JPH09158898A - 遠心送風機 - Google Patents
遠心送風機Info
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- JPH09158898A JPH09158898A JP7316916A JP31691695A JPH09158898A JP H09158898 A JPH09158898 A JP H09158898A JP 7316916 A JP7316916 A JP 7316916A JP 31691695 A JP31691695 A JP 31691695A JP H09158898 A JPH09158898 A JP H09158898A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/4226—Fan casings
- F04D29/4233—Fan casings with volutes extending mainly in axial or radially inward direction
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
ズ)近傍に発生する空気巻き込みを抑制することにより
遠心送風機の騒音低減を図る。 【解決手段】 スクロールケーシング3の巻き終わり部
位12から捩じれ面15を形成し、かつ、遠心式ファン
1の近傍の流速の大きい主流を吹出口14方向に案内す
る案内壁16を形成する。これにより、空気流路3aの
うち、モータ1a側方向に拡大した部分を流れる流速の
小さい副流が主流に巻き込まれることを抑制する。さら
に、案内壁16によって主流が副流側の方へ偏向するこ
とを抑制する。したがって、遠心送風機の騒音低減を図
ることができる。
Description
するもので、車両用空調装置に用いて好適である。
向から吸入した空気を径外方向に吹き出す遠心式ファン
と、この遠心式ファンの回転軸周りに渦巻き状に形成さ
れたスクロールケーシングとから構成されており、遠心
式ファンから、その周速に近い高速の絶対速度でもって
吹き出された空気の運動エネルギの一部をスクロールケ
ーシングによって圧力エネルギに変換して吹出口から吹
き出すものである。そして、吹出口から吹き出される空
気の流速および圧力はスクロールケーシングの形状に大
きく依存しており、その意味において、スクロールケー
シングは遠心送風機の送風性能を決定する重要な構成部
品である。したがって、スクロールケーシング形状の最
適化を図ることは、遠心送風機の送風性能の向上を図る
上で重要な意味を有している。
ことにより遠心送風機の送風性能向上を図ったものとし
ては、特開平5−195995号公報に記載の遠心送風
機が提案されている。この公報記載のスクロールケーシ
ングは、スクロールケーシング巻き始めから吹出口に進
むほど、遠心式ファンを回転させるモータ側方向に空気
流路の断面が拡大するように形成され、さらに、遠心式
ファンから吹き出す空気の吹出角度に沿うように傾斜面
が形成されている。
は、上記形状を有するスクロールケーシングを試作検討
したところ、所望の風量を得ることができたものの、騒
音低減に関しては、所望の結果を得ることができなかっ
た。そこで、発明者等は種々の調査研究をしたところ、
以下の理由で騒音が発生することを発見した。
形成される空気流路のうち、モータ側方向に拡大した部
分を流れる空気(以下、副流と呼ぶ。)の流速は、遠心
式ファン近傍に流れる空気(以下、主流と呼ぶ。)の流
速に比べて小さい。そして、スクロールケーシングは、
図7に示すように、ノーズ13でスクロールケーシング
の巻き始め部位11の空気流路3aと巻き終わり部位1
2側の空気流路3aとが連通しているので、スクロール
ケーシングの巻き終わり部位12側の部位を流れる空気
のうち流速の低い副流が、ノーズ13近傍の主流に巻き
込まれる。そして、巻き込まれた副流が、主流および遠
心式ファン1の翼2と干渉する際に騒音が発生する。
シングの巻き始め部位近傍に発生する空気巻き込みを抑
制することにより遠心送風機の騒音低減を図ることを目
的とする。
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項1に
記載の発明では、空気流路(3a)の断面は、スクロー
ルケーシング(3)の巻き始め部位(11)からスクロ
ールケーシング(3)の巻き終わり部位(12)に進む
ほど、吸入口(7)から環状部(9)へと向かう方向に
拡大する。さらに、スクロールケーシング(3)の空気
流路(3a)には、吸入口(7)から環状部(9)へと
向かう方向に進むほど、遠心式ファン(1)の径外方側
に広がるように傾斜する傾斜面(10)が、環状部
(9)に連結して形成されている。そして、前記傾斜面
(10)には、スクロールケーシング(3)の巻き終わ
り部位(12)近傍から吹出口(14)に向かうほど、
傾斜面(10)と遠心式ファン(1)の回転軸に対して
直角な方向とのなす角度(θ2 )が大きくなるように捩
じれ面(15)が形成されていることを特徴とする。
載の遠心送風機において、環状部(9)のうち、スクロ
ールケーシング(3)の巻き始め部位(11)近傍部位
であって遠心式ファン(1)回転方向後進側には、遠心
式ファン(1)近傍を流れる空気を吹出口(14)方向
に案内する案内壁(16)が形成されていることを特徴
とする。
は2に記載の遠心送風機において、環状部(9)の外縁
部(9a)は、遠心式ファン(1)の径方向外縁を越え
て径外方まで延びている。そして、環状部(9)と傾斜
面(10)とは、他段状に折れ曲がって連結しているこ
とを特徴とする。次に、作用効果を述べる。
面(10)には、スクロールケーシング(3)の巻き終
わり部位(12)近傍から吹出口(14)に向かうほ
ど、傾斜面(10)と遠心式ファン(1)の回転軸に対
して直角な方向とのなす角度(θ2 )が大きくなるよう
に捩じれ面(15)が形成されているので、空気流路3
aを流れる空気のうち、吸入口(7)から環状部(9)
へと向かう方向に拡大した部分を流れる流速の小さい副
流は、捩じれ面15に沿って遠心式ファン(1)の径内
方に拡大するように流れる。したがって、空気流路(3
a)を流れる空気のうち遠心式ファン(1)近傍に流れ
る流速の大きい主流に副流が巻き込まれることを抑制す
ることができるので、副流と主流および遠心式ファン
(1)との干渉を抑制することができる。延いては、騒
音の発生を抑制することができる。
ァン(1)の近傍の流速の大きい主流を吹出口(14)
方向に案内する案内壁(16)が形成されているので、
主流が副流側の方へ偏向することを抑制することができ
る。したがって、主流と副流との干渉を抑制することが
できるので、さらに騒音の発生を抑制することができ
る。
(9)と傾斜面(10)とは他段状に折れ曲がって連結
しているので、遠心式ファン(1)から吸入口(7)か
ら環状部(9)へと向かう方向に吹き出した空気が環状
部(9)から傾斜面(10)へと滑らかに流れるので、
環状部(9)と傾斜面(10)との連結部での空気流れ
の剥離現象を抑制することができる。したがって、空気
流れの乱れが抑制されるので、騒音発生を抑制すること
ができる。
態について説明する。本実施形態は、本発明に係る遠心
式送風機(以下、送風機と呼ぶ。)を車両用空調装置の
送風機に用いたものである。図1は、本実施形態に係る
送風機の斜視図を示しており、1は複数の翼(ブレー
ド)2の長手方向を軸方向に一致させた状態で円周上に
配置した遠心式ファン(以下、ファンと呼ぶ。)であ
る。このファン1は、モータ1a(図4参照)等の回転
機によって回転させられ、ファン1の軸方向から空気を
吸入しファン1の径外方に向けて空気を吹き出すもので
ある。
1から吹き出した空気流路3aを形成するスクロールケ
ーシング(以下、スクロールと呼ぶ。)で、このスクロ
ール3は、ファン1の回転軸周りに渦巻き状に形成され
ている。スクロール3は大別すると、ファン1の回転軸
方向一端側に形成された上部スクロールケーシング4
(以下、上部スクロールと呼ぶ。)と、他端側に形成さ
れた下部スクロールケーシング5(以下、下部スクロー
ルと呼ぶ。)と、ファン1の径外方側に形成されて前記
両スクロールを連結する側部スクロールケーシング6
(以下、側部スクロールと呼ぶ。)とから構成されてい
る。なお、これらのスクロール4、5、6は樹脂にて成
形され、図示されていないC型状のクランプ等により組
付けられている。
する吸入口7が開口しており、この吸入口7の縁部に
は、空気流路3a内の空気と吸入空気との干渉を防止す
るベルマウス8が形成されている。また、下部スクロー
ル5のうちファン1の対抗する中心部分には、モータ1
aを保持固定する環状の環状部9が形成されており、環
状部9は、図2に示すように、ファン1の径方向外縁よ
り径外方(本実施形態では、約5mm)まで延びてい
る。そして、この環状部9に連結してファン1からモー
タ1aに向かう向きに進むほどファン1の径外方側に広
がるように傾斜する傾斜面が形成されており、この傾斜
面10は、図1に示すように、空気流路3aの全域に渡
って形成されている。
9aと傾斜面10とは、図2に示すように、2段に折れ
曲がって連結しているが、3段、4段等のように多段状
に折れ曲がって連結してもよい。因み、環状部9の外縁
部9aとファン1の回転軸の垂線とのなす角度θ1 は、
0°〜30°程度が適切であり、本実施形態では、約3
0°である。
の垂線とのなす角度θ2 (以下、傾斜角度と呼ぶ。)
は、ファン1から吹き出す空気の吹出角度θf に沿うよ
うに設定することが望ましく、その角度は、概ね15°
〜75°である。なお、本実施形態では、傾斜角度θ2
はスクロール3の巻き始めから巻き終わりまで一定角度
であるが、スクロール3の巻き始め部位11から巻き終
わり部位12まで巻き角度が進むに連れて傾斜角度θ2
を変化させてもよい。
ン1周りに渦状に形成されており、渦の巻き始め部位1
1から巻き終わり部位12に進むほど、空気流路3aは
ファン1の径外方に向けて拡大していくように形成され
ている。さらに、空気流路3aは、図4に示すように、
渦の巻き始め部位11から巻き終わり部位12に進むほ
ど、モータ1a側方向に拡大していくように形成されて
いる。以上のように、空気流路3aの断面積は、巻き始
め部位11から巻き終わり部位12に進むほど、拡大し
ていくように形成されている。
位11近傍の空気流路3a(ノーズ13)は、巻き終わ
り部位12部位からこの巻き終わり部位12部位より空
気下流側で開口する吹出口14に至る部分の空気流路3
aに連通しており、この部分は、図1または4に示すよ
うに、傾斜角度θ2 が大きくなるように捩じれ面15が
形成されている。
は、渦の巻き始め部位11から巻き終わり部位12まで
ファン1の外縁に沿うように形成された環状部9の外縁
部9aに連結して形成され、巻き終わり部位12から略
接線方向に延びる環状部9の外縁部9aに連結しながら
吹出口14に向けて捩じれ面15が形成されている。ま
た、上述のように環状部9の外縁部9aは、巻き終わり
部位12から略接線方向に延びることによって、ファン
1回転方向後進側の巻き始め部位11近傍(ノーズ1
3)には、ファン1近傍を流れる空気を吹出口14方向
に案内する案内壁16が形成されている。
解決しようとする課題の欄で述べたように、空気流路3
aのうち、モータ1a側方向に拡大した部分を流れる空
気(以下、副流と呼ぶ。)の流速は、ファン1近傍に流
れる主流に比べて低い。しかし、本実施形態によれば、
スクロール3の巻き終わり部位12から捩じれ面15が
形成されているので、副流は図4に示すように、捩じれ
面15に沿ってファン1の径内方に拡大するように流れ
る。したがって、副流が主流に巻き込まれることを抑制
することができるので、副流と主流およびファン1の翼
2との干渉を抑制することができる。延いては、騒音の
発生を抑制することができる。
を吹出口14方向に案内する案内壁16が形成されてい
るので、主流が副流側の方へ偏向することを抑制するこ
とができるので、主流と副流との干渉を抑制することが
できる。したがって、さらに騒音の発生を抑制すること
ができる。因みに、図5は本実施形態に係る送風機と従
来技術に係る送風機とについて、送風機の効率ηf 、比
騒音Ks および圧力係数ψと流量係数φとの関係を比較
試験した試験結果である。図5から明らかなように、送
風機の効率ηf 、比騒音K s および圧力係数ψのいずれ
も従来技術に係る送風機に比べて改善しているので、送
風機の効率向上、騒音低減および空気流路3a内の圧力
損失の低減が図られているとが判る。
の車両用空調装置では、乗員上半身に空気を吹き出すフ
ェイスモードなどの圧力損失の小さい状態での使用状態
に相当し、流量係数φが小さい状態とは、乗員足元に空
気を吹き出すフットモード等の圧力損失の大きい状態で
の使用状態に相当する。また、上記試験において、従来
技術に係る送風機は、捩じれ面15が形成されておら
ず、この捩じれ面15に代えてノーズ13から吹出口1
4にかけて傾斜三角面が形成されたものであり、その他
寸法関係等は本実施形態と同じである。
とは2段に折れ曲がって連結しているので、ファン1か
らモータ1a側に吹き出した空気が環状部9から傾斜面
10へと滑らかに流れるので、環状部9の外縁部9aと
傾斜面10との連結部での空気流れの剥離現象を抑制す
ることができる。したがって、空気流れの乱れが抑制さ
れるので、騒音発生を抑制することができる。
5の傾斜角度θ2 は、図4に示すように、約90°まで
拡大させたが、本発明は図6に示すように、90°以上
を越えて拡大させても本発明を実施することができる。
また、捩じれ面15は巻き終わり部位12から形成され
るものに限定されるものではなく、送風機の仕様上巻き
終わり部位12からずれた位置から形成しても本発明を
実施することができる。
クロール3の巻き終わり部位12から形成されていた
が、巻き終わり部位12から形成されるものに限定され
るものではなく、巻き終わり部位12からずれた位置か
ら形成しても本発明を実施することができる。
である。
f 、比騒音Ks および圧力係数ψと流量係数φとの関係
を比較試験結果を示すグラフである。
る。
グ、4…上部スクロールケーシング、5…下部スクロー
ルケーシング、6…側部スクロールケーシング、7…吸
入口、8…ベルマウス、9…環状部、10…傾斜面、1
3…ノーズ、14…吹出口、15…捩じれ面、16…案
内壁。
Claims (3)
- 【請求項1】 吸入した空気を径外方側に吹き出す遠心
式ファン(1)と、 前記遠心式ファン(1)を収納するとともに前記遠心式
ファン(1)から吹き出した空気が流れる空気流路(3
a)を構成し、前記遠心式ファン(1)の回転軸周りに
渦巻き状に形成されたスクロールケーシング(3)と、 前記スクロールケーシング(3)に形成され、前記遠心
式ファン(1)の回転軸方向一端側に開口する吸入口
(7)と、 前記スクロールケーシング(3)の巻き終わり部位(1
2)より空気下流で開口し、前記空気流路(3a)内を
流れる空気を吹き出す吹出口(14)と、 前記スクロールケーシング(3)のうち前記遠心式ファ
ン(1)の回転軸方向他端側であって、前記遠心式ファ
ン(1)に対抗する中心部分に形成された環状部(9)
とを有し、 前記空気流路(3a)の断面は、前記スクロールケーシ
ング(3)の巻き始め部位(11)から前記スクロール
ケーシング(3)の巻き終わり部位(12)に進むほ
ど、前記吸入口(7)から前記環状部(9)へと向かう
方向に拡大し、 さらに、前記スクロールケーシング(3)の空気流路
(3a)には、前記吸入口(7)から前記環状部(9)
へと向かう方向に進むほど、前記遠心式ファン(1)の
径外方側に広がるように傾斜する傾斜面(10)が、前
記環状部(9)に連結して形成されており、 前記傾斜面(10)には、前記スクロールケーシング
(3)の巻き終わり部位(12)近傍から前記吹出口
(14)に向かうほど、前記傾斜面(10)と前記遠心
式ファン(1)の回転軸に対して直角な方向とのなす角
度(θ2 )が大きくなるように捩じれ面(15)が形成
されていることを特徴とする遠心送風機。 - 【請求項2】 前記環状部(9)のうち、前記スクロー
ルケーシング(3)の巻き始め部位(11)近傍部位で
あって前記遠心式ファン(1)回転方向後進側には、前
記遠心式ファン(1)近傍を流れる空気を前記吹出口
(14)方向に案内する案内壁(16)が形成されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の遠心送風機。 - 【請求項3】 前記環状部(9)の外縁部(9a)は、
前記遠心式ファン(1)の径方向外縁を越えて径外方ま
で延びており、 前記環状部(9)と前記傾斜面(10)とは、他段状に
折れ曲がって連結していることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の遠心送風機。
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