JP6487179B2

JP6487179B2 - 送風機

Info

Publication number: JP6487179B2
Application number: JP2014215377A
Authority: JP
Inventors: 真俊川埼
Original assignee: Sanden Holdings Corp
Current assignee: Sanden Holdings Corp
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2034-10-22
Also published as: JP2016079956A

Description

本発明は、例えば、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、空気を軸方向端部から流入させて外周部から流出させる筒状の羽根車と、羽根車の外周側を囲むように設けられ、羽根車の外周部から流出させた空気を羽根車の回転方向に流通させる渦巻通風路と渦巻通風路の終端部から吐出口に向かって延びる吐出通風路と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。

この送風機は、羽根車を電動モータによって回転させることにより、羽根車の軸方向端部から流入させた空気を羽根車の外周部から流出させて渦巻通風路を流通させ、渦巻通風路を流通した空気を吐出通風路を介して吐出口から吐出させている。

前記ケーシングは、羽根車の軸方向一端側に設けられ、中央部に電動モータの一部が内側に張り出すように取り付けられた第１側板と、羽根車の軸方向他端側に設けられ、羽根車の軸方向一端側から流入させる空気をケーシング内に吸入するための吸入口が形成された第２側板と、第１側板と第２側板の間を羽根車の軸方向に延びるように設けられ、渦巻通風路の始端部と吐出通風路とを仕切る舌部と、を有している（例えば、特許文献１参照）。

前記送風機では、図７に示すように、渦巻通風路１０１の終端部側において、羽根車の軸方向一端側と第１側板との間で、空気の流れが電動モータ１０２の外周部から剥がれた状態となり、空気のよどみが生じた状態となるよどみ領域Ａが形成される。また、前記送風機では、渦巻通風路を流通する全ての空気を吐出口から吐出することが望ましいが、吐出通風路１０１を流通する空気の一部が舌部の近傍において、羽根車とケーシングの内面との隙間から渦巻通風路に戻る循環流Ｂが生じる。

特許第３４８９１６１号公報

前記送風機では、よどみ領域Ａとその外周側の空気の流れとの境界で渦が発生する。よどみ領域Ａとその外周側の空気の流れとの境界に発生した渦は、よどみ領域Ａとその外周側の空気の流速の差によって渦巻通風路１０１の終端部側に向かって徐々に大きくなる。このため、渦巻通風路１０１の終端部では、大きくなった渦と循環流Ｂが衝突して舌部の近傍において圧力変動が生じることで、例えば１００〜２００Ｈｚの比較的低い周波数の音が発生し、静音性を向上させることが困難となる。

本発明の目的とするところは、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。

本発明は、前記目的を達成するために、空気を軸方向端部から流入させて外周部から流出させる筒状の羽根車と、羽根車の外周側を囲むように設けられ、羽根車の外周部から流出させた空気を羽根車の回転方向に流通させる渦巻通風路と渦巻通風路の終端部から吐出口に向かって延びる吐出通風路とが形成されたケーシングと、を備え、ケーシングは、羽根車の軸方向一端側に設けられた第１側板と、羽根車の軸方向他端側に設けられ、吸入口が形成された第２側板と、渦巻通風路の始端部と吐出通風路とを仕切る舌部と、を有し、第１側板には、渦巻通風路の終端部側において、第２側板側に向かって延びるように設けられ、渦巻通風路の第１側板に沿って流れる空気の一部を渦巻通風路の内周側に案内する空気案内部が設けられ、空気案内部は、渦巻通風路の始端部側から終端部側に向かって延びるとともに、終端部側が渦巻通風路の内周側に向かって湾曲した形状を有し、空気案内部の終端部側は、終端部における接線が羽根車の外周部よりも内周側を経て舌部を通るように湾曲している。
また、本発明は、前記目的を達成するために、空気を軸方向端部から流入させて外周部から流出させる筒状の羽根車と、羽根車の外周側を囲むように設けられ、羽根車の外周部から流出させた空気を羽根車の回転方向に流通させる渦巻通風路と渦巻通風路の終端部から吐出口に向かって延びる吐出通風路とが形成されたケーシングと、を備え、ケーシングは、羽根車の軸方向一端側に設けられた第１側板と、羽根車の軸方向他端側に設けられ、吸入口が形成された第２側板と、渦巻通風路の始端部と吐出通風路とを仕切る舌部と、を有し、第１側板には、渦巻通風路の終端部側において、第２側板側に向かって延びるように設けられ、渦巻通風路の第１側板に沿って流れる空気の一部を渦巻通風路の内周側に案内する空気案内部が設けられ、空気案内部は、渦巻通風路の空気の流通方向と直交する方向に延びている。

これにより、渦巻通風路の終端部側を流通する空気の一部が内周側に案内されることから、渦巻通風路の終端部側の内周側における空気のよどみ領域の形成が防止され、渦の発生が抑制される。

本発明によれば、渦巻通風路の終端部側の内周側における空気のよどみ領域の形成が防止され、渦の発生を抑制することができるので、渦と循環流との衝突による音の発生が抑制され、静音性を向上させることが可能となる。

本発明の一実施形態を示す送風機の斜視図である。送風機を吸入口側から見た図である。空気案内部を説明するための送風機の断面図である。図２のＡ−Ａ断面図である。渦巻通風路を流通する空気の流れを説明する図である。本発明の他の実施形態の空気案内部を説明するための図である。従来の送風機における渦巻通風路を流通する空気の流れを説明する図である。

図１乃至図５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の外周部及び外周側を囲むケーシング３０と、を備えている。

羽根車１０は、図４に示すように、それぞれ軸方向に延びるとともに、互いに周方向に所定の間隔をおいて設けられた複数の翼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。

翼１１は、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。翼１１は、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。リム１３は、翼１１の他端部から軸方向外側に向かって延びるとともに、軸方向の内側且つ径方向外側に向かって斜めに延びている。

羽根車１０は、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、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。羽根車１０の径方向外側に向かって流出する空気は、基板１２とリム１３との間から流出する。

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の軸方向一端面の凹部に配置されている。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、羽根車１０を翼１１の湾曲している方向である周方向一方に回転させる。

ケーシング３０は、図４に示すように、羽根車１０の軸方向一端側に設けられた第１側板３１と、羽根車１０の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。

外周板３３は、羽根車１０の回転軸から離れた所定の基準位置から羽根車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４に示すように、ケーシング３０外の空気を吸入するための吸入口３４が、第２側板３２に設けられている。また、ケーシング３０には、図３及び図４に示すように、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、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設けられている。

ケーシング３０内には、図３及び図４に示すように、吸入口３４から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が、第１側板３１と第２側板３２との間で、且つ、羽根車１０の外周側と外周板３３の渦巻部３３ａ及び直線部３３ｂの渦巻部３３ａ側の部分との間に設けられている。また、ケーシング３０内には、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が、第１側板３１と第２側板３２との間で、且つ、直線部３３ｂの吐出口３５側と延出部３３ｄとの間に設けられている。

渦巻通風路３６は、始端部から終端部に向かって径方向に通風路の幅寸法が徐々に大きくなる。また、吐出通風路３７は、渦巻通風路３６の終端部から吐出口３５に向かって径方向に通風路の幅寸法が徐々に大きくなる。さらに、渦巻通風路３６の始端部側は、舌部３３ｃによって吐出通風路３７と仕切られている。

第１側板３１の略中央部には、図４及び図５に示すように、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。

また、第１側板３１には、渦巻通風路３６の第１側板３１に沿って流れる空気の一部を渦巻通風路３６の内周側に案内するための空気案内部３１ｂが設けられている。

空気案内部３１ｂは、図３及び図４に示すように、渦巻通風路３６の終端部側で羽根車１０の径方向外側に位置する部分に、第２側板３２に向かって延びるように設けられている。

空気案内部３１ｂは、渦巻通風路３６の始端部側から終端部側に向かって延びるとともに、終端部側が渦巻通風路３６の内周側に湾曲した形状を有している。空気案内部３１ｂの終端部側は、終端部における接線が舌部３３ｃを通るように湾曲している。

空気案内部３１ｂは、図３に示すように、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を基準として羽根車１０の回転方向に向かって第１角度θ１〜第２角度θ２回転させた位置の範囲内に設けられている。ここでは、第１角度θ１が１８０度であり、第２角度θ２が２１０度であることが望ましい。

また、空気案内部３１ｂの第２側板３２側に向かって延びる寸法Ｈは、第１側板３１の渦巻通風路３６側の面と羽根車１０の軸方向一端側に位置する基板１２との隙間の寸法と略同一の寸法（例えば、７〜８ｍｍ）である。ここで、空気案内部３１ｂの第２側板３２側に向かって延びる寸法Ｈは、第１側板３１と羽根車１０との隙間と厳密に同一でなくともよく、±２ｍｍ程度の差異を含むものである。

第２側板３２の吸入口３４の縁部には、図２及び図４に示すように、羽根車１０のリム１３の軸方向他端側、径方向内面側及び外面側を囲むカバー部３２ａが設けられている。

以上のように構成された送風機１では、電動モータ２０を駆動させると、羽根車１０が周方向一方に回転する。羽根車１０が回転すると、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、一部の空気が循環流として渦巻通風路３６の始端部に流入する。

このとき、渦巻通風路３６の終端部側において第１側板３１に沿って流通する空気は、一部が空気案内部３１ｂによって渦巻通風路３６の内周側に案内される。

ここで、空気案内部３１ｂは、渦巻通風路３６の終端部側の端部が舌部３３ｃに向くように、渦巻通風路３６の内周側に湾曲している。このため、空気案内部３１ｂの渦巻通風路３６の内周側の面に沿って流れる空気は、渦巻通風路３６の内周側に案内される。また、空気案内部３１ｂの渦巻通風路３６の外周側の面に沿って流れる空気についても、コアンダ効果によって渦巻通風路３６の内周側に案内される。

これにより、空気案内部３１ｂの渦巻通風路３６の内周側の面及び外周側の面に沿って流れる空気は、それぞれ渦巻通風路３６の内周側に案内されるため、電動モータ２０の外周部における空気のよどみ領域の形成が防止され、渦の発生が抑制される。

このように、本実施形態の送風機によれば、第１側板３１には、渦巻通風路３６の終端部側において、第２側板３２側に向かって延びるように設けられ、渦巻通風路３６の第１側板３１に沿って流れる空気の一部を渦巻通風路３６の内周側に案内する空気案内部３１ｂが設けられている。

これにより、渦巻通風路３６の終端部側の電動モータ２０の外周部における空気のよどみ領域の形成が防止され、渦の発生を抑制することができるので、渦と循環流との衝突による音の発生が抑制され、静音性を向上させることが可能となる。

また、空気案内部３１ｂは、渦巻通風路３６の始端部側から終端部側に向かって延びるとともに、終端部側が渦巻通風路３６の内周側に向かって湾曲した形状を有している。

これにより、空気案内部３１ｂの内周面及び外周面の両側を流通する空気を円滑に渦巻通風路３６の内周側に向かって案内することが可能となるので、渦巻通風路３６を流通する空気の流れが乱れることを抑制することが可能となる。

また、空気案内部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Ｓから終端部に向かって１８０度から２１０度の範囲内に設けられている。

これにより、空気のよどみ領域が形成されやすい渦巻通風路３６の終端部側の内周側に広く空気を案内することができるので、渦巻通風路３６を流れる全体の空気を円滑に流通させることが可能となる。

また、空気案内部３１ｂの第２側板３２側に向かって延びる寸法Ｈは、第１側板３１の渦巻通風路３６側の面と羽根車１０の軸方向一端側の端部との隙間の寸法と略同一である。

これにより、第１側板３１の渦巻通風路３６側の面と羽根車１０の軸方向一端側の端部との隙間において生じるよどみ領域の形成のみを有効に抑制することが可能となるので、他の空気の流れに悪影響を及ぼすことはない。

図６は、本発明の他の実施形態を示すものである。

本実施形態の空気案内部３１ｃは、図６に示すように、渦巻通風路３６の終端部側で第１側板３１の羽根車１０の径方向外側に位置する部分に、第２側板３２に向かって延びるとともに、羽根車１０の径方向に直線状に延びている。

空気案内部３１ｃは、渦巻部３３ａと間隔をおいて渦巻通風路３６の空気の流通方向と直交する方向に延びている。

また、空気案内部３１ｃは、図６に示すように、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を基準として羽根車１０の回転方向に向かって第３角度〜第４角度回転させた位置の範囲内に設けられている。ここでは、第３角度θ３が２１０度であり、第４角度θ４が３００度であることが望ましい。

また、空気案内部３１ｃの第２側板３２に向かって延びる寸法Ｈは、前記実施形態の空気案内部３１ｂと同様である。

以上のように構成された送風機において、渦巻通風路３６の終端部側の第１側板３１に沿って流通する空気は、一部が空気案内部３１ｃによって渦巻通風路３６の内周側に案内される。

ここで、空気案内部３１ｃは、渦巻通風路３６の流通する方向と直交する方向に延びている。これにより、空気案内部３１ｃに接触した空気は、分岐されて渦巻通風路３６の内周側及び外周側に案内される。空気案内部３１ｃに接触して渦巻通風路３６の内周側に案内された空気は、渦巻通風路３６の内周側に案内されるため、電動モータ２０の外周部における空気のよどみ領域の形成が防止され、渦の発生が抑制される。

このように、本実施形態の送風機によれば、前記実施形態と同様に、渦巻通風路３６の終端部側の電動モータ２０の外周部における空気のよどみ領域の形成が防止され、渦の発生を抑制することができるので、渦と循環流との衝突による音の発生が抑制され、静音性を向上させることが可能となる。

また、空気案内部３１ｃは、渦巻通風路３６の空気の流通方向と直交する方向に延びている。

これにより、簡単な構成によって静音性を向上させることが可能となるので、製造コストの低減を図ることが可能となる。

また、空気案内部３１ｃ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２１０度から３００度の範囲内に設けられている。

尚、前記実施形態では、車両用空気調和装置の送付手段以外に、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、渦巻通風路３６の始端部側から終端部側に向かって延びるとともに、終端部側が渦巻通風路３６の内周側に湾曲した空気案内部３１ｂや、渦巻通風路３６の空気の流通方向と直交する方向に延びる空気案内部３１ｃを示したが、これに限られるものではない。渦巻通風路３６の終端部側の第１側板３１に沿って流れる空気の一部を渦巻通風路３６の内周側に案内することができるものであれば、これに限られるものではない。

１…送風機、１０…羽根車、３０…ケーシング、３１…第１側板、３１ｂ…空気案内部、３１ｃ…空気案内部、３２…第２側板、３３ｃ…舌部、３４…吸入口、３５…吐出口、３６…渦巻通風路、３７…吐出通風路。

Claims

空気を軸方向端部から流入させて外周部から流出させる筒状の羽根車と、
羽根車の外周側を囲むように設けられ、羽根車の外周部から流出させた空気を羽根車の回転方向に流通させる渦巻通風路と渦巻通風路の終端部から吐出口に向かって延びる吐出通風路とが形成されたケーシングと、を備え、
ケーシングは、羽根車の軸方向一端側に設けられた第１側板と、羽根車の軸方向他端側に設けられ、吸入口が形成された第２側板と、渦巻通風路の始端部と吐出通風路とを仕切る舌部と、を有し、
第１側板には、渦巻通風路の終端部側において、第２側板側に向かって延びるように設けられ、渦巻通風路の第１側板に沿って流れる空気の一部を渦巻通風路の内周側に案内する空気案内部が設けられ、
空気案内部は、渦巻通風路の始端部側から終端部側に向かって延びるとともに、終端部側が渦巻通風路の内周側に向かって湾曲した形状を有し、
空気案内部の終端部側は、終端部における接線が羽根車の外周部よりも内周側を経て舌部を通るように湾曲している
ことを特徴とする送風機。
空気案内部は、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１８０度から２１０度の範囲内に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の送風機。
空気を軸方向端部から流入させて外周部から流出させる筒状の羽根車と、
羽根車の外周側を囲むように設けられ、羽根車の外周部から流出させた空気を羽根車の回転方向に流通させる渦巻通風路と渦巻通風路の終端部から吐出口に向かって延びる吐出通風路とが形成されたケーシングと、を備え、
ケーシングは、羽根車の軸方向一端側に設けられた第１側板と、羽根車の軸方向他端側に設けられ、吸入口が形成された第２側板と、渦巻通風路の始端部と吐出通風路とを仕切る舌部と、を有し、
第１側板には、渦巻通風路の終端部側において、第２側板側に向かって延びるように設けられ、渦巻通風路の第１側板に沿って流れる空気の一部を渦巻通風路の内周側に案内する空気案内部が設けられ、
空気案内部は、渦巻通風路の空気の流通方向と直交する方向に延びている
ことを特徴とする送風機。
空気案内部は、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２１０度から３００度の範囲内に設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載の送風機。
空気案内部の第２側板側に向かって延びる寸法は、第１側板の渦巻通風路側の面と羽根車の軸方向一端側の端部との隙間の寸法と略同一である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の送風機。