WO2020241095A1 - 送風機 - Google Patents
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Definitions
- the present invention relates to, for example, a blower used in a vehicle air conditioner.
- the casing was provided on the first side plate provided on one end side in the axial direction of the impeller, the second side plate provided on the other end side in the axial direction and formed with an air intake port, and the outer side in the radial direction of the impeller. It has an outer peripheral plate.
- the spiral ventilation passage is formed between the first side plate and the second side plate, and between the outer peripheral portion and the outer peripheral plate of the impeller.
- the cross-sectional area of the flow path is gradually increased from the start end side to the end side in order to let the air having a reduced flow velocity flow out from the discharge port.
- the distance between the rotation shaft of the impeller and the outer peripheral plate is gradually increased from the start side to the end side of the spiral ventilation path, and the first side plate is gradually stretched in one direction of the rotation axis of the impeller.
- the cross-sectional area of the flow path of the spiral ventilation passage is gradually increased. Therefore, in the blower, a step portion is generated between the start end side and the end end side of the spiral ventilation path in the first side plate of the casing.
- a circulating flow is generated in which the air flowing through the spiral ventilation path flows from the end side to the start side again.
- the air flow flowing along the first side plate collides with the step portion, the air flow is separated from the first side plate.
- the air flow is turbulent on the starting side of the spiral ventilation path.
- the air flow on the starting end side of the spiral ventilation path is turbulent, it may cause noise.
- An object of the present invention is to provide a blower capable of improving quietness by suppressing turbulence of a circulating flow flowing from the end side to the start side of a spiral ventilation path.
- the blower of the present invention includes a tubular impeller and a casing in which the impeller is housed and a spiral ventilation path is formed on the radial outer side of the impeller housed inside.
- the casing is provided with a first side plate provided on one end side in the rotation axis direction of the impeller, a second side plate provided on the other end side in the rotation axis direction and formed with an air suction port, and a diameter of the impeller. It has an outer peripheral plate provided on the outer side in the direction, and extends in the direction of rotation of the impeller from the start end side and the end side of the spiral ventilation passage and the end portion of the spiral ventilation passage in the first side plate and the second side plate.
- the surfaces forming the connecting ventilation passages connected to the beginning of the road are formed by connecting one or both of a flat surface having a constant height and an inclined surface having a gradually changing height, respectively, and a first side plate.
- the outer peripheral side of the impeller is provided so as to extend along the circumferential direction of the impeller, and the second side plate side There is a protrusion that protrudes toward.
- the start end side and the end side of the spiral ventilation passage and the surface forming the connection ventilation passage in the first side plate and the second side plate become smooth surfaces having no step, so that the first side plate and the second side plate can be used.
- the circulating flow that flows from the end side to the start end side of the spiral ventilation passage through the connecting ventilation passage along the circulation flows along the first side plate and the second side plate without peeling, and also ends and the start end side of the spiral ventilation passage.
- the air flowing out of the impeller on the side near the connecting ventilation passage flows along the protrusion and flows into the spiral ventilation passage or the connecting ventilation passage, and the turbulence of the air is suppressed.
- the circulating flow flowing from the end side to the start end side of the spiral ventilation passage along the first side plate and the second side plate through the connecting ventilation passage is not separated from the first side plate and the second side plate.
- the air flowing out from the outer peripheral portion of the impeller near the end side and the start end side of the spiral ventilation passage and the connecting ventilation passage is circulated along the protrusion and swirls.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
- 1 to 4 show an embodiment of the present invention.
- the blower 1 of the present invention is a centrifugal blower, and is used, for example, as a blowing means for an air conditioner for a vehicle.
- the blower 1 includes an impeller 10 formed in a cylindrical shape, an electric motor 20 for rotating the impeller 10, and a casing 30 in which the impeller 10 is housed. I have.
- the impellers 10 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction, and are provided with a plurality of blades 11 extending in the cylindrical axial direction and one end side in the axial direction. It has a substrate 12 and a rim 13 provided on the other end side in the axial direction.
- the plurality of wings 11 are arranged so as to extend from the inside to the outside in the radial direction.
- the radial outer side of each of the plurality of blades 11 is curved toward one of the circumferential directions with respect to the radial inner side.
- the substrate 12 is a disk-shaped member in which one ends of a plurality of blades 11 are connected to each other at intervals in the circumferential direction on the outer peripheral side.
- the substrate 12 has an overhanging portion 12a that gradually projects from the radially inner side of the outer peripheral portion to which one end of each wing 11 is connected toward the other end side in the axial direction.
- a recess is formed on one end surface of the overhanging portion 12a in the axial direction so as to gradually dent toward the other end in the axial direction toward the center in the radial direction with respect to the outer peripheral side.
- the rim 13 is a cylindrical member in which the other ends of the plurality of blades 11 are connected to each other at intervals in the circumferential direction.
- the electric motor 20 is arranged in a recess on one end surface in the rotation axis direction of the substrate 12 on one end side in the axial direction of the impeller 10.
- the rotating shaft 21 is connected to the radial center of the substrate 12, and the impeller 10 is rotated in one of the circumferential directions.
- the casing 30 includes a first side plate 31 provided on one end side in the rotation axis direction of the impeller 10, and a second side plate 32 provided on the other end side in the rotation axis direction of the impeller 10. It has an outer peripheral plate 33 extending in the circumferential direction of the impeller 10 between the outer peripheral portions of the first side plate 31 and the second side plate 32, respectively.
- a motor support hole 31a for supporting the electric motor 20 in a penetrating state is provided in a substantially central portion of the first side plate 31.
- a suction port 34 for sucking air into the casing 30 is provided at a substantially central portion of the second side plate 32. Further, a cover portion 32a that surrounds the other end side of the rim 13 of the impeller 10 in the rotation axis direction, the inner side and the outer side in the radial direction is provided at the edge of the suction port 34 of the second side plate 32.
- the outer peripheral plate 33 gradually increases in distance from the rotation axis of the impeller 10 in the rotation direction of the impeller 10 from a predetermined reference position S away from the rotation axis of the impeller 10.
- the casing 30 is provided with a discharge port 35 for discharging the air sucked into the casing 30 through the suction port 34.
- the discharge port 35 is formed at the end of a portion surrounded by the first side plate 31, the second side plate 32, the straight line portion 33b, and the extension portion 33d.
- a spiral ventilation passage 36 for circulating the inflowing air through the outer peripheral side of the impeller 10 in the rotation direction of the impeller 10, and a terminal portion and discharge of the spiral ventilation passage 36.
- a discharge ventilation passage 37 communicating with the outlet 35 and a connecting ventilation passage 38 extending from the end portion of the spiral ventilation passage 36 in the rotation direction of the impeller 10 and being connected to the start end portion of the spiral ventilation passage 36 are provided. There is.
- the spiral ventilation passage 36 is between the first side plate 31 and the second side plate 32, and is located on the outer peripheral portion of the impeller 10 and the portion of the outer peripheral plate 33 on the spiral portion 33a and the straight portion 33b on the spiral portion 33a side. It is provided between them. As shown in FIG. 3, the size of the spiral ventilation passage 36 gradually increases in the radial direction from the start end portion to the end portion.
- the dimension H in the rotation axis direction of the impeller 10 changes between the start end portion and the end portion. That is, the spiral ventilation passage 36 is formed so that the dimension H of the impeller 10 in the rotation axis direction gradually decreases from the start end side and the end side to a predetermined position P between the start end portion and the end portion of the spiral ventilation passage 36.
- the predetermined position P between the start end portion and the end portion in the spiral ventilation passage 36 is in the rotation direction of the impeller 10 from the position S of the radially inner end portion of the spiral portion 33a about the rotation axis of the impeller 10. It is a position at a predetermined angle ⁇ .
- the predetermined angle ⁇ is preferably in the range of 90 degrees to 150 degrees. Further, it is more desirable that the predetermined angle ⁇ is approximately 120 degrees.
- the spiral ventilation passage 36 is formed between the flat plate-shaped second side plate 32 and the first side plate 31 having a shape in which the distance between the second side plate 32 gradually changes.
- the portions corresponding to the start end portion and the end portion in the spiral ventilation passage 36 are formed at substantially the same height.
- the first side plate 31 is gradually formed from a portion corresponding to the start end portion and the end portion of the spiral ventilation passage 36 to a portion corresponding to a predetermined position P between the start end portion and the end portion of the spiral ventilation passage 36. It overhangs to the 32 side.
- the discharge ventilation passage 37 is provided between the first side plate 31 and the second side plate 32, and between the portion of the straight line portion 33b located on the discharge port 35 side and the extension portion 33d. As shown in FIG. 3, the discharge ventilation passage 37 gradually increases in radial dimension from the terminal portion of the spiral ventilation passage 36 toward the discharge port 35. Further, the discharge ventilation passage 37 is separated from the start end side of the spiral ventilation passage 36 by the tongue portion 33c.
- the connecting ventilation passage 38 is provided between the first side plate 31 and the second side plate 32, and between the outer peripheral portion of the impeller 10 and the terminal side of the spiral ventilation passage 36.
- the surface of the first side plate 31 corresponding to the connecting ventilation passage 38 is formed at substantially the same height as the start end side and the end end side of the spiral ventilation passage 36.
- the surface of the first side plate 31 corresponding to the connecting ventilation passage 38 is formed flush with the start end side of the spiral ventilation passage 36, and does not form a step with the portion corresponding to the end portion of the spiral ventilation passage 36. They are connected at the same height.
- a protrusion 31b protruding toward the second side plate 32 is provided on the radial inside of the surface of the first side plate 31 corresponding to the start end side and the end end side of the connecting ventilation passage 38 and the spiral ventilation passage 36. ..
- the protrusion 31b extends in the circumferential direction on the radial outer side of the impeller 10.
- the protrusion 31b passes from a predetermined angle ⁇ 1 to a predetermined angle ⁇ 2 from the position S of the radial inner end of the spiral portion 33a toward the rotation direction of the impeller 10 with the rotation axis of the impeller 10 as the center. It is formed between.
- the predetermined angle ⁇ 1 is preferably in the range of 120 degrees to 340 degrees. Further, it is desirable that the predetermined angle ⁇ 2 is within the range of 40 degrees to 60 degrees.
- the height dimension H1 of the protrusion 31b becomes maximum in the vicinity of the start end of the spiral ventilation passage 36, and gradually decreases from the start end of the spiral ventilation passage 36 toward both sides in the circumferential direction of the impeller 10. ..
- the portion of the protrusion 31b having the maximum height dimension H1 projects toward the second side plate 32 side to the vicinity of the outer peripheral side of the substrate 12 of the impeller 10.
- the maximum value of the height dimension H1 is preferably in the range of 3 mm to 18 mm.
- a flat surface 31b1 facing the second side plate 32 is formed at the tip of the protrusion 31b.
- the flat surface 31b1 is parallel to the radial direction of the impeller 10 or is inclined downward toward the outside in the radial direction of the impeller 10.
- width dimension W of the flat surface 31b1 becomes maximum in the vicinity of the connecting ventilation passage 38, and gradually decreases from the connecting ventilation passage 38 toward both sides in the circumferential direction of the impeller 10.
- an inclined surface 31c On the outer peripheral side of the protrusion 31b, an inclined surface 31c whose height dimension gradually decreases toward the outer side in the radial direction is provided.
- the inclined surface 31c is formed between the end of the spiral ventilation passage 36 at the protrusion 31b on the terminal side and the connecting ventilation passage 38.
- the air outside the casing 30 passes through the suction port 34 provided in the second side plate 32. Is sucked into the casing 30.
- the air sucked into the casing 30 through the suction port 34 flows inward from the other end side in the axial direction of the impeller 10, and radiates out from the outer peripheral portion of the impeller 10.
- the air radially flowing out from the outer peripheral portion of the impeller 10 flows through the spiral ventilation passage 36 and the discharge ventilation passage 37 of the casing 30 and is discharged from the discharge port 35, and a part of the air is discharged from the end of the spiral ventilation passage 36. From the side, it flows into the starting end side of the spiral ventilation passage 36 as a circulating flow through the connecting ventilation passage 38.
- the surfaces of the first side plate 31 extending from the terminal side of the spiral ventilation passage 36 to the start end side of the spiral ventilation passage 36 via the connecting ventilation passage 38 have substantially the same height without causing a step. Is formed in. Therefore, the circulating flow flowing from the end side to the start end side of the spiral ventilation passage 36 through the connecting ventilation passage 38 along the first side plate 31 does not separate from the first side plate 31 and is along the first side plate 31. It will be circulated, and the turbulence of the air flow on the starting end side of the spiral ventilation passage 36 will be suppressed.
- a protrusion 31b is formed inside the first side plate 31 in the radial direction of the surface corresponding to the portion extending from the end side of the spiral ventilation passage 36 to the start end side of the spiral ventilation passage 36 via the connecting ventilation passage 38.
- the air flowing out from the outer peripheral portion along the substrate 12 of the impeller 10 reaches the protrusion 31b. It flows outward in the radial direction and flows into the spiral ventilation passage 36 or the connecting ventilation passage 38, and the turbulence of the air flow at the terminal side and the starting side of the connecting ventilation passage 38 and the spiral ventilation passage 36 is suppressed. ..
- the protrusion 31b Since the height dimension of the protrusion 31b gradually decreases toward both ends, the protrusion 31b flows from the end side of the spiral ventilation passage 36 to the start end side of the spiral ventilation passage 36 via the connecting ventilation passage 38. The turbulence of the air flow is suppressed. Further, on the radial outer side of the protrusion 31b located on the terminal side of the spiral ventilation passage 36, an inclined surface 31c whose height dimension decreases toward the radial outer side is provided. Therefore, the air flowing along the protrusion 31b flows along the inclined surface 31c and flows into the spiral ventilation passage 36, and the turbulence of the air flowing into the terminal side of the spiral ventilation passage 36 is suppressed.
- the dimension H of the impeller 10 in the rotation axis direction gradually increases from the start end side and the end side toward a predetermined position P between the start end portion and the end portion of the spiral ventilation passage 36. It is formed small. Further, the spiral ventilation passage 36 is formed so that the radial dimension of the impeller 10 gradually increases in the direction in which the impeller 10 rotates. Therefore, in the circulating flow flowing into the start end side of the spiral ventilation passage 36 along the first side plate 31, the dimension H of the spiral ventilation passage 36 gradually decreases and the radial dimension gradually increases up to the predetermined position P. As a result, the increase in flow velocity is suppressed.
- the circulating flow circulated along the first side plate 31 to the predetermined position P of the spiral ventilation passage 36 gradually increases in the dimension H of the spiral ventilation passage 36 from the predetermined position P toward the terminal side of the spiral ventilation passage 36 and has a diameter. As the dimension in the direction gradually increases, it is gradually decelerated and rectified, and the turbulence of the air flow is suppressed.
- the first side plate 31 extends from the start end side and the end side of the spiral ventilation passage 36 and the terminal portion of the spiral ventilation passage 36 in the rotational direction of the impeller 10 to provide spiral ventilation.
- the surface forming the connecting ventilation passage 38 connected to the starting end portion of the road 36 is formed by connecting the inclined surfaces whose heights gradually change, and the starting end side of the spiral ventilation passage 36 and the first side plate 31.
- the outer peripheral side of the impeller 10 is provided so as to extend along the circumferential direction of the impeller 10, and projects toward the second side plate 32 side.
- a protrusion 31b is provided.
- the circulating flow flowing from the end side to the start end side of the swirl ventilation passage 36 through the connecting ventilation passage 38 along the first side plate 31 is not separated from the first side plate 31 and is along the first side plate 31.
- the air flowing out from the outer peripheral portion of the impeller 10 near the end side and the start end side of the spiral ventilation passage 36 and the connecting ventilation passage 38 is circulated along the protrusion 31b to be circulated along the protrusion 31b to the spiral ventilation passage 36 or the connecting ventilation passage 36 or the connecting ventilation passage
- the dimension H of the impeller 10 in the spiral ventilation passage 36 in the rotation axis direction is from the start end portion and the end portion of the spiral ventilation passage 36 to a predetermined position P between the start end portion and the end portion of the spiral ventilation passage 36, respectively. It is gradually formed smaller.
- the circulating flow flowing from the end side to the start end side of the spiral ventilation passage 36 through the connecting ventilation passage 38 along the first side plate 31 is not separated from the first side plate 31 and is along the first side plate 31.
- the circulating flow that has been circulated and has flowed into the start end side of the spiral ventilation passage 36 along the first side plate 31 can be rectified by circulating along the first side plate 31, so that the generation of sound can be suppressed. It is possible to improve the quietness.
- spiral ventilation passage 36 is formed between the flat plate-shaped second side plate 32 and the first side plate 31 having a shape in which the distance between the second side plate 32 gradually changes.
- the second side plate 32 can be made into a simple shape, so that the manufacturing cost can be reduced.
- the predetermined position P between the start end side and the end side of the spiral ventilation passage 36 is 90 degrees to 150 degrees from the start end portion to the end portion of the spiral ventilation passage 36 about the rotation axis of the impeller 10. It is within the range.
- the circulating flow that has flowed into the start end side of the spiral ventilation passage 36 along the first side plate 31 can be reliably circulated along the first side plate 31.
- the height dimension of the protrusion 31b gradually decreases toward both ends.
- the protrusion 31b has the maximum height dimension H1 in the vicinity of the start end of the spiral ventilation passage 36.
- the air flow can be rectified by the protrusion 31b at the start end side of the spiral ventilation passage 36 in which the flow rate of the air flowing out from the impeller 10 to the spiral ventilation passage 36 or the connecting ventilation passage 38 is large. Occurrence can be suppressed, and quietness can be improved.
- the portion having the maximum height dimension H1 projects toward the second side plate 32 side to the vicinity of the outer peripheral side (end portion on the first side plate 31 side) of the substrate 12 in the impeller 10. There is.
- the protrusion 31b passes through the connecting ventilation passage 38 from a position of 120 degrees from the start end portion to the end portion of the spiral ventilation passage 36 about the rotation axis of the impeller 10, and is 60 from the start end portion of the spiral ventilation passage 36. It is formed within the range up to the degree.
- an inclined surface 31c whose height gradually decreases toward the outer side in the radial direction is provided.
- the inclined surface 31c is formed within the range from the end end of the spiral ventilation passage 36 at the protrusion 31b to the connecting ventilation passage 38.
- the air flow is effectively suppressed at the terminal side of the spiral ventilation passage 36 and the portion where the air flowing into the connecting ventilation passage 38 is likely to be turbulent, which flows from the outer peripheral portion of the impeller 10 along the protrusion 31b. It becomes possible.
- a flat surface 31b1 facing the second side plate 32 is formed at the tip of the protrusion 31b, and the flat surface 31b1 is parallel to the radial direction of the impeller 10 or faces outward in the radial direction of the impeller 10. It has a downward slope.
- the air flowing out from the outer peripheral portion of the impeller 10 can be circulated along the flat surface 31b1 so that the air can be circulated outward in the radial direction of the impeller 10 without disturbing the air flow, and is quiet. It becomes possible to improve.
- width dimension W of the flat surface 31b1 becomes maximum in the vicinity of the connecting ventilation passage 38 and decreases from the connecting ventilation passage 38 toward each of both ends.
- the embodiment can also be applied to the air conditioner in the interior of a building and the ventilation means such as a ventilation device.
- the second side plate 32 is formed in a flat plate shape, and the spiral ventilation passage 36 and the connecting ventilation passage 38 are formed by the first side plate 31 having a shape in which the distance from the second side plate 32 gradually changes.
- the first side plate may be formed in a flat plate shape, and the spiral ventilation passage and the connecting ventilation passage may be formed by the second side plate having a shape in which the distance from the first side plate gradually changes.
- the spiral ventilation path and the connecting ventilation path may be generated by gradually changing the heights of both the first side plate and the second side plate in the rotation axis direction of the impeller.
- the surface of the first side plate 31 corresponding to the connecting ventilation passage 38 is formed flush with the start end side of the spiral ventilation passage 36 at the same height as the end portion of the spiral ventilation passage 36.
- the connection is shown, but it is not limited to this.
- the surfaces of the first side plate 31 corresponding to the start end side and the end side of the spiral ventilation passage 36 and the connecting ventilation passage 38 need only be connected by a smooth surface that does not cause a step, and only a flat surface having a constant height. It may be connected by, only by an inclined surface whose height gradually changes, or by connecting by a flat surface and an inclined surface.
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Abstract
【課題】渦巻通風路の終端側から始端側に流入する循環流の乱れを抑制することによって静音性を向上させることのできる送風機を提供する。 【解決手段】第１側板３１における、渦巻通風路３６の始端側及び終端側、渦巻通風路３６の終端部から羽根車１０の回転方向に延びて渦巻通風路３６の始端部に接続される接続通風路３８を形成する面は、徐々に高さが変化する傾斜面を接続することによって形成され、第１側板３１における、渦巻通風路３６の始端側及び終端側、接続通風路３８を形成する面の径方向内側には、羽根車１０の外周側を羽根車１０の周方向に沿って延びるように設けられ、第２側板３２側に向かって突出する突部３１ｂが設けられている。
Description
本発明は、例えば、車両用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、筒状の羽根車と、内部に収容された羽根車の径方向外側に渦巻通風路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（例えば、特許文献１参照）。
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、軸方向他端側に設けられ空気の吸入口が形成された第２側板と、羽根車の径方向外側に設けられた外周板と、を有している。渦巻通風路は、第１側板と第２側板との間、且つ、羽根車の外周部と外周板との間に形成される。
渦巻通風路は、流速を低下させた空気を吐出口から流出させるために、始端側から終端側に向かって流路の断面積を徐々に大きくしている。
前記送風機では、渦巻通風路の始端側から終端側に向かって、羽根車の回転軸と外周板との距離を徐々に大きくするとともに、第１側板を羽根車の回転軸方向一方に徐々に張り出させることで、渦巻通風路の流路断面積を徐々に大きくしている。このため、前記送風機では、ケーシングの第１側板において、渦巻通風路の始端側と終端側との間で段差部が生じることになる。
前記送風機では、渦巻通風路を流通する空気が終端側から再び始端側に流入する循環流が発生する。前記送風機では、循環流が渦巻通風路の終端側から始端側に流入する際に、第１側板に沿って流通する空気の流れが段差部に衝突すると、空気の流れが第１側板から剥離することになり、渦巻通風路の始端側において空気の流れに乱れが生じることになる。前記送風機では、渦巻通風路の始端側における空気の流れに乱れが生じると、騒音の原因となり得る。
本発明の目的とするところは、渦巻通風路の終端側から始端側に流入する循環流の乱れを抑制することによって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。
本発明の送風機は、前記目的を達成するために、筒状の羽根車と、羽根車が内部に収容され、内部に収容された羽根車の径方向外側に渦巻通風路が形成されたケーシングと、を備え、ケーシングは、羽根車の回転軸方向一端側に設けられた第１側板と、回転軸方向他端側に設けられ空気の吸入口が形成された第２側板と、羽根車の径方向外側に設けられた外周板と、を有し、第１側板及び第２側板における、渦巻通風路の始端側及び終端側、渦巻通風路の終端部から羽根車の回転方向に延びて渦巻通風路の始端部に接続される接続通風路を形成する面は、それぞれ高さが一定の平坦面及び徐々に高さが変化する傾斜面の一方または両方を接続することによって形成され、第１側板における、渦巻通風路の始端側及び終端側、接続通風路を形成する面の径方向内側には、羽根車の外周側を羽根車の周方向に沿って延びるように設けられ、第２側板側に向かって突出する突部が設けられている。
これにより、第１側板及び第２側板における渦巻通風路の始端側及び終端側、接続通風路を形成する面が、段差を有しない平滑な面となることから、第１側板及び第２側板に沿って接続通風路を介して渦巻通風路の終端側から始端側に流入する循環流が、剥離することなく第１側板及び第２側板に沿って流通するとともに、渦巻通風路の終端側及び始端側、接続通風路の近傍において羽根車から流出する空気が、突部に沿って流通して渦巻通風路または接続流通路に流入し、空気の乱れが抑制される。
本発明によれば、第１側板及び第２側板に沿って接続通風路を介して渦巻通風路の終端側から始端側に流入する循環流を、第１側板及び第２側板から剥離させることなく第１側板及び第２側板に沿って流通させるとともに、渦巻通風路の終端側及び始端側、接続通風路の近傍において羽根車の外周部から流出する空気を、突部に沿って流通させて渦巻通風路または接続通風路に流入させることにより、空気の乱れの発生を抑制することができるので、音の発生を抑制することができ、静音性を向上させることが可能となる。
図１乃至図４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が内部に収容されるケーシング３０と、を備えている。
羽根車１０は、図３及び図４に示すように、互いに周方向に所定の間隔をおいて配置されると共にそれぞれ円筒状の軸方向に延びる複数の翼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。
複数の翼１１は、それぞれ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。複数の翼１１は、それぞれ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。
羽根車１０は、図４中に矢印で示すように、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、回転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。
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の回転軸方向一端面の凹部に配置される。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、周方向一方に羽根車１０を回転させる。
ケーシング３０は、図４に示すように、羽根車１０の回転軸方向一端側に設けられた第１側板３１と、羽根車１０の回転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。
第１側板３１の略中央部には、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。
第２側板３２の略中央部には、ケーシング３０内に空気を吸入するための吸入口３４が設けられている。また、第２側板３２の吸入口３４の縁部には、羽根車１０のリム１３の回転軸方向他端側、径方向内側及び外側を囲むカバー部３２ａが設けられている。
外周板３３は、図３に示すように、羽根車１０の回転軸から離れた所定の基準位置Ｓ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１及び図２に示すように、吸入口３４を介してケーシング３０内に吸入した空気を吐出するための吐出口３５が設けられている。吐出口３５は、図２及び図３に示すように、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形成されている。
ケーシング３０内には、図３に示すように、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と、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と、渦巻通風路３６の終端部から羽根車１０の回転方向に延びて渦巻通風路３６の始端部に接続される接続通風路３８と、が設けられている。
渦巻通風路３６は、第１側板３１と第２側板３２との間、且つ、羽根車１０の外周部と外周板３３の渦巻部３３ａ及び直線部３３ｂにおける渦巻部３３ａ側に位置する部分との間に設けられている。渦巻通風路３６は、図３に示すように、始端部から終端部に向かって径方向に寸法が徐々に大きくなる。
また、渦巻通風路３６は、始端部と終端部との間で、羽根車１０の回転軸方向の寸法Ｈが変化する。即ち、渦巻通風路３６は、羽根車１０の回転軸方向の寸法Ｈが、始端側及び終端側から、渦巻通風路３６における始端部と終端部との間の所定位置Ｐまでそれぞれ徐々に小さく形成されている。渦巻通風路３６における始端部と終端部との間の所定位置Ｐは、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から羽根車１０の回転方向に向かって所定角度θの位置である。所定角度θは、９０度から１５０度の範囲内であることが望ましい。さらに、所定角度θは、略１２０度であることがより望ましい。
具体的には、渦巻通風路３６は、平板状の第２側板３２と、第２側板３２との距離が徐々に変化する形状の第１側板３１と、の間に形成されている。第１側板３１は、渦巻通風路３６における始端部と終端部に対応する部分が、略同一の高さに形成されている。また、第１側板３１は、渦巻通風路３６における始端部及び終端部に対応する部分から渦巻通風路３６における始端部と終端部との間の所定位置Ｐに対応する部分まで徐々に第２側板３２側へ張り出している。
吐出通風路３７は、第１側板３１と第２側板３２との間で、且つ、直線部３３ｂにおける吐出口３５側に位置する部分と延出部３３ｄとの間に設けられている。吐出通風路３７は、図３に示すように、渦巻通風路３６の終端部から吐出口３５に向かって径方向の寸法が徐々に大きくなる。また、吐出通風路３７は、舌部３３ｃによって渦巻通風路３６の始端側と仕切られている。
接続通風路３８は、第１側板３１と第２側板３２との間、且つ、羽根車１０の外周部と渦巻通風路３６の終端側との間に設けられている。第１側板３１における、接続通風路３８に対応する面は、渦巻通風路３６の始端側及び終端側と略同一の高さに形成されている。第１側板３１における、接続通風路３８に対応する面は、渦巻通風路３６の始端側と面一に形成され、渦巻通風路３６の終端部に対応する部分と、段差が形成されることなく同一の高さで接続されている。
また、第１側板３１における、接続通風路３８及び渦巻通風路３６の始端側及び終端側に対応する面の径方向内側には、第２側板３２側に突出する突部３１ｂが設けられている。
突部３１ｂは、羽根車１０の径方向外側において周方向に延びている。突部３１ｂは、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から羽根車１０の回転方向に向かって所定角度θ１から位置Ｓを通って所定角度θ２までの間に形成されている。所定角度θ１は、１２０度～３４０度の範囲内であることが望ましい。また、所定角度θ２は、４０度～６０度の範囲内であることが望ましい。
また、突部３１ｂは、高さ寸法Ｈ１が、渦巻通風路３６の始端部の近傍において最大となり、渦巻通風路３６の始端部から羽根車１０の周方向の両側に向かってそれぞれ徐々に小さくなる。突部３１ｂは、高さ寸法Ｈ１が最大となる部分が、羽根車１０の基板１２の外周側の近傍まで第２側板３２側に向かって張り出している。高さ寸法Ｈ１の最大値は、３ｍｍ～１８ｍｍの範囲内であることが望ましい。
また、突部３１ｂの先端部には、第２側板３２に対向する平坦面３１ｂ１が形成されている。平坦面３１ｂ１は、羽根車１０の径方向と平行、または、羽根車１０の径方向外側に向かって下り傾斜を成している。
また、平坦面３１ｂ１の幅寸法Ｗは、接続通風路３８の近傍において最大となり、接続通風路３８から羽根車１０の周方向の両側に向かってそれぞれ徐々に小さくなる。
突部３１ｂの外周側には、径方向外側に向かって徐々に高さ寸法が小さくなる傾斜面３１ｃが設けられている。傾斜面３１ｃは、突部３１ｂにおける渦巻通風路３６の終端側の端部から接続通風路３８までの間に形成されている。
以上のように構成された送風機１では、電動モータ２０を駆動して羽根車１０を周方向一方に回転させると、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、一部の空気が渦巻通風路３６の終端側から接続通風路３８を介して渦巻通風路３６の始端側に循環流として流入する。
このとき、第１側板３１における、渦巻通風路３６の終端側から接続通風路３８を介して渦巻通風路３６の始端側にわたる部分に対応する面は、段差を生じることなくそれぞれ略同一の高さに形成されている。このため、第１側板３１に沿って接続通風路３８を介して渦巻通風路３６の終端側から始端側に流入する循環流は、第１側板３１から剥離することなく第１側板３１に沿って流通することになり、渦巻通風路３６の始端側における空気の流れの乱れが抑制される。
また、第１側板３１における、渦巻通風路３６の終端側から接続通風路３８を介して渦巻通風路３６の始端側にわたる部分に対応する面の径方向内側には、突部３１ｂが形成されている。このため、渦巻通風路３６の終端側から接続通風路３８を介して渦巻通風路３６の始端側にわたる部分において、羽根車１０の基板１２に沿って外周部から流出した空気は、突部３１ｂに沿って径方向外側に流通して渦巻通風路３６または接続通風路３８に流入することになり、接続通風路３８、渦巻通風路３６の終端側及び始端側における空気の流れの乱れが抑制される。突部３１ｂは、両端部のそれぞれに向かって高さ寸法が徐々に小さくなるので、突部３１ｂによって渦巻通風路３６の終端側から接続通風路３８を介して渦巻通風路３６の始端側に流入する空気の流れの乱れが抑制される。また、渦巻通風路３６の終端側に位置する突部３１ｂの径方向外側には、径方向外側に向かって高さ寸法が小さくなる傾斜面３１ｃが設けられている。このため、突部３１ｂに沿って流通する空気が傾斜面３１ｃに沿って流れて渦巻通風路３６に流入することになり、渦巻通風路３６の終端側に流入する空気の乱れが抑制される。
また、渦巻通風路３６は、羽根車１０の回転軸方向の寸法Ｈが、始端側及び終端側から、渦巻通風路３６における始端部と終端部との間の所定位置Ｐに向かってそれぞれ徐々に小さく形成されている。さらに、渦巻通風路３６は、羽根車１０の径方向の寸法が、羽根車１０の回転する方向に向かって徐々に大きく形成されている。このため、第１側板３１に沿って渦巻通風路３６の始端側に流入した循環流は、所定位置Ｐまで渦巻通風路３６の寸法Ｈが徐々に小さくなると共に径方向の寸法が徐々に大きくなることで流速の上昇が抑制される。第１側板３１に沿って渦巻通風路３６の所定位置Ｐまで流通した循環流は、所定位置Ｐから渦巻通風路３６の終端側に向かって渦巻通風路３６の寸法Ｈが徐々に大きくなると共に径方向の寸法が徐々に大きくなることで徐々に減速されて整流されることになり、空気の流れの乱れが抑制される。
このように、本実施形態の送風機１によれば、第１側板３１における、渦巻通風路３６の始端側及び終端側、渦巻通風路３６の終端部から羽根車１０の回転方向に延びて渦巻通風路３６の始端部に接続される接続通風路３８を形成する面は、徐々に高さが変化する傾斜面を接続することによって形成され、第１側板３１における、渦巻通風路３６の始端側及び終端側、接続通風路３８を形成する面の径方向内側には、羽根車１０の外周側を羽根車１０の周方向に沿って延びるように設けられ、第２側板３２側に向かって突出する突部３１ｂが設けられている。
これにより、第１側板３１に沿って接続通風路３８を介して渦巻通風路３６の終端側から始端側に流入する循環流を、第１側板３１から剥離させることなく第１側板３１に沿って流通させるとともに、渦巻通風路３６の終端側及び始端側、接続通風路３８の近傍において羽根車１０の外周部から流出する空気を、突部３１ｂに沿って流通させて渦巻通風路３６または接続通風路３８に流入させることにより、空気の乱れの発生を抑制することができるので、音の発生を抑制することができ、静音性を向上させることが可能となる。
また、渦巻通風路３６における羽根車１０の回転軸方向の寸法Ｈは、渦巻通風路３６の始端部及び終端部から、渦巻通風路３６における始端部と終端部との間の所定位置Ｐまでそれぞれ徐々に小さく形成されている。
これにより、第１側板３１に沿って接続通風路３８を介して渦巻通風路３６の終端側から始端側に流入する循環流を、第１側板３１から剥離させることなく第１側板３１に沿って流通させ、第１側板３１に沿って渦巻通風路３６の始端側に流入した循環流を、第１側板３１に沿って流通させることにより整流することができるので、音の発生を抑制することができ、静音性を向上させることが可能となる。
また、渦巻通風路３６は、平板状の第２側板３２と、第２側板３２との距離が徐々に変化する形状の第１側板３１と、の間に形成されている。
これにより、第２側板３２を簡単な形状とすることができるので、製造コストの低減を図ることが可能となる。
また、渦巻通風路３６における始端側と終端側との間の所定位置Ｐ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９０度から１５０度の範囲内である。
これにより、第１側板３１に沿って渦巻通風路３６の始端側に流入した循環流を、確実に第１側板３１に沿って流通させることが可能となる。
また、突部３１ｂは、両端部のそれぞれに向かって高さ寸法が徐々に小さくなる。
これにより、突部３１ｂによって渦巻通風路３６の終端側から接続通風路３８を介して渦巻通風路３６の始端側に流入する空気の乱れが抑制される。
また、突部３１ｂは、渦巻通風路３６の始端部の近傍において高さ寸法Ｈ１が最大となる。
これにより、羽根車１０から渦巻通風路３６または接続通風路３８に流出する空気の流量が多い渦巻通風路３６の始端側において、空気の流れを突部３１ｂによって整流することができるので、音の発生を抑制することができ、静音性を向上させることが可能となる。
また、突部３１ｂは、高さ寸法Ｈ１が最大となる部分が、羽根車１０における基板１２の外周側（第１側板３１側の端部）の近傍まで第２側板３２側に向かって張り出している。
これにより、羽根車１０の基板１２の外周側から流出する空気の流れを突部３１ｂによって確実に整流することができるので、より静音性を向上させることが可能となる。
また、突部３１ｂは、羽根車１０の回転軸を中心として渦巻通風路３６の始端部から終端部に向かって１２０度の位置から接続通風路３８を通って渦巻通風路３６の始端部から６０度までの範囲内に形成されている。
これにより、渦巻通風路３６の終端側から始端側に流入する循環流と、渦巻通風路３６の終端側及び始端側、接続通風路３８において羽根車１０の外周部から流入する空気の流れと、が合流することによる空気の流れの乱れを生じやすい部分において空気の流れの乱れを有効に抑制することが可能となる。
また、突部３１ｂの外周側には、径方向外側に向かって徐々に高さが小さくなる傾斜面３１ｃが設けられている。
これにより、羽根車１０の外周部から突部３１ｂに沿って流通し、渦巻通風路３６の終端側及び接続通風路３８に流入する空気の流れの乱れを抑制することが可能となる。
また、傾斜面３１ｃは、突部３１ｂにおける渦巻通風路３６の終端側の端部から接続通風路３８までの範囲内に形成されている。
これにより、羽根車１０の外周部から突部３１ｂに沿って流通し、渦巻通風路３６の終端側及び接続通風路３８に流入する空気の乱れが生じやすい部分において空気の流れを有効に抑制することが可能となる。
また、突部３１ｂの先端部には、第２側板３２に対向する平坦面３１ｂ１が形成され、平坦面３１ｂ１は、羽根車１０の径方向と平行、または、羽根車１０の径方向外側に向かって下り傾斜を成している。
これにより、羽根車１０の外周部から流出した空気を平坦面３１ｂ１に沿って流通させることによって、空気の流れを乱すことなく羽根車１０の径方向外側に向かって流通させることができ、静音性の向上を図ることが可能となる。
また、平坦面３１ｂ１の幅寸法Ｗは、接続通風路３８の近傍において最大となり、接続通風路３８から両端部のそれぞれに向かって小さくなる。
これにより、空気の流量が多くなる接続通風路３８の近傍において羽根車１０から流出して吐出通風路３７に向かって流通する空気を平坦面３１ｂ１に沿って流通させることによって、接続通風路３８における空気の乱れを抑制し、静音性の向上を図ることが可能となる。
尚、前記実施形態では、車両用空気調和装置の送風手段以外に、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、第２側板３２を平板状に形成し、第２側板３２との距離が徐々に変化する形状の第１側板３１によって渦巻通風路３６及び接続通風路３８を形成するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、第１側板を平板状に形成し、第１側板との距離が徐々に変化する形状の第２側板によって渦巻通風路及び接続通風路を形成するようにしてもよい。また、第１側板及び第２側板の両方を羽根車の回転軸方向に高さを徐々に変化させることによって渦巻通風路及び接続通風路を生成するようにしてもよい。
また、前記実施形態では、第１側板３１における、接続通風路３８に対応する面を、渦巻通風路３６の始端側と面一に形成し、渦巻通風路３６の終端部と同一の高さで接続したものを示したが、これに限られるものではない。第１側板３１における、渦巻通風路３６の始端側及び終端側、接続通風路３８に対応する面が、段差を生じない平滑な面で接続されていればよく、高さが一定の平坦面のみで接続してもよいし、高さが徐々に変化する傾斜面のみで接続してもよいし、平坦面及び傾斜面で接続してもよい。
１…送風機、１０…羽根車、３０…ケーシング、３１…第１側板、３１ｂ…突部、３１ｂ１…平坦面、３１ｃ…傾斜面、３２…第２側板、３３…外周板、３４…吸入口、３６…渦巻通風路、３８…接続通風路。
Claims (12)
- 筒状の羽根車と、
羽根車が内部に収容され、内部に収容された羽根車の径方向外側に渦巻通風路が形成されたケーシングと、を備え、
ケーシングは、羽根車の回転軸方向一端側に設けられた第１側板と、回転軸方向他端側に設けられ空気の吸入口が形成された第２側板と、羽根車の径方向外側に設けられた外周板と、を有し、
第１側板及び第２側板における、渦巻通風路の始端側及び終端側、渦巻通風路の終端部から羽根車の回転方向に延びて渦巻通風路の始端部に接続される接続通風路を形成する面は、それぞれ高さが一定の平坦面及び徐々に高さが変化する傾斜面の一方または両方を接続することによって形成され、
第１側板における、渦巻通風路の始端側及び終端側、接続通風路を形成する面の径方向内側には、羽根車の外周側を羽根車の周方向に沿って延びるように設けられ、第２側板側に向かって突出する突部が設けられている
送風機。 - 渦巻通風路における羽根車の回転軸方向の寸法は、渦巻通風路の始端部及び終端部から、渦巻通風路における始端部と終端部との間の所定位置までそれぞれ徐々に小さく形成されている
請求項１に記載の送風機。 - 渦巻通風路は、平板状の第２側板と、第２側板との距離が徐々に変化する形状の第１側板と、の間に形成される
請求項２に記載の送風機。 - 渦巻通風路における始端側と終端側との間の所定位置は、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９０度から１５０度の範囲内である
請求項３に記載の送風機。 - 突部は、両端部のそれぞれに向かって高さ寸法が徐々に小さくなる
請求項１乃至４のいずれかに記載の送風機。 - 突部は、渦巻通風路の始端部の近傍において高さ寸法が最大となる
請求項５に記載の送風機。 - 突部は、高さ寸法が最大となる部分が、羽根車における第１側板側の端部の近傍まで第２側板側に向かって張り出している
請求項５または６に記載の送風機。 - 突部は、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１２０度の位置から接続通風路を通って渦巻通風路の始端部から６０度までの範囲内に形成されている
請求項１乃至７のいずれかに記載の送風機。 - 突部の外周側には、径方向外側に向かって徐々に高さが小さくなる傾斜面が設けられている
請求項１乃至８のいずれかに記載の送風機。 - 傾斜面は、突部における渦巻通風路の終端側の端部から接続通風路までの範囲内に形成されている
請求項９に記載の送風機。 - 突部の先端部には、第２側板に対向する平坦面が形成され、
平坦面は、羽根車の径方向と平行、または、羽根車の径方向外側に向かって下り傾斜を成している
請求項１乃至１０のいずれかに記載の送風機。 - 平坦面の幅寸法は、接続通風路の近傍において最大となり、接続通風路から両端部のそれぞれに向かって小さくなる
請求項１１に記載の送風機。
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