WO2006106744A1

WO2006106744A1 - 遠心式送風装置

Info

Publication number: WO2006106744A1
Application number: PCT/JP2006/306491
Authority: WO
Inventors: Tsuyoshi Eguchi; Atsushi Suzuki; Tetsuo Tominaga
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2006-10-12
Also published as: JP2006307830A; JP4831811B2

Description

明細書

遠心式送風装置

技術分野

[0001] 本発明は、遠心式送風装置に関するものである。

背景技術

[0002] 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いる。遠心式送風装置は、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、始点力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。このため、渦巻状流路の始点では内圧が最も低ぐ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。このため、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」 t 、う）近傍では、その内圧が始点の内圧に近くなつている。

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。

[0003] 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いる。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!/ヽる。

[0004] 特許文献 1 :特開平 7— 27097号公報

発明の開示

[0005] 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する（以下この流れを「逆流」とする）。この逆流は、ベルマウス力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）と干渉するので、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。

[0006] 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ユ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、これによつ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。

[0007] 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つたグラフ）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ぐ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。このため、送風装置をファン特性グラフにおいて右下がりでな!、領域も含めた領域で運転せざるを得な、。

[0008] 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。

[0009] 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、本発明の第一の態様は、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、該シユラウドが、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力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力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を有している遠心式送風装置を提供する。

[0010] 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、ケ一シングとシユ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カも径方向内側に向力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)が大きぐこの隙間力の逆流が効果的に防止される。

[0011] 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、シュラウド側障壁とケーシング側障壁とをシユ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、ケーシングとシユ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。

[0012] 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

V、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、上記第一の態様である遠心式送風装置を、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力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ょヽ。

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つて、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、吸い込み流れがー部迂回させられて、他の部位力ベルマウス内に導かれる。このため、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。

[0013] また、本発明の第二の態様は、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力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!/ヽる遠心式送風装置を提供する。

[0014] 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、上記本発明の第二の態様のように、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ることで、この部分での逆流をブロックしつつ吸!、込み流れを一部迂回させて、他の部位力ベルマウス内に導くことができる。これにより、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。

[0015] また、本発明の第三の態様は、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て!/ヽる遠心式送風装置を提供する。

[0016] 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一シング内壁に沿って流れてシュラウド近傍に戻る気流力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、ケーシングとシユ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。

[0017] なお、逆流抑制壁の高さは任意である力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、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、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ユラウドの外周縁と同じ高さとすることが好ましい。

[0018] 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、前記ケーシンダカ前記ベルマウスよりも径方向外側力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、てもよ、。

[0019] 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つてシユ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。これにより、ケーシングとシユ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。

[0020] 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力一周した部分との境界部分をなすノーズ部の近傍部分力他の部分よりも前記底板側への突出量が大き、突出部とされて、てもよ、。

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力羽根車内へ向力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。

[0021] また、上記各態様の遠心式送風装置において、前記渦巻状流路内には、該渦卷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べーンが、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。

[0022] 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、二次流れ抑制べーンによって、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る。これにより、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つて騒音が低減される。

[0023] 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、該渦卷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べーンが、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。

[0024] 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べーンを、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力渦巻状流路に沿って少なくともノーズ部まで設ける。これにより、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。 [0025] また、本発明の第四の態様は、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、前記シュラウド力径方向内側力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、該シユ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力前記シュラウドの内周縁から次第に径方向内側に向力つ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。

[0026] 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いる。これにより、シュラウドとベルマウスとの間の隙間力ベルマウスの付け根側力も先端側に近付くにつれて狭められて、る。

このため、渦巻状流路力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。

[0027] 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力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る。これにより、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力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。

[0028] 本発明に力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《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。

図面の簡単な説明

[0029] [図 1]本発明の第一実施形態に力かる遠心式送風装置の構成を示す縦断面図である。

[図 2]本発明の第一実施形態に力かる遠心式送風装置の構成を示す平断面図である。

[図 3]本発明の第一実施形態に力かる遠心式送風装置の構成を示す縦断面図である。

[図 4]本発明の第一実施形態に力かる遠心式送風装置の他の形態例を示す図である。

[図 5]本発明の第一実施形態に力かる遠心式送風装置の他の形態例を示す図である。

[図 6]本発明の第二実施形態に力かる遠心式送風装置の構成を示す斜視図である。

[図 7]本発明の第二実施形態に力かる遠心式送風装置の構成を示す図であって、図

7 (a)は平面図、図 7 (b)は図 7 (a)の A— A矢視断面図である。

[図 8]本発明の第二実施形態に力かる遠心式送風装置のファン特性グラフである。

[図 9]本発明の第三実施形態に力かる遠心式送風装置の構成を示す縦断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0030] 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る。この遠心送風装置 1は、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 (フェイス側流路ゃフット側流路、デフロスト側流路等)と、渦卷状流路 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バ一が設けられており、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つている。

[0031] 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

[0032] 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、これによつて、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、る。

また、底板 11は、中心部力も周縁部にかけて、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。これによつて、シュラウド 13側力も翼 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。

[0033] 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、径方向内側力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力底板 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。

[0034] 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側カゝらみて、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。これによつて、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とシユラウド側障壁 17とが鋭角に交差している。

[0035] 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のシユラウド 1 3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力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。

[0036] 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カもシユラウド 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とシユラウド 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。

[0037] ケーシング 3には、ベルマウス 26よりも径方向外側力も底板 11に向けて突出してシユラウド 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、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

[0038] 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べーン 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べーン 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、下側二次流れ抑制べーン 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、上側二次流れ抑制べーン 3 lbが設けられている。

これら上下の二次流れ抑制べーン 31a, 31bの高さは、遠心式送風装置 1の効率を低下させな!/、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、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べーン 31a, 31bをそれぞれ軸線方向に延長してベーン外径側の高!ヽ静圧とベーン内径側の低ヽ静圧とを維持し、羽根車 2 への逆流を阻止する高さとしてもょ、。

[0039] 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の径方向外側カも径方向内側に向力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）が大きぐこの隙間 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《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。

[0040] 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。し力し、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。

[0041] 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内に二次流れ抑制べーン 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べーン 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つ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!/、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。

[0042] 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、第一のシユ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、第一のシユ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とをシユラウド 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とシユラウド 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。

[0043] 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内へ向力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。

[0044] また、前記の二次流れ及び逆流は、渦巻状流路 Wにおヽて羽根車 2から離間した位置力発生し、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べーン 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力も渦巻状流路 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。

[0045] [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。

[0046] 遮風板 52は、図 6、図 7 (a)、図 7 (b)に示すように、ベルマウス 26の内周縁に沿つて、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 (a)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。

[0047] 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 V、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。

[0048] 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がー部迂回させられて、他の部位からベルマウス 26内に導かれる。これにより、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。

[0049] [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。

[0050] 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、シユラウド 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、ケ一シング 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。

[0051] シュラウド 73は、径方向内側力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、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、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力シュラウド 73の内周縁から次第に径方向内側に向力つ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。

[0052] 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つ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の付け根側力も先端側に近付くにつれて狭められて、る。このため、渦巻状流路 W力も羽根車 2のシユラウド 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力も羽根車 2のシユラウド 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。

[0053] 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力軸線 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力も剥離せずに、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《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との間力も逆流した空気力スムーズに傾斜面 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、な、構成とした力これに限られることなぐケーシング 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。

Claims

請求の範囲

[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、

該シユラウドが、径方向内側力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力前記底板とは反対側に向けて立ち上がるシユラウド側障壁とを有し、

前記ケーシンダカ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べノレマウスと、

該ベルマウスの径方向外側の位置力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を有している遠心式送風装置

[2] 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一シング外に向けて立ち上がる遮風板を有している請求項 1記載の遠心式送風装置

[3] 羽根車と、

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、る遠心式送風装置。

[4] 羽根車と、

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、

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ている遠心式送風装置。

[5] 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、る請求項 1に記載の遠心式送風装置。

[6] 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、突出部とされている請求項 4に記載の遠心式送風装置。

[7] 前記渦巻状流路内には、該渦卷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べーンが、前記渦巻状流路に沿って設けられて!/、る請求項 1に記載の遠心式送風装置。

[8] 前記渦巻状流路内には、該渦卷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べーンが、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力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 6記載の遠心式送風装置。

[9] 羽根車と、

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、

前記ケーシンダカ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べノレマウスを有し、

前記シュラウドが、径方向内側力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、

該シユ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。

[10] 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 3に記載の遠心式送風装置。

[11] 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、突出部とされている請求項 5に記載の遠心式送風装置。

[12] 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、突出部とされている請求項 10に記載の遠心式送風装置。

[13] 前記渦巻状流路内には、該渦卷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べーンが、前記渦巻状流路に沿って設けられている請求項 3に記載の遠心式送風装置。

[14] 前記渦巻状流路内には、該渦卷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べーンが、前記渦巻状流路に沿って設けられている請求項 4に記載の遠心式送風装置。

[15] 前記渦巻状流路内には、該渦卷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べーンが、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ヽる請求項 11記載の遠心式送風装置。

[16] 前記渦巻状流路内には、該渦卷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べーンが、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力も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 12記載の遠心式送風装置。