(57)【要約】【課題】渦巻流路内での２次流れを良好に整流することができ、ファンの効率の向上や騒音を抑制させることのできる遠心式多翼送風機を提供すること。【解決手段】渦巻流路(38)を形成するスクロールケーシング(30)の一側壁(32)の中央面(32a)に、軸線方向他側に延びる案内羽根(40)を周方向に複数列設する。【選択図】図３
2008144679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状をなし、外周部分に複数のブレードが列設され、軸線方向一側端が開口したファンと、
該ファンを周方向一側に回転駆動するモータと、
該ファン及びモータを収納し、該ファンの開口部分と対応し穿設された吸気口を有する一側壁、前記ファンの軸線方向にて該一側壁と離間して形成された他側壁、及び該一側壁及び他側壁の外周縁を連結してなり、前記ファンの軸線に対し所定の半径方向を基準位置とし周方向一側への巻き角が増大するにつれて前記軸線との距離が増加する渦巻形状に形成された外周壁から構成され、これら一側壁、他側壁及び外周壁により前記ファンの外周側に渦巻流路が形成されたスクロールケーシングとを備え、
前記一側壁の少なくとも前記ブレードより外周側部分に、該一側壁から軸線方向他側に所定長さ延び且つ外周方向及び前記ファンの回転方向に延びる案内羽根が周方向に複数列設されていることを特徴とする遠心式多翼送風機。
【請求項２】
前記案内羽根の前記一側から軸線方向他側への所定長さは、少なくとも前記ブレードの軸線方向中央位置から一側までの間であることを特徴とする請求項１記載の遠心式多翼送風機。
【請求項３】
前記案内羽根は前記外周壁と離間していることを特徴とする請求項１または２記載の遠心式多翼送風機。
【請求項４】
前記案内羽根の平面視形状は、前記ブレードの平面視形状を延長した形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の遠心式多翼送風機。
【請求項５】
前記案内羽根は、隣接する案内羽根との間隔が内周側から外周側に向け拡大するよう形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の遠心式多翼送風機。
【請求項６】
前記案内羽根は、内周側が前記ブレード一側の外形に沿った形状に形成されており、前記ブレードの一側位置から外周方向及び前記ファンの回転方向に延びていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の遠心式多翼送風機。
【請求項７】
前記一側壁は、前記案内羽根より外周側部分が前記軸線方向一側に膨出していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の遠心式多翼送風機。
【請求項８】
前記他側壁は、前記渦巻流路を形成する部分が前記軸線方向他側に膨出していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の遠心式多翼送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心式多翼送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の空調装置等の送風ユニットに用いられる遠心式多翼送風機は、外周に多数のブレードが列設されモータにより周方向に回転駆動する円筒状のファンと、当該ファンを収納し当該ファンから放射状に吐出される空気流を整流して一方向へ吹き出す渦巻形状のスクロールケーシングとから構成されている。
当該遠心式多翼送風機では、ファン外周側の渦巻流路内において、空気流の乱れが生じると、騒音の発生や効率低下を招くため、乱流を抑制するための技術開発が行われている。
【０００３】
そこで、スクロールケーシングの渦巻流路の流路断面積を空気流上流から下流に向けて徐々に拡大させる構成が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１９３９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、渦巻流路内において、ファンから吐出され外周壁と衝突し偏向した２次流れが吸気口側に向かい、ファンのブレード一側付近で逆流を発生させるという問題がある。
これにより、渦巻流路内の流動損失が増加しファンの効率が低下したり、騒音が発生する等の問題が生じる。
【０００５】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、渦巻流路内での２次流れを良好に整流することができ、ファンの効率の向上や騒音を抑制させることのできる遠心式多翼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】
【０００６】
上記した目的を達成するために、請求項１の遠心式多翼送風機では、円筒形状をなし、外周部分に複数のブレードが列設され、軸線方向一側端が開口したファンと、該ファンを周方向一側に回転駆動するモータと、該ファン及びモータを収納し、該ファンの開口部分と対応し穿設された吸気口を有する一側壁、前記ファンの軸線方向にて該一側壁と離間して形成された他側壁、及び該一側壁及び他側壁の外周縁を連結してなり、前記ファンの軸線に対し所定の半径方向を基準位置とし周方向一側への巻き角が増大するにつれて前記軸線との距離が増加する渦巻形状に形成された外周壁から構成され、これら一側壁、他側壁及び外周壁により前記ファンの外周側に渦巻流路が形成されたスクロールケーシングとを備え、前記一側壁の少なくとも前記ブレードより外周側部分に、該一側壁から軸線方向他側に所定長さ延び且つ外周方向及び前記ファンの回転方向に延びる案内羽根が周方向に複数列設されていることを特徴としている。
【０００７】
請求項２の遠心式多翼送風機では、請求項１において、前記案内羽根の前記一側から軸線方向他側への所定長さは、少なくとも前記ブレードの軸線方向中央位置から一側までの間であることを特徴としている。
請求項３の遠心式多翼送風機では、請求項１または２において、前記案内羽根は前記外周壁と離間していることを特徴としている。
【０００８】
請求項４の遠心式多翼送風機では、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記案内羽根の平面視形状は、前記ブレードの平面視形状を延長した形状であることを特徴としている。
請求項５の遠心式多翼送風機では、請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記案内羽根は、隣接する案内羽根との間隔が内周側から外周側に向け拡大するよう形成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項６の遠心式多翼送風機では、請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記案内羽根は、内周側が前記ブレード一側の外形に沿った形状に形成されており、前記ブレードの一側位置から外周方向及び前記ファンの回転方向に延びていることを特徴としている。
請求項７の遠心式多翼送風機では、請求項１乃至６のいずれかにおいて、前記一側壁は、前記案内羽根より外周側部分が前記軸線方向一側に膨出していることを特徴としている。
【００１０】
請求項８の遠心式多翼送風機では、請求項１乃至７のいずれかにおいて、前記他側壁は、前記渦巻流路を形成する部分が前記軸線方向他側に膨出していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
上記手段を用いる本発明の請求項１乃至６の遠心式多翼送風機によれば、渦巻流路を形成するスクロールケーシングの一側壁の少なくともファンのブレードより外周側部分に、軸線方向他側に所定長さ延び、ブレードに対応した形状の案内羽根を周方向に複数列設することで、当該案内羽根により渦巻流路内において他側から一側に向け流れてきた２次流れをファンの回転方向に良好に整流することができる。
【００１２】
また、当該案内羽根により、ファンから吐出される空気流のうちブレードの一側部分から外周側へと吐出される空気流をファンの回転方向に整流することができるとともに、隣接する案内羽根の間隔が内周側から外周側に向け拡がっていることで、当該案内羽根間を通る空気流の運動エネルギを圧力エネルギに、即ち動圧を静圧に良好に変換することができる。
【００１３】
以上のように、２次流れに起因する逆流等を防止し、流動損失を低減することでファンの効率を向上させることができ、騒音の発生も抑制することができる。
請求項７及び８の遠心式多翼送風機によれば、渦巻流路の一側壁や他側壁を膨出させ、渦巻流路を軸線方向に拡大させることで、当該渦巻流路の一側及び他側の渦構造を抑制し、さらに流動損失を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１乃至３を参照すると、図１には本発明に係る遠心式多翼送風機の斜視図、図２には本発明に係る遠心式多翼送風機のファンの軸線方向一側から視た平面図、図３には図２のＡ−Ａ線に沿う断面図が示されている。以下、同図に基づき説明する。
送風機１は、車両用空調装置の送風ユニットに用いられ、図示しない通風ダクト内の内外気導入部２の空気流下流側、蒸発器４の空気流上流側に位置して設けられている。
【００１５】
当該送風機１は、主としてファン１０、モータ２０及びスクロールケーシング３０より構成されている。
ファン１０は、円筒形状をなしており、軸線方向に延びたブレード１２が外周部分に多数列設されている。当該ブレード１２は、平面視において、内周側から周方向一側に向け湾曲しながら外周側へと延びた形状をなしている。
【００１６】
そして、各ブレード１２の一端部分には、周方向に延びる平面視環状のリム１４が連結されている。
ファン１０の軸線方向他側には、外周縁部分が各ブレード１２の他端の内周側部分と連結されており、中心に向かって軸線方向一側に膨出した略円錐形状をなすコーン部１６が形成されている。また、当該コーン部１６の中央部分にはボス孔１６ａが穿設されており、当該ボス孔１６ａにモータ２０の回転軸２２が嵌合されている。
【００１７】
モータ２０はファン１０のコーン部１６内側に収納されるよう設けられており、電力が供給されることで回転軸２２を介してファン１０を周方向に回転させる機能を有している。
そして、ファン１０は当該モータ２０により周方向一側に回転することで、軸線方向一側、即ちリム１４内周から空気を吸入し、内周側に吸入した空気をブレード１２により外周側へ放射状に吐出する機能を有している。なお、当該実施例においては、ファン１０は図２の平面図で視て時計回り方向を回転方向とする。
【００１８】
スクロールケーシング３０は、平面視中央部分に上記ファン１０及びモータ２０を収納するものである。
当該スクロールケーシング３０は、ファン１０の軸線方向にて相互に離間している一側壁３２及び他側壁３４と、ファン１０の軸線方向と平行をなし一側壁３２及び他側壁３４のそれぞれの外周縁を連結して延びる外周壁３６とから構成されている。
【００１９】
外周壁３６は、渦巻部３６ａ、平坦部３６ｂ、舌部３６ｃ、延長部３６ｄから構成されている。
渦巻部３６ａは、ファン１０の軸線を中心軸とし所定の半径方向を基準位置（θ＝０°）として、当該基準位置からのファン１０の回転方向への角度θ（以下、巻き角θという）が増大するにつれ、中心軸との距離が大きくなるよう湾曲した渦巻形状をなしている。
【００２０】
当該渦巻部３６ａは基準位置から所定の高角度位置（例えばθ＝３００°）に亘って延びており、当該高角度位置以降は、接線方向に向かって平坦に延びた平坦部３６ｂが形成されている。
また、基準位置部分において、渦巻部３６ａから半径方向外周側に向け湾曲した舌部３６ｃが形成されおり、当該舌部３６ｃからは上記平坦部３６ｂと離間するように半径方向外周側に延びる延長部３６ｄが形成されている。
【００２１】
そして、当該外周壁３６とファン１０の外周との間部分を渦巻流路３８とし、当該渦巻流路３８の終端は、当該外周壁３６の平坦部３６ｂ及び延長部３６ｄの端部分と一側壁３２及び他側壁３４により蒸発器４側に開口した吹出口３８ａをなしている。
他側壁３４は、ファン１０の位置に対応する中央面３４ａ、渦巻流路３８部分に対応する外周面３４ｂ及び垂直面３４ｃから構成されている。
【００２２】
当該他側壁３４の中央面３４ａ及び外周面３４ｂはそれぞれ軸線方向に対して垂直をなしており、中央面３４ａはファン１０の他側端近傍に位置し、外周面３４ｂは中央面３４ａよりも軸線方向他側に位置している。また当該中央面３４ａにはモータ支持孔３４ｄが形成されており、当該モータ支持孔３４ｄにはブラケット２４を介してモータ２０が支持されている。垂直面３４ｃは、中央面３４ａの外周縁から外周面３４ｂの内周縁に亘って軸線方向に平行をなし周方向に延びた面をなしている。
【００２３】
一側壁３２は、ファン１０の位置に対応した吸気口３２ａを有する中央面３２ｂ、渦巻流路３８部分に対応する外周面３２ｃ及び垂直面３２ｄから構成されている。
当該一側壁３２の吸気口３２ａはファン１０のリム１４内周と略同径の円孔をなしている。中央面３２ｂ及び外周面３２ｃは軸線方向に対してそれぞれ垂直をなし、中央面３２ｂはファン１０の一側端近傍に位置し、外周面３２ｃは平面視において中央面よりも外周側、軸線方向において中央面３２ｂよりも一側に位置している。垂直面３２ｄは、中央面３４ａの外周縁から軸線方向に平行し外周面３４ｂの内周縁に亘って周方向に延びた面をなしている。
【００２４】
また、中央面３２ｂは平面視において、基準位置付近を除いて、吸気口３２ａ開口縁からファン１０の外周より外側まで所定幅延びており、基準位置付近においては、外周縁が中心側に湾曲され、幅が縮小されている。これに伴い、外周面３２ｃの内周縁及び垂直面３２ｄは、基準位置付近において中心側に湾曲されており、舌部３６ｃとの間隔が拡大されている。
【００２５】
さらに、一側壁の中央面３２ｂには、軸線方向他側に延びる案内羽根４０が周方向に複数列設されている。
詳しくは、案内羽根４０は、ファン１０のブレード１２の枚数よりも少なく、例えばブレード１２の枚数のおよそ３分の１程度の枚数で列設されている。
当該案内羽根４０は、平面視において、ファン１０のリム部分１４、即ちブレード１２の中央部分からブレード１２の形状を延長するように湾曲しながら、中央面３２ｂの外周縁まで延びている。そして、各ブレード１２は、それぞれ隣接する案内羽根４０と所定の間隔を有しており、当該間隔は内周側から外周側に向かうにつれ拡大している。ただし、ファン１０外周と外周壁３６との間隔が狭い基準位置付近においては、隣接する案内羽根４０の間隔が拡大され、当該案内羽根４０が外周壁３６と接触するのが回避されている。
【００２６】
また、当該案内羽根４０は、軸線方向に平行に中央面３２ｂからブレード１２一側所定位置までの所定長さ延びており、内周側部分はブレード一側、即ちリム１４の形状に沿って切り欠かれている。
以下、このように構成された遠心式多翼送風機の作用を説明する。
当該遠心式多翼送風機では、モータ２０に電力が供給されることで、回転軸２２を介してファン１０が回転する。当該ファン１０の回転により吸気口３２ａからリム１４内周を経てファン１０内周側に空気が吸入される。そして、ファン１０内周側の空気がブレード１２を介して放射状に外周側へと吐出され、当該空気はスクロールケーシング３０の渦巻流路３８により吹出口３８ａへ整流され蒸発器４側へと吹き出される。
【００２７】
詳しくは、ファン１０の内周側に吸入されブレード１２により外周側に吐出される空気流は、吸気口３２ａから略円錐形状のコーン部１６の形状に沿って軸線方向他側且つ平面視外周側へと吐出される。そして、当該空気流は、渦巻流路３８内において外周壁３６と衝突し、主に軸線方向一側へ偏向し一側壁３２の膨出部分へと流れる２次流れＦsを形成しながら吹出口３８ａへと向かう。
【００２８】
ここで、当該遠心式多翼送風機では、一側壁３２側に流れてきた２次流れＦsは、案内羽根４０に案内され、吹出口３８ａ方向に整流される。
このように、当該遠心式多翼送風機では、スクロールケーシング３０の一側壁３２に案内羽根４０を設けたことで渦巻流路３８内の２次流れＦsを良好に整流することができ、当該２次流れＦsに起因する逆流等を防止し、流動損失を低減することができる。
【００２９】
また、当該案内羽根４０は、ファン１０から吐出される空気流のうちブレード１２の一端側部分から外周側へと吐出される空気流を吹出口３８ａ方向に整流するとともに、隣接する案内羽根４０の間隔が内周側から外周側に向け拡がっていることで、ブレード１２から吐出された空気流の運動エネルギを圧力エネルギに、即ち動圧を静圧に良好に変換することができる。
【００３０】
また、渦巻流路３８の一側壁３２及び他側壁３４を膨出させたことで、当該渦巻流路３８の一側及び他側の渦構造を抑制し流動損失を低減させることができる。
また、渦巻流路３８の一側壁３２及び他側壁３４を膨出させることで、渦巻流路３８を一律に軸線方向に拡大しているため、当該渦巻流路３８の一側及び他側の渦構造を抑制しさらに流動損失を低減させることができる。
【００３１】
以上のことから本発明に係る遠視式多翼送風機によれば、ファン１０の性能を向上させることができるとともに、騒音を抑制させることができる。
以上で本発明に係る遠心式多翼送風機の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
上記実施形態では、案内羽根４０の枚数はファン１０のブレード１２の枚数のおよそ３分の１としているがこれに限られるものではなく、これより増加させたり、減少させたりしても構わない。
【００３２】
また、上記実施形態では、案内羽根４０は内周側がブレード１２一側の形状に沿って切り欠かれており、平面視においてブレード１２中央位置から外周側に延びているが、当該案内羽根の形状はこれに限られるものではなく、ブレードより外周側から延びる形状であっても構わない。
また、上記実施形態では案内羽根４０は軸線方向と平行に所定長さ延びた形状であるが、当該案内羽根の形状はこれに限られるものではなく、例えば軸線方向に対して傾斜した形状としても構わない。
【００３３】
また、上記実施形態では、一側壁３２及び他側壁３４の外周面３２ｃ、３４ｂが軸線方向に膨出した構成をなしているが、当該一側壁３２及び他側壁３４の形状についてはこれに限られるものではなく、例えば全面平坦面としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る遠心式多翼送風機の斜視図である。
【図２】本発明に係る遠心式多翼送風機のファンの軸線方向一側から視た平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  送風機
１０  ファン
２０  モータ
３０  スクロールケーシング
３２  一側壁
３２ａ  吸気口
３２ｂ  中央面
３２ｃ  外周面
３２ｄ  傾斜面
３４  他側壁
３６  外周壁
３８  渦巻流路
４０  案内羽根
【図１】
2008144679.tif 000003
【図２】
2008144679.tif 000004
【図３】
2008144679.tif 000005