(57)【要約】【課題】従来構成よりも空気の風量を増大させた遠心送風機を提供する。【解決手段】回転することで空気を軸方向から吸引して周方向に吐出する遠心羽根車２０と、遠心羽根車２０を内部に収納するケーシング２１とを備え、ケーシング２１は、空気の排出口２１Ａと、排出口２１Ａに迫り出すノーズ部２２とを有する遠心送風機２である。ノーズ部２２は、ノーズ基部２２Ａと、ノーズ基部２２Ａの先端に形成される所定のＲ形状を有するノーズ先端部２２Ｂと、ノーズ基部２２Ａとノーズ先端部２２Ｂとの境界近傍に設けられ、遠心羽根車２０の径方向外方に向かって凹む凹部２２Ｃとを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転することで空気を軸方向から吸引して周方向に吐出する遠心羽根車と、前記遠心羽根車を内部に収納するケーシングとを備え、前記ケーシングは、前記空気の排出口と、前記排出口に迫り出すノーズ部とを有する遠心送風機であって、
前記ノーズ部は、
ノーズ基部と、
前記ノーズ基部の先端に形成される所定のＲ形状を有するノーズ先端部と、
前記ノーズ基部と前記ノーズ先端部との境界近傍に設けられ、前記遠心羽根車の径方向外方に向かって凹む凹部とを備える遠心送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心羽根車と、この遠心羽根車を収納するケーシングとを備える遠心送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置などの種々の分野において遠心送風機が利用されている。遠心送風機は、回転することで空気を軸方向から吸引して周方向に吐出する遠心羽根車と、遠心羽根車を内部に収納するケーシングとを備える。ケーシングは、空気の排出口と、排出口に迫り出すノーズ部とを有する。ケーシングは、ノーズ部の位置から徐々に遠心羽根車との間隔が拡がるように遠心羽根車を内部に収納しており、ノーズ部に対応する位置から徐々に流路断面積が大きくなるような渦巻状の流路が形成され、その流路が排出口に繋がるように構成されている。
【０００３】
遠心送風機ではその構造上、排出口に繋がる流路の終端部近傍の一部が、流路の始端部（ノーズ部と遠心羽根車との間の部分）に繋がっている。そのため、空気の一部が流路の終端部から始端部に向って流れ込む循環流が発生し、排出口から排出される風量が減じられる恐れがある。その対策として、例えば特許文献１では、ノーズ部を、遠心羽根車の軸方向に二つの部材に分割し、各部材を排出口に延伸させることで、循環流を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１３５５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ノーズ部を排出口に延伸する構成では、循環流の発生に伴う風量のロスを低減できるものの、排出口の流路断面積が小さくなり、風量を増大させる効果が得難い。そのため、風量を増大させるには、ケーシングを拡大するなどの対応が必要となるものの、遠心送風機の設置スペースに制限がある場合には、ケーシングの拡大を行なうことができない。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、従来構成よりも空気の風量を増大させた遠心送風機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る遠心送風機は、回転することで空気を軸方向から吸引して周方向に吐出する遠心羽根車と、前記遠心羽根車を内部に収納するケーシングとを備え、前記ケーシングは、前記空気の排出口と、前記排出口に迫り出すノーズ部とを有する遠心送風機である。このノーズ部は、ノーズ基部と、前記ノーズ基部の先端に形成される所定のＲ形状を有するノーズ先端部と、前記ノーズ基部と前記ノーズ先端部との境界近傍に設けられ、前記遠心羽根車の径方向外方に向かって凹む凹部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
ノーズ部におけるノーズ基部とノーズ先端部との境界近傍に凹部を形成することで、循環流が凹部で渦を巻いて、凹部よりも奥側に流れ込む循環流を低減できる。その結果、ノーズ部に凹部を有さない遠心送風機に比べて、本発明の実施形態に係る遠心送風機の排出口から送り出される空気の風量を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１に係る車両用空調装置の概略構成図である。
【図２】実施形態１に係る車両用空調装置に備わる遠心送風機の部分拡大図である。
【図３】実施形態１に係る遠心送風機のノーズ部近傍における風の流れを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る遠心送風機を車両用空調装置に適用した例を図１〜３に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１１】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態に係る遠心送風機を説明に先立ち、車両用空調装置の構成を簡単に説明し、次いで遠心送風機の構成を説明する。
【００１２】
図１に示す車両用空調装置１００は、チャンバー１と、遠心送風機２と、冷却用熱交換器３と、加熱用熱交換器４と、エアミックスドア５と、を備える。
【００１３】
≪チャンバー≫
チャンバー１は、車両用空調装置１００の部材３，４，５を内部に収納する。チャンバー１には、チャンバー１の外部から空気を導入する遠心送風機２が繋がっている。本例では、チャンバー１と遠心送風機２のケーシング２１とが一体となった構成を採用している。
【００１４】
上記チャンバー１には、チャンバー１内で温度調節を行なった空調風（太線矢印参照）を車室内に送り出す送風路１Ｘ，１Ｙ，１Ｚが繋がっている。これらの送風路１Ｘ，１Ｙ，１Ｚはそれぞれ、車室内のインストルメントパネルや足元にある空調風の吹出口や、デフロスターに繋がっている。各送風路１Ｘ，１Ｙ，１Ｚには図示しない開閉ドアが設けられており、各送風路１Ｘ，１Ｙ，１Ｚの使用・不使用を切り換えることができるようになっている。
【００１５】
≪冷却用熱交換器≫
冷却用熱交換器３は、空調風を冷却する部材である。本例の冷却用熱交換器３は、内部に冷媒の循環路の一部が構成されるエバポレータである。エバポレータ３を備える熱交換システムには、例えば、冷媒を圧縮するコンプレッサ、コンプレッサを経た冷媒を冷却するコンデンサ、コンデンサを経た冷媒をエバポレータ内の循環路に噴霧するエキスパンションバルブなどを備える公知の構成を利用できる。
【００１６】
≪加熱用熱交換器≫
加熱用熱交換器４は、冷却用熱交換器（エバポレータ）３を通過した空調風を加熱する部材である。本例の加熱用熱交換器４は、エンジンを冷却する冷媒の循環路の一部が構成されるヒータコアである。ヒータコア４を備える熱交換システムには公知の構成を利用できる。
【００１７】
≪エアミックスドア≫
エアミックスドア５は、エバポレータ３とヒータコア４との間に配置され、エバポレータ３からヒータコア４に至る空調風の通路であるヒータ通過経路と、ヒータコア４を迂回する空調風の通路であるヒータ迂回経路への空調風の流入割合を調整する部材である。別の言い方をすれば、エアミックスドア５は、エバポレータ３を通過した空調風と、ヒータコア４を通過した空調風と、の混合割合を調整する部材である。本例のエアミックスドア５は、円弧状に形成された部材であって、円弧状の軌道に沿ってスライド自在に構成されている。
【００１８】
≪遠心送風機≫
本例の遠心送風機２は、遠心羽根車２０と、その遠心羽根車２０を収納するケーシング２１とを備える。
【００１９】
遠心羽根車２０は、回転軸２０Ａと、回転軸２０Ａの周方向に並ぶ多数の翼片２０Ｂとで構成される。この遠心羽根車２０を回転させると、紙面奥行き方向に空気を吸込み、隣接する翼片２０Ｂの間から周方向に空気が吐き出される。
【００２０】
ケーシング２１は、チャンバー１に繋がる排出口２１Ａと、排出口２１Ａに迫り出すノーズ部２２とを備えている。ケーシング２１の内部には、ノーズ部２２に対応する位置から徐々に流路断面積が大きくなるような渦巻状の流路２１Ｆが形成され、その流路２１Ｆが排出口２１Ａに繋がるように構成されている。そのため、遠心羽根車２０から周方向に吐き出された空気は、後述するケーシング２１によって集められ、ケーシング２１の排出口２１Ａからチャンバー１内に排出される。
【００２１】
本例の遠心送風機２の特徴の一つとして、ケーシング２１に備わるノーズ部２２の位置に凹部２２Ｃ（後述する）を設けたことを挙げることができる。従って、図２を参照して、ノーズ部２２の構成を詳しく説明する。
【００２２】
図２に示すように、ノーズ部２２は、排出口２１Ａに迫り出すノーズ基部２２Ａと、ノーズ基部２２Ａの先端に形成されるノーズ先端部２２Ｂとを備える。ノーズ部２２は、ケーシング２１の厚み方向（遠心羽根車２０の軸方向）に一様な形状をしており、ケーシング２１の紙面奥側の内周面と紙面手前側の内周面とに繋がっている。本例のノーズ基部２２Ａは、ケーシング２１の軽量化のために中空状に形成されている。一方、ノーズ先端部２２Ｂは、所定のＲ形状に形成されている。ノーズ先端部２２Ｂを所定のＲ形状とすることで、ノーズ先端部２２Ｂを矩形状としたり、尖らせた形状とするよりも、排出口２１Ａからの空気の排出を円滑にでき、騒音の発生などを抑制できる。
【００２３】
ノーズ基部２２Ａとノーズ先端部２２Ｂとの境界近傍のうち、遠心羽根車２０側の部分には、遠心羽根車２０の径方向外方に向って凹む凹部２２Ｃが設けられている。凹部２２Ｃも、ノーズ部２２における紙面直交方向の全域に及んでいる。凹部２２Ｃの断面形状は、矩形状でも円弧状でも良いが、図示するように開口側が広く、底側が狭い形状とすることが好ましい。また、凹部２２Ｃの開口のうち、ノーズ先端部２２Ｂ側の角部（白抜き矢印参照）が、ケーシング２１のうちで最も遠心羽根車２０に近接する部分となるように凹部２２Ｃを設定することが好ましい。
【００２４】
本例の凹部２２Ｃの形状をより詳細に説明すると、凹部２２Ｃは、その開口側から順に開口部２２ｘ、中間部２２ｙ、底部２２ｚに分けることができる。開口部２２ｘにおけるノーズ基部２２Ａとの繋ぎ目、およびノーズ先端部２２Ｂとの繋ぎ目は共にＲ形状になっている。開口部２２ｘのノーズ先端部２２Ｂ側の内壁は、凹部２２Ｃの開口から底に向うに従ってノーズ基部２２Ａ側に傾斜し、開口部２２ｘのノーズ基部２２Ａ側の内壁は、開口に対してほぼ垂直になっている。そのため、開口部２２ｘの幅（ノーズ部２２の延伸方向の幅）は、底側に向うに従って狭くなっている。中間部２２ｙのノーズ先端部２２Ｂ側の内壁とノーズ基部２２Ａ側の内壁は共に、開口に対してほぼ垂直になっており、従って中間部２２ｙの幅は、一様になっている。底部２２ｚのノーズ先端部２２Ｂ側の内壁は、底に向うに従ってノーズ基部２２Ａ側に湾曲し、底部２２ｚのノーズ基部２２Ａ側の内壁は、開口部２２ｘに対してほぼ垂直になっている。底部２２ｚの両内壁はＲ形状で繋がっている。
【００２５】
凹部２２Ｃの寸法は、ケーシング２１の大きさによって適宜選択することができる。一例として、凹部２２Ｃの開口幅（開口部２２ｘの最も広い部分の幅）は４ｍｍ±０．５ｍｍ、中間部２２ｙの幅は３．５ｍｍ±０．５ｍｍ、開口部２２ｘの深さは４．７ｍｍ±０．５ｍｍ、凹部２２Ｃの深さは１０．５ｍｍ±０．５ｍｍとすることが挙げられる。
【００２６】
≪効果≫
以上説明した遠心送風機２の遠心羽根車２０を回転させて送風を行なったときのおおよその風の流れを図３に基づいて説明する。図３に示すように、遠心羽根車２０の翼片２０Ｂの隙間から周方向に吐き出された風（太線矢印参照）のうち、ノーズ部２２の凹部２２Ｃに入り込んだ風によって、凹部２２Ｃの内部に渦流が形成される。この渦流が壁になって、凹部２２Ｃよりもノーズ先端部２２Ｂ側でノーズ基部２２Ａ側に向う風が、ノーズ先端部２２Ｂ側に跳ね返され、排出口２１Ａ側からノーズ部２２と遠心羽根車２０との隙間に向う循環流が低減される。その結果、凹部２２Ｃが無い遠心送風機に比べて、本例の遠心送風機２の排出口２１Ａから排出される風量を増加させることができる。排出口２１Ａに風量計を配置して、本例の遠心送風機２と、凹部２２Ｃが無い遠心送風機とで風量を測定したところ、遠心羽根車２０の回転速度が同じであれば、本例の遠心送風機２の風量は、凹部２２Ｃが無い遠心送風機の風量よりも２〜３％程度（絶対値で６〜９ｍ３／ｈ）大きかった。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の遠心送風機は、車両用空調装置の構成部品として好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１００  車両用空調装置
１  チャンバー
１Ｘ，１Ｙ，１Ｚ  送風路
２  遠心送風機
２０  遠心羽根車
２０Ａ  回転軸  ２０Ｂ  翼片
２１  ケーシング
２１Ａ  排出口  ２１Ｆ  流路
２２  ノーズ部
２２Ａ  ノーズ基部  ２２Ｂ  ノーズ先端部  ２２Ｃ  凹部
２２ｘ  開口部  ２２ｙ  中間部  ２２ｚ  底部
３  冷却用熱交換器（エバポレータ）
４  加熱用熱交換器（ヒータコア）
５  エアミックスドア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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