JP2004011652A

JP2004011652A - ターボファン

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Publication number: JP2004011652A
Application number: JP2003320696A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Higashida; 東田　匡史
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2016-11-22
Also published as: JP3846468B2

Abstract

【課題】　ターボファンに対し、モータの冷却性能を維持しながら空気調和装置全体としての薄型化を可能とする。
【解決手段】　天井吊下げ型の空気調和装置(1) に内装されるターボファン(5) に対し、エンドプレート(21)の中央部分に、エンドプレート(21)の背面側を流れてモータ(25)を冷却する空気を撹拌するリブ(27)を突設する。リブ(27)の内側端をエンドプレート(21)のボス部(24)上に設定する。外側端を、エンドプレート(21)に形成された空気流通孔(30)の中央部に対向した位置に設定する。
【選択図】　図３

Description

　本発明は、ターボファンに係り、特に、該ターボファンの駆動源であるモータの冷却効率の向上対策に関する。

　従来より、天井に設置される空気調和装置が知られている。この種の空気調和装置としては、例えば特許文献１に開示されているような天井面に形成した開口に埋込まれる天井埋込型のものや、天井面に直接設置される天井吊下げ型のものがある。

　一般に、天井埋込型のものは、ケーシング内部にターボファンを備え、このファンの駆動に伴ってケーシング下面から吸込んだ室内空気を熱交換器で温度調整した後、例えばケーシングの４方向から室内に向って吹き出すようにしている。

　この種の空気調和装置におけるターボファンの配設状態について図７を用いて説明する。本図の如く、ターボファン(a) は、装置ケーシングの天板(g) に取付けられたモータ(e) に支持されており、エンドプレート(b) と、シュラウド(c) と、このエンドプレート(b) の下面とシュラウド(c) の上面との間に保持された複数枚のブレード(d) とを備えて成る。エンドプレート(b) は、円形の板材で成り中央部分が下側に膨出され、この膨出部分の上側にモータ(e) の収容空間を形成している。このエンドプレート(b) の中央部分には複数の開口(h,h) が貫通形成されている。シュラウド(c) は、中央部に空気導入開口(c1)を備えた円形の板材で成り、内周側に向うにしたがって下方に湾曲している。このような構成により、ターボファン(a) の内部には、エンドプレート(b) とシュラウド(c) との間に空気通路(f) が形成されている。

　空気調和装置の運転時には、ターボファン(a) の吹出口から吹き出た空気の一部がエンドプレート(b) の上面側に回り込んでモータ(e) を冷却する（図７の矢印Ｄ参照）。その後、この空気はエンドプレート(b) 中央部分の開口(h) を通過して空気通路(f) に回収される。このようにして、モータ(e) の冷却が行われるようになっている。

　一方、天井吊下げ型のものは、ケーシング内部にシロッコファンを備え、このファンの駆動に伴ってケーシング内部に吸込んだ室内空気を上記と同様に熱交換器で温度調整した後、ケーシングの前面から室内に吹き出すようにしている。つまり、天井吊下げ型ではケーシング前面の１方向のみから空調空気を吹き出す形態が一般的であった。
特開平８−７５２４０号公報

　本発明の発明者は、天井吊下げ型の空気調和装置においても複数方向から空調空気の吹出しを可能にすることに関し考察した。その場合、上記天井埋込型のものと同様の構成を採用することが考えられる。

　しかしながら、天井吊下げ型では、装置の高さ寸法がそのまま天井面からの突出寸法となるので、この装置高さが大きい場合には、天井面から下方に大きく突出することになって見映えが悪い。天井埋込型のものでは、装置の大部分が天井裏空間に位置し本来的に室内側への突出寸法は少ないので、装置高さに関しては殆ど考慮されずに設計されているのが現状である。従って、従来の天井埋込型のものをそのまま天井吊下げ型に適用することは見映えの点から実用性に欠ける。このため、天井吊下げ型で複数方向からの空調空気の吹出しを可能とするものの実用化を図るためには、装置全体としての薄型化が必要である。

　この装置の薄型化を図る手段として、ケーシング天板(g) とエンドプレート(b) との間隔寸法（図７の寸法ｔ）を小さく設定する、つまり、ターボファン(a) をケーシング天板(g) に近付けて配置することが考えられる。

　ところが、このような手段を採用した場合には、モータ(e) を冷却するための上記空気の流路面積が小さくなってしまい冷却性能に支障を来し、モータ(e) の故障発生の可能性が高くなってしまう。

　また、天井吊下げ型のものに限らず、天井埋込型のものにあっても薄型化を図ることは、天井裏空間の制約を受けることがなくなる（狭い天井裏空間でも設置可能になる）ので有効である。

　本発明は、これらの点に鑑みてなされたものであって、ターボファンの形状を改良することによりモータの冷却性能を維持しながら装置全体としての薄型化を可能とすることを目的とする。

　上記の目的を達成するために、本発明は、ターボファンの回転に伴ってモータ周囲の空気を撹拌するリブをエンドプレートに設けてモータの冷却効率を向上させ、これにより、ケーシング天板とエンドプレートとの間隔寸法を小さく設定することを可能にした。

　請求項１記載の発明は、図６に示すように、前面同士の間で空気通路(C) を形成するように配置されたエンドプレート(21)とシュラウド(20)との間にブレード(22)を支持して成るターボファンを前提としている。エンドプレート(21)の中央部分をシュラウド(20)側に膨出し、その背面側にモータ収容空間を形成し、この膨出部分の中央部をモータ(25)の駆動軸(25a) に取付けられる取付け部(24)とする。また、この取付け部(24)の周囲に、エンドプレート(21)の背面側を流れてモータ(25)を冷却した空気をエンドプレート(21)の前面側に回収する開口(30,30, …) を形成する。更に、エンドプレート(21)の膨出部分の背面に、エンドプレート(21)の回転に伴ってモータ(25)周囲の空気を撹拌するリブ(27,27, …) を突設した構成としている。

　この特定事項により、ターボファンの回転に伴い、モータ(25)周囲の空気はリブ(27,27, …) により撹拌される。このため、モータ(25)の冷却効率が高くなり、本ターボファンを天井設置型の空気調和装置に内装した場合には、装置ケーシングの天板とエンドプレート(21)との間隔寸法を小さく設定したとしてもモータの冷却性能は良好に維持されることになる。

　請求項２記載の発明は、上記開口(30,30, …) 及びリブ(27,27, …) の構成を具体化したものである。つまり、開口(30,30, …) を、エンドプレート(21)の中心に対して同心円上の複数箇所に形成する。また、リブ(27,27, …) を、エンドプレート周方向に隣接する開口(30,30) 同士の間に位置して、エンドプレート(21)の中心に対して放射状に形成する。更に、リブ(27,27, …) の内側端を取付け部(24)に、外側端を隣接する開口(30)におけるエンドプレート半径方向の略中央部に対向する位置に夫々設定した構成としている。

　この特定事項により、モータ(25)の冷却効率の向上が確実に行えるリブ(27,27, …) の構成が得られる。また、リブ(27,27, …) は、開口(30,30, …) 同士の間に放射状に設けられているので、この開口(30,30, …) へ向って流れる空気を案内するガイドプレートとしての機能も有している。

　請求項３記載の発明は、上記請求項１記載のターボファンを、天井設置型の空気調和装置(1) に内装するものとしている。

　この特定事項により、モータ(25)の冷却性能を維持しながら、装置ケーシングの天板とエンドプレート(21)との間隔寸法を小さく設定でき、装置の薄型化が可能になる。

　以上説明したように、本発明によれば以下に述べるような効果が発揮される。請求項１記載の発明は、ターボファンに対し、エンドプレート(21)の背面にモータ(25)周囲の空気を撹拌するリブ(27,27, …) を突設して、モータ(25)の冷却効率が高くなる構成とした。このため、本ターボファンを天井設置型の空気調和装置に内装した場合には、装置ケーシングの天板とエンドプレート(21)との間隔寸法を小さく設定したとしてもモータ(25)の冷却性能は良好に維持されることになり、装置の薄型化とモータ(25)の冷却性能の確保とを両立できる。

　請求項２記載の発明は、エンドプレート(21)に形成される開口(30,30, …) 及びリブ(27,27, …) の構成を具体化したことにより、上述した請求項１記載の発明に係る効果を発揮するターボファンの実用性を向上できる。また、リブ(27,27, …) は、開口(30,30, …) 同士の間に放射状に設けられているので、この開口(30,30, …) へ向って流れる空気を案内するガイドプレートとしての機能も有することになり、開口(30,30, …) からエンドプレート(21)の前面側への空気の回収が円滑になされ、これによってもモータ(25)の冷却性能を良好にできる。

　請求項３記載の発明では、上記請求項１記載のターボファンを、天井設置型の空気調和装置(1) に内装するものとした。これにより、モータ(25)の冷却性能を維持しながら、装置ケーシングの天板とエンドプレート(21)との間隔寸法を小さく設定でき、装置の薄型化が可能になり、特に、天井吊下げ型の空気調和装置に適用した場合には、天井面からの突出寸法を小さくできるので、設置状態の見映えが良好に得られる。

　次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明を天井吊下げ型の空気調和装置に適用した場合について説明する。

　図１は本形態に係る空気調和装置(1) の斜視図、図２は本空気調和装置(1) の内部構造を示す平面図、図３はその縦断面図である。

　これら図に示すように、本空気調和装置(1) は、天井面(A) に設置され、４辺に水平方向に開口する空気吹出口(2A,2B,2C,2D) を有する箱型のケーシング(3) を備えている。このケーシング(3) の内部には、各空気吹出口(2A,2B,2C,2D) に対向するように環状に構成された熱交換器(4) とケーシング中央部に位置する樹脂製のターボファン(5) とが収容されている。また、各空気吹出口(2A,2B,2C,2D) には、室内への空調空気の風向を調整する水平羽根(6) が水平軸回りに回動自在に設けられている。

　ケーシング(3) の下面には、中央部に空気吸込口(7) を有する吸込グリル(8) が開閉自在に取り付けられている。図３中(9) は吸込空気中の塵埃等を除去するためのエアフィルタである。

　上記熱交換器(4) は、互いに平行に配置された複数本の伝熱管に対して多数の板状フィンを直交状態で取付けて成るクロスフィンタイプであって、冷房運転時には蒸発器として、暖房運転時には凝縮器として機能する。これにより、ターボファン(5) から導出した空気を温度調整する。

　また、熱交換器(4) の下側には該熱交換器(4) で発生したドレン水を回収するためのドレンパン(10)が配設されている。

　上記ケーシング(3) 内の１つの隅角部（図２における右下の隅角部）にはケーシング内部空間に対して仕切板(11)によって区画された配管スペース(12A) が形成されている。この配管スペース(12A) には、冷媒配管(13)、ドレンポンプ(14)、ケーシング(3) を天井裏空間のコンクリート部材に対して吊下げボルトにより吊下げるための吊り金具(15A) 等が配置されている。この配管スペース(12A) は、ケーシング(3) に対して着脱自在なコーナカバー(16A) によって覆われている。また、他の３箇所の隅角部にはケーシング内部空間に対して断熱材(17)によって区画されたスペース(12B,12C,12D) が形成されている。これら各スペース(12B,12C,12D) には吊り金具(15B,15C,15D) が配置されており、夫々はコーナカバー(16B,16C,16D) によって覆われている。これらコーナカバー(16A〜16D)により空気調和装置(1) の外観が良好に確保されている。

　以下、ターボファン(5) について説明する。図４はターボファン(5) の平面図を、図５はターボファンの下面図を、図６は図４におけるＺ−Ｚ線に沿った断面図を夫々示している。本ターボファン(5) は、円形のエンドプレート(21)と、中央部に空気導入開口(20a) を有する円形のシュラウド(20)と、これら両者(20,21) の間に保持されたブレード(22)とを備えている。ブレード(22)は、図４において外周側に向うにしたがって反時計回り方向に傾斜する断面翼型の板材で成る。エンドプレート(21)の中心部分は下側に膨出してハブ部(23)に構成されている。この膨出によりハブ部(23)の上側にモータ(25)の収容空間を形成している。ハブ部(23)の中心部には本発明でいう取付け部としての円柱状のボス部(24)が一体形成されている。このボス部(24)がケーシング(3) 中央部に配置されたモータ(25)の駆動軸(25a) 下端部に直結されている。詳しくは、このボス部(24)は、円筒状のボス本体(24a) の内部に、金属性の第１リング(24b) 、防振ゴム(24c) 、金属製の第２リング(24d) が一体的に嵌め込まれており、この第２リング(24d) の中央部にモータ(25)の駆動軸(25a) を嵌め込むための開口(24e) が形成されている。この開口(24e) にモータ(25)の駆動軸(25a) が嵌め込まれ、下側からナット(N) が螺合されることで、ターボファン(5) が駆動軸(25a) に回転一体に取付けられている（図３参照）。これにより、モータ(25)の駆動に伴ってターボファン(5) 全体が回転（図４における時計回り方向に回転）し、ターボファン(5) の下側から吸込んだ空気を径方向外側に吹出すようになっている。

　また、このターボファン(5) の下側には、該ターボファン(5) へ室内空気を案内するためのベルマウス(26)が配設されている。このベルマウス(26)は、中央部にシュラウド(20)の開口(20a) よりも僅かに小さい開口(26a) を有している。この開口(26a) の縁部は、断面円弧状に形成されており、ターボファン(5) に対し空気を円滑に流すようになっている。

　また、ハブ部(23)には、長孔で成る開口(30,30, …) がボス部(24)を中心とした同心円上の８箇所に形成されている。この開口(30,30, …) は、ターボファン(5) 外周部から吹出た空気の一部がエンドプレート(21)の裏側に回り込んでモータ(25)の周囲に導入してモータ(25)から熱を奪った際に、この空気を再びハブ部(23)の下側に排出させるためのものである（図３の矢印Ｂ参照）。つまり、この空気の回り込みによりモータ(25)が冷却される構成である。

　本形態の特徴とする構成として、ハブ部(23)の上面には複数の樹脂製リブ(27,27, …) が突設されている。これらリブ(27,27, …) は、ボス部(24)を中心として放射状に配置されている。具体的には、開口(30,30, …) 同士の間の８箇所に形成されており、内側端がボス部(24)の上面に位置し、外側端が開口(30)の長手方向の略中央部分に対向して位置している。このような形状のリブ(27,27, …) が設けられていることにより、ターボファン(5) のハブ部(23)の強度が確保されているばかりでなく、ターボファン(5) の回転時には、このリブ(27,27, …) の回転によりモータ(25)周辺部を流れる空気が撹拌され、モータ(25)の冷却効率の向上を図ることができるようになっている。更に、このリブ(27,27, …) は、開口(30,30, …) 同士の間に放射状に設けられているので、この開口(30,30, …) へ向って流れる空気を案内するガイドプレートとしての機能も合せ持っている。

　また、ターボファン(5) は、図３及び図６に示すように、シュラウド(20)の下端がボス部(24)の下端よりも上側に位置している。具体的には、シュラウド(20)の下端よりも、ハブ部(23)の下端部及びボス部(24)が下側に突出した形状となっている。従って、エンドプレート(21)の上端からシュラウド(20)の下端までの寸法は、エンドプレート(21)の上端からボス部(24)下端までの寸法以下に設定されている。これにより、ターボファン(5) の高さ寸法を必要最小限に抑えることができる構成となっている。

　以上説明したように、本形態では、ハブ部(23)の上面に複数のリブ(27,27, …) を突設し、運転時のモータ(25)の冷却効率を高く設定している。このため、ケーシング(3) の天板とエンドプレート(21)との間隔寸法を小さく設定したとしてもモータ(25)の冷却性能は良好に維持されることになる。従って、モータ(25)の故障発生の懸念を回避しながら空気調和装置全体としての薄型化が可能になり、天井面(A) に設置した場合における該天井面(A) からの突出寸法を比較的小さくすることができて見映えを良好に得ることができる。この結果、天井吊下げ型で複数方向からの空調空気の吹出しを可能とする空気調和装置(1) の実用性の向上を図ることができる。

　また、本形態の構成を天井埋込型のものに適用した場合にも装置全体の薄型化を図ることができるので、天井裏空間の制約を受けることがなくなり、狭い天井裏空間に対しても設置することが可能となる。

　尚、本形態では、エンドプレート(21)に形成される開口(30,30, …) 及びリブ(27,27, …) を、エンドプレート(21)の周方向に亘って、交互に８箇所に形成するようにしたが、本発明では、この形成位置及びその個数は任意に設定可能である。

実施形態に係る天井吊下げ型空気調和装置の斜視図である。空気調和装置の内部構造を示す平面図である。空気調和装置の縦断面図である。ターボファンの平面図である。ターボファンの下面図である。図４におけるＺ−Ｚ線に沿った断面図である。従来のターボファンの設置状態を示す断面図である。

符号の説明

　(1) 空気調和装置
　(5) ターボファン
　(20)　　　　シュラウド
　(21)　　　　エンドプレート
　(22)　　　　ブレード
　(24)　　　　ボス部（取付け部）
　(25)　　　　モータ
　(25a) 駆動軸
　(27)　　　　リブ
　(30)　　　　開口
　(A) 天井面
　(C) 空気通路

Claims

　前面同士の間で空気通路(C) を形成するように配置されたエンドプレート(21)とシュラウド(20)との間にブレード(22)を支持して成るターボファンにおいて、
　上記エンドプレート(21)の中央部分がシュラウド(20)側に膨出し、その背面側にモータ収容空間が形成され、この膨出部分の中央部がモータ(25)の駆動軸(25a) に取付けられる取付け部(24)となっている一方、
　この取付け部(24)の周囲には、エンドプレート(21)の背面側を流れてモータ(25)を冷却した空気をエンドプレート(21)の前面側に回収する開口(30,30, …) が形成されており、
　上記エンドプレート(21)の膨出部分の背面には、エンドプレート(21)の回転に伴ってモータ(25)周囲の空気を撹拌するリブ(27,27, …) が突設されている
ことを特徴とするターボファン。
　請求項１記載のターボファンにおいて、
　モータ(25)を冷却した空気を回収する開口(30,30, …) は、エンドプレート(21)の中心に対して同心円上の複数箇所に形成されており、
　リブ(27,27, …) は、エンドプレート周方向に隣接する開口(30,30) 同士の間に位置して、エンドプレート(21)の中心に対して放射状に形成されており、
　該リブ(27,27, …) の内側端は取付け部(24)に、外側端は隣接する開口(30)におけるエンドプレート半径方向の略中央部に対向する位置に夫々設定されている
ことを特徴とするターボファン。
　請求項１記載のターボファンにおいて、
　室内の天井面(A) に設置される天井設置型の空気調和装置(1) に内装されている
ことを特徴とするターボファン。