JP6596951B2 - 送風装置 - Google Patents

Description

本発明は、遠心式のファンを備える送風装置に関する。

特許文献１には、遠心式のファンを収容するスクロールケーシングまたは遠心式のファンのいずれか一方に下流側がラッパ状に広がった吸込導管を備える送風装置が開示されている。この吸込導管の後端部の延長線と遠心式のファンの翼前縁との交点から遠心式のファンの翼先端までの翼前縁に沿う長さΔｂとし、翼前縁の長さをｂとすると、Δｂ／ｂの値を８％よりも大きく３０％よりも小さく設定している。

送風装置は、この条件を満たす吸込導管を有することにより、吸込導管はファンの側板側に近接して設置されることになる。この作用により、特許文献１には、吸込導管によって側板に沿う作動流体の流れが強制されるため、ファンの側板の前端部に発生する流れの剥離を防止して、ファンの主板側への偏流を防止することができるという記載がある。

特開昭５９−１５６９６号公報

特許文献１の送風装置は、吸込導管の外周面とファンの側板の前端部との間の流れについて、流れの剥離を抑制できる技術を有するが、吸込導管の内壁面に沿って流下する流れについては剥離するという問題がある。吸込導管を有する送風装置においては、吸込導管の内側を流れる内壁面に沿う流れの剥離を抑制することで、送風装置のファン効率を向上できる余地があり、特許文献１の装置は、この点で不十分である。

特許文献１の送風装置は、遠心式のファンの周囲を囲むスクロールケーシングを有するため、スクロールケーシングにおける渦巻き形状の起点であるノーズ部の近傍では、ファンとの距離が短いため、ファンから吹き出された流れが衝突しやすい。この現象は、スクロールケーシング内の作動流体の流れを乱す要因となり、ファン効率の低下や騒音増加を引き起こすという問題がある。

開示する発明の一つは、前述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸込導管の内壁面に沿って流下する流れの剥離を抑制可能な送風装置を提供することである。

また、開示する発明の一つは、前述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スクロールケーシングのノーズ部に衝突する流れを抑制可能な送風装置を提供することである。

開示する発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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って、開示する発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示される送風装置は、回転軸（３０）に沿うように流体を吸い込み、遠心方向に吹き出す遠心式のファン（３）と、ファンの吸込部（３４）に対応する吸込口（２０）とファンの遠心方向に吹き出された流体が吹き出される吹出口（２３）とが設けられ、ファンを収容するファンケーシング（２）と、吸込口の内側に設けられる管であって、ファンケーシングの内部に吸い込まれる流体を、当該管の内部を流れる内側通路（２４）と、当該管と吸込口との間を流れる外側通路（２５）とに分ける吸込導管（４）と、を備え、
吸込導管は、流体が吸い込まれる上流端部に、吸込導管の内周壁面に沿って流れる流体流れの剥離を抑える剥離抑制手段（４４０；５４０）を備え、
剥離抑制手段は、吸込導管において上流端部の外周部に、径外側に突出する凸部と凸部に対して中心側に凹む凹部とが形成された凹凸形状であることを特徴とする。

この発明によれば、吸込導管の内壁周面に沿って流れる流体流れの剥離を抑える剥離抑制手段を上流端部に備えるため、吸込導管の入口部から内壁周面に沿う流れの剥離を抑制できる。この作用によれば、吸込導管の入口部から出口部に向かって広い範囲において内周壁面からの剥離を抑制することができる。このように吸込導管内の剥離が抑制できると、管内の圧力抵抗が減るので、吸込み風量が確保でき、吸込導管が所定の能力を発揮できるようになる。したがって、この発明は、吸込導管の内周壁面に沿って流下する流れの剥離を抑制可能な送風装置を提供することができ、送風装置のファン効率を向上することができる。

また、開示される送風装置は、回転軸（３０）に沿うように流体を吸い込み、遠心方向に吹き出す遠心式のファン（３）と、ファンの吸込部（３４）に対応する吸込口（２０）とファンの遠心方向に吹き出された流体が吹き出される吹出口（２３）とが設けられ、ファンの周囲を渦巻き状に取り囲む側壁（２１）を有してファンを収容するスクロールケーシング（２）と、回転軸の周りの周方向に延びるとともに下流方向に向けて吸込口側に延びる側壁（５２）を有して吸込口の内側に設けられる部材であって、沿うように流れる流体をファンの吸込部に案内する案内部材（５；１０５）と、を備え、
案内部材は、案内部材を回転軸に沿う方向に平面視した場合に、スクロールケーシングの側壁における渦巻き形状の起点であるノーズ部（２２）と回転軸とを結ぶ線分（Ｌ１）に交差する場所を除く任意の範囲に設けられることを特徴とする。

遠心式のファンを囲むスクロールケーシングにおけるノーズ部近傍では、ファンとの距離が短いため、ファンから吹き出された流れが衝突し、この現象が流れを乱す要因になり騒音増加をもたらす。この発明によれば、スクロールケーシングのノーズ部と回転軸とを結ぶ線分に交差する場所には案内部材を設けていないため、ノーズ部付近でファンから吹き出された流れがノーズ部に強く衝突することを軽減することができる。これは、案内部材によって吸い込み流体が案内されないノーズ部近傍では、遠心式のファンの特性により、吸込口から離れた反対側に流れが偏るので、ファンから遠心方向に吹き出される流れがノーズ部に広範囲に衝突しにくいからである。

一方、案内部材が存在する場所では、下流方向に向けて吸込口側に延びる側壁を沿うように吸込み流体が流れるため、前述のノーズ部付近の流れと比較して、吸込口寄りの速度分布が大きくなる。この案内部材による流体の案内機能によれば、遠心式のファン特有の、遠心方向に吹き出される流体流れの偏りを改善できるため、ファン効率を向上できるという効果を奏する。以上より、この発明は、スクロールケーシングのノーズ部に衝突する流れを抑制可能な送風装置を提供することができ、送風装置のファン効率の低下や騒音増加を抑制することができる。

第１実施形態の送風装置について、吸込口側を吸込み方向に見た平面図である。 図１の送風装置について、ＩＩ−ＩＩ切断面を矢視した断面図である。 第２実施形態の送風装置について、吸込口側を吸込み方向に見た平面図である。 図３の送風装置について、ＩＶ−ＩＶ切断面を矢視した断面図である。 第２実施形態の送風装置について、吸込導管を流れる空気の状態を説明する部分断面図である。 第３実施形態の送風装置について、吸込口側を吸込み方向に見た平面図である。 図６の送風装置について、ＶＩＩ−ＶＩＩ切断面を矢視した断面図である。 第４実施形態の送風装置について、吸込口側を吸込み方向に見た平面図である。 図８の送風装置について、ＩＸ−ＩＸ切断面を矢視した断面図である。 第５実施形態の送風装置について、吸込口側を吸込み方向に見た平面図である。 図１０の送風装置について、ＸＩ−ＸＩ切断面を矢視した断面図である。 第５実施形態の送風装置について、吸込導管の上流端部を流れる空気の状態を説明する部分断面図である。 第６実施形態の送風装置について、吸込口側を吸込み方向に見た平面図である。 図１３の送風装置について、ＸＩＶ−ＸＩＶ切断面を矢視した断面図である。 第６実施形態の送風装置について、吸込導管の上流端部を流れる空気の状態を説明する部分断面図である。 第７実施形態の送風装置について、吸込口側を吸込み方向に見た平面図である。 図１６の送風装置について、ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ切断面を矢視した断面図である。 第８実施形態の送風装置について、吸込口側を吸込み方向に見た平面図である。 図１８の送風装置について、ＸＩＸ−ＸＩＸ切断面を矢視した断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る送風装置１について図１及び図２にしたがって説明する。送風装置１は、換気用、強制空気循環用等のための送風装置、空調装置等の種々の用途に用いられる装置である。ここでは、その一例として、送風装置１は、車両用空調装置に適用されて車室内に向けて空調空気を提供する装置として説明する。この場合、送風装置１は、例えば、車室内のインストルメントパネル裏の空間に空調ユニットとともに設置される。

送風装置１は、モータ３１と、遠心式のファン３と、スクロールケーシング２と、を少なくとも備える。モータ３１は、スクロールケーシング２に形成された吸込口２０とは反対側に配置されて、モータシャフト３０に固定されるファン３の回転軸を中心として回転駆動する。ファン３は、モータ３１の回転駆動力によって、回転軸を中心に回転する。

ファン３は、回転軸に沿う方向（回転軸方向）に空気を吸い込み、半径方向または遠心方向に吹き出す遠心式の羽根車である。ファン３としては、例えば、シロッコファン、ターボファンを用いることができる。

第１実施形態のファン３は、シロッコファンであり、円盤状の底板３２と天板３３によって環状に等間隔に並ぶように固定された多数のブレードと、回転軸とを備え、全体として円筒状体を呈する。回転軸は、底板３２の中心に設けられたボス部であり、ボス部には、モータシャフト３０が貫通して固定される穴部が形成されている。ファン３は、円筒状体の底板３２とは反対側に、天板３３の内周縁開口によって形成される吸込部３４を有する。例えば、各ブレードは、前向きに反った、幅の短い短冊状の羽根である。モータ３１の回転駆動力によってファン３が回転すると、作動流体の一例である空気は、吸込部３４からモータシャフト３０に沿う回転軸方向に流入し、さらに隣り合うブレード間から半径方向に向けて流れ、全体として放射状に吹き出される。

スクロールケーシング２は、ファン３の吸込部３４に対応する吸込口２０とファン３の遠心方向に吹き出された空気が吹き出される吹出口２３とが設けられて、ファン３を内部に収容するケースである。スクロールケーシング２は、ファン３の周囲に渦巻状の通風路を形成する。この通風路は、ファン３の周囲に、スクロールケーシング２のノーズ部２２を巻き始めとして一定の拡がり角で構成されたスクロール曲線を描く通路である。ノーズ部２２は、スクロールケーシング２の側壁２１における渦巻き形状の起点である。したがって、通風路は、ノーズ部２２をゼロ度とした場合、ファン３の回転軸を中心とする周方向の回転角である巻き角度が増加するにつれて、すなわち、空気流れの下流に進むにつれて、その通路断面積が拡大するようになっている。

スクロールケーシング２は、ファン３の外周部に対向するようにノーズ部２２から渦巻き状に延びる側壁２１を有して、ファン３を収容するファンケーシングである。側壁２１は、ファン３の外周部との間に渦巻状に延びる通風路を形成する。スクロールケーシング２は、側壁２１の上端から、回転軸に対して直交するように延びる円環状の天板ケーシングと、側壁２１の下端から、回転軸に向かって延びる円環状の底板ケーシングと、を備える。底板ケーシングは、渦巻状に延びる側壁２１の下端からモータシャフト３０側に向かって内方に延び、ファン３の底板３２を下方で覆っている。

底板ケーシングには、その開口部に外周部が嵌った状態のモータ３１が固定されている。モータ３１は、底板ケーシングにボルトナット等の締結手段等で取り付けられることにより、スクロールケーシング２に固定されている。天板ケーシングと底板ケーシングは、側壁２１によって連結される部分である。天板ケーシング、底板ケーシング及び側壁２１が一体となってスクロールケーシング２を形成する。

スクロールケーシング２には、ファン３の回転により内部に空気が吸い込まれる吸込口２０が形成され、吸込口２０は、円環状の天板ケーシングに形成されるベルマウスの開口部である。吸込口２０は、ファン３の外周縁端部よりも小さい直径の貫通穴である。吸込口２０を形成する内周縁は、ファン３の吸込部３４の内周縁に接近している。両者が形成する隙間寸法は、送風装置１の性能向上の観点から、小さく設定されることが好ましい。

送風装置１は、スクロールケーシング２の吸込口２０の内側に設けられる吸込導管４を備える。吸込導管４は、入口部である上流端開口４１０と出口部である下流端開口４１１とが中間部に位置する通路よりも通路断面積が大きく形成されたラッパ状の筒状部４１と、筒状部４１の上流端部に設けられて環状プレートをなす整流板部４０と、を有する。筒状部４１は、上流端開口４１０側の一部がスクロールケーシング２の外部に位置し、下流端開口４１１側の残部がスクロールケーシング２の内部に位置する。したがって、吸込導管４は、上流端開口４１０がスクロールケーシング２の外部に位置し、下流端開口４１１がスクロールケーシング２の内部に位置するように、吸込口２０の内側に設けられる。

吸込導管４の筒状部４１は、回転軸の周りの周方向に延びるとともに下流方向に向けて吸込口２０側に延びるラッパ形状である。この形状によれば、吸込導管４の内側に吸い込まれた空気は、筒状部４１を沿うように流れて、ファン３の吸込部３４に案内されることに寄与する。吸込導管４は、スクロールケーシング２の内部に吸い込まれる空気を、筒状部４１の内部を流れる内側通路２４と、筒状部４１と吸込口２０との間を流れる外側通路２５とに分ける部材である。また、吸込導管４は、複数の支持板４２を介してスクロールケーシング２のベルマウスに一体に設けられて支持されている。支持板４２は、吸込口２０の内周縁と筒状部４１との間を等間隔で連結している。

吸込導管４には、流体が吸い込まれる上流端部に、吸込導管４の内周壁面に沿って流れる流体流れの剥離を抑える剥離抑制手段が設けられている。図２に図示するように、剥離抑制手段に沿って流れる空気は、さらに下流側で筒状部４１の内周壁面を沿う流れをもたらすため、筒状部４１の内周壁面からの流れの剥離を抑制する効果を奏する。剥離抑制手段の一例である整流板部４０は、モータシャフト３０あるいは回転軸に対して、直交する断面形状を有する。

整流板部４０は、その外周部が上流端開口４１０よりも径外側に位置する円環状のプレート部である。整流板部４０は、モータシャフト３０に対して、あるいは回転軸に対して、交差するように外周部に向けて延びている。したがって、整流板部４０は、その断面がモータシャフト３０あるいは回転軸に対して、直交する形状に限定されず、平行でない角度に交差する形状であれば、筒状部４１の内周壁面に沿う流れの剥離を抑制する機能を発揮する。

また、ファン３、スクロールケーシング２、吸込導管４は、それぞれ、例えばポリプロピレン（ＰＰ樹脂）の成型品によって形成される。さらにこれら各部の強度を向上する場合には、所定量のタルクやガラス繊維を含有したＰＰ樹脂を用いてもよい。

遠心式のファンを備える送風装置の場合、ファンから吹き出される空気流のうち最大流速ベクトルの位置は、ブレード高さの中央部よりも吸込口２０から離れた側である下方に発生する。そこで、送風装置１は、吸込導管４を備えることで、下流に向けて吸込口側に延びる筒状部４１の内周壁面を沿うように吸込み空気が流れるため、図２に図示するように、吸込口２０寄りの速度分布が大きくなる。これにより、遠心式のファン３特有の流速分布の偏りを改善できるため、送風装置１のファン効率を向上でき、騒音の抑制に貢献できる。

以下に、第１実施形態の送風装置１がもたらす作用効果について述べる。送風装置１は、遠心式のファン３と、ファン３を収容するスクロールケーシング２と、スクロールケーシング２の内部に吸い込まれる空気を、管内を流れる内側通路２４と、管外を流れる外側通路２５とに分ける吸込導管４と、を備える。吸込導管４は、空気が吸い込まれる上流端部に、吸込導管４の内周壁面に沿って流れる空気流れの剥離を抑える剥離抑制手段を備える。

この構成によれば、吸込導管４の内周壁面に沿って流れる空気流れの剥離を抑える剥離抑制手段を上流端部に備えるため、吸込導管４の入口部から内周壁面に沿う流れの剥離を抑制することができる。これによれば、吸込導管４の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制することができる。このように吸込導管４の内部流れの剥離が抑制できると、管内の圧力抵抗が低減することができる。圧力抵抗の低減によれば、管内の吸込み風量が確保できるので、吸込導管４による効率向上効果を発揮させることができる。したがって、第１実施形態によれば、吸込導管４の内周壁面に沿って流下する流れの剥離を抑制でき、ファン効率を向上することができる送風装置１を提供できる。

また、剥離抑制手段の一つは、吸込導管４の上流端部に設けられ、外周部が内周縁よりも径外側に位置する環状の整流板部４０である。この構成によれば、吸込導管４の上流端部に環状の整流板部４０を備えるため、整流板部４０の表面に沿うように吸込導管４内に吸い込まれる空気を、整流板部４０の表面上から吸込導管４の内周壁面に沿うようになめらかに流下させることができる。このなめらかな整流の形成により、吸込導管４の入口部から内周壁面に沿う流れの剥離を抑制することができる。このような空気の導入によれば、吸込導管４の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制することができる。吸込導管４内の流れの剥離を抑制できると、管内の圧力抵抗が低減することができるため、管内の吸込み風量が確保でき、ファン効率向上に貢献することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態の他の形態である送風装置１０１について図３〜図５を参照して説明する。送風装置１０１は、第１実施形態の送風装置１に対して、剥離抑制手段が相違する。第２実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。

図３及び図４に示すように、送風装置１０１は、送風装置１における剥離抑制手段である整流板部４０に加えて、さらなる剥離抑制手段を備える。送風装置１０１における剥離抑制手段は、整流板部１４０の表面に形成された凸部１４０ａ及び凹部１４０ｂの少なくとも一方と、吸込導管１０４の内周壁面に形成された凸部１４１ａ及び凹部１４１ｂの少なくとも一方と、を備えて構成される。送風装置１０１における整流板部１４０は、整流板部４０と同様の形状であるが、その表面に凸部１４０ａ及び凹部１４０ｂが形成されている点が相違する。吸込導管１０４の筒状部１４１は、筒状部４１と同様の形状であるが、その表面に凸部１４１ａ及び凹部１４１ｂが形成されている点が相違する。

図５に図示するように、吸込導管１０４の内周壁面や整流板部１４０の表面に形成される凹部や凸部によって、表面粗さが設けられることで、表面上の境界層が乱され、層流から乱流へと遷移する。このように表面上の流れが層流から乱流へと遷移することにより、表面上の剥離点が後方へずれ込むため、管内の圧力抵抗が減少する。このように形成された凹凸部は、空気の流れをかき回す効果があり、表面の流れがかき回されると、図５のように、粘性により遅くなった表層の流れに上層の速い流れが混ざって速度が上がり、剥離しにくくなる。このように剥離が小さくなると圧力抵抗が減ることになる。

第２実施形態の送風装置１０１によれば、剥離抑制手段は、整流板部１４０の表面に形成された凸部１４０ａ及び凹部１４０ｂの少なくとも一方と、吸込導管１０４の内周壁面に形成された凸部１４１ａ及び凹部１４１ｂの少なくとも一方と、を備えて構成される。これによれば、整流板部１４０と筒状部１４１の両方において、前述のように剥離し難い流れを形成することができるので、吸込導管４の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制することに貢献できる。

また、凸部及び凹部の少なくとも一方は、吸込導管１０４において上流側が下流側よりも密になるように設けられていることが好ましい。換言すれば、凸部及び凹部の少なくとも一方は、吸込導管１０４において上流端開口１４１０に近い側の方が下流端開口１４１１に近い側よりも密になるように設けられている。これによれば、吸込導管１０４の上流側に多くの凸部または凹部が設けられているため、吸込導管１０４内に吸い込まれる空気を、上流側で吸込導管１０４の内周壁面に沿うようになめらかに流下させることができる。このように上流側で剥離し難い流れを形成することにより、吸込導管１０４の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第２実施形態の他の形態である送風装置２０１について図６及び図７を参照して説明する。送風装置２０１は、第２実施形態の送風装置１０１に対して、剥離抑制手段が相違する。第３実施形態において、第１及び第２実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１及び第２実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第３実施形態では、第１及び第２実施形態と異なる部分のみ説明する。

図６及び図７に示すように、送風装置２０１は、送風装置１０１における剥離抑制手段に対して、筒状部４１に凸部や凹部のような剥離抑制手段を備えていない。したがって、送風装置２０１における剥離抑制手段は、整流板部１４０の表面に形成された凸部１４０ａ及び凹部１４０ｂの少なくとも一方を備えて構成される。吸込導管２０４において整流板部１４０の表面に形成される凹部や凸部によって、表面粗さが設けられることで、表面上の境界層が乱され、層流から乱流へと遷移する。このように表面上の流れが層流から乱流へと遷移することにより、表面上の剥離点が後方へずれ込み、また、表面の流れがかき回されると、粘性により遅くなった表層の流れに上層の速い流れが混ざって速度が上がり、剥離しにくくなる。

第３実施形態の送風装置２０１によれば、剥離抑制手段は、整流板部１４０の表面に形成された凸部１４０ａ及び凹部１４０ｂの少なくとも一方を備えて構成される。これによれば、整流板部１４０において、前述のように剥離し難い流れを形成することができるので、吸込導管２０４の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制することに貢献できる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、第２実施形態の他の形態である送風装置３０１について図８及び図９を参照して説明する。送風装置３０１は、第２実施形態の送風装置１０１に対して、剥離抑制手段が相違する。第４実施形態において、第１及び第２実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１及び第２実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第４実施形態では、第１及び第２実施形態と異なる部分のみ説明する。

図８及び図９に示すように、送風装置３０１は、送風装置１０１における剥離抑制手段に対して、整流板部４０に凸部や凹部のような剥離抑制手段を備えていない。したがって、送風装置３０１における剥離抑制手段は、筒状部１４１の内周壁面に形成された凸部１４１ａ及び凹部１４１ｂの少なくとも一方を備えて構成される。吸込導管３０４において筒状部１４１の内周壁面に形成される凹部や凸部によって、表面粗さが設けられることで、表面上の境界層が乱され、層流から乱流へと遷移する。このように筒状部１４１の内周壁面上の流れが層流から乱流へと遷移することにより、表面上の剥離点が後方へずれ込み、また、表面の流れがかき回されると、粘性により遅くなった表層の流れに上層の速い流れが混ざって速度が上がり、剥離しにくくなる。

第４実施形態の送風装置３０１によれば、剥離抑制手段は、筒状部１４１の内周壁面に形成された凸部１４１ａ及び凹部１４１ｂの少なくとも一方を備えて形成される。これによれば、筒状部１４１の内周壁面において、前述のように剥離し難い流れを形成することができるので、吸込導管３０４の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制することに貢献できる。

（第５実施形態）
第５実施形態では、第１実施形態の他の形態である送風装置４０１について図１０〜図１２を参照して説明する。送風装置４０１は、第１実施形態の送風装置１に対して、剥離抑制手段が相違する。第５実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第５実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。

図１０及び図１１に示すように、送風装置４０１は、剥離抑制手段として、吸込導管４０４において上流端部の外周部に形成された凹凸形状４４０を備える。この凹凸形状４４０は、上流端開口４１０を形成する外周縁に設けられている。すなわち、吸込導管４０４における上流端部の外周には、径外側に突出する凸部と中心側に凹む凹部とが全周にわたって交互に形成されている。

図１２に図示するように、吸込導管４０４の上流端部に形成される凹部及び凸部によって、表面粗さが設けられるため、吸込導管４０４の入口部で境界層が乱され、層流から乱流へと遷移する。このように入口部での空気の流れがかき回されると、粘性により遅くなった表層の流れに上層の速い流れが混ざって速度が上がり、下流側の筒状部４１の内側で流れが剥離しにくくなる。また、図１２に図示するように、吸込導管４０４の上流端部にでは、凹凸部の谷側から山側に回り込む渦が形成され、その渦が山の頂点の延長線上に沿って表面に向かう流れを作る。下流側の筒状部４１の内側では、この流れに抑えられて剥離を抑制することができる。また、剥離が小さくなると筒状部４１内の圧力抵抗が減ることになり、吸込導管４０４内の吸込み風量が確保できるので、吸込導管４０４による効率向上効果を発揮させることができる。

第５実施形態の送風装置４０１によれば、吸込導管４０４の入口部において前述のように剥離し難い流れを形成することができるので、吸込導管４０４の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制することに貢献できる。

（第６実施形態）
第６実施形態では、第１実施形態の他の形態である送風装置５０１について図１３〜図１５を参照して説明する。送風装置５０１は、第１実施形態の送風装置１に対して、剥離抑制手段が相違する。第６実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第６実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。

図１３及び図１４に示すように、送風装置５０１は、剥離抑制手段として、吸込導管５０４において整流板部５４０の外周部に形成された凹凸形状を備える。吸込導管５０４における整流板部５４０の外周には、径外側に突出する凸部と中心側に凹む凹部とが全周にわたって交互に形成されている。

図１５に図示するように、吸込導管５０４において上流端部の外周部に形成される凹部及び凸部によって、表面粗さが設けられるため、整流板部５４０に沿う流れにおいて境界層が乱され、層流から乱流へと遷移する。整流板部５４０による前述の整流効果に加えて、整流板部５４０に沿う空気の流れがかき回されると、粘性により遅くなった表層の流れに上層の速い流れが混ざって速度が上がり、下流側の筒状部４１内で流れが剥離しにくくなる。また、図１５に図示するように、吸込導管５０４の上流端部にでは、凹凸部の谷側から山側に回り込む渦が形成され、その渦が山の頂点の延長線上に沿って表面に向かう流れを作るので、下流側の筒状部４１の内側ではこの流れに抑えられて剥離を抑制できる。また、剥離が小さくなると筒状部４１内の圧力抵抗が減ることになり、吸込導管５０４内の吸込み風量が確保できるので、吸込導管５０４による効率向上効果を発揮させることができる。

第６実施形態の送風装置５０１によれば、整流板部５４０による整流効果に加え、さらに整流板部５４０の外周部の凹凸形状による剥離し難い流れを形成することができる。したがって、吸込導管５０４の上流端部から下流端部に向かって広い範囲において内周壁面からの流れの剥離を抑制する効果をさらに高めることができる。

（第７実施形態）
第７実施形態では、第１実施形態の他の形態である送風装置６０１について図１６及び図１７を参照して説明する。送風装置６０１は、第１実施形態の送風装置１に対して、吸込導管４の代わりに案内部材５を備える点が相違する。第７実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第７実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。

図１６及び図１７に示すように、送風装置６０１は、回転軸の周りの周方向に延びるとともに下流方向に向けて吸込口２０側に延びる側壁５２を有し、吸込口２０の内側に設けられる案内部材５を備える。案内部材５は、ファン３の吸引力によって、側壁５２を沿うように流れる空気をファン３の吸込部３４に案内する機能を有する。また、案内部材５は、吸込口２０の内側に吸い込まれる空気について、回転軸方向に向いていた流速ベクトルを径方向、つまり回転軸に対して垂直な方向に強める作用をする。

図１６に図示するように案内部材５を回転軸に沿う方向に平面視した場合に、案内部材５は、スクロールケーシング２のノーズ部２２と回転軸とを結ぶ線分Ｌ１に交差しない場所に設けられている。すなわち、案内部材５は、線分Ｌ１に交差する場所を除いて、吸込口２０の内側に設けられる平面視、扇状の部材である。案内部材５は、扇状である側壁５２における周方向の一端部５３と他端部５４との間に線分Ｌ１が介在するように、設けられている。案内部材５は、スクロールケーシング２の内部に吸い込まれる空気を、側壁５２に対して回転軸側を流れる内側通路１２４と、側壁５２と吸込口２０との間を流れる外側通路１２５とに分ける部材でもある。

したがって、案内部材５は、回転軸に対して、ノーズ部２２側のエリアでは側壁５２が存在しないため、吸込み空気を案内することがなく、反対側のエリアでは側壁５２によって吸込み空気を吸込口２０に向けて案内することができる。このように、ノーズ部２２側のエリアでは、遠心式のファン３特有の吹出し特性が支配的となるため、最大の流速ベクトルが吸込口２０から離れた反対側に偏った流速分布となる。一方、反対側のエリアでは、側壁５２によって吸込み空気が吸込口２０側へ案内されるので、ノーズ部２２側の流れと比較して、吸込口２０寄りの速度分布が大きくなり最大の流速ベクトルが吸込口２０寄りになる。

案内部材５は、その全体がスクロールケーシング２の内部に位置するように設けられている。案内部材５の上流端５０は、スクロールケーシング２の吸込口２０に一致する高さであって、ベルマウスの内側に位置している。下流端５１は、完全にスクロールケーシング２の内部であって、ベルマウスの下方（底板３２側）に位置する。また、案内部材５は、複数の支持板５５を介してスクロールケーシング２のベルマウスに一体に設けられて支持されている。支持板５５は、吸込口２０の内周縁と側壁５２との間を等間隔で連結している。

第７実施形態の送風装置６０１によれば、案内部材５は、案内部材５を回転軸に沿う方向に平面視した場合に、スクロールケーシング２のノーズ部２２と回転軸とを結ぶ線分Ｌ１に交差する場所を除く任意の範囲に設けられる。

遠心式のファン３を収容するスクロールケーシング２のノーズ部２２近傍では、ファン３との距離が短いため、ファン３から吹き出された流れが衝突することでケーシングの内部の流れが乱れ、騒音増加をもたらすことが問題である。そこで送風装置６０１によれば、ノーズ部２２付近でファン３から吹き出される流れは案内部材５によって案内されないため、径方向の流速ベクトルを大きくしないようにできる。また、前述したようにこの流れは、最大の流速ベクトルが吸込口２０から離れた反対側に偏った流速分布になる。このような流速ベクトルの形成によれば、ノーズ部２２付近でファン３から吹き出される流れがノーズ部２２に強くまたは広範囲に衝突することを軽減することができる。一方、案内部材５が存在する場所では、下流方向に向けて吸込口２０側に延びる側壁５２を沿うように空気が流れるため、ノーズ部２２付近の流れと比較して、吸込口２０寄りの速度分布、例えば径方向の流速ベクトルが大きくなる。したがって、送風装置６０１によれば、ノーズ部２２に衝突する流れを抑制可能な送風装置を提供することができ、ファン効率の低下や騒音増加を抑制できる。

（第８実施形態）
第８実施形態では、第７実施形態の他の形態である送風装置７０１について図１８及び図１９を参照して説明する。送風装置７０１は、第７実施形態の送風装置６０１に対して、案内部材１０５の形状が相違する。第８実施形態において、第１及び第７実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、前述の実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第８実施形態では、前述の実施形態と異なる部分のみ説明する。

図１８及び図１９に示すように、送風装置６０１は、回転軸の周りの周方向に延びるとともに下流方向に向けて吸込口２０側に延びる側壁１５２を有し、吸込口２０の内側に設けられる案内部材１０５を備える。案内部材１０５は、ファン３の吸引力によって、側壁１５２を沿うように流れる空気をファン３の吸込部３４に案内する機能を有する。

案内部材１０５は、案内部材１０５を回転軸に沿う方向に平面視した場合に、案内部材５と同様に、扇状である側壁１５２における周方向の一端部１５３と他端部１５４との間に線分Ｌ１が介在するように、設けられている。案内部材１０５は、周方向の一端部１５３において、下流端５１の方が上流端５０よりもファン３の回転方向Ｒに進んだ位置となる形状に形成されている。さらに、案内部材１０５における周方向の他端部１５４は、下流端５１の方が上流端５０よりもファン３の回転方向Ｒに進んだ位置となる形状に形成されている。

第８実施形態の送風装置７０１によれば、側壁１５２の内壁面に沿うように内側通路１２４を流れる空気は、回転方向Ｒに進みながら上流端５０から下流端５１に向かって流下する。このとき、側壁１５２が周方向の一端部１５３や他端部１５４において上流端５０から下流端５１に向けて回転方向Ｒ進行するように延びる形状であるため、空気を一端部１５３や他端部１５４に長く沿わせることができる。これにより、送風装置７０１は、案内部材１０５に沿って流れる空気の剥離を抑制する効果を高めることができる。

（他の実施形態）
以上、開示された発明の好ましい実施形態について説明したが、開示された発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、開示された発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。開示された発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

前述の第２実施形態、第３実施形態において、整流板部１４０には、その表面に凸部１４０ａ及び凹部１４０ｂが形成されているが、凸部１４０ａ及び凹部１４０ｂのいずれか一方が形成されている形態であっても剥離抑制手段としての前述の効果を奏する。

前述の第２実施形態、第４実施形態において、筒状部１４１には、その表面に凸部１４１ａ及び凹部１４１ｂが形成されているが、凸部１４１ａ及び凹部１４１ｂのいずれか一方が形成されている形態であっても剥離抑制手段としての前述の効果を奏する。

２…スクロールケーシング（ファンケーシング）、 ３…ファン
４…吸込導管、 ２０…吸込口
２３…吹出口、 ２４…内側通路、 ２５…外側通路
３０…モータシャフト（回転軸）、 ３４…吸込部
４０，１４０，５４０…整流板部（剥離抑制手段）
４４０…凹凸形状（剥離抑制手段）

Claims (2)

1. 回転軸（３０）に沿うように流体を吸い込み、遠心方向に吹き出す遠心式のファン（３）と、
   前記ファンの吸込部（３４）に対応する吸込口（２０）と前記ファンの遠心方向に吹き出された流体が吹き出される吹出口（２３）とが設けられ、前記ファンを収容するファンケーシング（２）と、
   前記吸込口の内側に設けられる管であって、前記ファンケーシングの内部に吸い込まれる流体を、当該管の内部を流れる内側通路（２４）と、当該管と前記吸込口との間を流れる外側通路（２５）とに分ける吸込導管（４）と、
   を備え、
   前記吸込導管は、流体が吸い込まれる上流端部に、前記吸込導管の内周壁面に沿って流れる流体流れの剥離を抑える剥離抑制手段（４４０；５４０）を備え、
   前記剥離抑制手段は、前記吸込導管において上流端部の外周部に、径外側に突出する凸部と前記凸部に対して中心側に凹む凹部とが形成された凹凸形状であることを特徴とする送風装置。
2. 前記吸込導管は、上流端部に、外周部が内周縁よりも径外側に位置する環状の整流板部を有し、
   前記剥離抑制手段は、前記整流板部の外周部に形成された前記凹凸形状であることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。

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