(57)【要約】【課題】内外に複数種のブレードを配置することにより、送風性能を向上させ、かつ、騒音を低下させることができる多翼ファンを提供する。【解決手段】羽根車の回転により先ず内側ブレード群の主ブレード３７１の正圧面３７１ｃ及び負圧面３７１ｄに沿って空気が流れる。この内側ブレード群に空気が通る際、主ブレード３７１の負圧面３７１ｄに沿って流れる空気が負圧面３７１ｄから剥離する傾向があり、また、主ブレード３７１の外径端部３７１ｂの後方では剪断流が形成されがちとなる。ここで、外側ブレード群の補助ブレード３８１が内側ブレード群の主ブレード３７１間を通る空気流の内部に配置されているため、補助ブレード３８１により空気流の剥離や剪断流を抑制することができる。【選択図】　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸周りに周方向に配置された複数のブレードを有する羽根車を備え、該羽根車の回転により各ブレード間における内径端部側から空気を吸入し外径端部側から空気を吐出する多翼ファンにおいて、
前記ブレードを環状に配置したブレード群を少なくとも径方向に内外に２以上配置するとともに、該各ブレード群のうち外側ブレード群の各ブレードはそれぞれ内側ブレード群の各ブレード間を通る空気流の内部に配置した
ことを特徴とする多翼ファン。
【請求項２】
前記内側ブレード群を複数の主ブレードで構成するとともに前記外側ブレード群を複数の補助ブレードで構成し、該各補助ブレードの内径端部は隣接する一方の主ブレードの外径端部の正圧面と他方の主ブレードの負圧面との間に配置した
ことを特徴とする請求項１記載の多翼ファン。
【請求項３】
前記各補助ブレードの内径端部と一方の主ブレードの正圧面との間隔は、該各補助ブレードの内径端部と他方の主ブレードの負圧面との間隔より小さくした
ことを特徴とする請求項２記載の多翼ファン。
【請求項４】
前記各ブレードは翼断面形状となっている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項記載の多翼ファン。
【請求項５】
前記羽根車を樹脂にて一体成形した
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の何れか一項記載の多翼ファン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用空気調和装置等に設置された多翼ファンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多翼ファンは回転軸周りに周方向に配置された複数のブレードを有する羽根車を備えたもので、羽根車の回転により各ブレード間における内径端部側から空気を吸入し外径端部側から空気を吐出する構造となっている。多翼ファンの送風能力や騒音等の送風機性能は、ブレード形状や羽根車を収容するケーシング形状等によって左右される。特にブレードの空気流れ方向の長さが短いため、ブレードに沿う空気流が形成されにくく、空気流の剥離により渦流が発生し、この渦流が送風能力を低下させ、また、騒音の大きな原因となっていた。
【０００３】
このような問題点を解決するため、出願人は図５及び図６に示すような特願２００１−３８４１３９号に記載の多翼ファンを提案した。ここで、図５は多翼ファンの羽根車１を示し、図６は図５の１点鎖線で囲んだブレード２部分を示している。
【０００４】
この出願に記載した羽根車１は図５に示すように中央の回転軸を中心として、周方向に多数のブレード２を備えており、このブレード２が内径端部２ａ側から空気を吸入し、外径端部２ｂ側から空気を吐出する構造となっている。ここで、ブレード２の内径端部２ａ側（ブレード２の前半部）を翼形状、即ちブレード厚さが一旦徐々に増大しその後徐々に減少する形状としている。これにより、ブレード前半部で空気流の乱れを抑制し、また、ブレード２の外径端部２ｂ側（ブレード２の後半部）の厚さをほぼ均一で直線状に形成することにより、前半部から後半部に流れた空気の剥離を抑え、ブレード２の後流での渦流の発生を抑制するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記出願に記載された多翼ファンでは、隣接する各ブレード２の外径端部２ｂの間隔が多少離れるよう配置されるため、図６に示すように、低圧損の動作点におけるブレード２の外径端部２ｂ側の流動が隣接する他方のブレード２の正圧面側に偏り、ブレード２の後側に剪断流３が形成されるおそれがあった。この問題点を解決するため、隣接する各ブレード２の外径端部２ｂ側の間隔を互いに狭くするよう形成して強制的に空気流の偏りを抑制する手段を採用することが考えられるが、これでは、外径端部２ｂ側の相対速度が速くなる分、圧力回復が不十分となり、高圧損の動作点において送風性能及び騒音特性が低下するおそれがあった。
【０００６】
本発明の目的は前記従来の問題点に鑑み、内外に複数種のブレードを配置することにより、送風性能を向上させ、かつ、騒音を低下させることができる多翼ファンを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、請求項１の発明は、回転軸周りに周方向に配置された複数のブレードを有する羽根車を備え、羽根車の回転により各ブレード間における内径端部側から空気を吸入し外径端部側から空気を吐出する多翼ファンにおいて、ブレードを環状に配置したブレード群を少なくとも径方向に内外に２以上配置するとともに、各ブレード群のうち外側ブレード群の各ブレードはそれぞれ内側ブレード群の各ブレード間を通る空気流の内部に配置した構造となっている。
【０００８】
請求項１の発明によれば、羽根車の回転により先ず内側ブレード群のブレードの正圧面及び負圧面に沿って空気が流れる。この内側ブレード群に空気が通る際、ブレードの負圧面に沿って流れる空気が負圧面から剥離する傾向があり、また、ブレードの外径端部の後方では剪断流が形成されがちとなる。ここで、外側ブレード群のブレードが内側ブレード群のブレード間を通る空気流の内部に配置されているため、外側ブレード群のブレードにより空気流の剥離や剪断流が回避されるよう、空気の流動を変更することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に係る多翼ファンにおいて、内側ブレード群を複数の主ブレードで構成するとともに外側ブレード群を複数の補助ブレードで構成し、各補助ブレードの内径端部は隣接する一方の主ブレードの外径端部の正圧面と他方の主ブレードの負圧面との間に配置した構造となっている。
【００１０】
請求項２の発明によれば、羽根車の回転により内径端部側から流入した空気は先ず主ブレードの正圧面及び負圧面に沿って流れる。この主ブレードに空気が通る際、主ブレードの負圧面に沿って流れる空気が負圧面から剥離する傾向があり、また、主ブレードの外径端部の後方では剪断流が形成されがちとなる。ここで、各補助ブレードの内径端部は隣接する一方の主ブレードの外径端部の正圧面と他方の主ブレードの負圧面との間に配置しているため、補助ブレードにより空気流の剥離や剪断流が回避されるよう、空気の流動を変更することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に係る多翼ファンにおいて、各補助ブレードの内径端部と一方の主ブレードの正圧面との間隔は、各補助ブレードの内径端部と他方の主ブレードの負圧面との間隔より小さくしている。
【００１２】
請求項３の発明によれば、一方の主ブレードの負圧面側を通る空気がこの負圧面から剥離し、隣接する他方の主ブレードの正圧面側に偏って流れがちとなるが、この偏流した空気の一部が補助ブレードの正圧面に沿って一方の主ブレードの負圧面側に向かって案内される。従って、主ブレードの負圧面における空気流の剥離や主ブレードの後方での剪断流が抑制される。
【００１３】
なお、各ブレードは翼断面形状に形成してもよいし（請求項４の発明）、また、各ブレードを含む羽根車を樹脂にて一体成形してもよい（請求項５の発明）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４は本発明に係る多翼ファンの一実施形態を示すもので、図１は多翼ファンを搭載した車両用空気調和装置の概略断面図、図２は多翼ファンの羽根車の正面図、図３は多翼ファンの羽根車の側面一部断面図、図４は主ブレード及び補助ブレードに流れる空気流を示す断面図である。
【００１５】
本発明に係る多翼ファンを説明するに当たり、まず、これが搭載される車両用空気調和装置の概略を図１を参照して説明する。車両用空気調和装置１０は空調空気を導く空調ダクト２０を有しており、その風上側から風下側に向かって、多翼ファン３０、冷凍回路の構成部品である蒸発器４０、ラジエータから温水が給送されるヒータコア５０が順次設置されている。また、空調ダクト２０の風上側には外気吸入口６０ａ及び内気吸入口６０ｂを設け、風下側にはデフロスト用の上方吹出口６０ｃ、乗員の胸などに向かって吹き出す上部吹出口６０ｄ、乗員の足下に吹き出す足下吹出口６０ｅをそれぞれ設け、各口６０ａ〜６０ｅを開閉ダンパ７０ａ〜７０ｄにより制御している。更に、ヒータコア５０への通風量はエアミックスダンパ７０ｅにより制御している。
【００１６】
ここで、車室内を冷房するときは多翼ファン３０を駆動し、冷媒が循環している蒸発器４０に内気又は外気を通過させて冷気を生成し、この冷気を少なくとも一つの吹出口６０ｃ〜６０ｅを通じて車室内に吹き出して行う。一方、車室内を暖房するときは同じく多翼ファン３０を駆動し、温水が循環しているヒータコア５０に内気又は外気を通過させて暖気を生成し、この暖気を少なくとも一つの吹出口６０ｃ〜６０ｅを通じて車室内に吹き出して行う。なお、図１の白抜き矢印は空気の流れを示している。
【００１７】
このように、多翼ファン３０を駆動することにより車室内空調を行っているが、多翼ファン３０の設置空間を広く取ることができない車両用空気調和装置においては、小型でも送風性能が高く、また、車室内の静寂を保つため騒音の低いものが要請される。
【００１８】
本実施形態に係る多翼ファン３０はこのような要請を満足させるため、以下の構造を採用した。即ち、多翼ファン３０は図１に示すようにスクロール３１に収容された羽根車３２を有し、羽根車３２を電動モータ３３により駆動するようになっている。
【００１９】
羽根車３２は樹脂にて一体成形されもので、図２及び図３に示すように、空気吸込側に向かって膨出した駆動プレート３４を有し、駆動プレート３４の中央のボス部３５には電動モータ３３の回転軸（図示しない）が連結している。駆動プレート３４の周縁と空気吸込側周縁の接続リング３６との間には２種類のブレード群３７，３８が固着されている。各ブレード群３７，３８は回転軸を中心として内外に配置され、内側ブレード群３７は主に内外気を吸い込む大型の主ブレード３７１で構成され、外側ブレード群３８は主に主ブレード３７１で吸い込まれた空気流を変更する小型の補助ブレード３８１で構成されている。
【００２０】
主ブレード３７１及び補助ブレード３８１は、図４に示すように、ブレード厚さが一旦徐々に増大しその後に徐々に減少する翼形状となっている。ここで、ブレード厚さは主ブレード３７１が補助ブレード３８１より大きく、主ブレード３７１のそりが大きくなっている。また、翼弦長も主ブレード３７１の方が補助ブレード３８１より大きくなっており、これにより、主ブレード３７１の吸込能力が高くなっている。
【００２１】
このように構成された主ブレード３７１と補助ブレード３８１は図４に示すように配置されている。即ち、各補助ブレード３８１は主ブレード３７１の間を通る空気流の内部に配置されている。
【００２２】
これを詳述すれば、各補助ブレード３８１の内径端部３８１ａが隣接する一方の主ブレード３７１の外径端部３７１ｂの正圧面３７１ｃと他方の主ブレード３７１の負圧面３７１ｄとの間に配置され、後方に外径端部３８１ｂが延在した状態となっている。また、各補助ブレード３８１の内径端部３８１ａと一方の主ブレード３７１の正圧面３７１ｃとの間隔Ｌ１は、各補助ブレード３８１の内径端部３８１ａと他方の主ブレード３７１の負圧面３７１ｄとの間隔Ｌ２より小さくしている。
【００２３】
本実施形態によれば、多翼ファン３０を駆動する際、羽根車３２の回転により主ブレード３７１の正圧面３７１ｃ及び負圧面３７１ｄに沿って空気が流れる。この主ブレード３７１に空気が通る際、主ブレード３７１の負圧面３７１ｄに沿って流れる空気が負圧面３７１ｄから剥離する傾向があり、また、主ブレード３７１の外径端部３７１ｂの後方では剪断流が形成されがちとなる。ここで、補助ブレード３８１が主ブレード３７１間を通る空気流の内部に配置されている。これを詳述すると、各補助ブレード３８１の内径端部３８１ａが隣接する一方の主ブレード３７１の外径端部３７１ｂの正圧面３７１ｃと他方の主ブレード３７１の負圧面３７１ｃとの間に配置されている。これにより、補助ブレード３８１により空気流の剥離や剪断流が回避されるよう、空気の流動を変更することができる。
【００２４】
また、各補助ブレード３８１の内径端部３８１ａと一方の主ブレード３７１の正圧面３７１ｃとの間隔Ｌ１を、他方の主ブレード３７１の負圧面３７１ｄとの間隔Ｌ２より小さくしている。これにより、一方の主ブレード３７１の負圧面３７１ｄ側を通る空気がこの負圧面３７１ｄから剥離し、隣接する他方の主ブレード３７１の正圧面３７１ｃ側に偏って流れがちとなるが、この偏流した空気の一部が補助ブレード３８１の正圧面３８１ｃに沿って一方の主ブレード３７１の負圧面３７１ｄ側に向かって案内される。従って、主ブレード３７１の負圧面３７１ｄにおける空気流の剥離や主ブレード３７１の後方での剪断流が抑制される。
【００２５】
以上のように、本実施形態に係る多翼ファン３０では空気流の剥離及び剪断流が抑制されるため、渦流の発生が抑制され、送風性能及び騒音特性が向上する。
【００２６】
なお、前記実施形態では内側ブレード群３７と外側ブレード群３８の２種類のブレード群で構成されているが、送風性能及び騒音特性を向上させるため、内外に３種類以上のブレード群を配置するようにしてもよい。また、前記実施形態では主ブレード３７１の間に補助ブレード３８１を配置しているが、主ブレード３７１の翼形状によっては主ブレード３７１の後方に配置するようにしてもよい。更に、前記実施形態では主ブレード３７１及び補助ブレード３８１の両者が翼形状となっているが、ほぼ均一な厚さで形成されたブレードを一方又は両方に採用するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外側ブレード群のブレードが内側ブレード群のブレード間を通る空気流の内部に配置されているため、外側ブレード群のブレードにより空気流の剥離や剪断流が回避でき、送風性能及び騒音特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用空気調和装置の概略断面図
【図２】本発明に係る多翼ファンの羽根車の正面図
【図３】本発明に係る多翼ファンの羽根車の側面一部断面図
【図４】本発明に係る主ブレード及び補助ブレードに流れる空気流を示す断面図
【図５】従来の多翼ファンの羽根車の正面図
【図６】従来のブレードに流れる空気流を示す断面図
【符号の説明】
３０…多翼ファン、３２…羽根車、３７…内側ブレード群、３８…外側ブレード群、３７１…主ブレード、３７１ｂ…外径端部、３７１ｃ…正圧面、３７１ｄ…負圧面、３８１…補助ブレード、３８１ａ…内径端部、３８１ｂ…外径端部、３８１ｃ…正圧面。
【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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