JP4865621B2 - 遠心式送風装置 - Google Patents

Description

本発明は、騒音の発生を抑制するのに好適な遠心式送風装置に関する。

一般に、遠心ファン等を用いて送風する遠心式送風装置においては、内部を流れる空気の気流の乱れに起因して、さまざまな騒音が発生することが知られている。
このような騒音の発生を抑制するために、遠心式送風装置の流路に仕切板や、偏向壁面を有するベルマウスリングなどを設ける技術が開示されている（例えば、特許文献１および２参照。）。
特開平８−８６２９９号公報 特開平９−２４２６９６号公報

また、上述の騒音の他に、ブロアファンの回転数（Ｎ）およびブロアファンの羽根枚数（Ｚ）の掛け算に基づいて定まる翼通過周波数の騒音（以下、１ＮＺ騒音と表記する。）よりも低い周波数成分を有する騒音（以下、低周波音と表記する。）が発生していることが知られている。

この低周波音は、舌部の近傍領域で発生するブロアファン内部に向かう空気の逆流等により発生していると考えられ、上述の特許文献１および２に記載された技術では抑制が不十分であったという問題があった。
なお、低周波音の周波数は、ブロアファン回転数（Ｎ）の影響を受けていない。

具体的には、特許文献１に記載された流路の広い範囲に仕切板を設ける技術では、局所的な空気流れの仕切板からの剥離が原因の騒音や、流路の仕切りすぎによる空気流量のアンバランスが原因の騒音が発生していた。

具体的には、仕切板により仕切られた内周側の流路および外周側の流路を比較すると、外周側の流路を流れる空気の流量が多くなり空気流量のアンバランスが発生する。この状態で内周側の流路と外周側の流路とが合流すると、空気流れに乱れが発生し、これを原因とする騒音が発生するという問題があった。

一方、特許文献２に記載された流路の広い範囲にベルマウスリングを設ける技術では、ベルマウスリングにより流路の流路面積が減少することにより、騒音発生の抑制が十分でないという問題があった。

具体的には、流路の流路面積が減少すると、羽根車から流路に流入した空気流れにおける静圧回復が不十分となり、遠心式送風装置から送風される空気流量が不足する恐れがあった。送風流量を補うためには、羽根車の回転数を増やし、羽根車から流路に流入する空気流量を増やす方法が一般的に採られている。しかしながら、この方法では、羽根車の回転数が増えることから、羽根車等から発生する騒音が大きくなり、騒音の発生抑制が十分でなくなるという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、送風性能の低下を抑えるとともに、低周波音等の騒音発生を抑制することができる遠心式送風装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の遠心式送風装置は、円板状の底板と、該底板から突出して同一円周上に並んで設けられた複数の翼と、前記底板との間に前記翼を挟んで配置され、前記翼の端部を連結する略円環状のシュラウドと、が設けられた羽根車と、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、前記羽根車を中心軸線周りに回転駆動させる駆動部と、が設けられ、前記渦巻状流路を構成する前記底板側の一方の面および前記シュラウド側の他方の面の少なくとも一方から前記中心軸線方向に沿って突出するとともに、前記渦巻状流路の長手方向に沿って延びており、少なくとも前記径方向外側から前記羽根車に向かって流れる二次流れが存在する領域に形成される突出部が設けられ、前記突出部の前記径方向外側には、前記径方向外側から前記羽根車に向かって前記渦巻状流路の流路断面積を減少させる傾斜部が設けられ、前記突出部の前記径方向内側には、前記長手方向に沿って流れる主流が流れる領域を形成する切欠き面が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、径方向外側から羽根車に向かう二次流れは、突出部の傾斜面に沿って流れることにより、流れの向きが変わり主流と合流する。さらに、傾斜面に沿って径方向内側に向かって流路面積が狭くなることから、流速が速くなるとともに圧力が低くなり、径方向に沿う方向における圧力分布が略一定となる。そのため、羽根車内への二次流れの流入が抑制され、二次流れの流入により羽根車において発生する騒音を抑制することができる。

主流が流れる領域を形成する切欠き面が設けられているため、切欠き面が設けられていない場合と比較して、渦巻状流路の流路面積の減少が抑えられ、羽根車から流出した空気流れの静圧回復が大きくなる。そのため、遠心式送風装置から送風される空気量が同じであれば、羽根車の回転速度を下げることができ、遠心式送風装置から発生する騒音を抑制することができる。

なお、羽根車から渦巻状流路に流入した空気の流れは、渦巻状流路の長手方向に沿って流れる主流と、径方向に沿って流れる二次流れと、から構成されている。このうちの二次流れは、羽根車から径方向外側に向かって流れた後に、渦巻状流路の径方向外側の壁面に沿って流れ、径方向外側から羽根車に向かう流れである。

本発明によれば、突出部を設ける領域を上述のように限定するため、例えば全領域に突出部を設ける場合と比較して、突出部より径方向内側を流れる空気の流量と、径方向外側を流れる空気の流量との差が抑えられる。そのため、突出部により径方向内側および外側に分けられた流れが合流する際に発生する流れの乱れを抑制し、流れの乱れによる騒音の発生が抑制される。
突出部を設ける領域を限定することで、さらに、渦巻状流路の流路面積の減少が抑えられ、羽根車から流出した空気流れの静圧回復が大きくなる。
一方、主流の流れ方向と、突出部が延びる方向とのずれが抑えられ、このずれによって発生する空気流れの剥離、つまり突出部からの空気流れの剥離が抑えられる。

上記発明においては、前記突出部は、前記二次流れの流量が最も大きな領域を基準として、前記中心軸線を中心として前記主流の上流側へ約６０°回転した位置から、下流側へ約４５°回転した位置までの範囲内に設けられていることが望ましい。

上記発明においては、前記ケーシングには、前記渦巻状流路の内部を流れる空気を外部へ導くディフューザ流路と前記渦巻状流路との接続部に配置された舌部が設けられ、前記突出部は、前記舌部を基準として、前記中心軸線を中心として前記主流の上流側へ約１２０°回転した位置から、上流側へ約１５°回転した位置までの範囲内に設けられていることが望ましい。

本発明によれば、径方向外側から羽根車に向かって流れ、騒音の原因となる二次流れは少なくとも上述の範囲内に存在するため、上述の範囲に突出部を設けることで、騒音の発生が抑制される。
突出部を設ける範囲を上述の範囲内に限定することで、渦巻状流路の流路面積の減少が確実に抑えられ、遠心式送風装置の送風性能低下が抑えられる。さらに、主流の流れ方向と突出部が延びる方向とのずれが抑えられるため、突出部からの空気流れの剥離が抑えられる。

上記発明においては、前記突出部における前記長手方向に沿う方向において、前記突出部の一方の端部から中央部に向かって前記突出部の高さが高くなるとともに、前記中央部から他方の端部に向かって前記突出部の高さが低くなることが望ましい。

本発明によれば、突出部の高さが突然高くなる場合と比較して、突出部の高さが徐々に変化するため、主流が突出部により径方向内側および外側に分けられる際に発生する流れの乱れが抑制されるとともに、上述の分けられた流れが合流する際に発生する流れの乱れが抑えられる。

上記発明においては、前記ケーシングには、前記底板側の一方の面および前記シュラウド側の他方の面の間隔を広げる拡大部が設けられ、前記突出部は前記拡大部に設けられていることが望ましい。

本発明によれば、拡大部に突出部を設けることで、羽根車から径方向外側に向かう流れを遮ることが防止され、遠心式送風装置の送風性能低下が防止される一方、拡大部を通って径方向外側から羽根車に向かって流入する二次流れによる騒音の発生が抑制される。
さらに、拡大部を設けたことにより渦巻状流路の流路面積が広がるため、羽根車から流出した空気流れの静圧回復が大きくなる。

本発明の遠心式送風装置によれば、傾斜面に沿って径方向内側に向かって流路面積が狭くなることから羽根車内への二次流れの流入が抑制され、二次流れの流入により羽根車において発生する騒音を抑制することができるという効果を奏する。

この発明の一実施形態に係る遠心式送風装置について、図１から図９を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る遠心式送風装置の構成を説明する模式図である。図２は、図１の遠心式送風機の構成を説明するＡ−Ａ’断面視図である。

本実施形態に係る遠心式送風装置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る。遠心式送風装置１には、図１および図２に示すように、羽根車２と、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３を形成するケーシング４と、ケーシング４内における羽根車２の周囲に配置された渦巻状流路３と、渦巻状流路３の巻き終わりから接線方向に延びるディフューザ流路５と、渦巻状流路３からディフューザ流路５へ空気を導くとともに、渦巻状流路３の巻き終わりから巻き始めへの空気の流入を抑制する舌部６と、羽根車２を回転軸１２の中心軸線Ｃ周りに回転駆動する駆動部７とが設けられている。

ここで、遠心式送風装置１の渦巻状流路３の下流側には、車両用空調装置の各流路（フェイス側流路やフット側流路、デフロスト側流路等）に空気を導くディフューザ流路５と、図示しないが、渦巻状流路３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の開閉が制御されている。このようにすることで、空気が渦巻状流路４から適切な流路に送り込まれる。

羽根車２は、駆動部７および回転軸１２によって回転駆動されることにより、シュラウド１０側から空気を翼９の径方向内側に取り込み、この空気に翼９によって遠心力を付与し、羽根車２の周囲を囲む渦巻状流路３内に空気を圧送するものである。
羽根車２には、図２に示すように、中心軸線Ｃ周りに回転駆動される略円板状の羽根車底板（底板）８と、羽根車底板８の駆動部７と反対側の面に、同一円周上に並んで設けられた複数の翼９と、羽根車底板８との間にこれら翼９を挟んで同軸にして配置されるとともに、各翼９の端部を連結する略円環板状のシュラウド１０と、が設けられている。

本実施形態では、羽根車底板８は、中心部が周辺部よりもシュラウド１０側に突出するように湾曲され、駆動部７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、駆動部７の一部が収納されている。これによって、中心軸線Ｃ方向について遠心式送風装置１の小型化を図ることができる。
羽根車底板８は、中心部から周辺部にかけて、シュラウド１０側に凹となるなだらかな曲面に形成されている。これによって、翼９の径方向内側に取り込まれた空気は、羽根車底板８に沿って径方向外側に案内され、翼９の間にスムーズに供給される。

翼９は、羽根車底板８から中心軸線Ｃに沿って、シュラウド１０側に突出するとともに、中心軸線Ｃに直交する断面における形状が略円弧形状である板状の部材である。これら翼９は、中心軸線Ｃ周りの同一円周上に等間隔に並んで配置されている。
シュラウド１０は、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて、羽根車底板８に接近する傾斜を有している。傾斜は、羽根車底板８側からみて、羽根車底板８に近づくにつれて拡径するラッパ状の曲面に形成されている。これによって、翼９の径方向内側に取り込まれた空気はシュラウド１０に沿って径方向外側に案内され、翼９の間にスムーズに供給される。

駆動部７は羽根車２を回転駆動させるものであり、駆動部７には、回転駆動力を発生するモータ１１と、モータ１１と羽根車２とを繋ぐ回転軸１２とが設けられている。
モータ１１は、後述するケーシング４の円筒部１８の内部に配置され、外部から供給された電力に基づいて回転駆動力を発生するものである。
回転軸１２は、モータ１１が発生した回転駆動力を羽根車２の羽根車底板８に伝達するものである。回転軸１２は、その中心軸線Ｃ周りに回転可能に配置されている。

渦巻状流路３は、図１および図２に示すように、羽根車２の周囲に配置された流路であって、羽根車２によって圧送された空気が流入する流路である。
渦巻状流路３は、巻き始め部３Ｓから巻き終わり部３Ｅに向かって、つまり、羽根車２の回転方向（図１における時計回り方向）に向かって流路断面積が増える形状に形成されている。言い換えると、巻き始め部３Ｓでは渦巻状流路３の流路断面積は最も狭く、巻き終わり部３Ｅで流路断面積は最も広くなる。この巻き終わり部３Ｅにおいて、渦巻状流路３はディフューザ流路５と接続されている。

ディフューザ流路５は、渦巻状流路３の巻き終わり部３Ｅから流出した空気を、上述の冷房用熱交換器やヒータコア等に導くものである。

ケーシング４は、割り面１３により、シュラウド１０と対向する上部ケーシング４Ｕ（図２における上側のケーシング）と、羽根車底板８と対向する下部ケーシング４Ｌ（図２における下側のケーシング）と、に分割された構成とされている。渦巻状流路３およびディフューザ流路５は、上部ケーシング４Ｕおよび下部ケーシング４Ｌによって囲まれている。

図３は、図２の上部ケーシングの構成を説明する模式図であって、下部ケーシング側から上部ケーシングを見た図である。
上部ケーシング４Ｕには、図２および図３に示すように、遠心式送風装置１の外形を構成する天板（他方の面）１４および上部側壁１５Ｕと、空気を羽根車２に導入するベルマウス１６と、空気を渦巻状流路３からディフューザ流路５へ導く上部舌部６Ｕと、が設けられている。

天板１４および上部側壁１５Ｕは、渦巻状流路３およびディフューザ流路５を構成する壁面でもある。天板１４は中心軸線Ｃに直交する面に沿って延びる板部材であって、上部側壁１５Ｕは下部ケーシング４Ｌに向かって延びる壁面である。上部側壁１５Ｕの下部ケーシング４Ｌ側の端部は割り面１３に相当し、下部側壁１５Ｌの端部と係合されている。

ベルマウス１６は、天板１４における羽根車２と対向する領域に、径方向内側に向かうにつれて下部ケーシング４Ｌ側に接近する滑らかな曲面から構成された円環板状の部材である。

上部舌部６Ｕは、上部側壁１５Ｕにおける渦巻状流路３における巻き始め部３Ｓ近傍領域を構成する部分と、ディフューザ流路５を構成する部分とを繋ぐ曲面であって、下部舌部６Ｌとともに舌部６を構成するものである。
舌部６は中心軸線Ｃに沿って延びる略円筒状の曲面であり、羽根車２の直径を１００％とした場合、羽根車２との間の隙間が約８％から約１０％となるように配置されている。

図４は、図２の下部ケーシングの構成を説明する模式図であって、上部ケーシングから下部ケーシングを見た図である。
下部ケーシング４Ｌには、図２および図４に示すように、遠心式送風装置１の外形を構成する下部底板（一方の面）１７および下部側壁１５Ｌと、駆動部７が配置される円筒部１８と、空気を渦巻状流路３からディフューザ流路５へ導く下部舌部６Ｌと、下部底板１７のうち渦巻状流路３の一部を構成する拡大部１９と、羽根車２への空気の逆流を防止するフローガイド部（突出部）２０と、が設けられている。

下部底板１７および下部側壁１５Ｌは、渦巻状流路３およびディフューザ流路５を構成する壁面でもある。下部底板１７は中心軸線Ｃに直交する面に沿って延びる板部材であって、下部側壁１５Ｌは上部ケーシング４Ｕに向かって延びる壁面である。下部側壁１５Ｌの上部ケーシング４Ｕ側の端部は割り面１３に相当し、上部側壁１５Ｕの端部と係合されている。

拡大部１９は、渦巻状流路３の断面の形状を、中心軸線Ｃ方向の下方（図２の下側）に延長して流路断面積を拡大させる部分である。拡大部１９は、下部底板１７のうちの径方向外側の部分を中心軸線Ｃ方向の下方に凹ませた凹部として形成されている。拡大部１９の凹み量は、渦巻状流路３における巻き始め部３Ｓから巻き終わり部３Ｅに向かうにつれて大きくなる。

なお、本実施形態では、拡大部１９が下部底板１７に設けられた実施形態に適用して説明するが、天板１４に拡大部１９が設けられた実施形態に適用してもよいし、拡大部１９が設けられていない実施形態に適用してもよく、特に限定するものではない。
天板１４に拡大部１９が設けられている実施形態、または、拡大部１９が設けられていない実施形態の場合には、天板１４にフローガイド部２０が設けられていることが望ましい。このような構成とすることで、羽根車２から径方向外側に向かう流れがフローガイド部２０に遮られることを防止できる。

円筒部１８は、下部底板１７における羽根車２と対向する領域に、中心軸線Ｃに沿って延びる円筒状の部材であって、内部に駆動部７であるモータが配置されるものである。

下部舌部６Ｌは、下部側壁１５Ｌにおける渦巻状流路３における巻き始め部３Ｓ近傍領域を構成する部分と、ディフューザ流路５を構成する部分とを繋ぐ曲面であって、上部舌部６Ｕとともに舌部６を構成するものである。

フローガイド部２０は、径方向外側から羽根車２に向かって流れる二次流れを遮るものである。フローガイド部２０は、渦巻状流路３における径方向の中央部に相当する下部側壁１５Ｌから天板１４に向かって突出するとともに、渦巻状流路３の長手方向に沿って畝状に延びている。

具体的には、図４に示すように、フローガイド部２０は、中心軸線Ｃを中心として、下部舌部６Ｌを基準として羽根車２の回転方向と逆の回転方向（以下、逆回転方向と表記する。）に約１２０°回転した位置から約１５°回転した位置まで延びて配置されている。言い換えると、径方向外側から羽根車２に向かって流れる二次流れの流量が最も大きな最大逆流領域Ｒを基準として、逆回転方向（主流の上流側）に約６０°回転した位置から回転方向（主流の下流側）に約４５°回転した位置まで延びて配置されている。

なお、フローガイド部２０は、上述の範囲にわたって延びて配置されていてもよいし、上述の範囲内の一部の範囲にわたって延びて配置されていてもよく、特に限定するものではない。

図５は、図４のフローガイド部の形状を説明する部分拡大図であって、フローガイド部を径方向外側から見た図である。
フローガイド部２０は、図５に示すように、主流の上流側端部から下流側端部（図５の左端部から右側端部）に向かって、下部底板１７からの高さが徐々に高くなった後に、徐々に低くなる形状に形成されている。フローガイド部２０が最も高くなるのは上述の最大逆流領域Ｒに対応する部分である。

図６は、図５のフローガイド部の別の形状を説明する部分拡大図である。
なお、フローガイド部２０は、上述のように主流の上流側端部から下流側端部に向かって常に高さが変化してもよいし、図６に示すように、上流側端部および下流側端部の近傍でのみ高さが変化し、両端部の間は高さが一定になるように形成されてもよく、特に限定するものではない。

図７は、図５のフローガイド部の形状を説明するＢ−Ｂ断面視図である。
フローガイド部２０の上流側端部近傍における径方向断面は、図７に示すように、下部底板１７から天板１４に向かって突出するなだらかな山状に形成されている。言い換えると、径方向内側および外側（図７の左側および右側）から、フローガイド部２０の中央に向かって天板１４に近づく傾斜面を有する形状である。

図８は、図５のフローガイド部の形状を説明するＣ−Ｃ断面視図である。
フローガイド部２０の中央領域における径方向断面は、図８に示すように、下部底板１７から天板１４に向かって突出するなだらかな略直角三角形状に形成されている。言い換えると、径方向内側（図８の左側）に、下部底板１７から略垂直に立ち上がる切欠き面２１が設けられ、径方向外側から径方向内側に向かって下部底板１７から離れる傾斜面２２が設けられた形状である。

図９は、図５のフローガイド部の形状を説明するＤ−Ｄ断面視図である。
フローガイド部２０の下流側端部近傍における径方向断面は、図９に示すように、中央領域の断面形状と相似形であって、より小さくなった断面形状に形成されている。

なお、フローガイド部２０の断面形状は、上述のように、上流側端部領域のみがなだらかな山状（図７参照。）に形成され、残りは切欠き面２１および傾斜面２２を有する略直角三角形状に形成されていてもよいし、上流側端部領域から下流側端部領域までの全ての領域が略直角三角形状に形成されていてもよいし、中央領域のみが略略直角三角形状に形成され、上流側端部領域および下流側端部領域がなだらかな山状に形成されていてもよく、特に限定するものではない。

上述のように、フローガイド部２０における切欠き面２１が設けられている領域が大きくなるほど、フローガイド部２０を設けたことによる渦巻状流路３の流路断面積の減少が小さくなるため、遠心式送風装置１の送風性能の低下が小さくなる。

さらに、フローガイド部２０の天板１４側の端部２０Ｔは、図２に示すように、拡大部１９における径方向内壁の天板１４側の端部と、羽根車２の羽根車底板８とを結ぶラインＬよりも低く（下部底板１７側に）なるように形成されている。

次に、上記の構成からなる遠心式送風装置１における送風方法について説明する。
遠心式送風装置１により送風を行う場合には、図１および図２に示すように、駆動部７のモータ１１に電力が供給され、モータ１１により羽根車２が回転駆動される。
羽根車２が回転すると、空気はベルマウス１６から翼９の径方向内側の領域に流入する。流入した空気は、回転する羽根車２の径方向外側へ圧送され、渦巻状流路３に流入する。

渦巻状流路３に流入した空気は、渦巻状流路３内を巻き始め部３Ｓから巻き終わり部３Ｅ側に向かって流れる。渦巻状流路３では、下流に向かうにつれて流路断面積が広くなるため、空気の流速が低下するとともに、静圧が上昇する。渦巻状流路３を流れた空気は、巻き終わり部３Ｅからディフューザ流路５に流入し、さらに流速が低下するとともに静圧が上昇する。
その後、空気はディフューザ流路５から遠心式送風装置１の外部へ流出される。

ここで、本実施形態の特徴であるフローガイド部２０の近傍における空気流れについて説明する。
羽根車２から渦巻状流路３に流入した空気流れは、図１に示すように、羽根車２の接線方向に流出して渦巻状流路３の長手方向に沿って流れる主流と、図２に示すように、径方向に流出する二次流れとに分けられる。

二次流れは、上述のように、羽根車２から径方向外側に向かって流れる。さらに、空気は天板１４側に設けられたベルマウス１６から下部底板１７側に設けられた羽根車２に流入することから、渦巻状流路３ないでも天板１４側から下部底板１７側に向かって流れる。
フローガイド部２０が設けられている領域では、フローガイド部２０の端部２０ＴはラインＬよりも低いため、径方向外側に流れる二次流れと、フローガイド部２０とは干渉しない。

その後、渦巻状流路３の径方向外側に設けられた壁面に衝突し、天板１４側に向かう流れと、下部底板１７側に向かう流れとに分かれる。
下部底板１７側に向かう二次流れは、拡大部１９の下部底板１７に沿って径方向内側に向かって流れ、フローガイド部２０の傾斜面２２に沿って流れる。傾斜面２２に沿って流れた二次流れは、渦巻状流路３を流れる主流と混合し、渦巻状流路３の長手方向に流れる。

一方、渦巻状流路３の長手方向に沿って流れる主流のうち、下部底板１７の近傍を流れるものは、フローガイド部２０により径方向外側の領域と内側の領域とに分かれて流れる。
フローガイド部２０の上流側端部は、図６に示すように、下流に向かって滑らかに高さが変化する傾斜であるため、主流は乱れることなくフローガイド部２０の径方向外側と内側の領域に分かれて流入する。また、フローガイド部２０の下流側端部も同様に、滑らかに高さが変化する傾斜であるため、分けられた主流は、流れの乱れを発生させることなく徐々に合流する。

上記の構成によれば、径方向外側から羽根車２に向かう二次流れは、フローガイド部２０の傾斜面２２に沿って流れることにより、流れの向きが変わり主流と合流する。さらに、傾斜面２２に沿って径方向内側に向かって流路面積が狭くなることから、流速が速くなるとともに圧力が低くなり、径方向に沿う方向における圧力分布が略一定となる。そのため、羽根車２内への二次流れの流入が抑制され、二次流れの流入により羽根車２において発生する騒音を抑制することができることから、遠心式送風装置１における低周波音等の騒音発生を抑制することができる。

フローガイド部２０には、主流が流れる領域を形成する切欠き面２１が設けられているため、切欠き面２１が設けられていない場合と比較して、渦巻状流路３の流路面積の減少が抑えられ、羽根車２から流出した空気流れの静圧回復が大きくなる。そのため、遠心式送風装置１から送風される空気量が同じであれば、羽根車２の回転速度を下げることができ、遠心式送風装置１から発生する騒音を低減することができる。

フローガイド部２０を設ける領域を上述のように限定するため、例えば渦巻状流路３の全領域にフローガイド部２０を設ける場合と比較して、フローガイド部２０より径方向内側の領域を流れる空気の流量と、径方向外側の領域を流れる空気の流量との差が抑えられる。そのため、フローガイド部２０により径方向内側および外側に分けられた流れが合流する際に発生する流れの乱れを抑制し、流れの乱れによる騒音の発生が抑制される。
さらに、フローガイド部２０を設ける領域を限定することで、渦巻状流路３の流路面積の減少が抑えられ、羽根車２から流出した空気流れの静圧回復が大きくなる。一方、主流の流れ方向と、フローガイド部２０が延びる方向とのずれが抑えられ、このずれによって発生する空気流れの剥離、つまりフローガイド部２０からの空気流れの剥離が抑えられることから、遠心式送風装置１の送風性能低下を抑えるとともに、低周波音等の騒音発生を抑制することができる。

径方向外側から羽根車２に向かって流れて騒音の原因となる二次流れは、少なくとも上述のフローガイド部２０が設けられた範囲内に存在するため、騒音の発生を抑制することができる。
フローガイド部２０を設ける範囲を上述の範囲内に限定することで、渦巻状流路３の流路面積の減少が確実に抑えられ、遠心式送風装置１の送風性能低下を抑えることができる。さらに、主流の流れ方向とフローガイド部２０が延びる方向とのずれが抑えられるため、フローガイド部２０からの空気流れの剥離を抑えて騒音の発生を抑制することができる。

フローガイド部２０の高さは、主流の上流側から下流側に向かって徐々に変化するため、フローガイド部２０の高さが突然高くなる場合と比較して、主流がフローガイド部２０により径方向内側および外側に分けられる際に発生する流れの乱れが抑制されるとともに、上述の分けられた流れが合流する際に発生する流れの乱れが抑えられ、流れの乱れによる騒音の発生を抑制することができる。

拡大部１９にフローガイド部２０を設けることで、羽根車２から径方向外側に向かって流れる二次流れを遮ることが防止され、遠心式送風装置１の送風性能低下が防止される一方、拡大部１９を通って径方向外側から羽根車２に向かって流れる二次流れによる騒音の発生が抑制される。
さらに、拡大部１９を設けたことにより渦巻状流路３の流路面積が広がるため、羽根車２から流出した空気流れの静圧回復が大きくなり、遠心式送風装置１の送風性能低下が抑制される。

なお、上述のように、下部底板１７および天板１４のいずれか一方に拡大部１９が設けられていてもよいし、拡大部１９が設けられていなくてもよく、特に限定するものではない。
拡大部１９が設けられていない場合には、フローガイド部２０が天板１４に設けられていることが望ましい。このようにすることで、羽根車２から径方向外側に向かって流れる空気流れがフローガイド部２０に遮られることがなく、遠心式送風装置１の送風性能の低下が抑制される。

なお、上述のように、フローガイド部２０の上流側端部および下流側端部が徐々に高さを変える傾斜を有してもよいし、下部底板１７から略垂直に立ち上がる形状として形成されていてもよく、特に限定するものではない。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
なお、上記の実施の形態においては、この発明を車両用空気調和装置の遠心式送風装置に適用して説明したが、この発明は車両用空気調和装置に用いられるものに限られることなく、その他各種の装置に用いられる遠心式送風装置に適用できるものである。

本発明の一実施形態に係る遠心式送風装置の構成を説明する模式図である。 図１の遠心式送風機の構成を説明するＡ−Ａ’断面視図である。 図２の上部ケーシングの構成を説明する模式図である。 図２の下部ケーシングの構成を説明する模式図である。 図４のフローガイド部の形状を説明する部分拡大図である。 図５のフローガイド部の別の形状を説明する部分拡大図である。 図４のフローガイド部の形状を説明するＢ−Ｂ断面視図である。 図４のフローガイド部の形状を説明するＣ−Ｃ断面視図である。 図４のフローガイド部の形状を説明するＤ−Ｄ断面視図である。

符号の説明

１ 遠心式送風装置
２ 羽根車
３ 渦巻状流路
４ ケーシング
６ 舌部
８ 羽根車底板（底板）
９ 翼
１０ シュラウド
１２ 回転軸
１４ 天板（他方の面）
１７ 下部底板（一方の面）
１９ 拡大部
２０ フローガイド部（突出部）
２１ 切欠き面
２２ 傾斜面

Claims (5)

1. 円板状の底板と、該底板から突出して同一円周上に並んで設けられた複数の翼と、前記底板との間に前記翼を挟んで配置され、前記翼の端部を連結する略円環状のシュラウドと、が設けられた羽根車と、
   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、
   前記羽根車を中心軸線周りに回転駆動させる駆動部と、が設けられ、
   前記渦巻状流路を構成する前記底板側の一方の面および前記シュラウド側の他方の面の少なくとも一方から前記中心軸線方向に沿って突出するとともに、前記渦巻状流路の長手方向に沿って延びており、少なくとも前記径方向外側から前記羽根車に向かって流れる二次流れが存在する領域に形成される突出部が設けられ、
   前記突出部の前記径方向外側には、前記径方向外側から前記羽根車に向かって前記渦巻状流路の流路断面積を減少させる傾斜部が設けられ、
   前記突出部の前記径方向内側には、前記長手方向に沿って流れる主流が流れる領域を形成する切欠き面が設けられていることを特徴とする遠心式送風装置。
2. 前記突出部は、前記二次流れの流量が最も大きな領域を基準として、前記中心軸線を中心として前記主流の上流側へ約６０°回転した位置から、下流側へ約４５°回転した位置までの範囲内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の遠心式送風装置。
3. 前記ケーシングには、前記渦巻状流路の内部を流れる空気を外部へ導くディフューザ流路と前記渦巻状流路との接続部に配置された舌部が設けられ、
   前記突出部は、前記舌部を基準として、前記中心軸線を中心として前記主流の上流側へ約１２０°回転した位置から、上流側へ約１５°回転した位置までの範囲内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の遠心式送風装置。
4. 前記突出部における前記長手方向に沿う方向において、前記突出部の一方の端部から中央部に向かって前記突出部の高さが高くなるとともに、前記中央部から他方の端部に向かって前記突出部の高さが低くなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の遠心式送風装置。
5. 前記ケーシングには、前記底板側の一方の面および前記シュラウド側の他方の面の間隔を広げる拡大部が設けられ、
   前記突出部は前記拡大部に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の遠心式送風装置。

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