JP2004143995A

JP2004143995A - Centrifugal multi-vane blower

Info

Publication number: JP2004143995A
Application number: JP2002308654A
Authority: JP
Inventors: Yukio Ozeki; 尾関　幸夫; Masaharu Onda; 恩田　正治; Mitsuhiro Kurokawa; 黒川　充博
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-23
Also published as: JP4302960B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifugal multi-vane blower which can be miniaturized while maintaining a performance. <P>SOLUTION: This centrifugal multi-vane blower comprises a multi-vane fan 11; and a casing 14 accommodating the multi-vane fan, having an intake port on an axial side face of the multi-vane fan, and having a spiral scroll chamber 13, whose ventilation area is gradually enlarged toward an exhaust port 16 starting from a tongue part 15 with a minimum gap from the multi-vane fan on an outer periphery of the multi-vane fan. A runup part 20 with a gap between the multi-vane fan 11 and the casing 14 kept constant by making an enlarged angle of a spiral zero by a predetermined angle θ1 (preferably 30°) from the tongue part is positioned at a winding start position of a spiral of the scroll chamber. The spiral is formed at a predetermined enlarged angle from a terminal end of the runup part 20. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として自動車用の空気調和装置に用いられる遠心式の多翼送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
第１の従来例として、図８、図９に示すような遠心式の多翼送風機が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。この送風機は、多数のブレード１ａを有する多翼ファン１と、この多翼ファン１が出力軸２ａに取り付けられたモータ２と、多翼ファン１が内部に収容されると共に、多翼ファン１の外周にスクロール室３が形成されたケーシング４とを備えている。図８において、点Ｏは多翼ファン１の回転中心で且つスクロール室３の中心である。スクロール室３は、多翼ファン１とケーシング４の隙間が最小の舌部５を起点にして吐出口６に向かって徐々に通風面積が拡大する渦巻き状に形成されている。
【０００３】
ケーシング４は多翼ファン１の軸方向一方側の側面に吸入口７を有し、モータ２が回転すると、多翼ファン１は吸入口７から多翼ファン１の中心部に空気を吸い込む。空気は、多翼ファン１の中心部に吸い込まれた後、多翼ファン１によって運動エネルギ（動圧）を与えられ、スクロール室３を通過する間にケーシング４内で動圧の一部が静圧に変換されて、吐出口６より吐出される。
【０００４】
この際、動圧から静圧への変換は、スクロール室３の渦巻き（スクロール）の巻き角θｓが大きければ大きいほどスムーズに行われ、その結果、空気流の乱れもなく、風量が増大して、騒音が低下する。
【０００５】
ここで、上記「巻き角θｓ」とは、ケーシング４のスクロール室３の舌部５の中心点Ｐから吐出側の平面側板（外周側板）８が始まる点Ｃまでの、多翼ファン１の回転方向における角度をいう。
【０００６】
また、ケーシング４のスクロール室３の対数らせん形状の半径Ｒは、
Ｒ＝Ｒ０　・ｅｘｐ｛ｎ（θ＋θ０　）｝
で表される。この式において、Ｒ０　は、多翼ファン１の半径を示し、θは、ケーシング４の舌部５の中心Ｐを起点とする多翼ファン１の回転方向への角度を示している。θ０　は、吐出口６側のケーシング４においてスクロール室３のファン軸方向の長さが拡大し始める位置（図のＱ点）から舌部５の中心Ｐ点までの角度を示している。
また、上式中のｎは拡大角と呼ばれ、自動車用の空気調和装置で使用される多翼送風機では５°〜８°が一般的とされている。この拡大角ｎは、スクロール室３の多翼ファン１の径方向への拡がりの大きさを表しており、拡大角ｎが大きくなるほど、スクロール室３は容積が増大し、ケーシング４は多翼ファン１の径方向へ拡大する。また、拡大角ｎが小さくなるほど、スクロール室３は容積が減少し、ケーシング４は多翼ファン１の径方向へ縮小する。
【０００７】
上記従来の多翼送風機の場合、この拡大角ｎを一定にして、舌部５から吐出口６までのスクロール室３を形成している。
【０００８】
また、スクロール室３のファン軸方向の幅寸法Ｌ１を吐出口６に向かうほど徐々に増大させることで、拡大角ｎの値を、例えば３．３°程度に小さく抑えて、ケーシング４の径方向の小型化を図ることも行われている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
また、第２の従来例として、前述した舌部５から吐出口６にかけて形成されるスクロールの拡大角ｎを、舌部５に近い前半部分と吐出口に近い後半部分で異ならせたものもある（例えば、特許文献３参照）。即ち、この送風機では、スクロールを、舌部から所定の巻き角位置までの範囲の第１の拡大角で形成された第１のスクロールと、所定の巻き角位置から吐出口までの範囲の第１の拡大角よりも小さい第２の拡大角で形成された第２のスクロールとで構成し、第２のスクロールの拡大角を小さくすることで、吐出口付近の寸法の小型化を図っている。
【００１０】
【特許文献１】
特許第２６９０７３１号公報（図１、図２）
【００１１】
【特許文献２】
特開２００２−４８０９７号公報
【００１２】
【特許文献３】
特開平１１−３７０９６号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、多翼送風機の送風性能は、スクロール室３の巻き角θｓと渦巻きの拡大角ｎによって大きく左右されることが分かっている。最近の車両用空調装置の送風機では、送風性能を高めるためにスクロール室３の巻き角θｓを２９０°〜３２０°付近まで大きくするものもある。
【００１４】
しかし、第１の従来例と同様に一定の拡大角ｎでスクロール室３の巻き角θｓを大きくすると、それだけケーシング４の外形寸法が増大し、送風機が大型化してしまうという問題がある。そこで、巻き角θｓを維持したまま、拡大角ｎを小さくすることで小型化を図ることが考えられるが、そうすると高風量側での性能悪化が著しいという問題がある。
【００１５】
また、第２の従来例のように、吐出口側の拡大角を巻き始め側の拡大角より小さくした場合、確かにある程度のケーシングの外形寸法の縮小が可能になるが、吐出口の付近での拡大角の減少により吐出性能が悪化する問題は否めない。
【００１６】
本発明は、上記事情を考慮し、性能を維持しながら小型化を達成することのできる遠心式の多翼送風機を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、回転駆動される多翼ファンと、この多翼ファンを収容すると共に多翼ファンの軸方向側面に吸入口を有し且つ多翼ファンの外周に多翼ファンとの隙間が最小の舌部を起点にして吐出口に向かって徐々に通風面積が拡大する渦巻き状のスクロール室を有するケーシングと、を備えた遠心式の多翼送風機において、前記スクロール室の渦巻きの巻き始めの位置に、前記舌部から所定の角度範囲だけ渦巻きの拡大角をゼロにすることで多翼ファンとケーシングの隙間を一定に保った助走部を設け、その助走部の終端から所定の拡大角で渦巻きを形成したことを特徴とする。
【００１８】
この発明の送風機では、スクロール室の渦巻きの巻き始めの位置に、拡大角がゼロの助走部を所定長さ（所定の角度範囲だけ）設けたので、助走部の後に通常の大きさの拡大角をとり、巻き角を大きくとっても、ケーシングの外形が大きくならない。つまり、従来品と同じ巻き角・同じ拡大角（助走部以降の拡大角）とした場合、助走部を設けた分だけ、スクロール室の径方向の外形寸法を小さくすることができる。なお、拡大角がゼロの助走部を所定の角度範囲に限って設けた場合は、性能低下がほとんどないことが確認されている（後述）ので、性能を維持しつつ小型化を図ることが可能となる。反対に、ケーシングの外形寸法を従来品と同じく設定した場合、助走部を設けたことにより、助走部以降の渦巻きの拡大角を大きくとることができるので、それにより、吐出性能の向上を図ることができる。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１記載の遠心式の多翼送風機であって、前記助走部を設ける角度範囲（助走部の長さに相当）を、５°〜６０°の範囲の任意の値に設定したことを特徴とする。
【００２０】
このように、助走部を設ける角度範囲（助走部の長さに相当）を５°〜６０°の範囲の任意の値に設定した場合、吐出性能の低下はあまりない。従って、性能をあまり落とさずに小型化が図れる。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項２記載の遠心式の多翼送風機であって、前記助走部を設ける角度範囲を、５°〜３０°の範囲の任意の値に設定したことを特徴とする。
【００２２】
このように、助走部を設ける角度範囲（助走部の長さに相当）を５°〜３０°の範囲の任意の値に設定した場合、吐出性能の低下はほとんどない。従って、性能を維持しながら小型化が図れる。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の遠心式の多翼送風機であって、前記スクロール室のファン軸方向の幅寸法を、前記巻き始め側から吐出口に向かうに従い増大させたことを特徴とする。
【００２４】
このように、スクロール室の幅寸法を吐出口に向かうに従い増大させたことにより、性能を維持しながら拡大角を小さく設定することができ、ケーシングの径方向の外形寸法の縮小を図ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は実施形態の多翼送風機の概略平面図、図２は図１のＡ方向から見た透視図である。この送風機は、自動車用の空気調和装置に用いられるものであり、多数のブレードを有する多翼ファン１１と、この多翼ファン１１が出力軸に取り付けられたモータ１２と、このモータ１２の本体部が組み付けられたケーシング１４とを備え、ケーシング１４の内部に多翼ファン１１が収容されている。
【００２７】
ケーシング１４内には、多翼ファン１１の外周に渦巻き状のスクロール室１３が形成され、ケーシング１４のファン軸方向の一方の側面には、ケーシング４の内部へ空気を吸い込むための吸入口１７が設けられ、モータ１２は吸入口１７の反対側に取り付けられている。
【００２８】
図１において、点Ｏは多翼ファン１１の回転中心で且つスクロール室１３の中心である。スクロール室１３は、多翼ファン１１とケーシング１４の隙間が最小の舌部１５を起点にして吐出口１６に向かって徐々に通風面積が拡大する渦巻き状に形成されている。
【００２９】
また、スクロール室１３は、ケーシング１４の舌部１５から吐出口１６までモータ軸（ファン軸）方向に沿った上下両方向へ所定の拡がり角で均等に拡大している。つまりスクロール室１３のモータ軸方向の幅寸法Ｌ１は、巻き始め側から吐出口１６に向かうに従い増大している。このため、スクロール室１３は、モータ軸方向へ徐々に容積が増加しており、この増加容積分と同等の容積分だけ、容積が減少するように拡大角ｎが小さく設定されている。ここでは、スクロール室１３の拡大角ｎは３．３°に設定されている。
【００３０】
また、この送風機の最大の特徴点として、スクロール室１３の渦巻きの巻き始めの位置に、舌部１５から所定の角度範囲θ１だけ渦巻きの拡大角ｎをゼロにすることで多翼ファン１１とケーシング１４の隙間を一定に保った助走部２０が設けられており、その助走部２０の終端から、前記の所定の拡大角ｎ＝３．３°で渦巻き（スクロール）が形成されている。
【００３１】
この場合、助走部２０の長さ、即ち、助走部２０を設ける角度範囲θ１は、吐出性能を落とさない最大値である３０°に設定されている。この助走部２０を設けた角度範囲θ１＝３０°は、スクロール室１３の巻き角θには含まれるが、スクロール室１３の径方向の広がり寸法には寄与しないので、結果的に、この助走部２０がある分だけ、巻き始めの位置から拡大角３．３°で全スクロールを形成した場合と比べて、スクロール室１３の径方向寸法の縮小が図れる。
【００３２】
なお、助走部２０の長さ（角度範囲）θ１は、５°〜６０°の範囲の任意の値に設定すれば、性能をほぼ維持しながら、スクロール室１３の径方向寸法の縮小効果を得ることができる。この場合、助走部２０の長さθ１を大きくすればするほど、スクロール室１３の寸法縮小効果が出てくるが、同時に吐出性能が落ちていくので、性能低下と寸法縮小効果の兼ね合いで、助走部２０の長さを決めるのが望ましい。但し、助走部２０の長さθ１を３０°以内に収めると、性能の低下がほとんど見られないことが確認されたので、性能を全く落としたくない場合には、助走部２０の長さを、その範囲で寸法縮小効果が最大に発揮できる３０°に設定するのが好ましい。
【００３３】
なお、この送風機では、スクロール室１３の巻き角θｓを３１０°に設定し、吐出口１６の通路面積を吸入口１７の開口面積の０．８倍に設定し、舌部１５に異音発生やサイレンサ音を発生しないようファン径×０．０９の隙間を確保している。また、吐出口１６の内周側の側壁１６ａを、吐出口１６多翼ファン１１の外周とを結ぶ接線上に形成している。また、その他の巻き角θｓ、拡大角ｎ等の定義は前述した通りである。
【００３４】
次に本発明を評価するための試験の結果について説明する。
【００３５】
図３はスクロールの巻き始め位置に設ける助走部の長さ（角度範囲）θ１と吐出性能の関係を調べた試験結果を示す特性図であり、実線で示す特性線ｋは助走部の長さθ１（°）が変化した場合の吐出性能（Ｐａ）の変化を示している。条件としては、巻き角θｓ＝３１０°、拡大角ｎ＝３．３°である。
【００３６】
この特性線ｋにおいて、
（ａ）点は従来例相当の助走部なし（θ１＝０°）の場合の検出点である。
【００３７】
（ｂ）点は本発明の前記実施形態に相当する、助走部の長さθ１＝３０°の場合の検出点である。
【００３８】
（ｄ）点は助走部の長さθ１＝６０°の場合の検出点である。
【００３９】
この特性線ｋから、０＜θ１≦３０°の場合は全く性能の低下が認められず、３０°＜θ１≦６０°の場合は徐々に性能低下が起きるが、あまり大きな性能低下は認められないことが分かる。
【００４０】
図４は助走部がない従来品と同様の送風機において、拡大角ｎと性能の関係を調べた試験結果を示す特性図である。条件としては、巻き角θｓ＝３１０°に設定し、スクロール室１３の幅寸法Ｌ１を、巻き始め位置から徐々に増大させてある。なお、幅寸法Ｌ１の拡がりについては、上方向の拡がり角を３°、下方向の拡がり角を５°に設定してある。
【００４１】
この図において、
（ａ）点は拡大角ｎ＝３．３°の場合の検出点である。
【００４２】
（ｃ）点は拡大角ｎ＝３．０°の場合の検出点である。
【００４３】
（ｅ）点は拡大角ｎ＝２．６°の場合の検出点である。
【００４４】
この図から、拡大角ｎを小さくすればするほど性能が落ちることが分かる。
【００４５】
図５は巻き角θｓと広がり寸法（スクロール室の径方向寸法の広がり）の関係を調べた結果を示す特性図である。
【００４６】
この図において、
（ａ）は従来例に相当する助走部なしで拡大角ｎ＝３．３°の場合の曲線である（点線）。
【００４７】
（ｂ）は本発明の前記実施形態に相当する、助走部の長さθ１＝３０°で、拡大角ｎ＝３．３の場合の曲線である（実線）。
【００４８】
この２つの曲線から、巻き角θｓ＝３１０°でスクロール室を形成した場合、本発明の（ｂ）では助走部を設けた分だけ、スクロール室の径方向のサイズダウンが図れることが分かる。
【００４９】
（ｃ）は（ｂ）の場合におけるサイズダウン分を、従来品における全体の拡大角ｎを変更することで実現した場合の例を示している。
【００５０】
この（ｃ）に示すように、（ｂ）と同じサイズでケーシング（スクロール室）を形成するには、拡大角ｎを３．０°にする必要があることが分かる。
【００５１】
ところが、拡大角ｎを３．０°にすると、性能的には図４の（ｃ）点となり、助走部を３０°の範囲で設け且つ拡大角ｎを３．３°にした場合（本発明の実施形態）の性能（図３参照）よりも劣る。従って、同じサイズダウンを図るにも、拡大角ｎを全体で小さくする（ｃ）の場合と比べて、（ｂ）の本発明の方（助走部を設けて助走部後の拡大角を３．３°とする方）が、性能を落とさずにサイズダウンが図れて有利であることが分かる。
【００５２】
図６は巻き角θｓと広がり寸法（スクロール室の径方向寸法の広がり）の関係を調べたもう一つの特性図である。
【００５３】
この図において、
（ａ）は従来例に相当する助走部なしで拡大角ｎ＝３．３°の場合の曲線である（点線）。
【００５４】
（ｄ）は助走部の長さθ１＝６０°で、拡大角ｎ＝３．３の場合の曲線である（実線）。
【００５５】
この２つの曲線から、巻き角３１０°でスクロール室を形成した場合、（ｄ）の場合は、助走部を設けた分だけ、スクロール室の径方向のサイズダウンが図れることが分かる。
【００５６】
（ｅ）は（ｄ）の場合におけるサイズダウン分を、従来品における全体の拡大角ｎを変更することで実現した場合の例を示している。
【００５７】
この（ｅ）に示すように、（ｄ）と同じサイズでケーシング（スクロール室）を形成するには、拡大角ｎを２．６°にする必要があることが分かる。
【００５８】
この（ｅ）のように拡大角ｎを２．６°にすると、性能的には図４の（ｅ）点となり、（ｄ）の場合の性能〔図３の（ｄ）点〕と同じくなる。
【００５９】
ここで、図３に戻って説明する。図３中の一点鎖線で示す特性線ｍは、スクロール室の外形サイズを同じく設定した場合の、拡大角ｎと性能の関係を示している。先に調べた関係により、助走部の長さθ１＝０°の場合は拡大角３．３°に対応し、助走部の長さθ１＝３０°の場合は拡大角３．０°に対応し、助走部の長さθ１＝６０°の場合は拡大角２．６°に対応している。特性線ｍは、この対応関係に基づいて、拡大角と性能の関係を、特性線ｋのグラフに重ねて示したものである。
【００６０】
つまり、図３は同じスクロール室の外形サイズで性能を比較して示している。即ち、実線で示す特性線ｋは、助走部の長さの変化に対する性能の変化を示し、一点鎖線で示す特性線ｍは、拡大角の変化に対する性能の変化を示している。この両特性線ｋ、ｍは、助走部の長さが６０°のとき（拡大角２．６°に対応）に互いに交差し、助走部の長さθ１＜６０°の範囲では、特性線ｋの方が特性線ｍより上側にあるが、助走部の長さ６０°＜θ１の範囲になると、逆転して特性線ｋの方が特性線ｍよりも下側になる。つまり、助走部の長さθ１＝６０°を境に性能が逆転する。従ってこのことにより、助走部の長さが６０°以内であれば、同じサイズを拡大角ｎの縮小で実現した場合に比べて、性能的に高くなる、つまり性能向上が図れると言うことができる。
【００６１】
図７は、吐出口に向けてスクロール室の幅寸法Ｌ１を増大させた場合の巻き角と通路面積の関係を示している。点線は従来、実線は本発明の例を示す。スクロール室の幅寸法Ｌ１を所定の拡がり角で増大させると、助走部（拡大角ゼロ）を設けた本発明の場合でも、助走部の範囲で通路面積が広がる。従って、そのことにより、拡大角ゼロの影響を緩和することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スクロールの巻き始めの部分に拡大角ゼロの助走部を設けたので、性能を維持しつつ、ケーシングの小型化を図ることができる。即ち、小さなスクロールサイズで、大きなスクロールサイズと同等の性能を確保することができる。また、スクロールサイズを従来と同等に維持した場合には、高性能化を図ることができる。特に、請求項２の発明のように助走部の設定範囲を限定することで、確実な効果を得ることができる。また、請求項３の発明のように限定することで、ほとんど性能を落とさずに、小型化を図ることができる。また、請求項４の発明のようにスクロール室の幅寸法を吐出口に向けて徐々に増大させることにより、拡大角をより小さく設定しながら、性能の維持までは向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の多翼送風機のスクロール室の断面図である。
【図２】図１のＡ方向から送風機を見た透視図である。
【図３】助走部の長さと性能の関係を調べた特性図である。
【図４】スクロール拡大角と性能の関係を調べた特性図である。
【図５】巻き角とケーシングの広がり寸法の関係を調べた特性図である。
【図６】巻き角とケーシングの広がり寸法の関係を調べた別の特性図である。
【図７】巻き角と通路面積の関係を調べた特性図である。
【図８】従来の多翼送風機の断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ矢視断面図である。
【符号の説明】
１１　多翼ファン
１３　スクロール室
１４　ケーシング
１５　舌部
１６　吐出口
１７　吸入口
２０　助走部
θ１　助走部を設ける角度範囲
Ｌ１　スクロール室の幅寸法[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a centrifugal multi-blade blower mainly used for an air conditioner for a vehicle.
[0002]
[Prior art]
As a first conventional example, a centrifugal multi-blade blower as shown in FIGS. 8 and 9 is known (for example, see Patent Documents 1 and 2). The blower includes a multi-blade fan 1 having a large number of blades 1a, a motor 2 having the multi-blade fan 1 mounted on an output shaft 2a, a multi-blade fan 1 housed therein, and a And a casing 4 having a scroll chamber 3 formed on the outer periphery. In FIG. 8, point O is the rotation center of the multi-blade fan 1 and the center of the scroll chamber 3. The scroll chamber 3 is formed in a spiral shape in which the ventilation area gradually increases toward the discharge port 6 starting from the tongue 5 having the smallest gap between the multi-blade fan 1 and the casing 4.
[0003]
The casing 4 has a suction port 7 on one side in the axial direction of the multi-blade fan 1. When the motor 2 rotates, the multi-blade fan 1 sucks air from the suction port 7 into the center of the multi-blade fan 1. After the air is sucked into the center of the multi-blade fan 1, kinetic energy (dynamic pressure) is given by the multi-blade fan 1, and a part of the dynamic pressure is statically reduced in the casing 4 while passing through the scroll chamber 3. The pressure is converted into a pressure and discharged from the discharge port 6.
[0004]
At this time, the conversion from the dynamic pressure to the static pressure is performed more smoothly as the winding angle θs of the spiral (scroll) of the scroll chamber 3 is larger. As a result, the air flow is not disturbed and the air volume is increased. , Noise is reduced.
[0005]
Here, the “winding angle θs” refers to the rotation of the multi-blade fan 1 from the center point P of the tongue 5 of the scroll chamber 3 of the casing 4 to the point C where the flat side plate (outer peripheral side plate) 8 on the discharge side starts. An angle in the direction.
[0006]
The radius R of the logarithmic spiral shape of the scroll chamber 3 of the casing 4 is
R = R0 · exp {n (θ + θ0)}
Is represented by In this equation, R0 indicates the radius of the multi-blade fan 1, and θ indicates the angle of the multi-blade fan 1 in the rotation direction starting from the center P of the tongue 5 of the casing 4. θ0 indicates the angle from the position (point Q in the drawing) where the length of the scroll chamber 3 in the fan axis direction begins to increase in the casing 4 on the discharge port 6 side to the center P of the tongue 5.
Further, n in the above formula is called an expansion angle, and 5 ° to 8 ° is generally used for a multi-blade blower used in an air conditioner for an automobile. The expansion angle n indicates the size of the scroll chamber 3 in the radial direction of the multi-blade fan 1. As the expansion angle n increases, the volume of the scroll chamber 3 increases, and the casing 4 includes the multi-blade fan 1. 1 in the radial direction. Further, as the expansion angle n decreases, the volume of the scroll chamber 3 decreases, and the casing 4 decreases in the radial direction of the multi-blade fan 1.
[0007]
In the case of the conventional multi-blade fan, the scroll chamber 3 from the tongue 5 to the discharge port 6 is formed with the expansion angle n being constant.
[0008]
Further, by gradually increasing the width dimension L1 of the scroll chamber 3 in the fan axial direction toward the discharge port 6, the value of the expansion angle n is suppressed to, for example, about 3.3 °, and the radial direction of the casing 4 is reduced. (See, for example, Patent Document 2).
[0009]
Further, as a second conventional example, there is an example in which the enlarged angle n of the scroll formed from the tongue portion 5 to the ejection port 6 is different between the first half near the tongue 5 and the second half near the ejection port. (For example, see Patent Document 3). That is, in this blower, the scroll is formed by a first scroll formed at a first enlarged angle in a range from the tongue to a predetermined winding angle position, and a first scroll formed in a range from the predetermined winding angle position to the discharge port. And a second scroll formed at a second enlargement angle smaller than the enlargement angle of the second scroll. By reducing the enlargement angle of the second scroll, the size near the discharge port is reduced.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2690731 (FIGS. 1 and 2)
[0011]
[Patent Document 2]
JP 2002-48097 A
[Patent Document 3]
JP-A-11-37096
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it is known that the blowing performance of the multi-blade blower is greatly influenced by the winding angle θs of the scroll chamber 3 and the enlarging angle n of the spiral. In some recent air conditioners for vehicles, the winding angle θs of the scroll chamber 3 is increased to about 290 ° to 320 ° in order to enhance the blowing performance.
[0014]
However, when the winding angle θs of the scroll chamber 3 is increased at a constant enlargement angle n as in the first conventional example, there is a problem that the outer dimensions of the casing 4 increase accordingly and the size of the blower increases. Therefore, it is conceivable to reduce the enlargement angle n while maintaining the winding angle θs to reduce the size. However, there is a problem that the performance is significantly deteriorated on the high air flow side.
[0015]
Further, when the enlargement angle on the discharge port side is made smaller than the enlargement angle on the winding start side as in the second conventional example, it is possible to reduce the external dimensions of the casing to some extent. It is undeniable that the discharge performance deteriorates due to the decrease in the enlargement angle.
[0016]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a centrifugal multi-blade blower capable of achieving downsizing while maintaining performance in consideration of the above circumstances.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a multi-blade fan which is rotatably driven, and which accommodates the multi-blade fan, has a suction port on an axial side surface of the multi-blade fan, and has a clearance between the multi-blade fan and the outer periphery of the multi-blade fan. And a casing having a spiral scroll chamber whose ventilation area gradually increases toward the discharge port from the smallest tongue as a starting point. At a position, a run-up portion is provided in which the gap between the multi-blade fan and the casing is kept constant by reducing the spread angle of the spiral to a predetermined angle range from the tongue portion, and a predetermined spread angle from the end of the run-up portion. , Forming a spiral.
[0018]
In the blower according to the present invention, since the approach portion having the expansion angle of zero is provided at a predetermined length (only within a predetermined angle range) at the position where the spiral of the scroll chamber starts to wind, the enlargement angle of a normal size is provided after the approach portion. Therefore, the outer shape of the casing does not increase even if the winding angle is increased. In other words, when the winding angle and the enlargement angle are the same as those of the conventional product (the enlargement angle after the run-up section), the outer dimension in the radial direction of the scroll chamber can be reduced by the provision of the run-up section. It has been confirmed that when the run-up portion having an enlarged angle of zero is provided only in a predetermined angle range, there is almost no deterioration in performance (described later), so that downsizing can be achieved while maintaining performance. It becomes. Conversely, when the outer dimensions of the casing are set to the same as those of the conventional product, the provision of the run-in section makes it possible to increase the enlarging angle of the spiral after the run-up section, thereby improving the discharge performance. Can be.
[0019]
The invention according to claim 2 is the centrifugal multi-blade blower according to claim 1, wherein an angle range (corresponding to a length of the approaching portion) in which the approaching portion is provided is an arbitrary range of 5 ° to 60 °. It is characterized by being set to a value.
[0020]
As described above, when the angle range in which the run-in section is provided (corresponding to the length of the run-up section) is set to an arbitrary value in the range of 5 ° to 60 °, the discharge performance is not significantly reduced. Therefore, downsizing can be achieved without significantly lowering performance.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the centrifugal multi-blade blower according to the second aspect, wherein an angle range in which the approach portion is provided is set to an arbitrary value in a range of 5 ° to 30 °. .
[0022]
As described above, when the angle range (corresponding to the length of the approach portion) in which the approach portion is provided is set to an arbitrary value in the range of 5 ° to 30 °, there is almost no decrease in the ejection performance. Therefore, downsizing can be achieved while maintaining performance.
[0023]
The invention according to claim 4 is the centrifugal multi-blade blower according to any one of claims 1 to 3, wherein a width dimension of the scroll chamber in a fan axis direction is increased from the winding start side toward the discharge port. It is characterized by being increased.
[0024]
As described above, by increasing the width of the scroll chamber toward the discharge port, the expansion angle can be set small while maintaining the performance, and the outer dimension of the casing in the radial direction can be reduced. .
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 is a schematic plan view of the multi-blade blower of the embodiment, and FIG. 2 is a perspective view seen from the direction A in FIG. The blower is used for an air conditioner for a vehicle, and includes a multi-blade fan 11 having a large number of blades, a motor 12 having the multi-blade fan 11 mounted on an output shaft, and a main body of the motor 12. And the casing 14 in which the multi-blade fan 11 is housed.
[0027]
A spiral scroll chamber 13 is formed in the casing 14 around the outer periphery of the multi-blade fan 11, and a suction port 17 for sucking air into the casing 4 is provided on one side of the casing 14 in the fan axial direction. The motor 12 is provided on the opposite side of the suction port 17.
[0028]
In FIG. 1, a point O is the rotation center of the multi-blade fan 11 and the center of the scroll chamber 13. The scroll chamber 13 is formed in a spiral shape in which the ventilation area gradually increases toward the discharge port 16 starting from the tongue 15 having the smallest gap between the multi-blade fan 11 and the casing 14.
[0029]
Further, the scroll chamber 13 is evenly expanded from the tongue portion 15 of the casing 14 to the discharge port 16 in both up and down directions along the motor shaft (fan shaft) direction at a predetermined spread angle. That is, the width L1 of the scroll chamber 13 in the motor axis direction increases from the winding start side toward the discharge port 16. For this reason, the volume of the scroll chamber 13 is gradually increased in the motor axis direction, and the expansion angle n is set to be small so that the volume is reduced by a volume equivalent to the increased volume. Here, the expansion angle n of the scroll chamber 13 is set to 3.3 °.
[0030]
The most characteristic point of this blower is that the multi-blade fan 11 and the casing are formed by setting the enlarging angle n of the spiral from the tongue 15 to a predetermined angle range θ1 to zero at the position where the spiral of the scroll chamber 13 starts to wind. There is provided a run-in section 20 with a constant gap of 14, and a spiral (scroll) is formed from the end of the run-up section 20 at the aforementioned predetermined expansion angle n = 3.3 °.
[0031]
In this case, the length of the run-in section 20, that is, the angle range θ1 in which the run-up section 20 is provided is set to 30 °, which is the maximum value that does not deteriorate the ejection performance. The angle range θ1 = 30 ° provided with the run-in section 20 is included in the winding angle θ of the scroll chamber 13 but does not contribute to the radial expansion dimension of the scroll chamber 13, and as a result, this run-up section As compared with the case where the entire scroll is formed at the enlargement angle of 3.3 ° from the winding start position, the radial dimension of the scroll chamber 13 can be reduced by the amount corresponding to 20.
[0032]
If the length (angle range) θ1 of the run-in section 20 is set to an arbitrary value in the range of 5 ° to 60 °, the effect of reducing the radial dimension of the scroll chamber 13 can be obtained while almost maintaining the performance. be able to. In this case, as the length θ1 of the run-in section 20 is increased, the effect of reducing the size of the scroll chamber 13 is obtained. However, since the discharge performance is reduced at the same time, the run-up is performed in consideration of the performance reduction and the size reduction effect. It is desirable to determine the length of the part 20. However, it was confirmed that when the length θ1 of the run-in section 20 was set within 30 °, almost no decrease in performance was observed. It is preferable to set the angle to 30 ° in which the size reduction effect can be maximized within that range.
[0033]
In this blower, the winding angle θs of the scroll chamber 13 is set to 310 °, the passage area of the discharge port 16 is set to 0.8 times the opening area of the suction port 17, and abnormal noise is generated in the tongue 15. A gap of fan diameter × 0.09 is ensured so as not to generate silencer noise. Further, the inner peripheral side wall 16 a of the discharge port 16 is formed on a tangent line connecting the outer periphery of the discharge port 16 multi-blade fan 11. Other definitions of the winding angle θs, the enlargement angle n, and the like are as described above.
[0034]
Next, the results of tests for evaluating the present invention will be described.
[0035]
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a test result obtained by examining the relationship between the length (angle range) θ1 of the approaching portion provided at the winding start position of the scroll and the discharge performance, and a solid characteristic line k indicates the length θ1 of the approaching portion. It shows a change in the discharge performance (Pa) when (°) changes. The conditions are a winding angle θs = 310 ° and an enlargement angle n = 3.3 °.
[0036]
In this characteristic line k,
Point (a) is a detection point when there is no approach portion (θ1 = 0 °) equivalent to the conventional example.
[0037]
Point (b) corresponds to the embodiment of the present invention, and is a detection point when the length of the approaching portion is θ1 = 30 °.
[0038]
Point (d) is a detection point when the length θ1 of the approaching portion is 60 °.
[0039]
From the characteristic line k, no performance decrease is observed when 0 <θ1 ≦ 30 °, and the performance gradually decreases when 30 ° <θ1 ≦ 60 °, but no significant performance decrease is observed. You can see that.
[0040]
FIG. 4 is a characteristic diagram showing test results obtained by examining the relationship between the expansion angle n and the performance of a blower similar to a conventional fan having no run-in section. As a condition, the winding angle θs is set to 310 °, and the width L1 of the scroll chamber 13 is gradually increased from the winding start position. In addition, as for the spread of the width dimension L1, the upward spread angle is set to 3 °, and the downward spread angle is set to 5 °.
[0041]
In this figure,
Point (a) is a detection point when the enlargement angle n = 3.3 °.
[0042]
Point (c) is a detection point when the enlargement angle n = 3.0 °.
[0043]
Point (e) is a detection point when the enlargement angle n = 2.6 °.
[0044]
From this figure, it can be seen that the smaller the enlargement angle n, the lower the performance.
[0045]
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the result of examining the relationship between the winding angle θs and the expansion dimension (expansion of the radial dimension of the scroll chamber).
[0046]
In this figure,
(A) is a curve in the case where the enlargement angle n = 3.3 ° without the approaching portion corresponding to the conventional example (dotted line).
[0047]
(B) is a curve corresponding to the above-described embodiment of the present invention when the length of the approaching portion is θ1 = 30 ° and the enlargement angle n is 3.3 (solid line).
[0048]
From these two curves, it can be seen that when the scroll chamber is formed with a winding angle θs = 310 °, the radial size of the scroll chamber can be reduced by the provision of the run-in section in (b) of the present invention.
[0049]
(C) shows an example in which the size reduction in (b) is realized by changing the entire enlargement angle n of the conventional product.
[0050]
As shown in (c), in order to form a casing (scroll chamber) with the same size as (b), it is understood that the expansion angle n needs to be 3.0 °.
[0051]
However, when the enlargement angle n is set to 3.0 °, the performance becomes the point (c) in FIG. 4. In the case where the approach portion is provided within a range of 30 ° and the enlargement angle n is set to 3.3 ° (the present invention). Embodiment) (see FIG. 3). Therefore, in order to achieve the same size reduction, compared to the case of (c) in which the enlargement angle n is reduced as a whole, the present invention of (b) (providing a run-up section and increasing the enlargement angle after the run-up section to 3. 3 °) is advantageous because the size can be reduced without lowering the performance.
[0052]
FIG. 6 is another characteristic diagram in which the relationship between the winding angle θs and the expansion dimension (expansion of the radial dimension of the scroll chamber) is examined.
[0053]
In this figure,
(A) is a curve in the case where the enlargement angle n = 3.3 ° without the approaching portion corresponding to the conventional example (dotted line).
[0054]
(D) is a curve when the length of the approaching portion is θ1 = 60 ° and the enlargement angle n is 3.3 (solid line).
[0055]
From these two curves, it can be seen that when the scroll chamber is formed with a winding angle of 310 °, in the case of (d), the size of the scroll chamber in the radial direction can be reduced by the provision of the run-in section.
[0056]
(E) shows an example in which the size reduction in (d) is realized by changing the entire enlargement angle n of the conventional product.
[0057]
As shown in (e), in order to form a casing (scroll chamber) with the same size as (d), it is understood that the enlargement angle n needs to be 2.6 °.
[0058]
When the enlargement angle n is set to 2.6 ° as in (e), the performance becomes the point (e) in FIG. 4 and is the same as the performance in (d) (point (d) in FIG. 3). .
[0059]
Here, the description returns to FIG. A characteristic line m indicated by a one-dot chain line in FIG. 3 shows a relationship between the enlargement angle n and the performance when the outer size of the scroll chamber is set to be the same. According to the relationship examined above, when the length of the approaching part θ1 = 0 ° corresponds to an expansion angle of 3.3 °, and when the length of the approaching part θ1 = 30 °, the expansion angle corresponds to 3.0 °. In the case where the length of the approaching portion is θ1 = 60 °, this corresponds to an expansion angle of 2.6 °. The characteristic line m shows the relationship between the enlargement angle and the performance on the graph of the characteristic line k based on this correspondence.
[0060]
That is, FIG. 3 shows the performance of the same scroll chamber with the same outer size. That is, the characteristic line k indicated by a solid line indicates a change in performance with respect to a change in the length of the approaching portion, and the characteristic line m indicated by a dashed line indicates a change in performance with a change in the enlargement angle. The two characteristic lines k and m intersect each other when the length of the approaching portion is 60 ° (corresponding to an expansion angle of 2.6 °), and within the range of the length θ1 <60 ° of the approaching portion, the characteristic lines k and m Is above the characteristic line m, but when the length of the approaching portion is in the range of 60 ° <θ1, the characteristic line k is reversed and the characteristic line k is below the characteristic line m. That is, the performance is reversed around the length θ1 = 60 ° of the approaching portion. Therefore, by this, if the length of the approaching portion is within 60 °, it can be said that the performance becomes higher, that is, the performance can be improved as compared with the case where the same size is realized by reducing the expansion angle n. .
[0061]
FIG. 7 shows the relationship between the winding angle and the passage area when the width L1 of the scroll chamber is increased toward the discharge port. A dotted line indicates a conventional example and a solid line indicates an example of the present invention. When the width dimension L1 of the scroll chamber is increased at a predetermined divergence angle, even in the case of the present invention in which a run-up section (zero expansion angle) is provided, the passage area is increased in the range of the run-up section. Therefore, this can mitigate the effect of the zero expansion angle.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the approach portion having the zero expansion angle is provided at the beginning of the scroll winding, the casing can be downsized while maintaining the performance. That is, it is possible to secure the same performance as the large scroll size with the small scroll size. Further, when the scroll size is maintained at the same level as the conventional one, the performance can be improved. In particular, a certain effect can be obtained by limiting the setting range of the run-in section as in the second aspect of the invention. Further, by limiting as in the invention of claim 3, downsizing can be achieved with little decrease in performance. Further, by gradually increasing the width dimension of the scroll chamber toward the discharge port as in the invention of claim 4, it is possible to improve the performance up to the maintenance of the performance while setting the enlargement angle smaller.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a scroll chamber of a multi-blade blower according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the blower viewed from a direction A in FIG. 1;
FIG. 3 is a characteristic diagram obtained by examining the relationship between the length of a running section and performance.
FIG. 4 is a characteristic diagram obtained by examining a relationship between a scroll enlargement angle and performance.
FIG. 5 is a characteristic diagram obtained by examining a relationship between a winding angle and a spreading dimension of a casing.
FIG. 6 is another characteristic diagram obtained by examining a relationship between a winding angle and a spreading dimension of a casing.
FIG. 7 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a winding angle and a passage area;
FIG. 8 is a sectional view of a conventional multi-blade blower.
9 is a sectional view taken along the line IX-IX in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Multi-blade fan 13 Scroll chamber 14 Casing 15 Tongue 16 Discharge port 17 Suction port 20 Approach section θ1 Angle range in which approach section is provided L1 Width of scroll chamber

Claims

回転駆動される多翼ファン（１１）と、この多翼ファン（１１）を収容すると共に多翼ファン（１１）の軸方向側面に吸入口（１７）を有し且つ多翼ファン（１１）の外周に多翼ファン（１１）との隙間が最小の舌部（１５）を起点にして吐出口（１６）に向かって徐々に通風面積が拡大する渦巻き状のスクロール室（１３）を有するケーシング（１４）と、を備えた遠心式の多翼送風機において、
前記スクロール室（１３）の渦巻きの巻き始めの位置に、前記舌部（１５）から所定の角度範囲（θ１）だけ渦巻きの拡大角（ｎ）をゼロにすることで多翼ファン（１１）とケーシング（１４）の隙間を一定に保った助走部（２０）を設け、その助走部（２０）の終端から所定の拡大角（ｎ）で渦巻きを形成したことを特徴とする遠心式の多翼送風機。A multi-blade fan (11) to be driven to rotate, a suction port (17) for accommodating the multi-blade fan (11) and an axial side surface of the multi-blade fan (11); A casing having a spiral scroll chamber (13) on the outer periphery of which a ventilation area gradually increases toward a discharge port (16) starting from a tongue (15) having a minimum clearance with the multi-blade fan (11). 14) and a centrifugal multi-blade blower comprising:
The multi-blade fan (11) can be connected to the scroll chamber (13) at the starting position of the spiral by setting the enlarging angle (n) of the spiral to zero from the tongue (15) within a predetermined angle range (θ1). A centrifugal type multi-blade characterized in that an approach portion (20) is provided with a constant gap between the casing (14) and a spiral is formed at a predetermined enlarged angle (n) from the end of the approach portion (20). Blower.

請求項１記載の遠心式の多翼送風機であって、
前記助走部（２０）を設ける角度範囲（θ１）を、５°〜６０°の範囲の任意の値に設定したことを特徴とする遠心式の多翼送風機。The centrifugal multi-blade blower according to claim 1,
A centrifugal multi-blade blower, wherein an angle range (θ1) where the run-in section (20) is provided is set to an arbitrary value in a range of 5 ° to 60 °.

請求項２記載の遠心式の多翼送風機であって、
前記助走部（２０）を設ける角度範囲（θ１）を、５°〜３０°の範囲の任意の値に設定したことを特徴とする遠心式の多翼送風機。A centrifugal multi-blade blower according to claim 2,
A centrifugal multi-blade blower, wherein an angle range (θ1) in which the run-in section (20) is provided is set to an arbitrary value within a range of 5 ° to 30 °.

請求項１〜３のいずれかに記載の遠心式の多翼送風機であって、
前記スクロール室（１３）のファン軸方向の幅寸法を、前記巻き始め側から吐出口（１６）に向かうに従い増大させたことを特徴とする遠心式の多翼送風機。A centrifugal multi-blade blower according to any one of claims 1 to 3,
A centrifugal multi-blade blower characterized in that the width of the scroll chamber (13) in the fan axis direction is increased from the winding start side toward the discharge port (16).