JP7159804B2 - 遠心式送風機 - Google Patents
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Description
内外気二層流式の空調装置に適用され、車室内空気と車室外空気を区分しつつ同時に吸入することが可能な片側吸込式の遠心式送風機であって、
車室外空気が導入される外気導入口(11)と車室内空気が導入される内気導入口(12、13)とを有する内外気箱(10)と、
内外気箱に導入された空気に含まれる異物を捕集するフィルタ(20)と、
モータ(31)の駆動により回転し、フィルタを通過した空気を回転軸方向の一方から吸入し、径方向外側に吹き出す羽根車(30)と、
羽根車の径方向外側を囲い、外周の一部に設けられたノーズ部(41)から周方向の一方に向かい次第に流路面積が拡大する通風路(42)を形成するスクロールケーシング(40)と、
スクロールケーシングのうち羽根車の回転軸方向の一方の端面(49)に設けられ、羽根車への空気の吸込口を形成する環状のベルマウス(50)と、
羽根車の径方向外側に形成される通風路を羽根車の軸方向の一方の上通風路(45)と軸方向の他方の下通風路(46)とに仕切る仕切壁(44)と、
羽根車とフィルタとの間の領域の一部に設けられる空気導入板(61)、および空気導入板に形成される空気入口部(62)から羽根車の径方向内側を通って径方向外側に拡がる形状の筒状部(63)を有する分離筒(60)と、を備え、
フィルタから空気導入板に流れる空気が空気入口部から筒状部の内側を通り羽根車を介して下通風路に流れ、フィルタから空気導入板を除く領域に流れる空気が筒状部の外側を通り羽根車を介して上通風路に流れるように構成されており、
スクロールケーシングが形成する通風路においてノーズ部から次第に流路面積が拡大する方向を周方向の一方というとき、
フィルタから上通風路に空気が流れる流路のうち空気導入板の外縁(64)を含み羽根車の回転軸に平行な仮想平面(VS)上の流路断面において、分離筒を挟んでノーズ部を起点として周方向の一方の周方向距離が近い側の流路断面を第1開口部(71)、ノーズ部を起点として周方向の一方の周方向距離が遠い側の流路断面を第2開口部(72)と呼ぶとき、第1開口部の流路断面積は第2開口部の流路断面積より大きく構成されている。
第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の遠心式送風機1は、内外気二層流式の車両用空調装置に適用される。この遠心式送風機1は、車室内空気(以下、内気という)と車室外空気(以下、外気という)を区分しつつ同時に吸入して吹き出すことの可能な送風機である。
詳細には、図1の矢印Bおよび図3の矢印Dに示すように、空気導入板61を除く領域を流れる空気の一部は、そのまま羽根車30に放射状に吸い込まれる。また、図1の矢印Cおよび図3の矢印E、Fに示すように、空気導入板61を除く領域を流れる空気の他の一部は、分離筒60が有する筒状部63の外側左右それぞれの空間から分離筒60の裏側の流路47に回り込んで羽根車30に吸い込まれる。なお、分離筒60の裏側の流路47とは、スクロールケーシング40の上面49およびベルマウス50と、空気導入板61との隙間に形成される流路である。
また、本実施形態では、内外気箱10の構成および分離筒60の構成を、従来の遠心式送風機から大きく変更することなく、第1開口部71と第2開口部72の流路断面積を調整することが可能である。なお、従来の遠心式送風機とは、内外気箱10の中心101と羽根車30の回転軸301と分離筒60の中心軸601とが一致しているものをいう。
また、本実施形態では、内外気箱10の構成および分離筒60の構成を、従来の遠心式送風機から大きく変更していないので、内外気箱10から分離筒60の内側を通って下通風路46に流れる空気の流れに影響を及ぼすこともない。
第2~第8実施形態について説明する。第2~第8実施形態は、第1実施形態に対して分離筒60または内外気箱10の構成を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
図6および図7に示すように、第2実施形態では、分離筒60が有する空気導入板61は、第1開口部71側に位置する第1面65と、第2開口部72側に位置する第2面66と、その第1面65と第2面66とを接続する段差面67とを有している。第2面66は、第1面65よりもベルマウス50に近くに配置されている。なお、第2実施形態でも、内外気箱10の中心101は、羽根車30の回転軸301および分離筒60が有する筒状部63の中心軸601に対し第1開口部71側にずれた位置にある。
図8および図9に示すように、第3実施形態では、分離筒60が有する空気導入板61は、第1開口部71側の部位より第2開口部72側の部位がベルマウス50に近づくように、ベルマウス50に対して傾斜している。なお、第3実施形態でも、内外気箱10の中心101は、羽根車30の回転軸301および分離筒60が有する筒状部63の中心軸601に対し第1開口部71側にずれた位置にある。
図10に示すように、第4実施形態も、分離筒60が有する空気導入板61は、第1開口部71側の部位より第2開口部72側の部位がベルマウス50に近づくように、ベルマウス50に対して傾斜している。さらに、第4実施形態では、図10の矢印Sに示すように、空気導入板61のうち空気入口部62の径方向外側の部位は、空気入口部62の周方向においてベルマウス50に対する傾斜率が一定となるようなスロープ状に形成されている。なお、第4実施形態でも、内外気箱10の中心101は、羽根車30の回転軸301および分離筒60が有する筒状部63の中心軸601に対し第1開口部71側にずれた位置にある。
図11および図12に示すように、第5実施形態では、分離筒60が有する空気導入板61と筒状部63との接続部のうち第1開口部71側の部位の曲率半径R1は、第2開口部72側の部位の曲率半径R2よりも小さく形成されている。なお、第5実施形態でも、内外気箱10の中心101は、羽根車30の回転軸301および分離筒60が有する筒状部63の中心軸601に対し第1開口部71側にずれた位置にある。
図13および図14に示すように、第6実施形態では、内外気箱10の中心101と羽根車30の回転軸301とは、ほぼ重なる位置にある。そして、第6実施形態では、分離筒60が有する筒状部63の中心軸601は、羽根車30の回転軸301および内外気箱10の中心101に対し第2開口部72側にずれた位置にある。
図15および図16に示すように、第7実施形態では、内外気箱10および空気導入板61は、その一部が、スクロールケーシング40の外縁よりも外側に位置している。そして、スクロールケーシング40の外周より径方向外側の領域には、円弧状の外側流路48が形成されている。外側流路48は、スクロールケーシング40の外周より径方向外側において、スクロールケーシング40の上面49およびベルマウス50に対し空気導入板61とは反対側の領域を含むように形成されている。これにより、第7実施形態では、フィルタ20を通過した空気の一部が、第1開口部71から外側流路48を経由して羽根車30に吸い込まれるように流れる。
図17および図18に示すように、第8実施形態では、内外気箱10の中心101は、羽根車30の回転軸301に対し第1開口部71側にずれた位置にある。さらに、第8実施形態では、分離筒60が有する筒状部63の中心軸601は、羽根車30の回転軸301に対し第2開口部72側にずれた位置にある。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
上述の実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、内外気二層流式の空調装置に適用され、車室内空気と車室外空気を区分しつつ同時に吸入することが可能な片側吸込式の遠心式送風機は、内外気箱、フィルタ、羽根車、スクロールケーシング、ベルマウス、仕切壁および分離筒を備える。内外気箱は、車室外空気が導入される外気導入口と車室内空気が導入される内気導入口とを有する。フィルタは、内外気箱に導入された空気に含まれる異物を捕集する。羽根車は、モータの駆動により回転し、フィルタを通過した空気を回転軸方向の一方から吸入し、径方向外側に吹き出す。スクロールケーシングは、羽根車の径方向外側を囲い、外周の一部に設けられたノーズ部から周方向の一方に向かい次第に流路面積が拡大する通風路を形成する。羽根車への空気の吸込口を形成するベルマウスは、環状に形成され、スクロールケーシングのうち羽根車の回転軸方向の一方の端面に設けられる。仕切壁は、羽根車の径方向外側に形成される通風路を羽根車の軸方向の一方の上通風路と軸方向の他方の下通風路とに仕切る。分離筒は、羽根車とフィルタとの間の領域の一部に設けられる空気導入板、およびその空気導入板に形成される空気入口部から羽根車の径方向内側を通って径方向外側に拡がる形状の筒状部を有する。この遠心式送風機は、フィルタから空気導入板に流れる空気が空気入口部から筒状部の内側を通り羽根車を介して下通風路に流れ、フィルタから空気導入板を除く領域に流れる空気が筒状部の外側を通り羽根車を介して上通風路に流れるように構成されている。ここで、フィルタから上通風路に空気が流れる流路のうち空気導入板の外縁を含み羽根車の回転軸に平行な仮想平面上の流路断面において、分離筒を挟んでノーズ部に近い側の流路断面を第1開口部、ノーズ部から遠い側の流路断面を第2開口部と呼ぶ。このとき、第1開口部の流路断面積は、第2開口部の流路断面積より大きく構成されている。
これによれば、遠心式送風機における羽根車の回転軸方向(すなわち遠心式送風機の高さ方向)の体格を大きくすることなく、また、内外気箱の構成および分離筒の構成を大きく変更することなく、第1開口部と第2開口部の流路断面積を調整することが可能である。
これによれば、遠心式送風機における羽根車の回転軸方向(すなわち高さ方向)の体格、および羽根車の回転軸方向に垂直な方向(すなわち幅方向)の体格を大きくすることなく、第1開口部と第2開口部の流路断面積を調整することが可能である。
30 羽根車
40 スクロールケーシング
41 ノーズ部
50 ベルマウス
60 分離筒
61 空気導入板
63 筒状部
71 第1開口部
72 第2開口部
Claims (9)
- 内外気二層流式の空調装置に適用され、車室内空気と車室外空気を区分しつつ同時に吸入することが可能な片側吸込式の遠心式送風機であって、
車室外空気が導入される外気導入口(11)と車室内空気が導入される内気導入口(12、13)とを有する内外気箱(10)と、
前記内外気箱に導入された空気に含まれる異物を捕集するフィルタ(20)と、
モータ(31)の駆動により回転し、前記フィルタを通過した空気を回転軸方向の一方から吸入し、径方向外側に吹き出す羽根車(30)と、
前記羽根車の径方向外側を囲い、外周の一部に設けられたノーズ部(41)から周方向の一方に向かい次第に流路面積が拡大する通風路(42)を形成するスクロールケーシング(40)と、
前記スクロールケーシングのうち前記羽根車の回転軸方向の一方の端面(49)に設けられ、前記羽根車への空気の吸込口を形成する環状のベルマウス(50)と、
前記羽根車の径方向外側に形成される前記通風路を前記羽根車の軸方向の一方の上通風路(45)と軸方向の他方の下通風路(46)とに仕切る仕切壁(44)と、
前記羽根車と前記フィルタとの間の領域の一部に設けられる空気導入板(61)、および前記空気導入板に形成される空気入口部(62)から前記羽根車の径方向内側を通って径方向外側に拡がる形状の筒状部(63)を有する分離筒(60)と、を備え、
前記フィルタから前記空気導入板に流れる空気が前記空気入口部から前記筒状部の内側を通り前記羽根車を介して前記下通風路に流れ、前記フィルタから前記空気導入板を除く領域に流れる空気が前記筒状部の外側を通り前記羽根車を介して前記上通風路に流れるように構成されており、
前記スクロールケーシングが形成する前記通風路において前記ノーズ部から次第に流路面積が拡大する方向を周方向の一方というとき、
前記フィルタから前記上通風路に空気が流れる流路のうち前記空気導入板の外縁(64)を含み前記羽根車の回転軸に平行な仮想平面(VS)上の流路断面において、前記分離筒を挟んで前記ノーズ部を起点として周方向の一方の周方向距離が近い側の流路断面を第1開口部(71)、前記ノーズ部を起点として周方向の一方の周方向距離が遠い側の流路断面を第2開口部(72)と呼ぶとき、前記第1開口部の流路断面積は前記第2開口部の流路断面積より大きく構成されている遠心式送風機。 - 前記内外気箱の中心(101)は、前記羽根車の回転軸(301)および前記分離筒が有する前記筒状部の中心軸(601)に対し前記第1開口部側にずれた位置にあり、
前記第1開口部のうち前記羽根車より前記空気導入板側の領域の流路断面積は、前記第2開口部のうち前記羽根車より前記空気導入板側の領域の流路断面積より大きく構成されている、請求項1に記載の遠心式送風機。 - 前記空気導入板は、前記第1開口部側に位置する第1面(65)と、前記第2開口部側に位置し前記第1面よりも前記ベルマウスに近くに配置される第2面(66)と、前記第1面と前記第2面とを接続する段差面(67)とを有しており、
前記第1開口部のうち前記羽根車より前記空気導入板側の領域の流路断面積は、前記第2開口部のうち前記羽根車より前記空気導入板側の領域の流路断面積より大きく構成されている、請求項1または2に記載の遠心式送風機。 - 前記空気導入板は、前記第1開口部側の部位より前記第2開口部側の部位が前記ベルマウスに近づくように前記ベルマウスに対して傾斜しており、
前記第1開口部のうち前記羽根車より前記空気導入板側の領域の流路断面積は、前記第2開口部のうち前記羽根車より前記空気導入板側の領域の流路断面積より大きく構成されている、請求項1または2に記載の遠心式送風機。 - 前記空気導入板のうち前記空気入口部の径方向外側の部位は、前記空気入口部の周方向において前記ベルマウスに対する傾斜率が一定となるようなスロープ状に形成されている、請求項4に記載の遠心式送風機。
- 前記空気導入板と前記筒状部との接続部のうち前記第1開口部側の部位の曲率半径(R1)は、前記第2開口部側の部位の曲率半径(R2)よりも小さく形成されており、
前記第1開口部のうち前記羽根車より前記空気導入板側の領域の流路断面積は、前記第2開口部のうち前記羽根車より前記空気導入板側の領域の流路断面積より大きく構成されている、請求項1または2に記載の遠心式送風機。 - 前記分離筒が有する前記筒状部の中心軸は、前記羽根車の回転軸および前記内外気箱の中心に対し前記第2開口部側にずれた位置にあり、
前記第1開口部の流路断面積は、前記第2開口部の流路断面積より大きく構成されている、請求項1または2に記載の遠心式送風機。 - 前記内外気箱の中心は、前記羽根車の回転軸に対し前記第1開口部側にずれた位置にあり、且つ、前記分離筒が有する前記筒状部の中心軸は、前記羽根車の回転軸に対し前記第2開口部側にずれた位置にあり、
前記第1開口部の流路断面積は、前記第2開口部の流路断面積より大きく構成されている、請求項1、2または7に記載の遠心式送風機。 - 前記内外気箱および前記空気導入板の外縁は、前記スクロールケーシングの外縁よりも外側に位置しており、
前記スクロールケーシングの外周より径方向外側の領域、且つ、前記ベルマウスに対し前記空気導入板とは反対側の領域を含むように外側流路(48)が形成されており、
前記フィルタを通過した空気の一部が前記第1開口部から前記外側流路を経由して前記羽根車に吸い込まれるように構成されている、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の遠心式送風機。
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