(57)【要約】【課題】騒音低減、効率向上が図れる送風装置を提供する。【解決手段】スクロールケーシング３は、遠心ファン２の外周部２１ａに対向するようにノーズ部３０から渦巻き状に延びる側壁３４を有する。直線状の第１の壁部３４０と、第１の壁部３４０における軸方向の各端部から遠心ファン２に近づくようにそれぞれ延びる第２の壁部３４３及び第３の壁部３４４と、の３つの壁部を少なくとも含んで形成される形状である。第１の壁部３４０は、ノーズ部３０をゼロ度とし遠心ファン２の回転軸部２４を中心とする周方向の回転角である巻き角度θに応じて、軸方向の位置と軸方向の長さｈ３の両方が変化するように形成されている。【選択図】図２
2014132164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に並んで配置される多数のブレード（２１）を有し、軸方向に吸い込んだ空気を半径方向に吹き出す遠心ファン（２）と、
前記遠心ファンの回転軸部（２４）を回転駆動するモータ（２０）と、
前記遠心ファンを内部に収容し、前記遠心ファンの周囲にノーズ部（３０）を起点として渦巻状の通風路（３５）を形成するスクロールケーシング（３，３Ａ）と、
を備え、
前記スクロールケーシングは、前記遠心ファンの外周部（２１ａ）に対向するように前記ノーズ部から渦巻き状に延びる側壁（３４，３４Ａ）を有し、
前記軸方向に平行な前記側壁の断面形状は、前記遠心ファンとの間に設定される半径方向の距離が最も大きい直線状の第１の壁部（３４０，３４０Ａ）と、当該第１の壁部における前記軸方向の各端部から前記遠心ファンに近づくようにそれぞれ延びる第２の壁部（３４３）及び第３の壁部（３４４）と、の３つの壁部を少なくとも含んで形成され、
前記第１の壁部は、前記ノーズ部をゼロ度とし前記遠心ファンの回転軸部を中心とする周方向の回転角である巻き角度（θ）に応じて、前記軸方向の位置と前記軸方向の長さ（ｈ３）の両方が変化することを特徴とする送風装置。
【請求項２】
前記軸方向は上下方向を向くように設定されており、
前記第１の壁部（３４０，３４０Ａ）は、前記巻き角度が増加するにしたがって、上端（３４１，３４１Ａ）の位置がより下方に変位するとともに下端（３４２，３４２Ａ）の位置がより下方に変位し、
前記下端の変位量は、前記上端の変位量よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項３】
前記第１の壁部（３４０Ａ）は、前記遠心ファンの外周部との距離が前記下端（３４２Ａ）の方が前記上端（３４１Ａ）より大きくなるように前記遠心ファンの回転軸部に対して傾いていることを特徴とする請求項２に記載の送風装置。
【請求項４】
前記遠心ファンの回転軸部に対して前記第１の壁部がなす傾き角度（β）は、所定の巻き角度範囲において前記巻き角度が増加するにしたがい、所定の範囲で大きくなることを特徴とする請求項３に記載の送風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心ファンを備える送風装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の送風装置は、多数の翼が周方向に一定間隔で配置されてなる翼車と、この翼車の周囲にノーズ部を起点として渦巻状の通風路を形成し、翼車の高さ方向における片面に空気の吸込口が設けられたスクロールケーシングと、を備える。スクロールケーシングのノーズ部は、翼出口での風速分布に対応して、風速の大きい空気流が当たる部分（以下、中間部という）では、翼車との間に設定される半径方向のギャップが最も大きくなっている。さらに、ノーズ部は、中間部からノーズの両端部に向かって次第に当該ギャップが小さくなるような形状となっている。したがって、ノーズ部と翼車の間隔は、翼車の高さ方向について中間部で最も大きく、ノーズ部は、中間部から両端部にかけて翼車に接近する形状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２２４７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の装置では、一般的あるいは特定の作動条件における翼出口の風速分布を想定し、当該風速分布に対応して翼車とノーズ部とのギャップを決定している。したがって、圧力損失、風量等の作動条件が変わると、特許文献１に記載の装置は、翼出口の風速分布における最大風速の位置がマッチングしなくなり、騒音低減の効果が得られなくなるという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、騒音低減、効率向上が図れる送風装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、本発明に係る送風装置は、周方向に並んで配置される多数のブレード（２１）を有し、軸方向に吸い込んだ空気を半径方向に吹き出す遠心ファン（２）と、遠心ファンの回転軸部（２４）を回転駆動するモータ（２０）と、遠心ファンを内部に収容し、遠心ファンの周囲にノーズ部（３０）を起点として渦巻状の通風路（３５）を形成するスクロールケーシング（３，３Ａ）と、を備える。
【０００７】
スクロールケーシングは、遠心ファンの外周部（２１ａ）に対向するようにノーズ部から渦巻き状に延びる側壁（３４，３４Ａ）を有し、
軸方向に平行な側壁の断面形状は、遠心ファンとの間に設定される半径方向の距離が最も大きい直線状の第１の壁部（３４０，３４０Ａ）と、第１の壁部における軸方向の各端部から遠心ファンに近づくようにそれぞれ延びる第２の壁部（３４３）及び第３の壁部（３４４）と、の３つの壁部を少なくとも含んで形成され、
第１の壁部は、ノーズ部をゼロ度とし遠心ファンの回転軸部を中心とする周方向の回転角である巻き角度（θ）に応じて、軸方向の位置と軸方向の長さ（ｈ３）の両方が変化することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、スクロールケーシングの側壁を、遠心ファンとの半径方向の距離が最も大きい直線状の第１の壁部と、第１の壁部からそれぞれ延びる第２の壁部及び第３の壁部と、の３つの壁部を少なくとも含んで形成する。これにより、ファンからの吹き出し空気流が第１の壁部に衝突することを抑制でき、衝突による騒音を低減することができる。さらに、第１の壁部について、巻き角度に応じて軸方向の位置と軸方向の長さの両方が変化することにより、渦巻状の通風路における多数の空気吹き出し部位において、第１の壁部を最大流速の部位に対応させることが可能である。したがって、渦巻状の通風路における広範囲において上記の衝突抑制の効果が得られるため、特定の作動条件だけに限ることなく、騒音低減、効率向上が図れる送風装置を提供できる。
【０００９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用した第１実施形態の送風装置について、ケーシング等の横断面を示した平面図である。
【図２】図１に図示するII−II縦断面において送風装置の構成を示した断面図である。
【図３】第１実施形態の送風装置について、巻き角度θとｈ１／Ｈ及びｈ２／Ｈとの関係を示したグラフである。
【図４】第１実施形態の送風装置について、ファン効率に関して第１実施形態品と従来品とを比較したグラフである。
【図５】第１実施形態の送風装置について、比騒音に関して第１実施形態品と従来品とを比較したグラフである。
【図６】本発明を適用した第２実施形態の送風装置について、スクロールケーシング等の横断面を示した平面図である。
【図７】第２実施形態のスクロールケーシングについて、巻き角度θ＝４５°の位置においてβ＝０°であることを示した概略図である。
【図８】第２実施形態のスクロールケーシングについて、巻き角度θ＝１３５°の位置においてβ＝３°であることを示した概略図である。
【図９】第２実施形態のスクロールケーシングについて、巻き角度θ＝２２５°の位置においてβ＝６°であることを示した概略図である。
【図１０】第２実施形態のスクロールケーシングについて、巻き角度θ＝３１５°の位置においてβ＝１０°であることを示した概略図である。
【図１１】第２実施形態の送風装置に関して、巻き角度θ＝３１５°の位置においてβを変化させた場合の騒音値の変化を示すグラフである。
【図１２】第２実施形態の送風装置に関して、巻き角度θ＝３１５°の位置においてβを変化させた場合のファン効率の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。
【００１２】
（第１実施形態）
本発明を適用した第１実施形態の送風装置１について図１〜図５にしたがって説明する。図１は、スクロールケーシング３及び遠心ファン２の横断面形状を示している。図１において、紙面の手前側へ貫通する方向が上方であり、紙面の奥側へ貫通する方向が下方であり、当該上下方向は遠心ファン２の回転軸部２４に平行な方向である。図２は、巻き角度１３５°及び３１５°におけるスクロールケーシング３の縦断面形状を示している。図２において、紙面上が上方であり、紙面下が下方であり、左右方向が半径方向である。
【００１３】
送風装置１は、換気送風装置、空調装置等の種々の用途に用いられる装置である。送風装置１は、例えば、車両用空調装置に適用されて車室内に向けて空調空気を提供する。この場合、送風装置１は、例えば、車室内のインストルメントパネル裏の空間に空調ユニットとともに設置される。
【００１４】
送風装置１は、モータ２０と、遠心ファン２と、スクロールケーシング３と、を少なくとも備える。モータ２０は、スクロールケーシング３に形成された吸込み開口部２２とは反対側に配置されて、モータシャフト２０ａに固定される遠心ファン２の回転軸部２４を回転駆動する。モータ２０の回転駆動力によって、遠心ファン２は回転軸部２４を中心に回転する。
【００１５】
遠心ファン２は、回転軸部２４に沿う方向（軸方向）に空気を吸い込み、半径方向（遠心方向）に吹き出す遠心式の羽根車である。遠心ファン２としては、例えば、シロッコファン、ターボファンを用いることができる。
【００１６】
第１実施形態で説明する遠心ファン２は、シロッコファンであり、円盤状の底プレートに環状に等間隔に並ぶように固定された多数のブレード２１と、回転軸部２４とを備え、全体として円筒状体を呈する。回転軸部２４は、底プレートの中心に設けられたボス部であり、ボス部には、モータシャフト２０ａが貫通して固定される穴部が形成されている。遠心ファン２は、円筒状体の底プレートとは反対側に吸込み開口部２２を有する。各ブレード２１は、前向きに反った、幅の短い短冊状の羽根である。モータ２０の回転駆動力によって遠心ファン２が回転すると、空気は、吸込み開口部２２からモータシャフト２０ａまたは回転軸部２４の軸方向に流入し、さらに隣り合うブレード２１間から半径方向に向けて流れ、全体として放射状に吹き出される。
【００１７】
スクロールケーシング３は、遠心ファン２を内部に収容し、遠心ファン２の周囲に渦巻状の通風路３５を形成する。通風路３５は、遠心ファン２の周囲に、スクロールケーシング３のノーズ部３０を巻き始めとして一定の拡がり角で構成されたスクロール曲線を描く通路である。したがって、通風路３５は、ノーズ部３０をゼロ度とし遠心ファン２の回転軸部２４を中心とする周方向の回転角である巻き角度θが増加するにつれて、すなわち、空気流れの下流に進むにつれて、その通路断面積が拡大するようになっている。
【００１８】
スクロールケーシング３は、遠心ファン２の外周部２１ａに対向するようにノーズ部３０から渦巻き状に延びる側壁３４を有する。側壁３４は、外周部２１ａとの間に渦巻状に延びる通風路３５を形成する。スクロールケーシング３は、側壁３４の上端から、回転軸部２４に対して直交するように延びる円環状の上側ケーシング３２と、側壁３４の下端から、回転軸部２４に向かって延びる円環状の下側ケーシング３３と、を備える。上側ケーシング３２と下側ケーシング３３は、側壁３４によって連結される部分であり、上側ケーシング３２、下側ケーシング３３及び側壁３４が一体となってスクロールケーシング３を形成する。上側ケーシング３２には、送風装置１の空気吸込み部であるベルマウスが設けられている。
【００１９】
スクロールケーシング３には、遠心ファン２の回転によりケーシングの内部に空気が吸い込まれる吸込み開口部３１が形成されている。吸込み開口部３１は、円環状の上側ケーシング３２に形成されるベルマウスの開口部である。吸込み開口部３１は、遠心ファン２の外周縁端部よりもやや小さい直径の貫通穴である。吸込み開口部３１を形成する内周縁部は、遠心ファン２の吸込み開口部２２の外周縁部に接近している。両者が形成する隙間寸法は、送風装置１の性能向上の観点から、小さく設定することが好ましい。
【００２０】
下側ケーシング３３は、渦巻状に延びる側壁３４の下端からモータシャフト２０ａ側に向かって内方に延び、遠心ファン２の底プレートを下方で覆っている。したがって、下側ケーシング３３は、遠心ファン２の下端２３よりも下方に配置されるとともに、モータ２０が固定される固定部を備えている。すなわち、モータ２０は、下側ケーシング３３に締結手段等で取り付けられることにより、スクロールケーシング３に固定されている。
【００２１】
図２に示すように、側壁３４を軸（回転軸部２４）方向に平行な断面で切断した場合、その縦断面形状は、第１の壁部３４０と、第２の壁部３４３と、第３の壁部３４４と、の３つの壁部を少なくとも含んだ断面形状を呈する。したがって、第１の壁部３４０、第２の壁部３４３及び第３の壁部３４４が一体となって遠心ファン２の周囲を取り巻く側壁３４を形成する。
【００２２】
第１の壁部３４０は、遠心ファン２との間に設定される半径方向の距離が最も大きい断面直線状の壁部であり、ノーズ部３０から渦巻き状に延びる。第２の壁部３４３は、第１の壁部３４０の軸方向端部である上端３４１から遠心ファン２に近づくように斜め上方に延びるとともに、ノーズ部３０から渦巻き状に延びる断面直線状の壁部である。第３の壁部３４４は、第１の壁部３４０の軸方向端部である下端３４２から遠心ファン２に近づくように斜め下方に延びるとともに、ノーズ部３０から渦巻き状に延びる断面直線状の壁部である。
【００２３】
上端３４１の位置は、所定の風量範囲における最低風量時に、発生する流速分布において最大流速ベクトルが対応する位置に設定されることが好ましい。さらに、上端３４１の位置は、巻き角度θに応じた最大流速ベクトルの位置に設定されることが好ましい。下端３４２の位置は、所定の風量範囲における最大風量時に、発生する流速分布において最大流速ベクトルが対応する位置に設定されることが好ましい。さらに、下端３４２の位置は、巻き角度θに応じた最大流速ベクトルの位置に設定されることが好ましい。このように、上端３４１の位置は、低風量時の最大流速ベクトルの位置に設定され、下端３４２の位置は、高風量時の最大流速ベクトルの位置に設定されることが好ましい。
【００２４】
例えば、低風量時は、車両で通風抵抗が大きく、ファンの吹き出し風量が小さい状態、一例としてフット吹き出しモードやデフロスタ吹き出しモードが該当する。例えば、高風量時は、車両で通風抵抗が小さく、ファンの吹き出し風量が大きい状態、一例としてフェイス吹き出しモードが該当する。
【００２５】
第１の壁部３４０は、巻き角度θが増加するにつれて、すなわち、空気流れの下流に進むにつれて、遠心ファン２の外周部２１ａとの距離がより離れるように設けられている。さらに第１の壁部３４０は、巻き角度θに応じて、軸方向の位置が変化するように形成される。第１の壁部３４０は、遠心ファン２から吹き出される空気の流速分布のうち、最大流速のベクトルが対応する位置に設けられている。すなわち、最大流速のベクトルを形成する空気流は、第１の壁部３４０に達する向きに遠心ファン２から吹き出される。
【００２６】
より好ましくは、第１の壁部３４０に関して軸方向の位置は、巻き角度θが所定の角度範囲で増加するにつれて、遠心ファン２のモータ側端部に向けて、すなわち、下方（下端２３側）に変位することである。図３は、巻き角度θとｈ１／Ｈ及びｈ２／Ｈとの関係を示したグラフであり、スクロールケーシング３における第１の壁部３４０の位置及び長さを示している。スクロールケーシング３は、図３に示す特徴を有する形状の側壁３４を備える。
【００２７】
上記のより好ましい第１の壁部３４０の軸方向位置については、図３のグラフのとおり、巻き角度θが増加するにつれて（図３のθが３０°から３００°まで増加すること）、ｈ２／Ｈの値が減少していくことからも明らかである。Ｈは、遠心ファン２の軸方向の長さ寸法である。ｈ２は、遠心ファン２の下端２３の軸方向位置（高さ）と第１の壁部３４０の下端３４２の軸方向位置（高さ）との差である。つまり、ｈ２の値が小さいほど、下端３４２は軸方向位置が下端２３に近く、下方に位置することになり、ｈ２の値が大きいほど、下端３４２は軸方向位置が下端２３から離れ、上方に位置することになる。
【００２８】
さらに第１の壁部３４０は、巻き角度θに応じて、軸方向の長さ（図２の寸法ｈ３）が変化するように形成される。ｈ３は、第１の壁部３４０の軸方向の長さ、すなわち、上端３４１の軸方向位置（高さ）と下端３４２の軸方向位置（高さ）との差である。より好ましくは、第１の壁部３４０に関して軸方向の長さは、巻き角度θが所定の角度範囲で増加するにつれて、より長くなることである。このことは、図３のグラフのとおり、図３のθが３０°から３００°まで増加する間の、ｈ１／Ｈの値及びｈ２／Ｈの値のそれぞれの減少幅が、ｈ２／Ｈの値の方が大きいことから明らかである。ｈ１は、遠心ファン２の下端２３の軸方向位置（高さ）と第１の壁部３４０の上端３４１の軸方向位置（高さ）との差である。
【００２９】
すなわち、θが３０°から３００°まで増加する間に、下端３４２の下方への変位量の方が上端３４１の下方への変位量よりも大きい。これにより、第１の壁部３４０は、巻き角度θが所定の角度範囲で増加するにつれて、下端３４２がより下方へ移動して、その軸方向長さが長くなるように設定される。第１の壁部３４０は、このように構成されることにより、低風量から高風量まで遠心ファン２により吹き出された空気流とケーシングの側壁３４との衝突を緩和することができる。
【００３０】
さらに第１の壁部３４０は、巻き角度θが増加するにしたがって、上端３４１の位置がより下方に変位するとともに、下端３４２の位置がより下方に変位するように形成される。下端３４２の変位量は、上端３４１の変位量よりも大きくなるように設定されている。
【００３１】
このことは、図３のグラフのとおり、巻き角度θが増加するにつれて（図３のθが３０°から３００°まで増加すること）、ｈ１／Ｈの値が減少していくこと、ｈ２／Ｈの値が減少していくことからも明らかである。つまり、ｈ２の値が小さいほど、下端３４２は軸方向位置が下端２３に近く、下方に位置することになり、ｈ２の値が大きいほど、下端３４２は軸方向位置が下端２３から離れ、上方に位置することになる。
【００３２】
遠心ファンの外周部と対向する側壁の断面が遠心ファンの軸方向に平行に延びる形状である従来の送風装置の場合、遠心ファンから吹き出される空気流のうち最大流速ベクトルの部分は、ブレード高さの中央部よりも下方に発生する。そして、ノーズ部を開始点とする巻き角度が大きくなればなるほど、最大流速ベクトルの位置はファンの吸込み開口部から離れる方向に移動することがわかっている。さらにこの移動量は、風量が大きいほど大きいことがわかっている。流速の大きい空気流がケーシングの側壁に衝突すると、ケーシング内の流れの乱れが大きくなり、ファン効率の低下や、騒音増大を引き起こすことになる。
【００３３】
そこで、送風装置１によれば、モータ２０が駆動されると遠心ファン２の回転に伴う吸引力により、スクロールケーシング３の内部には、空気がモータシャフト２０ａまたは回転軸部２４の軸方向に流入する。そして、流入した空気は、遠心ファン２の半径方向に吹き出され、スクロールケーシング３の内壁面（例えば、側壁３４）に沿うように流下する。このとき、遠心ファン２から半径方向に吹き出された空気は、外周部２１ａに対向する側壁３４に衝突する。このとき、遠心ファン２から吹き出される空気のうち、最大流速のベクトルを形成する空気流は、第１の壁部３４０に達する向きに遠心ファン２から吹き出される。これにより、第１の壁部３４０は遠心ファン２から最も離れた断面直線状の壁部であるので、最大流速の空気流が大きなエネルギーをもって側壁３４に衝突することを抑制することができる。この空気流の衝突抑制効果により、騒音の低減が図れる。
【００３４】
次に、風量に対するファン効率について、従来品及び実施形態品のそれぞれに対して実験し、比較、検証した結果を説明する。図４は、その比較結果をグラフにしたものである。なお、ここでいうファン効率とは、平均流速と圧力から計算される気流エネルギーと、ファンに加えられた軸動力の比として定義される。図４において、横軸の風量は紙面右側ほど増加し、縦軸のファン効率は紙面上側ほど増加する。図４の縦軸における一目盛のスケールは、２％のファン効率を示している。図４において、実線及び白抜き丸は第１実施形態の送風装置１について風量とファン効率の関係を示した検討結果であり、破線及び黒丸は従来品の送風装置について、風量とファン効率の関係を示した検討結果である。
【００３５】
本実施品と比較検証した従来品は、第１実施形態の側壁３４のような少なくとも３つの壁部からなる縦断面の構成ではなく、遠心ファンの外周部と対向する側壁の断面が遠心ファンの軸方向に平行に延びる形状であるものである。したがって、従来品は、遠心ファンとの間に設定される半径方向の距離が最も大きい断面直線状の第１の壁部を備えない送風装置である。
【００３６】
図４に示すように、グラフ中央付近の風量においては従来品と本実施形態品とでファン効率の差は小さいが、ファン効率は、低風量域と高風量域とにおいて本実施形態品の方が高い。したがって、本実施形態品は、送風装置の効率が広範囲の風量域で優れていることが顕著である。
【００３７】
次に、風量に対する比騒音について、従来品及び実施形態品のそれぞれに対して実験し、比較、検証した結果を説明する。図５は、その比較結果をグラフにしたものである。なお、比騒音は、種々の方法で求めることができるが、例えば、以下の手法により求めるものとする。
【００３８】
比騒音Ｋｓ（ｄＢ（Ａ））は、
Ｋｓ＝ＳＰＬ−１０ｌｏｇ（Ｑ・Ｐ２／６０）−１９．８３
Ｑ：体積流量（ｍ３／ｈ）、Ｐ：全圧（Ｐａ）、ＳＰＬ：騒音レベル（ｄＢ（Ａ））
で表される。
【００３９】
送風特性および騒音レベルの測定はＪＩＳＢ８３３０、Ｂ８３４６に準拠する。モータを定格運転させ、ベンチ出口の絞りを調整して通風抵抗を変化させ、各作動点で風量、全圧、騒音レベルを計測した。供試品の比騒音レベルの比較は各送風機の最高効率点で行った。そして、スクロールケーシングの吸込み開口部から正対して１ｍ離れた場所でマイクロフォンで音を測定し、マイクロフォンにより測定された信号をアンプで増幅した後、ＦＦＴアナライザーで周波数解析を行った。
【００４０】
図５において、横軸の風量は紙面右側ほど増加し、縦軸の比騒音は紙面上側ほど増加する。図５の縦軸における一目盛のスケールは、２ｄＢの比騒音レベルを示している。図５において、実線及び白抜き丸は第１実施形態の送風装置１について風量と比騒音の関係を示した検討結果であり、破線及び黒丸は従来品の送風装置について、風量と比騒音の関係を示した検討結果である。本実施品と比較検証した従来品は、上述のとおり、第１の壁部３４を備えない送風装置である。
【００４１】
図５に示すように、グラフ中央付近の風量においては従来品と本実施形態品とで比騒音の差は小さいが、比騒音は、低風量域と高風量域とにおいて本実施形態品の方が低い。したがって、本実施形態品は、送風装置の比騒音が広範囲の風量域で優れていることが顕著である。
【００４２】
以下に、本実施形態の送風装置１がもたらす作用効果について述べる。送風装置１によれば、スクロールケーシング３は、遠心ファン２の外周部２１ａに対向するようにノーズ部３０から渦巻き状に延びる側壁３４を有する。軸方向に平行な側壁３４の断面形状は、遠心ファン２との間に設定される半径方向の距離が最も大きい直線状の第１の壁部３４０と、第１の壁部３４０における軸方向の各端部から遠心ファン２に近づくようにそれぞれ延びる第２の壁部３４３及び第３の壁部３４４と、の３つの壁部を少なくとも含んで形成される形状である。第１の壁部３４０は、ノーズ部３０をゼロ度とし遠心ファン２の回転軸部２４を中心とする周方向の回転角である巻き角度θに応じて、軸方向の位置と軸方向の長さｈ３の両方が変化するように形成されている。
【００４３】
この構成によれば、スクロールケーシング３の側壁３４を、遠心ファン２との半径方向の距離が最も大きい直線状の第１の壁部３４０と、第２の壁部３４３及び第３の壁部３４４と、の３つの壁部を少なくとも含んで形成できる。これにより、遠心ファン２からの吹き出し空気流が第１の壁部３４０に衝突することを抑制でき、衝突による騒音を低減することができる。さらに、第１の壁部３４０に関して、巻き角度θに応じて軸方向の位置と軸方向の長さの両方が変化することにより、渦巻状の通風路３５における多数の空気吹き出し部位において、第１の壁部３４０を最大流速の部位に対応させることが可能となる。したがって、渦巻状の通風路３５の広範囲において上記の衝突抑制の効果が得られるため、特定の作動条件だけに限ることなく広範囲の条件においても、騒音低減、ファン効率の向上を図ることができる。
【００４４】
また、送風装置１は、例えば、高風量時と低風量時とで遠心ファン２から吹き出される空気流の最大流速ベクトルの位置が軸方向に変化することに着目して発明されたものである。そして、送風装置１によれば、広範囲の風量範囲において、空気吹き出し流のスクロールケーシング３の側壁３４への衝突を緩和し、渦巻状の通風路３５における空気流れの乱れを抑制し、送風性能の向上を図ることができる。
【００４５】
また、送風装置１は、遠心ファン２の回転軸部２４がなす軸方向が上下方向を向くように設定されている。第１の壁部３４０は、巻き角度θが増加するにしたがって、上端３４１の位置がより上方に変位するとともに下端３４２の位置がより下方に変位する。下端３４２の変位量は、上端３４１の変位量よりも大きい。
【００４６】
この構成によれば、第１の壁部３４０は巻き角度θが大きくなるにつれて、その軸方向長さが大きくなるとともに、下方に大きく延びるように変化する。これにより、遠心ファン２が高風量で作動する場合ほど最大流速ベクトルの位置が下方になるという遠心ファンの特性に対応した衝突の抑制を実施できる。したがって、効果的な騒音抑制効果を発揮できる送風装置１を提供することができる。
【００４７】
また、第１の壁部３４０は、モータシャフト２０ａまたは回転軸部２４に平行に配される壁部である。これにより、図２で図示した空気流れの矢印のように、遠心ファン２から吹き出された空気は、第１の壁部３４０に向かう際に、軸方向に対称な流れを形成することができる。この流れの形成により、通風路３５での気流のバランスがよくなり、流体損失、流体摩擦、流れの乱れを抑制することができる。
【００４８】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態を変更する送風装置１Ａについて、図６〜図１２を参照して説明する。図６は、スクロールケーシング３Ａ及び遠心ファン２の横断面形状を示している。図６〜図１０において、紙面上が上方であり、紙面下が下方であり、左右方向が半径方向である。図６は、巻き角度１３５°及び３１５°におけるスクロールケーシング３の縦断面形状を示している。第２実施形態において特に説明しない形態、第１実施形態の図面と同符号を付した構成要素は、第１実施形態と同様とし、以下、異なる形態を主に説明する。
【００４９】
図６〜図１０に示すように、側壁３４Ａの縦断面形状は、第１の壁部３４０Ａと、第２の壁部３４３と、第３の壁部３４４と、の３つの壁部を少なくとも含んだ断面形状を呈する。したがって、第１の壁部３４０Ａ、第２の壁部３４３及び第３の壁部３４４が一体となって遠心ファン２の周囲を取り巻く側壁３４Ａを形成する。
【００５０】
第１の壁部３４０Ａは、遠心ファン２との間に設定される半径方向の距離が最も大きい断面直線状の壁部であり、ノーズ部３０を起点として渦巻き状に延びる。第１の壁部３４０Ａは、遠心ファン２の回転軸部２４及びモータシャフト２０ａに対して傾いて設定される壁部である。第２の壁部３４３は、第１の壁部３４０Ａの軸方向端部である上端３４１Ａから遠心ファン２に近づくように斜め上方に延びるとともに、ノーズ部３０から渦巻き状に延びる断面直線状の壁部である。第３の壁部３４４は、第１の壁部３４０Ａの軸方向端部である下端３４２Ａから遠心ファン２に近づくように斜め下方に延びるとともに、ノーズ部３０から渦巻き状に延びる断面直線状の壁部である。
【００５１】
上端３４１Ａは、下端３４２Ａよりも遠心ファン２の外周部２１ａに近いい位置に設定される。したがって、第１の壁部３４０Ａは、上端３４１Ａが遠心ファン２側に倒れた姿勢で、遠心ファン２の回転軸部２４及びモータシャフト２０ａと傾斜角βをなすように傾斜する。
【００５２】
上端３４１Ａの位置は、所定の風量範囲における最低風量時に、発生する流速分布において最大流速ベクトルが対応する位置に設定されることが好ましい。さらに、上端３４１Ａの位置は、巻き角度θに応じた最大流速ベクトルの位置に設定されることが好ましい。下端３４２Ａの位置は、所定の風量範囲における最大風量時に、発生する流速分布において最大流速ベクトルが対応する位置に設定されることが好ましい。さらに、下端３４２Ａの位置は、巻き角度θに応じた最大流速ベクトルの位置に設定されることが好ましい。このように、上端３４１Ａの位置は、低風量時の最大流速ベクトルの位置に設定され、下端３４２Ａの位置は、高風量時の最大流速ベクトルの位置に設定されることが好ましい。
【００５３】
第１の壁部３４０Ａは、巻き角度θが増加するにつれて、すなわち、空気流れの下流に進むにつれて、遠心ファン２の外周部２１ａとの距離がより離れるように設けられている。さらに第１の壁部３４０Ａは、巻き角度θに応じて、軸方向の位置が変化するように形成される。第１の壁部３４０Ａは、遠心ファン２から吹き出される空気の流速分布のうち、最大流速のベクトルが対応する位置に設けられている。すなわち、最大流速のベクトルを形成する空気流は、第１の壁部３４０Ａに達する向きに遠心ファン２から吹き出される。
【００５４】
より好ましくは、第１の壁部３４０Ａに関して軸方向の位置は、巻き角度θが所定の角度範囲で増加するにつれて、遠心ファン２のモータ側端部に向けて、すなわち、下方（下端２３側）に変位する。第１の壁部３４０Ａについても、第１の壁部３４０と同様に、図３のグラフを用いて説明した上述の特徴を有するものである。
【００５５】
さらに第１の壁部３４０Ａは、巻き角度θに応じて、傾斜角度βが変化するように形成される。より好ましくは、第１の壁部３４０Ａの傾斜角度βは、巻き角度θが所定の角度範囲で増加するにつれて、より大きくなることである。例えば、図７〜図１０に示すように、巻き角度θが４５°から３１５°に大きくなる間に、傾斜角度βは０°から１０°まで大きくなる。ここで、巻き角度θが３１５°以上については、傾斜角度βが１０°に設定される。例えば、巻き角度θが４５°以下では傾斜角度β＝０°（図７参照）であり、巻き角度θ＝１３５°では傾斜角度β＝３°（図８参照）である。また、巻き角度θ＝２２５°では傾斜角度β＝６°（図９参照）であり、巻き角度θが３１５°以上では傾斜角度β＝１０°（図１０参照）である。
【００５６】
次に、傾斜角度βを変化させた場合の比騒音の低減効果について、送風装置１Ａについて実験し、検証した結果を説明する。図１１は、その検証結果をグラフにしたものである。図１１において、縦軸の比騒音は紙面上側ほど高くなる。図１１の縦軸における一目盛のスケールは、０．５ｄＢの騒音レベルを示している。なお、図１１は、巻き角度３１５°において、傾斜角度βを変化させた場合の比騒音の検証結果を示している。
【００５７】
図１１に示すように、β＝１０°において最も比騒音が低減されるという結果が得られた。傾斜角度βは、大きく設定しすぎると、上端３４１側と下端３４２側との衝突抑制の効果、流速バランス、風量バランス等が低下し、かえって騒音低減効果が十分に得られないことが顕著となった。
【００５８】
次に、傾斜角度βを変化させた場合のファン効率について、送風装置１Ａについて実験し、検証した結果を説明する。図１２は、その検証結果をグラフにしたものである。図１２において、縦軸のファン効率は紙面上側ほど高くなる。図１２の縦軸における一目盛のスケールは、１．０％のレベルを示している。なお、図１２も、巻き角度３１５°において、傾斜角度βを変化させた場合のファン効率の検証結果を示している。
【００５９】
図１２に示すように、β＝１０°において最もファン効率が向上するという結果が得られた。傾斜角度βは、大きく設定しすぎると、上端３４１側と下端３４２側との衝突抑制の効果、流速バランス、風量バランス等が低下し、かえって高いファン効率が得られないことが顕著となった。
【００６０】
送風装置１Ａによれば、第１の壁部３４０Ａは、遠心ファン２の外周部２１ａとの距離が下端３４２Ａの方が上端３４１Ａより大きくなるように遠心ファン２の回転軸部２４に対して傾いている。
【００６１】
この構成によれば、遠心ファン２の吹き出し風量が小さい場合は、大きい場合に比べて流速が小さいため、遠心ファン２の外周部２１ａとの距離が上端３４１Ａの方が下端３４２Ａより小さくても、第１の壁部３４０Ａへの空気流の衝突を緩和することができる。これにより、上端３４１Ａを遠心ファン２に近づけることで下端３４２Ａを遠心ファン２から遠ざけることができるので、通風路３５の通路断面積を大きく設定しなくても、高風量時の側壁３４Ａへの衝突による騒音増大を抑制する送風装置１Ａを提供することができる。
【００６２】
また、遠心ファン２の回転軸部２４に対して第１の壁部３４０Ａがなす傾斜角度βは、所定の巻き角度範囲において巻き角度θが増加するにしたがい所定の範囲で大きくなる。この構成によれば、巻き角度θが大きくなるにつれて、遠心ファン２の吹き出し流速が大きくなるという特性に対して、高風量時における下端３４２Ａ側への空気の衝突を一層緩和することができる。
【００６３】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００６４】
上記実施形態において、第２の壁部３４３及び第３の壁部３４４は、断面直線状の壁部であるが、本発明に含まれる第２の壁部３４３及び第３の壁部３４４は、このような形状に限定されることはない。例えば、第２の壁部３４３及び第３の壁部３４４は、断面湾曲状の壁部であってもよい。
【００６５】
上記実施形態において、第１の壁部３４０の軸方向位置は、図３のとおり、所定の角度範囲で巻き角度θが増加するにつれて、より下方に変位していくものである。しかし、第１の壁部３４０の軸方向位置は、所定の角度範囲の中で、変位が横ばいであったり、多少、上方に変位したりすることがあってよい、すなわち、第１の壁部３４０の軸方向位置は、当該所定の角度範囲において全体として下方に下がるものであればよい。
【００６６】
上記実施形態において、側壁３４の縦断面形状は、第１の壁部３４０と、第２の壁部３４３と、第３の壁部３４４と、からなる３つの壁部を少なくとも含んだ形状であってもよい。
【００６７】
上記実施形態において、遠心ファン２、スクロールケーシング３，３Ａは、それぞれ、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ樹脂）の成型品からなる。さらにこれら各部の強度を向上する場合には、所定量のタルクやガラス繊維を含有したＰＰ樹脂を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
２…遠心ファン、３，３Ａ…スクロールケーシング、２０…モータ、
２１…ブレード、２１ａ…外周部、２４…回転軸部、３０…ノーズ部
３４，３４Ａ…側壁、３５…通風路、３４０，３４０Ａ…第１の壁部、
３４３…第２の壁部、３４４…第３の壁部、
θ…巻き角度、β…傾き角度、ｈ３…軸方向長さ（軸方向の長さ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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