JP4865654B2 - Centrifugal blower and vehicle air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、車両用空気調和装置に用いて好適な遠心送風機に関するものである。 The present invention relates to a centrifugal blower suitable for use in a vehicle air conditioner.
車両用空気調和装置には、ＨＶＡＣ（Heating Ventilation & Air Conditioning）ユニットが多用されている。このＨＶＡＣユニットは、送風装置として、例えば遠心送風機を備えている。この遠心送風機は、複数の翼を備えた羽根車の回転によってベルマウスから空気を吸い込み、半径方向外側に空気を吹き出す。
このような遠心送風機では、フットモードやデフロストモードのような小風量時に、翼上流端近傍の吸い込み部で、吸込空気の主流に対して逆方向に流れる逆流現象が発生する。この逆流が主流や翼上流端と干渉することによって発生する騒音が問題となる。
これを解決するために、特許文献１では、ベルマウスを内周側に延長して翼上流端を覆い、その間に逆流領域を閉じ込めて主流から隔離することによって主流との干渉を防止している。
また、特許文献２では、ベルマウスの内周側に案内壁を設けることによって、逆流領域と主流領域とを分離するようにしている。
HVAC (Heating Ventilation & Air Conditioning) units are frequently used in vehicle air conditioners. This HVAC unit includes, for example, a centrifugal blower as a blower. This centrifugal blower sucks air from the bell mouth by rotation of an impeller provided with a plurality of blades, and blows air outward in the radial direction.
In such a centrifugal blower, a reverse flow phenomenon that flows in a direction opposite to the main flow of the intake air occurs at the suction portion near the blade upstream end when the air volume is small such as in the foot mode or the defrost mode. The problem is noise generated by the interference of the back flow with the main flow and the blade upstream end.
In order to solve this problem,
Moreover, in patent document 2, the backflow area | region and the mainstream area | region are isolate | separated by providing a guide wall in the inner peripheral side of a bellmouth.
しかし、特許文献１記載の技術は、ベルマウスによって逆流を閉じ込めるだけであり、ベルマウスと翼上流端との間には依然として逆流が存在することになる。この逆流によって生じる循環流が翼上流端と干渉することによって騒音が発生するおそれがある。したがって、同文献に記載の技術では、翼上流端近傍の吸い込み部に発生する逆流による騒音対策としては十分といえない。
However, the technology described in
また、特許文献２記載の技術は、案内壁とベルマウスとの間に、多数の副翼が設けられている。これらの副翼は、周方向に一定間隔で設けられているので、羽根車の回転数に応じて規則的な騒音（周期音）が生じるおそれがある。 Moreover, the technique of patent document 2 is provided with many sub wings between the guide wall and the bell mouth. Since these auxiliary blades are provided at regular intervals in the circumferential direction, there is a possibility that regular noise (periodic sound) may be generated according to the rotational speed of the impeller.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、特に小流量時に翼上流端近傍の吸い込み部に発生する逆流による騒音を防止するとともに、周期音の低減をも可能とした遠心送風機および車両用空気調和装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in particular, a centrifugal device that prevents backflow noise generated in the suction portion near the blade upstream end when the flow rate is small and can reduce periodic sounds. An object is to provide a blower and an air conditioner for a vehicle.
上記課題を解決するために、本発明の遠心送風機および車両用空気調和装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる遠心送風機は、軸線回りに回転する底板上に立設されるとともに該底板の周方向に所定間隔を隔てて配置された複数の翼を有し、これらの翼によって、前記軸線側から吸い込んだ気体を外周側へと吹き出す羽根車と、該羽根車を前記軸線回りに回転させる駆動装置と、前記羽根車を格納するとともに、該羽根車の外周側にて舌部を起点として形成された渦巻状流路、及び、各前記翼の気体流れ上流側にて前記軸線側から吸い込まれる気体の吸込口を形成するベルマウスを有するケーシングと、前記ベルマウスの内周側に離間して位置するとともに、略前記軸線方向に延在する内側壁部とを備えた遠心送風機において、前記内側壁部と前記ベルマウスとの間には、該内側壁部を支持するとともに、前記翼に対向する位置に設けられた支持部材が周方向に複数設けられ、これら支持部材の隣り合う周方向間隔がそれぞれ異なることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the centrifugal blower and the vehicle air conditioner of the present invention employ the following means.
That is, the centrifugal blower according to the present invention has a plurality of wings that are erected on the bottom plate that rotates about the axis and that are arranged at a predetermined interval in the circumferential direction of the bottom plate. An impeller that blows out the gas sucked in from the axis side to the outer peripheral side, a driving device that rotates the impeller around the axis, and the impeller is stored, and the tongue is started on the outer peripheral side of the impeller And a casing having a bell mouth that forms a suction port for the gas sucked from the axis side on the upstream side of the gas flow of each of the blades, and a casing on the inner peripheral side of the bell mouth A centrifugal blower including an inner wall portion extending substantially in the axial direction, and supporting the inner wall portion between the inner wall portion and the bell mouth, and the wing Opposite to Multiple provided a support member circumferentially provided, wherein the different circumferential spacing adjacent of the support members respectively.
駆動装置によって羽根車を軸線回りに回転させることによって底板上に立設された翼が回転し、軸線側から気体が吸い込まれて外周側へと吹き出される。このように、気体の主流は軸線側から外周側へと流れるが、気体流量が少ないときには、翼上流端近傍の吸い込み部にて一部の気体が主流に対して逆流する現象が発生する。本発明では、ベルマウス内周側に離間して位置するとともに、略軸線方向に延在する内側壁部を採用することによって、ベルマウス内周側との間に逆流を導く流路を形成し、逆流を内側壁部に沿って略軸線方向に流して、翼上流端から遠ざけるようにした。このように逆流を翼上流端から遠ざけることで、翼上流端近傍の吸い込み部にて発生する逆流による循環流が解消され、騒音の発生を抑えることができる。また、逆流を翼の吸い込み部から排除することによって主流に沿う順流のみを羽根車へと導くことができるので、小流量であっても安定動作させることができる。
なお、内側壁部に沿って流れて内側壁部を通過した逆流は、翼上流端から遠ざけられた位置にて再び主流に合流し、翼へと導かれる。
By rotating the impeller around the axis by the driving device, the blades standing on the bottom plate rotate, and gas is sucked from the axis and blown to the outer peripheral side. Thus, the main flow of gas flows from the axial side to the outer peripheral side, but when the gas flow rate is small, a phenomenon occurs in which a part of the gas flows backward with respect to the main flow in the suction portion near the blade upstream end. In the present invention, by adopting an inner wall portion that is spaced apart from the inner peripheral side of the bell mouth and extends substantially in the axial direction, a flow path that guides a reverse flow with the inner peripheral side of the bell mouth is formed. The reverse flow was made to flow in the substantially axial direction along the inner wall portion so as to be away from the upstream end of the blade. By keeping the reverse flow away from the blade upstream end in this way, the circulation flow caused by the reverse flow generated at the suction portion near the blade upstream end is eliminated, and the generation of noise can be suppressed. Further, by eliminating the reverse flow from the suction portion of the blade, only the forward flow along the main flow can be guided to the impeller, so that stable operation can be achieved even with a small flow rate.
In addition, the backflow which flowed along the inner wall part and passed through the inner wall part joins the mainstream again at a position away from the blade upstream end, and is guided to the blade.
また、周方向に設けた複数の支持部材によって、内側壁部がベルマウスの内周側に支持される。そして、それぞれの支持部材が隣り合う周方向間隔を異なることとした。すなわち、支持部材を周方向に等間隔で配置することを避ける。これにより、羽根車の回転数に応じて発生する規則的な騒音（周期音）を防止することができる。 The inner wall portion is supported on the inner peripheral side of the bell mouth by a plurality of support members provided in the circumferential direction. And the circumferential direction space | interval which each support member adjoins decided to differ. That is, it is avoided to arrange the support members at equal intervals in the circumferential direction. Thereby, the regular noise (periodic sound) which generate | occur | produces according to the rotation speed of an impeller can be prevented.
さらに、本発明の遠心送風機によれば、前記内側壁部の下流端には、下流側に向けて拡径する下流側曲部が形成されていることを特徴とする。 Furthermore, according to the centrifugal blower of the present invention, the downstream end of the inner wall portion is formed with a downstream curved portion that expands toward the downstream side.
内側壁部の下流端に、下流側に向けて拡径する下流側曲部を形成することによって、内側壁部の内周に沿って流れる主流気体を加速し、翼へと円滑に導くことができる。 By forming a downstream curved portion that expands toward the downstream side at the downstream end of the inner wall portion, the mainstream gas flowing along the inner periphery of the inner wall portion can be accelerated and smoothly guided to the wing. it can.
さらに、本発明の遠心送風機によれば、前記翼の先端には、その内面で気体流れを下流側へと導くように形成されたシュラウドが設けられ、前記下流側曲部は、該下流側曲部の内周からさらに下流側へと延長される延長線上に前記シュラウドの内面が位置するように形成されていることを特徴とする。 Furthermore, according to the centrifugal blower of the present invention, the tip of the blade is provided with a shroud formed so as to guide the gas flow to the downstream side on the inner surface thereof, and the downstream curved portion is the downstream curved portion. The inner surface of the shroud is formed so as to be positioned on an extension line extending further from the inner periphery to the downstream side.
翼の先端にシュラウドが設けられている場合には、下流側曲部の内周からさらに下流側へと延長される延長線上にシュラウドの内面（底板側の面）が位置することが好ましい。これにより、内側壁部の下流側曲部の内周に沿って流れる主流気体の流れがシュラウドの内面に沿うように導かれることとなり、さらに騒音低減の効果が増大される。 In the case where a shroud is provided at the tip of the blade, it is preferable that the inner surface of the shroud (the surface on the bottom plate side) is located on an extension line extending further from the inner periphery of the downstream curved portion to the downstream side. Thereby, the flow of the mainstream gas flowing along the inner periphery of the downstream curved portion of the inner wall portion is guided along the inner surface of the shroud, and the noise reduction effect is further increased.
さらに、本発明の遠心送風機によれば、前記内側壁部の上流端には、上流側に向けて拡径する上流側曲部が形成されていることを特徴とする。 Furthermore, according to the centrifugal blower of the present invention, an upstream-side curved portion whose diameter increases toward the upstream side is formed at the upstream end of the inner wall portion.
内側壁部の上流端に、上流側に向けて拡径する上流側曲部を形成することによって、曲部の壁面上の圧力が低下し、より多くの気体を内側壁部の内周側に取り込むことができる。これにより、小風量時における騒音をより低減することができる。 By forming an upstream curved portion that expands toward the upstream side at the upstream end of the inner wall portion, the pressure on the wall surface of the curved portion is reduced, and more gas is transferred to the inner peripheral side of the inner wall portion. Can be captured. Thereby, the noise at the time of small air volume can be reduced more.
さらに、本発明の遠心送風機によれば、前記支持部材は、前記舌部近傍に位置する領域にのみ設けられていることを特徴とする。 Furthermore, according to the centrifugal blower of the present invention, the support member is provided only in a region located in the vicinity of the tongue portion.
支持部材を舌部近傍の領域にのみ設けることとして、それ以外の領域には支持部材を設けないこととした。これにより、支持部材が設けられていない領域では、支持部材によって流れが阻害されることがなく、流量を確保することができる。
なお、舌部近傍に位置する領域とは、舌部を羽根車に吸い込まれる気体の上流側から平面視した場合に、舌部を基準として例えば±９０°程度の領域を意味する。
The support member is provided only in the region near the tongue, and the support member is not provided in other regions. Thereby, in a region where the support member is not provided, the flow is not hindered by the support member, and the flow rate can be ensured.
Note that the region located in the vicinity of the tongue means a region of, for example, about ± 90 ° with respect to the tongue when the tongue is viewed in plan from the upstream side of the gas sucked into the impeller.
さらに、本発明の遠心送風機によれば、略前記軸線方向に延在する前記内側壁部の延在寸法は、小流量時に発生する逆流の程度が大きい周方向位置ほど他の周方向位置よりも大きい高さとなるように、その周方向位置に応じて異なることを特徴とする。 Furthermore, according to the centrifugal blower of the present invention, the extension dimension of the inner wall portion extending substantially in the axial direction is larger in the circumferential direction position where the degree of backflow generated at a small flow rate is larger than in the other circumferential position. It differs according to the circumferential direction position so that it may become large height .
小流量時に発生する逆流は、主として舌部近傍に発生するが、逆流の程度の大きさは、周方向位置に応じて異なる。そこで、内側壁部の延在寸法を周方向位置に応じて異なることとした。具体的には、逆流の程度が大きい周方向位置の内側壁部ほど、他の位置よりも大きい延在寸法とする。これにより、程度が大きい逆流ほど翼の吸い込み部から離間させることができ、さらに騒音を低減させることができる。
なお、逆流の程度は舌部直近とは限らない。したがって、逆流の程度が大きい位置が舌部直近の位置よりも離れた位置にある場合には、この離れた位置における延在寸法が舌部直近の延在寸法よりも大きい寸法となる。
なお、内側壁部の延在寸法が大きいとは、内側壁部の上端側への延長寸法が大きい場合と、下端側への延長寸法が大きい場合の両方を含む。好ましくは、逆流の程度が大きい位置では、上流側の寸法を可及的に大きくすると良い。
The reverse flow generated at a small flow rate is mainly generated in the vicinity of the tongue, but the magnitude of the reverse flow differs depending on the position in the circumferential direction. Therefore, the extension dimension of the inner wall portion is changed according to the circumferential position. Specifically, the inner wall portion at the circumferential position where the degree of backflow is large is set to an extended dimension larger than the other positions. Thereby, the larger the reverse flow, the farther away from the suction portion of the wing, and the more the noise can be reduced.
Note that the degree of backflow is not necessarily close to the tongue. Therefore, when the position where the degree of backflow is large is located at a position away from the position near the tongue, the extension dimension at the separated position is larger than the extension dimension near the tongue.
In addition, that the extension dimension of an inner wall part is large includes both the case where the extension dimension to the upper end side of an inner wall part is large, and the case where the extension dimension to a lower end side is large. Preferably, the upstream dimension is made as large as possible at a position where the degree of backflow is large.
さらに、本発明の遠心送風機によれば、前記内側壁部と前記ベルマウスの内周面との離間間隔は、小流量時に発生する逆流の程度が大きい周方向位置ほど他の周方向位置よりも流路幅が大きくなるように、その周方向位置に応じて異なることを特徴とする。 Furthermore, according to the centrifugal blower of the present invention, the separation interval between the inner wall portion and the inner peripheral surface of the bell mouth is larger in the circumferential position where the degree of backflow generated at a small flow rate is larger than in other circumferential positions. The flow path width is different depending on the position in the circumferential direction so as to increase .
小流量時に発生する逆流は、主として舌部近傍に発生するが、逆流の程度の大きさは、周方向位置に応じて異なる。そこで、内側壁部とベルマウス内周面との離間間隔を周方向位置に応じて異なることとした。具体的には、逆流の程度が大きい周方向位置ほど、離間間隔を大きくする。これにより、逆流の程度に応じて適切な離間間隔を設定することができる。
なお、逆流の程度は舌部直近とは限らない。したがって、逆流の程度が大きい位置が舌部直近の位置よりも離れた位置にある場合には、この離れた位置における離間間隔が舌部直近の延在寸法よりも大きくなる。
The reverse flow generated at a small flow rate is mainly generated in the vicinity of the tongue, but the magnitude of the reverse flow differs depending on the position in the circumferential direction. Therefore, the spacing between the inner wall portion and the inner peripheral surface of the bell mouth is different depending on the circumferential position. Specifically, the separation interval is increased as the circumferential position has a higher degree of backflow. Thereby, an appropriate separation interval can be set according to the degree of backflow.
Note that the degree of backflow is not necessarily close to the tongue. Therefore, when the position where the degree of backflow is large is located at a position farther away than the position near the tongue, the separation interval at the separated position becomes larger than the extension dimension near the tongue.
さらに、本発明の遠心送風機によれば、前記内側壁部が形成される周方向領域は、前記羽根車に吸い込まれる気体の上流側から平面視した場合に、前記舌部を含んだ略円弧状領域に設けられていることを特徴とする。 Furthermore, according to the centrifugal blower of the present invention, the circumferential region in which the inner wall portion is formed is substantially arc-shaped including the tongue portion when viewed from the upstream side of the gas sucked into the impeller. It is provided in the area.
内側壁部は、羽根車に吸い込まれる気体の上流側から平面視した場合に、円形状として３６０°の範囲にわたって形成してもよいが、小流量時に発生する逆流は、主として舌部近傍に発生する。したがって、内側壁部が形成される周方向領域は、舌部を含んだ円弧状領域に設定することが好ましい。このように、逆流が発生する領域にのみ内側壁部を設けることとして、それ以外の領域には内側壁部が存在しないことになるので、気体流れの抵抗を減らすことができ、気体流量を確保することができる。
なお、舌部を含んだ円弧状領域としては、舌部を基準として例えば±９０°程度の領域を意味する。
The inner wall portion may be formed over a 360 ° range as a circular shape when viewed from the upstream side of the gas sucked into the impeller, but the reverse flow generated at a small flow rate mainly occurs in the vicinity of the tongue portion. To do. Therefore, it is preferable to set the circumferential region in which the inner wall portion is formed to an arc-shaped region including the tongue. As described above, since the inner wall portion is provided only in the region where the backflow occurs, the inner wall portion does not exist in the other region, so that the gas flow resistance can be reduced and the gas flow rate is ensured. can do.
The arc-shaped region including the tongue means a region of about ± 90 ° with respect to the tongue.
さらに、本発明の遠心送風機によれば、前記内側壁部は、前記羽根車に吸い込まれる気体から見て、下流端の肉厚が上流側よりも薄くされた先細り形状とされていることを特徴とする。 Furthermore, according to the centrifugal blower of the present invention, the inner wall portion has a tapered shape in which the thickness of the downstream end is thinner than that of the upstream side when viewed from the gas sucked into the impeller. And
内側壁部の下流端の肉厚を上流側よりも薄くして先細り形状としたので、内側壁部に沿って流れた気体が内側壁部の下流端から規則的に発生する渦を防止し、騒音の発生を抑える。 Since the wall thickness of the downstream end of the inner wall portion is made thinner than the upstream side and becomes a tapered shape, the gas flowing along the inner wall portion prevents vortices regularly generated from the downstream end of the inner wall portion, Reduce the generation of noise.
さらに、本発明の遠心送風機によれば、前記羽根車に吸い込まれる気体から見た前記内側壁部の上流端には、内周側に突出する凸部が形成されていることを特徴とする。 Furthermore, according to the centrifugal blower of the present invention, a convex portion protruding to the inner peripheral side is formed at the upstream end of the inner wall portion viewed from the gas sucked into the impeller.
内側壁部とベルマウスとの間の流路を流れた逆流は、内側壁部の上流端を回り込んで主流へと合流する。この逆流が内側壁部の上流端を回り込む際に、内側壁部の内周側に突出する凸部が設けられているので、回り込んだ逆流が内側壁部の内周面に付着して流れることになる。これにより、主流を乱すことなく円滑に逆流を主流へと合流させることができる。 The reverse flow that has flowed through the flow path between the inner wall portion and the bell mouth wraps around the upstream end of the inner wall portion and joins the main flow. When the backflow flows around the upstream end of the inner wall portion, a convex portion that protrudes to the inner peripheral side of the inner wall portion is provided, so that the backflow that flows around adheres to the inner peripheral surface of the inner wall portion and flows. It will be. Thereby, a backflow can be smoothly joined to a mainstream, without disturbing a mainstream.
また、本発明の車両用空気調和装置は、上記のいずれかに記載された遠心送風機を備え、該遠心送風機から吹き出される気体に対して冷却及び／又は加熱して空気調和を行い、フェイスダクト、フットダクト及びデフロストダクトのいずれかから空気調和後の気体を車両室内に供給することを特徴とする。 Moreover, the vehicle air conditioner of the present invention includes the centrifugal blower described in any of the above, performs cooling and / or heating on the gas blown from the centrifugal blower, performs air conditioning, and a face duct. The air-conditioned gas is supplied into the vehicle compartment from either the foot duct or the defrost duct.
車両用空気調和装置では、フットダクトまたはデフロストダクトから空気調和後の気体を供給するフットモードまたはデフロストモードのときに気体流量が小さくなり、遠心送風機の翼上流端近傍の吸い込み部に発生する逆流による騒音が問題となる。本発明の車両用空気調和装置では、上述したいずれかの遠心送風機を備えているので、フットモードまたはデフロストモードのような小流量時であっても、逆流による騒音を防止することができる。 In a vehicle air conditioner, the gas flow rate decreases in the foot mode or defrost mode in which the air-conditioned gas is supplied from the foot duct or defrost duct, and the backflow generated in the suction section near the upstream end of the centrifugal fan blades. Noise is a problem. Since the vehicle air conditioner of the present invention includes any one of the centrifugal blowers described above, it is possible to prevent noise caused by backflow even at a small flow rate such as in the foot mode or the defrost mode.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
ベルマウスから離間した内周側に内側壁部を設けることによって、翼上流端近傍の吸い込み部に生じる逆流を翼から遠ざけることができるので、逆流との干渉による異音の発生を抑制することができる。
また、小流量時であっても羽根車を安定的に動作させることができ、回転数変動による異音の発生や羽根車の失速による異音の発生を防止することができる。
The present invention has the following effects.
By providing the inner wall on the inner circumferential side that is separated from the bell mouth, the reverse flow generated in the suction portion near the upstream end of the blade can be kept away from the blade, so that the generation of abnormal noise due to interference with the reverse flow can be suppressed. it can.
Further, the impeller can be stably operated even at a small flow rate, and the generation of abnormal noise due to fluctuations in the rotational speed and the occurrence of abnormal noise due to the stall of the impeller can be prevented.
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、車両用空調装置であるＨＶＡＣユニットに用いられる遠心送風機１が示されている。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a
ＨＶＡＣユニットは、周知のように、遠心送風機から吹き出される空気（気体）に対して、蒸発器等の冷却器と、ヒータコア、電気ヒータ、凝縮器等の加熱器とを備えている。冷却器によって冷却された空気と加熱器によって加熱された空気とが、エアミックスダンパによって適宜混合されて空気調和が行われ、フェイスダクト、フットダクト及びデフロストダクトのいずれか又はこれらの組合せから車両室内に空気調和後の空気が供給される。 As is well known, the HVAC unit includes a cooler such as an evaporator and a heater such as a heater core, an electric heater, and a condenser for air (gas) blown out from the centrifugal blower. The air cooled by the cooler and the air heated by the heater are appropriately mixed by an air mix damper to perform air conditioning, and from the face duct, the foot duct, the defrost duct, or a combination thereof, the vehicle interior The air after the air conditioning is supplied.
図１に示すように、遠心送風機１は、駆動用モータ（駆動装置）３３と、ケーシング２２と、遠心式の羽根車２０とを備えている。
駆動用モータ３３は、電動モータとされ、図示しない電源から電力が供給されるようになっている。駆動用モータ３３の回転軸５０は、図において上方に軸線Ｐ方向に沿って延在しており、羽根車２０のボス部２８に連結されている。
ケーシング２２は、その上部略中央に円形の空気取入口を形成するベルマウス３１を備えている。ケーシング２２の外周側、すなわち羽根車２０の出口側には、スクロール状流路（渦巻き状流路）２２ａが形成されている。スクロール状流路２２ａは、図３に示されているように、舌部２３を起点とした例えば対数螺旋にしたがった形状となっている。
As shown in FIG. 1, the
The
The
羽根車２０は、底板２４と、多数のメインブレード（翼）２５と、シュラウド２６とを備えている。
底板２４は、駆動用モータ３３の回転軸５０側を包囲するように中央部分が突出したコーン形状となっている。この底板２４の中心位置には、駆動用モータ３３からの駆動力が伝達されるボス部２８が設けられている。
メインブレード２５は、その一端側（図１において下側）が底板２４の外周部に差し込まれた状態で固定されており、その長手方向が駆動用モータ３３の回転軸線方向に向いた状態で立設されている。各メインブレード２５は、円周方向に所定間隔をおいて多数配置されている。
The
The
The
シュラウド２６は、各メインブレード２５の他端（図１において上端）に接続されている。
図２に示すように、シュラウド２６は、内周側から外周側に向かうにつれて底板２４に接近するように、駆動用モータ３３の回転軸線に対して傾斜した形状を有している。シュラウド２６の上端は、ベルマウス３１の外周側に設けられた下方に開口する凹部内に位置している。
The
As shown in FIG. 2, the
ベルマウス３１の内周側には、インナーベルマウス（内側壁部）３２が設けられている。インナーベルマウス３２は、ベルマウス３１に対して半径方向に離間しており、これらの間にはガイド流路３４（図４（ａ）参照）が形成されている。インナーベルマウス３２は、長手方向が軸線Ｐ方向に延在する縦断面を有する帯状の無端リング体となっている。
図４（ａ）には、インナーベルマウス３２、ベルマウス３１およびメインブレード２５の位置関係が示されている。
同図に示すように、シュラウド２６は、メインブレード２５の上流端部である上端の外周側（図において右方）に固定されている。すなわち、メインブレード２５の上端の内周側（図において左方）にはシュラウド２６が固定されていない。しかも、メインブレード２５の上端の内周側はベルマウス３１の内周面３１ａよりも内周側に位置している。したがって、メインブレード２５の上端の内周側は、シュラウド２６を介さずにベルマウス３１の内周側の上方空間に露出している。また、この上方空間には、ベルマウス３１とインナーベルマウス３２によって形成されたガイド流路３４が形成されている。後述するように、このガイド流路３４によって、逆流ＲＦがガイドされることになる。
An inner bell mouth (inner wall portion) 32 is provided on the inner peripheral side of the
FIG. 4A shows the positional relationship between the
As shown in the figure, the
なお、インナーベルマウス３２の形状は、以下のように変形することができる。
図４（ｂ）に示すように、円弧形状とされた縦断面を有するインナーベルマウス４０としても良い。このような形状とすることにより、下流側に向けて拡径する下流側曲部４０ａと、上流側に向けて拡径する上流側曲部４０ｂが形成されることになる。
下流側曲部４０ａを設けることにより、インナーベルマウス４０の内周に沿って流れる主流気体を加速し、メインブレード２５へと円滑に導くことができる。また、図４（ｂ）に示しているように、インナーベルマウス４０の下流側曲部４０ａの内周からさらに下流側へと延長される延長線Ｌ２上に、シュラウド２６の内面（底板側の面）が位置している。これにより、下流側曲部４０ａの内周に沿って流れる主流気体の流れがシュラウド２６の内面に沿うように導かれることとなり、さらに騒音低減の効果が増大される。
また、上流側曲部４０ｂを設けることにより、曲部の壁面上の圧力が低下するので、より多くの気体をインナーベルマウス４０の内周側に取り込むことができる。これにより、小風量時における騒音をより低減することができる。
The shape of the
As shown in FIG.4 (b), it is good also as the
By providing the downstream curved portion 40 a, the mainstream gas flowing along the inner periphery of the
Moreover, since the pressure on the wall surface of a curved part falls by providing the upstream
さらに、図４（ｃ）に示すように、図４（ｂ）のインナーベルマウス４０の上流側曲部４０ｂを直線状とした上流端４２ｂを有するインナーベルマウス４２としても良い。このインナーベルマウス４２は、図４（ｂ）のインナーベルマウス４０と同様に下流側曲部４２ａを有している。インナーベルマウス４２の上流端を直線状としたので、型成形が容易になるという利点がある。
Further, as shown in FIG. 4C, an
図５に示すように、インナーベルマウス３２は、ベルマウス３１に対して、ステー（支持部材）３６によって支持されている。ステー３６は、半径方向に延在するとともに周方向に複数（同図では４本）設けられている。各ステー３６間の周方向間隔Ｌ１は、それぞれ異なるように設定されている。すなわち、ステー３６を周方向に等間隔で配置することを避けている。これにより、羽根車２０の回転数に応じて発生する規則的な騒音（周期音）を防止するようになっている。
As shown in FIG. 5, the
次に、上記構成の遠心送風機１を備えたＨＶＡＣユニットの作用効果について説明する。
駆動用モータ３３により羽根車２０が回転させられると、羽根車２０のメインブレード２５の作用により、図１において軸線Ｐ方向下側に流れ、ベルマウス３１から空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、主流ＭＦとして、シュラウド２６と底板２４との間を流れ、メインブレード２５を通過してケーシング２２のスクロール状流路２２ａへと流出する。スクロール状流路２２ａへと流出した空気は、エバポレータやヒータコアが設けられたＨＶＡＣユニット本体部へと導かれる。
Next, the effect of the HVAC unit provided with the
When the
ＨＶＡＣユニットが、フットモードやデフロストモードのような小流量の流れとなっている場合には、図４に示すように、メインブレード２５の上流端近傍の吸い込み部にて主流ＭＦとは逆方向に流れる逆流ＲＦが発生する。発生した逆流ＲＦは、インナーベルマウス３２とベルマウス３１との間のガイド流路３４を通り、主流ＭＦと干渉せずにガイドされる。ガイド流路３４を通過した後の逆流ＲＦは、インナーベルマウス３１の上端（主流ＭＦから見た上流端）を回り込み、主流ＭＦに合流する。このように、メインブレード２５の上流端近傍の吸い込み部にて発生した逆流ＲＦは、メインブレード２５の上流端近傍から遠ざけられる。したがって、メインブレード２５の上流端近傍の吸い込み部にて発生する逆流による循環流が解消され、騒音の発生を抑えることができる。また、逆流ＲＦをメインブレード２５の吸い込み部から排除することによって主流に沿う順流のみを羽根車２０へと導くことができるので、小流量であっても安定動作させることができる。
When the HVAC unit has a small flow rate such as a foot mode or a defrost mode, as shown in FIG. 4, the suction portion near the upstream end of the
図６には、本実施形態の遠心送風機１の空力特性が示されている。同図において横軸は風量、縦軸は圧力である。
曲線Ｃ１は本実施形態の遠心送風機１の空力特性を示し、曲線Ｃ２はインナーベルマウスを設けていない従来の遠心送風機の空力特性を示している。また、曲線ＰＬ１はフェイスモード時の圧力損失を示し、曲線ＰＬ２はフットモード時またはデフロストモード時の圧力損失を示す。したがって、フェイスモード時の圧力損失を示す曲線ＰＬ１との交点Ａがフェイスモード時の運転点を示し、フットモード時またはデフロストモード時の圧力損失を示す曲線ＰＬ２との交点Ｂ１，Ｂ２がフットモード時またはデフロストモード時の運転点を示す。
同図に示されているように、風量が大きいフェイスモード時では、本実施形態の遠心送風機であっても従来の遠心送風機であっても、逆流が発生しないので運転点は点Ａにおいて一致し、安定的な運転が行われる。
一方、風量が小さいフットモード時またはデフロストモード時では、従来の遠心送風機は逆流がメインブレードの上流端の吸い込み部にて発生し、逆流によって生じる循環渦とメインブレードとの干渉などによって不安定な動作となり、運転点は点Ｂ２となる。また、点Ｂ２の辺りでは、羽根車の回転数が変動し易く安定した動作ができない。これに対して、本実施形態の遠心送風機では、インナーベルマウス３２によって発生した逆流をメインブレード２５の吸い込み部から遠ざけ、羽根車２０には主流のみが流入することとしたので、風量が小さいフットモード時またはデフロストモード時であっても、風量の減少に伴って圧力が一定に上昇し、従来の運転点Ｂ２よりも高い圧力となる運転点Ｂ１にて安定的に動作する。すなわち、本実施形態の遠心送風機は、小風量時であっても安定動作することができるので、逆流と主流との干渉による異音だけでなく、羽根車２０の回転数変動による異音や羽根車２０の失速による異音をも抑制することができる。
FIG. 6 shows aerodynamic characteristics of the
A curve C1 shows the aerodynamic characteristics of the
As shown in the figure, in the face mode where the air volume is large, no backflow occurs in the centrifugal fan of this embodiment or the conventional centrifugal fan, so the operating point coincides at point A. , Stable operation is performed.
On the other hand, in the foot mode or the defrost mode where the air volume is small, the conventional centrifugal blower is unstable due to the backflow generated in the suction section at the upstream end of the main blade and the interference between the circulating vortex generated by the backflow and the main blade. The operation point becomes point B2. Further, around the point B2, the rotational speed of the impeller is likely to fluctuate and a stable operation cannot be performed. On the other hand, in the centrifugal blower of the present embodiment, the reverse flow generated by the
なお、本実施形態は、以下のように変形することもできる。
本実施形態では、例えば図１に示したように、インナーベルマウス３２は軸線Ｐ方向に一定の高さを有することとしたが、図７に示すように、周方向位置に応じて異なる高さ（延在寸法）としても良い。図７は、横軸がインナーベルマウス３２の周方向位置を示し、縦軸がインナーベルマウス３２の高さ寸法を示す。なお、横軸は右方が羽根車２０の回転方向の上流側を意味する。なお、横軸の数値は、舌部の位置を基準（０°）とした角度を示している。
同図の曲線Ｄ１に示されているように、舌部２３（図３参照）近傍に対応する周方向位置近傍にて最も大きい高さとし、当該位置から離れるにしたがって小さい高さとする。これによる作用効果は以下の通りである。
小流量時に発生する逆流は、主として舌部２３近傍に発生するが、逆流の程度の大きさは、周方向位置に応じて異なる。そこで、インナーベルマウス３２の高さを周方向位置に応じて異ならせて、逆流の程度が大きい周方向位置ほど、他の位置よりも大きい高さとする。これにより、程度が大きい逆流ほどメインブレード２５の吸い込み部から離間させることができ、さらに騒音を低減させることができる。
なお、逆流の程度は舌部直近が最も大きいとは限らない。したがって、逆流の程度が大きい位置が舌部直近の位置よりも離れた位置にある場合には、例えば同図にて曲線Ｄ２で示したように、この離れた位置におけるインナーベルマウス３２の高さが舌部直近の高さよりも大きい寸法となる。曲線Ｄ２では、舌部に対応する位置よりも羽根車の回転方向の上流側の領域に大きい高さを有するインナーベルマウス３２となっている。
Note that the present embodiment can be modified as follows.
In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 1, the
As shown by the curve D1 in the figure, the maximum height is set in the vicinity of the circumferential position corresponding to the vicinity of the tongue 23 (see FIG. 3), and the height is decreased with increasing distance from the position. The effect by this is as follows.
The reverse flow generated at a small flow rate is mainly generated in the vicinity of the
It should be noted that the degree of backflow is not always the greatest near the tongue. Therefore, when the position where the degree of backflow is large is located at a position far from the position closest to the tongue, the height of the
また、インナーベルマウス３２とベルマウス３１との間の半径方向距離（離間間隔）、すなわちガイド流路３４（図４（ａ）参照）の流路幅についても、インナーベルマウス３２の高さ寸法と同様に、周方向位置に応じて異なるようにしても良い。具体的には、図７と同様に、逆流の程度が大きい周方向位置ほど、流路幅を大きくする。これにより、逆流の程度に応じて適切な離間間隔を設定することができる。
Further, the radial distance (separation interval) between the
また、本実施形態のインナーベルマウス３２の縦断面形状は、例えば図４（ａ）に示したように矩形形状としたが、図８に示すように、主流ＭＦから見て下流端の肉厚が上流端よりも薄くされた先細り形状とされていることが好ましい。具体的には、同図に示すように、所定角度αをもって下流端に向かうにつれて肉厚が漸次減少する形状とし、小径の曲率半径を有する後縁Ｒとする。これにより、インナーベルマウス３２の内周に沿って流れた主流ＭＦにより後縁から発生する規則的な渦を防止し、騒音の発生を抑えることができる。
なお、所定角度αは略３０度とすることが望ましい。
また、図８に示した先細り形状は、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示したインナーベルマウス４０，４２に適用しても良い。
Moreover, although the longitudinal cross-sectional shape of the
The predetermined angle α is preferably about 30 degrees.
Further, the tapered shape shown in FIG. 8 may be applied to the
さらに、図８のインナーベルマウス３２の断面形状に加えて、上流端に、内周側に突出する凸部３２ａを形成することが好ましい。これにより、インナーベルマウス３２とベルマウス３１との間のガイド流路３４を流れた逆流ＲＦがインナーベルマウス３２の上流端を回り込んで流れる際に、凸部３２ａによってインナーベルマウス３２の内周面に付着させることができる。これにより、主流ＭＦを乱すことなく円滑に逆流ＲＦを主流ＭＦへと合流させることができる。なお、図９では、内周側に向けて突出する円弧状断面を有する凸部３２ａとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、インナーベルマウス３２の内周面に付着する流れを促進する形状であればよい。例えば、同図にて符号３２ｂで示したように、外周側のガイド流路３２側へも円弧状に突出させた略円形断面を有する凸部としても良い。
なお、凸部３２ａは、図８に示した先細り形状と組み合わせることは必須ではなく、別個に設けることとしても良い。
また、凸部３２ａは、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示したインナーベルマウス４０，４２に適用しても良い。
Furthermore, in addition to the cross-sectional shape of the
In addition, it is not essential to combine the
Moreover, you may apply the
また、図１０に示したように、ステー３６を、舌部２３近傍に位置する領域Ａ１にのみ設けることとして、それ以外の領域にはステー３６を設けないこととしても良い。これにより、ステー３６が設けられていない領域では、ステー３６によって主流ＭＦの流れが阻害されることがなく、流量を確保することができる。なお、領域Ａ１は、逆流が発生する領域に対応した領域とすることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 10, the
また、本実施形態では、例えば図５に示したように、インナーベルマウス３２を３６０°にわたって設けることとしたが、図１１に示すように、所定の円弧状領域Ａ２にのみインナーベルマウス３２’を設けることとしても良い。この円弧状領域Ａ２は、逆流が発生する舌部２３を含んだ領域に設定することが好ましい。このように、逆流が発生する領域にのみインナーベルマウス３２’を設けることとして、それ以外の領域にはインナーベルマウスが存在しないことになるので、空気流れの抵抗を減らすことができ、流量を確保することができる。
Further, in this embodiment, for example, as shown in FIG. 5, the
１ 遠心送風機
２０ 羽根車
２２ ケーシング
２３ 舌部
２４ 底板
２５ メインブレード（翼）
３１ ベルマウス
３２，４０，４２ インナーベルマウス（内側壁部）
３６ ステー（支持部材）
ＭＦ 主流
ＲＦ 逆流
Ｐ 軸線
1
31
36 Stay (support member)
MF Mainstream RF Backflow P Axis
Claims (11)
該羽根車を前記軸線回りに回転させる駆動装置と、
前記羽根車を格納するとともに、該羽根車の外周側にて舌部を起点として形成された渦巻状流路、及び、各前記翼の気体流れ上流側にて前記軸線側から吸い込まれる気体の吸込口を形成するベルマウスを有するケーシングと、
前記ベルマウスの内周側に離間して位置するとともに、略前記軸線方向に延在する内側壁部と、を備えた遠心送風機において、
前記内側壁部と前記ベルマウスとの間には、該内側壁部を支持するとともに、前記翼に対向する位置に設けられた支持部材が周方向に複数設けられ、これら支持部材の隣り合う周方向間隔がそれぞれ異なることを特徴とする遠心送風機。 A plurality of wings are provided on a bottom plate that rotates around an axis and are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the bottom plate, and by these wings, the gas sucked from the axis side is moved to the outer circumference side. And an impeller that blows out,
A driving device for rotating the impeller around the axis;
A spiral flow path formed from the tongue on the outer peripheral side of the impeller, and the suction of the gas sucked from the axis side on the upstream side of the gas flow of each blade. A casing having a bell mouth forming a mouth;
In the centrifugal blower provided with the inner wall portion that is spaced apart on the inner peripheral side of the bell mouth and extends substantially in the axial direction,
Between the inner wall portion and the bell mouth, a plurality of support members are provided in the circumferential direction to support the inner wall portion and to face the wings. Centrifugal blowers characterized by different directional intervals.
前記下流側曲部は、該下流側曲部の内周からさらに下流側へと延長される延長線上に前記シュラウドの内面が位置するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の遠心送風機。 The tip of the wing is provided with a shroud formed to guide the gas flow to the downstream side on the inner surface thereof,
The said downstream curved part is formed so that the inner surface of the said shroud may be located on the extension line extended further from the inner periphery of this downstream curved part to the downstream. Centrifugal blower.
該遠心送風機から吹き出される気体に対して冷却及び／又は加熱して空気調和を行い、フェイスダクト、フットダクト及びデフロストダクトのいずれかから空気調和後の気体を車両室内に供給することを特徴とする車両用空気調和装置。 A centrifugal blower according to any one of claims 1 to 10, comprising:
The air blown from the centrifugal blower is cooled and / or heated to perform air conditioning, and the air-conditioned gas is supplied from any of the face duct, foot duct, and defrost duct into the vehicle compartment. A vehicle air conditioner.
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