JPH0914196A - 自動車用空気調和装置の貫流ファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 限られた高さのケーシングで、送風性能の向
上と低騒音化を図る。 【構成】 ケーシング１の両側壁２、８に吸込口３と吹
出し口９をそれぞれ設け、その間の空気通路４内にスク
ロール５、スタビライザ６、羽根車７を設けた室内ユニ
ット１００において、羽根車７の上流のスタビライザ６
側の空気通路４の底面４１から羽根車７の回転軸までの
高さｈと羽根車７の直径ｄとの比ｈ／ｄを０．６５以上
に設定する。スタビライザ６の上流の羽根車７の近傍
に、吸込口３からの主流と羽根車７の偏心渦に伴う羽根
車７の回転方向の流れとが衝突する澱みの点が、スタビ
ライザ６の近傍に生じるため、送風性能が向上する。ま
た、制限寸法内で羽根車７の直径ｄを大きくするため、
低騒音化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用空気調和装置
として車室内の天井に設置される貫流ファンのケーシン
グ構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】貫流ファンは、ファン回転軸方向の寸法
を自由に選択することによって、出力となる風量を自由
に設定することができ、薄型コンパクト設計が可能であ
ることにより、家庭用ルームエアコン等において多く用
いられている。こうした家庭用ルームエアコンでは、図
５に示すように、ケーシング１００は、吹出し口１０１
と反対側の面１０２を部屋の壁Ｗに向けて取り付けられ
る。また、熱交換器１０３からの凝縮水は、ケーシング
１００の底に溜まり、外へ排出される。また、例えば、
実開平４−１２３３９１号公報では、羽根車の中心から
送風機ケーシングの頂壁までの距離と、羽根車の外径と
の比を１．８以上に設定することによって、送風性能の
向上、低騒音化に関する改良が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように貫流ファン
はコンパクトであるため、貫流ファンを自動車用空気調
和装置の天吊り型リアクーラ用ファンとして用いること
が検討されている。しかしながら、自動車用に用いる場
合には、車室内の天井に取り付けることから、薄型化が
要求され、厚み（高さ）が制限され、また、冷却用の熱
交換器から生じる凝縮水はケーシングの底に落ちるた
め、下方に吸込口を設けることができない。このため、
空気流を水平方向に直線的にする必要があり、空気流に
大きな転向が生じることによって大きな送風性能が得ら
れる上述の家庭用の貫流ファンような構造をそのまま用
いることができない。

【０００４】また、貫流ファンでは、羽根車の径に応じ
て風量が増加するが、自動車用の場合には、羽根車の径
及びケーシングの厚み（高さ）が制限されるため、自動
車用としては、空気流が直線的でケーシングの厚み（高
さ）が制限された貫流ファンとして、上記家庭用のもの
とは異なる構成によって、送風性能の向上及び低騒音化
を図る必要がある。

【０００５】本発明は、貫流ファンのケーシング構成に
関して、寸法構成と送風性能との関係に臨界点を見出
し、送風性能向上に関する寸法構成を明確化したもの
で、限られた寸法下での送風性能の向上を図ることを目
的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、自動車の車室
内の天井に取り付けられる略箱状のケーシングの互いに
対向する側壁にそれぞれ吸込口と吹出し口とを設け、前
記吸込口と前記吹出し口との間に内部に熱交換器を備え
た空気通路を形成し、前記天井に平行の回転軸を有し前
記吸込口から前記吹出し口へ向かって気流を発生するた
めの羽根車およびスタビライザ、スクロールが前記空気
通路内に配された自動車用空気調和装置の貫流ファンに
おいて、前記羽根車の上流側の前記空気通路について、
前記スタビライザ側の内壁面から前記羽根車の回転軸ま
での高さｈと前記羽根車の直径ｄとの比ｈ／ｄを０．６
５以上になるように設定したことを技術的手段とする。

【０００７】

【作用】本願発明者は、上記問題点について、研究、考
察した結果、図１に示すように、ケーシングの吸込口面
積が一定の場合には、羽根車の上流側の空気通路のスタ
ビライザ側の内壁面から羽根車の回転軸まで高さｈと、
羽根車の直径ｄとの比ｈ／ｄが０．６５を下回ると、送
風性能が急激に低下することを見出した。これにより、
スタビライザの上流の羽根車の近傍に、吸込口からの主
流と羽根車の偏心渦に伴う羽根車の回転方向の流れとが
衝突する澱みの点がスタビライザの近傍に生じるため、
送風性能が向上する。また、羽根車の直径ｄをできるだ
け大きくとり、その上でこの条件を満たして比ｈ／ｄを
大きくすることによって、騒音の低下を図ることができ
る。

【０００８】

【発明の効果】本発明では、以上のとおり、羽根車の上
流側の空気通路について、スタビライザ側の内壁面から
羽根車の回転軸までの高さｈと羽根車の直径ｄとの比ｈ
／ｄを０．６５以上になるように設定したため、ケーシ
ングの高さ等の寸法が限定されている場合に、最も風量
性能が確保でき、また、低騒音化を図ることができる。

【０００９】

【実施例】次に本発明を図に示す実施例に基づいて説明
する。図１は、自動車用空気調和装置において、車室内
の天井に埋め込み設置等によって取り付けられる本発明
の貫流ファンの実施例である室内ユニット１００の第１
実施例を示す。

【００１０】室内ユニット１００は、略箱状のケーシン
グ１の一方の側壁２に吸込口３が設けられ、吸込口３か
らほぼ水平方向に直線的な空気通路４が形成されてい
る。空気通路４の下流側部分には、スクロール５および
スタビライザ６がケーシング１の内側に形成され、スク
ロール５とスタビライザ６との間の空気通路４内には羽
根車７が、その回転軸方向が水平に配され、ケーシング
１の側壁２に対向する側壁８には、吹出し口９がやや下
方へ向かって設けられている。なお、羽根車７は、図示
時計回りに回転し、羽根車７の上流の吸込口３側の空気
通路４内には、冷凍サイクルの一部を形成する蒸発器１
０が冷却用の熱交換器として配されている。

【００１１】上記の室内ユニット１００において、吸込
口３側の空気通路４の高さＨは、空気通路４のスタビラ
イザ６側の内壁面、すなわち空気通路４の底面４１から
羽根車７の回転軸位置までの高さｈと、羽根車７の回転
軸位置から空気通路４の上部内壁面４２ｂまでの高さｂ
との和であり、このとき、羽根車７の直径ｄと高さｈと
の間には、ｈ／ｄ≧０．６５の関係が与えられている。

【００１２】本願発明者は、研究、考察の結果、図１に
示すように、ケーシング１の吸込口３の面積が一定の場
合には、羽根車７の上流側の空気通路４のスタビライザ
６側の内壁面、すなわち底面４１から羽根車７の回転軸
まで高さｈと、羽根車７の直径ｄとの比ｈ／ｄが０．６
５を下回ると、送風性能が急激に低下することを見出し
た。図２は、羽根車７の直径ｄを一定にして、高さｈを
変化させた場合について送風性能を示したものである。
ここで明らかなとおり、比ｈ／ｄが０．６５を下回る
と、流量係数が著しく低下して、風量が低下することが
分かる。

【００１３】実際には、室内ユニット１００において、
空気通路４の高さＨが限定されている場合、ｈ＋（ｄ／
２）≦Ｈの関係があるため、高さｈを大きくとると、相
対的に羽根車７の直径ｄが小さくなってしまい、騒音面
と、実質風量の低下を招くため、直径ｄをできるだけ大
きくとり、その上で比ｈ／ｄを大きくすることが望まし
い。

【００１４】比ｈ／ｄが０．６５を下回った場合に、風
量が激減する理由について、レーザ流速計及び計算シミ
ュレーションを用いて解析した結果について、図３に基
づいて説明する。スタビライザ６の上流の羽根車７近傍
において、羽根車７内部での偏心渦の発生に伴う羽根車
７の回転方向の空気の流れと、上流からの主流とが衝突
する流れ（変向点）が発生し、所謂澱みのような点Ｐが
発生している。この点Ｐがスタビライザ６の近くに存在
すればするほど高風量が得られることが分かっており、
比ｈ／ｄを大きくとることによって、この効果を引き出
すことができるのである。

【００１５】以上のとおり、比ｈ／ｄを大きくとること
によって、変向点をスタビライザ６に近づけることで、
高風量が得られることが分かった。すなわち、変向点付
近からの流入をしやすいような構造をとることによっ
て、送風性能の向上を図ることができることが分かる。
従って、実際の設計では、スクロール５とスタビライザ
６とを羽根車７の回転軸を中心にして、できるだけ回転
方向へ回転させた方向に配置するほうが好ましい。図４
に、第２実施例として、スクロール５とスタビライザ６
とを羽根車７の回転軸を中心にして、回転方向へ角度θ
だけ回転させた配置のものを示す。

【００１６】以上のとおり、本発明では、貫流ファンに
おいて、羽根車の上流側の空気通路について、スタビラ
イザ側の内壁面から羽根車の回転軸までの高さｈと羽根
車の直径ｄとの比ｈ／ｄを０．６５以上になるように設
定したため、ケーシングの高さ等の寸法が限定されてい
る場合に、最も風量性能が確保でき、また、低騒音化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す自動車用空気調和装
置の室内ユニットを示す断面図である。

【図２】本発明における比ｈ／ｄと流量係数との関係を
示す特性図である。

【図３】本発明の第１実施例における空気の流れを示す
室内ユニットの断面図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す室内ユニットの断面
図である。

【図５】従来技術としての家庭用エアコンを示す断面図
である。

【符号の説明】

１ ケーシング ３ 吸込口 ４ 空気通路 ５ スクロール ６ スタビライザ ７ 羽根車 ９ 吹出し口 １０ 蒸発器（熱交換器） １００ 室内ユニット（貫流ファン） ｈ 羽根車の回転軸までの高さ ｄ 羽根車の直径

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車の車室内の天井に取り付けられる
   略箱状のケーシングの互いに対向する側壁にそれぞれ吸
   込口と吹出し口とを設け、前記吸込口と前記吹出し口と
   の間に内部に熱交換器を備えた空気通路を形成し、前記
   天井に平行の回転軸を有し前記吸込口から前記吹出し口
   へ向かって気流を発生するための羽根車およびスタビラ
   イザ、スクロールが前記空気通路内に配された自動車用
   空気調和装置の貫流ファンにおいて、 前記羽根車の上流側の前記空気通路について、前記スタ
   ビライザ側の内壁面から前記羽根車の回転軸までの高さ
   ｈと前記羽根車の直径ｄとの比ｈ／ｄを０．６５以上に
   なるように設定したことを特徴とする自動車用空気調和
   装置の貫流ファン。