JPH1193893A - 遠心多翼ファン - Google Patents
遠心多翼ファンInfo
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- JPH1193893A JPH1193893A JP26063297A JP26063297A JPH1193893A JP H1193893 A JPH1193893 A JP H1193893A JP 26063297 A JP26063297 A JP 26063297A JP 26063297 A JP26063297 A JP 26063297A JP H1193893 A JPH1193893 A JP H1193893A
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Abstract
る。 【解決手段】 翼長さL、LS の異なる第1ブレード7
1aおよび第2ブレード71bを互いに交互に配置する
とともに、ファン出口角βa、βbを70°〜120°
とする。これにより、遠心多翼ファン単体で静圧を発生
させることができるとともに、サイレン音を低減するこ
とができる。
Description
気を吸入して径外方に向けて空気を吹き出す遠心多翼フ
ァンに関するもので、車両用空調装置の遠心送風機に適
用して有効である。
は、小型化を図りつつ、高い風量(吐出圧力)を実現す
べく、ファン出口角βが60°未満の、いわゆるシロッ
コファンが使用されていた(図12参照)。なお、遠心
多翼ファンにおいてファン出口角βとは、翼(ブレー
ド)71による外径縁Sと翼との交差角度であって、遠
心多翼ファンの回転方前進側から計測した角度のことを
言う(図12参照)。
ァンは、シロッコファン単体では静圧が殆ど発生しない
ので、シロッコファンを収納する渦巻き状のスクロール
ケーシングにより、シロッコファンから吹き出す空気の
動圧を静圧に変換する必要がある。このため、シロッコ
ファンを使用した遠心送風機では、送風能力向上を図る
上でスクロールケーシングの最適化を図ることが重要な
課題となる。
に搭載するあたって幾多の寸法上の制約条件があるた
め、必ずしも、スクロールケーシングの最適化を図るこ
とができず、送風能力低下を招いていた。本発明は、上
記点に鑑み、遠心多翼ファン単体で、送風能力向上を図
ることを目的とする。
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項1〜
4に記載の発明では、第1翼(71a)による第1内径
縁(S1IN)の第1内半径(R1IN)は、前記第2翼
(71b)による第2内径縁(S2IN)の第2内半径
(R2IN)に比べて小さく、かつ、各翼(71a、71
b)のファン出口角(βa、βb)は、70°〜120
°であることを特徴とする。
70°〜120°であるので、空気に与えられる遠心力
の一部が各翼(71a、71b)により静圧に変換され
る。したがって、各翼(71a、71b)の間を通過す
る間に遠心多翼ファンから吹き出す空気の静圧が大きく
なり、遠心多翼ファン単体で、送風能力の向上を図るこ
とができる。
径(R2IN)に比べて小さくなっているので、遠心多翼
ファンの内径側から外径側に向けて空気流れに沿って見
ると、遠心多翼ファンの内径側では翼枚数が少なくな
り、一方、外径側では翼枚数が増大する形状となる。し
たがって、第1内径縁(S1IN)側における吸入抵抗、
および各第1、2翼(71a、71b)間の流通する空
気の摩擦損失を低減しつつ、風速分布曲線を滑らかにす
ることができるので、後述するサイレン音を低減するこ
とができる。
が第2内半径(R2IN)に比べて小さくなっていること
により、第2翼(71b)は遠心多翼ファンの外径側に
位置することとなるので、各翼(71a、71b)間寸
法の変化を小さくすることができる。したがって、各翼
(71a、71b)間を空気が流通する際の動圧の損失
を小さくすることができるので、送風能力向上および騒
音低減を図ることができる。
心多翼ファンの送風能力を向上させつつ、サイレン音の
低減を図ることができる。なお、上記各手段の括弧内の
符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関
係を示すものである。
ァンを使用した遠心送風機(以下、送風機と略す。)を
水冷エンジン搭載車両の車両用空調装置1に適用した場
合の模式図である。
車室内気を吸入するための内気吸入口3と外気を吸入す
るための外気吸入口4とが形成されるとともに、これら
の吸入口3、4を選択的に開閉する吸入口切換ドア5が
設けられている。また、この吸入口切換ドア5は、サー
ボモータ等の駆動手段または手動操作によって開閉され
る。
本実施形態に係る送風機7が配設されており、この送風
機7により両吸入口3、4から吸入された空気が、後述
する各吹出口14、15、17に向けて送風されてい
る。送風機7の空気下流側には、空気冷却手段をなす蒸
発器9が配設されており、送風機7により送風された空
気は全てこの蒸発器9を通過する。蒸発器9の空気下流
側には、空気加熱手段をなすヒータコア10が配設され
ており、このヒータコア10は、エンジン11の冷却水
を熱源として空気を加熱している。
バイパスするバイパス通路12が形成されており、ヒー
タコア10の空気上流側には、ヒータコア10を通る風
量とバイパス通路12を通る風量との風量割合を調節す
るエアミックスドア13が配設されている。この風量割
合の調節は、このエアミックスドア13の開度を調節す
ることにより調節される。
は、車室内乗員の上半身に空調空気を吹き出すためのフ
ェイス吹出口14と、車室内乗員の足元に空気を吹き出
すためのフット吹出口15と、フロントガラス16の内
面に向かって空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口1
7とが形成されている。そして、上記各吹出口14、1
5、17の空気上流側部位には、それぞれ吹出モード切
換ドア(吹出調節手段)18、19、20が配設されて
いる。なお、これらの吹出モード切換ドア18、19、
20は、サーボモータ等の駆動手段または手動操作によ
って開閉される。
風機7は、前述のごとく、回転軸73a方向から吸入し
た空気を径外方に向けて吹き出す遠心多翼ファン(以
下、ファンと略す。)72を有する送風機である(図2
参照)。そして、ファン72は、図3に示すように、回
転軸73a周りに円周状に配設された多数枚の第1ブレ
ード(第1翼)71a、第1ブレード71a間に配設さ
れた第2ブレード(第2翼)71b、および両ブレード
71a、71bを保持する、円周状の外径縁を有するよ
うに凹面状に形成されたフランジ部71c(図2参照)
から構成されている。
部)71cを介してモータ等の駆動手段(以下、モータ
と呼ぶ。)73によって回転駆動され、その送風量の制
御は、このモータ73の回転数を制御することによって
行われている。また、両ブレード71a、71bおよび
フランジ部71cは樹脂にて一体成形されている。とこ
ろで、両ブレード71a、71bは、図3、4に示すよ
うに、第1ブレード71aによる第1内径縁S1INの第
1内半径R1INが、第2ブレード71bによる第2内径
縁S2INの第2内半径R2INに比べて小さくなり(R1
IN<R2IN)、かつ、各ブレード71a、71bのファ
ン出口角βa、βbが70°〜120°(本実施形態で
は、略90°)となるように設定されている(図6参
照)。
すように、第1ブレード71aと第1ブレード71aに
よる第1外径縁S1OUT との交差角度であって、ファン
72の回転方向前進側から計測した角度である。同様
に、ファン出口角βbとは、第2ブレード71bと第2
ブレード71bによる第2外径縁S2OUT との交差角度
であって、ファン72の回転方向前進側から計測した角
度である。なお、本実施形態では、2つの外径縁S1
OUT 、S2OUT は互いに一致して(重なって)いる。
2OUT の第2外半径R2OUT と第2内半径R2INとの差
(以下、この差を第2ブレード71bの翼長さLS と呼
ぶ。)は、第1ブレード71aによる外径縁S1OUT の
第1外半径R1OUT と第1内半径R1INとの差(以下、
この差を第1ブレード71aの翼長さLと呼ぶ。)の3
0%〜70%(本実施形態では、略○○%)となるよう
に設定され(図8参照)、かつ、第1ブレード71aの
翼長さLは、第1ブレード71aによる外径縁S1OUT
の直径Dの10%〜30%(本実施形態では、略○○
%)となるように設定されている(図9参照)。
は、単位をミリメートルとする直径Dの20%〜40%
内に含まれる整数値となるように設定さている(図8参
照)。因みに、本実施形態では、第1ブレード71aは
○○枚、第2ブレード71bは○○枚であり、直径Dは
○○○mmである。ところで、図2中、74はファン7
2を収納するとともに、ファン72から吹き出した空気
が流れる空気流路74aを構成する、ファン72の回転
軸73a周りに渦巻き状に形成されたポリプロピレン等
の樹脂製のケーシングで、このケーシング74の巻き終
わり部位74bの空気下流側には、空調ケーシング2に
連通する吹出口75が形成されている(図3参照)。
73a方向であって、モータ73の反対側には、ケーシ
ング74内に空気を導く吸入口76が開口している。こ
の吸入口76の外縁部のケーシング74には、ベルマウ
ス77が形成されており、このベルマウス77により、
吸入空気は吸入口76から翼71に向けて滑らかに導か
れる。
は、ファン72の外径側に向かうほど、翼71間を流通
する空気の通路断面積をモータ73側に向けて小さくす
る、環状のシュラウド78が形成されている。一方、ケ
ーシング74のうちシュラウド78と対向する部位に
は、シュラウド78と所定隙間δを隔ててシュラウド7
8に沿うように対向壁79が、ベルマウス77から連な
って環状に形成されている。
は、対向壁79からファン72の径外方に向けて連なっ
て、回転軸73a方向に対して傾斜した傾斜面80aを
有する傾斜壁80が形成されており、この傾斜壁80の
傾斜面80aは、ケーシング74の巻き角θ全周に渡っ
て滑らかに連続している。次に、本実施形態の特徴を述
べる。
71bのファン出口角βa、βbが70°〜120°に
設定されているので、空気に与えられる遠心力の一部が
各ブレード71a、71bにより静圧に変換される(図
5参照)。したがって、ファン72から吹き出す空気の
静圧が大きくなるので、ファン72単体で、送風能力の
向上を図ることができる。
限らず、通常の遠心ファンはブレードを回転させること
によりブレード間に存在する空気に遠心力を与えて、ブ
レード間に存在する空気を遠心ファンの径外方に向けて
吹き出すものであるため、その風速は、図6に示すよう
に、隣合うブレード71の略中央が最大風速となり、か
つ、ブレード71の翼面(空気と接触する面)71d近
傍で風速が最小とるように分布する。このため、遠心フ
ァン全周の風速分布曲線は、歯車のような形状になる。
ら吹き出した最大風速を有する空気(歯車状の風速分布
曲線のうち歯先に相当する部分)が、ケーシング74の
ノーズ部74c(図3参照)に衝突するため、遠心ファ
ンの回転数およびブレード71の枚数(ブレード71間
の数)に比例する騒音(以下、この騒音をサイレン音と
呼ぶ。)が発生する。
前述したサイレン音の発生原因からも明らかなように、
風速分布を均一にする、すなわち歯車状の風速分布曲線
を滑らかな円周状にすればよい。具体的には、歯車が噛
み合うときに発生する騒音を低減するために歯数を増大
させるがごとく、ブレード71の枚数を増大させて、遠
心ファンの外径側におけるブレード71間の寸法を小さ
くすればよい。
ブレード71間の寸法を小さくすると、遠心ファンの内
径側において、空気がブレード71間に吸入される際の
吸入抵抗、およびブレード71間を流通する空気の摩擦
損失が大きくなる。また、遠心ファンを樹脂にて成形し
た際には、ブレード71間の寸法が小さくなると、型抜
き作業の作業性(離型性)が低下するため、遠心ファン
の歩留りが低下し、遠心ファンの製造原価上昇を招いて
しまう。
2では、第1内半径R1INが第2内半径R2INに比べて
小さくなっているので、ファン72内径側から外径側に
向けて空気流れに沿って見ると、遠心多翼ファンの内径
側では翼枚数が少なくなり、一方、外径側では翼枚数が
増大する形状となる(図4参照)。したがって、第1内
径縁S1IN側における隣合うブレード(第1ブレード7
1a)間の寸法が小さくなることを防止しつつ、第1外
径縁S1OUT (第2外径縁S2OUT )側における隣合う
ブレード(第1、2ブレード71a、71b)間の寸法
を小さくすることができる。
吸入抵抗、および各第1、2ブレード71a、71b間
の流通する空気の摩擦損失を低減しつつ、風速分布曲線
を滑らかにして(図7参照)サイレン音を低減すること
ができる。また、各第1、2ブレード71a、71b間
の寸法が小さくなることを防止できるので、ファン72
の離型性を向上させることができる。
ァン)のブレード71間の寸法は、図6に示すように、
遠心ファンの内径側から外径側に向かうほど拡大するの
で、空気が遠心ファンの内径側から外径側に向かうほど
空気の流れが不安定になる。このため、図6に示すよう
な遠心ファンでは、送風能力低下および騒音増大等の問
題が発生する。
径側に、第2ブレード71bを有しているので、図6に
示すような遠心ファンに比べて、各ブレード71a、7
1b間の寸法が内径側から外径側に向かうほど拡大しな
い。したがって、送風能力向上および騒音低減を図るこ
とができる。以上に述べたように、本実施形態によれ
ば、ファン72の送風能力向上および騒音(サイレン
音)低減を図りつつ、ファン72の製造原価低減を図る
ことができる。
INに比べて小さくなっているので、図6に示すような翼
長さが全て等しい遠心ファンに比べて、実質的な空気の
吸入面積が大きくなる。したがって、フランジ部(ボス
部)71cの高さ寸法H(図2参照)が大きくなっても
所定以上の吸入面積を確保することができるので、高さ
寸法Hによって風量が大きく低下することを防止できる
(図10参照)。
に、フランジ部(ボス部)71cのうち吸入口76側端
部からモータ73側端部までの距離を言う。また、図1
0中、実線は本実施形態に係るファン72であり、破線
は図6に示すような翼長さが全て等しい遠心ファンであ
る。ところで、第1、2ブレード71a、71bの形状
および配置関係は、図4、7に示すものに限定されるも
のではなく、図11の(a)〜(g)に示すような形状
および配置関係としてもよい。
aと第2ブレード71bとの形状が異なる例であり、
(b)は第2ブレード71bを隣り合う第1ブレード7
1aの略中央からずらした位置に配置した例であり、
(g)は(a)〜(f)を組み合わせた例である。因み
に、図11の(b)から明らかなように、第2ブレード
71bの配置位置は、第1ブレード71aの略中央に限
定されるものではない。
の定義は、JIS B 0132によるものであり、試
験方法はJIS B 8340に準拠したものである。
用した場合の全体模式図である。
ある。
る。
との関係の試験結果を示すグラフである。
関係の試験結果を示すグラフである。
関係の試験結果を示すグラフである。
形例を示す模式図である。
ド(第2翼)。
Claims (4)
- 【請求項1】 回転軸方向から空気を吸入して径外方に
向けて空気を吹き出す遠心多翼ファンであって、 前記回転軸回りに円周状に配設された多数枚の第1翼
(71a)と、 前記第1翼()間に配設された第2翼(71b)とを有
し、 前記第1翼(71a)による第1内径縁(S1IN)の第
1内半径(R1IN)は、前記第2翼(71b)による第
2内径縁(S2IN)の第2内半径(R2IN)に比べて小
さく、 さらに、各翼(71a、71b)のファン出口角(β
a、βb)は、70°〜120°であることを特徴とす
る遠心多翼ファン。 - 【請求項2】 前記第2翼(71b)による第2外径縁
(S2OUT )の第2外半径(R2OUT )と前記第2内半
径(R2IN)との差(LS )は、前記第1翼(71a)
による第1外径縁(S1OUT )の第1外半径(R
1OUT )と前記第1内半径(R1IN)との差(L)の3
0%〜70%であることを特徴とする請求項1に記載の
遠心多翼ファン。 - 【請求項3】 前記両翼(71a、71b)の枚数は、
単位をミリメートルとする前記第1外径縁(S1OUT )
の直径(D)の20%〜40%内に含まれる整数値であ
ることを特徴とする請求項1または2に記載の遠心多翼
ファン。 - 【請求項4】 前記第1外半径(R1OUT )と前記第1
内半径(R1IN)との差(L)は、前記第1外径縁(S
1OUT )の直径(D)の10%〜30%であることを特
徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の遠心
多翼ファン。
Priority Applications (1)
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- 1997-09-25 JP JP26063297A patent/JP3861402B2/ja not_active Expired - Fee Related
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