JP3861008B2

JP3861008B2 - Turbofan and air conditioner equipped with the same

Info

Publication number: JP3861008B2
Application number: JP2002003586A
Authority: JP
Inventors: 健清水; 文男近藤; 正寛坪野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: JP2003206892A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸込口より空気を吸い込み、熱交換器を通して熱交換させた後、吹出口より空調空気を室内空間に吹き出させるターボファン及びそれを備えた空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、設置スペース上有利な空気調和装置として、天井埋込型の空気調和装置が知られている。この天井埋込型空気調和装置として、図１４に示すものを例にとって説明する。
図に示すように、この天井埋込型空気調和装置は、天井０内に配設されるケース本体１と該ケース本体１に装着される天井パネル１ａとを有しており、この天井パネル１ａの中央部には吸込口２が設けられ、また、この吸込口２の周囲には、コーナーを介して４つの吹出口３が設けられている。ケース本体１の内部には、その中央に、モータ４によって回転されるターボファン５を有しており、このターボファン５の周囲には、複数の熱交換器６が設けられている。
【０００３】
そして、モータ４によってターボファン５が回転されると、吸込口２から室内の空気がターボファン５によって吸い込まれ、その後、このターボファン５の外周側へ送り出され、熱交換器６を通過することにより熱交換が行われ、吹出口３から空調空気として室内空間へ送り出されるようになっている。
なお、吸込口２には、空気中の塵埃を除去するためのエアフィルタ７が備えられ、また、吹出口３には、空調空気の吹き出し方向を変更自在とする風向き制御用のルーバ８がそれぞれ設けられている。
【０００４】
上記構造の天井埋込型空気調和装置に設けられたターボファン５は、モータ４の回転軸４ａが固定された主板１１と、この主板１１に、周方向へ間隔をあけて設けられた複数の羽根１２と、これら羽根１２の下端に固定された環状のシュラウド１３とを有しており、各羽根１２は、その内周側の前縁１２ａが外周側の後縁１２ｂよりも、回転方向前方側へ向けられている。
これにより、このターボファン５が回転されることにより、吸込口２に設けられたベルマウス１４を通して引き込まれた室内の空気が、各羽根１２によって外周側へ押し出されることにより、熱交換器６へ送り出されるようになっている。
【０００５】
また、この種の天井埋込型空気調和装置として、特開平５−３９９３０号に開示されているように、羽根の後縁におけるシュラウド側の結合部の位置を、主板側における結合部の位置よりも反回転方向にオフセットさせるとともに、羽根の前縁におけるシュラウド側の結合部の位置を主板側における結合部の位置よりも回転方向側へオフセットさせることにより、ターボファンの外周側における吹き出し空気の均一化を向上させたものも知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような天井埋込型空気調和装置にあっては、吸込口２からターボファン５に吸い込まれる空気は、シュラウド１３側では、軸方向の速度成分が大きいため、回転するターボファン５の各羽根１２の前縁１２ａにおけるシュラウド１３側にて、図１５に示すように、剥離が生じてしまい、効率の低下や騒音の増大を招いてしまうという問題があった。
さらに、特開平５−３９９３０号に示されている天井埋込型空気調和装置では、外周側へ吹き出す空気の均一化を向上させることができる反面、やはり、上記のように、羽根の前縁におけるシュラウド側では、依然として剥離が生じ、しかも、この場合、前縁及び後縁を逆方向へオフセットさせたことにより、羽根の弦長が長くなり、その分、重量の増加となるばかりか、製造が困難となってしまうという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、重量の増加を招くことなく、容易に製造することができ、しかも、効率の向上及び騒音の低減が図られたターボファン及びそれを備えた空気調和装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のターボファンは、回転される主板と、該主板の対向位置に設けられた環状のシュラウドと、これら主板とシュラウドとの間に、周方向へ沿って間隔をあけて設けられ、外周側の端部である後縁に対して内周側の端部である前縁が回転方向側へ傾けられた複数の羽根とを有し、回転されることにより、シュラウド側から空気を吸い込み、外周側へ吹き出すターボファンであって、前記羽根は、前記前縁から前記後縁にわたって、前記主板との接合端部に対して前記シュラウドとの接合端部の位置が、回転方向側へずらされ、前記羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部が、回転方向側へ傾斜されていることを特徴としている。
【０００９】
つまり、羽根の主板側との接合端部に対してシュラウド側との接合端部の位置が、前縁から後縁にわたって回転方向側へずらされてオフセットされているので、回転時に生じる回転方向後方側での剥離を抑えることができ、効率の向上及び騒音の低下を図ることができる。
また、前縁及び後縁のそれぞれを同一方向側へオフセットさせたものであるので、前縁と後縁とを逆方向へオフセットさせた構造と比較して、羽根の弦長が長くなることによる重量化及び製造の困難化を抑えることができる。
【００１０】
また、上記のターボファンにおいて、前記羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部が、回転方向側へ傾斜されている。
【００１１】
このように、吸込側であるために、流入空気の軸方向の速度成分が特に大きくなる羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部が、回転方向側へ傾斜されて、流入する空気の流入方向に沿わされているので、この部分にて反回転方向側に生じやすい剥離を確実に防ぎ、さらなる性能の向上及び騒音の低減を図ることができる。
【００１２】
請求項２記載のターボファンは、請求項１記載のターボファンにおいて、前記羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部は、回転方向側へ湾曲させることにより傾斜されていることを特徴としている。
【００１３】
すなわち、羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部を、回転方向側へ湾曲させることにより傾斜させたので、流入する空気を、剥離を生じさせることなく、しかも円滑に外周側へ送り出すことができ、さらなる性能の向上及び騒音の低減を図ることができる。
【００１４】
請求項３記載のターボファンは、請求項１または請求項２記載のターボファンにおいて、前記羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部が、回転方向との直交面に対する傾斜角度が、３０〜４０°の範囲とされていることを特徴としている。
【００１５】
つまり、回転方向側への傾斜角度が３０〜４０°とされた羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部によって、流入する空気を、剥離を生じさせることなく円滑に取り込んで外周側へ送り出すことができる。
【００１６】
請求項４記載のターボファンは、請求項１記載のターボファンにおいて、前記羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部に、反回転方向側に突起が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
すなわち、吸込側であるために、流入空気の軸方向の速度成分が特に大きくなる羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部における剥離が生じやすい、反回転方向側に突起が設けられているので、この部分における剥離を確実に防止し、さらなる性能の向上及び騒音の低減を図ることができる。
【００１８】
請求項５記載のターボファンは、請求項１〜４のいずれか１項記載のターボファンにおいて、前記前縁全体が回転方向側へ湾曲されて反回転方向へ膨出されていることを特徴としている。
【００１９】
このように、前縁全体が回転方向側へ湾曲されて反回転方向へ膨出されているので、内周側からの空気の流入を極めて円滑に行うことができ、外周側へ良好に送り出させることができる。
【００２０】
請求項６記載のターボファンは、請求項１〜５のいずれか１項記載のターボファンにおいて、前記後縁全体が回転方向側へ湾曲されて反回転方向へ膨出されていることを特徴としている。
【００２１】
つまり、後縁全体が回転方向側へ湾曲されて反回転方向へ膨出されているので、外周側への空気の送り出しを円滑に行うことができ、また、外周側に設けられる、例えば、熱交換器等の部材との共鳴を抑えることができ、騒音のさらなる低減化を図ることができる。
【００２２】
請求項７記載のターボファンは、請求項１〜６のいずれか１項記載のターボファンにおいて、前記羽根の前縁が、径方向内方へ向かって回転方向へ傾斜されてなり、その傾斜角度は、前記主板側及び前記シュラウド側に対して中央側が大きくされていることを特徴としている。
【００２３】
このように、シュラウド側や主板側と比較して、軸方向の速度成分が少なく摩擦などの影響も少ないために径方向の速度成分が最も大きくなる羽根の中央部分において、傾斜角度が最も大きくされているので、内周側からの空気の取り入れを極めて円滑に行うことができる。
【００２４】
請求項８記載のターボファンは、請求項１〜６のいずれか１項記載のターボファンにおいて、前記羽根の後縁が、径方向外方へ向かって反回転方向へ傾斜されてなり、その傾斜角度は、前記主板側及び前記シュラウド側に対して中央側が大きくされていることを特徴としている。
【００２５】
このように、シュラウド側や主板側と比較して、中央部分における傾斜角度が大きくされているので、外周側へ送り出される空気の均一化を図ることができる。
【００２６】
請求項９記載のターボファンは、請求項１〜６のいずれか１項記載のターボファンにおいて、前記羽根の前縁が、径方向内方へ向かって回転方向へ傾斜され、前記羽根の後縁は、径方向外方へ向かって反回転方向へ傾斜されてなり、それぞれの傾斜角度は、前記主板側及び前記シュラウド側に対して中央側が大きくされていることを特徴としている。
【００２７】
つまり、流入空気を良好に取り入れ、均一的に送り出すことが可能となり、さらなる性能の向上を図ることができる。
【００２８】
請求項１０記載のターボファンは、請求項７または請求項９記載のターボファンにおいて、前記前縁側の傾斜角度が、前記主板側よりも前記シュラウド側が小さくされていることを特徴としている。
【００２９】
すなわち、特に、軸方向の速度成分が大きいシュラウド側が小さくされて、空気の流入角度に沿った形状とされているので、さらに円滑に空気を取り入れることができる。
【００３０】
請求項１１記載のターボファンは、請求項７、請求項９または請求項１０記載のターボファンにおいて、前記前縁側の傾斜角度が、回転方向に対して１０〜３０°の範囲とされていることを特徴としている。
【００３１】
このように、１０〜３０°の範囲で傾斜された前縁を有する羽根によって確実かつ円滑に空気を流入させることができる。
【００３２】
請求項１２記載のターボファンは、請求項８または請求項９記載のターボファンにおいて、前記後縁側の傾斜角度が、前記シュラウド側よりも前記主板側が小さくされていることを特徴としている。
【００３３】
つまり、流出空気の流れが偏りやすい主板側が小さくされているので、流出空気のさらなる均一化を図ることができる。
【００３４】
請求項１３記載のターボファンは、請求項８、請求項９または請求項１２記載のターボファンにおいて、前記後縁側の傾斜角度が、回転方向に対して２５〜４５°の範囲とされていることを特徴としている。
【００３５】
このように、２５〜４５°の範囲で傾斜された後縁を有する羽根によって、外周側へ送り出す空気の確実な均一化を図ることができる。
【００３６】
請求項１４記載のターボファンは、請求項１〜１３のいずれか１項記載のターボファンにおいて、互いに隣接する前記羽根は、前縁側と後縁側とが互いに径方向にラップされてなり、このラップの角度の範囲は、前記羽根の最先端部から最後端部までの角度の範囲の１／４以下とされていることを特徴としている。
【００３７】
すなわち、隣接する羽根の径方向へのラップの角度の範囲を、羽根の最先端部から最後端部までの角度の範囲の１／４以下としたので、羽根間における空気の流通を確実に確保することができるとともに、隣接の羽根同士をラップさせすぎることにより製造が困難となるような不具合を解消することができる。
【００３８】
請求項１５記載の空気調和装置は、ケース本体に設けられた吸込口から空気を吸い込み、この空気をケース本体内のターボファンによって熱交換器に流して熱交換させた後、吹出口から室内空間に空調空気として吹き出して空調を行う天井埋込型空気調和装置において、前記ターボファンとして、請求項１〜１４のいずれか１項記載のターボファンを備えたことを特徴としている。
【００３９】
このように、剥離を生じさせることなく極めて効率的に空気を取り込み、外周側へ均一に送り出すことができ、しかも、容易に製造することができかつ軽量化されたターボファンを備えているので、このターボファンによって室内の空気を極めて良好に取り込み、外周側に設置された熱交換器と良好に熱交換を行わせ、その空調空気を室内空間へ送り込むことにより、極めて効率的に空調を行うことができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例のターボファン及びそれを備えた空気調和装置を図面を参照して説明する。
図１において、符号２１は、本実施形態例のターボファンを備えた空気調和装置の一例としての天井埋込型空気調和装置である。なお、本実施形態例では、天井埋込型空気調和装置を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、ターボファンを備えた空気調和装置に広く適用できるものである。
【００４１】
図に示すように、この天井埋込型空気調和装置２１は、天井３０内に配設されるケース本体３１と該ケース本体３１に装着される天井パネル３１ａとを有しており、この天井パネル３１ａの中央部には吸込口３２が設けられ、また、この吸込口３２の周囲には、コーナーを介して４つの吹出口３３が設けられている。ケース本体３１の内部には、その中央に、モータ３４によって回転されるターボファン３５を有しており、このターボファン３５の周囲には、複数の熱交換器３６が設けられている。
【００４２】
そして、モータ３４によってターボファン３５が回転されると、吸込口３２から室内の空気がターボファン３５によって吸い込まれ、その後、このターボファン３５の外周側へ送り出され、熱交換器３６を通過することにより熱交換が行われ、吹出口３３から空調空気として室内へ送り出されるようになっている。
【００４３】
なお、吸込口３２には、空気中の塵埃を除去するためのエアフィルタ３７が備えられ、また、吹出口３３には、空調空気の吹き出し方向を変更自在とする風向き制御用のルーバ３８がそれぞれ設けられている。
【００４４】
次に、上記の天井埋込型空気調和装置２１に設けられたターボファン３５について説明する。
図２にも示すように、このターボファン３５は、モータ３４の回転軸３４ａが固定された主板４１と、この主板４１の外周側に、周方向へ間隔をあけて設けられた複数の羽根４２と、これら羽根４２の下端に固定された環状のシュラウド４３とを有しており、図３及び図４にも示すように、各羽根４２は、その内周側の前縁４２ａが外周側の後縁４２ｂよりも、回転方向（図中矢印イ方向）側へ向けられている。
【００４５】
これにより、このターボファン３５が回転されることにより、吸込口３２に設けられたベルマウス４４を通して引き込まれた室内の空気が、各羽根４２によって外周側へ押し出されることにより、熱交換器３６へ送り出されるようになっている。
【００４６】
図５に示すように、羽根４２は、前縁４２ａから後縁４２ｂにわたって、主板４１側の接合端部４２ｃに対してシュラウド４３側の接合端部４２ｄが、回転方向側へずらされてオフセットされている。
また、この羽根４２の前縁４２ａ側におけるシュラウド４３側の端部は、回転方向側へ湾曲されて傾斜されている。そして、この羽根４２の前縁４２ａの形状は、全体として、反回転方向側へ膨出する略楕円形状に湾曲されている。
なお、前縁４２ａ側における主板４１側の端部は、主板４１に対して略直角に接合されている。
【００４７】
また、この羽根４２の後縁４２ｂ側の形状も、前縁４２ａ側の形状に倣った形状とされている。つまり、この後縁４２ｂ側も、反回転方向側へ膨出するように回転方向側へ湾曲されている。
【００４８】
これら羽根４２は、隣接する羽根４２と径方向にラップされるように設けられており、このラップ角度の範囲ｘ１は、羽根４２の前縁４２ａ側の最先端部から後縁４２ｂ側の最後端部までの角度の範囲ｘの１／４以下とされている（図４参照）。
【００４９】
ここで、各羽根４２では、内周側から流入する空気の流入角が図６に示すようになっている。
つまり、前縁４２ａにおける空気の流入角は、中央部分にて最も大きく、主板４１側及びシュラウド４３側で小さくなっている。主板４１側にて流入角が小さいのは、内周側から流入する空気が主板４１との摩擦により径方向の速度が低減されるためであり、また、シュラウド４３側にて流入角が小さいのは、シュラウド４３側から流入する空気の軸方向の速度成分が大きいことから径方向の速度成分が小さいためである。
【００５０】
また、各羽根４２は、その前縁４２ａの回転方向に対する傾斜角度α及び後縁４２ｂの回転方向に対する傾斜角度β（図７参照）が次のようになっている。
【００５１】
図８に示すように、前縁４２ａにおける傾斜角度αは、主板４１側から次第に大きくなり、中央部分にて最大となり、さらにシュラウド４３へ向かって次第に小さくなるように形成されている。
【００５２】
つまり、主板４１側における傾斜角度をα41、中央部分における傾斜角度をαm、シュラウド４３側における傾斜角度をα43とすると、αm＞α41＞α43となるように中央部分にて緩やかに大きくなる形状とされている。
ここで、この傾斜角度αの範囲としては、１０°〜３０°の範囲とされている。
【００５３】
図９に示すように、後縁４２ｂにおける傾斜角度βは、主板４１側から次第に大きくなり、中央部分にて最大となり、さらにシュラウド４３へ向かって次第に小さくなるように形成されている。
つまり、主板４１側における傾斜角度をβ41、中央部分における傾斜角度をβm、シュラウド４３側における傾斜角度をβ43とすると、βm＞β43＞β41となるように中央部分にて緩やかに大きくなる形状とされている。
【００５４】
なお、後縁４２ｂ側では、主板４１側の流れが大きくなり、流れに偏りが生じる傾向があるため、主板４１側での傾斜角度β41がシュラウド４３側での傾斜角度β43よりも小さくされている。
ここで、この傾斜角度βの範囲としては、２５°〜４５°の範囲とされている。
【００５５】
このように上記実施形態例のターボファン３５によれば、羽根４２の主板４１側との接合端部に対してシュラウド４３側との接合端部の位置が、前縁４２ａから後縁４２ｂにわたって回転方向側へずらされてオフセットされているので、回転時に生じる回転方向後方側での剥離を抑えることができ、効率の向上及び騒音の低下を図ることができる。
【００５６】
また、前縁４２ａ及び後縁４２ｂのそれぞれを同一方向側へオフセットさせたものであるので、前縁４２ａと後縁４２ｂとを逆方向へオフセットさせた構造と比較して、羽根４２の弦長が長くなることによる重量化及び製造の困難化を抑えることができる。
【００５７】
しかも、吸込側であるために、流入空気の軸方向の速度成分が特に大きくなる羽根４２の前縁４２ａ側におけるシュラウド４３側の端部が、回転方向側へ傾斜されて、流入する空気の流入方向に沿わされているので、この部分にて反回転方向側に生じやすい剥離を確実に防ぎ、さらなる性能の向上及び騒音の低減を図ることができる。
【００５８】
また、羽根４２の前縁４２ａ側におけるシュラウド４３側の端部を、回転方向側へ湾曲させることにより傾斜させたので、流入する空気を、剥離を生じさせることなく、しかも円滑に外周側へ送り出すことができ、さらなる性能の向上及び騒音の低減を図ることができる。
【００５９】
さらには、前縁４２ａ全体が回転方向側へ湾曲されて反回転方向へ膨出されているので、内周側からの空気の流入を極めて円滑に行うことができ、外周側へ良好に送り出させることができる。
【００６０】
また、後縁４２ｂ全体も回転方向側へ湾曲されて反回転方向へ膨出されているので、外周側への空気の送り出しを円滑に行うことができ、また、外周側に設けられる熱交換器３６などの部材との共鳴を抑えることができ、騒音のさらなる低減化を図ることができる。
【００６１】
しかも、シュラウド４３側や主板４１側と比較して、軸方向の速度成分が少なく摩擦などの影響も少ないために径方向の速度成分が最も大きくなる羽根４２の中央部分において、前縁４２ａの傾斜角度αｍが最も大きくされているので、内周側からの空気の取り入れを極めて円滑に行うことができる。
また、特に、軸方向の速度成分が大きいシュラウド４３側が小さくされて、空気の流入角度に沿った形状とされているので、さらに円滑に空気を取り入れることができる。
【００６２】
また、シュラウド４３側や主板４１側と比較して、中央部分における後縁４２ｂの傾斜角度βｍが大きくされているので、外周側へ送り出される空気の均一化を図ることができる。
また、流出空気の流れが偏りやすい主板４１側が小さくされているので、流出空気のさらなる均一化を図ることができる。
つまり、流入空気を良好に取り入れ、均一的に送り出すことが可能となり、さらなる性能の向上を図ることができる。
【００６３】
しかも、隣接する羽根４２の径方向へのラップの角度ｘ1の範囲を、羽根４２の最先端部から最後端部までの角度ｘの範囲の１／４以下としたので、羽根４２間における空気の流通を確実に確保することができるとともに、隣接の羽根４２同士をラップさせすぎることにより製造が困難となるような不具合を解消することができる。
【００６４】
そして、上記ターボファン３５を備えた天井埋込型空気調和装置２１によれば、剥離を生じさせることなく極めて効率的に空気を取り込み、外周側へ均一に送り出すことができ、しかも、容易に製造することができかつ軽量化されたターボファン３５を備えているので、このターボファン３５によって室内の空気を極めて良好に取り込み、外周側に設置された熱交換器３６と良好に熱交換を行わせ、その空調空気を室内空間へ送り込むことにより、極めて効率的に空調を行うことができる。
【００６５】
なお、上記の例では、羽根４２の前縁４２ａのシュラウド４３側の端部を、回転方向へ湾曲させて傾斜させたが、図１０に示すように、屈曲させて直線的に傾斜させても良い。
【００６６】
また、図１１に示すものは、羽根４２の前縁４２ａのシュラウド側４３における反回転方向側に、突起５１を設けたものであり、このように、反回転方向側に突起５１を設けても、剥離を防ぐことが可能である。
【００６７】
【実施例】
ここで、羽根４２の前縁４２ａにおけるシュラウド４３側の端部の、回転方向への傾斜角度の付け方について説明する。
図１２に示すように、ターボファン３５の各寸法を、
【００６８】
D_e ；ファン吸込径
D₁ ；羽根４２の内径
D₂ ；羽根４２の外径
B；羽根４２の吐出幅
【００６９】
とし、また、
Q；風量
P_s ；静圧
N；回転数
γ；比重量
とすると、吸込みの平均流速V_eAVE 及び前縁周速u₁ は次式であらわされる。
【００７０】
V_eAVE ＝（４Q）/（６０πD_e ² ）(m/s)……（１）
u₁ ＝πND₁ /６０(m/s)……（２）
【００７１】
これらより、羽根４２の前縁４２aにおけるシュラウド４３側の端部の傾斜角度∠Aは次式にてあらわされる。
【００７２】
∠A＝tan^-1 ｛u₁ /（２.５V_eAVE ）｝±５°……（３）
【００７３】
なお、対象としたターボファン３５は、次の通りである。
【００７４】
吐出幅B/外径D₂ ：０.２〜０.４
流量係数φD₂ ：０.１〜０.２５
静圧係数ψS：０.４〜０.１
【００７５】
ここで、流量係数φD₂ 、静圧係数ψSは、次式にて定義される。
【００７６】
φD₂ ＝（Q/６０）/（π/４・D₂ ² ・u₂ ）
ψS＝ΔP_s /（γ/g・u₂ ² ）
【００７７】
また、この種のターボファン３５の性能の具体例を図１３に示す。
なお、図中アは、抵抗曲線であり、次式にて示される。
【００７８】
φS＝｛１.２２×１０×（ΔP_s /γ）^1/4 ・D₂ /Q^1/2 ｝⁴ ・ψD₂ ²
【００７９】
そして、回転数Nは、抵抗曲線と推定ファン性能曲線との交点における流量係数φD₂ から逆算すると、
【００８０】
φD₂ ＝（Q/６０）/（π/４・D₂ ² ・u₂ ）
＝（Q/６０）/（π/４・D₂ ² ・（N/60・πD₂ ））
【００８１】
したがって、N＝Q/（φD₂ ・π² /4・D₂ ³ ）となる。
【００８２】
（具体例）
さらに、具体的な実施例を説明する。
【００８３】
D_e ＝０.３５１(m)
D₁ ＝０.３３４(m)
Q＝３０.６（m³ /min）
N＝５８０(rpm)
【００８４】
とすると、式（１）、（２）より、
吸込の平均流速V_eAVE ＝（４Q）/（６０πD_e ² ）＝５.３(m/s)
【００８５】
前縁周速u₁ ＝πND₁ /６０＝１０.１(m/s)
【００８６】
となり、前縁４２ａのシュラウド４３側の端部における傾斜角度∠Aは、式（３）より、
【００８７】
∠A＝tan^-1 ｛ｕ₁ /（２.５V_eAVE ）｝±５°＝３７°±５°
【００８８】
つまり、上記条件の場合、約３０°〜４５°の範囲で前縁４２ａのシュラウド４３側の端部に傾斜をつけることにより、この前縁４２ａのシュラウド４３側の端部における剥離を確実に防ぐことができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のターボファン及びそれを備えた天井埋込型空気調和装置によれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載のターボファンによれば、羽根の主板側との接合端部に対してシュラウド側との接合端部の位置が、前縁から後縁にわたって回転方向側へずらされてオフセットされているので、回転時に生じる回転方向後方側での剥離を抑えることができ、効率の向上及び騒音の低下を図ることができる。
また、前縁及び後縁のそれぞれを同一方向側へオフセットさせたものであるので、前縁と後縁とを逆方向へオフセットさせた構造と比較して、羽根の弦長が長くなることによる重量化及び製造の困難化を抑えることができる。
【００９０】
また、請求項１記載のターボファンによれば、吸込側であるために、流入空気の軸方向の速度成分が特に大きくなる羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部が、回転方向側へ傾斜されて、流入する空気の流入方向に沿わされているので、この部分にて反回転方向側に生じやすい剥離を確実に防ぎ、さらなる性能の向上及び騒音の低減を図ることができる。
【００９１】
請求項２記載のターボファンによれば、羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部を、回転方向側へ湾曲させることにより傾斜させたので、流入する空気を、剥離を生じさせることなく、しかも円滑に外周側へ送り出すことができ、さらなる性能の向上及び騒音の低減を図ることができる。
【００９２】
請求項３記載のターボファンによれば、回転方向側への傾斜角度が３０〜４０°とされた羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部によって、流入する空気を、剥離を生じさせることなく円滑に取り込んで外周側へ送り出すことができる。
【００９３】
請求項４記載のターボファンによれば、吸込側であるために、流入空気の軸方向の速度成分が特に大きくなる羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部における剥離が生じやすい、反回転方向側に突起が設けられているので、この部分における剥離を確実に防止し、さらなる性能の向上及び騒音の低減を図ることができる。
【００９４】
請求項５記載のターボファンによれば、前縁全体が回転方向側へ湾曲されて反回転方向へ膨出されているので、内周側からの空気の流入を極めて円滑に行うことができ、外周側へ良好に送り出させることができる。
【００９５】
請求項６記載のターボファンによれば、後縁全体が回転方向側へ湾曲されて反回転方向へ膨出されているので、外周側への空気の送り出しを円滑に行うことができ、また、外周側に設けられる、例えば、熱交換器等の部材との共鳴を抑えることができ、騒音のさらなる低減化を図ることができる。
【００９６】
請求項７記載のターボファンによれば、シュラウド側や主板側と比較して、軸方向の速度成分が少なく摩擦などの影響も少ないために径方向の速度成分が最も大きくなる羽根の中央部分において、傾斜角度が最も大きくされているので、内周側からの空気の取り入れを極めて円滑に行うことができる。
【００９７】
請求項８記載のターボファンによれば、シュラウド側や主板側と比較して、中央部分における傾斜角度が大きくされているので、外周側へ送り出される空気の均一化を図ることができる。
【００９８】
請求項９記載のターボファンによれば、流入空気を良好に取り入れ、均一的に送り出すことが可能となり、さらなる性能の向上を図ることができる。
【００９９】
請求項１０記載のターボファンによれば、特に、軸方向の速度成分が大きいシュラウド側が小さくされて、空気の流入角度に沿った形状とされているので、さらに円滑に空気を取り入れることができる。
【０１００】
請求項１１記載のターボファンによれば、１０〜３０°の範囲で傾斜された前縁を有する羽根によって確実かつ円滑に空気を流入させることができる。
【０１０１】
請求項１２記載のターボファンによれば、流出空気の流れが偏りやすい主板側が小さくされているので、流出空気のさらなる均一化を図ることができる。
【０１０２】
請求項１３記載のターボファンによれば、２５〜４５°の範囲で傾斜された後縁を有する羽根によって、外周側へ送り出す空気の確実な均一化を図ることができる。
【０１０３】
請求項１４記載のターボファンによれば、隣接する羽根の径方向へのラップの角度の範囲を、羽根の最先端部から最後端部までの角度の範囲の１／４以下としたので、羽根間における空気の流通を確実に確保することができるとともに、隣接の羽根同士をラップさせすぎることにより製造が困難となるような不具合を解消することができる。
【０１０４】
請求項１５記載の空気調和装置によれば、剥離を生じさせることなく極めて効率的に空気を取り込み、外周側へ均一に送り出すことができ、しかも、容易に製造することができかつ軽量化されたターボファンを備えているので、このターボファンによって室内の空気を極めて良好に取り込み、外周側に設置された熱交換器と良好に熱交換を行わせ、その空調空気を室内空間へ送り込むことにより、極めて効率的に空調を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例のターボファン及びそれを備えた空気調和装置を説明する天井埋込型空気調和装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態例のターボファンの構造を説明するターボファンの側断面図である。
【図３】本発明の実施形態例のターボファンの構造を説明するターボファンの斜視図である。
【図４】本発明の実施形態例のターボファンの構造を説明するターボファンの平面図である。
【図５】本発明の実施形態例のターボファンの構造を説明する内周側から視た羽根の斜視図である。
【図６】本発明の実施形態例のターボファンにおける空気の流入角度を説明するグラフ図である。
【図７】本発明の実施形態例のターボファンを構成する羽根の形状を説明する羽根の概略断面図である。
【図８】本発明の実施形態例のターボファンを構成する羽根の前縁における傾斜角度を説明するグラフ図である。
【図９】本発明の実施形態例のターボファンを構成する羽根の後縁における傾斜角度を説明するグラフ図である。
【図１０】本発明の実施形態例のターボファンを構成する羽根の他の形状の例を説明する羽根の前縁側における概略正面図である。
【図１１】本発明の実施形態例のターボファンを構成する羽根の他の構造の例を説明する羽根の前縁側における概略正面図である。
【図１２】本発明の実施例を説明するターボファンの概略斜視図である。
【図１３】本発明の実施例を説明するグラフ図である。
【図１４】天井埋込型空気調和装置の構成及び構造を説明する天井埋込型空気調和装置の概略断面図である。
【図１５】天井埋込型空気調和装置に設けられたターボファンの従来構造を説明するターボファンを構成する羽根の概略正面図である。
【符号の説明】
２１天井埋込型空気調和装置（空気調和装置）
３１ケース本体
３２吸込口
３６熱交換器
３５ターボファン
３８吹出口
４１主板
４２羽根
４２ａ前縁
４２ｂ後縁
４３シュラウド
５１突起
α 傾斜角度
β 傾斜角度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a turbo fan that blows air from a suction port and exchanges heat through a heat exchanger, and then blows conditioned air into an indoor space from a blower outlet, and an air conditioner including the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a ceiling-embedded air conditioner is known as an air conditioner that is advantageous in terms of installation space. This ceiling-embedded air conditioner will be described by taking the one shown in FIG. 14 as an example.
As shown in the figure, this ceiling-embedded air conditioner has a case main body 1 disposed in a ceiling 0 and a ceiling panel 1a attached to the case main body 1. The ceiling panel 1a A suction port 2 is provided in the central portion of the, and four air outlets 3 are provided around the suction port 2 through corners. The case body 1 has a turbo fan 5 that is rotated by a motor 4 at the center thereof, and a plurality of heat exchangers 6 are provided around the turbo fan 5.
[0003]
When the turbo fan 5 is rotated by the motor 4, indoor air is sucked in from the suction port 2 by the turbo fan 5, and then sent to the outer peripheral side of the turbo fan 5 and passes through the heat exchanger 6. Thus, heat exchange is performed, and the air is sent from the air outlet 3 to the indoor space as conditioned air.
The air inlet 2 is provided with an air filter 7 for removing dust in the air, and the air outlet 7 is provided with a louver 8 for controlling the air direction that can change the blowing direction of the conditioned air. Is provided.
[0004]
The turbo fan 5 provided in the ceiling-embedded air conditioner having the above structure includes a main plate 11 to which the rotating shaft 4a of the motor 4 is fixed, and a plurality of the main plate 11 provided at intervals in the circumferential direction. Each blade 12 includes a blade 12 and an annular shroud 13 fixed to the lower ends of the blades 12. Each blade 12 has a front edge 12 a on the inner peripheral side thereof and a front side in the rotational direction of the rear edge 12 b on the outer peripheral side. Is directed to the side.
Thereby, when the turbo fan 5 is rotated, the indoor air drawn in through the bell mouth 14 provided in the suction port 2 is pushed out to the outer peripheral side by the blades 12, and thus to the heat exchanger 6. It is to be sent out.
[0005]
Further, as this type of ceiling-embedded air conditioner, as disclosed in JP-A-5-39930, the position of the coupling portion on the shroud side at the trailing edge of the blade is more than the position of the coupling portion on the main plate side. Is also offset in the anti-rotation direction, and the position of the shroud side coupling portion at the leading edge of the blade is offset to the rotational direction side from the position of the coupling portion on the main plate side. There are also known improvements in the process.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the ceiling-embedded air conditioner as described above, the air sucked into the turbofan 5 from the suction port 2 has a large axial speed component on the shroud 13 side, and therefore the rotating turbofan 5 As shown in FIG. 15, peeling occurs on the shroud 13 side of the front edge 12a of each blade 12 and there is a problem in that efficiency decreases and noise increases.
Furthermore, in the ceiling-embedded air conditioner disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-39930, it is possible to improve the uniformity of the air blown to the outer peripheral side, but as described above, at the leading edge of the blade as well. On the shroud side, peeling still occurs, and in this case, by offsetting the leading edge and the trailing edge in the opposite direction, the chord length of the blade becomes longer, which not only increases the weight, but also increases the production. There was a problem that it would be difficult.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be easily manufactured without causing an increase in weight, and further includes a turbo fan that is improved in efficiency and reduced in noise. The object is to provide an air conditioner.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a turbofan according to claim 1 is provided along a circumferential direction between a main plate to be rotated, an annular shroud provided at a position opposite to the main plate, and the main plate and the shroud. A plurality of blades whose front edge, which is the inner peripheral end, is inclined toward the rotation direction side with respect to the rear edge, which is the outer peripheral end, and are rotated. Thus, the turbofan sucks air from the shroud side and blows it out to the outer peripheral side, and the blades extend from the front edge to the rear edge of the joint end with the shroud with respect to the joint end with the main plate. The position is shifted to the rotation direction sideThe shroud side end on the leading edge side of the blade is inclined toward the rotational direction.It is characterized by that.
[0009]
That is, the position of the joining end on the shroud side with respect to the joining end on the main plate side of the blade is shifted and offset from the front edge to the rear edge in the rotation direction side, so that the rearward in the rotation direction that occurs during rotation. The peeling at the side can be suppressed, and the efficiency can be improved and the noise can be reduced.
In addition, since each of the leading edge and the trailing edge is offset in the same direction side, the chord length of the blade is increased compared to the structure in which the leading edge and the trailing edge are offset in the opposite direction. Increase in weight and difficulty in production can be suppressed.
[0010]
  Also aboveIn the turbofan, the shroud side end on the leading edge side of the blade is inclined to the rotational direction side.The
[0011]
As described above, since the speed component in the axial direction of the inflowing air is particularly large due to the suction side, the shroud side end on the front edge side of the blade is inclined toward the rotation direction side in the inflow direction of the inflowing air. Therefore, it is possible to reliably prevent peeling that tends to occur in the counter-rotating direction at this portion, and to further improve performance and reduce noise.
[0012]
  Claim2The described turbofan is claimed1In the described turbofan, the shroud side end portion on the leading edge side of the blade is inclined by being curved toward the rotation direction side.
[0013]
That is, since the end portion on the shroud side on the front edge side of the blade is inclined by curving to the rotational direction side, the inflowing air can be smoothly sent out to the outer peripheral side without causing separation, Further performance improvement and noise reduction can be achieved.
[0014]
  Claim3The described turbofan is claimed1Or claims2In the described turbofan, the shroud side end on the leading edge side of the blade has an inclination angle with respect to a plane perpendicular to the rotation direction in a range of 30 to 40 °.
[0015]
That is, the inflowing air can be smoothly taken in and sent out to the outer peripheral side without causing separation by the shroud side end portion on the leading edge side of the blade whose inclination angle to the rotation direction side is set to 30 to 40 °. it can.
[0016]
  Claim4The turbo fan according to claim 1 is characterized in that, in the turbo fan according to claim 1, a protrusion is provided on the shroud side end portion on the front edge side of the blade on the side opposite to the rotation direction.
[0017]
That is, because the suction side is provided with a protrusion on the anti-rotation direction side, which tends to cause separation at the shroud side end on the front edge side of the blade where the axial velocity component of the incoming air becomes particularly large, It is possible to reliably prevent peeling at this portion, and to further improve performance and reduce noise.
[0018]
  Claim5The turbofan according to claim 1,4In the turbo fan according to any one of the above, the entire leading edge is curved in the rotational direction and bulged in the counter-rotating direction.
[0019]
Thus, since the entire leading edge is curved in the rotational direction side and bulged in the counter-rotating direction, air can be flowed in from the inner peripheral side very smoothly and sent out to the outer peripheral side satisfactorily. be able to.
[0020]
  Claim6The turbofan according to claim 1,5The turbo fan according to any one of the above, wherein the entire trailing edge is curved in the rotational direction and bulged in the counter-rotating direction.
[0021]
That is, since the entire trailing edge is curved in the rotational direction and bulged in the counter-rotating direction, the air can be smoothly sent out to the outer peripheral side, and provided on the outer peripheral side, for example, heat Resonance with a member such as an exchanger can be suppressed, and noise can be further reduced.
[0022]
  Claim7The turbofan according to claim 1,6In the turbofan according to any one of the above, the leading edge of the blade is inclined in the rotational direction radially inward, and the inclination angle is at the center side with respect to the main plate side and the shroud side. It is characterized by being enlarged.
[0023]
In this way, compared to the shroud side and the main plate side, since the axial velocity component is small and the influence of friction and the like is small, the inclination angle is maximized at the central portion of the blade where the radial velocity component is greatest. Therefore, the intake of air from the inner peripheral side can be performed very smoothly.
[0024]
  Claim8The turbofan according to claim 1,6The turbo fan according to any one of claims 1 to 3, wherein the trailing edge of the blade is inclined in the counter-rotating direction toward the outer side in the radial direction, and the inclination angle is a center with respect to the main plate side and the shroud side. It is characterized by a large side.
[0025]
Thus, since the inclination angle in the central portion is larger than that on the shroud side or the main plate side, the air sent to the outer peripheral side can be made uniform.
[0026]
  Claim9The turbofan according to claim 1,6The turbofan according to any one of claims 1 to 3, wherein a leading edge of the blade is inclined in a rotational direction toward a radially inward direction, and a trailing edge of the blade is inclined in a counter-rotating direction toward a radially outward direction. Each inclination angle is characterized in that the central side is larger than the main plate side and the shroud side.
[0027]
That is, it is possible to take in the incoming air well and send it out uniformly, and further improve the performance.
[0028]
  Claim10The described turbofan is claimed7Or claims9The turbofan described above is characterized in that the angle of inclination on the front edge side is smaller on the shroud side than on the main plate side.
[0029]
That is, in particular, the shroud side having a large axial velocity component is made smaller and has a shape along the air inflow angle, so that air can be taken in more smoothly.
[0030]
  Claim11The described turbofan is claimed7, Claims9Or claims10In the described turbofan, the inclination angle on the front edge side is in the range of 10 to 30 ° with respect to the rotation direction.
[0031]
Thus, air can be reliably and smoothly flowed in by the blade having the leading edge inclined in the range of 10 to 30 °.
[0032]
  Claim12The described turbofan is claimed8Or claims9The turbofan described above is characterized in that the inclination angle on the trailing edge side is smaller on the main plate side than on the shroud side.
[0033]
That is, since the main plate side on which the flow of outflow air tends to be biased is made small, the outflow air can be made more uniform.
[0034]
  Claim13The described turbofan is claimed8, Claims9Or claims12In the described turbofan, the inclination angle on the trailing edge side is in a range of 25 to 45 ° with respect to the rotation direction.
[0035]
In this manner, the air sent to the outer peripheral side can be reliably made uniform by the blades having the trailing edge inclined in the range of 25 to 45 °.
[0036]
  Claim14The turbofan according to claim 1,13In the turbofan according to any one of the preceding claims, the blades adjacent to each other are radially wrapped on the leading edge side and the trailing edge side, and the range of the angle of the wrap is from the leading edge of the blade to the last. It is characterized by being 1/4 or less of the range of angles to the end.
[0037]
That is, the range of wrap angles in the radial direction of adjacent blades is set to ¼ or less of the range of angles from the most advanced part to the rearmost part of the blades, ensuring reliable air flow between the blades. In addition, it is possible to eliminate problems that make it difficult to manufacture by wrapping adjacent blades too much.
[0038]
  Claim15The air conditioner described above sucks air from a suction port provided in the case body, flows the air through a heat exchanger by a turbo fan in the case body, exchanges heat, and then conditioned air from the air outlet to the indoor space. In the ceiling-embedded air conditioner that performs air conditioning by blowing out as the turbo fan,14The turbo fan according to any one of the above is provided.
[0039]
In this way, air can be taken in very efficiently without causing separation, and can be uniformly sent out to the outer peripheral side.In addition, since it has a turbofan that can be easily manufactured and reduced in weight, This turbo fan takes in the indoor air very well, allows it to exchange heat well with the heat exchanger installed on the outer peripheral side, and sends the air-conditioned air into the indoor space to perform air conditioning very efficiently Can do.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a turbo fan according to an embodiment of the present invention and an air conditioner including the turbo fan will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, the code | symbol 21 is a ceiling embedded type air conditioning apparatus as an example of the air conditioning apparatus provided with the turbo fan of this embodiment. In this embodiment, the ceiling-embedded air conditioner will be described as an example. However, the present invention is not limited to this and can be widely applied to an air conditioner including a turbo fan.
[0041]
As shown in the figure, this ceiling-embedded air conditioner 21 has a case main body 31 disposed in a ceiling 30 and a ceiling panel 31a attached to the case main body 31. This ceiling panel A suction port 32 is provided at the center of 31a, and four air outlets 33 are provided around the suction port 32 through corners. The case body 31 has a turbo fan 35 rotated by a motor 34 at the center thereof, and a plurality of heat exchangers 36 are provided around the turbo fan 35.
[0042]
When the turbo fan 35 is rotated by the motor 34, indoor air is sucked by the turbo fan 35 from the suction port 32, and then sent to the outer peripheral side of the turbo fan 35 and passes through the heat exchanger 36. Thus, heat exchange is performed, and the air is sent from the air outlet 33 into the room as conditioned air.
[0043]
The air inlet 37 is provided with an air filter 37 for removing dust in the air, and the air outlet 37 is provided with a wind direction control louver 38 that can change the blowing direction of the conditioned air. Is provided.
[0044]
Next, the turbo fan 35 provided in the ceiling-embedded air conditioner 21 will be described.
As shown also in FIG. 2, the turbo fan 35 includes a main plate 41 to which the rotation shaft 34 a of the motor 34 is fixed, and a plurality of blades 42 provided on the outer peripheral side of the main plate 41 at intervals in the circumferential direction. And an annular shroud 43 fixed to the lower ends of the blades 42. As shown in FIGS. 3 and 4, each blade 42 has a front edge 42a on the inner peripheral side on the outer peripheral side. It is directed toward the rotational direction (in the direction of arrow A in the figure) from the rear edge 42b.
[0045]
Thereby, when the turbo fan 35 is rotated, the indoor air drawn in through the bell mouth 44 provided in the suction port 32 is pushed out to the outer peripheral side by the blades 42, and thus to the heat exchanger 36. It is to be sent out.
[0046]
As shown in FIG. 5, in the blade 42, the joining end portion 42d on the shroud 43 side is offset from the joining edge portion 42c on the main plate 41 side to the rotational direction side from the front edge 42a to the rear edge 42b. ing.
Further, an end portion on the shroud 43 side on the front edge 42a side of the blade 42 is curved and inclined toward the rotational direction side. And the shape of the front edge 42a of this blade | wing 42 is curving in the substantially elliptical shape which bulges in the anti-rotation direction side as a whole.
The end on the main plate 41 side on the front edge 42 a side is joined to the main plate 41 at a substantially right angle.
[0047]
The shape of the blade 42 on the rear edge 42b side is also a shape that follows the shape of the front edge 42a side. That is, the rear edge 42b side is also curved toward the rotational direction side so as to bulge toward the counter rotational direction side.
[0048]
These blades 42 are provided so as to be radially wrapped with the adjacent blades 42, and the range x1 of the wrap angle is from the most distal portion on the front edge 42 a side to the rearmost end 42 b side of the blade 42. It is set to 1/4 or less of the range x of the angle to the part (see FIG. 4).
[0049]
Here, in each blade | wing 42, the inflow angle of the air which flows in from an inner peripheral side is as showing in FIG.
That is, the air inflow angle at the front edge 42a is the largest at the central portion and is small at the main plate 41 side and the shroud 43 side. The reason why the inflow angle is small on the main plate 41 side is that the air flowing from the inner peripheral side reduces the speed in the radial direction due to friction with the main plate 41, and the inflow angle is small on the shroud 43 side. This is because the velocity component in the radial direction is small because the velocity component in the axial direction of the air flowing in from the shroud 43 side is large.
[0050]
Each blade 42 has an inclination angle α with respect to the rotation direction of the front edge 42a and an inclination angle β (see FIG. 7) with respect to the rotation direction of the rear edge 42b.
[0051]
As shown in FIG. 8, the inclination angle α at the front edge 42 a gradually increases from the main plate 41 side, becomes maximum at the central portion, and further decreases gradually toward the shroud 43.
[0052]
That is, when the inclination angle on the main plate 41 side is α41, the inclination angle on the central portion is αm, and the inclination angle on the shroud 43 side is α43, the shape is gradually increased so that αm> α41> α43. ing.
Here, the range of the inclination angle α is in the range of 10 ° to 30 °.
[0053]
As shown in FIG. 9, the inclination angle β at the rear edge 42 b is formed so as to gradually increase from the main plate 41 side, to become maximum at the central portion, and to gradually decrease toward the shroud 43.
That is, when the inclination angle on the main plate 41 side is β41, the inclination angle on the central portion is βm, and the inclination angle on the shroud 43 side is β43, the shape is gradually increased so that βm> β43> β41. ing.
[0054]
On the rear edge 42b side, the flow on the main plate 41 side increases and the flow tends to be biased. Therefore, the inclination angle β41 on the main plate 41 side is smaller than the inclination angle β43 on the shroud 43 side. .
Here, the range of the inclination angle β is in the range of 25 ° to 45 °.
[0055]
As described above, according to the turbo fan 35 of the above-described embodiment, the position of the joint end portion with the shroud 43 side rotates from the front edge 42a to the rear edge 42b with respect to the joint end portion of the blade 42 with the main plate 41 side. Since it is shifted to the direction side and offset, it is possible to suppress separation on the rear side in the rotation direction that occurs during rotation, thereby improving efficiency and reducing noise.
[0056]
Further, since each of the front edge 42a and the rear edge 42b is offset in the same direction, the chord length of the blade 42 is compared with the structure in which the front edge 42a and the rear edge 42b are offset in the opposite direction. Therefore, it is possible to suppress the weight increase and the difficulty in manufacturing due to the increase in the length.
[0057]
In addition, since the intake air is on the suction side, the shroud 43 end on the front edge 42a side of the blade 42 where the velocity component in the axial direction of the inflow air is particularly large is inclined toward the rotation direction side, and the inflow of inflow air Since it is along the direction, it is possible to reliably prevent peeling that tends to occur in the counter-rotating direction at this portion, and to further improve performance and reduce noise.
[0058]
Further, since the end portion on the shroud 43 side on the front edge 42a side of the blade 42 is inclined by curving in the rotational direction side, the inflowing air is sent out smoothly to the outer peripheral side without causing separation. Therefore, the performance can be further improved and the noise can be reduced.
[0059]
Further, since the entire front edge 42a is curved in the rotational direction side and bulged in the counter-rotating direction, air can be flowed in from the inner peripheral side very smoothly and sent out to the outer peripheral side satisfactorily. be able to.
[0060]
Further, since the entire rear edge 42b is also curved in the rotational direction side and bulged in the counter-rotating direction, air can be smoothly sent out to the outer peripheral side, and a heat exchanger provided on the outer peripheral side Resonance with a member such as 36 can be suppressed, and noise can be further reduced.
[0061]
In addition, as compared with the shroud 43 side and the main plate 41 side, the inclination of the leading edge 42a in the central portion of the blade 42 where the radial velocity component is the largest because the axial velocity component is small and the influence of friction and the like is small. Since the angle αm is the largest, the intake of air from the inner peripheral side can be performed very smoothly.
In particular, since the shroud 43 side having a large axial velocity component is made smaller and has a shape along the air inflow angle, air can be taken in more smoothly.
[0062]
Further, since the inclination angle βm of the rear edge 42b in the central portion is larger than that on the shroud 43 side or the main plate 41 side, the air sent to the outer peripheral side can be made uniform.
Further, since the main plate 41 side on which the flow of the outflow air tends to be biased is made small, the outflow air can be made more uniform.
That is, it is possible to take in the incoming air well and send it out uniformly, and further improve the performance.
[0063]
Moreover, since the range of the wrap angle x1 in the radial direction of the adjacent blades 42 is set to 1/4 or less of the range of the angle x from the most distal end portion to the rearmost end portion of the blades 42, the air flow between the blades 42 is reduced. The distribution can be ensured reliably, and the problem that the manufacture becomes difficult by excessively wrapping the adjacent blades 42 can be solved.
[0064]
According to the ceiling-embedded air conditioner 21 including the turbo fan 35, air can be taken in very efficiently without causing separation, and can be uniformly sent out to the outer peripheral side, and can be easily manufactured. The turbo fan 35 that can be reduced in weight is provided, so that the indoor air can be taken in very well by the turbo fan 35 and heat exchange can be performed with the heat exchanger 36 installed on the outer peripheral side. By sending the conditioned air into the indoor space, air conditioning can be performed extremely efficiently.
[0065]
In the above example, the end portion on the shroud 43 side of the leading edge 42a of the blade 42 is curved and inclined in the rotational direction, but may be bent and linearly inclined as shown in FIG. good.
[0066]
Further, in FIG. 11, the protrusion 51 is provided on the anti-rotation direction side on the shroud side 43 of the front edge 42a of the blade 42. Thus, even if the protrusion 51 is provided on the anti-rotation direction side, as shown in FIG. It is possible to prevent peeling.
[0067]
【Example】
Here, a description will be given of how to provide an inclination angle of the end portion on the shroud 43 side of the front edge 42a of the blade 42 in the rotational direction.
As shown in FIG. 12, each dimension of the turbo fan 35 is
[0068]
D_e ; Fan suction diameter
D₁ ; Inner diameter of blade 42
D₂ The outer diameter of the blade 42
B: Discharge width of blade 42
[0069]
And also
Q: Air volume
P_s ;Static pressure
N: Number of rotations
γ: Specific weight
Then, the average flow velocity V of suction_eAVE And leading edge circumferential speed u₁ Is expressed by the following equation.
[0070]
V_eAVE = (4Q) / (60πD_e ² ) (M / s) …… (1)
u₁ = ΠND₁ / 60 (m / s) …… (2)
[0071]
From these, the inclination angle ∠A of the end portion on the shroud 43 side of the front edge 42a of the blade 42 is expressed by the following equation.
[0072]
∠A ＝ tan^-1 {U₁ /(2.5V_eAVE )} ± 5 ° …… (3)
[0073]
The target turbofan 35 is as follows.
[0074]
Discharge width B / outer diameter D₂ : 0.2 to 0.4
Flow coefficient φD₂ : 0.1 to 0.25
Static pressure coefficient ψS: 0.4 to 0.1
[0075]
Where the flow coefficient φD₂ The static pressure coefficient ψS is defined by the following equation.
[0076]
φD₂ = (Q / 60) / (π / 4 · D₂ ² ・ U₂ )
ψS = ΔP_s / (Γ / g ・ u₂ ² )
[0077]
A specific example of the performance of this type of turbofan 35 is shown in FIG.
In addition, (a) in the figure is a resistance curve and is represented by the following equation.
[0078]
φS = {1.22 × 10 × (ΔP_s / γ)^1/4 ・ D₂ / Q^1/2 }^Four ・ ΨD₂ ²
[0079]
The rotational speed N is a flow coefficient φD at the intersection of the resistance curve and the estimated fan performance curve.₂ When calculating backward from,
[0080]
φD₂ = (Q / 60) / (π / 4 · D₂ ² ・ U₂ )
= (Q / 60) / (π / 4 · D₂ ² ・ (N / 60 ・ πD₂ ))
[0081]
Therefore, N = Q / (φD₂ ・ Π² / 4 ・ D₂ ^Three )
[0082]
(Concrete example)
Further, specific examples will be described.
[0083]
D_e = 0.351 (m)
D₁ = 0.334 (m)
Q = 30.6 (m^Three / min)
N = 580 (rpm)
[0084]
Then, from equations (1) and (2),
Average suction velocity V_eAVE = (4Q) / (60πD_e ² ) = 5.3 (m / s)
[0085]
Leading edge circumferential speed u₁ = ΠND₁ /60=10.1 (m / s)
[0086]
The inclination angle ∠A at the end of the front edge 42a on the shroud 43 side is expressed by the following equation (3):
[0087]
∠A ＝ tan^-1 {U₁ /(2.5V_eAVE )} ± 5 ° = 37 ° ± 5 °
[0088]
In other words, in the case of the above condition, the end portion of the front edge 42a on the shroud 43 side is inclined in a range of about 30 ° to 45 °, thereby reliably preventing peeling at the end portion of the front edge 42a on the shroud 43 side. be able to.
[0089]
【The invention's effect】
As described above, according to the turbo fan of the present invention and the ceiling-embedded air conditioner including the turbo fan, the following effects can be obtained.
According to the turbofan of the first aspect, the position of the joining end portion with the shroud side with respect to the joining end portion with the main plate side of the blade is shifted and offset from the front edge to the rear edge in the rotational direction side. Therefore, separation on the rear side in the rotation direction that occurs during rotation can be suppressed, and efficiency can be improved and noise can be reduced.
In addition, since each of the leading edge and the trailing edge is offset in the same direction side, the chord length of the blade is increased compared to the structure in which the leading edge and the trailing edge are offset in the opposite direction. Increase in weight and difficulty in production can be suppressed.
[0090]
  Also,Claim1According to the described turbofan, since it is on the suction side, the shroud side end on the leading edge side of the blade, where the axial velocity component of the inflowing air is particularly large, is inclined toward the rotation direction side, and the inflowing air Therefore, it is possible to reliably prevent peeling that tends to occur on the counter-rotation direction side in this portion, and to further improve performance and reduce noise.
[0091]
  Claim2According to the described turbofan, the shroud side end on the leading edge side of the blade is inclined by curving it in the rotational direction side, so that the inflowing air can be smoothly removed without causing separation. The performance can be further improved and the noise can be reduced.
[0092]
  Claim3According to the described turbofan, the inflowing air is smoothly taken in without causing separation by the shroud side end portion on the front edge side of the blade whose inclination angle to the rotation direction side is 30 to 40 °. It can be sent to the outer periphery.
[0093]
  Claim4According to the described turbofan, since it is on the suction side, separation at the shroud side end on the leading edge side of the blade, where the velocity component in the axial direction of the incoming air is particularly large, is likely to occur. Since it is provided, it is possible to reliably prevent peeling at this portion, and to further improve performance and reduce noise.
[0094]
  Claim5According to the described turbo fan, the entire leading edge is curved in the rotational direction side and bulged in the counter-rotating direction, so that air can be flowed in from the inner peripheral side very smoothly and to the outer peripheral side. It can be sent out satisfactorily.
[0095]
  Claim6According to the described turbofan, the entire trailing edge is curved in the rotational direction side and bulged in the counter-rotating direction, so that air can be smoothly sent out to the outer peripheral side, and For example, resonance with a member such as a heat exchanger provided can be suppressed, and noise can be further reduced.
[0096]
  Claim7According to the described turbofan, compared with the shroud side or the main plate side, since the axial speed component is small and the influence of friction and the like is small, the inclination angle is at the central portion of the blade where the radial speed component is the largest. Is made the largest so that air can be taken in from the inner peripheral side very smoothly.
[0097]
  Claim8According to the described turbofan, since the inclination angle in the central portion is larger than that on the shroud side or the main plate side, the air sent to the outer peripheral side can be made uniform.
[0098]
  Claim9According to the described turbofan, it is possible to satisfactorily take in inflow air and send it out uniformly, and to further improve performance.
[0099]
  Claim10According to the described turbofan, in particular, the shroud side having a large axial speed component is made small and shaped along the air inflow angle, so that air can be taken in more smoothly.
[0100]
  Claim11According to the described turbofan, air can be reliably and smoothly flowed in by the blades having the leading edge inclined in the range of 10 to 30 °.
[0101]
  Claim12According to the described turbofan, the main plate side where the flow of outflow air tends to be biased is made small, so that the outflow air can be made more uniform.
[0102]
  Claim13According to the described turbofan, the air sent to the outer peripheral side can be surely made uniform by the blades having the trailing edge inclined in the range of 25 to 45 °.
[0103]
  Claim14According to the described turbofan, the range of the wrap angle in the radial direction of adjacent blades is set to ¼ or less of the range of angles from the frontmost part to the rearmost part of the blades. Can be reliably ensured, and it is possible to eliminate problems that make it difficult to manufacture by excessively wrapping adjacent blades.
[0104]
  Claim15According to the described air conditioner, it is possible to take in a highly efficient and lightweight turbofan that can take in air very efficiently without causing separation and send it uniformly to the outer peripheral side. It is extremely efficient by taking in indoor air with this turbo fan, allowing it to exchange heat well with the heat exchanger installed on the outer peripheral side, and sending the conditioned air into the indoor space. Air conditioning can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a ceiling-embedded air conditioner for explaining a turbo fan according to an embodiment of the present invention and an air conditioner equipped with the turbo fan.
FIG. 2 is a side sectional view of the turbo fan for explaining the structure of the turbo fan according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of the turbo fan for explaining the structure of the turbo fan according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view of the turbo fan for explaining the structure of the turbo fan according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view of a blade viewed from the inner peripheral side for explaining the structure of the turbofan according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph for explaining an air inflow angle in the turbo fan according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a blade for explaining the shape of the blade constituting the turbofan according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph for explaining an inclination angle at a leading edge of a blade constituting the turbo fan according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a graph illustrating an inclination angle at a trailing edge of a blade constituting the turbo fan according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic front view on the leading edge side of a blade for explaining an example of another shape of the blade constituting the turbofan of the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic front view on the leading edge side of a blade for explaining an example of another structure of the blade constituting the turbofan of the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic perspective view of a turbofan illustrating an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a graph for explaining an example of the present invention.
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a ceiling-embedded air conditioner that explains the configuration and structure of the ceiling-embedded air conditioner.
FIG. 15 is a schematic front view of blades constituting a turbofan for explaining a conventional structure of the turbofan provided in the ceiling-embedded air conditioner.
[Explanation of symbols]
21 Ceiling-embedded air conditioner (air conditioner)
31 Case body
32 Suction port
36 heat exchanger
35 turbofan
38 Air outlet
41 Main plate
42 feathers
42a leading edge
42b trailing edge
43 Shroud
51 protrusion
α Inclination angle
β tilt angle

Claims

回転される主板と、該主板の対向位置に設けられた環状のシュラウドと、これら主板とシュラウドとの間に、周方向へ沿って間隔をあけて設けられ、外周側の端部である後縁に対して内周側の端部である前縁が回転方向側へ傾けられた複数の羽根とを有し、回転されることにより、シュラウド側から空気を吸い込み、外周側へ吹き出すターボファンであって、
前記羽根は、前記前縁から前記後縁にわたって、前記主板との接合端部に対して前記シュラウドとの接合端部の位置が、回転方向側へずらされ、
前記羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部が、回転方向側へ傾斜されていることを特徴とするターボファン。A main plate to be rotated, an annular shroud provided at a position opposite to the main plate, and a trailing edge that is provided between the main plate and the shroud at intervals along the circumferential direction and is an end portion on the outer peripheral side A turbo fan that has a plurality of blades whose front edge, which is an end on the inner peripheral side, is inclined toward the rotational direction, and sucks air from the shroud side and blows it to the outer peripheral side when rotated. And
The position of the joining end portion with the shroud is shifted to the rotational direction side with respect to the joining end portion with the main plate from the front edge to the rear edge ,
A turbofan characterized in that a shroud-side end portion on the front edge side of the blade is inclined toward the rotational direction .

前記羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部は、回転方向側へ湾曲させることにより傾斜されていることを特徴とする請求項１記載のターボファン。 The turbofan according to claim 1, wherein an end portion on the shroud side of the front edge side of the blade is inclined by being bent in the rotational direction side.

前記羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部は、回転方向との直交面に対する傾斜角度が、３０〜４０°の範囲とされていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のターボファン。 The turbofan according to claim 1 or 2, wherein the shroud-side end portion of the front edge side of the blade has an inclination angle with respect to a plane orthogonal to the rotation direction in a range of 30 to 40 °. .

前記羽根の前縁側におけるシュラウド側の端部には、反回転方向側に突起が設けられていることを特徴とする請求項１記載のターボファン。 The turbofan according to claim 1, wherein a projection is provided on a side opposite to the rotation direction at an end portion on a shroud side on a front edge side of the blade.

前記前縁全体が回転方向側へ湾曲されて反回転方向へ膨出されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のターボファン。 The turbofan according to any one of claims 1 to 4, wherein the entire front edge is curved in the rotational direction and bulges in the counter-rotating direction.

前記後縁全体が回転方向側へ湾曲されて反回転方向へ膨出されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のターボファン。 The turbofan according to any one of claims 1 to 5, wherein the entire trailing edge is curved in the rotational direction and bulges in the counter-rotating direction.

前記羽根の前縁は、径方向内方へ向かって回転方向へ傾斜されてなり、その傾斜角度は、前記主板側及び前記シュラウド側に対して中央側が大きくされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のターボファン。 The front edge of the blade is inclined inward in the radial direction in the rotational direction, and the inclination angle is larger at the center side than the main plate side and the shroud side. The turbofan according to any one of 1 to 6.

前記羽根の後縁は、径方向外方へ向かって反回転方向へ傾斜されてなり、その傾斜角度は、前記主板側及び前記シュラウド側に対して中央側が大きくされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のターボファン。 The trailing edge of the blade is inclined in the radially outward direction and in the counter-rotating direction, and the inclination angle is larger on the center side than the main plate side and the shroud side. Item 7. The turbo fan according to any one of Items 1 to 6.

前記羽根の前縁は、径方向内方へ向かって回転方向へ傾斜され、前記羽根の後縁は、径方向外方へ向かって反回転方向へ傾斜されてなり、それぞれの傾斜角度は、前記主板側及び前記シュラウド側に対して中央側が大きくされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のターボファン。 The leading edge of the blade is inclined in the rotational direction toward the radially inward direction, and the trailing edge of the blade is inclined in the counter-rotating direction toward the radially outward direction. The turbofan according to any one of claims 1 to 6, wherein a central side is made larger than a main plate side and the shroud side.

前記前縁側の傾斜角度は、前記主板側よりも前記シュラウド側が小さくされていることを特徴とする請求項７または請求項９記載のターボファン。 The turbofan according to claim 7 or 9, wherein the inclination angle of the front edge side is smaller on the shroud side than on the main plate side.

前記前縁側の傾斜角度は、回転方向に対して１０〜３０°の範囲とされていることを特徴とする請求項７、請求項９または請求項１０記載のターボファン。 11. The turbo fan according to claim 7, wherein the inclination angle on the front edge side is in a range of 10 to 30 ° with respect to the rotation direction.

前記後縁側の傾斜角度は、前記シュラウド側よりも前記主板側が小さくされていることを特徴とする請求項８または請求項９記載のターボファン。 10. The turbofan according to claim 8, wherein the inclination angle on the trailing edge side is smaller on the main plate side than on the shroud side. 11.

前記後縁側の傾斜角度は、回転方向に対して２５〜４５°の範囲とされていることを特徴とする請求項８、請求項９または請求項１２記載のターボファン。 The turbofan according to claim 8, 9, or 12, wherein an inclination angle on the rear edge side is in a range of 25 to 45 ° with respect to a rotation direction.

互いに隣接する前記羽根は、前縁側と後縁側とが互いに径方向にラップされてなり、このラップの角度の範囲は、前記羽根の最先端部から最後端部までの角度の範囲の１／４以下とされていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項記載のターボファン。 The blades adjacent to each other have their leading edge side and trailing edge side radially wrapped from each other, and the angle range of the wrap is 1/4 of the angle range from the most distal end portion to the rearmost end portion of the blade. The turbo fan according to claim 1, wherein the turbo fan is configured as follows.

ケース本体に設けられた吸込口から空気を吸い込み、この空気をケース本体内のターボファンによって熱交換器に流して熱交換させた後、吹出口から室内空間に空調空気として吹き出して空調を行う空気調和装置において、前記ターボファンとして、請求項１〜１４のいずれか１項記載のターボファンを備えたことを特徴とする空気調和装置。 Air that sucks in air from the suction port provided in the case body, flows this air to the heat exchanger by the turbo fan in the case body, exchanges heat, and then blows it out as air-conditioned air from the air outlet to the indoor space. An air conditioner comprising the turbo fan according to any one of claims 1 to 14 as the turbo fan.