JP3757802B2

JP3757802B2 - Turbofan, and blower and air conditioner using turbofan

Info

Publication number: JP3757802B2
Application number: JP2001033816A
Authority: JP
Inventors: 尚史池田; 淳吉橋; 章弘松下; 英治福島; 敦史枝吉
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2021-02-09
Also published as: JP2002235695A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボファンおよびターボファンを用いたエアコン、空気清浄機、除湿器などの空気調和機に関し、特に送風効率の向上、駆動するファンモータ入力の低減、低騒音化、起動時のねじり強度の向上を図ることのできるターボファン、および省エネ、低騒音化等を図ることができる送風装置、および空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
文献「生井武文著ターボ送風機と圧縮機株式会社コロナ社発行」によると、遠心ファンは、一般的に外周側における羽根２の方向によって呼称が異なる。図５９〜図６１を用いて説明すると、図５９において、羽根の厚さ方向の中心線である円弧状のそり線２ｃの外周側先端部２ｂ上の点における接線Ｍｃ２と、羽根車回転中心Ｏを通り前記外周側先端部２ｂを通る直線Ｏ−２ｂに垂直で、前記外周側端部２ｂを通る直線Ｍｏｂとのなす鋭角を出口角βb２といい、図５９のように出口角βb２が９０°より小さいものを後向き羽根といい、ターボファンを指す。また図６０のように出口角βb２が９０°より大きく、回転方向に向いている物を前向き羽根といい、多翼ファン（シロッコファン）を指す。さらに図６１のように出口角βb２が９０°のものを径向き羽根といい、ラジアルファンを指す。
【０００４】
図６２、図６３は、第１の従来例である従来のターボファンの一例を示し、図６２は、従来のターボファンの水平断面図、図６３は、図６２の縦断面図である。
【０００５】
図６２、図６３において、ターボファン１は、羽根車１ａと、羽根車１ａを駆動するモータ３により構成される。
【０００６】
また、羽根車１ａは、モータ３の回転軸３ａを固定するハブ１ｃと一体に形成された主板１ｂと、主板１ｂに対向して羽根２への空気の案内流路を形成する漏斗状のシュラウド１ｄとそれらの間に複数の羽根２が取り付けられ構成され、羽根車１ａ全体が回転する。
また羽根２の形状は、肉厚ｔがほぼ一様に肉厚が等しく薄肉で、羽根２全体が回転方向に対し凸形状をし、前記出口角βb２が９０°より小さい後向き羽根である。
【０００７】
また、図６５、図６６、図６７は、第２の従来例である従来のターボファンの別の例を示し、図６５は従来のターボファンの水平断面図、図６６は図６５の縦断面図、図６７は図６５の羽根２の一枚の拡大図である。なお、前記従来例と同じターボファン１の主な構成を同符号で示し、その説明を省略する。
【０００８】
図６５〜図６７において、羽根２は肉厚ｔが羽根車内周側先端２ａから肉厚ｔが徐々に厚くなり、その後外周側先端２ｂにかけて徐々に肉厚ｔが薄くなる翼形形状で、羽根車回転方向Ａに対し羽根２全体が凸形状に湾曲し、かつ羽根２の肉厚方向の中心線であるそり線２ｃも同様に回転方向Ａに対し凸形状の一円弧で形成され、前記出口角βb２が９０°より小さい後向き羽根である。
なお、そり線２ｃは、高性能化のため、回転方向に対し凸形状の一円弧形状の他に、回転方向に対し凸形状で、図６８のような異なる半径の二つの円弧でそり線を形成した二円弧形状や、図６９のような異なる半径の３つ以上の円弧でそり線を形成した多円弧形状のものがある。
またターボファンの羽根車１ａの材質は、ガラス繊維とプラスチック樹脂を混合した材料で成形されている。
【０００９】
また、図７３は、第３の従来例である、従来のターボファンのさらに別の例を示し、実開昭５６−６７３９９のレンジフード用ファンの斜視図、図７４は図７３の水平断面図を示す。なお、前記従来例と同じターボファン１の主な構成を同符号で示し、その説明を省略する。図７３、図７４において、ターボファンの羽根車１ａの羽根２を羽根車内周側がターボファン（後向き羽根）のように回転方向Ａに対し凸形状で、逆反り開始点Ａｇで羽根車回転方向Ａの方向に屈曲し、前記出口角βｂ２が９０°より大きい前向き羽根（シロッコファン）のように形成したものである。
【００１０】
また図７５は図６５の従来のターボファンの羽根２が中空で羽根表面が薄肉な翼形形状で形成された羽根車の斜視図、図７６、図７８は、例えば図６５の従来のターボファンの羽根２と主板１ｂの取付部の断面図を示し、図７６は羽根車１ａの材質が樹脂系材料の場合、図７７と図７８は材質がアルミニウム等の板金の場合における取付構造を示す。
図７５、図７６の樹脂系材料の羽根車１ａにおいて、羽根２と主板１ｂの取付部は、小さなＲ形状となるような形状である。また材質が板金の場合、図７７のように羽根２のツメ２ｅを主板１ｂの穴２ｄに挿入し、折り曲げ、図７８のように主板１ｂとカシメにより固定していた。
【００１１】
また、図７９は第１の従来のターボファンを用いた空気調和機の一例を示し、例えば天井裏に本体が設置され、吹出口を４つ有する４方向吹出し天井埋込形空気調和機の外観図である。また図８０は図７９の空気調和機１００の縦断面図、図８１は図７９の空気調和機１００の水平断面図である。
図７９〜図８１において、本発明の空気調和機１００は、天井裏１０８に埋設された空気調和機本体１０１の内部には、送風機である後向き羽根のターボファンの羽根車１ａ、羽根車１ａを駆動するためのモータ３、ベルマウス４、またターボファンの羽根車１ａの周りには、空気調和機本体側壁１０１ａと平行部をもつ略四角形状の熱交換器１０３が立設され、熱交換器１０３の下部には凝縮水であるドレン水を受け止めるドレンパン１０４、モータ３の運転や風向ベーン１０９の角度を制御する制御基板を収納する電気品箱１０６などが配設される。
【００１２】
また、空気調和機本体１０１の下部には化粧パネル１０２が固定され、この中央付近に吸込口１０２ａが形成され、その外側四方には吹出口１０２ｂが形成される。ターボファン１は、羽根車１ａ、羽根車１ａへの空気の案内流路を構成するベルマウス４、羽根車１ａを駆動するモータ３で構成される。また羽根車１ａは、モータ３の回転軸３ａを固定するハブ１ｃと一体に形成された主板１ｂに、通常前記図６１や図６４のような、羽根車回転方向Ａに対し逆向きに向きで、回転方向に対し凸形状の後向き羽根である羽根２が取り付けられ、主板１ｂに対向して羽根２への空気の案内流路を形成する漏斗状のシュラウド１ｄにより構成され羽根車１ａ全体が回転する。
【００１３】
運転時、図７９〜図８１のようにモータ３に駆動され矢印Ａ方向に回転するターボファンの羽根車１ａによって、部屋１０７の空気が吸込グリル１０２ａから吸い込まれ、フィルタ１０５でホコリ等を除去された後、ベルマウス４を通り、ターボファンの羽根車１ａに吸い込まれる。その後、ターボファンの羽根車１ａから吹き出された空気は熱交換器１０３により加熱、または冷却され、吹出口１０２ｂから部屋１０７に吹き出され、空調される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のターボファン、空気調和機は、以上のように構成される。
第１の従来のターボファンにおいて、羽根２の形状は肉厚ｔがほぼ一様に等しく薄肉であるため、図６４のように、吸込流れＦ１に変動があると、羽根２が薄肉なため内周側先端２ａで剥離し羽根２の各表面２Ｐ、２Ｓで圧力変動を生じ、騒音悪化してしまう。
また、羽根２が薄肉で、主板１ｂ、シュラウド１ｄとの設置面が少ないため、起動時にモータ３によりハブ１ｃに回転方向Ａにトルクが付加され、羽根２の主板１ｂ付近にネジリが生じるとき、ネジリに対して強度が弱く、最悪ファンが壊れてしまうという欠点があった。
【００１５】
そして、第２の従来のターボファンにおいて、図７０のように、羽根２の内周側先端部２ａの位置を同一に出口角βb２をβｂ２’に大きくし、羽根２の出口圧力を上昇させ、さらに送風効率を向上させ、羽根２’のように形成した従来の手法のように、羽根車回転方向Ａに対し凸形状で湾曲した形状で出口角βb２を大きくしていくと、極端に翼弦長Ｌ２がＬ２’のように短くなり、羽根面積Ｓ（＝Ｌ２×Ｂ２（羽根車吹出口高さ））が小さくなることから、圧力上昇が小さくなってしまうという欠点がある。
【００１６】
そして、図５９にて説明した後向き羽根の一例や図６２の羽根２の厚さtが一様な前記第１の従来例と、図６５の羽根２が翼形形状の第２の従来例とで共通として、後向き羽根ターボファンにおいて、羽根２は羽根車回転方向Ａに対し凸形状である。例えば図６５のターボファン１の羽根２の外周側先端２ｂと次の羽根２’の外周側先端２ｂ’の羽根間、つまり羽根２の羽根車回転方向逆表面２Ｓと次の羽根２’の羽根車回転方向側表面２Ｐの間の流速分布を示した図７１のように、空気の粘性の影響により、羽根２の回転方向逆表面２Ｓの外周側で剥離が生じ、流速が遅くなるため、騒音悪化してしまうという欠点がある。
さらに、図７２の羽根車１ａの吹出口１ｅの高さ方向における吹出風速分布図のように、吹出口１ｅのシュラウド１ｄ付近の方が、主板１ｂ付近に比べ、流速が遅く、不均一である。
【００１７】
そして、第３の従来のターボファンにおいて、羽根２の外周側先端部２ｂ付近が急激に曲げられているため、羽根車１ａの吸込側、または吹出し側に抵抗が付加された場合、図７４のように羽根２の羽根車回転方向逆表面２Ｓの羽根車外周付近の屈折部分で剥離を生じ、騒音悪化する恐れがあるという欠点がある。
【００１８】
そして、従来のターボファンにおいて、モータ３起動時に羽根車１ａにトルクが付加されると、その力が羽根２の主板１ｂとの取付部付近に応力が集中する。このとき羽根２と主板１ｂの取付部におけるＲ形状が小さいので、最悪破断してしまう可能性がある。
また、図７６、図７８のように、羽根車回転方向側表面２Ｐの主板１ｂとの取付部付近に、羽根車１ａが回転方向Ａ方向に回り、羽根２により空気が押し出されるとき、渦Ｇ３が生じる。このとき、前記取付部が小さなＲ形状のため、前記渦Ｇ３は乱れた状態で循環しているため、次第に剥離し騒音悪化の要因となっている。
【００１９】
そして、第１の従来の空気調和機において、図６０、図６１のような前向き羽根、径向き羽根だとそれぞれ図８２、図８３に示すファン周速u2、ファン絶対流出速度C2、ファン周速u2とファン絶対流出速度C2の各ベクトルのなす角である流出角度θの関係を示したファン吹出し流れの速度三角形のように、流出角度θが破線でしめした後向き羽根の流出角度θ’に比べ小さいため、図８４のように羽根車吹出流れＦ２の熱交換器のフィン１０３ａに対する迎角αが大きい状態で風速が速い流れが熱交換器１０３に向かうため、熱交換器のフィン１０３ａの間を空気が流れづらくなり、通風抵抗が増加し、騒音悪化するとともに、図８５のように熱交換器のフィン１０３ａから２．５〜５[ＫＨｚ]付近の周波数領域で、ヒュルヒュルという異音が発生し、図中太破線の異音が発生しないときに比べ、周波数特性が盛りあがり、聴感が悪化してしまうという欠点がある。
【００２０】
本発明は、上述のような欠点を解消するためになされたもので、圧力上昇が大きく、送風効率が高く、かつ低騒音で強度も高いターボファン、および送風効率が良く低騒音な送風装置、そして、より省エネで聴感が良く低騒音な空気調和機を得ることを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るこの発明は、回転中心側から回転外周側に至る主板と、この主版に対向配置されて気体流路を形成するシュラウドと、これら主板とシュラウドの間に配置された複数の回転方向に対し逆向きに向いている後向き羽根の出口角βｂ２が９０°以下となる羽根を有したターボファンにおいて、前記羽根の羽根車回転方向側表面が羽根車内周側から中央付近では回転方向に対してなめらかな凸形状で、前記羽根車の中央付近から羽根車外周側では回転方向に対してなめらかな凹形状へと連続してなり、前記羽根の肉厚が羽根車内周側から徐々に厚くなりその後羽根車外周側にかけて徐々に薄くなる翼形形状の羽根断面を有するとともに、前記羽根の羽根車回転方向逆側表面が前記羽根の中央付近から羽根車外周側にかけて回転方向に対してなめらかな凹形状を有するものである。
【００２３】
請求項２に係るこの発明の羽根の羽根車回転方向逆側表面が羽根車内周側から羽根車外周側にかけて回転方向に対して全体になめらかな凹形状を有するものである。
【００２４】
請求項３に係るこの発明は、回転中心側から回転外周側に至る主板と、この主版に対向配置されて気体流路を形成するシュラウドと、これら主板とシュラウドの間に配置された複数の回転方向に対し逆向きに向いている後向き羽根の出口角βｂ２が９０°以下となる羽根を有したターボファンにおいて、前記羽根のそり線が、前記羽根の羽根車内周側から中央付近は回転方向に対して凸形状の円弧で、前記羽根の中央付近から羽根車外周側は回転方向に対して凹形状の円弧とからなるとともに、前記羽根のそり線が羽根車回転方向に対して凸形状から凹形状に変わる変曲点となる逆反り開始点Ａｇを有し、前記逆反り開始点Ａｇが羽根車高さ方向の主板側からシュラウド側に向かうにつれ羽根車内周側へ移るものである。
【００２５】
請求項４に係るこの発明の羽根の羽根車内周側から中央付近の円弧と中央付近から羽根車外周側の円弧とは、同一半径の連続する二つの円弧で形成したものである。
【００２６】
請求項５に係るこの発明の羽根の羽根車外周側先端部が、前記羽根車高さ方向の主板側からシュラウド側に向かうにつれ回転方向側へ移るものである。
【００２９】
請求項６に係るこの発明は、モータと、前記モータで回転駆動される羽根車と、前記羽根車の空気吸い込み側に配置される吸込グリルと、前記羽根車の空気吹出し側に配置される吹出グリルとからなる送風装置において、前記羽根車が請求項１〜５のいずれかに記載のターボファンである。
【００３０】
請求項７に係るこの発明は、室内空気を吸い込んで吹出す送風機と、前記送風機の吹き出し側に配置されて前記送風機を通過する空気を加熱または冷却する熱交換器からなる空気調和機にいおて、前記送風機が請求項１〜５のいずれかに記載のターボファンである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかるターボファン、送風装置、空気調和機の実施の形態につき、図面を参照し詳細に説明する。
【００３２】
実施の形態１．
以下、第１の発明におけるターボファンの実施の形態１を図面を用いて説明する。
図１は本発明のターボファンの斜視図、図２は図１のターボファンの羽根車の縦断面図、図３は図２のＹ−Ｙにおける水平断面図、図４は図３の１枚の羽根２の拡大図を示す。図１において、ターボファン１は、羽根車１ａ、モータ３により構成される。
【００３３】
また、図２のように、ターボファンの羽根車１ａは、モータの回転軸３ａを固定するハブ１ｃと一体に形成された主板１ｂと、主板１ｂに対向して配置され、主板１ｂとの間に空気経路を形成する漏斗状のシュラウド１ｄ、これら主板１ｂとシュラウド１ｄの間に複数の羽根２が配置、固定され構成され、羽根車１ａ全体が回転する。これにより、吸込流れＦ１からファン吹出し流れＦ２へと空気を送風する。
【００３４】
さらに、図３、図４のように羽根２の断面形状は、羽根２の肉厚ｔが羽根車１ａの内周側先端２ａから徐々に厚くなり、その後外周側先端２ｂにかけて徐々に薄くなる翼形形状で、羽根車回転方向側表面２Ｐは、羽根２の内周側先端部２ａから中央付近では、回転方向Ａに対し凸形状で、中央付近から外周側先端２ｂでは凹形状となるように湾曲して形成されている。また羽根車回転方向逆側表面２Ｓは、羽根２の羽根車内周側先端２ａから外周側先端２ｂにかけて、全体が回転方向Ａに対し凹形状となるように湾曲して形成され、羽根車回転方向側表面２Ｐの方が羽根車回転方向逆側表面２Ｓに比べ、曲率が大きい。さらに羽根２の断面形状は、羽根車高さ方向において、ほぼ同じ形状である。
また、羽根２の回転方向側表面２Ｐと回転方向逆側表面２Ｓの羽根２の外周側先端２ｂにおける各接線Ｍ２Ｐ、Ｍ２Ｓと羽根車回転軸中心Ｏを通り前記外周側先端部２ｂを通る直線Ｏ−２ｂに垂直で、前記外周側先端部２ｂを通る直線Ｍｏｂとのそれぞれなす鋭角を回転方向側表面出口角βＰ２、回転方向逆表面出口角βＳ２とするとき、前記βＰ２、βＳ２（βＰ２＜βＳ２）が９０゜より小さくなるように羽根２が形成されている。
よって、羽根２肉厚方向の中心線であるそり線２ｃは、そり線２ｃの羽根外周側先端部２ｂにおける接線Ｍｃ２と、羽根車回転軸中心Ｏと前記外周側先端部２ｂを結ぶ直線Ｏ−２ｂに垂直で、前記外周側先端部２ｂにおける直線Ｍｏｂとのなす鋭角である出口角βｂ２が９０゜よりも小さい後向き羽根である。
【００３５】
このようにターボファン１を形成することにより、羽根２が翼形形状であるので、吸込流れＦ１に変動が生じても羽根車内周側先端２ａにおける剥離がしづらく、低騒音である。
【００３６】
そして図３、図４のように、羽根２の羽根車内周側先端２ａから中央付近において、羽根２の回転方向Ａに対しなめらかな凸形状に形成された回転方向側表面２Ｐおよび、回転方向Ａに対しなめらかな凹形状に形成された回転方向逆側表面２Ｓで曲率が異なり、回転方向側表面２Ｐの方が曲率が大きいので、流速差が生じ圧力差が発生し、圧力上昇が図れる。また翼形形状により吸込流れＦ１に変動があっても剥離しづらいので、さらに圧力上昇が図れる。
【００３７】
また、羽根２の中央付近から羽根車外周側先端２ｂにおいて、羽根２の回転方向側表面２Ｐが回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で湾曲する形状のため、羽根車外周側での圧力上昇が図れる。また、回転方向逆側表面２Ｓ全体がなめらかな凹形状で湾曲する形状のため、空気の粘性により前記表面２Ｓの羽根車外周側で生じる剥離が、羽根２の表面の流れが剥離しかけるとき、図７４の従来のターボファンのように急激に羽根２を回転方向Ａ方向に屈曲していないため、前記表面２Ｓの凹形状によりなめらかに偏向され羽根表面に付着するようになり、剥離しづらくなる。
【００３８】
さらに、羽根２の出口角βb2を大きくし、羽根２の羽根車出口側での圧力を上昇させるとき、従来のターボファン１である図６５の羽根２の断面形状が翼形形状で、かつ羽根全体で凸形状のものでは、翼弦長Ｌ２が急激に短くなるため、羽根２全体での圧力上昇が小さくなってしまう。本発明によれば、従来のターボファンに比べ、翼弦長Ｌ２の減少が極小で出口角βb2を大きくできる。そのため、圧力上昇が大きく図れる。
【００３９】
またターボファンの羽根車１ａの一部または全部を、マグネシウム系合金などで形成されている。マグネシウム合金は、金属特有の再生のしやすさに加え、軽量性および堅牢性なども兼ね備えたリサイクル性の高い材料である。そのため、従来のガラス繊維とプラスチックの混合材料で形成されたものに比べ、環境に優しい。また、厨房等の油や工場等の溶剤がミスト状になって高濃度な環境下で使用されても、耐腐食性が高い。
【００４０】
図５は、羽根２全体が凸形状の従来のターボファンと本発明のターボファンの送風特性と騒音特性を示した図である。図において、横軸に流量係数φ、縦軸に圧力係数ψｓと騒音ＳＰＬ［ｄＢＡ］をとり、図中の破線が従来例、実線が本発明の特性を示す。図５に示すように、本発明のターボファンの方が、同一風量つまり同一流量係数時、高圧力で、低騒音である。そのため、ターボファン１の吸込側、吹出側に流路抵抗が付加されても、従来のターボファンに比べ、低騒音、大風量を得られる。
以上のように、本発明のターボファンによれば、高圧、高風量、低騒音で、かつ強度が高くリサイクル性の高いものが得られる。
【００４１】
実施の形態２．
以下、第１の発明におけるターボファンの別の一例である実施の形態２を図面を用いて説明する。
図６は本発明のターボファンの斜視図、図７は図６のターボファンの羽根車の縦断面図、図８は図７のＹ−Ｙにおける水平断面図、図９は図８の１枚の羽根２の拡大図を示す。なお、本発明のターボファンの主な構成は前記実施の形態１と同様であり、同一部分には同符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
羽根２の断面形状は、図８、図９のように、肉厚ｔが羽根車１ａの内周側先端２ａから徐々に厚くなり、その後外周側先端２ｂにかけて徐々に薄くなる翼形形状で、羽根車回転方向側表面２Ｐは、羽根２の内周側先端２ａから中央付近までは、回転方向Ａに対しなめらかな凸形状で、中央付近から外周側先端２ｂまでは、回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で形成され、羽根車回転方向逆側表面２Ｓは、羽根２の内周側先端２ａから中央付近までは、従来のターボファンの羽根と同様に、回転方向Ａに対しなめらかな凸形状で、中央付近から外周側先端２ｂまでは、従来と異なり回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で形成され、羽根車回転方向側表面２Ｐの方が羽根車回転方向逆側表面２Ｓに比べ、曲率が大きい。さらに羽根２の断面形状は、羽根車高さ方向において、ほぼ同じ形状である。
【００４３】
また、羽根２の回転方向側表面２Ｐと回転方向逆表面２Ｓの羽根２の外周側先端２ｂにおける各接線Ｍ２Ｐ、Ｍ２Ｓと羽根車回転中心Ｏを通り前記外周側先端部２ｂを通る直線Ｏ−２ｂに垂直で、前記外周側先端部２ｂを通る直線Ｍｏｂとのそれぞれなす鋭角を回転方向側表面出口角βＰ２、回転方向逆表面出口角βＳ２とするとき、前記βＰ２、βＳ２（βＰ２＜βＳ２）が９０゜より小さくなるように羽根２が形成されている。
よって、そり線２ｃは羽根肉厚方向の中心線であるので、そり線２ｃの羽根外周側先端部２ｂにおける接線Ｍｃ２と、羽根車回転中心Ｏと前記外周側先端部２ｂを結ぶ直線Ｏ−２ｂに垂直で、前記外周側先端部２ｂにおける直線Ｍｏｂとのなす鋭角である出口角βｂ２が９０゜よりも小さい後向き羽根である。
【００４４】
このようにターボファンの羽根車１ａを形成することにより、羽根２が翼型形状であるので、吸込流れＦ１に変動が生じても羽根車内周側先端２ａにおける剥離が生じづらく、低騒音である。
【００４５】
そして、図８、図９のように、羽根２の羽根車内周側先端２ａから中央付近において、羽根２の回転方向側表面２Ｐ、回転方向逆側表面２Ｓは、回転方向側表面２Ｐの方が曲率が大きく、回転方向Ａに対しなめらかな異なる曲率で凸形状に形成されているので、各表面で流速差が生じ、圧力差が発生し、圧力上昇が図れる。また、翼形形状により吸込流れＦ１に変動があっても剥離しづらいので、さらに圧力上昇が図れる。
【００４６】
また、羽根２の中央付近から羽根車外周側先端２ｂにおいて、羽根２の回転方向側表面２Ｐが回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で湾曲する形状のため、羽根車外周側での圧力上昇が図れる。また、回転方向逆側表面２Ｓが回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で湾曲する形状のため、図７１の従来のターボファンの羽根２と次の羽根２’間の風速分布では、空気の粘性により前記表面２Ｓの羽根車外周側で剥離が生じ風速が遅いが、本発明により流れが羽根２の表面に偏向され、沿うようになり、剥離が減少される。
【００４７】
さらに、羽根２の出口角βb2を大きくし、羽根２の羽根車出口側での圧力を上昇させるとき、従来の断面形状が翼形形状でかつ羽根２全体が凸形状の羽根２を持つターボファンでは、図７０のように、出口角βｂ２を拡大すると羽根２’のように、翼弦長Ｌ２がＬ２’に急激に短くなるため、羽根２全体での圧力上昇が小さくなってしまう。本発明によれば、従来のターボファンに比べ、翼弦長Ｌ２の減少が極小で出口角βb2が大きくできるので、圧力上昇が高くできる。
【００４８】
図１０は、羽根２全体が凸形状の従来のターボファンと、本発明のターボファンの送風特性と騒音特性を示した図である。図において、横軸に流量係数φ、縦軸に圧力係数ψｓと騒音ＳＰＬ［ｄＢＡ］をとり、図中の破線が従来例、実線が本発明のターボファンの特性を示す。図１０のように、本発明のターボファンの方が、同一風量つまり同一流量係数時、高圧力、低騒音である。そのため、ターボファン１の吸込側、または吹出側に風路抵抗が付加されても、従来のターボファンに比べ、低騒音、大風量が得られる。
【００４９】
以上、実施の形態１．および２．より、羽根２の断面形状は、肉厚ｔが羽根車１ａの内周側先端２ａから徐々に厚くなり、その後外周側先端２ｂにかけて徐々に薄くなる翼形形状で、羽根車回転方向側表面２Ｐは、羽根２の内周側先端２ａから中央付近までは、回転方向Ａに対しなめらかな凸形状で、中央付近から外周側先端２ｂまでは、回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で形成され、羽根車回転方向逆側表面２Ｓは、羽根２の少なくとも中央付近から外周側先端２ｂまでが、回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で形成されることにより、ターボファン１の吸込側、または吹出側に抵抗が付加されても、従来のターボファンに比べ、低騒音、大風量が得られる。
【００５０】
実施の形態３．
以下、第２の発明に係るターボファンの実施の形態３を図面を用いて説明する。
図１１は本発明のターボファンの縦断面図、図１２は図１１のＹ−Ｙにおける水平断面図、図１３は図１２の羽根一枚の拡大図を示す。
なお、本発明のターボファンの主な構成は、前記実施の形態１と同様であり、同一部分には同符号を付し、その説明を省略する。
【００５１】
羽根２の断面形状は、図１１、図１２、図１３のように、肉厚ｔが羽根車１ａの内周側先端２ａから徐々に厚くなり、その後外周側先端２ｂにかけて徐々に薄くなる翼形形状で、また、羽根２の肉厚方向の中心線であるそり線２ｃは、羽根車内周側先端２ａから中央付近までは、回転方向Ａに対し凸形状の半径Ｒの円弧（そり線２ｃ１）で、さらに外周側先端２ｂまでは、回転方向Ａに対し凹形状の前記そり線２ｃ１と同一半径Ｒの円弧（そり線２ｃ２）で形成される。つまり、本発明の羽根２のそり線２ｃは、図６７の従来のターボファンのそり線２ｃのように、回転方向Ａに対し凸形状な一円弧ではなく、羽根車内周側から回転方向Ａに対し、凸、凹の同一半径Ｒの二つの円弧により形成されている。
【００５２】
さらに、羽根２の表面の形状は、羽根車回転方向側表面２Ｐは、羽根２の内周側先端２ａから中央付近までは、回転方向Ａに対しなめらかな凸形状で、中央付近から外周側先端２ｂまでは、回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で形成され、羽根車回転方向逆側表面２Ｓは、羽根２の内周側先端２ａから中央付近までは、図６７の従来のターボファンの羽根と同様に、回転方向Ａに対しなめらかな凸形状で、中央付近から外周側先端２ｂまでは、従来と異なり回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で形成され、羽根車回転方向側表面２Ｐの方が羽根車回転方向逆側表面２Ｓに比べ、曲率が大きい。さらに羽根２の断面形状は、羽根車高さ方向において、ほぼ同じ形状である。なお、羽根２は、内部が中空で薄肉により翼形形状が形成されている。
【００５３】
また、この羽根２の前記外周側そり線２ｃ２の羽根外周側先端部２ｂにおける接線Ｍｃ２と、羽根車回転軸中心Ｏと前記外周側先端部２ｂを結ぶ直線Ｏ−２ｂに垂直で、前記外周側先端部２ｂにおける直線Ｍｏｂとのなす鋭角である出口角βｂ２が９０゜よりも小さい後向き羽根である。
【００５４】
このようにターボファンの羽根車１ａを形成することにより、羽根２が翼形形状であるので、吸込流れＦ１に変動が生じても羽根車内周側先端２ａにおける剥離が生じづらく、低騒音である。
【００５５】
そして、図１１、図１２、図１３のように、羽根２の羽根車内周側先端２ａから中央付近において、羽根２の回転方向側表面２Ｐと回転方向逆側表面２Ｓでは、回転方向側表面２Ｐの方が曲率が大きく、回転方向Ａに対しなめらかな異なる曲率で凸形状に形成されているので、各表面での流速差により、圧力差が発生し、圧力上昇が図れる。また、翼形形状により吸込流れＦ１に変動があっても剥離しづらいので、さらに圧力上昇が図れる。
【００５６】
また、羽根２の中央付近から羽根車外周側先端２ｂにおいて、羽根２の回転方向側表面２Ｐが回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で湾曲する形状のため、羽根車外周側での圧力上昇が図れる。また、回転方向逆側表面２Ｓが回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で湾曲する形状のため、図６７の従来のターボファンでは、空気の粘性により前記表面２Ｓの羽根車外周側で剥離が生じ風速が遅くなるが、本発明により流れが羽根２の表面に偏向され、沿うようになり、剥離が無くなる。
【００５７】
ここで、図７０に示すように従来のそり線２ｃが一円弧形状の羽根の断面形状が翼形形状で、かつ羽根２全体が凸形状のターボファンでは、羽根２の出口角βb2を大きくし、羽根２の羽根車出口側での圧力を上昇させるとき、羽根２を羽根２’のように出口角βｂ２をβｂ２’へ拡大すると、翼弦長Ｌ２がＬ２’へ急激に短くなるため、羽根２全体での圧力上昇が小さくなってしまう。
また、そり線２ｃの羽根内周側先端２ａにおける接線Ｍｃ１と羽根車回転軸中心Ｏを通り羽根内周側先端２ａを通る直線Ｏ−２ａに垂直で、前記内周側先端２ａを通る直線Ｍｏａとのなす鋭角を入口角βb1とするとき、出口角βb2を拡大すると、入口角βｂ１が同時にβｂ１’へ拡大してしまう。そのため、羽根２の断面形状が翼形形状でも吸込流れＦ１との迎角が大きくなり、内周側先端２ａで剥離を起こし、騒音悪化してしまう。
【００５８】
さらに、図６８のそり線２ｃが回転方向Ａに対し凸形状の異なる半径Ｒ１、Ｒ２の二つの円弧により形成され従来のターボファンの場合、図６７の従来のそり線２ｃが一円弧のターボファンに比べ、流れに対し最適な羽根２の形状にできるが、回転方向Ａに対し凸形状のまま出口角βb2を大きくしていくと、同様に翼弦長Ｌ２が急激に短くなるので、羽根２全体での圧力上昇が小さくなってしまう。さらに、図６９の異なる半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の三つの円弧のそり線２ｃの従来のターボファンの場合、前記二円弧形状のそり線２ｃのものに比べ、流れに対し、さらに最適な羽根２の形状にはできるが、円弧が多く、設計が複雑になる。
【００５９】
本発明によれば、翼弦長Ｌ２の減少が極小で、出口角βb2が大きくできるため、従来のターボファン１のような翼弦長Ｌ２の減少による圧力上昇の縮小が極小ですみ、かつ出口圧力が大きく上昇できるので、羽根２全体として、圧力上昇が高くできる。また、そり線２ｃの設計も回転方向に凸凹の同一半径Ｒの二つの円弧で形成され、形状が簡素なため、設計しやすい。
【００６０】
図１４は、羽根２全体が凸形状の従来のターボファンと、本発明のターボファンの送風特性と騒音特性を示した図である。図において、横軸に流量係数φ、横軸に圧力係数ψｓと騒音ＳＰＬ［ｄＢＡ］をとり、図中の破線が従来例、実線が本発明のターボファンの特性を示す。図１４のように、本発明のターボファンの方が高圧、高風量である。
【００６１】
また図１５は、羽根２全体が凸形状の従来のターボファンと、本発明のターボファンの風量Ｑ[m³/min]変化時における騒音値ＳＰＬ[ｄＢＡ]の関係を示した図である。図において、横軸に風量Ｑ[m³/min]、縦軸に騒音値ＳＰＬ[ｄＢＡ]をとり、図中の破線が従来、実線が本発明のターボファンの特性を示す。図１５のように、本発明のターボファンの方が同一風量時低騒音である。
【００６２】
以上のように、本発明のターボファンは、従来のターボファンに比べ、高圧、高風量が得られるこにより、羽根車１ａの吸込側や吹出側に抵抗が付加されても、風量低下が小さく、また低騒音である。
【００６３】
実施の形態４．
以下、第３の発明におけるターボファンの実施の形態４を図面を用いて説明する。
図１６は本発明のターボファンの斜視図、図１７は図１６のターボファンの羽根車の縦断面図、図１８は図１７のＹ−Ｙにおける水平断面図、図１９は図１８の１枚の羽根２の拡大図を示す。なお、本発明のターボファンの主な構成は、前記実施の形態１と同様であり、同一部分には同符号を付し、その説明を省略する。
【００６４】
図１８、図１９のように本発明のターボファンの羽根２の断面形状は、羽根２の肉厚ｔがほぼ一様に等しく薄肉で、かつ羽根車回転方向Ａに対し羽根２全体が凹形状に湾曲している。
また、羽根肉厚方向の中心線であるそり線２ｃの羽根外周側先端部２ｂにおける接線Ｍｃ２と、羽根車回転中心Ｏと前記外周側先端部２ｂを結ぶ直線Ｏ−２ｂに垂直で、前記外周側先端部２ｂを通る直線Ｍｏｂとのなす鋭角である出口角βｂ２が９０゜よりも小さい後向き羽根である。
【００６５】
このようにターボファンの羽根車１ａを形成することにより、従来例の図７１におけるターボファン１の羽根２の外周側先端２ｂと次の羽根２’の外周側先端２ｂ’の羽根間の流速分布図のように、特に流速の速い羽根回転方向側表面２Ｐ側の流れを、図２０の吹出風速分布を示す図における実線で表すようにさらに増速でき、回転方向逆表面２Ｓ側との速度差をさらに大きく得られるので、圧力上昇を高くできる。
【００６６】
図２１は、羽根２の肉厚ｔが一様厚さで薄肉で、羽根２全体が凸形状の従来のターボファンと本発明のターボファンの送風特性と騒音特性を示した図である。図において、横軸に流量係数φ、縦軸に圧力係数ψｓと騒音ＳＰＬ［ｄＢＡ］をとり、図中の破線が従来例、実線が本発明の特性を示す。図２１に示すように、本発明のターボファンの方が、高圧、高風量であるので送風効率が高く、低騒音である。
【００６７】
実施の形態５．
以下、第３の発明におけるターボファンの別の一例である実施の形態５を図面を用いて説明する。
図２２は本発明のターボファンの斜視図、図２３は図２２の水平断面図、図２４は図２３の羽根２の１枚の拡大図を示す。なお、本発明のターボファンの主な構成は、前記実施の形態１と同様であり、同一または相当部分には同符号を付し、その説明を省略する。
【００６８】
図２３、図２４のように羽根２の断面形状は、羽根２の肉厚ｔが羽根車１ａの内周側先端２ａから徐々に厚くなり、その後外周側先端２ｂにかけて徐々に薄くなる翼形形状で、回転方向側表面２Ｐおよび回転方向逆側表面２Ｓで曲率が異なり、回転方向逆側表面２Ｓの方が曲率が大きく形成されている。
【００６９】
また、羽根車回転方向Ａに対し羽根２全体が凹形状に湾曲している。そして、羽根肉厚方向の中心線であるそり線２ｃの羽根外周側先端部２ｂにおける接線Ｍｃ２と、羽根車回転中心Ｏと前記外周側先端部２ｂを結ぶ直線Ｏ−２ｂに垂直で、前記外周側先端部２ｂにおける直線Ｍｏｂとのなす鋭角である出口角βｂ２が９０゜よりも小さい後向き羽根である。
【００７０】
このようにターボファンの羽根車１ａを形成することにより、図７１における従来のターボファン１の羽根２の外周側先端２ｂと次の羽根２’の外周側先端２ｂ’の羽根間の流速分布図のように、流速の速い羽根回転方向側表面２Ｐの流れを、図２５のようにさらに増速でき、回転方向逆側表面２Ｓと速度差をさらに大きく得られるとともに、羽根２の断面形状が翼形形状であるので、吸込流れＦ１に変動が生じても、羽根２の内周側先端部２ａで剥離が生じづらいため、圧力上昇をより大きく図れる。
【００７１】
図２６は、羽根２が翼形形状で、羽根２全体が凸形状の従来のターボファンと本発明のターボファンの送風特性と騒音特性を示した図である。図において、横軸に流量係数φ、縦軸に圧力係数ψｓと騒音ＳＰＬ［ｄＢＡ］をとり、図中の破線が従来、実線が本発明の特性を示す。図２６のように、本発明のターボファンにより、高圧で高風量であるので、さらに送風効率が高い。
【００７２】
実施の形態６．
以下、第４の発明におけるターボファンの実施の形態６を、図面を用いて説明する。
図２７は本発明のターボファンの水平断面図で、前記実施の形態３の図１２に相当する。図２８は図２７のターボファンの羽根２のＫ−Ｋにおける主板１ｂ付近の断面図である。また図２９は羽根２と主板１ｂの取付部の別の形状の一例を示した図、そして図３０、図３１は、ターボファンの材質がアルミニウム、鉄板等の板金の場合の、羽根２と主板１ｂの取付例を示した取付断面図である。なお、本発明のターボファンの主な構成は、前記実施の形態１と同様であり、同一または相当部分には同符号を付し、その説明を省略する。
【００７３】
図２７のように羽根２の断面形状は、羽根２の肉厚ｔが羽根車１ａの内周側先端２ａから徐々に厚くなり、その後外周側先端２ｂにかけて徐々に薄くなる翼形形状で、かつ羽根車回転方向Ａに対し羽根２全体が凸形状に湾曲している。
また、羽根２は中空構造になっており、回転方向側表面２Ｐと回転方向逆側表面２Ｓが薄肉な樹脂系材料で形成され、図２８のように、羽根２と主板１ｂとの取付部は、羽根２の最大肉厚ｔmaxほどの大きな寸法を半径としたＲ形状で一体に形成されている。
【００７４】
このようにターボファンの羽根車１ａを形成することにより、従来例の図７６での羽根２と主板１ｂの取付部のＲが小さいターボファンにおける、モータ３の起動時に羽根車１ａに付加されるトルクによる力が取付部に集中し、最悪羽根２が破損するようなことはなく、羽根車１ａの強度が向上する。
なお、図２９のように、羽根２の中空構造の内側の面が略角になっていても、少なくとも羽根２の表面と主板１ｂの取付部が最大肉厚ｔmaxの寸法を半径としたＲ形状で一体に形成されていれば、強度が向上される。
【００７５】
また、ターボファンの羽根車の材質が、アルミニウム、鉄板等の板金の場合、従来例で示す図７７、図７８のように、主板１ｂにはあらかじめ羽根２の小さなツメ２ｅを挿入する穴２ｄが開けてあり、挿入後ツメ２ｅを小さなＲ形状で折り曲げ、主板１ｂとカシメにより固定していたため、このツメ２ｅに応力集中していた。図３０の本発明のように、主板１ｂの羽根２の取付部全体を羽根最大肉厚ｔmaxより大きな曲げＲ形状としたことにより、主板１ｂと羽根２の取付面が増加し応力集中を回避できるため、強度が向上する。また別の例として、図３１のように、主板１ｂは平板状であっても、羽根２の取付部が大きなＲ形状であるので、強度が向上する。
【００７６】
なお、実施の形態１〜実施の形態５に記載のターボファンの羽根車１ａを、本実施の形態と同様に形成しても、強度が向上できる。
【００７７】
実施の形態７．
以下、第５の発明におけるターボファンの実施の形態７を図面を用いて説明する。
図３２は本発明のターボファンの斜視図、図３３は図３２の縦断面図、図３４は、図３３のＺ１−Ｚ１における水平断面図、図３５〜図３７は図３３のＺ３−Ｚ３、Ｚ２−Ｚ２、Ｚ１−Ｚ１における１枚の羽根２の各拡大図を示す。なお、本発明のターボファンの主な構成は、前記実施の形態１と同様であり、同一または相当部分には同符号を付し、その説明を省略する。
【００７８】
図３４〜図３７のように羽根２の断面形状は、羽根２の肉厚ｔが羽根車１ａの内周側先端２ａから徐々に厚くなり、その後外周側先端２ｂにかけて徐々に薄くなる翼形形状で、回転方向側表面２Ｐおよび回転方向逆側表面２Ｓで曲率が異なり、回転方向側表面２Ｐの方が曲率が大きく形成されている。
【００７９】
また、図３５の主板１ｂ付近の羽根２のＺ３−Ｚ３における断面図、図３６の羽根車吹出口１ｅの高さ方向中央付近のＺ２−Ｚ２における断面図、図３７のシュラウド１ｄ付近の羽根２のＺ１−Ｚ１における断面図のように、羽根２の羽根肉厚方向の中心線であるそり線２ｃ１、２ｃ２、２ｃ３は、それぞれの羽根車１ａの高さ方向において、羽根車１ａの内周側（そり線２ｃ３１、２ｃ２１、２ｃ１１）では凸形状に、外周側（そり線２ｃ３２、２ｃ２２、２ｃ１２）では凹形状で、内周側と外周側の各そり線２ｃの半径は全て同一半径Ｒで形成されている。
【００８０】
また、そり線２ｃの羽根外周側先端部２ｂにおける接線Ｍｃ２と、羽根車回転中心Ｏと前記外周側先端部２ｂを結ぶ直線Ｏ−２ｂに垂直で、前記外周側先端部２ｂにおける直線Ｍｏｂとのなす鋭角である出口角βｂ２が９０゜よりも小さい後向き羽根である。
さらに、本実施の形態では、羽根２の内周側先端２ａと外周側先端２ｂの位置は、羽根車１ａの高さ方向において、同一になるように形成されている。そのため、出口角βｂ２、翼弦長Ｌ２は羽根車高さ方向で同一となるように形成されている。
【００８１】
そして、そり線２ｃ上の点で、そり線２ｃが羽根車回転方向Ａに対し凹形状に向き始める変曲点を逆反り開始点Ａg、羽根２の翼弦Ｌ０の長さである翼弦長Ｌ２、逆反り開始点から翼弦Ｌ０への垂線と翼弦Ｌ０の交点Ｍg、また交点Ｍｇと羽根内周側先端２ａからの距離Ｌgとするとき、羽根車１ａの吹出口１ｅの高さ方向において、変曲点Ａｇは主板１ｂからシュラウド１ｄに向かうにつれ、羽根２の羽根車外周側から内周側に羽根車高さ方向で線形に移動するように羽根２は形成されている。つまり、逆反り開始点Ａｇから翼弦Ｌ０への垂線と翼弦の交点Ｍg、交点Ｍｇにおける羽根内周側先端２ａからの距離Ｌgとするとき、比Ｌg／Ｌ２が、主板１ｂからシュラウド１ｄに向かうにつれ、小さくなるように形成されている。
【００８２】
このように本発明のターボファンの羽根車１ａを形成することにより、羽根２が翼型形状であるので、吸込流れＦ１に変動が生じても羽根車内周側先端２ａにおける剥離が生じづらく、低騒音である。
【００８３】
そして、図３５〜図３７のように、羽根２の羽根車内周側先端２ａから中央付近において、羽根２の回転方向側表面２Ｐ、回転方向逆側表面２Ｓは、回転方向側表面２Ｐの方が曲率が大きく、回転方向Ａに対しなめらかな異なる曲率で凸形状に形成されているので、各表面で流速差が生じ、圧力差が発生し、圧力上昇が図れる。また、翼形形状により吸込流れＦ１に変動があっても剥離しづらいので、さらに圧力上昇が図れる。
【００８４】
また、羽根２の中央付近から羽根車外周側先端２ｂにおいて、羽根２の回転方向側表面２Ｐが回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で湾曲する形状のため、羽根車外周側での圧力上昇が図れる。また、回転方向逆側表面２Ｓが回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で湾曲する形状のため、図７１の従来のターボファンでは、空気の粘性により前記表面２Ｓの羽根車外周側で生じる剥離が、本発明により流れが羽根２の表面に偏向され、沿うようになり、剥離が無くなる。
【００８５】
そして、図７２における従来のターボファン１の羽根車１ａの高さ方向における吹出風速分布のように、羽根車１ａの吹出口１ｅにおいて、シュラウド１ｄ付近の方が、主板１ｂ付近に比べ、風速が遅かったものが、本発明のように羽根車１ａの高さ方向で、そり線２ｃが羽根車回転方向Ａに対し凹形状に向き始める変曲点Ａｇが主板１ｂ付近からシュラウド１ｄ付近に向かうにつれ、羽根車１ａの内周側に移動するので、羽根２の羽根車外周側の曲率が主板１ｂ側に比べ、シュラウド１ｄ側の方が大きいので、シュラウド１ｄ付近の風速が増加する。
【００８６】
その結果、図３８の羽根車ａの高さ方向における吹出口１ｅにおける吹出風速の平均に対するバラツキを示した風速分布図のように、破線の変曲点Ａｇが一定時における吹出分布に比べ、本発明の方が均一化される。
【００８７】
また、風量変化時における騒音値の変化を示した図３９のように、羽根車の吹出口１ｅ近傍に障害物が設置されても、羽根車高さ方向で吹出されるタイミングが変化し、同一風量Ｑ０[m³/min]時における騒音値が羽根２の変曲点が固定のものに比べ低騒音化される。
よって、高全圧で低騒音、さらに吹出し分布も改善されたターボファンを得ることができる。
【００８８】
実施の形態８．
以下、第５の発明におけるターボファンの別の一例である、実施の形態８を図面を用いて説明する。
図４０は本発明のターボファンの斜視図、図４１は図４０の縦断面図、図４２は、図４１の吹出口１ｅの中央付近であるＺ１−Ｚ１における水平断面図、図４３〜図４５はそれぞれ図４１のＺ３−Ｚ３、Ｚ２−Ｚ２、Ｚ１−Ｚ１における１枚の羽根２の各拡大図を示す。なお、本発明のターボファンの主な構成は、前記実施の形態１と同様であり、同一または相当部分には同符号を付し、その説明を省略する。
【００８９】
図４２〜図４５のように羽根２の断面形状は、羽根車１ａの高さ方向で同様に羽根２の肉厚ｔが羽根車１ａの内周側先端２ａから徐々に厚くなり、その後外周側先端２ｂにかけて徐々に薄くなる翼形形状で、回転方向側表面２Ｐおよび回転方向逆側表面２Ｓで曲率が異なり、回転方向側表面２Ｐの方が曲率が大きく形成されている。
【００９０】
また、図４３の主板１ｂ付近の羽根２のＺ３−Ｚ３における断面図、図４４の羽根車吹出口１ｅの高さ方向中央付近のＺ２−Ｚ２における断面図、図４５のシュラウド１ｄ付近の羽根２のＺ１−Ｚ１における断面図のように、羽根２の羽根肉厚方向の中心線であるそり線２ｃは、それぞれの羽根車１ａの高さ方向において、羽根車１ａの内周側（そり線２ｃ１１、２ｃ２１、２ｃ３１）では凸形状に、外周側（２ｃ１２、２ｃ２２、２ｃ３２）では凹形状となるように羽根２は形成されている。
【００９１】
また、そり線２ｃの羽根外周側先端部２ｂにおける接線Ｍｃ２と、羽根車回転中心Ｏと前記外周側先端部２ｂを結ぶ直線Ｏ−２ｂに垂直で、前記外周側先端部２ｂにおける直線Ｍｏｂとのなす鋭角である出口角βｂ２が９０゜よりも小さい後向き羽根である。
【００９２】
そして、そり線２ｃ上の点で、そり線２ｃが羽根車回転方向Ａに対し凹形状に向き始める変曲点を逆反り開始点Ａg、羽根２の翼弦Ｌ０の長さである翼弦長Ｌ２、逆反り開始点から翼弦Ｌ０への垂線と翼弦Ｌ０の交点Ｍg、また交点Ｍｇと羽根内周側先端２ａからの距離Ｌgとするとき、羽根車１ａの吹出口１ｅの高さ方向において、変曲点Ａｇは主板１ｂからシュラウド１ｄに向かうにつれ、羽根２の羽根車外周側から内周側に羽根車高さ方向で線形に移動するように羽根２は形成されている。つまり、逆反り開始点から翼弦Ｌ０への垂線と翼弦の交点Ｍg、交点Ｍｇにおける羽根内周側先端２ａからの距離Ｌgとするとき、比Ｌg／Ｌ２が、主板１ｂからシュラウド１ｄに向かうにつれ、小さくなるように形成されている。
また、本実施の形態では、羽根２の外周側先端２ｄの位置は、図４０の斜視図のように、羽根車１ａの高さ方向において、主板１ｂからシュラウド１ｄに向かうにつれ、羽根車回転方向側に移動するように形成されている。そのため、羽根車高さ方向における出口角βｂ２は、羽根２の主板１ｂ側からシュラウド１ｄ側に向かうにつれ大きくなるように形成されている（βｂ２３＜βｂ２２＜βｂ２１）。
【００９３】
このように本発明のターボファンの羽根車１ａを形成することにより、羽根２が翼型形状であるので、吸込流れＦ１に変動が生じても羽根車内周側先端２ａにおける剥離が生じづらく、低騒音である。
【００９４】
そして、図４３〜図４５のように、羽根２の羽根車内周側先端２ａから中央付近において、羽根２の回転方向側表面２Ｐ、回転方向逆側表面２Ｓは、回転方向側表面２Ｐの方が曲率が大きく、回転方向Ａに対しなめらかな異なる曲率で凸形状に形成されているので、各表面で流速差が生じ、圧力差が発生し、圧力上昇が図れる。また、翼形形状により吸込流れＦ１に変動があっても剥離しづらいので、さらに圧力上昇が図れる。
【００９５】
また、羽根２の中央付近から羽根車外周側先端２ｂにおいて、羽根２の回転方向側表面２Ｐが回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で湾曲する形状のため、羽根車外周側での圧力上昇が図れる。また、回転方向逆側表面２Ｓが回転方向Ａに対しなめらかな凹形状で湾曲する形状のため、従来例の図７１に示すターボファンでは、空気の粘性により前記回転方向逆側表面２Ｓの羽根車外周側で生じる剥離が、本発明により流れが羽根２の表面に偏向され、沿うようになり、剥離が無くなる。
【００９６】
そして、図７２における従来のターボファン１の羽根車１ａの高さ方向における吹出風速分布のように、羽根車１ａの吹出口１ｅにおいて、シュラウド１ｄ付近の方が、主板１ｂ付近に比べ、風速が遅かったものが、本発明のように羽根車１ａの高さ方向で、そり線２ｃが羽根車回転方向Ａに対し凹形状に向き始める変曲点Ａｇが主板１ｂ付近からシュラウド１ｄ付近に向かうにつれ、羽根車１ａの内周側に移動するので、羽根２の羽根車外周側の曲率が主板１ｂ側に比べ、シュラウド１ｄ側の方が大きいので、シュラウド１ｄ付近の風速が増加する。
【００９７】
その結果、図４６の羽根車ａの高さ方向における吹出口１ｅにおける吹出風速の平均に対するバラツキを示した風速分布図のように、図中破線の変曲点（逆反り開始点）Ａｇが一定である実施の形態３における吹出風速分布と変曲点（逆反り開始点）Ａｇが変化するが羽根外周先端２ｂの位置が羽根車高さ方向で同一の実施の形態７における吹出風速分布に比べ、実線で示した本発明のターボファンの方がさらに風速分布が均一化される。なお、図４６において、横軸には羽根車の高さ方向の位置、縦軸には前記各位置における吹出風速［ｍ／ｓ］をとっている。さらに吹き出すタイミングが変化するため、図４７に示す同一風量時の騒音周波数特性図のように、低騒音化される。この図４７は、横軸に周波数［ｋＨｚ］、縦軸に騒音レベル［ｄＢＡ］をとり、特性図中の上側特性値が変曲点（逆反り開始点）Ａｇ固定（一定）の場合であり、下側特性値が本実施の形態８の場合を表している。
よって、高圧、高風量で低騒音、さらに吹出し分布も改善されたターボファンを得ることができる。
【００９８】
実施の形態９．
以下、第６の発明における送風装置の実施の形態９を図面を用いて説明する。図４８は本発明の送風装置の設置概要図、図４９は図４８の送風装置の縦断面図、図５０は図４９のＹ−Ｙにおける水平断面図を示す。
【００９９】
図４８において、本発明の送風装置２００は、送風装置本体２０１が天井１１２に吊られた状態で設置され、送風装置本体２０１の下部には吸込グリル２０２が、送風装置本体２０１の側壁２０１ａには４つの吹出口２０３が形成されている。
【０１００】
また、図４９、図５０において、送風装置本体２０１は、側壁２０１ａ、天板２０１ｂで形成され、羽根車１ａとモータ３より構成されるターボファン１、羽根車１ａへの空気の案内流路を形成するベルマウス４で構成される。
そして、ターボファンの羽根車１ａは、例えば、実施の形態１で示したターボファンの羽根車１ａを用いている。
【０１０１】
このような送風装置２００において、運転時、吸込グリル２０２から吸い込まれた部屋１０７の空気は、フィルタ１０５で部屋のホコリ等を除去された後、ターボファンの羽根車１ａに吸い込まれた後、再び吹出口２０３から部屋１０７全体に向け吹き出され、部屋１０７の空気を循環させるものである。
【０１０２】
このように送風装置２００を構成することにより、ターボファンの羽根車１ａが従来のターボファンに比べ、高圧、高風量、低騒音であるので、従来の送風装置２００に比べ、吸い込む力が大きく、吹出風量が大きいので、部屋１０７の低い箇所の空気も吸い込まれるようになり、図５１のように風量変化時の騒音値の変化において、従来のターボファンを用いた場合に比べ低騒音で、さらに部屋１０７の空気をの循環をさらに促進するので、図５２の運転開始後の時間における部屋床面付近と部屋天井付近の温度差△Ｔａの変化を示した図のように、迅速に部屋１０７の空気の温度ムラを小さくできる。なお、図５２において、縦軸に部屋の床面付近と天井付近の温度差△Ｔａ［℃］、横軸に時間［ｍｉｎ］をとり、図中の実線が従来の場合、そして破線が本発明の場合を示している。
【０１０３】
実施の形態１０．
以下、第７の発明における空気調和機の実施の形態１０を図面を用いて説明する。
例えば天井裏に本体が設置され、吹出口を４つ有する４方向吹出し天井埋込形空気調和機を示し、図５３は空気調和機の外観図、図５４は図５３の縦断面図、図５５は図５４の水平断面図である。
【０１０４】
図５３〜図５５において、本発明の空気調和機は、本体１０１が天井裏１０８に埋設されている。空気調和機本体１０１の下部には、中央付近に吸込口１０２ａ、その外側四方には吹出口１０２ｂが形成された化粧パネル１０２が固定され、前記化粧パネル１０２が部屋１０７から見える状態で設置されている。これにより、運転時、吸込グリル１０２ａから空気調和機本体１０１に部屋１０７の空気が吸い込まれた空気は、空調後４つの吹出口１０２ｂから部屋１０７全体に向け吹き出される。
【０１０５】
また、図５４、図５５において、空気調和機本体１０１の筐体は、上側の天板１０１ｂとその周囲に取り付けられた側壁１０１ａで形成され、天井裏１０８に埋設された空気調和機本体１０１の内部には、送風機である後向き羽根のターボファンの羽根車１ａ、羽根車１ａを駆動するためのモータ３、ベルマウス４、またターボファンの羽根車１ａの周りには、空気調和機本体側壁１０１ａと平行部をもつ略四角形状の熱交換器１０３が立設され、熱交換器１０３の下部には凝縮水であるドレン水を受け止めるドレンパン１０４、モータ３の運転や風向ベーン１０９の角度を制御する制御基板を収納する電気品箱１０６などが配設される。
【０１０６】
ターボファン１は、羽根車１ａ、羽根車１ａを駆動するモータ３で構成される。この羽根車１ａは、モータ３の回転軸３ａを固定するハブ１ｃと一体に形成された主板１ｂに、例えば実施の形態３．における、羽根２のそり線２ｃが羽根車内周側から外周側へ向かうにつれ、回転方向Ａに対し凸、凹の同一半径の二つの円弧形状である後向き羽根形態の羽根２が取り付けられ、主板１ｂに対向して羽根２への空気の案内流路を形成する漏斗状のシュラウド１ｄにより構成され羽根車１ａ全体が回転する。
【０１０７】
運転時、図５４、図５５のように、モータ３に駆動され矢印Ａ方向に回転するターボファンの羽根車１ａによって、部屋１０７の空気が吸込グリル１０２ａから吸い込まれ、フィルタ１０５でホコリ等を除去された後、ベルマウス４を通り、ターボファンの羽根車１ａに吸い込まれる。その後、ターボファンの羽根車１ａから吹き出された空気は熱交換器１０３により加熱、または冷却され、吹出口１０２ｂから部屋１０７に吹き出され、空調される。
【０１０８】
このような４方向吹出し天井埋込形空気調和機において、搭載される本発明のターボファン１は、従来のターボファンに比べ、高圧、高風量、低騒音であるので、従来の空気調和機と熱交換性能ＷＨが同一のとき、つまり風量Ｑが同一の時、羽根車回転数Ｎを低下できるので、図５６の風量Ｑとモータ３の消費電力Ｗｍの関係図、また図５７の風量Ｑ変化時の騒音値ＳＰＬ変化図のように、本発明のターボファン１を搭載することにより必要風量時、低消費電力化、低騒音化が図れる。よって、空気調和機の省エネ化、低騒音化が図れる。なお、図５６は縦軸に消費電力Ｗｍ［Ｗ］、横軸に風量Ｑ［ｍ３／ｍｉｎ］をとり、図５７では縦軸に騒音値ＳＰＬ［ｄＢＡ］、横軸に風量Ｑ［ｍ３／ｍｉｎ］をとり、それぞれ、図中の実線が従来の場合、破線が本発明の場合を示している。
【０１０９】
さらに、従来のターボファンより本発明のターボファン１の方が、高圧、高風量、低騒音なため、従来のターボファンを搭載した空気調和機１００と同一熱交換性能、同一騒音時、ターボファンの羽根車１ａの外径φＤ２を小さくできるため、熱交換器１０３と羽根車１ａの間隔Ｓが大きくできるので、羽根車１ａの吹出流れＦ２が熱交換器１０３に向かう際の流速が低くなるため、図５８の縦軸に騒音ＳＰＬ［ｄＢＡ］と横軸に周波数ｆ［ｋＨｚ］をとった騒音周波数特性図で表すように、下側の実線で示す本発明のターボファン搭載時の周波数特性値のように、図８５の従来のターボファンを搭載時に発生する２．５〜５[ＫＨｚ]付近の騒音が低騒音化され、聴感が改善される。
【０１１０】
そして、ターボファン１は高圧、高風量なため、熱交換器１０３の通過風速が増加できるので、熱交換性能が向上できる。そのため、従来と同一熱交換性能時、熱交換器１０３の高さが小さくできる。その結果、空気調和機本体１０１の高さも低減でき、空気調和機本体１０１のコンパクト化が図れるとともに、重量を軽量化できる。
【０１１１】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、請求項１に係るこの発明によれば、回転中心側から回転外周側に至る主板と、この主版に対向配置されて気体流路を形成するシュラウドと、これら主板とシュラウドの間に配置された複数の回転方向に対し逆向きに向いている後向き羽根の出口角βｂ２が９０°以下となる羽根を有したターボファンにおいて、前記羽根の羽根車回転方向側表面が羽根車内周側から中央付近では回転方向に対してなめらかな凸形状で、前記羽根車の中央付近から羽根車外周側では回転方向に対してなめらかな凹形状へと連続してなり、前記羽根の肉厚が羽根車内周側から徐々に厚くなりその後羽根車外周側にかけて徐々に薄くなる翼形形状の羽根断面を有するとともに、前記羽根の羽根車回転方向逆側表面が前記羽根の中央付近から羽根車外周側にかけて回転方向に対してなめらかな凹形状を有するので、羽根の羽根車内周側における吸込流に変動が生じても剥離がしづらく低騒音化になるとともに、羽根車外周側での圧力上昇が図れる。また、従来のターボファンに比べ翼弦長の減少が極小で、羽根の出口角を大きくできるので、同一回転数時、羽根出口での圧力上昇が高く、大風量が得られる。また、急激に羽根を回転方向に屈曲していないため、凹形状になめらかに偏向されて羽根表面に付着するようになり剥離しづらく圧力上昇がはかれ、ターボファンの吸込側または吹出側に風路抵抗が付加されても、従来のターボファンに比べ低騒音、大風量が得られる効果がある。
【０１１３】
また、請求項２に係る発明によれば、羽根の羽根車回転方向逆側表面が羽根車内周側から羽根車外周側にかけて回転方向に対して全体になめらかな凹形状を有するので、上記の発明の効果に加えて、羽根の回転方向側表面とその逆側表面の速度差が大きくできるので、より圧力上昇を高くでき、その結果送風効率が高いターボファンが得られる効果がある。
【０１１４】
また、請求項３に係る発明によれば、回転中心側から回転外周側に至る主板と、この主版に対向配置されて気体流路を形成するシュラウドと、これら主板とシュラウドの間に配置された複数の回転方向に対し逆向きに向いている後向き羽根の出口角βｂ２が９０°以下となる羽根を有したターボファンにおいて、前記羽根のそり線が、前記羽根の羽根車内周側から中央付近は回転方向に対して凸形状の円弧で、前記羽根の中央付近から羽根車外周側は回転方向に対して凹形状の円弧とからなるとともに、前記羽根のそり線が羽根車回転方向に対して凸形状から凹形状に変わる変曲点となる逆反り開始点Ａｇを有し、前記逆反り開始点Ａｇが羽根車高さ方向の主板側からシュラウド側に向かうにつれ羽根車内周側へ移るので、羽根のシュラウド付近の風速が増加し、吹出風速が均一化され、羽根車近傍に障害物が存在しても吹出流れの放出に対し羽根車高さ方向で時間差が生じるため低騒音化される。また羽根車の吸入流れに変動が生じても羽根の羽根車内周側先端で剥離がしづらく、さらに羽根の羽根車外周側が回転方向に対しなめらかな凹形状であるので、羽根車外周部でも剥離しづらいため低騒音化できる。また翼弦長の減少が少なく羽根出口角が大きくできるため、羽根出口での圧力上昇が高く、送風効率が高く、低騒音で、吹出風速分布が改善されたターボファンが得られる。
【０１１５】
また、請求項４に係る発明によれば、羽根の羽根車内周側から中央付近の円弧と中央付近から羽根車外周側の円弧とは、同一半径の連続する二つの円弧で形成したので、複数の異なる半径の円弧形状のものに比べ簡素なため、さらに性能を向上する設計しやすい効果がある。
【０１１６】
また、請求項５に係る発明によれば、羽根の羽根車外周側先端部が、前記羽根車高さ方向の主板側からシュラウド側に向かうにつれ回転方向側へ移るので、上記発明の効果に加えて、さらに吹出風速分布が均一化されるとともに、吹出すタイミングが変化してさらに低騒音が図れるターボファンを得ることができる。
【０１１９】
また、請求項６に係る発明によれば、モータと、前記モータで回転駆動される羽根車と、前記羽根車の空気吸い込み側に配置される吸込グリルと、前記羽根車の空気吹出し側に配置される吹出グリルとからなる送風装置において、前記羽根車が請求項１〜５のいずれかに記載のターボファンであるので、高全圧、高風量、低騒音なターボファンを搭載しているので、部屋の空気の循環をさらに促進できるので、低騒音で、かつ短時間で部屋の高さ方向の温度ムラを小さくできる効果がある。
【０１２０】
また、請求項７に係る発明によれば、室内空気を吸い込んで吹出す送風機と、前記送風機の吹き出し側に配置されて前記送風機を通過する空気を加熱または冷却する熱交換器からなる空気調和機にいおて、前記送風機が請求項１〜５のいずれかに記載のターボファンであるので、高全圧、高風量、低騒音なターボファンを搭載しているので、同一風量時における羽根車回転数を低下できるので、モータの消費電力を低減でき省エネで、また低騒音化が図れる。または、同一熱交換器性能、同一騒音時、ターボファンの羽根車外径が小さくできるので、熱交換器との距離が拡大できることにより、熱交換器から発生する特異音が制御でき聴感が改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るターボファンの斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るターボファンの羽根車の縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係り、図２のＹ−Ｙにおける水平断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係り、図３の羽根１枚の断面拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る送風特性（φ−ψs特性）と騒音特性（φ−SPL）を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るターボファンの斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るターボファンの羽根車の縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係り、図７のＹ−Ｙにおける水平断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係り、図８の羽根１枚の断面拡大図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る送風特性（φ−ψs特性）と騒音特性（φ−SPL）を示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係るターボファンの縦断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係り、図１１のＹ−Ｙにおける水平断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係り、図１２の羽根１枚の断面拡大図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る送風特性（φ−ψs特性）と騒音特性（φ−SPL）を示した図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係り、風量Ｑ[m³/min]変化時における騒音値ＳＰＬ[dBA]の変化図である。
【図１６】本発明の実施の形態４に係るターボファンの斜視図である。
【図１７】本発明の実施の形態４に係るターボファンの羽根車の縦断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態４に係り、図１７のＹ−Ｙにおける水平断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態４に係り、図１８の羽根１枚の断面拡大図である。
【図２０】本発明の実施の形態４に係る羽根２と次の羽根２’の羽根外周側先端部の羽根間の流速分布図である。
【図２１】本発明の実施の形態４に係る送風特性（ψs−φ特性）と騒音特性（φ−SPL）を示した図である。
【図２２】本発明の実施の形態５に係るターボファンの斜視図である。
【図２３】本発明の実施の形態５に係り、図２２の水平断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態５に係り、図２３の羽根１枚の断面拡大図である。
【図２５】本発明の実施の形態５に係り、羽根２と次の羽根２’の羽根外周側先端部の羽根間の流速分布図である。
【図２６】本発明の実施の形態５に係り、送風特性（ψs−φ特性）と騒音特性（φ−SPL）を示した図である。
【図２７】本発明の実施の形態６に係るターボファンの水平断面図である。
【図２８】本発明の実施の形態６に係り、図２７のＫ−Ｋにおける主板１ｂ付近の断面図である。
【図２９】本発明の実施の形態６に係る羽根２と主板１ｂの取付部の断面図である。
【図３０】本発明の実施の形態６に係り、ターボファンの材質が板金の場合の羽根２と主板１ｂの取付部の断面図である。
【図３１】本発明の実施の形態６に係り、ターボファンの材質が板金の場合の羽根２と主板１ｂの取付部の断面図である。
【図３２】本発明の実施の形態７に係るターボファンの斜視図である。
【図３３】本発明の実施の形態７に係る図３２の縦断面図である。
【図３４】本発明の実施の形態７に係る図３３のＺ１−Ｚ１における水平断面図である。
【図３５】本発明の実施の形態７に係り、図３３のＺ３−Ｚ３における羽根１枚の断面拡大図である。
【図３６】本発明の実施の形態７に係り、図３３のＺ２−Ｚ２における羽根１枚の断面拡大図である。
【図３７】本発明の実施の形態７に係り、図３３のＺ１−Ｚ１における羽根の断面拡大図である。
【図３８】本発明の実施の形態７に係るターボファンの羽根車高さ方向における吹出口での吹出風速分布図である。
【図３９】本発明の実施の形態７に係るターボファンの羽根車近傍に障害物が配置されたときの、風量変化時における騒音値の変化図である。
【図４０】本発明の実施の形態８に係るターボファンの斜視図である。
【図４１】本発明の実施の形態８に係る図４０の縦断面図である。
【図４２】本発明の実施の形態８に係る図４１のＺ１−Ｚ１における水平断面図である。
【図４３】本発明の実施の形態８に係り、図４１のＺ３−Ｚ３における羽根の断面拡大図である。
【図４４】本発明の実施の形態８に係り、図４１のＺ２−Ｚ２における羽根の断面拡大図である。
【図４５】本発明の実施の形態８に係り、図４１のＺ１−Ｚ１における羽根の断面拡大図である。
【図４６】本発明の実施の形態８に係るターボファンの吹出風速分布図である。
【図４７】本発明の実施の形態８に係るターボファンにおける同一風量時における周波数特性図である。
【図４８】本発明の実施の形態９に係る送風装置の設置概要図である。
【図４９】本発明の実施の形態９に係る送風装置の縦断面図である。
【図５０】本発明の実施の形態９に係る図４９のＹ−Ｙにおける水平断面図である。
【図５１】本発明の実施の形態９に係り、風量変化時における騒音値の変化図である。
【図５２】本発明の実施の形態９に係り、運転開始後の時間に対する部屋床面付近温度と部屋天井付近温度の温度差を示す図である。
【図５３】本発明の実施の形態１０に係る空気調和機の外観図である。
【図５４】本発明の実施の形態１０に係る空気調和機の縦断面図である。
【図５５】本発明の実施の形態１０に係る空気調和機の水平断面図である。
【図５６】本発明の実施の形態１０に係る風量Ｑとモータの消費電力Ｗｍの関係図である。
【図５７】本発明の実施の形態１０に係る風量Ｑと騒音値ＳＰＬの関係図である。
【図５８】本発明の実施の形態１０に係る周波数特性図である。
【図５９】従来の文献におけるターボファン説明図である。
【図６０】従来の文献における多翼ファン説明図である。
【図６１】従来の文献におけるラジアルファン説明図である。
【図６２】従来の第１のターボファンの水平断面図である。
【図６３】図６２のターボファンの縦断面図である。
【図６４】図６２の羽根の羽根車内周側先端部付近の拡大図である。
【図６５】従来の第２のターボファンの水平断面図である。
【図６６】図６５のターボファンの縦断面図である。
【図６７】図６５の１枚の羽根の拡大図である。
【図６８】従来のそり線が異なる半径の二つの円弧形状である二円弧羽根形状のターボファンの一例を示した図である。
【図６９】従来のそり線が異なる半径の３つ以上の円弧である多円弧羽根形状のターボファンの一例を示した図である。
【図７０】従来の第２のターボファンにおける、羽根内周側先端部の位置を同一に出口角βb2を拡大するときの羽根の概要図である。
【図７１】従来の第２のターボファンにおける、羽根２と次の羽根２’の羽根間の流速分布図である。
【図７２】従来の第２のターボファンにおける、羽根車の吹出口１ｅの高さ方向における吹出風速分布である。
【図７３】従来の第３のターボファンの斜視図である。
【図７４】図７３のターボファンの水平断面図である。
【図７５】従来の第２のターボファンにおける、羽根２が中空なターボファンの斜視図である。
【図７６】従来のターボファンの羽根と主板の取付部断面図である。
【図７７】従来の板金ファンにおける羽根と主板との取付概要図である。
【図７８】図７７のカシメ後の取付概要図である。
【図７９】従来の天井埋込形空気調和機の設置概要図である。
【図８０】図７９の天井埋込形空気調和機の縦断面図である。
【図８１】図８０の水平断面図である。
【図８２】前向き羽根（多翼ファン）におけるファン吹出流れの速度三角形図である。
【図８３】径向き羽根（ラジアルファン）におけるファン吹出流れの速度三角形図である。
【図８４】羽根車吹出流れの熱交換器のフィンに対する迎角が大きい状態を示した図である。
【図８５】従来のターボファンを搭載した場合の周波数特性図である。
【符号の説明】
１ターボファン、１ａターボファンの羽根車、１ｂ主板、１ｃハブ、１ｄシュラウド、１ｅ羽根車吹出口、２羽根、２’ 羽根２の次の羽根、２ａ羽根の内周側先端、２ｂ羽根の外周側先端、２ｃそり線、２ｄ羽根取付穴、２ｅ羽根取付ツメ、２Ｐ羽根の回転方向側表面、２Ｓ羽根の回転方向逆側表面、３モータ、３ａモータの回転軸、４ベルマウス、１００空気調和機、１０１空気調和機本体、１０１ａ空気調和機本体側壁、１０１ｂ空気調和機本体天板、１０２化粧パネル、１０２ａ吸込グリル、１０２ｂ吹出口、１０３熱交換器、１０３ａフィン、１０３ｂフィン先端、１０４ドレンパン、１０５フィルタ、１０６電気品箱、１０７部屋、１０８天井裏、１０９風向ベーン、１１０吹出風路、１１１風向板、１１２天井、２００送風装置、２０１送風装置本体、２０１ａ送風装置本体側壁、２０１ｂ送風装置本体天板、２０２吸込グリル、２０３吹出口、Ａ羽根車回転方向、Ｂ２ファン吹出口高さ、Ｃ２絶対流出速度、Ｄ２羽根車外径、Ｅ吹出し流れの熱交換器のフィンに対する迎角θが大きい箇所、Ｆ１吸込流れ、Ｆ２ファン吹出し流れ、Ｇ１熱交換器フィン先端での剥離渦、Ｇ２羽根表面における剥離渦、Ｌ０翼弦、Ｌ２翼弦長、Ａｇ逆反り開始点、Ｍｏａ羽根車回転軸中心Ｏを通り内周側先端部２ａを通る直線Ｏ−２ａに垂直で、内周側端部２ａを通る直線、Ｍｏｂ羽根車回転軸中心Ｏを通り外周側先端部２ｂを通る直線Ｏ−２ｂに垂直で、外周側端部２ｂを通る直線、Ｍｃ１羽根のそり線２ｃの内周側先端部２ａにおける接線、Ｍｃ２羽根のそり線２ｃの外周側先端部２ｂにおける接線、Ｍ２Ｐ羽根２の回転方向側表面２Ｐの外周側先端２ｂにおける接線、Ｍ２Ｓ回転方向逆側表面２Ｓの羽根２の外周側先端２ｂにおける接線、Ｓターボファンの羽根車と熱交換器間距離、ｔ羽根肉厚、△Ｔａ部屋床面付近と部屋天井付近の温度差、Ｕ２周速、Ｙ羽根２の断面、Ｚ１羽根の主板付近の断面、Ｚ２羽根の羽根車高さ方向中央付近の断面、Ｚ３羽根のシュラウド付近の断面、α 熱交換器のフィンと吹出し流れの迎角、βb1 羽根の入口角、βb2 羽根の出口角、βＰ２回転方向側表面出口角、βＳ２回転方向逆表面出口角、Ｏ羽根車回転軸中心、θ 流出角度。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a turbo fan and an air conditioner using the turbo fan, such as an air conditioner, an air purifier, and a dehumidifier, and in particular, improves air blowing efficiency, reduces driving fan motor input, reduces noise, and twist strength at startup. The present invention relates to a turbo fan capable of improving the efficiency, a blower device capable of achieving energy saving, noise reduction, and the like, and an air conditioner.
[0002]
[Prior art]
[0003]
According to the document "Takefumi Iwai turbo blower and compressor issued by Corona Co., Ltd.", centrifugal fans generally have different names depending on the direction of the blades 2 on the outer peripheral side. Referring to FIGS. 59 to 61, in FIG. 59, the tangent Mc2 at a point on the outer peripheral end 2b of the arc-shaped warp line 2c, which is the center line in the blade thickness direction, and the impeller rotation center O The acute angle formed with the straight line Mob passing through the outer peripheral side end 2b and perpendicular to the straight line O-2b passing through the outer peripheral side end 2b is referred to as an exit angle βb2, and the exit angle βb2 is 90 ° as shown in FIG. Smaller blades are called rear-facing blades and refer to turbofans. In addition, as shown in FIG. 60, an object having an exit angle βb2 larger than 90 ° and facing in the rotation direction is referred to as a forward blade, and indicates a multiblade fan (sirocco fan). Further, as shown in FIG. 61, those having an outlet angle βb2 of 90 ° are referred to as radial blades and indicate radial fans.
[0004]
62 and 63 show an example of a conventional turbofan as a first conventional example, FIG. 62 is a horizontal sectional view of the conventional turbofan, and FIG. 63 is a longitudinal sectional view of FIG.
[0005]
62 and 63, the turbo fan 1 includes an impeller 1a and a motor 3 that drives the impeller 1a.
[0006]
The impeller 1a includes a main plate 1b formed integrally with a hub 1c that fixes the rotating shaft 3a of the motor 3, and a funnel-shaped shroud that forms an air guide passage to the blades 2 so as to face the main plate 1b. 1d and a plurality of blades 2 are attached between them, and the entire impeller 1a rotates.
The shape of the blade 2 is a backward-facing blade whose thickness t is substantially uniform and equally thin, the entire blade 2 has a convex shape with respect to the rotation direction, and the exit angle βb2 is smaller than 90 °.
[0007]
65, 66, and 67 show another example of the conventional turbofan as the second conventional example, FIG. 65 is a horizontal sectional view of the conventional turbofan, and FIG. 66 is a vertical cross section of FIG. FIG. 67 is an enlarged view of one blade 2 in FIG. In addition, the main structure of the same turbofan 1 as the said prior art example is shown with the same code | symbol, and the description is abbreviate | omitted.
[0008]
In FIGS. 65 to 67, the blade 2 has an airfoil shape in which the thickness t gradually increases from the impeller inner peripheral tip 2a to the thickness t, and thereafter gradually decreases from the outer peripheral tip 2b. The blade 2 as a whole is curved in a convex shape with respect to the vehicle rotational direction A, and the warp line 2c, which is the center line in the thickness direction of the blade 2, is also formed in a single circular arc that is convex with respect to the rotational direction A. This is a backward-facing blade with an angle βb2 smaller than 90 °.
The sled line 2c has a convex shape with respect to the rotational direction and a convex shape with respect to the rotational direction, and has two curved lines having different radii as shown in FIG. There are two arcs formed and multi-arcs in which a warp line is formed by three or more arcs having different radii as shown in FIG.
Further, the material of the impeller 1a of the turbofan is formed of a material obtained by mixing glass fiber and plastic resin.
[0009]
73 shows still another example of a conventional turbofan, which is the third conventional example, a perspective view of a fan for a range hood disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-67399, and FIG. 74 is a horizontal sectional view of FIG. Indicates. In addition, the main structure of the same turbofan 1 as the said prior art example is shown with the same code | symbol, and the description is abbreviate | omitted. 73 and 74, the impeller 2 of the impeller 1a of the turbofan is convex on the inner peripheral side of the impeller with respect to the rotation direction A like a turbofan (backward impeller), and the impeller rotation direction A at the reverse warp start point Ag. And is formed like a forward blade (sirocco fan) having an exit angle βb2 larger than 90 °.
[0010]
75 is a perspective view of an impeller in which the blades 2 of the conventional turbofan of FIG. 65 are formed in an airfoil shape with a hollow blade surface and a thin blade surface. FIGS. 76 and 78 are, for example, the conventional turbofan of FIG. FIG. 76 shows the attachment structure when the material of the impeller 1a is a resin material, and FIGS. 77 and 78 show the attachment structure when the material is a sheet metal such as aluminum.
75 and 76, in the impeller 1a of the resin material, the attachment portion between the blade 2 and the main plate 1b has a small R shape. When the material is sheet metal, the tab 2e of the blade 2 is inserted into the hole 2d of the main plate 1b as shown in FIG. 77, bent, and fixed with the main plate 1b and caulking as shown in FIG.
[0011]
FIG. 79 shows an example of an air conditioner using a first conventional turbofan. For example, an external appearance of a four-way outlet embedded air conditioner having a main body installed on the back of a ceiling and having four outlets. FIG. 80 is a longitudinal sectional view of the air conditioner 100 of FIG. 79, and FIG. 81 is a horizontal sectional view of the air conditioner 100 of FIG.
79 to 81, an air conditioner 100 according to the present invention includes an impeller 1a and an impeller 1a of a rear-facing blade turbofan, which is a blower, in an air conditioner main body 101 embedded in a ceiling 108. Around the motor 3 for driving, the bell mouth 4 and the impeller 1a of the turbofan, a substantially rectangular heat exchanger 103 having a parallel part with the air conditioner main body side wall 101a is provided upright, and the heat exchanger A drain pan 104 that receives drain water that is condensed water, an electrical component box 106 that houses a control board that controls the operation of the motor 3 and the angle of the wind direction vane 109, and the like are disposed below 103.
[0012]
In addition, a decorative panel 102 is fixed to the lower part of the air conditioner main body 101, a suction port 102a is formed in the vicinity of the center, and air outlets 102b are formed in the outer four sides. The turbo fan 1 includes an impeller 1a, a bell mouth 4 that constitutes a guide passage for air to the impeller 1a, and a motor 3 that drives the impeller 1a. In addition, the impeller 1a is oriented on the main plate 1b formed integrally with the hub 1c for fixing the rotating shaft 3a of the motor 3 so that the impeller 1a is normally opposite to the impeller rotation direction A as shown in FIGS. The blade 2 which is a convex backward blade with respect to the rotation direction is attached, and is constituted by a funnel-shaped shroud 1d which faces the main plate 1b and forms an air guide passage to the blade 2, and the entire impeller 1a rotates. To do.
[0013]
During operation, air in the room 107 is sucked from the suction grille 102a by the turbofan impeller 1a driven by the motor 3 and rotating in the direction of arrow A as shown in FIGS. 79 to 81, and dust and the like are removed by the filter 105. After that, it passes through the bell mouth 4 and is sucked into the impeller 1a of the turbo fan. Thereafter, the air blown out from the impeller 1a of the turbofan is heated or cooled by the heat exchanger 103, blown out from the blowout port 102b to the room 107, and air-conditioned.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional turbofan and air conditioner are configured as described above.
In the first conventional turbofan, the shape of the blade 2 is substantially uniform and thin, so that if the suction flow F1 fluctuates as shown in FIG. 64, the blade 2 is thin. It peels off at the circumferential tip 2a and causes pressure fluctuations on the surfaces 2P and 2S of the blade 2, which makes noise worse.
Further, since the blade 2 is thin and has a small installation surface with the main plate 1b and the shroud 1d, torque is applied to the hub 1c in the rotational direction A by the motor 3 at the time of startup, and twisting occurs in the vicinity of the main plate 1b of the blade 2. The strength was weak against twisting, and the worst fan was broken.
[0015]
Then, in the second conventional turbofan, as shown in FIG. 70, the position of the inner peripheral side tip 2a of the blade 2 is the same, the outlet angle βb2 is increased to βb2 ′, the outlet pressure of the blade 2 is increased, Furthermore, if the outlet angle βb2 is increased in a convex and curved shape with respect to the impeller rotation direction A as in the conventional method formed like the blade 2 ′, the air blowing efficiency is extremely increased. Since the length L2 is shortened as L2 ′ and the blade area S (= L2 × B2 (impeller outlet height)) is reduced, there is a disadvantage that the pressure increase is reduced.
[0016]
59, the first conventional example in which the thickness t of the blade 2 in FIG. 62 is uniform, and the second conventional example in which the blade 2 in FIG. 65 has an airfoil shape. In the rear-facing blade turbofan, the blade 2 has a convex shape with respect to the impeller rotation direction A. For example, the blade 2 between the outer peripheral tip 2b of the blade 2 of the turbo fan 1 and the outer peripheral tip 2b 'of the next blade 2' in FIG. 65, that is, the impeller rotational direction reverse surface 2S of the blade 2 and the blade of the next blade 2 '. As shown in FIG. 71, which shows the flow velocity distribution between the surfaces 2P in the vehicle rotation direction, peeling occurs on the outer peripheral side of the rotation direction opposite surface 2S of the blades 2 due to the influence of air, and the flow velocity becomes slow. There is a drawback that it gets worse.
Furthermore, as shown in the blowout wind speed distribution diagram in the height direction of the blower outlet 1e of the impeller 1a in FIG. 72, the flow velocity in the vicinity of the shroud 1d of the blower outlet 1e is slower and uneven than in the vicinity of the main plate 1b. .
[0017]
In the third conventional turbofan, since the vicinity of the outer peripheral side tip 2b of the blade 2 is bent sharply, when resistance is added to the suction side or the blowout side of the impeller 1a, FIG. As described above, there is a drawback in that separation occurs at the refracted portion near the outer periphery of the impeller of the impeller rotational direction opposite surface 2S of the impeller 2 and noise may be deteriorated.
[0018]
In the conventional turbofan, when torque is applied to the impeller 1a when the motor 3 is activated, stress concentrates in the vicinity of the attachment portion of the blade 2 with the main plate 1b. At this time, since the R shape in the attachment part of the blade | wing 2 and the main board 1b is small, there exists a possibility that it may fracture | rupture worst.
Further, as shown in FIGS. 76 and 78, when the impeller 1a rotates in the direction of the rotation A in the vicinity of the attachment portion of the impeller rotation direction side surface 2P with the main plate 1b, the vortex G3 Occurs. At this time, since the mounting portion has a small R shape, the vortex G3 circulates in a turbulent state, and therefore gradually peels off, causing noise deterioration.
[0019]
In the first conventional air conditioner, when the forward blade and the radial blade are as shown in FIGS. 60 and 61, the fan peripheral speed u2, the fan absolute outflow speed C2, and the fan peripheral speed shown in FIGS. 82 and 83, respectively. Compared to the outflow angle θ ′ of the rear blades, where the outflow angle θ is shown by the broken line, as in the fan blowout flow speed triangle that shows the relationship between the outflow angle θ that is the angle formed by each vector of u2 and the fan absolute outflow speed C2. 84, since the flow with a high wind speed toward the heat exchanger 103 in the state where the angle of attack α of the impeller outlet flow F2 with respect to the heat exchanger fin 103a is large as shown in FIG. Air becomes difficult to flow, ventilation resistance increases, noise worsens, and an abnormal noise of humul is generated in the frequency range of 2.5 to 5 [KHz] from the fin 103a of the heat exchanger as shown in FIG. As compared with the case where no thick broken line noise is generated, the frequency characteristics are increased and the audibility is deteriorated.
[0020]
The present invention was made to eliminate the above-described drawbacks, and is a turbo fan with a large pressure increase, high blowing efficiency, low noise and high strength, and a blowing device with good blowing efficiency and low noise, And it aims at obtaining the air conditioner which is more energy-saving, audible, and low-noise.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The present invention according to claim 1 includes a main plate extending from the rotation center side to the rotation outer peripheral side, a shroud disposed opposite to the main plate to form a gas flow path, and a plurality of plates disposed between the main plate and the shroud. In a turbofan having blades whose exit angle βb2 of the backward blades facing in the opposite direction to the rotation direction is 90 ° or less, the impeller rotation direction surface of the blades is the rotation direction in the vicinity of the impeller inner peripheral side to the center. A convex shape that is smooth from the center of the impeller to a concave shape that is smooth in the rotational direction on the outer peripheral side of the impeller, and the thickness of the blade gradually increases from the inner peripheral side of the impeller. The blade has an airfoil-shaped blade cross-section that becomes thicker and then gradually becomes thinner toward the outer periphery of the impeller, and the surface opposite to the impeller rotation direction of the blade is opposed to the rotation direction from near the center of the blade to the outer periphery of the impeller. Thus, it has a smooth concave shape.
[0023]
The impeller rotational direction reverse surface of the blade according to the second aspect of the present invention has a concave shape that is smooth overall in the rotational direction from the impeller inner peripheral side to the impeller outer peripheral side.
[0024]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a main plate extending from the rotation center side to the rotation outer peripheral side, a shroud disposed opposite to the main plate to form a gas flow path, and a plurality of plates disposed between the main plate and the shroud. In the turbofan having blades whose outlet angle βb2 of the backward blades facing in the opposite direction to the rotation direction is 90 ° or less, the blade warp line is in the rotation direction from the inner peripheral side of the blades to the center. A convex arc with respect to the impeller outer peripheral side from the vicinity of the center of the blades and a concave arc with respect to the rotation direction. It has a reverse warp start point Ag that becomes an inflection point that changes to a concave shape, and the reverse warp start point Ag moves from the main plate side in the impeller height direction toward the shroud side toward the impeller inner peripheral side.
[0025]
According to a fourth aspect of the present invention, the arc of the impeller of the present invention from the inner peripheral side to the center and the arc from the vicinity of the impeller to the outer peripheral side of the impeller are formed by two continuous arcs having the same radius.
[0026]
The tip of the impeller outer peripheral side of the blade of the present invention according to claim 5 moves to the rotational direction side from the main plate side in the impeller height direction toward the shroud side.
[0029]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a motor, an impeller that is rotationally driven by the motor, a suction grill that is disposed on an air suction side of the impeller, and a blower that is disposed on an air outlet side of the impeller. The blower which consists of a grill WHEREIN: The said impeller is a turbo fan in any one of Claims 1-5.
[0030]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an air conditioner comprising: a blower that sucks and blows in indoor air; and a heat exchanger that is disposed on a blow-out side of the blower and that heats or cools air passing through the blower. And the said air blower is a turbo fan in any one of Claims 1-5.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a turbo fan, a blower, and an air conditioner according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0032]
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of a turbofan according to the first invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a perspective view of a turbo fan of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the impeller of the turbo fan of FIG. 1, FIG. 3 is a horizontal sectional view at YY in FIG. 2, and FIG. The enlarged view of the blade | wing 2 of FIG. In FIG. 1, the turbo fan 1 is constituted by an impeller 1 a and a motor 3.
[0033]
Further, as shown in FIG. 2, the impeller 1a of the turbofan is disposed so as to face the main plate 1b and the main plate 1b integrally formed with the hub 1c for fixing the rotating shaft 3a of the motor. A funnel-shaped shroud 1d that forms an air path, and a plurality of blades 2 are arranged and fixed between the main plate 1b and the shroud 1d, and the entire impeller 1a rotates. Thereby, air is blown from the suction flow F1 to the fan blowout flow F2.
[0034]
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the blade 2 has a cross-sectional shape in which the thickness t of the blade 2 gradually increases from the inner peripheral tip 2a of the impeller 1a and then gradually decreases toward the outer peripheral tip 2b. The shape of the impeller rotational direction side surface 2P is convex with respect to the rotational direction A near the center from the inner peripheral side tip 2a of the blade 2 and concave at the outer peripheral side tip 2b from near the center. It is curved. The impeller rotational direction opposite surface 2S is formed so as to be curved in a concave shape with respect to the rotational direction A from the impeller inner peripheral tip 2a of the impeller 2 to the outer peripheral tip 2b. The side surface 2P has a larger curvature than the impeller rotation direction opposite side surface 2S. Furthermore, the cross-sectional shape of the blade 2 is substantially the same in the impeller height direction.
Further, a straight line O passing through each outer tangent M2P, M2S and the impeller rotating shaft center O at the outer peripheral side tip 2b of the blade 2 on the rotation direction side surface 2P and the rotation direction reverse side surface 2S of the blade 2 and passing through the outer peripheral side tip portion 2b. -Pb, βS2 (βP2 <βS2) where the acute angles formed with the straight line Mob perpendicular to -2b and passing through the outer peripheral side tip 2b are the rotation direction side surface exit angle βP2 and the rotation direction reverse surface exit angle βS2. The blades 2 are formed so that is smaller than 90 °.
Therefore, the sled line 2c, which is the center line in the blade 2 thickness direction, is a straight line O− connecting the tangent Mc2 at the blade outer peripheral side tip 2b of the sled line 2c and the impeller rotating shaft center O and the outer peripheral side tip 2b. This is a backward-facing blade that is perpendicular to 2b and has an exit angle βb2 that is an acute angle formed with the straight line Mob at the outer peripheral side tip 2b, which is smaller than 90 °.
[0035]
By forming the turbo fan 1 in this way, the blades 2 have an airfoil shape. Therefore, even if the suction flow F1 fluctuates, separation at the tip 2a on the inner peripheral side of the impeller is difficult, and the noise is low.
[0036]
As shown in FIGS. 3 and 4, the rotation direction side surface 2 P formed in a smooth convex shape with respect to the rotation direction A of the blade 2 in the vicinity of the center from the impeller inner peripheral end 2 a of the blade 2, and the rotation direction A On the other hand, the curvature is different on the rotation direction opposite surface 2S formed in a smooth concave shape, and the rotation direction surface 2P has a larger curvature. Therefore, a flow velocity difference is generated, a pressure difference is generated, and a pressure increase can be achieved. Further, even if there is a change in the suction flow F1 due to the airfoil shape, it is difficult to separate, so that the pressure can be further increased.
[0037]
Further, since the surface 2P in the rotational direction of the blade 2 is curved in a smooth concave shape with respect to the rotational direction A from the vicinity of the center of the blade 2 to the tip 2b on the outer periphery of the impeller, the pressure increase on the outer periphery of the impeller is increased. I can plan. In addition, because the entire surface 2S on the opposite side in the rotational direction is curved with a smooth concave shape, the separation that occurs on the outer peripheral side of the impeller of the surface 2S due to the viscosity of the air, Since the blade 2 is not suddenly bent in the direction of rotation A as in the conventional turbofan of 74, it is smoothly deflected by the concave shape of the surface 2S and adheres to the blade surface, making it difficult to peel off.
[0038]
Further, when the exit angle βb2 of the blade 2 is increased and the pressure on the impeller exit side of the blade 2 is increased, the cross-sectional shape of the blade 2 of FIG. In the case of a convex shape as a whole, the chord length L2 is abruptly shortened, so that the pressure increase in the entire blade 2 is reduced. According to the present invention, as compared with the conventional turbofan, the chord length L2 is minimized and the exit angle βb2 can be increased. As a result, the pressure rise can be greatly increased.
[0039]
Further, a part or all of the impeller 1a of the turbofan is formed of a magnesium alloy or the like. Magnesium alloy is a highly recyclable material that has both lightness and robustness in addition to the ease of recycling unique to metals. For this reason, it is environmentally friendly compared to conventional glass fiber and plastic materials. Moreover, even if oils such as kitchens and solvents such as factories become mist and are used in a high concentration environment, the corrosion resistance is high.
[0040]
FIG. 5 is a diagram showing the air blowing characteristics and noise characteristics of a conventional turbofan having a convex blade 2 as a whole and the turbofan of the present invention. In the figure, the flow coefficient φ is plotted on the horizontal axis, the pressure coefficient ψs and the noise SPL [dBA] are plotted on the vertical axis, the broken line in the figure shows the conventional example, and the solid line shows the characteristics of the present invention. As shown in FIG. 5, the turbo fan of the present invention has a high pressure and a low noise when the air flow rate is the same, that is, the same flow coefficient. Therefore, even if the flow resistance is added to the suction side and the blow-out side of the turbo fan 1, it is possible to obtain a low noise and a large air volume as compared with the conventional turbo fan.
As described above, according to the turbofan of the present invention, a high pressure, high air volume, low noise, high strength and high recyclability can be obtained.
[0041]
Embodiment 2. FIG.
The second embodiment, which is another example of the turbofan in the first invention, will be described below with reference to the drawings.
6 is a perspective view of the turbo fan of the present invention, FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the impeller of the turbo fan of FIG. 6, FIG. 8 is a horizontal sectional view at YY of FIG. 7, and FIG. The enlarged view of the blade | wing 2 of FIG. The main configuration of the turbofan of the present invention is the same as that of the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0042]
The cross-sectional shape of the blade 2 is an airfoil shape in which the wall thickness t gradually increases from the inner peripheral side tip 2a of the impeller 1a and then gradually decreases toward the outer peripheral side tip 2b, as shown in FIGS. The impeller rotational direction side surface 2P has a smooth convex shape with respect to the rotational direction A from the inner peripheral side tip 2a of the blade 2 to the vicinity of the center, and is smooth with respect to the rotational direction A from the vicinity of the center to the outer peripheral side tip 2b. The surface 2S opposite to the impeller rotational direction is a convex shape that is smooth with respect to the rotational direction A from the inner peripheral end 2a of the impeller 2 to the vicinity of the center. Thus, from the vicinity of the center to the outer peripheral side tip 2b, unlike the conventional case, it is formed with a smooth concave shape with respect to the rotational direction A, and the impeller rotational direction side surface 2P is more curved than the impeller rotational direction reverse surface 2S. Is big. Furthermore, the cross-sectional shape of the blade 2 is substantially the same in the impeller height direction.
[0043]
Further, a straight line O-2b passing through the tangent line M2P, M2S and the impeller rotation center O at the outer peripheral side tip 2b of the blade 2 on the rotation direction side surface 2P and the rotation direction opposite surface 2S of the blade 2 and passing through the outer peripheral side tip portion 2b. And βP2 and βS2 (βP2 <βS2) are 90 when the acute angles formed with the straight line Mob passing through the outer peripheral end 2b are defined as the rotation direction side surface exit angle βP2 and the rotation direction reverse surface exit angle βS2. The blades 2 are formed so as to be smaller than °.
Therefore, since the sled line 2c is the center line in the blade thickness direction, the tangent Mc2 of the sled line 2c at the blade outer peripheral side tip 2b and a straight line O-2b connecting the impeller rotation center O and the outer peripheral side tip 2b. The outlet blade βb2, which is perpendicular to the straight line Mob at the outer peripheral side tip 2b, is a backward-facing blade smaller than 90 °.
[0044]
By forming the impeller 1a of the turbofan in this manner, the blade 2 has an airfoil shape, so that even if the suction flow F1 fluctuates, the impeller inner peripheral front end 2a does not easily peel off, and the noise is low. .
[0045]
As shown in FIGS. 8 and 9, in the vicinity of the center from the impeller inner peripheral tip 2a of the blade 2, the rotation direction side surface 2P and the rotation direction reverse surface 2S of the blade 2 are more in the rotation direction side surface 2P. Since the curvature is large and the convex shape is formed with a smooth different curvature with respect to the rotation direction A, a flow velocity difference is generated on each surface, a pressure difference is generated, and a pressure increase can be achieved. Further, even if there is a change in the suction flow F1 due to the airfoil shape, it is difficult to separate, so that the pressure can be further increased.
[0046]
Further, since the surface 2P in the rotational direction of the blade 2 is curved in a smooth concave shape with respect to the rotational direction A from the vicinity of the center of the blade 2 to the tip 2b on the outer periphery of the impeller, the pressure increase on the outer periphery of the impeller is increased. I can plan. Further, since the surface 2S on the opposite side in the rotational direction is curved with a smooth concave shape with respect to the rotational direction A, the viscosity of the air in the wind speed distribution between the conventional turbofan blade 2 and the next blade 2 'in FIG. As a result, separation occurs on the outer peripheral side of the impeller of the surface 2S, and the wind speed is slow. However, according to the present invention, the flow is deflected along the surface of the blade 2, and the separation is reduced.
[0047]
Furthermore, when the exit angle βb2 of the blade 2 is increased and the pressure on the impeller exit side of the blade 2 is increased, the turbo fan having the blade 2 with the conventional cross-sectional shape being an airfoil shape and the entire blade 2 being a convex shape. Then, as shown in FIG. 70, when the exit angle βb2 is enlarged, the chord length L2 is abruptly shortened to L2 ′ as in the blade 2 ′, so that the pressure increase in the entire blade 2 is reduced. According to the present invention, the pressure rise can be increased because the decrease in the chord length L2 is minimal and the exit angle βb2 can be increased as compared with the conventional turbofan.
[0048]
FIG. 10 is a diagram showing a conventional turbofan having a convex blade 2 as a whole and the air blowing characteristics and noise characteristics of the turbofan of the present invention. In the figure, the flow coefficient φ is taken on the horizontal axis, the pressure coefficient ψs and the noise SPL [dBA] are taken on the vertical axis, the broken line in the figure shows the conventional example, and the solid line shows the characteristics of the turbofan of the present invention. As shown in FIG. 10, the turbo fan of the present invention has higher pressure and lower noise when the air flow rate, that is, the same flow coefficient. Therefore, even if a wind path resistance is added to the suction side or the blow-out side of the turbo fan 1, low noise and a large air volume can be obtained as compared with the conventional turbo fan.
[0049]
As described above, the first embodiment. And 2. Accordingly, the blade 2 has a cross-sectional shape in which the thickness t gradually increases from the inner peripheral tip 2a of the impeller 1a and then gradually decreases toward the outer peripheral tip 2b. Is formed with a smooth convex shape with respect to the rotation direction A from the inner peripheral side tip 2a to the vicinity of the center of the blade 2, and with a smooth concave shape with respect to the rotation direction A from the vicinity of the center to the outer periphery side tip 2b. The impeller rotational direction reverse surface 2S is formed in a smooth concave shape with respect to the rotational direction A from at least the vicinity of the center of the blade 2 to the outer peripheral side tip 2b. Even if resistance is added, low noise and large airflow can be obtained compared to conventional turbofans.
[0050]
Embodiment 3 FIG.
The third embodiment of the turbofan according to the second invention will be described below with reference to the drawings.
11 is a longitudinal sectional view of the turbo fan of the present invention, FIG. 12 is a horizontal sectional view taken along the line Y-Y of FIG. 11, and FIG. 13 is an enlarged view of one blade of FIG.
The main configuration of the turbofan of the present invention is the same as that of the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0051]
As shown in FIGS. 11, 12, and 13, the blade 2 has an airfoil in which the thickness t gradually increases from the inner peripheral tip 2a of the impeller 1a and then gradually decreases toward the outer peripheral tip 2b. The sled line 2c, which is the shape and the center line in the thickness direction of the blade 2, is an arc having a radius R that is convex with respect to the rotation direction A from the inner peripheral tip 2a of the impeller to the vicinity of the center (sled line 2c1). Thus, the outer peripheral side tip 2b is formed by an arc (sledge line 2c2) having the same radius R as the warped line 2c1 having a concave shape with respect to the rotation direction A. That is, the sled line 2c of the blade 2 of the present invention is not a single circular arc that is convex with respect to the rotational direction A, as in the conventional turbofan sled line 2c of FIG. 67, but from the inner peripheral side of the impeller to the rotational direction A. On the other hand, it is formed by two arcs of convex and concave with the same radius R.
[0052]
Further, the surface of the blade 2 is such that the impeller rotational direction side surface 2P is a smooth convex shape with respect to the rotational direction A from the inner peripheral side tip 2a of the blade 2 to the vicinity of the center, and from the center to the outer peripheral side tip. Up to 2b, it is formed in a smooth concave shape with respect to the rotational direction A, and the impeller rotational direction reverse side surface 2S extends from the inner peripheral side tip 2a of the blade 2 to the vicinity of the center of the blade of the conventional turbofan of FIG. In the same way as above, it has a smooth convex shape with respect to the rotational direction A, and from the vicinity of the center to the outer peripheral side tip 2b is formed with a smooth concave shape with respect to the rotational direction A, unlike the conventional case. However, the curvature is larger than that of the surface 2S opposite to the impeller rotation direction. Furthermore, the cross-sectional shape of the blade 2 is substantially the same in the impeller height direction. In addition, the blade | wing 2 is hollow inside and the airfoil shape is formed with thin wall.
[0053]
Also, the outer peripheral side of the blade 2 is perpendicular to the tangent Mc2 at the blade outer peripheral side tip 2b of the outer peripheral warp line 2c2 and the straight line O-2b connecting the impeller rotating shaft center O and the outer peripheral tip 2b. This is a backward-facing blade having an exit angle βb2 that is an acute angle with the straight line Mob at the distal end portion 2b and is smaller than 90 °.
[0054]
By forming the impeller 1a of the turbo fan in this way, the blade 2 has an airfoil shape, so that even if the suction flow F1 fluctuates, separation at the tip 2a on the inner peripheral side of the impeller hardly occurs and the noise is low. .
[0055]
As shown in FIGS. 11, 12, and 13, in the vicinity of the center from the impeller inner peripheral tip 2 a of the blade 2, the rotation direction side surface 2 P of the rotation direction side surface 2 P and the rotation direction reverse surface 2 S of the blade 2 is provided. Since the curvature is larger and is formed in a convex shape with a smooth different curvature with respect to the rotation direction A, a pressure difference is generated due to a difference in flow velocity at each surface, and a pressure rise can be achieved. Further, even if there is a change in the suction flow F1 due to the airfoil shape, it is difficult to separate, so that the pressure can be further increased.
[0056]
Further, since the surface 2P in the rotational direction of the blade 2 is curved in a smooth concave shape with respect to the rotational direction A from the vicinity of the center of the blade 2 to the tip 2b on the outer periphery of the impeller, the pressure increase on the outer periphery of the impeller is increased. I can plan. Further, since the surface 2S on the opposite side in the rotational direction is curved with a smooth concave shape with respect to the rotational direction A, in the conventional turbofan of FIG. 67, separation occurs on the outer peripheral side of the impeller on the surface 2S due to the viscosity of the air. Although the wind speed is slowed, the present invention deflects the flow to the surface of the blade 2 and follows it, eliminating the separation.
[0057]
Here, as shown in FIG. 70, in the case of a turbofan in which the cross-sectional shape of a blade with a single warped line 2c having a circular arc shape is an airfoil shape and the entire blade 2 is convex, the outlet angle βb2 of the blade 2 is increased. When increasing the pressure on the impeller exit side of the blade 2 and expanding the exit angle βb2 to βb2 ′ like the blade 2 ′, the chord length L2 is abruptly shortened to L2 ′. The pressure increase in 2 as a whole is reduced.
Further, the straight line Moa perpendicular to the tangent Mc1 at the blade inner peripheral tip 2a of the sled line 2c and the straight line O-2a passing through the impeller rotating shaft center O and passing through the blade inner peripheral tip 2a and passing through the inner peripheral tip 2a. If the exit angle βb2 is enlarged, the entrance angle βb1 simultaneously expands to βb1 ′. Therefore, even if the cross-sectional shape of the blades 2 is an airfoil shape, the angle of attack with the suction flow F1 is increased, causing separation at the inner peripheral tip 2a, resulting in noise deterioration.
[0058]
Further, in the case of the conventional turbofan in which the warp line 2c in FIG. 68 is formed by two arcs of radii R1 and R2 having different convex shapes with respect to the rotation direction A, the conventional warp line 2c in FIG. The blade 2 can be shaped optimally for the flow, but if the exit angle βb2 is increased with the convex shape with respect to the rotational direction A, the chord length L2 is abruptly shortened. The overall pressure rise will be small. Furthermore, in the case of the conventional turbofan with three arc warp lines 2c having different radii R1, R2, and R3 in FIG. 69, the blade 2 is more optimal for the flow than the two arc-shaped warp lines 2c. However, the design is complicated.
[0059]
According to the present invention, the decrease in the chord length L2 is minimized and the exit angle βb2 can be increased. Therefore, the reduction in the pressure rise due to the decrease in the chord length L2 as in the conventional turbofan 1 is minimized, and the outlet Since the pressure can be greatly increased, the pressure increase can be increased as the blade 2 as a whole. Also, the sled line 2c is designed with two arcs of the same radius R that are uneven in the rotation direction, and the shape is simple, so it is easy to design.
[0060]
FIG. 14 is a diagram showing a conventional turbofan having a convex blade 2 as a whole and the air blowing characteristics and noise characteristics of the turbofan of the present invention. In the figure, the horizontal axis represents the flow coefficient φ, the horizontal axis represents the pressure coefficient ψs and the noise SPL [dBA], the broken line in the figure represents the conventional example, and the solid line represents the characteristics of the turbofan of the present invention. As shown in FIG. 14, the turbo fan of the present invention has higher pressure and higher air volume.
[0061]
Further, FIG. 15 shows a conventional turbofan having a convex blade 2 as a whole and an air volume Q [m of the turbofan of the present invention. ^Three / min] is a diagram showing the relationship of the noise value SPL [dBA] at the time of change. In the figure, the horizontal axis shows air flow Q [m ^Three / min], the vertical axis represents the noise value SPL [dBA], the broken line in the figure indicates the conventional characteristics, and the solid line indicates the characteristics of the turbofan of the present invention. As shown in FIG. 15, the turbo fan of the present invention has lower noise at the same air volume.
[0062]
As described above, the turbo fan of the present invention can obtain a high pressure and a high air volume as compared with the conventional turbo fan, so that even if a resistance is added to the suction side or the air outlet side of the impeller 1a, the reduction in the air volume is small. Also, it is low noise.
[0063]
Embodiment 4 FIG.
A turbo fan according to a fourth embodiment of the third invention will be described below with reference to the drawings.
16 is a perspective view of the turbofan of the present invention, FIG. 17 is a longitudinal sectional view of the impeller of the turbofan of FIG. 16, FIG. 18 is a horizontal sectional view at YY of FIG. 17, and FIG. The enlarged view of the blade | wing 2 of FIG. The main configuration of the turbofan of the present invention is the same as that of the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0064]
As shown in FIGS. 18 and 19, the cross-sectional shape of the blade 2 of the turbofan of the present invention is such that the thickness t of the blade 2 is substantially uniform and thin, and the entire blade 2 is concave with respect to the impeller rotation direction A. Is curved.
Further, the tangent Mc2 of the sled line 2c, which is the center line in the blade thickness direction, is perpendicular to the tangent Mc2 at the blade outer peripheral tip 2b and the straight line O-2b connecting the impeller rotation center O and the outer peripheral tip 2b, and the outer periphery It is a backward-facing blade whose exit angle βb2, which is an acute angle with the straight line Mob passing through the side tip 2b, is smaller than 90 °.
[0065]
By forming the impeller 1a of the turbo fan in this way, the flow velocity distribution between the outer peripheral side tip 2b of the blade 2 of the turbo fan 1 and the outer peripheral side tip 2b 'of the next blade 2' in FIG. 71 of the conventional example. As shown in the figure, the flow on the blade rotation direction side surface 2P side having a particularly high flow velocity can be further increased as indicated by the solid line in the drawing showing the blown air velocity distribution in FIG. 20, and the speed difference from the rotation direction reverse surface 2S side The pressure rise can be increased.
[0066]
FIG. 21 is a diagram showing air blowing characteristics and noise characteristics of a conventional turbofan in which the thickness t of the blade 2 is uniform and thin, and the entire blade 2 is convex and the turbofan of the present invention. In the figure, the flow coefficient φ is plotted on the horizontal axis, the pressure coefficient ψs and the noise SPL [dBA] are plotted on the vertical axis, the broken line in the figure shows the conventional example, and the solid line shows the characteristics of the present invention. As shown in FIG. 21, the turbo fan of the present invention has higher air pressure and higher air volume, so the air blowing efficiency is higher and the noise is lower.
[0067]
Embodiment 5. FIG.
The fifth embodiment, which is another example of the turbofan in the third invention, will be described below with reference to the drawings.
22 is a perspective view of the turbofan of the present invention, FIG. 23 is a horizontal sectional view of FIG. 22, and FIG. 24 is an enlarged view of one blade 2 of FIG. The main configuration of the turbofan of the present invention is the same as that of the first embodiment, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0068]
23 and 24, the cross-sectional shape of the blade 2 is an airfoil shape in which the thickness t of the blade 2 gradually increases from the inner peripheral side tip 2a of the impeller 1a and then gradually decreases toward the outer peripheral side tip 2b. Thus, the curvature is different between the rotational direction side surface 2P and the rotational direction reverse surface 2S, and the rotational direction reverse surface 2S is formed to have a larger curvature.
[0069]
The entire blade 2 is curved in a concave shape with respect to the impeller rotation direction A. And the tangent Mc2 at the blade outer peripheral side tip 2b of the sled line 2c, which is the center line in the blade thickness direction, and the straight line O-2b connecting the impeller rotation center O and the outer peripheral tip 2b, This is a rearward-facing blade having an exit angle βb2 that is an acute angle with the straight line Mob at the side tip 2b.
[0070]
By forming the impeller 1a of the turbo fan in this way, the flow velocity distribution diagram between the outer peripheral side tip 2b of the blade 2 of the conventional turbo fan 1 and the outer peripheral side tip 2b 'of the next blade 2' in FIG. As shown in FIG. 25, the flow on the blade rotation direction side surface 2P having a high flow velocity can be further increased as shown in FIG. 25, and the velocity difference from the rotation direction opposite surface 2S can be further increased. Because of the shape, even if the suction flow F1 fluctuates, it is difficult for separation to occur at the inner peripheral side tip 2a of the blade 2, so that the pressure rise can be further increased.
[0071]
FIG. 26 is a diagram showing air blowing characteristics and noise characteristics of a conventional turbofan in which the blade 2 has an airfoil shape and the entire blade 2 has a convex shape, and the turbofan of the present invention. In the figure, the flow coefficient φ is plotted on the horizontal axis, the pressure coefficient ψs and the noise SPL [dBA] are plotted on the vertical axis, the broken line in the figure represents the conventional characteristics, and the solid line represents the characteristics of the present invention. As shown in FIG. 26, the turbofan of the present invention has a high pressure and a high air volume, so that the air blowing efficiency is higher.
[0072]
Embodiment 6 FIG.
A turbofan embodiment 6 according to the fourth invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 27 is a horizontal sectional view of the turbofan of the present invention, which corresponds to FIG. 12 of the third embodiment. FIG. 28 is a cross-sectional view of the turbo fan blade 2 of FIG. 27 in the vicinity of the main plate 1b at KK. FIG. 29 is a view showing an example of another shape of the attachment portion between the blade 2 and the main plate 1b, and FIGS. 30 and 31 show the blade 2 and the main plate in the case where the turbofan is made of a sheet metal such as aluminum or iron plate. It is the attachment sectional view showing the example of attachment of 1b. The main configuration of the turbofan of the present invention is the same as that of the first embodiment, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0073]
As shown in FIG. 27, the cross-sectional shape of the blade 2 is an airfoil shape in which the thickness t of the blade 2 gradually increases from the inner peripheral tip 2a of the impeller 1a and then gradually decreases toward the outer peripheral tip 2b. The entire blade 2 is curved in a convex shape with respect to the impeller rotation direction A.
In addition, the blade 2 has a hollow structure, and the rotation direction side surface 2P and the rotation direction opposite surface 2S are formed of a thin resin material, and the attachment portion between the blade 2 and the main plate 1b is as shown in FIG. The blade 2 is integrally formed in an R shape having a radius as large as the maximum wall thickness tmax.
[0074]
By forming the impeller 1a of the turbofan in this way, the turbofan with a small mounting portion R between the blade 2 and the main plate 1b in FIG. 76 of the conventional example is added to the impeller 1a when the motor 3 is started. The force due to the torque is concentrated on the mounting portion, and the worst blade 2 is not damaged, and the strength of the impeller 1a is improved.
As shown in FIG. 29, even if the inner surface of the hollow structure of the blade 2 is substantially square, at least the surface of the blade 2 and the mounting portion of the main plate 1b have an R shape with a radius of the maximum thickness tmax. If they are formed integrally with each other, the strength is improved.
[0075]
When the material of the impeller of the turbofan is a sheet metal such as aluminum or iron plate, as shown in FIGS. 77 and 78 shown in the conventional example, the main plate 1b has a hole 2d for inserting a small claw 2e of the blade 2 in advance. It was opened, and after insertion, the tab 2e was bent in a small R shape and fixed by the main plate 1b and caulking, so that stress was concentrated on the tab 2e. As in the present invention of FIG. 30, the entire mounting portion of the blade 2 of the main plate 1b has a bent R shape larger than the maximum blade thickness tmax, so that the mounting surface of the main plate 1b and the blade 2 can be increased and stress concentration can be avoided. Therefore, the strength is improved. As another example, as shown in FIG. 31, even if the main plate 1b has a flat plate shape, the attachment portion of the blade 2 has a large R shape, so that the strength is improved.
[0076]
Even if the impeller 1a of the turbofan described in the first to fifth embodiments is formed in the same manner as in the present embodiment, the strength can be improved.
[0077]
Embodiment 7 FIG.
Embodiment 7 of a turbofan according to a fifth invention will be described below with reference to the drawings.
32 is a perspective view of the turbofan of the present invention, FIG. 33 is a longitudinal sectional view of FIG. 32, FIG. 34 is a horizontal sectional view at Z1-Z1 in FIG. 33, and FIGS. 35 to 37 are Z3-Z3 in FIG. Each enlarged view of one blade | wing 2 in Z2-Z2 and Z1-Z1 is shown. The main configuration of the turbofan of the present invention is the same as that of the first embodiment, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0078]
As shown in FIGS. 34 to 37, the blade 2 has a cross-sectional shape in which the thickness t of the blade 2 gradually increases from the inner peripheral tip 2a of the impeller 1a and then gradually decreases toward the outer peripheral tip 2b. Thus, the curvature is different between the rotation direction side surface 2P and the rotation direction opposite surface 2S, and the rotation direction side surface 2P is formed to have a larger curvature.
[0079]
35 is a sectional view at Z3-Z3 of the blade 2 near the main plate 1b in FIG. 35, a sectional view at Z2-Z2 near the center in the height direction of the impeller outlet 1e in FIG. 36, and the blade 2 near the shroud 1d in FIG. As shown in the sectional view at Z1-Z1, the sled lines 2c1, 2c2, and 2c3, which are the center lines in the blade thickness direction of the blade 2, are the inner peripheral side of the impeller 1a in the height direction of the respective impeller 1a. (Sledge lines 2c31, 2c21, 2c11) have a convex shape, outer circumference sides (sledge lines 2c32, 2c22, 2c12) have a concave shape, and the radii of the inner circumference side and outer circumference side sled lines 2c all have the same radius R. Has been.
[0080]
Further, the tangent Mc2 at the blade outer peripheral side tip 2b of the sled line 2c, and the straight line O-2b connecting the impeller rotation center O and the outer peripheral tip 2b, and the straight line Mob at the outer peripheral tip 2b. This is a backward-facing blade whose exit angle βb2, which is an acute angle, is smaller than 90 °.
Furthermore, in this Embodiment, the position of the inner peripheral side front-end | tip 2a and the outer peripheral side front-end | tip 2b of the blade | wing 2 is formed so that it may become the same in the height direction of the impeller 1a. Therefore, the exit angle βb2 and the chord length L2 are formed to be the same in the impeller height direction.
[0081]
Then, at the point on the sled line 2c, the inflection point at which the sled line 2c starts to be concave with respect to the impeller rotation direction A is the reverse warp start point Ag, and the chord length which is the length of the chord L0 of the vane 2 The height direction of the blower outlet 1e of the impeller 1a when L2 is the intersection Mg between the perpendicular from the reverse warping start point to the chord L0 and the chord L0, and the distance Mg from the intersection Mg and the tip 2a on the inner side of the blade. The blade 2 is formed so that the inflection point Ag moves linearly in the impeller height direction from the impeller outer peripheral side to the inner peripheral side of the impeller 2 as it goes from the main plate 1b to the shroud 1d. That is, when the perpendicular line from the reverse warp start point Ag to the chord L0 and the chord Mg of the chord, and the distance Lg from the blade inner peripheral tip 2a at the cross point Mg, the ratio Lg / L2 is changed from the main plate 1b to the shroud 1d. It is formed to become smaller as it goes.
[0082]
Thus, by forming the impeller 1a of the turbofan of the present invention, the blade 2 has an airfoil shape, so that even if the suction flow F1 fluctuates, it is difficult to cause separation at the tip 2a on the inner peripheral side of the impeller. Noise.
[0083]
Then, as shown in FIGS. 35 to 37, in the vicinity of the center from the impeller inner peripheral tip 2 a of the blade 2, the rotation direction side surface 2 P of the rotation direction side surface 2 P of the blade 2 is the rotation direction side surface 2 P. Since the curvature is large and the convex shape is formed with a smooth different curvature with respect to the rotation direction A, a flow velocity difference is generated on each surface, a pressure difference is generated, and a pressure increase can be achieved. Further, even if there is a change in the suction flow F1 due to the airfoil shape, it is difficult to separate, so that the pressure can be further increased.
[0084]
Further, since the surface 2P in the rotational direction of the blade 2 is curved in a smooth concave shape with respect to the rotational direction A from the vicinity of the center of the blade 2 to the tip 2b on the outer periphery of the impeller, the pressure increase on the outer periphery of the impeller is increased. I can plan. In addition, since the surface 2S on the opposite side in the rotational direction is curved with a smooth concave shape with respect to the rotational direction A, in the conventional turbofan of FIG. 71, the separation that occurs on the outer peripheral side of the impeller on the surface 2S due to the viscosity of the air. According to the present invention, the flow is deflected to follow the surface of the blade 2, and the separation is eliminated.
[0085]
Then, as in the blowout wind speed distribution in the height direction of the impeller 1a of the conventional turbofan 1 in FIG. 72, the wind speed at the outlet 1e of the impeller 1a is closer to the shroud 1d than the vicinity of the main plate 1b. The slow one is in the height direction of the impeller 1a as in the present invention, and the inflection point Ag in which the sled line 2c starts to be concave with respect to the impeller rotation direction A moves from the vicinity of the main plate 1b to the vicinity of the shroud 1d. Therefore, since the curvature of the impeller outer peripheral side of the impeller 1 is larger on the shroud 1d side than on the main plate 1b side, the wind speed in the vicinity of the shroud 1d increases.
[0086]
As a result, as shown in the wind speed distribution diagram showing the variation with respect to the average of the blown wind speed at the outlet 1e in the height direction of the impeller a in FIG. 38, compared with the blowout distribution when the inflection point Ag of the broken line is constant. The invention is made more uniform.
[0087]
Further, as shown in FIG. 39 showing the change of the noise value when the air volume changes, even when an obstacle is installed in the vicinity of the blower outlet 1e of the impeller, the timing of blowing out in the impeller height direction changes and is the same. Air volume Q0 [m ^Three The noise value at the time of / min] is lower than that of the blade 2 where the inflection point is fixed.
Therefore, it is possible to obtain a turbofan with high total pressure, low noise, and improved blowout distribution.
[0088]
Embodiment 8 FIG.
Hereinafter, Embodiment 8 which is another example of the turbofan in the fifth invention will be described with reference to the drawings.
40 is a perspective view of the turbofan of the present invention, FIG. 41 is a longitudinal sectional view of FIG. 40, FIG. 42 is a horizontal sectional view at Z1-Z1 near the center of the outlet 1e of FIG. 41, and FIGS. Respectively show enlarged views of one blade 2 in Z3-Z3, Z2-Z2, and Z1-Z1 in FIG. The main configuration of the turbofan of the present invention is the same as that of the first embodiment, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0089]
As shown in FIGS. 42 to 45, the cross-sectional shape of the blade 2 is such that the thickness t of the blade 2 gradually increases from the inner peripheral side tip 2a of the impeller 1a in the height direction of the impeller 1a, and thereafter the outer peripheral side. It has an airfoil shape that becomes gradually thinner toward the tip 2b, and the curvature is different between the rotation direction side surface 2P and the rotation direction opposite surface 2S, and the rotation direction side surface 2P has a larger curvature.
[0090]
43 is a cross-sectional view at Z3-Z3 of the blade 2 near the main plate 1b in FIG. 43, a cross-sectional view at Z2-Z2 near the center in the height direction of the impeller outlet 1e in FIG. 44, and the blade 2 near the shroud 1d in FIG. As shown in the sectional view at Z1-Z1, the sled line 2c, which is the center line in the blade thickness direction of the blade 2, is the inner peripheral side of the impeller 1a (the sled line 2c11) in the height direction of each impeller 1a. 2c21, 2c31) is formed in a convex shape, and the blade 2 is formed in a concave shape on the outer peripheral side (2c12, 2c22, 2c32).
[0091]
Further, the tangent Mc2 at the blade outer peripheral side tip 2b of the sled line 2c, and the straight line O-2b connecting the impeller rotation center O and the outer peripheral tip 2b, and the straight line Mob at the outer peripheral tip 2b. This is a backward-facing blade whose exit angle βb2, which is an acute angle, is smaller than 90 °.
[0092]
Then, at the point on the sled line 2c, the inflection point at which the sled line 2c starts to be concave with respect to the impeller rotation direction A is the reverse warp start point Ag, and the chord length which is the length of the chord L0 of the vane 2 The height direction of the blower outlet 1e of the impeller 1a when L2 is the intersection Mg between the perpendicular from the reverse warping start point to the chord L0 and the chord L0, and the distance Mg from the intersection Mg and the tip 2a on the inner side of the blade. The blade 2 is formed so that the inflection point Ag moves linearly in the impeller height direction from the impeller outer peripheral side to the inner peripheral side of the impeller 2 as it goes from the main plate 1b to the shroud 1d. That is, when the perpendicular line from the reverse warp starting point to the chord L0 and the chord Mg of the chord, and the distance Lg from the blade inner peripheral tip 2a at the intersection Mg, the ratio Lg / L2 is directed from the main plate 1b to the shroud 1d. It is formed so as to become smaller.
Further, in the present embodiment, the position of the outer peripheral side tip 2d of the blade 2 is, as shown in the perspective view of FIG. 40, in the height direction of the impeller 1a, as it moves from the main plate 1b to the shroud 1d, It is formed to move to the side. Therefore, the exit angle βb2 in the impeller height direction is formed so as to increase from the main plate 1b side to the shroud 1d side of the blade 2 (βb23 <βb22 <βb21).
[0093]
Thus, by forming the impeller 1a of the turbofan of the present invention, the blade 2 has an airfoil shape, so that even if the suction flow F1 fluctuates, it is difficult to cause separation at the tip 2a on the inner peripheral side of the impeller. Noise.
[0094]
43 to 45, in the vicinity of the center from the impeller inner peripheral tip 2a of the blade 2, the rotation direction side surface 2P and the rotation direction reverse surface 2S of the blade 2 are the rotation direction side surface 2P. Since the curvature is large and the convex shape is formed with a smooth different curvature with respect to the rotation direction A, a flow velocity difference is generated on each surface, a pressure difference is generated, and a pressure increase can be achieved. Further, even if there is a change in the suction flow F1 due to the airfoil shape, it is difficult to separate, so that the pressure can be further increased.
[0095]
Further, since the surface 2P in the rotational direction of the blade 2 is curved in a smooth concave shape with respect to the rotational direction A from the vicinity of the center of the blade 2 to the tip 2b on the outer periphery of the impeller, the pressure increase on the outer periphery of the impeller is increased. I can plan. In addition, since the rotational direction reverse surface 2S is curved in a smooth concave shape with respect to the rotational direction A, in the conventional turbofan shown in FIG. 71, the impeller of the rotational direction reverse surface 2S is caused by the viscosity of air. The peeling that occurs on the outer peripheral side is deflected along the surface of the blade 2 according to the present invention, and the peeling is eliminated.
[0096]
Then, as in the blowout wind speed distribution in the height direction of the impeller 1a of the conventional turbofan 1 in FIG. 72, the wind speed at the outlet 1e of the impeller 1a is closer to the shroud 1d than the vicinity of the main plate 1b. The slow one is in the height direction of the impeller 1a as in the present invention, and the inflection point Ag in which the sled line 2c starts to be concave with respect to the impeller rotation direction A moves from the vicinity of the main plate 1b to the vicinity of the shroud 1d. Therefore, since the curvature of the impeller outer peripheral side of the impeller 1 is larger on the shroud 1d side than on the main plate 1b side, the wind speed in the vicinity of the shroud 1d increases.
[0097]
As a result, the inflection point (reverse warp start point) Ag of the broken line in the figure is constant as shown in the wind speed distribution chart showing the variation with respect to the average of the blown wind speed at the outlet 1e in the height direction of the impeller a in FIG. Although the blowout wind speed distribution and the inflection point (reverse warp start point) Ag in the third embodiment are changed, the position of the blade outer peripheral tip 2b is the same in the impeller height direction as compared with the blowout wind speed distribution in the seventh embodiment. The turbo fan of the present invention indicated by the solid line has a more uniform wind speed distribution. In FIG. 46, the horizontal axis represents the position in the height direction of the impeller, and the vertical axis represents the blown wind speed [m / s] at each position. Further, since the blowing timing changes, the noise is reduced as shown in the noise frequency characteristic diagram at the same air volume shown in FIG. FIG. 47 shows a case where the horizontal axis represents frequency [kHz], the vertical axis represents noise level [dBA], and the upper characteristic value in the characteristic diagram is fixed (constant) at the inflection point (reverse warping start point) Ag. The lower characteristic value represents the case of the eighth embodiment.
Therefore, a turbo fan with high pressure, high air volume, low noise, and improved blowout distribution can be obtained.
[0098]
Embodiment 9 FIG.
The ninth embodiment of the air blower in the sixth invention will be described below with reference to the drawings. 48 is an installation schematic diagram of the blower of the present invention, FIG. 49 is a longitudinal sectional view of the blower of FIG. 48, and FIG. 50 is a horizontal sectional view taken along line YY of FIG.
[0099]
48, the air blower 200 of the present invention is installed in a state where the air blower main body 201 is suspended from the ceiling 112. A suction grill 202 is provided at the lower part of the air blower main body 201, and a side wall 201a of the air blower main body 201 is provided. Four outlets 203 are formed.
[0100]
49 and 50, the air blower main body 201 is formed of a side wall 201a and a top plate 201b, and includes a turbo fan 1 composed of an impeller 1a and a motor 3, and an air guide channel to the impeller 1a. It consists of a bell mouth 4 to be formed.
The turbofan impeller 1a uses, for example, the turbofan impeller 1a shown in the first embodiment.
[0101]
In such an air blower 200, the air in the room 107 sucked from the suction grill 202 during operation is removed from the dust and the like of the room by the filter 105, and then sucked into the impeller 1a of the turbofan, and then again. It blows out from the blower outlet 203 to the whole room 107, and circulates the air of the room 107.
[0102]
By configuring the air blower 200 in this manner, the impeller 1a of the turbo fan has higher pressure, higher air volume, and lower noise than the conventional turbo fan, so the suction force is larger than the conventional air blower 200, Since the blown-out air volume is large, the air in the lower part of the room 107 is also sucked in, and the noise value changes when the air volume changes as shown in FIG. Since the circulation of the air in the room 107 is further promoted, as shown in the figure showing the change of the temperature difference ΔTa between the room floor surface and the room ceiling in the time after the start of operation in FIG. Air temperature unevenness can be reduced. In FIG. 52, the vertical axis represents the temperature difference ΔTa [° C.] near the floor and the ceiling of the room, the horizontal axis represents time [min], the solid line in the figure is the conventional case, and the broken line is the present invention. Shows the case.
[0103]
Embodiment 10 FIG.
Hereinafter, Embodiment 10 of the air conditioner according to the seventh invention will be described with reference to the drawings.
For example, FIG. 53 shows an external view of the air conditioner, FIG. 53 is a longitudinal sectional view of FIG. 53, and FIG. FIG. 55 is a horizontal sectional view of FIG. 54.
[0104]
53 to 55, in the air conditioner of the present invention, the main body 101 is embedded in the ceiling 108. A decorative panel 102 in which a suction port 102a is formed near the center and an outlet 102b is formed on the outer four sides of the air conditioner body 101 is fixed to the lower part of the air conditioner main body 101. Yes. Thereby, during operation, the air in which the air in the room 107 is sucked into the air conditioner main body 101 from the suction grill 102a is blown out from the four air outlets 102b toward the entire room 107 after the air conditioning.
[0105]
54 and 55, the casing of the air conditioner main body 101 is formed of the upper top plate 101b and the side wall 101a attached to the periphery thereof, and the air conditioner main body 101 embedded in the ceiling 108 is embedded. Inside, there are a turbofan impeller 1a with a rearward blade that is a blower, a motor 3 for driving the impeller 1a, a bell mouth 4, and an air conditioner body side wall 101a around the impeller 1a of the turbofan. The heat exchanger 103 having a substantially rectangular shape with a parallel portion is erected, and the drain pan 104 receiving the drain water which is condensed water and the angle of the motor 3 and the wind direction vane 109 are controlled at the lower part of the heat exchanger 103. An electrical component box 106 for storing the control board is disposed.
[0106]
The turbo fan 1 includes an impeller 1a and a motor 3 that drives the impeller 1a. The impeller 1a is formed on a main plate 1b formed integrally with a hub 1c that fixes a rotating shaft 3a of a motor 3, for example, in the third embodiment. As the warp line 2c of the blade 2 moves from the inner peripheral side of the impeller toward the outer peripheral side, the rearward blade-shaped blades 2 having the same radius, which are convex and concave with respect to the rotational direction A, are attached to the main plate 1b. The entire impeller 1a is rotated by a funnel-shaped shroud 1d that forms a guide channel for air to the blades 2 facing the surface.
[0107]
54 and 55, during operation, the air in the room 107 is sucked from the suction grille 102a by the turbofan impeller 1a driven by the motor 3 and rotating in the direction of arrow A, and dust and the like are removed by the filter 105. Then, it passes through the bell mouth 4 and is sucked into the impeller 1a of the turbo fan. Thereafter, the air blown out from the impeller 1a of the turbofan is heated or cooled by the heat exchanger 103, blown out from the blowout port 102b to the room 107, and air-conditioned.
[0108]
In such a four-direction blowout ceiling embedded air conditioner, the turbofan 1 of the present invention to be mounted has higher pressure, higher air volume, and lower noise than conventional turbofans. When the heat exchange performance WH is the same, that is, when the air volume Q is the same, the impeller rotational speed N can be reduced. Therefore, the relationship between the air volume Q in FIG. 56 and the power consumption Wm of the motor 3 and the change in the air volume Q in FIG. When the turbo fan 1 according to the present invention is installed as shown in the noise value SPL change diagram at the time, low power consumption and low noise can be achieved when the required air volume is obtained. Therefore, energy saving and noise reduction of the air conditioner can be achieved. 56, the vertical axis represents power consumption Wm [W], the horizontal axis represents air volume Q [m3 / min], and in FIG. 57, the vertical axis represents noise value SPL [dBA], and the horizontal axis represents air volume Q [m3 / min. The solid line in the figure indicates the conventional case, and the broken line indicates the case of the present invention.
[0109]
Furthermore, since the turbo fan 1 of the present invention has higher pressure, higher air volume, and lower noise than the conventional turbo fan, the turbo fan 1 has the same heat exchange performance and the same noise as the air conditioner 100 equipped with the conventional turbo fan. Since the outer diameter φD2 of the impeller 1a can be reduced, the distance S between the heat exchanger 103 and the impeller 1a can be increased, and therefore the flow velocity when the blowout flow F2 of the impeller 1a is directed to the heat exchanger 103 is reduced. 58, the frequency characteristic value when the turbo fan of the present invention is installed is indicated by a solid line on the lower side, as shown in the noise frequency characteristic diagram with the noise SPL [dBA] on the vertical axis and the frequency f [kHz] on the horizontal axis. As described above, the noise in the vicinity of 2.5 to 5 [KHz] generated when the conventional turbofan of FIG. 85 is mounted is reduced, and the audibility is improved.
[0110]
Since the turbo fan 1 has a high pressure and a high air volume, the passing air speed of the heat exchanger 103 can be increased, so that the heat exchange performance can be improved. Therefore, the height of the heat exchanger 103 can be reduced when the heat exchange performance is the same as the conventional one. As a result, the height of the air conditioner body 101 can be reduced, the air conditioner body 101 can be made compact, and the weight can be reduced.
[0111]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the main plate extending from the rotation center side to the rotation outer peripheral side, the shroud disposed opposite to the main plate to form the gas flow path, the main plate and the shroud In the turbofan having blades whose exit angles βb2 of the backward blades that are opposite to the plurality of rotation directions disposed between the blades are 90 ° or less, the impeller rotation direction side surface of the blades is inside the impeller A convex shape that is smooth in the rotational direction from the circumferential side to the center, and a continuous concave shape that is smooth in the rotational direction from the central part of the impeller to the outer peripheral side of the impeller. Has an airfoil-shaped blade cross section that gradually increases in thickness from the inner peripheral side of the impeller and then gradually decreases toward the outer peripheral side of the impeller. Since it has a smooth concave shape with respect to the rotation direction toward the outer periphery of the wheel, it is difficult to separate even if fluctuations occur in the suction flow on the inner periphery of the impeller, and the pressure on the outer periphery of the impeller is reduced. A rise can be achieved. In addition, the reduction in chord length is minimal compared to conventional turbofans, and the blade outlet angle can be increased. Therefore, at the same rotation speed, the pressure rise at the blade outlet is high and a large air volume is obtained. In addition, since the blades are not suddenly bent in the rotation direction, they are smoothly deflected into a concave shape and adhere to the blade surface, and the pressure rise is difficult to peel off. Even if road resistance is added, it is possible to obtain a low noise and a large air volume as compared with a conventional turbofan.
[0113]
Further, according to the invention of claim 2, the surface on the opposite side of the impeller rotational direction of the blade has a concave shape that is smooth and smooth with respect to the rotational direction from the inner peripheral side of the impeller to the outer peripheral side of the impeller. In addition to the above effect, the speed difference between the surface in the direction of rotation of the blade and the surface on the opposite side can be increased, so that the pressure rise can be further increased. As a result, there is an effect that a turbo fan with high blowing efficiency can be obtained.
[0114]
According to the invention of claim 3, the main plate extending from the rotation center side to the rotation outer peripheral side, the shroud disposed opposite to the main plate to form a gas flow path, and disposed between the main plate and the shroud. In a turbofan having blades whose exit angles βb2 of backward blades facing in opposite directions with respect to a plurality of rotational directions are 90 ° or less, the blade warp line is near the center from the impeller inner peripheral side of the blades Is a circular arc that is convex with respect to the rotational direction, and the outer peripheral side of the impeller from the vicinity of the center of the blade is a circular arc that is concave with respect to the rotational direction. Since it has a reverse warp start point Ag that becomes an inflection point changing from a convex shape to a concave shape, the reverse warp start point Ag moves from the main plate side in the impeller height direction toward the shroud side toward the impeller inner peripheral side, With blade shroud The near wind speed increases, the blown wind speed becomes uniform, and even if there are obstacles in the vicinity of the impeller, there is a time difference in the height direction of the impeller with respect to the discharge of the blown flow, thereby reducing noise. Even if fluctuations occur in the suction flow of the impeller, separation is difficult at the tip of the impeller on the inner peripheral side of the impeller, and the outer periphery of the impeller has a concave shape that is smooth in the rotational direction. It is difficult to reduce noise. Further, since the reduction of the chord length is small and the blade outlet angle can be increased, a turbo fan having a high pressure rise at the blade outlet, high air blowing efficiency, low noise, and improved blowing air speed distribution can be obtained.
[0115]
According to the invention according to claim 4, since the arc from the impeller inner periphery side to the center and the arc from the center to the impeller outer periphery side are formed by two continuous arcs having the same radius. Since it is simpler than the circular arc shape having different radii, there is an effect that it is easy to design to further improve the performance.
[0116]
Further, according to the invention according to claim 5, since the tip of the impeller outer peripheral side of the blade moves from the main plate side in the impeller height direction toward the shroud side, in addition to the effect of the above invention. Thus, it is possible to obtain a turbo fan in which the blown air speed distribution is made more uniform and the blowing timing is changed to further reduce noise.
[0119]
According to the invention of claim 6, the motor, the impeller that is rotationally driven by the motor, the suction grill that is disposed on the air suction side of the impeller, and the air blowing side of the impeller are disposed. Since the impeller is the turbofan according to any one of claims 1 to 5, the high-pressure, high-air-flow, low-noise turbofan is mounted. Since the circulation of air in the room can be further promoted, there is an effect that the temperature unevenness in the height direction of the room can be reduced in a short time with low noise.
[0120]
Moreover, according to the invention which concerns on Claim 7, the air conditioner which consists of an air blower which sucks in and blows in indoor air, and a heat exchanger which is arrange | positioned at the blowing side of the said air blower, and heats or cools the air which passes the said air blower In addition, since the blower is the turbo fan according to any one of claims 1 to 5, since the turbo fan having high total pressure, high air volume and low noise is mounted, the impeller at the same air volume. Since the rotational speed can be reduced, the power consumption of the motor can be reduced, energy saving and noise reduction can be achieved. Alternatively, when the performance of the heat exchanger is the same and the noise is the same, the outer diameter of the impeller of the turbofan can be reduced, so that the distance from the heat exchanger can be increased, so that the singular sound generated from the heat exchanger can be controlled and the audibility can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a turbo fan according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an impeller of a turbofan according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a horizontal sectional view taken along line YY of FIG. 2 according to the first embodiment of the present invention.
4 is an enlarged cross-sectional view of one blade of FIG. 3 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing air blowing characteristics (φ-ψs characteristics) and noise characteristics (φ-SPL) according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view of a turbo fan according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of an impeller of a turbofan according to a second embodiment of the present invention.
8 is a horizontal sectional view taken along line YY in FIG. 7 according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of one blade of FIG. 8 according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing air blowing characteristics (φ-ψs characteristics) and noise characteristics (φ-SPL) according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a turbo fan according to a third embodiment of the present invention.
12 is a horizontal sectional view taken along line YY of FIG. 11 according to the third embodiment of the present invention.
13 is an enlarged cross-sectional view of one blade of FIG. 12, according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing air blowing characteristics (φ-ψs characteristics) and noise characteristics (φ-SPL) according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 15 relates to the third embodiment of the present invention, and the air volume Q [m ^Three / min] is a change diagram of the noise value SPL [dBA] at the time of change.
FIG. 16 is a perspective view of a turbo fan according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 17 is a longitudinal sectional view of an impeller of a turbofan according to a fourth embodiment of the present invention.
18 is a horizontal sectional view taken along line YY of FIG. 17 according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is an enlarged cross-sectional view of one blade of FIG. 18 according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a flow velocity distribution diagram between the blades on the blade outer peripheral side tip portion of the blade 2 and the next blade 2 ′ according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 21 is a diagram showing air blowing characteristics (ψs−φ characteristics) and noise characteristics (φ-SPL) according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a perspective view of a turbo fan according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a horizontal sectional view of FIG. 22 according to the fifth embodiment of the present invention.
24 is an enlarged cross-sectional view of one blade of FIG. 23 according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a flow velocity distribution diagram between the blades at the tip of the blade outer peripheral side of the blade 2 and the next blade 2 ′ according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a diagram showing air blowing characteristics (ψs−φ characteristics) and noise characteristics (φ-SPL) according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a horizontal sectional view of a turbo fan according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a cross-sectional view of the vicinity of the main plate 1b taken along the line KK of FIG. 27 according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a cross-sectional view of a mounting portion between blade 2 and main plate 1b according to Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 30 is a cross-sectional view of the attachment portion between the blade 2 and the main plate 1b according to Embodiment 6 of the present invention when the material of the turbofan is a sheet metal.
FIG. 31 is a cross-sectional view of a mounting portion between a blade 2 and a main plate 1b according to Embodiment 6 of the present invention when the material of the turbofan is a sheet metal.
FIG. 32 is a perspective view of a turbo fan according to a seventh embodiment of the present invention.
33 is a longitudinal sectional view of FIG. 32 according to the seventh embodiment of the present invention.
34 is a horizontal cross-sectional view taken along Z1-Z1 of FIG. 33 according to Embodiment 7 of the present invention.
FIG. 35 is an enlarged cross-sectional view of one blade at Z3-Z3 in FIG. 33 according to the seventh embodiment of the present invention.
36 is an enlarged cross-sectional view of one blade at Z2-Z2 in FIG. 33 according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 37 is an enlarged sectional view of a blade taken along Z1-Z1 in FIG. 33 according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 38 is a blown air velocity distribution chart at the air outlet in the impeller height direction of the turbo fan according to Embodiment 7 of the present invention.
FIG. 39 is a noise value change diagram when the air volume changes when an obstacle is arranged in the vicinity of the impeller of the turbo fan according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 40 is a perspective view of a turbo fan according to an eighth embodiment of the present invention.
41 is a longitudinal sectional view of FIG. 40 according to the eighth embodiment of the present invention. FIG.
42 is a horizontal sectional view taken along line Z1-Z1 of FIG. 41 according to Embodiment 8 of the present invention. FIG.
43 is an enlarged sectional view of a blade taken along Z3-Z3 in FIG. 41 according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 44 is an enlarged sectional view of a blade taken along Z2-Z2 in FIG. 41, according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 45 is an enlarged sectional view of a blade taken along Z1-Z1 in FIG. 41 according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 46 is a wind speed distribution diagram of the turbo fan according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 47 is a frequency characteristic diagram at the same air volume in the turbo fan according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 48 is an installation schematic diagram of the air blower according to Embodiment 9 of the present invention.
FIG. 49 is a longitudinal sectional view of a blower device according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 50 is a horizontal sectional view taken along line YY of FIG. 49 according to Embodiment 9 of the present invention.
FIG. 51 is a variation diagram of a noise value when the air volume is changed, according to the ninth embodiment of the present invention.
FIG. 52 is a diagram illustrating a temperature difference between a room floor surface temperature and a room ceiling temperature with respect to time after the start of operation according to the ninth embodiment of the present invention.
FIG. 53 is an external view of an air conditioner according to Embodiment 10 of the present invention.
FIG. 54 is a longitudinal sectional view of an air conditioner according to Embodiment 10 of the present invention.
FIG. 55 is a horizontal sectional view of an air conditioner according to Embodiment 10 of the present invention.
FIG. 56 is a diagram showing the relationship between the air volume Q and the motor power consumption Wm according to the tenth embodiment of the present invention.
FIG. 57 is a relationship diagram between an air volume Q and a noise value SPL according to Embodiment 10 of the present invention.
FIG. 58 is a frequency characteristic diagram according to the tenth embodiment of the present invention.
FIG. 59 is an explanatory diagram of a turbofan in a conventional document.
FIG. 60 is an explanatory diagram of a multiblade fan in a conventional document.
FIG. 61 is an explanatory diagram of a radial fan in the conventional literature.
FIG. 62 is a horizontal sectional view of a conventional first turbofan.
63 is a longitudinal sectional view of the turbo fan of FIG. 62. FIG.
64 is an enlarged view of the vicinity of the tip end portion on the inner peripheral side of the impeller of FIG. 62. FIG.
FIG. 65 is a horizontal sectional view of a conventional second turbofan.
66 is a longitudinal sectional view of the turbo fan of FIG. 65. FIG.
67 is an enlarged view of one blade of FIG. 65. FIG.
FIG. 68 is a diagram showing an example of a two-arc blade-shaped turbofan that has two arc shapes with different sledge lines and different radii.
FIG. 69 is a diagram showing an example of a multi-arc blade-shaped turbofan in which a conventional warp line is three or more arcs having different radii.
FIG. 70 is a schematic diagram of blades when the exit angle βb2 is enlarged with the same position of the tip of the blade inner peripheral side in the second conventional turbo fan.
FIG. 71 is a flow velocity distribution diagram between a blade 2 and a blade of the next blade 2 ′ in a conventional second turbofan.
72 is a blown air velocity distribution in the height direction of an air outlet 1e of an impeller in a conventional second turbofan. FIG.
FIG. 73 is a perspective view of a conventional third turbofan.
74 is a horizontal sectional view of the turbo fan of FIG. 73. FIG.
FIG. 75 is a perspective view of a conventional turbo fan having a hollow blade 2 in a second turbo fan.
FIG. 76 is a cross-sectional view of a conventional turbofan blade and main plate attachment portion.
FIG. 77 is a schematic view of attachment of blades and main plate in a conventional sheet metal fan.
78 is an attachment schematic diagram after crimping of FIG. 77. FIG.
FIG. 79 is an installation schematic diagram of a conventional ceiling-embedded air conditioner.
80 is a longitudinal sectional view of the ceiling-embedded air conditioner of FIG. 79. FIG.
81 is a horizontal sectional view of FIG. 80. FIG.
FIG. 82 is a velocity triangle diagram of fan blowing flow in a forward blade (multiblade fan).
FIG. 83 is a velocity triangle diagram of fan blowing flow in radial blades (radial fan).
FIG. 84 is a view showing a state in which the angle of attack of the impeller outlet flow with respect to the fins of the heat exchanger is large.
FIG. 85 is a frequency characteristic diagram when a conventional turbofan is mounted.
[Explanation of symbols]
1 turbo fan, 1a turbo fan impeller, 1b main plate, 1c hub, 1d shroud, 1e impeller outlet, 2 vanes, 2 'blade 2 following blade 2, 2a blade inner peripheral tip, 2b blade outer periphery Side tip, 2c Warp wire, 2d Blade mounting hole, 2e Blade mounting claw, 2P Surface on the rotation direction side of the blade, 2S Surface on the opposite side of the rotation direction of the blade, 3 Motor, 3a Motor rotation shaft, 4 Bell mouth, 100 Air conditioning 101, air conditioner body, 101a air conditioner body side wall, 101b air conditioner body top plate, 102 decorative panel, 102a suction grille, 102b outlet, 103 heat exchanger, 103a fin, 103b fin tip, 104 drain pan, 105 Filter, 106 Electrical box, 107 Room, 108 Ceiling, 109 Wind direction vane, 110 Air outlet, 111 Wind direction plate, 11 2 ceilings, 200 air blower, 201 air blower body, 201a air blower body side wall, 201b air blower body top plate, 202 suction grille, 203 air outlet, A impeller rotation direction, B2 fan air outlet height, C2 absolute outflow speed , D2 impeller outer diameter, E location where the angle of attack θ of the blowout flow heat exchanger fin is large, F1 suction flow, F2 fan blowout flow, G1 separation vortex at the tip of the heat exchanger fin, G2 separation vortex at the blade surface, L0 chord, L2 chord length, Ag reverse warp start point, Moa Straight line passing through the inner peripheral side end 2a, perpendicular to the straight line O-2a passing through the impeller rotational axis center O and passing through the inner peripheral side tip 2a, Mob, a straight line passing through the center O of the impeller shaft O and perpendicular to the straight line O-2b passing through the outer peripheral end 2b, passing through the outer peripheral end 2b, a tangent line at the inner peripheral tip 2a of the slant line 2c of the Mc1 blade, c2 Tangent line at the outer circumferential tip 2b of the blade warp 2c, M2P Tangent line at the outer circumferential tip 2b of the rotational surface 2P of the blade 2, M2S Tangent line at the outer circumferential tip 2b of the blade 2 on the rotational direction reverse surface 2S, S: distance between turbofan impeller and heat exchanger, t blade thickness, ΔTa temperature difference between room floor surface and room ceiling, U2 peripheral speed, cross section of Y blade 2, cross section near main plate of Z1 blade, Cross section near the center of Z2 blade impeller height direction, cross section near Z3 blade shroud, α heat exchanger fin and blow-off angle, βb1 blade inlet angle, βb2 blade outlet angle, βP2 rotation direction side Surface exit angle, βS2 rotation direction reverse surface exit angle, O impeller rotation axis center, θ outflow angle.

Claims

回転中心側から回転外周側に至る主板と、この主版に対向配置されて気体流路を形成するシュラウドと、これら主板とシュラウドの間に配置された複数の回転方向に対し逆向きに向いている後向き羽根の出口角βｂ２が９０°以下となる羽根を有したターボファンにおいて、前記羽根の羽根車回転方向側表面が羽根車内周側から中央付近では回転方向に対してなめらかな凸形状で、前記羽根車の中央付近から羽根車外周側では回転方向に対してなめらかな凹形状へと連続してなり、前記羽根の肉厚が羽根車内周側から徐々に厚くなりその後羽根車外周側にかけて徐々に薄くなる翼形形状の羽根断面を有するとともに、前記羽根の羽根車回転方向逆側表面が前記羽根の中央付近から羽根車外周側にかけて回転方向に対してなめらかな凹形状を有することを特徴とするターボファン。A main plate extending from the rotation center side to the rotation outer peripheral side, a shroud arranged opposite to the main plate to form a gas flow path, and opposite to a plurality of rotation directions arranged between the main plate and the shroud In the turbofan having blades whose exit angle βb2 of the backward blades is 90 ° or less, the impeller rotation direction side surface of the blades is a smooth convex shape with respect to the rotation direction from the inner periphery side of the impeller to the center, in the impeller outer peripheral side from the vicinity of the center of the impeller becomes continuous with the smooth concave shape with respect to the rotational direction, gradually increasing it gradually toward subsequent impeller outer peripheral side wall thickness of the vane from the impeller inner circumference side The blade has a blade shape that is thinner than the blade, and the surface of the blade on the opposite side in the rotational direction of the impeller has a concave shape that is smooth from the center of the blade toward the outer periphery of the impeller. Turbo fan, characterized in that that.

羽根の羽根車回転方向逆側表面が羽根車内周側から羽根車外周側にかけて回転方向に対して全体になめらかな凹形状を有することを特徴とする請求項１記載のターボファン。Turbofan according to claim 1, wherein the impeller rotational direction opposite surface of the blade has a smooth concave shape throughout the rotation direction toward the impeller outer peripheral side from the impeller inner circumference side.

回転中心側から回転外周側に至る主板と、この主版に対向配置されて気体流路を形成するシュラウドと、これら主板とシュラウドの間に配置された複数の回転方向に対し逆向きに向いている後向き羽根の出口角βｂ２が９０°以下となる羽根を有したターボファンにおいて、前記羽根のそり線が、前記羽根の羽根車内周側から中央付近は回転方向に対して凸形状の円弧で、前記羽根の中央付近から羽根車外周側は回転方向に対して凹形状の円弧とからなるとともに、前記羽根のそり線が羽根車回転方向に対して凸形状から凹形状に変わる変曲点となる逆反り開始点Ａｇを有し、前記逆反り開始点Ａｇが羽根車高さ方向の主板側からシュラウド側に向かうにつれ羽根車内周側へ移ることを特徴とするターボファン。A main plate extending from the rotation center side to the rotation outer peripheral side, a shroud arranged opposite to the main plate to form a gas flow path, and opposite to a plurality of rotation directions arranged between the main plate and the shroud In the turbofan having blades whose exit angle βb2 of the rearward blades is 90 ° or less, the blade warp line is a circular arc that is convex from the inner peripheral side of the blade toward the center in the rotation direction, The outer periphery of the impeller from the vicinity of the center of the blades is a concave arc with respect to the rotation direction, and the warp line of the blades is an inflection point at which the shape changes from a convex shape to a concave shape with respect to the impeller rotation direction. A turbofan having a reverse warp start point Ag and moving toward the inner periphery of the impeller as the reverse warp start point Ag moves from the main plate side in the impeller height direction toward the shroud side .

羽根の羽根車内周側から中央付近の円弧と中央付近から羽根車外周側の円弧とは、同一半径の連続する二つの円弧で形成したことを特徴とする請求項３記載のターボファン。The turbofan according to claim 3, wherein the arc from the inner peripheral side of the impeller to the center and the arc from the central to the outer periphery of the impeller are formed by two continuous arcs having the same radius.

羽根の羽根車外周側先端部が、前記羽根車高さ方向の主板側からシュラウド側に向かうにつれ回転方向側へ移ることを特徴とする請求項３記載のターボファン。The turbofan according to claim 3 , wherein the tip end portion of the impeller outer peripheral side of the blade moves to the rotational direction side from the main plate side in the impeller height direction toward the shroud side.

モータと、前記モータで回転駆動される羽根車と、前記羽根車の空気吸い込み側に配置される吸込グリルと、前記羽根車の空気吹出し側に配置される吹出グリルとからなる送風装置において、前記羽根車が請求項１〜５のいずれかに記載のターボファンであることを特徴とする送風装置。In a blower device comprising a motor, an impeller that is rotationally driven by the motor, a suction grill disposed on an air suction side of the impeller, and a blowout grill disposed on an air blowout side of the impeller, An air blower characterized in that the impeller is the turbofan according to any one of claims 1 to 5 .

室内空気を吸い込んで吹出す送風機と、前記送風機の吹き出し側に配置されて前記送風機を通過する空気を加熱または冷却する熱交換器からなる空気調和機にいおて、前記送風機が請求項１〜５のいずれかに記載のターボファンであることを特徴とする空気調和機。An air conditioner comprising a blower that sucks and blows in indoor air, and a heat exchanger that is arranged on the blow-out side of the blower and that heats or cools the air that passes through the blower . An air conditioner that is a turbofan according to any one of claims 5 to 10.