦巻状流路内の気流に流されることによって、ノーズ部近傍で羽根車に到達する。
そこで、上記のように、逆流抑制壁よりも羽根車から離間した位置にある二次流れ抑制ベーンを、逆流抑制壁の突出部のうち、ノーズ部のすぐ上流側の立ち上がり部よりも上流側の位置から渦巻状流路に沿って少なくともノーズ部まで設けることで、二次流れや逆流を、発生した段階で効果的に拡散させることができ、二次流れや逆流と羽根車との緩衝による騒音を低減することができる。

また、本発明は、羽根車と、該羽根車を格納するとともにその径方向外側を囲む渦巻状流路を形成するケーシングと、前記羽根車を軸線回りに回転駆動する駆動装置とを有し、前記羽根車が、前記駆動装置によって前記軸線回りに回転駆動される円盤状の底板と、該底板の同一円周上に前記軸線方向に突出して設けられる複数の翼と、前記底板との間に前記翼を挟んで同軸にして配置されて前記各翼の端部を連結する略円環板状のシュラウドとを有し、前記ケーシングが、前記シュラウドの内周縁よりも径方向内側の領域に対向するベルマウスを有し、前記シュラウドが、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて前記底板に近接するように前記軸線に対して傾斜した形状とされており、該シュラウドの径方向外側の領域では、径方向内側を向く面が、前記軸線に対して所定角度で傾斜する傾斜面とされ、前記シュラウドの径方向内側の領域では、径方向内側を向く面が、前記シュラウドの内周縁から次第に径方向内側に向かって突出する第一凸曲面と、該第一凸曲面と前記傾斜面とを滑らかに接続する第二凸曲面とを有している遠心式送風装置を提供する。

このように構成される遠心送風装置では、シュラウドの径方向内側の領域では、径方向内側を向く面に、シュラウドの内周縁から次第に径方向内側に向かって突出する第一凸曲面が設けられており、シュラウドとベルマウスとの間の隙間が、ベルマウスの付け根側から先端側に近付くにつれて狭められている。
このため、渦巻状流路から羽根車のシュラウドとケーシング内面との間の隙間に逆流した空気は、シュラウドとベルマウスとの間の隙間を通る際に絞られて整流されるので流れの乱れが軽減される。これにより、流れの乱れが軽減された状態で翼に流れが放出されるため、騒音が低減される。

また、シュラウドの径方向外側の領域では、径方向内側を向く面が、軸線に対して所定角度で傾斜する傾斜面とされている。このため、羽根車によって渦巻状流路に送り込まれる空気のうち、シュラウド近傍を流れる空気が、シュラウドの径方向内側を向く面から剥離せずに、シュラウドに沿ってスムーズに案内されることになり、シュラウド近傍を流れる空気に乱れが生じにくくなり、騒音が低減される。
さらに、第一凸曲面と傾斜面とは、第二凸曲面によって滑らかに接続されているので、シュラウドとベルマウスとの間から逆流した空気が、スムーズに傾斜面に案内されることになり、騒音が低減される。

本発明にかかる遠心式送風装置によれば、逆流が防止されるので、従来に比べて騒音が著しく低減されて使用者に不快感を与えにくくなるとともに、動作が安定して送風を良好に行うことができる。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態について、図１から図３を用いて説明する。
本実施形態にかかる遠心式送風装置１は、車両用空気調和装置の送風装置として用いられるものであって、羽根車２と、羽根車２を格納するとともにその径方向外側を囲む渦巻状流路Ｗを形成するケーシング３と、羽根車２を軸線Ｏ回りに回転駆動する駆動装置４とを有している。
ここで、図示しないが、遠心式送風装置１の渦巻状流路Ｗの下流側には、車両用空気調和装置の各流路（フェイス側流路やフット側流路、デフロスト側流路等）と、渦巻状流路Ｗに送り込まれた空気の調製を行う装置（冷房用熱交換器やヒータコア等）とが設けられている。各流路の入口には、制御装置によって開閉が制御されるダンパーが設けられており、車両用空気調和装置の運転モードに応じてダンパーの開閉が制御されて、渦巻状流路Ｗに圧送された空気が適切な流路に送り込まれるようになっている。

図３に示すように、羽根車２は、駆動装置４によって軸線Ｏ回りに回転駆動される略円盤状の底板１１と、底板１１において駆動装置４側とは反対側の面に同一円周上に位置するようにして設けられる複数の翼１２と、底板１１との間にこれら翼１２を挟んで同軸にして配置されて各翼１２の端部を連結する略円環板状のシュラウド１３とを有している。
羽根車２は、駆動装置４によって軸線Ｏ回りに回転駆動されることで、シュラウド１３が配置される側から翼１２の径方向内側に空気を取り込んで、翼１２によってこの空気に遠心力を付与して、羽根車２の周囲を囲む渦巻状流路Ｗ内に圧送するものである。

本実施形態では、底板１１は、中心部が周縁部よりもシュラウド１３側に位置するように湾曲させられていて、駆動装置４に対向する面側に収納スペースが形成されている。この収納スペースには、駆動装置４の一部が収納されており、これによって、軸線Ｏ方向における遠心式送風装置１の小型化が図られている。
また、底板１１は、中心部から周縁部にかけて、シュラウド１３側に凹となるなだらかな曲面をなしている。これによって、シュラウド１３側から翼１２の径方向内側に取り込まれた空気が底板１１に沿って径方向外側に案内されて、翼１２にスムーズに供給される。

翼１２は、底板１１から軸線Ｏに沿って立ち上げられる板状の部材であって、軸線Ｏに直交する断面が略円弧状をなしている。これら翼１２は、それぞれ軸線Ｏ回りに等間隔で配置されている。
シュラウド１３は、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて底板１１に近接する傾斜部１６と、傾斜部１６よりも径方向外側の位置から底板１１から離間する向きに立ち上がる略円筒形状のシュラウド側障壁１７とを有している。

本実施形態では、シュラウド１３の内周縁から外周縁近傍までの領域が傾斜部１６とされている。また、傾斜部１６は、底板１１側からみて、底板１１に近付くにつれて拡径するラッパ状の曲面をなしている。これによって、シュラウド１３を通じて翼１２の径方向内側に取り込まれた空気がシュラウド１３に沿って径方向外側に案内されて、翼１２にスムーズに供給される。
また、シュラウド側障壁１７は、軸線Ｏと略同軸にしてシュラウド１３の外周縁から立ち上げられていて、傾斜部１６とシュラウド側障壁１７とが鋭角に交差している。

ケーシング３は、羽根車２の底板１１側に対向する底板２１と、羽根車２のシュラウド１３側に対向する天板２２と、これら底板２１と天板２２とを接続する側壁２３とを有している。これら底板２１、天板２２、及び側壁２３によって囲われる空間が、断面視略四角形となる渦巻状流路Ｗを構成している。以下、遠心式送風装置１において底板２１側を下方とし、天板２２側を上方とする。

天板２２には、シュラウド１３の内周縁よりも径方向内側の領域に対向するベルマウス２６と、ベルマウス２６よりも径方向外側の位置からシュラウド１３の内周縁とシュラウド側障壁１７との間の領域に突出するケーシング側障壁２７とが設けられている。
ベルマウス２６は、径方向内側に向うにつれて底板２１側に近接するなだらかな曲面をなす円環板状をなしている。ケーシング側障壁２７は、軸線Ｏと略同軸にして配置される略円筒形状をなしている。
上記の傾斜部１６、シュラウド側障壁１７、ベルマウス２６、及びケーシング側障壁２７とによって、天板２２とシュラウド１３との間に、羽根車２の径方向に沿った断面において複雑かつ急角度で屈曲した隙間Ｄが形成されている。

ケーシング３には、ベルマウス２６よりも径方向外側から底板１１に向けて突出してシュラウド１３の径方向外側を囲む逆流抑制壁２８が設けられている。
この逆流抑制壁２８は、軸線Ｏと略同軸にして配置されて全周にわたって高さが等しい略円筒形状をなしており、シュラウド１３に極力近接させて設けられている。この逆流抑制壁２８の高さは、遠心式送風装置１の効率を低下させないよう、後述するノーズ部Ｎ近傍部分以外では、羽根車２の発生させる気流の主流が通過する領域を遮らない高さ、例えばシュラウド１３の径方向の傾斜部１６を径方向外側に延長した仮想線Ｌに先端が接する高さか、もしくはシュラウド１３の外周縁と同じ高さとすることが好ましい。本実施形態では、逆流抑制壁２８は、仮想線Ｌに先端が接する高さとしている。

また、底板２１と天板２２とのうち少なくともいずれか一方には、渦巻状流路Ｗ内の空間の一部を羽根車２の周辺側と羽根車２から離間した側とに区切る二次流れ抑制ベーン３１が、渦巻状流路Ｗに沿って設けられている。ただし、より二次流れを効果的に抑えるために、底板２１と天板２２の両側から二次流れ抑制ベーン３１を渦巻状流路Ｗに沿って設けてもよい。
本実施形態では、底板２１には、渦巻状流路Ｗの径方向中間位置に、下側二次流れ抑制ベーン３１ａが設けられており、天板２２には、渦巻状流路Ｗの径方向中間位置に、上側二次流れ抑制ベーン３１ｂが設けられている。
これら上下の二次流れ抑制ベーン３１ａ，３１ｂの高さは、遠心式送風装置１の効率を低下させないよう、羽根車２の発生させる気流の主流が通過する領域を遮らない高さとすることが好ましい。ただし、径方向の圧力差が大きく羽根車２へ逆流しやすいノーズ部Ｎ近傍では、上下の二次流れ抑制ベーン３１ａ，３１ｂをそれぞれ軸線方向に延長してベーン外径側の高い静圧とベーン内径側の低い静圧とを維持し、羽根車２への逆流を阻止する高さとしてもよい。

このように構成される遠心式送風装置１では、上記のように、ケーシング３とシュラウド１３との間に形成される隙間Ｄは、シュラウド１３の径方向外側から径方向内側に向かう過程で複雑に屈曲したラビリンス形状となっている。また、この隙間Ｄは鋭角な屈曲部分を有している。このため、この隙間Ｄの流通抵抗（圧力損失）が大きく、この隙間Ｄからの逆流が効果的に防止される。そして、このように逆流が防止されることで、従来に比べて騒音が著しく低減されて使用者に不快感を与えにくくなるとともに、動作が安定して送風を良好に行うことができる。

また、羽根車２が発生させた気流Ｆは、渦巻状流路Ｗ内で側壁２３に当たり、この側壁２３に沿って、底板２１側及び天板２２側に回り込む。この気流のうち、天板２２側に回りこんだ気流ＦＲは、天板２２に沿って渦巻状流路Ｗの径方向内側、すなわち隙間Ｄに向って進行する。しかし、ケーシング３には、シュラウド１３の径方向外側を囲む逆流抑制壁２８が設けられていて、逆流抑制壁２８によって気流ＦＲが遮られて羽根車２の周方向に拡散されるので、隙間Ｄからの逆流が効果的に防止される。

また、この遠心式送風装置１では、図２に示すように、渦巻状流路Ｗ内に二次流れ抑制ベーン３１が設けられているので、渦巻状流路Ｗ内に送り込まれた気流がこの二次流れ抑制ベーン３１によって羽根車２の周辺側を流れる気流ＦＩと羽根車２から離間した側を流れる気流ＦＯとに分けられて、そのまま渦巻状流路Ｗ内を流れる。このため、渦巻状流路Ｗ内に渦巻状流路Ｗを横断する二次流れが発生しにくくなり、二次流れと羽根車２との干渉が生じにくくなって騒音が低減される。ここで、参考のため、図２に、従来の遠心式送風装置で生じていた二次流れを仮想線ＦＳで示す。
また、このように二次流れが抑制されることで、羽根車２との干渉が軽減され、騒音を低減することができる。

ここで、上記実施の形態では、シュラウド側障壁１７及びケーシング側障壁２７をそれぞれ一つずつ設けた例を示したが、これらの設置数は任意である。例えば、第一のシュラウド側障壁よりも径方向外側に第二のシュラウド側障壁を設け、第一のシュラウド側障壁と第二のシュラウド側障壁との間に第二のケーシング側障壁を設けるなど、シュラウド側障壁１７とケーシング側障壁２７とをシュラウド１３の径方向に沿って交互に設けてもよい。この場合には、ケーシング３とシュラウド１３との間に形成される隙間Ｄの形状がより複雑となって流通抵抗がさらに大きくなり、逆流防止効果を高めることができる。

また、前記のように、渦巻状流路Ｗの始点とこの始点から一周した部分との境界部分をなすノーズ部Ｎ近傍部分（図２参照）では、羽根車２からの空気の供給圧が渦巻状流路Ｗの内圧に近いかもしくは下回る。このため、ノーズ部Ｎ近傍では、羽根車２の翼１２の間を通じて渦巻状流路Ｗ内から羽根車２内へ向かう逆流が生じやすい。
そこで、図４に示すように、逆流抑制壁２８においてノーズ部Ｎの近傍部分に、他の部分よりも底板１１側への突出量が大きい突出部２８ａを設けることで、この部分での翼１２の間を通じた逆流を効果的に防止することができる。

また、前記の二次流れ及び逆流は、渦巻状流路Ｗにおいて羽根車２から離間した位置から発生し、渦巻状流路Ｗ内の気流に流されることによって、ノーズ部Ｎ近傍で羽根車２に到達する。
そこで、図５に示すように、逆流抑制壁２８よりも羽根車２から離間した位置にある二次流れ抑制ベーン３１を、逆流抑制壁２８の突出部２８ａのうち、ノーズ部Ｎのすぐ上流側の立ち上がり部２８ｂよりも上流側の位置から渦巻状流路Ｗに沿って少なくともノーズ部Ｎまで設けることで、二次流れや逆流を、発生した段階で効果的に拡散させることができ、二次流れや逆流と羽根車２との干渉による騒音を低減することができる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図６から図８を用いて説明する。
本実施形態にかかる遠心式送風装置５１は、第一実施形態に示した遠心式送風装置１において、ケーシング３が、ベルマウス２６の渦巻状流路Ｗの始点Ｓ近傍部分からケーシング３外に向けて立ち上がる遮風板５２を有していることを主たる特徴とするものである。
以下、第一実施形態に示した遠心式送風装置１と同様または同一の構成については同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。

遮風板５２は、図６及び図７に示すように、ベルマウス２６の内周縁に沿って、ケーシング３の上方に張り出して設けられており、径方向外側に凸となる曲面形状に形成されている。
また、遮風板５２は、図７に示すように、ベルマウス２６上にも張り出していて、ベルマウス２６において渦巻状流路Ｗの始点Ｓの近傍部分の上方を覆っている。
本実施形態では、遮風壁５２は、ベルマウス２６と一体の部品とされていて、遠心式送風装置５１の部品点数が遠心式送風装置１と同じであるので、製造コストの増加が抑えられる。

従来の遠心式送風装置は、前記のように、小風量領域ではファン特性グラフが水平または右上がりとなる。このため、この領域で遠心式送風装置を運転すると、羽根車が失速して遠心式送風装置内での気流が不安定になり、ベルマウスの入口において渦巻状流路の始点近傍部分で逆流が生じるために、騒音も増加する。

本実施形態にかかる遠心式送風装置５１では、ベルマウス２６の渦巻状流路Ｗの始点近傍部分に設けられた遮風壁５２によって、渦巻状流路Ｗの始点近傍部分での逆流がブロックされるとともに、吸い込み流れＡＩＲが一部迂回させられて、他の部位からベルマウス２６内に導かれるので、小風量領域でも遠心式送風装置５１内での気流が安定して、ファン特性グラフが、遮風板５２の設置前の状態（図８に破線で示す部分）から改善されて、図８に実線で示すように、従来は失速点となっていた領域でも十分な右下がり勾配を持つことになり、騒音が低減される。

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について、図９を用いて説明する。
本実施形態の遠心送風装置６１は、第一実施形態に示す遠心式送風装置１において、ケーシング３の代わりにケーシング６３を用い、シュラウド１３の代わりに、シュラウド７３を用いたものである。以下では、第一実施形態に示した遠心式送風装置１と同様または同一の構成については同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。

ケーシング６３は、ケーシング３において、逆流抑制壁２８をなくしたものである。
また、ケーシング６３では、ケーシング側障壁２７は、シュラウド７３の径方向外側を向く面に対向して設けられている。本実施形態では、ケーシング６３の天板部２２は、シュラウド７３の径方向外側を向く面に対向する部位を、シュラウド７３の径方向外側を向く面に沿って屈曲させられており、この屈曲部によってケーシング側障壁２７が構成されている。
ここで、ケーシング６３は、全体が一体の部品として製造されていてもよい。この場合には、ケーシング６３の部品点数が少なくて済み、製造コストが低くて済む。また、ケーシング６３が射出成形等の成形型を用いた製造方法によって製造される場合には、このようにケーシング６３全体を一体の部品とすることで、使用する成形型の数が少なくて済み、製造コストが低くて済む。
一方、ケーシング本体と、屈曲部を含むベルマウス２６近傍部分とを別部材として作成してもよい。この場合には、ケーシング本体とベルマウス２６近傍部分とのうちのいずれか一方のみについて形状変更することが容易であるので、仕様変更や運用条件の変更等によって遠心送風装置６１の負荷特性が変動した場合にも、ケーシング本体またはベルマウス２６近傍部分を、負荷特性の変動に合わせて適切な形状のものに容易に変更することができるので、遠心送風装置６１の負荷特性の変動に対して容易に対応することができる。

シュラウド７３は、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて底板１１に近接するように軸線Ｏに対して傾斜した形状とされている。
シュラウド７３の径方向外側の領域では、径方向内側を向く面が、軸線Ｏに対して所定角度で傾斜する傾斜面７６とされている。
シュラウド７３の径方向内側の領域では、径方向内側を向く面が、シュラウド７３の内周縁から次第に径方向内側に向かって突出する第一凸曲面７７と、第一凸曲面７７と傾斜面７６とを滑らかに接続する第二凸曲面７８とを有する構成とされている。

このように構成される遠心送風装置６１では、シュラウド７３の径方向内側の領域では、径方向内側を向く面に、シュラウド７３の内周縁から次第に径方向内側に向かって突出する第一凸曲面７７が設けられており、シュラウド７３とベルマウス２６との間の隙間が、ベルマウス２６の付け根側から先端側に近付くにつれて狭められている。
このため、渦巻状流路Ｗから羽根車２のシュラウド７３とケーシング６３内面との間の隙間に逆流した空気は、シュラウド７３とベルマウス２６との間の隙間を通る際に絞られて流速が高められる。
このため、渦巻状流路Ｗから羽根車２のシュラウド７３とケーシング６３内面との間の隙間に逆流した空気は、シュラウド７３とベルマウス２６との間の隙間を通る際に絞られて整流されるので流れの乱れが軽減される。
これにより、流れの乱れが軽減された状態で翼１２に流れが放出されるため、騒音が低減される。

また、シュラウド７３の径方向外側の領域では、径方向内側を向く面が、軸線Ｏに対して所定角度で傾斜する傾斜面７６とされている。このため、羽根車２によって渦巻状流路Ｗに送り込まれる空気のうち、シュラウド７３近傍を流れる空気が、シュラウド７３の径方向内側を向く面から剥離せずに、シュラウド７３に沿ってスムーズに案内されることになり、シュラウド７３近傍を流れる空気に乱れが生じにくくなり、騒音が低減される。
さらに、第一凸曲面７７と傾斜面７６とは、第二凸曲面７８によって滑らかに接続されているので、シュラウド７３とベルマウス２６との間から逆流した空気が、スムーズに傾斜面７６に案内されることになり、騒音が低減される。

ここで、本実施形態では、ケーシング６３が、逆流抑制壁２８を有していない構成としたが、これに限られることなく、ケーシング６３に逆流抑制壁２８を設けてもよい。
また、本実施形態で示すシュラウド７３を、第二実施形態に示す遠心式送風装置５１に用いてもよい。

本発明の第一実施形態にかかる遠心式送風装置の構成を示す縦断面図である。 本発明の第一実施形態にかかる遠心式送風装置の構成を示す平断面図である。 本発明の第一実施形態にかかる遠心式送風装置の構成を示す縦断面図である。 本発明の第一実施形態にかかる遠心式送風装置の他の形態例を示す図である。 本発明の第一実施形態にかかる遠心式送風装置の他の形態例を示す図である。 本発明の第二実施形態にかかる遠心式送風装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第二実施形態にかかる遠心式送風装置の構成を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。 本発明の第二実施形態にかかる遠心式送風装置のファン特性グラフである。 本発明の第三実施形態にかかる遠心式送風装置の構成を示す縦断面図である。

符号の説明

１，５１，６１ 遠心式送風装置
２ 羽根車
３，６３ ケーシング
４ 駆動装置
１１ 底板
１２ 翼
１３，７３ シュラウド
１６ 傾斜部
１７ シュラウド側障壁
２６ ベルマウス
２７ ケーシング側障壁
２８ 逆流抑制壁
２８ａ 突出部
２８ｂ 立ち上がり部
３１ａ（３１） 下側二次流れ抑制ベーン
３１ｂ（３１） 上側二次流れ抑制ベーン
５２ 遮風板
７６ 傾斜面
７７ 第一凸曲面
７８ 第二凸曲面
Ｎ ノーズ部
Ｏ 軸線
Ｓ 始点
Ｗ 渦巻状流路

Claims (8)

1. 羽根車と、
   該羽根車を格納するとともにその径方向外側を囲む渦巻状流路を形成するケーシングと、
   前記羽根車を軸線回りに回転駆動する駆動装置とを有し、
   前記羽根車が、前記駆動装置によって前記軸線回りに回転駆動される円盤状の底板と、
   該底板の同一円周上に前記軸線方向に突出して設けられる複数の翼と、
   前記底板との間に前記翼を挟んで同軸にして配置されて前記各翼の端部を連結する略円環板状のシュラウドとを有し、
   該シュラウドが、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて前記底板に近接する傾斜部と、
   該傾斜部よりも径方向外側の位置から前記底板とは反対側に向けて立ち上がるシュラウド側障壁とを有し、
   前記ケーシングが、前記シュラウドの内周縁よりも径方向内側の領域に対向するベルマウスと、
   該ベルマウスの径方向外側の位置から前記シュラウドの前記内周縁と前記シュラウド側障壁との間の領域に突出するケーシング側障壁と、
   前記ベルマウスの前記渦巻状流路の始点近傍部分から前記ケーシング外に向けて立ち上がる遮風板とを有している遠心式送風装置。
2. 羽根車と、
   該羽根車を格納するとともにその径方向外側を囲む渦巻状流路を形成するケーシングと、
   前記羽根車を軸線回りに回転駆動する駆動装置とを有し、
   前記羽根車が、前記駆動装置によって前記軸線回りに回転駆動される円盤状の底板と、
   該底板の同一円周上に前記軸線方向に突出して設けられる複数の翼と、
   前記底板との間に前記翼を挟んで同軸にして配置されて前記各翼の端部を連結する略円環板状のシュラウドとを有し、
   前記ケーシングが、前記シュラウドの内周縁よりも径方向内側の領域に対向するベルマウスと、
   該ベルマウスの前記渦巻状流路の始点近傍部分から前記ケーシング外に向けて立ち上がる遮風板とを有している遠心式送風装置。
3. 羽根車と、
   該羽根車を格納するとともにその径方向外側を囲む渦巻状流路を形成するケーシングと、
   前記羽根車を軸線回りに回転駆動する駆動装置とを有し、
   前記羽根車が、前記駆動装置によって前記軸線回りに回転駆動される円盤状の底板と、
   該底板の同一円周上に前記軸線方向に突出して設けられる複数の翼と、
   前記底板との間に前記翼を挟んで同軸にして配置されて前記各翼の端部を連結する略円環板状のシュラウドとを有し、
   前記ケーシングが、前記シュラウドの内周縁よりも径方向内側の領域に対向するベルマウスと、
   該ベルマウスよりも径方向外側から前記底板に向けて突出して前記シュラウドの径方向外側を囲む逆流抑制壁とを有し、
   前記逆流抑制壁は、前記渦巻状流路の始点とこの始点から一周した部分との境界部分をなすノーズ部の近傍部分が、他の部分よりも前記底板側への突出量が大きい突出部とされている遠心式送風装置。
4. 前記ケーシングが、前記ベルマウスよりも径方向外側から前記底板に向けて突出して前
   記シュラウドの径方向外側を囲む逆流抑制壁を有している請求項１または２に記載の遠心式送風装置。
5. 前記逆流抑制壁は、前記渦巻状流路の始点とこの始点から一周した部分との境界部分をなすノーズ部の近傍部分が、他の部分よりも前記底板側への突出量が大きい突出部とされている請求項４に記載の遠心式送風装置。
6. 前記渦巻状流路内には、該渦巻状流路内の空間の一部を前記羽根車の周辺側と前記羽根車から離間した側とに区切る二次流れ抑制ベーンが、前記渦巻状流路に沿って設けられている請求項１から５のいずれかに記載の遠心式送風装置。
7. 前記渦巻状流路内には、該渦巻状流路内の空間の一部を前記羽根車の周辺側と前記羽根車から離間した側とに区切る二次流れ抑制ベーンが、前記逆流抑制壁の前記突出部のうち、前記ノーズ部のすぐ上流側の立ち上がり部よりも上流側の位置から渦巻状流路に沿って少なくともノーズ部まで設けられている請求項５に記載の遠心式送風装置。
8. 羽根車と、
   該羽根車を格納するとともにその径方向外側を囲む渦巻状流路を形成するケーシングと、
   前記羽根車を軸線回りに回転駆動する駆動装置とを有し、
   前記羽根車が、前記駆動装置によって前記軸線回りに回転駆動される円盤状の底板と、
   該底板の同一円周上に前記軸線方向に突出して設けられる複数の翼と、
   前記底板との間に前記翼を挟んで同軸にして配置されて前記各翼の端部を連結する略円環板状のシュラウドとを有し、
   前記ケーシングが、前記シュラウドの内周縁よりも径方向内側の領域に対向するベルマウスを有し、
   前記シュラウドが、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて前記底板に近接するように前記軸線に対して傾斜した形状とされており、
   該シュラウドの径方向外側の領域では、径方向内側を向く面が、前記軸線に対して所定角度で傾斜する傾斜面とされ、
   前記シュラウドの径方向内側の領域では、径方向内側を向く面が、前記シュラウドの内周縁から次第に径方向内側に向かって突出する第一凸曲面と、
   該第一凸曲面と前記傾斜面とを滑らかに接続する第二凸曲面とを有している遠心式送風装置。

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