JP4081804B2 - 遠心式送風機、および車両用空調装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロールケーシング内に多翼ファンを納めた遠心式送風機、およびその遠心式送風機を採用した車両用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用空調装置には、図9に示す様に、スクロールケーシング101内に多翼ファン102を納めた遠心式送風機100が多用されている。
通風抵抗が大きい場合や通風抵抗が大きくなる吹き出しモードにおいて、ノーズ部手前付近から多翼ファン102内へ向かって逆流する空気流103がスクロールケーシング101内に発生し、この逆流する空気流103が多翼ファン102の羽を通過する際に音を出し、低周波騒音(周波数で50Hz〜150Hz)となる。
この低周波騒音を低減する技術として、吸込ベルマウスのノーズ部をエアガイドで包囲する方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の技術では、空調ユニット内を流れる空気流の風量の低下を招くとともに、製造コストがかなり上昇する。
本発明の目的は、吹出風量を低下させずに低周波騒音を低減することができる遠心式送風機の提供、および空気流の風量を低下させずに低周波騒音を低減することができる車両用空調装置の提供にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
〔請求項1について〕
遠心式送風機は、空気吸込口の上流側に設けた空気案内ダクトまたは空気案内板により、ノーズ部からの巻き角が290°近傍(巻き角が280°〜300°)の空気吸込口位置へ導入空気の主流を導き、空気吸込口の上流側に設けた空気案内ダクトまたは空気案内板により、約35°(好適範囲は25°〜45°)の導入角度で、ノーズ部からの巻き角が290°近傍(巻き角が280°〜300°)の空気吸込口位置へ導入空気の主流を導く構成である。
このため、後段に接続した部材の圧損が大きい場合に発生する、ノーズ部からの巻き角が290°近傍(巻き角が280°〜300°)から多翼ファン内へ向かって逆流する空気流の流れを阻止することができ、低周波騒音(周波数で50Hz〜150Hz)を低減することができる。
また、導入空気や吹出空気の流れを妨げないので吹出風量の低下を招かない。
【0006】
〔請求項2について〕
遠心式送風機は、目玉部が空気吸込口に臨む様にスクロールケーシング内へ多翼ファンを納めている。
空気吸込口の上流側には、導入空気の主流と空気吸込口との成す吸込角度が約35°(好適範囲は25°〜45°)で、ノーズ部からの巻き角が290°近傍(巻き角が280°〜300°)の空気吸込口位置へ導入空気の主流を導くための空気案内ダクトまたは空気案内板が設けられている。
【0007】
導入空気の冷却や加熱を行う熱交換器を配設し、車室内へ連通する複数のドアを下流端に設けた空調ユニットが、スクロールケーシングの空気吹出口に上流端を連結して設けられている。
【0008】
これらの構成により、空気吸込口との成す吸込角度が約35°(好適範囲は25°〜45°)で、且つノーズ部からの巻き角が290°近傍(巻き角が280°〜300°)の空気吸込口位置へ、導入空気の主流を導くことができる。
よって、通風抵抗が大きくなる吹き出しモードや空調ユニットの通風抵抗が大きい場合に発生する、ノーズ部からの巻き角が290°近傍(巻き角が280°〜300°)から多翼ファンの目玉部へ向かって逆流する空気流の流れを確実に阻止することができ、低周波騒音(周波数で50Hz〜150Hz)を大幅に低減することができる。
また、導入空気や吹出空気の流れを妨げないので吹出風量の低下を招かない。
【0009】
〔請求項3について〕
遠心式送風機は、目玉部が空気吸込口に臨む様にスクロールケーシング内へ多翼ファンを納めている。
内外気切替箱は、後端をスクロールケーシングの空気吸込口に連結している。
そして、内気導入時に内外気切り替えダンパが外気導入ダクトの外気導入部を塞ぐ時の内外気切り替えダンパと空気吸込口との成す吸込角度が約35°(好適範囲は25°〜45°)に設定し、外気導入時に内外気切り替えダンパが塞ぐ内気導入ダクトの内気導入部を、スクロールケーシングのノーズ部からの巻き角100°近傍(好適範囲は90°〜110°)に形成している。
【0010】
これにより、内気導入時に、導入空気の主流と空気吸込口との成す吸込角度が約35°(好適範囲は25°〜45°)で、且つノーズ部からの巻き角が290°近傍(巻き角が280°〜300°)の空気吸込口位置へ、導入した内気の主流を導くことができる。
よって、内気導入時であって、通風抵抗が大きくなる吹き出しモードや空調ユニットの通風抵抗が大きい場合に発生する、ノーズ部からの巻き角が290°近傍(巻き角が280°〜300°)から多翼ファンの目玉部へ向かって逆流する空気流の流れを確実に阻止することができ、内気導入時における低周波騒音(周波数で50Hz〜150Hz)を大幅に低減することができる。
また、導入空気や吹出空気の流れを妨げないので吹出風量の低下を招かない。
【0011】
なお、内気導入時に低周波騒音対策をする理由は、外気導入時は外気導入ダクトが低周波騒音を外部に放散するため遮音効果が得られるので耳ざわりにならないが、内気導入時には内気導入ダクトの吸込口から低周波騒音が車室内へ伝わるので耳ざわりになるためである。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例(請求項4に対応)を図1〜図6に基づいて説明する。
図に示す様に、車両用空調装置Aは、スクロールケーシング10内に多翼ファン11を納めた遠心式送風機1と、内外気切り替えダンパ21を設けた内外気切替箱2と、エバポレータ31およびヒータコア32を配設した空調ユニット3とを備える。
【0013】
スクロールケーシング10(樹脂製)は、多翼ファン11の回転方向(本実施例では反時計回り)に対応して渦巻き状に形成され、ベルマウス120を有する円形の空気吸込口12と、断面長方形の空気吹出口13を備える。また、15はノーズ部である。
【0014】
多翼ファン11は、多数の翼16を有する遠心式の送風機であり、翼16は電動モータ17によって駆動され、空気吸込口12に臨む目玉部14から吸い込んだ導入空気を径外方向に向けて吹き出す。
この多翼ファン11は、エアコン操作パネルの風量設定レバー(何れも図示せず)で設定された風量に応じた通電量が給電され、通電量に応じた回転数で回転する。
【0015】
中空の内外気切替箱2は、図示手前側の緩傾斜の斜面201に正方形の外気導入穴202が形成され、図示後側の急傾斜の斜面203に正方形の内気導入穴204が形成され、空気吸込口12に連結される底部205は開口している(図2参照)。
【0016】
そして、外気を導入するための外気導入ダクト206が斜面201に接続され、内気を導入するための内気導入ダクト207が斜面203に接続されている。更に、内気導入と外気導入とを切り替えるための内外気切り替えダンパ21が上部に取り付けられている。
この内外気切り替えダンパ21は、エアコン操作パネルの内外気切替レバー(何れも図示せず)で設定された導入モードに対応した位置に設定される。
【0017】
本実施例では、内気を導入する内気モード時に内外気切り替えダンパ21が外気導入穴202を塞いだ時の内外気切り替えダンパ21と空気吸込口12との成す吸込角度αが35°となる様に、斜面201の傾斜を設定している。また、外気を導入する外気モード時に内外気切り替えダンパ21が塞ぐ内気導入穴204を、スクロールケーシング10のノーズ部15からの巻き角100°位置に形成している(図3参照)。
【0018】
空調ユニット3は、スクロールケーシング10の空気吹出口13に上流端を連結している。
そして、ユニット下流側に、フロントガラス内面に向けてデフロスタ吹出口から空調空気を吹き出すデフロスタダクト、乗員の上半身に向けてフェイス吹出口から空調空気を吹き出すフェイスダクト、および乗員の足元に向けて空調空気をフット吹出口から吹き出すフットダクトを接続している。
これら各ダクトの適所には吹出口切替ダンパが配設され、エアコン操作パネルの吹出モード設定レバー(何れも図示せず)の操作位置に応じて吹出口切替ダンパが操作される。
【0019】
310は冷凍サイクルであり、エンジン311で駆動されるコンプレッサ312、コンデンサ313、レシーバ314、減圧弁315、およびエバポレータ31により構成され、冷媒配管によって環状に接続されている。
【0020】
エバポレータ31は、空調ユニット3内の前部に配設され、減圧弁315で減圧した低温低圧の冷媒を、スクロールケーシング10の空気吹出口13から吹き出る空気流を通過させることにより蒸発させ、空気流を冷却する。
【0021】
320は、温水回路であり、エンジン311の冷却水を熱源として空調ユニット3内を流れる空気を加熱するヒータコア32と、このヒータコア32とエンジン311とを環状に接続する温水配管322とにより構成される。
【0022】
ヒータコア32は、エバポレータ31の風下側に配設されている。
そして、ヒータコア32を通過する空気量と、ヒータコア32を迂回するバイパス路33を通過する空気量との割合は、ヒータコア32の風上側に取り付けられたエアミックスドア34の開度によって調整される。
【0023】
本実施例の車両用空調装置Aは、以下の利点を有する。
空調ユニット3の通風抵抗が大きくなる吹き出しモードでは、ノーズ部15からの巻き角290°付近(280°〜300°)から、吸引空気{図4(b)の細実線矢印}が多翼ファン11の目玉部14内へ向かって逆流{図4(b)の細破線矢印}しようとする。
【0024】
しかし、内気モードにして内外気切り替えダンパ21で外気導入穴202を塞ぐと、空気吸込口12の開口面との成す吸込角度35°で、ノーズ部15からの巻き角100°位置から、ノーズ部15からの巻き角280°の空気吸込口12位置へ導入空気(内気)の主流が導かれる。
これにより、逆流する空気流の流れを確実に阻止することができ、内気を導入する内気モード時における低周波騒音(周波数で50Hz〜150Hz)を大幅に低減することができる。
【0025】
なお、内気モード時に低周波騒音対策をする理由は、外気モード時は外気導入ダクト206が低周波騒音を外部に放散するので遮音効果が得られ耳ざわりにならないが、内気モード時には内気導入ダクト207の吸込口から低周波騒音が車室内へ伝わるので耳ざわりになるからである。
また、内外気切替箱2は、導入空気や吹出空気の流れを妨げないので吹出風量の低下を招かない。
【0026】
導入空気の進入方向と吸込角度αの最適範囲は以下の理由による。
図5の(a)は、導入空気を吸い込ませる吸込角度(導入空気と空気吸込口12の開口面との成す角)を35°とし、導入空気を進入させる進入方向を図5の(b)に示す様に変えて低周波域(周波数で50Hz〜150Hz)のノイズレベルを測定した結果である。
これにより、導入空気の進入方向の好適範囲は90°〜110°であることが判る。
【0027】
図6の(a)は、導入空気を進入させる進入方向(ノーズ部15からの巻き角)を100°とし、導入空気を吸い込ませる吸込角度{図6の(b)参照}を変えて低周波域(周波数で50Hz〜150Hz)のノイズレベルを測定した結果である。
これにより、導入空気を吸い込ませる吸込角度の好適範囲は25°〜45°であることが判る。
【0028】
本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施態様を含む。
a.外気を導入する外気モード時の低周波騒音も低減するには、図7に示す様に、空気吸込口12との成す吸込角度が約35°で、ノーズ部15からの巻き角が290°近傍の空気吸込口位置へ導入空気の主流を導くための空気案内ダクト4を空気吸込口12の上流側に設け、内外気切替箱41から空気案内ダクト4内へ導入空気を送り込む構成にすれば良い(請求項1、2、3に対応)。
【0029】
また、図8に示す様に、空気案内板42により、空気吸込口12との成す吸込角度が約35°で、ノーズ部15からの巻き角が290°近傍の空気吸込口位置へ導入空気を送り込む構成でも良い(請求項1、2、3に対応)。
【0030】
b.車両用空調装置Aは、マニュアル式であるが、低周波騒音も低減する構成をオートエアコンに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る車両用空調装置の構成図である。
【図2】その車両用空調装置の要部斜視図である。
【図3】導入した内気の流れ、および内外気導入穴と多翼ファンの目玉部との位置関係を示す断面図である。
【図4】導入空気の主流の流れと逆流する空気流の流れとの関係を示す説明図である。
【図5】(a)は導入空気の吸込方向とノイズレベルとの関係を示すグラフであり、(b)は導入空気の吸込方向を示す説明図である。
【図6】(a)は導入空気の吸込角度とノイズレベルとの関係を示すグラフであり、(b)は導入空気の吸込角度を示す説明図である。
【図7】本発明の他の実施例に係る車両用空調装置の要部斜視図である。
【図8】本発明の更に他の実施例に係る車両用空調装置の要部斜視図である。
【図9】従来技術に係る車両用空調装置の構成図である。
【符号の説明】
A 車両用空調装置
α 吸込角度
1 遠心式送風機
2 内外気切替箱
3 空調ユニット
4 空気案内ダクト
10 スクロールケーシング
11 多翼ファン
12 空気吸込口
13 空気吹出口
14 目玉部
15 ノーズ部
21 内外気切り替えダンパ
31 エバポレータ(熱交換器)
42 空気案内板
202 外気導入穴(外気導入部)
204 内気導入穴(内気導入部)
206 外気導入ダクト
207 内気導入ダクト
Claims (3)
- 空気吸込口および空気吹出口を有するスクロールケーシング内に多翼ファンを納めた遠心式送風機において、
前記空気吸込口の上流側に設けた空気案内ダクトまたは空気案内板により、ノーズ部からの巻き角が290°近傍(280°〜300°)の空気吸込口位置へ導入空気の主流を導き、
前記導入空気の主流の導入角度は、約35°(25°〜45°)である遠心式送風機。 - 目玉部が空気吸込口に臨む様にスクロールケーシング内へ多翼ファンを納めた遠心式送風機と、
前記空気吸込口の上流側に設けられ、前記空気吸込口との成す吸込角度が約35°(25°〜45°)で、ノーズ部からの巻き角が290°近傍(280°〜300°)の空気吸込口位置へ導入空気の主流を導くための空気案内ダクトまたは空気案内板と、
導入空気の冷却や加熱を行う熱交換器を配設し、車室内へ連通する複数のドアを下流端に設け、前記スクロールケーシングの空気吹出口に上流端を連結した空調ユニットとを備える車両用空調装置。 - 目玉部が空気吸込口に臨む様にスクロールケーシング内へ多翼ファンを納めた遠心式送風機と、
内気導入時に内外気切り替えダンパが外気導入ダクトの外気導入部を塞ぐ時の前記内外気切り替えダンパと前記空気吸込口との成す吸込角度を約35°(25°〜45°)に設定し、外気導入時に前記内外気切り替えダンパが塞ぐ内気導入ダクトの内気導入部を、前記スクロールケーシングのノーズ部からの巻き角100°近傍(90° 〜110°)に形成し、前記空気吸込口に後端を連結した内外気切替箱と、
導入空気の冷却や加熱を行う熱交換器を配設し、車室内へ連通する複数のドアを下流端に設け、前記スクロールケーシングの空気吹出口に上流端を連結した空調ユニットとを備え、
内気導入時に、前記空気吸込口の開口面との成す吸込角度が約35°(25°〜45°)で、且つ前記ノーズ部からの巻き角が290°近傍(280°〜300°)の空気吸込口位置へ、導入した内気の主流を導くことを特徴とする車両用空調装置。
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JP21177899A JP4081804B2 (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 遠心式送風機、および車両用空調装置 |
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