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公開番号2021076055
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210520
出願番号2019202569
出願日20191107
発明の名称送風機
出願人株式会社デンソー
代理人特許業務法人ゆうあい特許事務所
主分類F04D 29/44 20060101AFI20210423BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】異音の発生を抑制可能な送風機を提供する。
【解決手段】空気導入箱10には第1空気導入口11および第2空気導入口12、13が形成されている。空気導入箱10の下流側に設けられるケーシング20に羽根車30が収容されている。ベルマウス50は、空気導入箱10と羽根車30との間に設けられ、空気導入箱10から羽根車30に吸い込まれる空気の吸込口を形成する。分離筒60は、羽根車30に対して空気導入箱10側に配置される空気入口部61から羽根車30の内側を通って径方向外側に拡がる形状である。ガイド壁70、76、701、702は、分離筒60とベルマウス50との間に形成される流路を、分離筒60側の内側流路72とベルマウス50側の外側流路73とに仕切ると共に、その内側流路72を流れる空気と外側流路73を流れる空気をそれぞれ羽根車30へ案内する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
第1空気と第2空気を同時に吸入し区分して吹き出すことが可能な送風機において、
第1空気が導入される第1空気導入口(11)、および第2空気が導入される第2空気導入口(12、13)が形成された空気導入箱(10)と、
前記空気導入箱の下流側に設けられるケーシング(20)と、
前記ケーシングに収容される羽根車(30)であって、前記空気導入箱に導入される第1空気および第2空気の少なくとも一方を前記羽根車の回転軸(Ax)方向の一方側から吸い込み、回転軸から遠ざかる方向に向けて吹き出す前記羽根車と、
前記空気導入箱と前記羽根車との間に設けられ、前記空気導入箱から前記羽根車に吸い込まれる空気の吸込口を形成する環状のベルマウス(50)と、
前記羽根車に対して前記空気導入箱側に配置される空気入口部(61)から前記羽根車の内側を通って径方向外側に拡がる形状の分離筒(60)と、
前記分離筒と前記ベルマウスとの間に形成される流路を、前記分離筒側の内側流路(72)と前記ベルマウス側の外側流路(73)とに仕切ると共に、前記内側流路を流れる空気と前記外側流路を流れる空気をそれぞれ前記羽根車へ案内するガイド壁(70、76、701、702)と、を備える送風機。
続きを表示(約 830 文字)【請求項2】
前記送風機は、前記空気導入箱から前記羽根車に向けて流れる空気に含まれる異物を捕集するフィルタ(40)をさらに備え、
前記ガイド壁は、前記フィルタのうち前記羽根車側の面に当接または隣接し、前記羽根車の径方向内側の空間の途中まで延びている請求項1に記載の送風機。
【請求項3】
前記ガイド壁(701、702)は、前記分離筒と前記ベルマウスとの間で径方向に重なるように複数個配置される請求項1または2に記載の送風機。
【請求項4】
前記ガイド壁は、前記分離筒と前記ベルマウスとの範囲内で、前記内側流路を流れる空気の流速と、前記外側流路を流れる空気の流速とが近くなる位置に設けられる請求項1ないし3のいずれか1つに記載の送風機。
【請求項5】
前記ガイド壁のうち前記空気導入箱側の端部(71)と前記羽根車の回転軸との距離(L1)は、前記ガイド壁のうち前記空気導入箱とは反対側の端部(74)と前記羽根車の回転軸との距離(L2)よりも遠い請求項1ないし4のいずれか1つに記載の送風機。
【請求項6】
前記ガイド壁は筒状に形成されており、前記ガイド壁のうち前記空気導入箱側の端部の径(D1)は、前記ガイド壁のうち前記空気導入箱とは反対側の端部の径(D2)より大きい請求項1ないし5のいずれか1つに記載の送風機。
【請求項7】
前記ガイド壁は、前記空気導入箱から遠ざかるに従って径が次第に小さくなるように形成されている請求項1ないし6のいずれか1つに記載の送風機。
【請求項8】
前記ガイド壁と前記分離筒とを接続する接続部(75)を備える請求項1ないし7のいずれか1つに記載の送風機。
【請求項9】
前記ガイド壁(70、76)は、筒状であるか、または、前記羽根車の回転軸方向から視て円弧状である請求項1ないし8のいずれか1つに記載の送風機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、送風機に関するものである。
続きを表示(約 7,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来、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)を同時に吸い込み、区分して吹き出すことが可能な片側吸込式の送風機が知られている。
【0003】
特許文献1に記載の送風機は、空気導入箱に形成された空気導入口から導入される外気と内気が、フィルタを経由して羽根車に吸い込まれ、羽根車の径方向外側の通風路に吹き出されるように構成されている。羽根車の径方向外側の通風路は、仕切壁によって羽根車の回転軸方向の一方の第1通風路と他方の第2通風路とに仕切られている。羽根車の内側には、空気導入箱から導入されてフィルタを通過した空気(すなわち、外気と内気)を、第1通風路と第2通風路に分離して流すための分離筒が設けられている。分離筒は、フィルタに隣接して配置される空気入口部から羽根車の内側を通って径方向外側に拡がる形状とされている。この構成により、フィルタを通過した空気の一部は、分離筒の空気入口部に入り、分離筒の内側を流れ、羽根車を介して第2通風路へ流れる。一方、フィルタを通過した空気の他の一部は、分離筒の空気入口部に入ることなく、その分離筒より外側を流れ、羽根車を介して第1通風路へ流れる。このように、送風機は、空気導入箱から同時に吸い込んだ外気と内気を第1通風路と第2通風路とに区分して吹き出す構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
仏国特許出願公開第3072054A1号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述した特許文献1に記載の送風機に関し、発明者らは次のような課題を見出した。すなわち、この送風機は、羽根車の吸込口を形成するベルマウスの内周縁に対してフィルタが大きく形成されている。また、この送風機は、フィルタの下流側の流路が、分離筒の内側の流路と、分離筒の外側の流路とに分離されている。そのため、その分離筒より外側の流路では、フィルタを通過した空気がベルマウスの付近に集中して流れる構成となっている。これにより、分離筒より外側の流路では、風速分布のばらつきが大きくなり、例えばサイレン音のような高周波の異音が発生することがある。
【0006】
本発明は上記点に鑑みて、異音の発生を抑制可能な送風機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、第1空気と第2空気を同時に吸入し区分して吹き出すことが可能な送風機において、
第1空気が導入される第1空気導入口(11)、および第2空気が導入される第2空気導入口(12、13)が形成された空気導入箱(10)と、
空気導入箱の下流側に設けられるケーシング(20)と、
ケーシングに収容される羽根車(30)であって、空気導入箱に導入される第1空気および第2空気の少なくとも一方を羽根車の回転軸(Ax)方向の一方側から吸い込み、回転軸から遠ざかる方向に向けて吹き出す羽根車と、
空気導入箱と羽根車との間に設けられ、空気導入箱から羽根車に吸い込まれる空気の吸込口を形成する環状のベルマウス(50)と、
羽根車に対して空気導入箱側に配置される空気入口部(61)から羽根車の内側を通って径方向外側に拡がる形状の分離筒(60)と、
分離筒とベルマウスとの間に形成される流路を、分離筒側の内側流路(72)とベルマウス側の外側流路(73)とに仕切ると共に、内側流路を流れる空気と外側流路を流れる空気をそれぞれ羽根車へ案内するガイド壁(70、76、701、702)と、を備える。
【0008】
これによれば、空気導入箱から羽根車へ吸い込まれる空気のうち分離筒より外側を流れる空気は、ガイド壁により、内側流路を流れる空気と外側流路を流れる空気とに分けられた状態で羽根車へ吸い込まれる。その際、内側流路を流れる空気はベルマウスから離れた場所を流れる。そのため、空気導入箱から羽根車へ吸い込まれる空気のうちベルマウス付近に集中して流れる空気が減少する。したがって、この送風機は、分離筒より外側の流路における風速分布のばらつきを低減し、異音の発生を抑制することができる。
【0009】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0010】
第1実施形態に係る送風機の断面図である。
第1実施形態に係る送風機の空気導入箱およびフィルタを除いた状態を示す斜視図である。
第1実施形態に係る送風機において分離筒より外側の流路(すなわち、外側流路と内側流路)の空気の流れを説明するための説明図である。
比較例の送風機において分離筒より外側の流路の空気の流れを説明するための説明図である。
第2実施形態に係る送風機の空気導入箱およびフィルタを除いた状態を示す斜視図である。
図5のVI−VI線において、分離筒、ガイド壁および接続部などを示す断面図である。
第3実施形態に係る送風機の断面図である。
第4実施形態に係る送風機の断面図である。
図8のIX−IX線断面において、分離筒、ガイド壁および接続部などを示す平面図である。
第4実施形態に係る送風機において、ガイド壁の位置を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。なお、以下の説明において、上、下、左、右の用語は、説明の便宜上用いるものであり、その部材などが設置される方向を意味するものではない。
【0012】
(第1実施形態)
第1実施形態について説明する。本実施形態の送風機1は、内外気二層式の車両用空調装置に適用可能なものである。この送風機1は、第1空気としての車室外空気(以下、「外気」という)と、第2空気としての車室内空気(以下、「内気」という)を同時に吸入し、区分して吹き出すことの可能な構成である。送風機1から吹き出される空気(すなわち、外気と内気)は、車両用空調装置が備える図示しない空調ユニットに供給される。その空調ユニットは、送風機1から供給される空気の温度および湿度を調整した空調風を生成し、その空調風を各吹出口から車両のフロントウインドウ、乗員の上半身および乗員の足元などに向けて吹き出すことが可能である。
【0013】
<送風機1の構成>
図1および図2に示すように、送風機1は、空気導入箱10、スクロールケーシング20、羽根車30、フィルタ40、ベルマウス50、分離筒60およびガイド壁70などを備えている。
なお、以下の説明では、羽根車30の回転軸Ax上の任意の点を中心として羽根車30の回転軸Axと直交する平面上に描かれた仮想円の径方向を「羽根車30の径方向」といい、その仮想円の周方向を「羽根車30の周方向」ということがある。なお、羽根車30の回転軸Axは、羽根車30の軸芯と一致しているものとする。
【0014】
空気導入箱10は、送風機1の上部に配置されている。空気導入箱10には、外気導入口11、第1内気導入口12および第2内気導入口13が形成されている。外気導入口11は、空気導入箱10の内側に外気を導入するための開口である。第1内気導入口12と第2内気導入口13は、空気導入箱10の内側に内気を導入するための開口である。なお、外気導入口11は、第1空気が導入される第1空気導入口の一例である。また、第1内気導入口12および第2内気導入口13は、第2空気が導入される第2空気導入口の一例である。
【0015】
空気導入箱10の内側には、外気ドア14、内外気ドア15、内気ドア16および空気導入筒17などが設けられている。外気ドア14は、外気導入口11を開閉するドアである。内外気ドア15は、外気導入口11および第1内気導入口12から空気導入筒17に選択的に空気を導入するためのドアである。内気ドア16は、第2内気導入口13を開閉するドアである。外気ドア14と内気ドア16はバタフライドアで構成されている。内外気ドア15は、ロータリドアで構成されている。
なお、外気ドア14と内気ドア16は、バタフライドア以外のドア(例えば、ロータリドア)で構成されていてもよい。また、内外気ドア15は、ロータリドア以外のドア(例えば、バタフライドア)で構成されていてもよい。
【0016】
フィルタ40は、空気導入箱10の中で、空気導入筒17の羽根車30側の端部に当接または隣接して配置されている。フィルタ40は、例えば、所定の通気性を有する除塵用濾材がひだ形状に折り曲げられて構成されている。フィルタ40は、空気導入箱10から羽根車30に向けて流れる空気に含まれる異物を捕集する。なお、空気導入箱10とフィルタ40は、上方から視て、その外形が略矩形状に形成されている。
【0017】
空気導入箱10の下流側にスクロールケーシング20が設けられている。そのスクロールケーシング20の内側に羽根車30が収容されている。
【0018】
羽根車30は、電動モータ31の駆動により回転する遠心ファンである。具体的には、羽根車30は、シロッコファンで構成されている。なお、羽根車30は、それに限らず、ラジアルファンまたはターボファンなどで構成されていてもよい。電動モータ31の駆動により羽根車30が回転すると、羽根車30は、回転軸Ax方向の一方側から空気を吸い込み、その吸い込んだ空気を回転軸Axから遠ざかる方向に向けて吹き出すように構成されている。
【0019】
羽根車30は、主板32、複数の第1ブレード33、複数の第2ブレード34、および分離板35を有している。
主板32は、円盤状に形成されている。主板32の中心部には電動モータ31のシャフト36が固定されている。主板32に対して複数の第2ブレード34が配置されている。複数の第2ブレード34のフィルタ40側に分離板35を介して複数の第1ブレード33が配置されている。
【0020】
複数の第1ブレード33と複数の第2ブレード34はいずれも、羽根車30の周方向に所定の間隔をあけて配置されている。複数の第1ブレード33同士の間には、空気が流れる第1ブレード間流路37が形成されている。複数の第2ブレード34同士の間には、空気が流れる第2ブレード間流路38が形成されている。
分離板35は、複数の第1ブレード33と複数の第2ブレード34とを接続している。そして、分離板35は、第1ブレード間流路37と第2ブレード間流路38とを分離している。
【0021】
スクロールケーシング20は、羽根車30の径方向外側に通風路21、22を形成している。通風路21、22には、仕切壁23が設けられている。仕切壁23は、羽根車30の分離板35に対応する位置に設けられている。仕切壁23は、羽根車30の径方向外側の通風路21、22を、羽根車30の回転軸Ax方向の一方の第1通風路21と、羽根車30の回転軸Ax方向の他方の第2通風路22とに仕切っている。第1通風路21と第2通風路22は、羽根車30から放射状に吹き出される気流を羽根車30の周方向への流れに整流し、その気流を図示しない空調ユニットに供給するように構成されている。
【0022】
スクロールケーシング20のうち羽根車30の回転軸Ax方向の一方には、第1通風路21の上壁を構成する吸込口形成部24が設けられている。吸込口形成部24のほぼ中央には、羽根車30に吸い込まれる空気の吸込口を形成するための環状のベルマウス50が設けられている。すなわち、ベルマウス50の内側の流路が、羽根車30に吸い込まれる空気の吸込口となる。ベルマウス50は、フィルタ40と羽根車30との間に設けられ、フィルタ40を通過した空気が羽根車30の吸込口に円滑に流れるよう、断面形状が円弧状に湾曲した形状とされている。
【0023】
羽根車30が有する第1ブレード33および第2ブレード34の径方向内側の空間(以下、単に「羽根車30の内側」という)には、分離筒60が設けられている。分離筒60は、羽根車30の回転軸Ax方向に延びる筒状の部材であり、その軸方向の両端が開口している。分離筒60のうち、羽根車30に対してフィルタ40側の開口を空気入口部61と呼び、羽根車30に対してフィルタ40とは反対側の開口を空気出口部62と呼ぶこととする。
【0024】
分離筒60の空気入口部61は、羽根車30に対してフィルタ40側に配置され、フィルタ40に当接または隣接している。空気導入箱10の内側に設けられている空気導入筒17のフィルタ40側の開口部と、分離筒60の空気入口部61とは、羽根車30の軸方向から視て一致しているか、または、大部分が重なるように設けられている。そのため、空気導入筒17の内側を流れる空気は、その殆どがフィルタ40を介して分離筒60の内側へ流れる。一方、空気導入筒17より外側を流れる空気は、その殆どがフィルタ40を介して分離筒60より外側へ流れる。
【0025】
分離筒60は、空気入口部61から羽根車30の内側を通り、空気出口部62に近づくに従って次第に径方向外側に拡がるフレア状に形成されている。分離筒60の空気出口部62側の外縁部は、羽根車30の分離板35に対応する位置に設けられている。これにより、フィルタ40を通過した空気のうち分離筒60より外側を流れる空気は、羽根車30の第1ブレード間流路37を経由して第1通風路21へ流れる。一方、フィルタ40を通過した空気のうち分離筒60の内側を流れる空気は、羽根車30の第2ブレード間流路38を経由して第2通風路22へ流れる。
【0026】
羽根車30の内側で、且つ、分離筒60の外側には、ガイド壁70が設けられている。本実施形態のガイド壁70は、羽根車30の回転軸Ax方向に延びる筒状の部材であり、その軸方向の両端が開口している。ガイド壁70のうちフィルタ40側の端部71は、フィルタ40に当接または隣接している。ガイド壁70は、フィルタ40のうち羽根車30側の面に当接または隣接し、そこから羽根車30の内側の途中まで延びている。ガイド壁70は、分離筒60とベルマウス50との間に形成される流路を、ガイド壁70より分離筒60側の内側流路72と、ガイド壁70よりベルマウス50側の外側流路73とに仕切っている。すなわち、内側流路72は、ガイド壁70と分離筒60との間に形成される流路である。一方、外側流路73は、分離筒60より径方向外側に形成される流路である。ガイド壁70は、内側流路72を流れる空気と外側流路73を流れる空気をそれぞれ羽根車30へ案内する。
【0027】
ガイド壁70は、フィルタ40から遠ざかるに従って径が次第に小さくなるテーパ状に形成されている。言い換えれば、ガイド壁70は、フィルタ40に近づく従って径が次第に拡がるフレア状に形成されている。そのため、図2および図3に示すように、ガイド壁70のうちフィルタ40側の端部71の径D1は、ガイド壁70のうちフィルタ40とは反対側の端部74の径D2より大きい。また、ガイド壁70のうちフィルタ40側の端部71と羽根車30の回転軸Axとの距離L1は、ガイド壁70のうちフィルタ40とは反対側の端部74と羽根車30の回転軸Axとの距離L2よりも遠い。そして、ガイド壁70の位置は、内側流路72を流れる空気の流速と、外側流路73を流れる空気の流速とが近づくように、実験などにより適切に設定されている。また、ガイド壁70の形状、大きさなども、実験などにより適切に設定されている。
【0028】
図3の矢印FA1、FA2は、分離筒60より外側の流路の空気の流れを模式的に示したものである。フィルタ40を通過した空気のうち分離筒60より外側を流れる空気は、ガイド壁70により、内側流路72を流れる空気と外側流路73を流れる空気とに分けられた状態で羽根車30に吸い込まれる。その際、内側流路72を流れる空気は、ベルマウス50から離れた場所を流れる。そのため、分離筒60より外側の流路(すなわち、内側流路72および外側流路73)を流れる空気のうち、ベルマウス50の付近に集中して流れる空気が減少する。したがって、この送風機1は、分離筒60より外側の流路における風速分布のばらつきを低減し、異音の発生を抑制することができる。
【0029】
<送風機1の作動>
送風機1は、空気の吸込モードとして、外気と内気を同時に吸入し区分して吹き出す内外気モード、外気を吸入して吹き出す外気モード、内気を吸入して吹き出す内気モードを設定可能に構成されている。
【0030】
図1は、送風機1に内外気モードが設定された状態を示している。その際、外気ドア14は、外気導入口11を開放する位置に変位する。内外気ドア15は、第1内気導入口12と空気導入筒17とを連通させ、外気導入口11と空気導入筒17との連通を遮断する位置に変位する。内気ドア16は、第2内気導入口13を閉塞する位置に変位する。その状態で、電動モータ31の駆動により羽根車30が回転すると、外気導入口11から空気導入筒17の外側に外気が導入されるとともに、第1内気導入口12から空気導入筒17の内側に内気が導入される。
(【0031】以降は省略されています)

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