JP5164801B2

JP5164801B2 - 遠心式多翼送風機

Info

Publication number: JP5164801B2
Application number: JP2008286271A
Authority: JP
Inventors: 真俊川埼; 正内田
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2028-11-07
Also published as: JP2010112285A

Description

本発明は、遠心式多翼送風機に関し、とくに、騒音を効果的に低減でき、且つ、送風性能が従来技術とほぼ同様の高い水準に維持された遠心式多翼送風機に関する。

従来より、遠心式多翼送風機において、ファン回転時の騒音を低減する方法が各種提案されている。例えば、特許文献１には、吸入口と同一内径を有する円筒形の騒音低減部材を吸入口に設けることにより、騒音の低減を実現したスクロール型遠心送風機が開示されている。
実開昭５９−１７５６９８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された方法においては、騒音低減部材の内径が吸入口と同一の大きさであるため、吸入口外縁部より径方向内側に向かって吸入される吸入空気流が騒音低減部材によって大きく阻害されてしまい、吸入空気量が減少し、遠心送風機の送風性能が低下するおそれがある。また、騒音低減部材が円筒形であることから、遠心ファンの回転による騒音が騒音低減部材の内周面に反射されて遠心送風機外へ漏れてしまい、騒音の効果的な低減が難しくなるという懸念もある。

そこで本発明の課題は、騒音を効果的に低減でき、且つ、送風性能が従来技術とほぼ同様の高い水準に維持可能な遠心式多翼送風機を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る遠心式多翼送風機は、回転軸周りに複数のブレードを有する遠心式多翼ファンと、該遠心式多翼ファンが収納されるスクロールケーシングを有し、該スクロールケーシングに開口された空気吸入口から吸い込まれた空気を前記ブレード間における径方向内側から吸入し径方向外側に吐出する遠心式多翼送風機において、前記スクロールケーシングに開口された空気吸入口の開口端外側に、該空気吸入口の周囲に当接し吸入空気流上流方向へ開口する開口部を有する消音部材が付設されており、該消音部材の開口部においては、吸入空気流上流側端部における口径が前記空気吸入口の口径よりも大きく、前記空気吸入口の周囲への当接部における口径が前記吸入空気流上流側端部における口径よりも大きく、前記消音部材の開口部がベルマウス状または略円錐台状に形成されていることを特徴とするものからなる。

このような構成においては、空気吸入口の開口端外側に消音部材が付設されているので、空気吸入時において遠心式多翼ファンから発生する騒音の一部が、消音部材により空気吸入口内側方向へ反射されるが、消音部材の開口部の口径は、空気吸入口の周囲への当接部においては上記吸入空気流上流側端部の口径よりも大きいので、消音部材の騒音反射面はテーパ状になって空気吸入口の装置内部側に向くことになり、空気吸入口の外部へ放出される騒音の低減が効率よく達成される。また、消音部材の開口部の口径は、吸入空気流上流側端部においては空気吸入口の口径よりも大きいので、消音部材の内面は全範囲にわたって空気吸入口よりも大口径となるから、吸入空気流が消音部材により阻害されることはほとんどなく、吸入空気の流量および遠心式多翼送風機の送風性能は、従来技術における消音部材を有しない遠心式多翼送風機とほぼ同様の高い水準に維持される。

また、とくに限定されないが、上記消音部材の開口部内面には多孔質シート材が貼着されていることが好ましい。このような構成においては、遠心式多翼ファンから発生する騒音の一部が多孔質シート材により吸収されるため、騒音の低減がより効果的に達成される。

本発明に係る消音部材の形状は、空気吸入口を通しての空気吸入流が実質的にほとんど阻害されない形状であればとくに限定されない。例えば、消音部材の開口部は、ベルマウス状に形成されていてもよいし、略円錐台状に形成されていてもよい。

本発明に係る遠心式多翼送風機は、とくに限定されないが、例えば、騒音の低減が厳しく要求される、車両空調装置用遠心式多翼送風機として用いられて好適なものである。

このように、本発明に係る遠心式多翼送風機によれば、空気吸入口の口径よりも大きい口径を有する消音部材により騒音が装置内部側に向けて反射されるので、騒音の低減が効果的に達成され、しかも、送風性能は従来技術とほぼ同様の高い水準に維持される。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１および図２は、本発明の一実施態様に係る遠心式多翼送風機１を示しており、図１は遠心式多翼送風機１全体の縦断面図を、図２は遠心式多翼送風機１の空気吸入口９近傍における拡大部分断面図を示している。遠心式多翼送風機１は、遠心式多翼ファン２、および遠心式多翼ファン２が収容されるスクロール型のケーシング３からなる。遠心式多翼ファン２は、略円錐形状をなすコーン部４と、コーン部４の外周部に円筒状に多数列設され、一端部分がコーン部４の外周縁部分と連結されたブレード５とを備えている。コーン部４の内側にはモータ６が収納されており、モータ６の回転軸７は、コーン部４の中央部分に穿設されたボス孔８に嵌合されている。モータ６が駆動すると、その回転駆動力は回転軸７を介して遠心式多翼ファン２に伝達され、遠心式多翼ファン２は周方向に回転する。

ケーシング３は、上記コーン部４の図１における頂部側と対面する部位に開口された空気吸入口９と、遠心式多翼ファン２の外周部に形成されており、外部の熱交換器ユニット等（図示略）へと連通する空気吐出部１１が設けられたスクロール型の空気通路１０と、を備えている。空気吸入口９を経由して遠心式多翼ファン２の軸方向から吸入された空気は、遠心式多翼ファン２の回転に伴い周方向に複数配列されたブレード５の隙間からファン２の径方向外側へと流出し、遠心式多翼ファン２で得た動圧を空気通路１０内で静圧に変換された後、空気吐出部１１を経由して熱交換器ユニット等へ送出される。

空気吸入口９の外側には、吸入空気流上流方向へ開口する開口部１３を有する消音部材１２が付設されている。開口部１３の吸入空気流上流側端部１４における口径（Ｄ２）は空気吸入口９の口径（Ｄ１）よりも大きく形成されており、そのため、消音部材１２は吸入空気流を阻害することはほとんどなく、吸入空気の流量、および多翼送風機１の送風性能は従来技術とほぼ同様の高い水準に維持される。また、開口部１３において、空気吸入口９の周囲に当接する当接部１５の口径（Ｄ３）は、吸入空気流上流側端部１４における口径（Ｄ２）よりも大きく形成されているため、開口部１３の口径は吸入空気流上流側になるほど小さくなり、開口部１３の内面１６は、吸入空気流下流方向、すなわち遠心式多翼ファン２の方向（装置の内部方向）に向けられる。したがって、遠心式多翼ファン２の回転により発生した騒音は、その一部が開口部１３の内面１６により遠心式多翼ファン２方向へ反射されて空気吸入口９外への放出が防止されることとなり、遠心式多翼送風機１の騒音の低減が達成される。

図１および図２に示されるように、本発明は、実質的に消音部材１２の追加のみで実現可能であるため、既存の遠心式多翼送風機へ容易に適用可能であり、部品コストや組立コストの増加、および遠心式多翼送風機の重量への影響は最小限に抑えられる。

また、本実施態様における消音部材１２は、ケーシング３とは異なる部材としてケーシング３の外側に接着されているが、本発明は上記の構成のみに限定されるものではない。例えば、消音部材１２は、締結によりケーシング３に付設されていてもよいし、ケーシング３に一体的に成型された部材として構成されていてもよい。

図３は、図１に示した遠心式多翼送風機１の消音部材１２近傍における拡大部分断面図を示しており、図３（Ａ）は消音部材１２がベルマウス状に形成された例を、図３（Ｂ）は消音部材１２が略円錐台状に形成された例を、それぞれ示している。図３において、遠心式多翼ファン２の回転により発生した騒音の音波１７の一部は、開口部１３の内面１６により反射されて反射波１８となる。内面１６へ衝突する際のエネルギー損失により、反射波１８は元の音波１７よりも音のレベルが小さくなる。また、上述の如く、開口部１３の内面１６は遠心式多翼ファン２の方向へ向いているので、反射波１８は遠心式多翼ファン２の方向へ反射され、開口部１３の外部へ漏れることがない。したがって、開口部１３の外部への騒音の拡散が消音部材１２により防止され、騒音の低減が達成される。

図４は、図３（Ｂ）において、開口部１３の内面１６に多孔質シート材１９が貼着された例を示している。図４において、多孔質シート材１９に衝突した音波１７は大部分が吸収されてしまい、多孔質シート材１９により反射される反射波１８は全く存在しないか、存在したとしてもごく僅かとなる。また、内面１６に貼着された多孔質シート材１９の表面は遠心式多翼ファン２の方向へ向いているので、図３の場合と同様、反射波１８は開口部１３の外部へ漏れることがなく、騒音の低減がより効果的に達成される。なお、多孔質シート材１９が貼着される部位は開口部１３の内面１６のみに限定されず、例えば、空気吸入口９の内周面、すなわち、ケーシング３の表面に貼着されていてもよい。

図１に示した実施態様における騒音レベルおよび送風性能の実測値を、従来技術における遠心式多翼送風機と比較した結果を図５に示す。図５の測定においては、まず、従来技術による遠心式多翼送風機の性能が測定された後、同一の遠心式多翼送風機の空気吸入口に消音部材が取り付けられ、本発明に係る遠心式多翼送風機の性能が測定された。測定に用いられた遠心式多翼送風機における空気吸入口の口径（Ｄ１）は９６ｍｍであり、空気吸入口の外側に取り付けられた消音部材としては、開口部の吸入空気流上流側端部における口径（Ｄ２）が１００ｍｍ、開口部における曲率半径が１２．８ｍｍであるベルマウス形状のものが用いられた。図５に示された測定結果においては、本発明の適用により、送風性能を従来技術とほぼ同様の高い水準に維持しつつ（図５（Ｂ））、１．２ｄＢの騒音レベル低減が達成されている（図５（Ａ））。

本発明は、あらゆる用途における遠心式多翼送風機に適用可能であり、とくに、騒音の低減が厳しく要求される、客室または乗務員室方向へ騒音が波及する車両空調装置用遠心式多翼送風機として好適なものである。

本発明の一実施態様に係る遠心式多翼送風機の縦断面図である。図１に示した遠心式多翼送風機の空気吸入口近傍における拡大部分断面図である。図１に示した遠心式多翼送風機の開口部内周面近傍における拡大部分断面図であり、図３（Ａ）は開口部がベルマウス状に形成された例を、図３（Ｂ）は開口部が略円錐台状に形成された例を、それぞれ示している。図３（Ｂ）に示した実施態様において、開口部内周面に多孔質シート材が貼着された場合を例示した部分断面図である。従来技術と本発明の性能を比較した特性図であり、図５（Ａ）は騒音レベルの比較、図５（Ｂ）は風量の比較を、それぞれ示している。

符号の説明

１遠心式多翼送風機
２遠心式多翼ファン
３ケーシング
４コーン部
５ブレード
６モータ
７回転軸
８ボス孔
９空気吸入口
１０空気通路
１１空気吐出部
１２消音部材
１３開口部
１４吸入空気流上流側端部
１５当接部
１６内面
１７音波
１８反射波
１９多孔質シート材

Claims

回転軸周りに複数のブレードを有する遠心式多翼ファンと、該遠心式多翼ファンが収納されるスクロールケーシングを有し、該スクロールケーシングに開口された空気吸入口から吸い込まれた空気を前記ブレード間における径方向内側から吸入し径方向外側に吐出する遠心式多翼送風機において、前記スクロールケーシングに開口された空気吸入口の開口端外側に、該空気吸入口の周囲に当接し吸入空気流上流方向へ開口する開口部を有する消音部材が付設されており、該消音部材の開口部においては、吸入空気流上流側端部における口径が前記空気吸入口の口径よりも大きく、前記空気吸入口の周囲への当接部における口径が前記吸入空気流上流側端部における口径よりも大きく、前記消音部材の開口部がベルマウス状に形成されていることを特徴とする遠心式多翼送風機。
回転軸周りに複数のブレードを有する遠心式多翼ファンと、該遠心式多翼ファンが収納されるスクロールケーシングを有し、該スクロールケーシングに開口された空気吸入口から吸い込まれた空気を前記ブレード間における径方向内側から吸入し径方向外側に吐出する遠心式多翼送風機において、前記スクロールケーシングに開口された空気吸入口の開口端外側に、該空気吸入口の周囲に当接し吸入空気流上流方向へ開口する開口部を有する消音部材が付設されており、該消音部材の開口部においては、吸入空気流上流側端部における口径が前記空気吸入口の口径よりも大きく、前記空気吸入口の周囲への当接部における口径が前記吸入空気流上流側端部における口径よりも大きく、前記消音部材の開口部が略円錐台状に形成されていることを特徴とする遠心式多翼送風機。
前記消音部材の開口部内面に多孔質シート材が貼着されている、請求項１または２に記載の遠心式多翼送風機。
車両用空調装置内に設けられる、請求項１〜３のいずれかに記載の遠心式多翼送風機。