JP4389998B2

JP4389998B2 - 遠心式多翼ファン

Info

Publication number: JP4389998B2
Application number: JP2007334107A
Authority: JP
Inventors: 雅晴酒井; 禎樹近藤; 利徳落合; 智則赤塚
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2027-12-26
Also published as: JP2009030587A

Description

本発明は、回転軸周りに多数枚のブレードが配設された遠心式多翼ファン（以下、ファンと略す）に関するもので、車両用空調装置の送風機に適用して有効である。

従来の遠心式送風機は、回転体であるファンとモータの振動を打ち消すために、ファンにバランスウェイトを追加（プラスバランス調整）するか、または余剰ウェイトを除去（マイナスバランス調整）して、バランス調整を行っていた。

このうち、マイナスバランス調整は、バランスウェイトを追加しないため比較的安価に実施することができるが、従来のマイナスバランス調整では、空気を押し出す機能を有するブレードの一部を切除するため、切除部で生じる空気流れの乱れによる送風性能の低下、騒音上昇といった問題があった。

本発明は上記点に鑑みて、マイナスバランス調整を行う遠心式多翼ファンにおいて、送風性能の低下や騒音上昇を抑制することを目的とする。

本発明の第１の特徴では、ブレード（２１）の軸方向一端側端部（２１１）を側板（２２）により連結した遠心式多翼ファンにおいて、側板（２２）は、ブレード（２１）の軸方向一端側端部（２１１）よりも軸方向外側に突出する環状の側板第１突出部（２２１）を備え、側板第１突出部（２２１）の一部を切除してバランス調整される。

このような構成では、空気を押し出す機能を有するブレード（２１）の一部を切除することなくバランス調整を行うことができるため、送風性能の低下や騒音上昇を抑制することができる。

ところで、スクロールケーシング（３）のベルマウス（３３）内に遠心式多翼ファン（２）の側板第１突出部（２２１）を配置してラビリンス構造にすることにより、遠心式多翼ファン（２）から吹き出された空気がスクロールケーシング（３）のベルマウス（３３）と遠心式多翼ファン（２）の側板（２２）との隙間から吸入口（３２）側に逆流するのを抑制するようにした遠心式送風機が知られている。このような、側板第１突出部（２２１）を備える遠心式多翼ファン（２）の場合、側板第１突出部（２２１）を利用して容易にバランス調整を行うことができる。

また、切除部は、回転方向に沿って隣接して複数個配列することができる。このようにすれば、切除部は、側板（２２）から剥離した空気の流れが後流乱れとなることを抑制するセレーションとしての機能を果たすため、騒音上昇をさらに抑制することができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下説明する第１〜第１０実施形態のうち、特許請求の範囲に記載した発明の実施形態は第１実施形態であり、第２〜第１０実施形態は参考例である。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る遠心式多翼ファンを有する遠心式送風機の断面図、図２は図１の遠心式多翼ファンにおける要部の斜視図である。

遠心式送風機は、回転軸１１を有する電動モータ１と、この電動モータ１により回転駆動されて空気を吹き出す樹脂製の遠心式多翼ファン（以下、ファンと略す）２と、このファン２を収納するとともに、ファン２から吹き出す空気を集合させる渦巻き状の流路３１を有する樹脂製のスクロールケーシング（以下、ケーシングと略す）３とからなる。

ケーシング３には、ファン回転軸方向（以下、軸方向と略す）の一端側に向けて開口した空気の吸入口３２が形成されており、この吸入口３２の外縁部には、ファン２の内周側に向けて延びて吸入空気を吸入口３２に導くベルマウス３３が形成されている。

ファン２は、回転軸１１の周りに板状のブレード２１が多数枚配設されている。このブレード２１は、その軸方向一端側端部２１１すなわち吸入口３２側の端部が環状の側板２２によって連結されている。また、ブレード２１は、その軸方向他端側端部２１２すなわち反吸入口側端部が主板２３によって連結されている。

主板２３は、その中心部において回転軸１１に結合されており、電動モータ１の駆動力が回転軸１１および主板２３を介してファン２に伝達される。そして、このファン２は、電動モータ１により回転駆動されることにより、軸方向一端側からファン２内に空気を吸引し、その吸入した空気をファン径方向（以下、径方向と略す）の外側に向かって吹き出すようになっている。

側板２２の断面形状は、ブレード２１間の空気流路の断面積が径方向の内側から外側に向かって縮小するように、ブレード２１間を流通する主流の流線に沿うような形状（略円弧状）に形成されている。

また、側板２２は、ブレード２１の軸方向一端側端部２１１よりも軸方向外側に突出する環状の側板第１突出部２２１を備えている。より詳細には、この側板第１突出部２２１は、軸方向に延びる円筒形状になっている。そして、周知のように、ベルマウス３３内に側板第１突出部２２１を配置してラビリンス構造にすることにより、ファン２から吹き出された空気がケーシング３のベルマウス３３とファン２の側板２２との隙間から吸入口３２側に逆流するのを抑制するようになっている。

本実施形態では、回転体であるファン２と電動モータ１の振動を打ち消すために、すなわちバランス調整を行うために、側板第１突出部２２１の一部（図２の切除部Ａ）を切除している。

これによると、空気を押し出す機能を有するブレード２１の一部を切除することなくバランス調整を行うことができるため、送風性能の低下や騒音上昇を抑制することができる。

また、ファン２から吹き出された空気が吸入口３２側に逆流するのを抑制するために側板第１突出部２２１を設けている場合、その側板第１突出部２２１を利用することにより、ファン２の形状等を変更することなく容易にバランス調整を行うことができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図３は第２実施形態に係る遠心式多翼ファンを有する遠心式送風機の断面図、図４は図３の遠心式多翼ファンにおける要部の斜視図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図３、図４に示すように、本実施形態のファン２における側板２２は、ブレード２２の外周側端部２１３よりも径方向外側に突出する環状の側板第２突出部２２２を備えている。より詳細には、この側板第２突出部２２２は軸直交方向（＝径方向）に平坦な鍔状になっている。そして、周知のように、側板第２突出部２２２により、ケーシング３内での旋回流の生成を促進するようになっている。

本実施形態では、側板第２突出部２２２の一部（図４の切除部Ａ）を切除してバランス調整を行う。これによると、空気を押し出す機能を有するブレード２１の一部を切除することなくバランス調整を行うことができるため、送風性能の低下や騒音上昇を抑制することができる。

また、ケーシング３内での旋回流の生成を促進するために側板第２突出部２２２を設けている場合、その側板第２突出部２２２を利用することにより、ファン２の形状等を変更することなく容易にバランス調整を行うことができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図５は第３実施形態に係る遠心式多翼ファンを有する遠心式送風機の断面図、図６は図５の遠心式多翼ファンにおける要部の斜視図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図５、図６に示すように、本実施形態のファン２における側板２２は、その全体が軸直交方向（＝径方向）に平坦な鍔状になっている。また、この側板２２は、ブレード２２の外周側端部２１３よりも径方向外側に突出する側板第２突出部２２２を備えている。そして、周知のように、側板第２突出部２２２により、ケーシング３内での旋回流の生成を促進するようになっている。

本実施形態では、側板第２突出部２２２の一部（図６の切除部Ａ）を切除してバランス調整を行う。これによると、空気を押し出す機能を有するブレード２１の一部を切除することなくバランス調整を行うことができるため、送風性能の低下や騒音上昇を抑制することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図７は第４実施形態に係る遠心式多翼ファンを有する遠心式送風機の断面図、図８は図７の遠心式多翼ファンにおける要部の斜視図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

上記各実施形態では、バランス調整を行うために側板２２の一部を切除したが、本実施形態では、バランス調整を行うために主板２３の一部を切除するようにしている。

図７、図８に示すように、本実施形態のファン２における主板２３は、ブレード２１の軸方向他端側端部２１２よりも軸方向外側に突出する環状の主板第１突出部２３１を備えている。より詳細には、この主板第１突出部２３１は、軸方向に延びる円筒形状になっている。

ケーシング３には、主板第１突出部２３１に対向する面に、軸方向に延びる２つの円筒形状のケーシング突出部３４、３５が同軸に設けられている。また、２つのケーシング突出部３４、３５間に環状の溝３６が形成されている。

そして、環状溝３６内に主板第１突出部２３１を配置してラビリンス構造にすることにより、ケーシング３とファン２の主板２３との隙間を介して空気が流通するのを抑制するようにしている。

本実施形態では、主板第１突出部２３１における外周側端部の一部（図８の切除部Ａ）を切除してバランス調整を行う。これによると、空気を押し出す機能を有するブレード２１の一部を切除することなくバランス調整を行うことができるため、送風性能の低下や騒音上昇を抑制することができる。

また、ケーシング３とファン２の主板２３との隙間を介して空気が流通するのを抑制するために主板第１突出部２３１を設けている場合、その主板第１突出部２３１を利用することにより、ファン２の形状等を変更することなく容易にバランス調整を行うことができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。図９は第５実施形態に係る遠心式多翼ファンを有する遠心式送風機の断面図、図１０は図９の遠心式多翼ファンにおける要部の斜視図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図９、図１０に示すように、本実施形態のファン２における主板２３は、ブレード２２の外周側端部２１３よりも径方向外側に突出する環状の主板第２突出部２３２を備えている。より詳細には、この主板第２突出部２３２は軸直交方向（＝径方向）に平坦な鍔状になっている。そして、周知のように、主板第２突出部２３２により、ケーシング３内での旋回流の生成を促進するようになっている。

本実施形態では、主板第２突出部２３２における外周側端部の一部（図１０の切除部Ａ）を切除してバランス調整を行う。これによると、空気を押し出す機能を有するブレード２１の一部を切除することなくバランス調整を行うことができるため、送風性能の低下や騒音上昇を抑制することができる。

また、ケーシング３内での旋回流の生成を促進するために主板第２突出部２３２を設けている場合、その主板第２突出部２３２を利用することにより、ファン２の形状等を変更することなく容易にバランス調整を行うことができる。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。図１１は第６実施形態に係る遠心式多翼ファンの要部の斜視図である。第２実施形態では切除部Ａを１つ設けたが、本実施形態では切除部Ａを複数個設けている。なお、第２実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１１に示すように、側板第２突出部２２２には、バランス調整用の半円状の切除部Ａがファン回転方向（以下、回転方向と略す）に沿って連続的に隣接して複数個配列されている。換言すると、側板第２突出部２２２の一部は、切除部Ａが連続的に配列された鋸歯形状になっている。

ところで、側板２２の近傍を流れてきた後に側板２２から剥離した空気の流れは後流乱れとなりやすい。ここで、本実施形態のように、切除部Ａを回転方向に沿って隣接して複数個配列した場合、それらの切除部Ａは、側板２２から剥離した空気の流れが後流乱れとなることを抑制するセレーションとしての機能を果たすため、騒音上昇をさらに抑制することができる。なお、切除部Ａの形状は半円に限るものではなく、三角形や四角形でもよい。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態について説明する。図１２は第７実施形態に係る遠心式多翼ファンの要部の斜視図である。本実施形態は、切除部Ａの形状が第２実施形態と異なっている。なお、第２実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１２に示すように、バランス調整のために切除部分を多くとる必要がある場合には、側板第２突出部２２２に形成される切除部Ａの形状を、回転方向に長い形状、より詳細には、径方向寸法よりも回転方向寸法が長い形状にしてもよい。

（第８実施形態）
本発明の第８実施形態について説明する。図１３は第８実施形態に係る遠心式多翼ファンの要部の斜視図である。本実施形態は、切除部Ａの形状が第２実施形態と異なっている。なお、第２実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

第２実施形態の切除部Ａは切り欠きであったが、図１３に示すように、側板第２突出部２２２に形成される切除部Ａは貫通穴でもよい。

（第９実施形態）
本発明の第９実施形態について説明する。図１４は第９実施形態に係る遠心式多翼ファンの要部の斜視図である。第５実施形態では切除部Ａを１つ設けたが、本実施形態では切除部Ａを複数個設けている。なお、第５実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１４に示すように、主板第２突出部２３２における外周側端部には、バランス調整用の半円状の切除部Ａが回転方向に沿って連続的に隣接して複数個配列されている。換言すると、主板第２突出部２３２の一部は、切除部Ａが連続的に配列された鋸歯形状になっている。

ところで、主板２３の近傍を流れてきた後に主板２３から剥離した空気の流れは後流乱れとなりやすい。ここで、本実施形態のように、切除部Ａを回転方向に沿って隣接して複数個配列した場合、それらの切除部Ａは、主板２３から剥離した空気の流れが後流乱れとなることを抑制するセレーションとしての機能を果たすため、騒音上昇をさらに抑制することができる。なお、切除部Ａの形状は半円に限るものではなく、三角形や四角形でもよい。

（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態について説明する。図１５は第１０実施形態に係る遠心式多翼ファンの要部の斜視図である。なお、第５実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１５に示すように、バランス調整のために切除部分を多くとる必要がある場合には、主板第２突出部２３２における外周側端部に形成される切除部Ａの形状を、回転方向に長い形状、より詳細には、径方向寸法よりも回転方向寸法が長い形状にしてもよい。

本発明の第１実施形態に係る遠心式多翼ファンを有する遠心式送風機の断面図である。図１の遠心式多翼ファンにおける要部の斜視図である。本発明の第２実施形態に係る遠心式多翼ファンを有する遠心式送風機の断面図である。図３の遠心式多翼ファンにおける要部の斜視図である。本発明の第３実施形態に係る遠心式多翼ファンを有する遠心式送風機の断面図である。図５の遠心式多翼ファンにおける要部の斜視図である。本発明の第４実施形態に係る遠心式多翼ファンを有する遠心式送風機の断面図である。図７の遠心式多翼ファンにおける要部の斜視図である。本発明の第５実施形態に係る遠心式多翼ファンを有する遠心式送風機の断面図である。図９の遠心式多翼ファンにおける要部の斜視図である。本発明の第６実施形態に係る遠心式多翼ファンの要部の斜視図である。本発明の第７実施形態に係る遠心式多翼ファンの要部の斜視図である。本発明の第８実施形態に係る遠心式多翼ファンの要部の斜視図である。本発明の第９実施形態に係る遠心式多翼ファンの要部の斜視図である。本発明の第１０実施形態に係る遠心式多翼ファンの要部の斜視図である。

符号の説明

１１回転軸
２１ブレード
２２側板
２３主板
２１１軸方向一端側端部
２１２軸方向他端側端部

Claims

回転軸（１１）の周りに多数枚配設されたブレード（２１）と、前記ブレード（２１）の軸方向一端側端部（２１１）を連結する側板（２２）と、前記回転軸（１１）に結合されるとともに、前記ブレード（２１）の軸方向他端側端部（２１２）を連結する主板（２３）とを有し、軸方向一端側から空気を吸引して径方向外側に向かって空気を吹き出す遠心式多翼ファンにおいて、
前記側板（２２）は、前記ブレード（２１）の軸方向一端側端部（２１１）よりも軸方向外側に突出する環状の側板第１突出部（２２１）を備え、前記側板第１突出部（２２１）の一部を切除してバランス調整されていることを特徴とする遠心式多翼ファン。
前記側板（２２）の一部を切除して形成された切除部は、回転方向に沿って隣接して複数個配列されていることを特徴とする請求項１に記載の遠心式多翼ファン。
前記側板（２２）の一部を切除して形成された切除部は、径方向寸法よりも回転方向寸法が長い形状であることを特徴とする請求項１に記載の遠心式多翼ファン。
前記側板（２２）の一部を切除して形成された切除部は、貫通穴であることを特徴とする請求項１に記載の遠心式多翼ファン。