JP3843941B2 - 遠心式送風機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用空調装置のブロワとして好適な遠心式送風機に関し、とくに遠心式送風機の騒音の低減にかかわる。
【０００２】
【従来の技術】
遠心式送風機は、スクロールケーシング内に遠心式ファンを配した構成を有する。スクロールケーシングは、中心に吸込み口を有する吸込み側スクロール壁と、中心にファンモータが取り付けられたモータ側（反吸込み側）スクロール壁とを平行的に配し、両スクロール壁の外周を外周壁で連結している。吸込み口にはベルマウスが設けられ、遠心式ファンの外周と外周壁との間は下流に向かって径方向の幅が拡大する渦巻き状の吹出風路となっている。吹出風路の下流端は吹出口となっており、吹出口には吹出ダクトが接続され、吹出ダクトは空調ユニットの空調ダクトに連結されている。
【０００３】
この遠心式送風機１の圧力損失および騒音を低下させるためには、図１２に示す如く、渦巻き状の吹出風路５０に臨んだスクロール壁を軸方向に膨出させた膨出風路５Ｂを設けた渦巻風路５とすることが有効である（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１９５９９５号公報 （図１、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この渦巻風路５は、軸方向膨出部５Ｂを、図１３に示す如く、内部で二次流Ｆの形成が円滑になる矩形断面にすると、遠心式送風機１の送風量が変化する広い風量範囲において圧力損失および騒音を低下させることが可能になる。しかるに、この出願人は、渦巻風路５内で、遠心式ファン４からの吐出流Ｔと渦巻風路５内の二次流Ｆとが、遠心式ファン４の吐出口（外周）４５の近傍で干渉し、騒音を増大させることを見いだした。
【０００６】
この発明の目的は、遠心式送風機の渦巻（吹出）風路における、遠心式ファンからの吐出流と、渦巻風路内の二次流との干渉を低減させることにより、騒音の低減を実現した遠心式送風機の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明では、遠心式ファンの吐出口とスクロールケーシングの外周壁との間に形成される吹出風路に、吸込み側スクロール壁およびモータ側スクロール壁の一方または双方の吹出風路部分を軸方向に膨出させて膨出部を設けた渦巻風路を有する遠心式送風機において、遠心式ファンからの吐出流と渦巻風路内で生じる二次流との出会い部分に、吐出流または二次流を平行方向に偏向させる偏向手段を設けた。このため、広い風量範囲において遠心式送風機の圧力損失および騒音を低下させることが可能である。
【０００８】
偏向手段は、請求項２に記載の如く、吸込み側スクロール壁およびモータ側スクロール壁の一方または双方の膨出部内周に設けた円環板状のフィンであることが実用的である。円環板状のフィンは、請求項３に記載の如く、遠心式ファンのボス部またはシュラウドの一方または双方の外周に連結してもよく、請求項４または５に記載の如く、ブレードの外周に連結させても、同様の効果を奏する。
【０００９】
このフィンの先端に、請求項７に記載の如く、断面が円状などの肉厚部を設けたり、フィン自体に厚さをもたせると、フィンの耐久性が向上する。さらに、請求項８に記載の如く、フィンを傾斜させたり、請求項９に記載の如く、フィンを湾曲させると、二次流の形成に有利であったり、吐出流の円滑な流れが確保できる。
【００１０】
請求項６に記載の如く、偏向手段をフィンの代わりに、吸込み側スクロール壁およびモータ側スクロール壁の一方または双方の膨出部内周に設けた鋭角状の縁としてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図に示す実施例とともに説明する。図１はこの発明の第１実施例にかかる遠心式送風機１を示し、図２に示す自動車用空調装置１０に使用される。遠心式送風機１は、スクロールケーシング２内に、ファンモータ３により回転駆動される遠心式ファン４（シロッコファン）が設置された構成を有する。スクロールケーシング２は、中心に吸込み口２１が開口した吸込み側（図示上側）スクロール壁２２と、中心にファンモータ３が取り付けられたモータ側（図示下側）スクロール壁２３とを、外周壁２４で連結した構造を有する。吸込み口２１にはベルマウス２５が設けられている。
【００１２】
遠心式送風機１は、自動車用空調装置１０の空調ダクト１１の上流側に設置され、空調ダクト１１内へ空調用空気を吸引する。遠心式送風機１の上流には内気外気切り換え箱１２が設けられ、空調ダクト１１の中間部には車載冷凍装置に連結されたエバポレータ１３、空調温度を調節するエアミックスドア１４およびエンジン冷却水が循環するヒータコア１５が設置されている。空調ダクト１１の下流には、デフロスタ吹出口１６、フット吹出口１７およびフェイス吹出口１８が設けられている。
【００１３】
ファン４は、中心が略ドーム状に上方（吸込み口２１方）に膨出するとともに、ファンモータ３の回転軸３１に連結されたボス部４１を有する。ボス部４１の外周には、回転中心に対し等間隔に多数のブレード４２が軸に平行して配設されている。各ブレード４２の上端は環状のシュラウド４３に連結され、シュラウド４３の内側はファン４の吸入口４４となっている。各ブレード４２の外周端（ファン４の外周）の間は、ファン４の吐出口４５となっている。
【００１４】
スクロールケーシング２のファン４の外周（吐出口４５）と外周壁２４との間は、下流に向かって径方向の幅が拡大する渦巻き状の吹出風路５０となっている。吹出風路５０の下流端は吹出口２６となっており、吹出口２６は空調ダクト１１の上流端に接続されている。この発明では、吹出風路５０は、軸方向に拡張され、上側膨出風路５Ａおよび下側膨出風路５Ｂを有する渦巻風路５となっている。
【００１５】
すなわち、上側スクロール壁２２および下側スクロール壁２３は、ファン４の外周に近似した直径の円形中心部２７および円形中心部２８と、円形中心部２７および円形中心部２８の外側から内周壁５１および内周壁５２を介して軸方向に膨出して形成した上側膨出部５３および下側膨出部５４とからなる。上側膨出風路５Ａおよび下側膨出風路５Ｂは、内周壁５１および内周壁５２と、上側膨出部５３および下側膨出部５４と、外周壁２４の上部および下部から形成される略矩形断面を有する。
【００１６】
ファン４の回転により、吸込み口２１から吸い込まれた空気は、ファン４の吸入口４４から吸入され吐出口４５から吐出流Ｔとなって渦巻風路５内に吐出される。渦巻風路５内では、吐出された空気が外周壁２４に突き当たり上下に偏向し、上側膨出部５３および下側膨出部５４に沿って中心方向に旋回する二次流Ｆを生じながら、吹出口２６に向かって流れる吹出風が形成される。
【００１７】
この実施例では、上側スクロール壁２２および下側スクロール壁２３の円形中心部２７および円形中心部２８から渦巻風路５内へ突き出したフィン６、６を設けている。このフィン６、６は、二次流Ｆを吐出流Ｔの流れ方向に偏向させる作用を有する。このため、二次流Ｆと吐出流Ｔとの衝突による干渉音が低減できるとともに、圧力損失も低減できる。
【００１８】
図３は、図１に示すこの発明の第１実施例にかかる遠心式送風機１と、同一仕様でフィン６、６を有さない比較品との騒音レベル（Ａ特性）の測定結果を示すグラフである。フィン６、６の存在により、比較的に高い周波数である１．６キロヘルツから１０キロヘルツにおいて、２〜３デシベル騒音が低下することが証明されている。
【００１９】
図４は、この発明の第２実施例を示す。この実施例では、ファン４のボス部４１の外周からフィン６１を、シュラウド４３の外周からフィン６２を、いずれも渦巻風路５内へ延長して、二次流Ｆを吐出流Ｔの流れ方向に偏向させている。この構成においても、第１実施例と同様の作用、効果を有する。図４の（ロ）に示す如く、フィン６１およびフィン６２の先端に肉厚部６３、６３を設け、強度および耐久性の増大を図ってもよい。
【００２０】
図５は、この発明の第３実施例を示す。この実施例では、図５の（イ）に示す如く、ファン４の下側スクロール壁２３にのみフィン６を設けている。二次流Ｆと吐出流Ｔとの干渉の度合いは、吐出流Ｔが下方に傾斜しているため、ファン４の下側が、ファン４の上側より強くなる。このため、ファン４の下側にのみフィン６を設けても、相当の騒音の低減効果が生じる。図５の（ロ）は、第３実施例の変形例を示し、フィン６の先端に略円形断面の肉厚部６４を形成している。この構成では、肉厚部６４によりフィン６のエッジがなくなるため、風きり音の低減が可能になるとともに、フィン６の強度が増大し、耐久性が向上する。
【００２１】
図６は、この発明の第４実施例を示す。この実施例では、図６の（イ）に示す如く、フィン６を上方に傾斜させている。この構成では、下側膨出部５４内の二次流Ｆを円滑に形成でき、かつ、吐出流Ｔと二次流Ｆとの流速が均等になるため、騒音の低減に有効である。図５の（ロ）に示す第４実施例の変形例の如く、フィン６を湾曲させてもよい。
【００２２】
図７は、この発明の第５実施例を示す。この実施例では、図７の（イ）に示す如く、ファン４の下側にのみフィン６を設ける構成において、下側スクロール壁２３の円形中心部２８を渦巻風路５内に延長してフィン６を形成し、円形中心部２８、内周壁５２および下側膨出部５４の中心側部５５を一体成形している。遠心式送風機１は、ファンモータ３、ファン４および下側スクロール壁２３をサブアッセンブリーとし、このサブアッセンブリーを上側スクロール壁２２に締結して一体に組み付けられる。この実施例では、組付性が向上してメンテナンスが容易になるとともに、スクロールケーシング２の成形性も良好になる。
【００２３】
図７の（ロ）は、第５実施例の変形例を示す。この実施例では、ファンモータ３のケーシング３２の外周に外嵌めした円環板状のモータブラケット３３を半径方向に延長してフィン６を形成している。
【００２４】
図８の（イ）は、この発明の第６実施例を示す。この実施例では、フィン６の代わりに、上側スクロール壁２２および下側スクロール壁２３の、内周壁５１および５２を渦巻流路５内に鋭角に突き出してフィン６５を形成している。図８の（ロ）に示す第６実施例の変形例では、フィン６を上下方向に幅を有する厚板フィン６６としている。
【００２５】
図９の（イ）はこの発明の第７実施例を示す。この実施例では、ファン４のボス部４１の外周を延長して、下方に傾斜したフィン６７を形成している。フィン６７は、図９の（ロ）に示す如く、下方に湾曲した形状であってもよい。
【００２６】
図１０の（イ）はこの発明の第８実施例を示す。この実施例では、ブレード４２の下端からフィン６８を延長して形成している。この場合には、ファン４の型抜きが容易になる。図１０の（ロ）は第８実施例の変形例を示す。この実施例ではブレード４２を下方に延長し、延長部の下端外周からフィン６８を延設している。この場合は、吐出風がボス部４１とブレード４２との隙間から漏れる不具合を低減できる。
【００２７】
図１１の（イ）はこの発明の第９実施例を示す。この実施例では、遠心式送風機１Ａが、上下に吸込口を有する双方吸込み式となっている。ファン４Ａは上下対象構造を有する。この場合においても、第１実施例と同様の作用効果を有する。図１１の（ロ）は第９実施例の変形例を示し、シュラウド４３にフィン６を設けている。この変形例においても、第１実施例と同様の作用効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例にかかる遠心式送風機の断面図である。
【図２】 図１の遠心式送風機を装着した自動車用空調装置の概略図である。
【図３】第１実施例の遠心式送風機の騒音特性を示すグラフである。
【図４】この発明の第２実施例にかかる遠心式送風機の断面図である。
【図５】この発明の第３実施例にかかる遠心式送風機の断面図である。
【図６】この発明の第４実施例にかかる遠心式送風機の断面図である。
【図７】 この発明の第５実施例にかかる遠心式送風機の断面図である。
【図８】この発明の第６実施例にかかる遠心式送風機の断面図である。
【図９】この発明の第７実施例にかかる遠心式送風機の断面図である。
【図１０】この発明の第８実施例にかかる遠心式送風機の断面図である。
【図１１】この発明の第９実施例にかかる遠心式送風機の断面図である。
【図１２】従来の遠心式送風機の断面図である。
【図１３】従来の遠心式送風機の断面図である。
【符号の説明】
１ 遠心式送風機
２ スクロールケーシング
２１ 吸込み口
２２ 上側スクロール壁
２３ 下側スクロール壁
３ ファンモータ
４ 遠心式ファン
４１ ボス部
４２ ブレード
４３ シュラウド
４４ 吸入口
４５ 吐出口
５ 渦巻風路
５０ 吹出風路
５３ 上側膨出部
５４ 下側膨出部
６ フィン（偏向手段）
６３ 肉厚部
６４ 肉厚部

Claims (9)

1. 吸込み口を有する吸込み側スクロール壁およびファンモータが取り付けられたモータ側（反吸込み側）スクロール壁とを外周壁で連結したスクロールケーシングと、
   該スクロールケーシング内に配され、前記ファンモータに連結されたボス部および該ボス部の外周に列設され軸方向を指向した多数のブレードを有し、前記吸込み口に臨んだ吸入口および前記ブレード群の外周の吐出口を備えた遠心式ファンと、
   前記吐出口と前記外周壁との間に形成される吹出風路に、前記吸込み側スクロール壁および前記モータ側スクロール壁の一方または双方の前記吹出風路部分を軸方向に膨出させて膨出部を設けた渦巻風路とからなる遠心式送風機において、
   前記遠心式ファンからの吐出流と前記渦巻風路内で生じる二次流との出会い部分に、前記吐出流または前記二次流を平行方向に偏向させる偏向手段を設けたことを特徴とする遠心式送風機。
2. 請求項１に記載の遠心式送風機において、前記偏向手段は、前記吸込み側スクロール壁および前記モータ側スクロール壁の一方または双方の前記膨出部内周に設けた円環板状のフィンであることを特徴とする遠心式送風機。
3. 請求項１に記載の遠心式送風機において、前記偏向手段は、前記遠心式ファンのボス部またはシュラウドの一方または双方の外周に連結した円環板状のフィンであることを特徴とする遠心式送風機。
4. 請求項１に記載の遠心式送風機において、前記偏向手段は、前記ブレード群の外周に設けた円環板状のフィンであることを特徴とする遠心式送風機。
5. 請求項４に記載の遠心式送風機において、前記ブレードは反吸込み口方向に延長され、前記フィンは延長部の外周に設けられたことを特徴とする遠心式送風機。
6. 請求項１に記載の遠心式送風機において、前記偏向手段は、前記吸込み側スクロール壁および前記モータ側スクロール壁の一方または双方の前記膨出部内周に設けた鋭角状の縁であることを特徴とする遠心式送風機。
7. 請求項２〜５のいずれか１に記載の遠心式送風機において、前記フィンの先端に肉厚部を設けたことを特徴とする遠心式送風機。
8. 請求項２〜５のいずれか１に記載の遠心式送風機において、前記フィンを傾斜させたことを特徴とする遠心式送風機。
9. 請求項２〜５のいずれか１に記載の遠心式送風機において、前記フィンを湾曲させたことを特徴とする遠心式送風機。

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