JP6479977B2 - Centrifugal blower with flow separator - Google Patents

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Description

本発明は、送風機と、このような送風機を備えた暖房、換気および/または空調のための装置に関する。   The present invention relates to a blower and an apparatus for heating, ventilation and / or air conditioning equipped with such a blower.

そのような送風機は、特許文献ＦＲ２７８８０８６に記載されている。   Such a blower is described in patent document FR27888086.

前記送風機は単一のタービン（羽根車）を含み、このタービンは、円筒の周囲に配置された複数のブレード（翼）を有し、かつ、縦方向軸線を有し、この縦方向軸線周りにこのタービンがモータによって回転させられ、さらにこの送風機は、タービンの端面の側に位置する空気取り入れ領域を含んでいる。   The blower includes a single turbine (impeller), the turbine having a plurality of blades (blades) arranged around a cylinder and having a longitudinal axis about the longitudinal axis. The turbine is rotated by a motor, and the blower further includes an air intake region located on the end face side of the turbine.

分離デフレクタが上流側から下流側に向けて広がる閉じた輪郭を有する分離ダクトを画定し、この分離ダクトが、空気取り入れ領域の空気を、分離ダクトの内部を流れる中央流れと、分離ダクトの周辺を流れる周辺流れとに分離し、これらの流れを送風機の内部のタービンのブレードに向かわせる。   The separation deflector defines a separation duct having a closed contour extending from the upstream side toward the downstream side, and this separation duct circulates the air in the air intake area, the central flow flowing inside the separation duct, and the periphery of the separation duct. It separates into flowing peripheral streams and directs these streams to the turbine blades inside the blower.

フランス国特許ＦＲ２７８８０８６明細書French patent FR27888086 specification

本発明の目的は、そのような送風機を、出力が最適化され、かつ、圧力損失が低減されることを確実にする寸法的考察によって改良することである。   The object of the present invention is to improve such a blower with dimensional considerations ensuring that the output is optimized and the pressure loss is reduced.

従って、本発明は、有用空気出口高さＨuを持つブレードを有する少なくとも１つのタービンを備えた送風機であって、前記送風機は前記タービンの端面の側に位置する空気入口領域を有するとともに分離ダクトを備えており、前記分離ダクトは少なくとも部分的に分離デフレクタにより画定され、前記空気入口領域からの空気を、入口断面Ｓintを有する前記分離ダクトの内部を流れる中央流れと、入口断面Ｓextを有する前記分離ダクトの周辺を流れる環状の周辺流れとに分離するとともに、これらの流れを前記送風機の内部の前記タービンのブレードに差し向けるようになっており、Ｓint／Ｓextの比が０．５と２との間にあることを特徴とする送風機を提案する。   Accordingly, the present invention is a blower comprising at least one turbine having blades having a useful air outlet height Hu, the blower having an air inlet region located on the end face side of the turbine and having a separation duct. The separation duct is defined at least in part by a separation deflector, and the air from the air inlet region flows through the interior of the separation duct having an inlet cross section Sint and the separation having an inlet cross section Sext. It is separated into an annular peripheral flow that flows around the duct, and these flows are directed to the blades of the turbine inside the blower, and the Sint / Sext ratio is 0.5 and 2. A blower characterized by being in between is proposed.

この本質的な寸法上の特徴は、圧力損失の低減を確実にし、これは、以下の特徴の１つまたはいくつかを用いてさらに最適化することができる。   This essential dimensional feature ensures reduced pressure loss, which can be further optimized using one or several of the following features.

好ましい態様において、Ｓint／Ｓextの比は1に等しい。   In a preferred embodiment, the ratio of Sint / Sext is equal to 1.

好ましい態様において、分離デフレクタが、上流から下流に向かって広げられた閉じた輪郭を有する前記分離ダクトを画定する。   In a preferred embodiment, a separation deflector defines the separation duct having a closed contour that is widened from upstream to downstream.

第２の寸法的特徴によれば、前記タービンの前記ブレードの下流端と前記分離デフレクタの下流端との間の距離Ｈcは、Ｈu／２の７０％とＨu／２の１２０％との間にある。   According to a second dimensional feature, the distance Hc between the downstream end of the blade of the turbine and the downstream end of the separating deflector is between 70% of Hu / 2 and 120% of Hu / 2. is there.

好ましい態様において、距離Ｈcは実質的にＨu／２に等しい。   In a preferred embodiment, the distance Hc is substantially equal to Hu / 2.

好適な態様では、送風機はまた、前記タービンの下流側に配置され、ハウジングと一体であり、中心流れと周辺流れとを分離する、ラジアルデフレクタを含む。   In a preferred aspect, the blower also includes a radial deflector disposed downstream of the turbine and integral with the housing and separating the central flow and the peripheral flow.

第３の寸法的特徴によれば、前記ラジアルデフレクタは、前記縦方向軸線に対して、三角法の意味で、４５°と９０°との間の角度にある。   According to a third dimensional feature, the radial deflector is at an angle between 45 ° and 90 ° in the trigonometric sense with respect to the longitudinal axis.

好ましい態様では、前記ラジアルデフレクタは前記縦方向軸線に垂直である。   In a preferred embodiment, the radial deflector is perpendicular to the longitudinal axis.

第４の寸法的特徴によれば、前記タービンの前記ブレードおよび前記ラジアルデフレクタの内側端は、Ｈｃの７０％とＨｃの１１０％との間にあり、Ｈcは前記タービンの前記ブレードの下流端と前記分離デフレクタの下流端との間の距離である。   According to a fourth dimensional feature, the inner end of the blade of the turbine and the radial deflector is between 70% of Hc and 110% of Hc, where Hc is the downstream end of the blade of the turbine. This is the distance from the downstream end of the separation deflector.

好ましい態様では、前記分離デフレクタの広がった下流端に接する直線は、図面で採用されている向きで、前記ラジアルデフレクタの上流端のレベルまたはその下に配置される。
In a preferred embodiment, the straight line tangent to the widened downstream end of the separating deflector is arranged at or below the level of the upstream end of the radial deflector in the orientation adopted in the drawing.

第５の寸法的特徴によれば、前記分離デフレクタの上流端が前記ハウジングの壁の外側に突き出ているか、あるいは前記ハウジングの内部に配置されていて、前記分離デフレクタの上流端と、前記分離デフレクタと交差する前記ハウジングの壁との間の距離は、前記分離デフレクタの上流端の内径の１０％未満である。   According to a fifth dimensional feature, the upstream end of the separating deflector protrudes outside the wall of the housing or is arranged inside the housing, the upstream end of the separating deflector, and the separating deflector. Is less than 10% of the inner diameter of the upstream end of the separating deflector.

第６の寸法的特徴によれば、前記ブレードと前記分離デフレクタの下流端との間の半径方向の遊びは、１ｍｍと７ｍｍとの間である。   According to a sixth dimensional feature, the radial play between the blade and the downstream end of the separating deflector is between 1 mm and 7 mm.

第７の寸法的特徴によれば、前記ブレードと前記ラジアルデフレクタの内側端との間の半径方向の遊びは、１ｍｍと７ｍｍとの間である。   According to a seventh dimensional feature, the radial play between the blade and the inner end of the radial deflector is between 1 mm and 7 mm.

好ましい態様において、前記遊びは実質的に４ｍｍに等しい。   In a preferred embodiment, the play is substantially equal to 4 mm.

本発明はまた、このような送風機を含む暖房、換気および/または空調のための装置に関する。   The invention also relates to a device for heating, ventilation and / or air conditioning comprising such a blower.

本発明は、本発明の好ましい実施形態を示すに過ぎない図面によりより詳細に説明される。   The invention is explained in more detail by means of the drawings, which only show preferred embodiments of the invention.

図1は、本発明による送風機の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a blower according to the present invention. 図2は、平面Ｉ−Ｉによる、本発明の第１の実施形態による送風機の縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the blower according to the first embodiment of the present invention, taken along the plane II. 図3は、Ｉ−Ｉによる、本発明の第２の実施形態による送風機の縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a blower according to the second embodiment of the present invention according to II.

図１に示すように、本発明は、単一のタービン４を含む送風機に関するものであり、当該タービン４は、有用空気出口高さＨuを有するとともに円筒の周囲に分布している複数のブレード５を有する。タービン４は縦方向軸線を有し、タービン４はその周りをモータによって回転させられる。モータ２０は図には現れておらず、ハウジング２０によって取り囲まれている。   As shown in FIG. 1, the present invention relates to a blower including a single turbine 4, which has a useful air outlet height Hu and a plurality of blades 5 distributed around a cylinder. Have The turbine 4 has a longitudinal axis around which the turbine 4 is rotated by a motor. The motor 20 is not shown in the figure and is surrounded by the housing 20.

前記送風機はタービンの端面の側に位置する空気入口領域を有するとともに分離ダクトを画定する分離デフレクタ１０を備える。分離ダクトは上流から下流に向かって広がる閉じた輪郭を有し、空気入口領域からの空気を、入口断面Ｓintを有する分離ダクトの内部３１内を流れる中央流れＡと、入口断面Ｓextを有する分離ダクトの周辺を流れる環状の周辺流れＢとに分離するとともに、これらの流れを送風機の内部のタービン４のブレードに差し向ける。換言すれば、送風機４の内部に到達する空気流は、送風機４の縦方向回転軸を中心に回転する分離デフレクタ１０によって２つの流れ、つまり中心流れＡと周辺流れＢとに分割される。分離デフレクタ１０は、図示されていない半径方向のフィンによってハウジング２０に固定されており、流れＡおよびＢをブレード５の方に差し向けるために広がるように輪郭付けられている。したがって、分離デフレクタ１０は、中央ダクト３１および環状の周辺ダクト３２を画定し、これらダクトはそれぞれの出口と連通している。   The blower comprises a separation deflector 10 having an air inlet region located on the end face side of the turbine and defining a separation duct. The separation duct has a closed contour that extends from upstream to downstream, a central flow A that flows the air from the air inlet region through the interior 31 of the separation duct having an inlet cross section Sint, and a separation duct having an inlet cross section Sext. Are separated into an annular peripheral flow B that flows around the periphery of the turbine, and these flows are directed to the blades of the turbine 4 inside the blower. In other words, the air flow that reaches the inside of the blower 4 is divided into two flows, that is, the central flow A and the peripheral flow B by the separation deflector 10 that rotates about the longitudinal rotation axis of the blower 4. Separator deflector 10 is secured to housing 20 by radial fins (not shown) and is contoured to spread to direct flows A and B toward blade 5. Thus, the separating deflector 10 defines a central duct 31 and an annular peripheral duct 32 that communicate with respective outlets.

図２および図３に示す例では、分離デフレクタ１０は、断面で見て円形の断面を有する上流領域１０Ｂと、拡大された下流側領域１０Ａとを有し、この下流側領域１０Ａの端部は、好ましくは円筒状のリングの半径方向を向いている。具体的には、端部１０Ａは、ブレード５の中間部に位置しており、このことにより、流れＡ及びＢをブレード５の上部及び下部に均等に差し向けることにより、流れＡ及びＢを２つの出口に均等に分配することができる。分離デフレクタ１０が存在することにより、流れを分離してブレードに向かって方向を変えることによって、ブレードの下部でより多くの層流が得られ、上部の機能が改善され、ブレードの全高さにわたってより良いブレード５の出力が提供される。   In the example shown in FIGS. 2 and 3, the separating deflector 10 has an upstream region 10B having a circular cross section when viewed in cross section, and an enlarged downstream region 10A, and an end of the downstream region 10A is , Preferably facing the radial direction of the cylindrical ring. Specifically, the end 10A is located in the middle part of the blade 5, so that the flows A and B are evenly directed to the upper and lower parts of the blade 5, so that the flows A and B are 2 Can be evenly distributed to two outlets. The presence of the separator deflector 10 results in more laminar flow at the lower part of the blade by separating the flow and redirecting towards the blade, improving the function of the upper part and more over the entire height of the blade. A good blade 5 output is provided.

このような送風機は、特許文献ＦＲ２７８８０８６に記載されており、暖房、換気および/または空調のための装置、特に自動車に設置される装置に組み込まれることを意図されている。流れの一つは、例えば、風防ガラス（フロントガラス）に向けられるように意図され、他の流れは、例えば、車両の乗客の足に向けて下方に向けられるように意図されている。この特徴は、本発明の第１の実施形態を示す図２においてよりよく見ることができる。   Such a blower is described in patent document FR27888086 and is intended to be incorporated into devices for heating, ventilation and / or air conditioning, in particular devices installed in motor vehicles. One of the flows is intended to be directed, for example, to a windshield (windshield) and the other flow is intended to be directed downwards, for example, towards the feet of a passenger of the vehicle. This feature can be better seen in FIG. 2, which shows the first embodiment of the present invention.

送風機はまた環状のラジアルデフレクタ３０を備え、このデフレクタ３０はタービンの下流側に配置され、ハウジング２０と一体であり、中央流れＡと周辺流れＢとを分離する。このような環状のラジアルデフレクタ３０は、ホイール４の周縁部に配置され、流れＡ及びＢを出力部において完全に分離し、空気の２つの並列な回路を形成する。このことは、上記２つの流れが異なる供給源（外気及び再循環空気）に由来している場合に特に適している。好ましくは均等な、ブレードの上部及び一部（下部）に向かう流れの分配は、空気の分配を改善し、送風機の下部及び上部で拡散される空気の量を均質化することを可能にし、特に、空気流のバランスを作り出す。   The blower also includes an annular radial deflector 30, which is disposed downstream of the turbine and is integral with the housing 20 and separates the central flow A and the peripheral flow B. Such an annular radial deflector 30 is arranged at the periphery of the wheel 4 and completely separates the flows A and B at the output, forming two parallel circuits of air. This is particularly suitable when the two flows are from different sources (outside air and recirculated air). The distribution of the flow towards the upper and part (bottom) of the blade, preferably evenly, improves the air distribution and makes it possible to homogenize the amount of air diffused in the lower and upper part of the blower, in particular Create a balance of airflow.

本発明によれば、Ｓint ／Ｓextの比は０．５から２の間であり、好ましくは１に等しい。   According to the invention, the ratio of Sint / Sext is between 0.5 and 2, preferably equal to 1.

タービンのブレード５の下流端と前記分離デフレクタ１０の下流端との間の距離Ｈcは、Ｈu／２の７０％とＨu／２の１２０％のとの間であり、前記距離Ｈcは、好ましくはＨu／２にほぼ等しい。   The distance Hc between the downstream end of the turbine blade 5 and the downstream end of the separating deflector 10 is between 70% of Hu / 2 and 120% of Hu / 2, preferably the distance Hc is It is approximately equal to Hu / 2.

環状のラジアルデフレクタ３０は、縦方向軸線に垂直である。   The annular radial deflector 30 is perpendicular to the longitudinal axis.

タービンブレード５の下流端と環状のラジアルデフレクタ３０の内側端との間の距離Ｈclは、Ｈcの７０％とＨc の１１０％との間であり、ここでＨcとは、送風機のブレード５の下流端と分離デフレクタ１０の下流端との間の距離である。   The distance Hcl between the downstream end of the turbine blade 5 and the inner end of the annular radial deflector 30 is between 70% of Hc and 110% of Hc, where Hc is downstream of the blower blade 5 The distance between the end and the downstream end of the separation deflector 10.

分離デフレクタ１０の広がった下流端部１０Ａに接する直線Ｔは、好ましくは、図に採用されている向きで見て、前記環状のラジアルデフレクタ３０の上流端のレベルまたはその下方に配置される。   The straight line T that contacts the widened downstream end 10A of the separating deflector 10 is preferably disposed at or below the level of the upstream end of the annular radial deflector 30 when viewed in the orientation employed in the figure.

分離デフレクタ１０の上流端１０Ｂは、ハウジング２０の壁の外側に突出している。   The upstream end 10 </ b> B of the separation deflector 10 protrudes outside the wall of the housing 20.

ブレード５と分離デフレクタ１０の下流端との間の半径方向の遊びＪ１は、１ｍｍと７ｍｍの間であり、好ましくはほぼ４ｍｍに等しい。   The radial play J1 between the blade 5 and the downstream end of the separating deflector 10 is between 1 and 7 mm, preferably approximately equal to 4 mm.

ブレードとラジアルデフレクタの内側端との間の半径方向遊びＪ２は、１ｍｍと７ｍｍの間であり、好ましくはほぼ４ｍｍに等しい。   The radial play J2 between the blade and the inner edge of the radial deflector is between 1 mm and 7 mm, preferably approximately equal to 4 mm.

図３は、環状ラジアルデフレクタ３０の配置が異なる第２の実施形態を示す。   FIG. 3 shows a second embodiment in which the arrangement of the annular radial deflector 30 is different.

前記環状のラジアルデフレクタ３０は、ここでは角度をつけられており、三角法において、縦軸線に対して４５°と９０°との間の角度αを成す。   The annular radial deflector 30 is angled here and forms an angle α between 45 ° and 90 ° with respect to the longitudinal axis in the trigonometry.

本発明は、好ましく非制限的な実施形態に従い、上に説明され図面に示されている。   The invention is described above and illustrated in the drawings, in accordance with a preferred, non-limiting embodiment.

特に、分離デフレクタ１０の上流端はハウジング２０の内部に配置してもよく、そのときの分離デフレクタ１０の上流端と当該分離デフレクタが通過するハウジング２０の壁との間の距離は、分離デフレクタ１０の上流側１０Ｂの内径の１０％である。   In particular, the upstream end of the separation deflector 10 may be disposed inside the housing 20, and the distance between the upstream end of the separation deflector 10 and the wall of the housing 20 through which the separation deflector passes is determined according to the separation deflector 10. 10% of the inner diameter of the upstream side 10B.

Claims (13)

ハウジング（２０）と、前記ハウジング内に配置されるとともに有用空気出口高さＨuを持つブレード（５）を有する少なくとも１つのタービン（４）と、を備えた送風機であって、前記ハウジングは前記タービン（４）の端面の側に位置する空気入口領域を有し、前記送風機は分離ダクトを備えており、前記分離ダクトは少なくとも部分的に分離デフレクタにより画定され、前記空気入口領域からの空気を、入口断面積Ｓintを有する前記分離ダクトの内部（３１）を流れる中央流れ（Ａ）と、入口断面積Ｓextを有する前記分離ダクトの周辺を流れる環状の周辺流れ（Ｂ）とに分離するとともに、前記流れを前記ハウジング内の前記タービンのブレード（５）に差し向けるようになっており、Ｓint／Ｓextの比が０．５と２との間にあり、
前記送風機は、環状のラジアルデフレクタ（３０）をさらに備え、前記ラジアルデフレクタ（３０）は、前記タービンの下流側に配置され、前記ハウジング（２０）と一体であり、かつ、前記中央流れと前記周辺流れとを分離し、
前記タービンの前記ブレード（５）の下流端と前記ラジアルデフレクタ（３０）の内側端との間の距離Ｈclが、Ｈcの７０％とＨcの１１０％との間であり、ここでＨcは前記タービンの前記ブレード（５）の下流端と前記分離デフレクタ（１０）の下流端との間の距離であり、
前記分離デフレクタ（１０）の広がった下流端に接する直線は、前記ラジアルデフレクタ（３０）の上流端よりも下に位置することを特徴とする送風機。 A housing (20), said at least one turbine having a blade (5) having a useful air outlet height Hu while being arranged in a housing (4), a blower wherein the housing is a turbine have a air inlet region located on the side of the end face (4), the blower includes a separating duct, the separating duct is defined by at least partially separated deflector, the air from the air inlet region, an inlet section central stream flowing inside (31) of the separating duct having a product Sint (a), as well as separated into the peripheral flow of the annular flow through the periphery of the separating duct having an inlet cross sectional area Sext (B), wherein Mania flow are adapted to direct the blade (5) of the turbine in the housing, the ratio of the Sint / Sext 0.5 and 2 is,
The blower further includes an annular radial deflector (30), the radial deflector (30) is disposed downstream of the turbine, and is integral with the housing (20), and the central flow and the peripheral Separating the flow and
The distance Hcl between the downstream end of the blade (5) of the turbine and the inner end of the radial deflector (30) is between 70% of Hc and 110% of Hc, where Hc is the turbine Between the downstream end of the blade (5) and the downstream end of the separating deflector (10),
A blower characterized in that a straight line in contact with the widened downstream end of the separation deflector (10) is located below the upstream end of the radial deflector (30) . Ｓint／Ｓextの比が１に等しいことを特徴とする、請求項1に記載の送風機。   The blower according to claim 1, characterized in that the ratio of Sint / Sext is equal to one. 前記分離ダクトを画定する分離デフレクタ（１０）が、閉じた輪郭を有し、上流から下流に向かって広がっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の送風機。   The blower according to claim 1 or 2, characterized in that the separating deflector (10) defining the separating duct has a closed contour and extends from upstream to downstream. 前記タービンの前記ブレード（５）の下流端と前記分離デフレクタ（１０）の下流端との間の距離Ｈcが、Ｈu／２の７０％とＨu／２の１２０％との間であることを特徴とする、請求項１に記載の送風機。   The distance Hc between the downstream end of the blade (5) of the turbine and the downstream end of the separating deflector (10) is between 70% of Hu / 2 and 120% of Hu / 2. The blower according to claim 1. 前記距離Ｈcが実質的にＨu／２に等しいことを特徴とする請求項４に記載の送風機。   The blower according to claim 4, wherein the distance Hc is substantially equal to Hu / 2. 前記ラジアルデフレクタ（３０）が、三角法において、縦方向軸線に対して４５°と９０°の間の角度であることを特徴とする、請求項１に記載の送風機。 The radial deflector (30) is, in trigonometry, characterized in that the longitudinal axis is the angle between 45 ° and 90 °, blower of claim 1. 前記ラジアルデフレクタ（３０）が前記縦方向軸線に対して垂直であることを特徴とする、請求項６に記載の送風機。 The blower according to claim 6 , characterized in that the radial deflector (30) is perpendicular to the longitudinal axis. 前記分離デフレクタ（１０）の上流端が前記ハウジング（２０）の壁の外側に突き出ていることを特徴とする、請求項３から７のうちのいずれか一項に記載の送風機。 The blower according to any one of claims 3 to 7 , characterized in that the upstream end of the separating deflector (10) protrudes outside the wall of the housing (20). 前記分離デフレクタ（１０）の上流端は、前記ハウジング（２０）の内部に配置され、前記分離デフレクタ（１０）の上流端と、前記分離デフレクタ（１０）が通過する前記ハウジング（２０）の壁との間の距離は、前記分離デフレクタ（１０）の上流端（１０Ｂ）の内径の１０％未満であることを特徴とする、請求項３から７のうちのいずれかに記載の送風機。 An upstream end of the separation deflector (10) is disposed inside the housing (20), and an upstream end of the separation deflector (10) and a wall of the housing (20) through which the separation deflector (10) passes. The blower according to any one of claims 3 to 7 , characterized in that the distance between is less than 10% of the inner diameter of the upstream end (10B) of the separating deflector (10). 前記ブレードと前記分離デフレクタの下流端との間の半径方向の遊びが１ｍｍと７ｍｍとの間であることを特徴とする、請求項３から９のうちのいずれか一項に記載の送風機。 The blower according to any one of claims 3 to 9 , characterized in that the radial play between the blade and the downstream end of the separating deflector is between 1 mm and 7 mm. 前記ブレードと前記ラジアルデフレクタの内側端との間の半径方向の遊びが１ｍｍと７ｍｍとの間であることを特徴とする、請求項１から１０のうちのいずれか一項に記載の送風機。 Wherein the radial play between the inner end of the radial deflector and the blade is between 1mm and 7 mm, blower according to any one of claims 1 10. 前記遊びが実質的に４ｍｍに等しいことを特徴とする請求項１０または１１に記載の送風機。 12. A fan as claimed in claim 10 or 11 , wherein the play is substantially equal to 4 mm. 請求項１から１２のうちのいずれか一項に記載の送風機を含む、暖房、換気および/または空調のための装置。 To any one of claims 1 12 comprising a blower according, heating, ventilation and / or apparatus for the air conditioning.
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