JPH01177498A - 遠心送風機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気調和装置などに用いられる。風量が大き
く、かつ騒音の少ない遠心送風機に関する。

〔従来技術〕

自動車用空気調和装置などに使用される遠心送風機は、
第８図及び第９図に示されるように、多数枚の翼１０Ａ
を環状に配列すると共にその一端をリング２Ａにより保
持し、その他端をボスプレート３に結合してファン１を
構成し、該ファン１を回転ｍ４により駆動するものであ
る。

しかして、該遠心送風機においては、スクロールケーシ
ング５の入口５１より矢印にのように吸入された空気は
２回転するファン１によって矢印りのように半径方向に
流出され、上記ケーシング５の出口５２より矢印Ｍのよ
うに送出される。また、上記ファン１は一般に合成樹脂
で一体成形されている。そして、従来、上記ファン１の
翼１０Ａは、第９図ないし第１１図に示すごとく、その
上方に突出したリング２Ａを有する。そして、このリン
グ２Ａは外周面２１Ａ、内周面２２Ａを有する。また翼
１０Ａの外周面１０１Ａの上方にはリング２Ａの外周面
２１Ａに至る傾斜部１９Ａを有する。

また、翼１０Ａは第９図にその寸法関係を示すごとく、
まずリング２Ａは外径ＤＲ，，内径ＤＲ１を有する。そ
してリング２Ａの内径ＤＲ，はファン１の外径ＤＦｔと
ほぼ同じである。なお、ファン１の成形時の抜き勾配を
考慮してＤＦ、の方が若干小さい、また、該ファン１の
上方（リングとの結合部）における内径ＤＦ、・　は、
その下方の内径ＤＦ、と同じであり、また該下方の外径
ＤＦｔは前記リングの内径ＤＲ，と同じである。つまり
、翼１０Ａは同じ幅で、垂直に設けられ、その上方外側
（翼の外方）にリング２Ａを有するものである。なお、
リング２Ａの外周面２１Ａと翼の外面１０１Ａとの間に
は、上記のごとく、傾斜部１９Ａを有する。また、第１
２図に示すごとく１Ｂ（１０Ａの出口角β２は、ファン
の上方から下方まで同じである。

なお、第８〜１１図において、符号４１はファンｌを回
転機の回転軸に取り付けるためのボルト。

１０２Ａは翼の内周面である。

〔解決すべき問題点］ しかしながら、かかる従来の遠心送風機においては、風
量を増加させるためにファンの外径ＤＦ□を大きくしよ
うとすると、遠心送風機自体が大型となる。また、ファ
ン流出後の風量は、後述する第７図に点線矢印で示すご
とく１Ｍ上方（リングとの結合部）においては少なく、
またその風量は例えば翼の上方と中央部とでは均一でな
い。また、翼の上方から下方全体を見ても、風量、風の
方向とも大きなバラツキがある。そして、かかる不均一
性は、送風時の騒音に大きな影響をもたらす。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、風量が大きく、
かつ騒音の少ない遠心送風機を提供しようとするもので
ある。

〔問題点の解決手段〕

本発明は、多数枚の翼を環状に配列すると共にその一端
をリングにより保持し、その他端をボスプレートに結合
してファンを構成し、該ファンは回転機により駆動する
ようになした遠心送風機であって、上記ファンの外径は
リングとの結合部においては上記リングの外径と同じで
あり、一方ボスプレートとの結合部においては上記リン
グの内径と同じか又はこれより小さいこと、またその間
の外径は回転軸方向に対して直線的に変化していること
、更にリング部における翼の出口角β、は。

５度以上でかつボスプレート部における出口角βｔ１よ
り小さいことを特徴とする遠心送風機にある。

即ち１本発明は、第１図及び第２図に示すごとく、ファ
ンｌにおいてリング２との結合部における上方外径ＤＦ
、・が該リング２の外径ＤＲ，と等しく、またボスプレ
ート３との結合部における下方外径ＤＦ、が上記リング
２の内径ＤＲ，と同じであるか又はこれより小さいこと
、上方外径ＤＦ２°から下方外径ＤＦ、の間は直線で結
ばれた形状であること、及びリング部（上端）における
翼の出口角β２□が５度以上で、かつボスプレート部（
下端）における出口角β！、より小さいことが最大の特
徴である。なお、ファン一体成形時の抜き勾配を考慮し
て、上記ＤＦ、はＤＲ，より若干小さくしておくことが
望ましい。また、上記からも知られるごとく、翼の幅は
ほぼ同じなので、ファン１の上方内径ＤＦ、＝　と下方
内径ＤＦ、との差は、前記上方外径ＤＦ、・　と下方外
径ＤＦ、の差と同じである（第１図）。そして５該フア
ン１は上方に拡開した形状を有する。また、上記リング
部とは翼の上方部を、ボスプレート部とは翼の下方部を
いう。

また、ファン上方におけるリング２と翼１０の結合状態
は、第２図にないし第５図に示すごとく。

翼１０の上方において、その外周面１０１とリング２の
外周面２１とが一致している。この点が本発明の１つの
大きな特徴である（第４．５図と前記従来の第１０．１
１図とを比較参照）。

また、第２図に示すごとく、翼の曲率半径ＲＢは、その
軸方向に関して一定となすことが好ましい、これは、一
体成形による型抜きを可能とするためである。

また、リング部における翼の出口角β、は、５度以上と
なし、かつボスプレート部における出口角β２１よりも
小さくすると共に、＝亥ボスプレート部の出口角β８．
は２０ないし２５度とすることが好ましい。このように
すれば、更に風量の２％増大を図ることができる。なお
、上記ボスプレート部の買出口角βｇ＋はファンの高さ
により制限されることもある。

また、翼の弦長Ｂｗを一定になすこと、つまり。

ファンの上方内径ＤＦ、°　と下方内径ＤＦ、とその間
を直線で結び回転軸方向に対して直線的に変化するよう
構成することもできる。このようにすれば、ファンの流
入面積〔上方内径（ＤＦ、・　）２×π／４〕が拡大す
るので、リング付近の風量が一層増大する。

〔作　用〕

本発明の遠心送風機においては、ファンにおけるリング
との結合部の外径がリングの外径と同じで一方ボスプレ
ートとの結合部の外径がリングの内径と同じであり、こ
の両外径の間は直線で結ばれており、またリング部にお
ける翼の出口角β。

は５度以上とし、かつボスプレート部における出口角β
！１より小さく形成しである。そのため、翼の最大外径
がリングの外径まで拡大され、風量が増大され、またフ
ァン流出後の風量分布が均一化される。

即ち、遠心送風機の送風は、ファンの回転に伴う遠心力
により翼間の空気塊が半径方向外側に移動することによ
って生ずる。したがって、ファンの風量ＶａメＮ・　（
ＤＦ、）！で表わされる（ここにＮは回転数、ＤＦ、は
ファンの外径）。

しかして２本発明においては、ファン外径はその上方が
リングの外径まで拡大されているので。

上式により、リング部付近の風量が増大する。また、下
方のボスプレート付近の風量は従来に比して若干小さく
なる。

そして２本発明においては、リング部の買出口角β２１
が上記のごとくボスプレート部の買出口角β２１より小
さくしであるので、風量が増大する。

つまり、翼が空気に与える運動エネルギーは、翼の流入
、流出間の運動差である。それ故、上記出口角βｔ□を
小さくすることにより、流入、流出の方向差が大となり
、運動量差も大となる。即ち。

上記出口角βｔ□を小さくすることにより１回転当たり
に翼が空気に与えるエネルギーが増え、風量が増大する
のである。これによって、リング部付近の風量が増大し
、軸方向の風速分布が比較的均一化されるのである。

上記のごとく２本発明において重要なことは。

上記の風量分布が従来に比して比較的均一化されている
ことである。また、更に注目すべきことはその風の流出
方向が従来に比して水平方向に向かっていることである
（後述第７図参照）。

しかして、上記に関して、もしもファンの外径を単に上
下とも同じとした状態で拡大させたとしても、この場合
にはノーズギャップＧ（第３図）が−様に小さくなって
しまい１回転音が発生する。

本発明では、ファンの外径が上方から下方に向かって徐
々に小さくなっているので、全体のノーズギャップを挾
めることがなく、かかる回転音が発生しない。

〔効　果〕

上記のごとく１本発明によれば、前期従来ファンに比し
て１回転数同一の場合には、風量を増大させることがで
きる。また、ファンの吐出風速が。

従来ファンに比して、ファンの上方ないし下方にかけて
比較的均一化されるので、騒音の最大原因である最大風
速を小さくすることができ、騒音の発生を低く抑えるこ
とができる。また、前記ノーズギャップの全体を挾める
ことがないので１回転音の発生も少ない。

したがって１本発明によれば、風量が大きく。

かつ騒音の少ない遠心送風機を提供することができる。

［実施例］ 本発明の実施例にかかる遠心送風機を、第１図ないし第
５図を用いて説明する。

本例の遠心送風機は、前記従来遠心送風機に比して、そ
のファンの構造を変えたものである。したがって、この
点を中心に述べる。

本例のファン１は、リング２との結合部の外径ＤＦ、＝
　　がリング２の外径Ｄ　Ｒ２と等しく、一方ボスプレ
ート３との結合部の外径ＤＦ、がリング２の内径ＤＲ，
と等しい。そして、翼１０の弦長Ｂｗは一定である。し
たがって、ファン１の上方の内径ＤＦ、＝　　と下方の
内径ＤＦ、との差は、上記外径ＤＦ、・　とＤ　Ｆ　ｔ
と差と同じである。つまり、翼１０は、その外周面１０
１と内周面１０２とが平行である。

また、翼１０の上方にはリング２が設けられ（第４図）
、該リング２の外周面２１は翼の外周面１０１と同一面
上にあり、リング２の内周面２２は、翼１０の内周面１
０２より内方に位置している。翼１０の下方はボスプレ
ート３と連結されている。また、ファンｌをその上面か
ら見ると。

第２図に示すごとく、最外周にリング２があり。

その下方に翼１０が見え、翼１０内側の下端１０５はボ
スプレート３に連結している。そして、核質１０の内側
の上端は同図のＤＦ、＝　　の曲線上にある。また翼１
０の外側の下端は同図のリング内径ＤＰＩ　　（即ち、
ＤＦ２）の曲線上にあり、一方外側の上端はリング外径
ＤＲｚの曲線上にある。

また、同第２図に示すごとく、リング部における出口角
β、は、ボスプレート部における出口角β２１より小さ
くしである。

なお、上記のリング２１翼１０．ボスプレート３からな
るファン１は１合成樹脂を用いて一体成形したものであ
る。

次に、上記ファン１を第１図に示すごとく回転機４に装
着して遠心送風機を構成する。そして。

ファン１を回転すると、空気は入口５１より流入し、フ
ァン１より流出し、ケーシング５の出口５２より排出さ
れる。

この回転時における送風状態が第７図に示されている。

同図の下方は翼の側面において、翼１０の上方（リング
部）から下方（ボスプレート部）にかけて、風速がどの
ような状態になっているかを示すものである。同図の上
方は、翼１０の上面における風の流れ状態を示すもので
ある。そして。

実線が本発明を９点線が前記従来翼１０Ａに関する状態
を示している。また、矢印は流速とその方向を示し、ｖ
ｍはメリディアン速度（ｍ／秒）を。

Ｃ１，Ｃ！は絶対速度を示している。

同図より知られるごとく２本発明のファンによれば、ま
ず翼の上方半分Ｕにおいては、従来のファンに比して風
速が増大し、またその方向は比較的水平方向へ向かって
いる。また、翼の下方半分りにおいては、従来のファン
に比して、風速が若干低下しているもののその値は比較
的類似し、またその方向は比較的水平方向へ向かってい
る。そして、その最大風速Ｖｍａｘは従来ファンに比し
て低下している。この最大風速Ｖｍａｘは騒音の主原因
であるため９本発明のファンは騒音の発生が低いのであ
る。

次に、上記遠心送風機において、ファンの上方外径ＤＦ
２＝　　（＝ＤＲｉを下方外径ＤＦ２の１゜０３倍とし
、　　ＤＦｚ　＝　ｌ　４０ｍｆｆ１．　ファン上方内
径ＤＦ、’　　＝　１１６閣、　　ファン高さＨ＝６５
胴、リング部の入出口角β２□＝５度、ボスプレートの
翼出ロ角β、、＝２５度、リングの幅５閣、翼の幅１２
Ｉ１ｍとし、送風特性を測定した。また、従来ファンと
して、翼の出口角β２　（これは上方から下方まで同じ
）を２５度ファン外径１４０ｎ＋ｎ＋、ファン内径１１
６胴と、上記と同様に測定した。その結果を、第６図に
示す。

この第６図は、風量Ｖａと送風機の全圧ΔＰ（水柱、４
５＋ｍ５Ａｑ）及び比騒音との関係を示すものである。

このΔＰとは、送風機全体の圧力差（入口と出口の圧力
差）をいう。

同図において、右上がりの曲線Ｚはある通風抵抗を有す
る通風系（例えばカーエアコン）における、ＶａとΔＰ
との関係を示す２次曲線である。

同図より知られるごとく９本例の遠心送風機によれば、
従来遠心送風機（点線曲線）に比して。

同じ通風抵抗の下では、大略５％の風量向上を得ること
かできる、更に１本例の遠心送風機によれば、従来遠心
送風機に比して約１ｄＢの騒音低下を図る゛ことができ
る。

上記のごとく１本例の遠心送風機によれば、風量の増大
を図ることができると共に騒音発生を少な（することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の実施例を示し。 第１図は遠心送風機の一部欠さい側面図、第２図はファ
ン部分の平面図と寸法関係を示す図、第３図は遠心送風
機の平面図、第４図はファン上方部の斜視図、第５図は
翼とリングの状態を示す図。 第６図及び第７図は送風特性を示す図、第８図ないし第
１１図は比較例を示し、第８図は遠心送風機の平面図、
第９図はその一部欠さい側面図、第１０図はファン上方
部の斜視図、第１１図は翼とリングの状態を示す図、第
１２図は翼の出口角を示す図である。 ■５９．ファン。 ｉｏ、、、翼。 ２１２Ａ、、、　　リング。 ３１１．ボスプレート。 ４９１１回転機。 ５１１．スクロールケーシング。 ＤＦ、、、　、ファン下方内径。 ＤＦ、・０１．ファン上方内径。 ＤＦ、、、、ファン下方外径。 ＤＦｚ・０８．ファン上方外径。 ＤＲ，、、、リング内径。 ＤＲ，、、、リング外径。 βに１．、、ボスプレート結合部の買出口角。 β１２１、、　　リング結合部の買出口角。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　多数枚の翼を環状に配列すると共にその一端を
   リングにより保持し、その他端をボスプレートに結合し
   てファンを構成し、該ファンは回転機により駆動するよ
   うになした遠心送風機であって、上記ファンの外径はリ
   ングとの結合部においては上記リングの外径と同じであ
   り、一方ボスプレートとの結合部においては上記リング
   の内径と同じ又はこれより小さいこと、またその間の外
   径は回転軸方向に対して直線的に変化していること、更
   にリング部における翼の出口角β＿２＿２は、５度以上
   でかつボスプレート部における出口角β＿２＿１より小
   さいことを特徴とする遠心送風機。
2. （２）　翼の曲率半径はその軸方向に関して一定となし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の遠心
   送風機。
3. （３）　ボスプレートにおける翼の出口角β＿２＿１は
   、２０ないし２５度であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の遠心送風機。