JP6642913B2 - ターボファンおよびそれを用いた空気調和機 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明にかかるターボファンは、モータ駆動軸に連結されて回転駆動されるハブと、前記ハブに対向して配置され、空気吸込み口を形成する環状のシュラウドと、前記ハブおよび前記シュラウド間に両端部が結合され、内周側の前縁が外周側の後縁に対して、回転方向側に配置されている複数枚の羽根と、を備え、前記複数枚の羽根は、前記後縁が前記ハブおよび前記シュラウドに対する結合部に対して反空気流方向に凹状とされ、前記羽根の前記ハブに対する結合部は、回転方向または反回転方向に滑らかな湾曲面が空気流方向の全体にわたって形成されているを特徴とする。
図1には、本発明の一実施形態に係る空気調和機の分解斜視図が示されている。
本実施形態に係る空気調和機1は、天井埋め込み型空気調和機1とされているが、本発明は、かかる天井埋め込み型空気調和機1に限定されるものではなく、他型式の空気調和機1に適用してもよいことはもちろんである。
更に、図4の(A)ないし(E)および図5の(A)ないし(E)には、図3の(A)ないし(E)に示したファン形状に対応する各ファンの限界流線および静圧コンタを比較した図が示されている。
(1)羽根12の前縁13の変位(移動量)とは、図6に示すように、羽根12の前縁13を直線状としている図6(A)に示すオリジナル形状に対して、図6(B)に示すように、前縁ライン13をハブ10およびシュラウド11への結合部17および18に対して空気流方向にへこました凹状13A(移動量を+表示)、あるいは図6(C)に示すように、反空気流方向に膨らました凸状13B(移動量を−表示)としていることを意味する。
ターボファン7の翼力BFは、複数枚の翼(羽根12)間に働く圧力勾配に相当し、翼が流体である空気流に及ぼす力であり、図13に示すように、翼(羽根12)を傾斜させることによって、翼面と直角方向に翼力BFが作用することとなる。この翼力BFは、空気流を壁面(図13では、シュラウド11の壁面)に押し付けることにより、負圧面側の剥離を抑制する作用をなすものとなる。
[最適形状ファン(ケースNo.59)]
図2(A)は、ケースNo.59の最適形状とされた羽根12を備えたターボファン7の斜視図である。
この羽根12は、前縁ライン13が空気流方向に凹状13A(図6(B)参照)とされるとともに、後縁ライン14が反空気流方向に凹状14A(図7(B)参照)とされた構成とされている。
図3(A)には、ケースNo.31(1位)の羽根形状を備えたターボファン7の斜視図が示されている。
この羽根12は、最適形状の羽根12と同じく、前縁ライン13が空気流方向に凹状13A(図6(B)参照)とされるとともに、後縁ライン14が反空気流方向に凹状14A(図7(B)参照)とされた構成とされている。
図3(B)には、ケースNo.32(2位)の羽根形状を備えたターボファン7の斜視図が示されている。
この羽根12は、最適形状の羽根12と同じく、前縁ライン13が空気流方向に凹状13A(図6(B)参照)とされるとともに、後縁ライン14が反空気流方向に凹状14A(図7(B)参照)とされた構成とされている。
図3(C)には、ケースNo.06(3位)の羽根形状を備えたターボファン7の斜視図が示されている。
この羽根12は、前縁ライン13が反空気流方向に凸状13B(図6(C)参照)とされるとともに、後縁ライン14が反空気流方向に凹状14A(図7(B)参照)とされた構成とされている。
上記ターボファン7および空気調和機1において、ターボファン7の回転により天井パネル3の室内空気吸込み口4から吸込まれた室内空気は、ベルマウス6を介してターボファン7のシュラウド11側の開口部から軸方向に吸込まれる。ターボファン7に吸込まれた空気流は、複数枚の羽根12によりラジアル方向に向きを変えて吹出され、ターボファン7を取囲むように配設されている熱交換器8を通過する過程で冷却または加熱されることにより、温調風として天井パネル3の四辺に設けられている4つの温調吹出し口5から室内へと吹出され、室内の空調に供される。
7 ターボファン(送風機)
8 熱交換器
10 ハブ
11 シュラウド
12 羽根
13 前縁(前縁ライン)
13A 凹状
13B 凸状
14 後縁(後縁ライン)
14A 凹状
15 負圧面
16 正圧面
17 結合部(ハブ側結合部)
17A,17B 湾曲面
18 結合部(シュラウド側結合部)
18A,18B 湾曲面
Claims (11)
- モータ駆動軸に連結されて回転駆動されるハブと、
前記ハブに対向して配置され、空気吸込み口を形成する環状のシュラウドと、
前記ハブおよび前記シュラウド間に両端部が結合され、内周側の前縁が外周側の後縁に対して、回転方向側に配置されている複数枚の羽根と、を備え、
前記複数枚の羽根は、前記後縁において、前記羽根のスパン方向の中央部分が該スパン方向の25%〜75%の範囲で、前記ハブおよび前記シュラウドに対する結合部に対して反空気流方向に凹状とされ、前記羽根の前記後縁の反空気流方向への凹状量(−表示)は、ファン外径Dに対して、−0.0142D〜−0.0153Dの範囲とされており、
前記羽根の前記ハブに対する結合部は、回転方向または反回転方向に滑らかな湾曲面が空気流方向の全体にわたって形成されていることを特徴とするターボファン。 - 前記羽根の前記前縁は、前記ハブおよび前記シュラウドに対する結合部に対して空気流方向に凹状もしくは反空気流方向に凸状とされていることを特徴とする請求項1に記載のターボファン。
- 前記羽根の前記前縁の空気流方向への凹状量(+表示)は、ファン外径Dに対して、0.0091D〜0.0153Dの範囲とされ、反空気流方向への凸状量(−表示)は、ファン外径Dに対して、−0.0438Dとされていることを特徴とする請求項2に記載のターボファン。
- 前記羽根の前記前縁は、前記羽根のスパン方向の中央部分が該スパン方向の25%〜75%の範囲で、前記の通り空気流方向に凹状もしくは反空気流方向に凸状とされていることを特徴とする請求項2または3に記載のターボファン。
- 前記羽根の前記ハブに対する結合部は、反回転方向に滑らかな湾曲面とされており、前記羽根の前記シュラウドに対する結合部は、回転方向に滑らかな湾曲面とされていることを特徴とする請求項1に記載のターボファン。
- 前記羽根の前記ハブに対する結合部の反回転方向への湾曲面の角度(+表示)は、前記羽根の1ピッチ角度θに対して、0.0563θ〜0.0972θの範囲とされ、前記シュラウドに対する結合部の回転方向への湾曲面の角度(−表示)は、前記羽根の1ピッチ角度θに対して、−0.0154θ〜−0.0972θの範囲とされていることを特徴とする請求項5に記載のターボファン。
- 前記羽根の前記ハブに対する結合部は、回転方向に滑らかな湾曲面とされており、前記羽根の前記シュラウドに対する結合部は、反回転方向に滑らかな湾曲面とされていることを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載のターボファン。
- 前記羽根の前記ハブに対する結合部の回転方向への湾曲面の角度(−表示)は、前記羽根の1ピッチ角度θに対して、−0.0768θとされ、前記シュラウドに対する結合部の反回転方向への湾曲面の角度(+表示)は、前記羽根の1ピッチ角度θに対して、0.0031θとされていることを特徴とする請求項7に記載のターボファン。
- 前記羽根の前記ハブに対する結合部は、回転方向に滑らかな湾曲面とされており、前記羽根の前記シュラウドに対する結合部は、回転方向に滑らかな湾曲面とされていることを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載のターボファン。
- 前記羽根の前記ハブに対する結合部の回転方向への湾曲面の角度(−表示)は、前記羽根の1ピッチ角度θに対して、−0.0154θとされ、前記シュラウドに対する結合部の回転方向への湾曲面の角度(−表示)は、前記羽根の1ピッチ角度θに対して、−0.0461θとされていることを特徴とする請求項9に記載のターボファン。
- 室内空気を吸込んで吹出す送風機と、
前記送風機の吸込み側または吹出し側のいずれかに配置され、前記室内空気を冷却または加熱する熱交換器と、を備え、
前記送風機が、請求項1ないし10のいずれかに記載のターボファンとされていることを特徴とする空気調和機。
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