JP2007154685A - ターボファンおよびそれを用いた空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 より均一な風速分布を得ることにより、低騒音化を実現し、且つ送風能力を増大できるようにしたターボファンおよびそれを用いた空気調和機を提供する。
【解決手段】 回転軸が固定されるハブ２と、同ハブ２に対向配置されるシュラウド３と、前記ハブ２および前記シュラウド３間の流路を二以上に区画する仕切板５と、前記ハブ２および前記仕切板５間と前記シュラウド３および前記仕切板５間とに夫々配置される複数のブレード４とを備えてなるターボファン６において、前記ハブ２の端縁から前記仕切板５の入口側端縁5aまでの高さが、前記シュラウド３の入口側端縁3aまでの高さよりも低くなるように構成する。また、このターボファン６の回転数をあげることなく、騒音が大きくならないように抑え、熱交換器ｄに向けた送風量を増大し、同熱交換器ｄの容量を増大させることによって熱交換能力が高められた空気調和機になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ターボファンおよびそれを用いた空気調和機に係わり、より詳細には、均一な風速分布を得ることにより、低騒音化を実現し、且つ送風能力を増大できるようにした構造に関する。

入口および出口における空気の風速分布をより均一なものにし、送風能力の増大および騒音の低減を図れるようにした従来の羽根車および遠心送風機（ターボファン）として、羽根車の入口から出口にかけて側板（シュラウド）と主板（ハブ）とに挟まれた流路を二以上に分割する仕切り板を、側板と略平行に設け、仕切り板は、一端が入口を同心円状に分割し、他端が出口を上下方向に分割した構成でなるものが開示されていた（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、上述した遠心送風機（ターボファン）においては、例えば、入口側にベルマウスが設けられているような場合、分割された前記流路に対し、前記仕切り板の内側と外側とで空気流が平行になりにくいことから、均一な風速分布を得られないという問題点を有しており、また、とくに前記仕切り板の内側の出口近傍において、同仕切り板から空気が剥離するような流れになって、均一な風速分布による充分な送風性能が得られないという問題点を有していた。

特開２００１−８２３８４号公報

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、均一な風速分布を得ることにより、低騒音化を実現し、且つ送風能力を増大できるようにしたターボファンおよびそれを用いた空気調和機を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明は以下に示す特徴を備えている。
回転軸が固定されるハブと、同ハブに対向配置されるシュラウドと、前記ハブおよび前記シュラウド間の流路を二以上に区画する仕切板と、前記ハブおよび前記仕切板間と前記シュラウドおよび前記仕切板間とに夫々配置される複数のブレードとを備えてなるターボファンにおいて、
前記ハブの端縁から前記仕切板の入口側端縁までの高さが、前記シュラウドの入口側端縁までの高さよりも低くなるように構成されてなることを特徴としている。

前記構成でなるターボファンが空気調和機に用いられてなることを特徴としている。

また、回転軸が固定されるハブと、同ハブに対向配置されるシュラウドと、前記ハブおよび前記シュラウド間の流路を二以上に区画する仕切板と、前記ハブおよび前記仕切板間と前記シュラウドおよび前記仕切板間とに夫々配置される複数のブレードとを備えてなるターボファンにおいて、
前記仕切板は、その入口側端縁近傍が湾曲しない助走区間領域として形成されるとともに、同助走区間領域を超えた出口側端縁までが曲面状に形成されてなることを特徴としている。

前記構成でなるターボファンが空気調和機に用いられてなることを特徴としている。

また、回転軸が固定されるハブと、同ハブに対向配置されるシュラウドと、前記ハブおよび前記シュラウド間の流路を二以上に区画する仕切板と、前記ハブおよび前記仕切板間と前記シュラウドおよび前記仕切板間とに夫々配置される複数のブレードとを備えてなるターボファンにおいて、
前記仕切板は、出口側端縁までが曲面状に形成され、且つ同出口側端縁までの曲率半径が順次大きくなるように形成されてなることを特徴としている。

更に、前記構成でなるターボファンが空気調和機に用いられてなることを特徴としている。

本発明によれば、ハブの端縁から仕切板の入口側端縁までの高さが、ハブの端縁からシュラウドの入口側端縁までの高さよりも低くなるように構成し、且つ同入口側端縁近傍を湾曲しない助走区間領域として形成するとともに、同助走区間領域を超えた出口側端縁までを曲面状に形成したので、より均一な風速分布を得ることができるようになって、低騒音化を実現し、且つ送風能力を増大できるようにしたターボファンおよびそれを用いた空気調和機を提供できる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明によるターボファンの説明図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図であり、図２は本発明によるターボファンが用いられた天井埋込型の空気調和機を示す断面図である。
図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すターボファンは、上部が吸い込まれる空気の入口側となる姿勢で示されており、このターボファンが天井埋込型の空気調和機に用いられる場合には、図２に示すように、同ターボファンは上下が反転した姿勢になる。

本発明によるターボファン６は、実施例１として図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、回転軸１が固定されるハブ２と、同ハブ２に対向配置されるシュラウド３と、前記ハブ２および前記シュラウド３間の流路を二以上に区画する仕切板５と、前記ハブ２および前記仕切板５間と、前記シュラウド３および前記仕切板５間とに夫々放射状に配置される複数のブレード４とを備えてなる構成であって、合成樹脂製により金型成形されるようになっている。

前記仕切板５の空気の入口側となる入口側端縁5aは、図１（Ｂ）に示す段部９のように、前記ハブ２の端縁2aから前記仕切板５の入口側端縁5aまでの高さが、前記ハブ２の端縁2aから前記シュラウド３の入口側端縁3aまでの高さよりも低くなるように構成されてなることを特徴としており、これによって、前記仕切板５の入口側端縁5aによる分流のポイントが前記シュラウド３の入口側端縁3aよりも風下側に位置するようになり、前記ターボファン６に流入する風は、前記シュラウド３の入口側端縁3aおよび前記仕切板５の入口側端縁5aにおいて、同仕切板５で分割された夫々の流路に対し円滑に分流され、且つ互いに平行に進入することになって均一な風速分布を得ることができるようになる。

前記シュラウド３は、図１（Ｂ）に示すように、その入口側端縁3a近傍が湾曲しない助走区間領域７として形成されるとともに、同助走区間領域７を超えた出口側端縁3bまでを曲面状に形成しており、前記助走区間領域７の長さは、前記入口側端縁3aから前記出口側端縁3bまでの長さに対する５％〜１０％程度の長さに設定している。

また同様に、前記仕切板５は、図１（Ｂ）に示すように、その入口側端縁5a近傍が湾曲しない助走区間領域８として形成されるとともに、同助走区間領域８を超えた出口側端縁5bまでを曲面状に形成しており、前記助走区間領域８の長さは、前記入口側端縁5aから前記出口側端縁5bまでの長さに対する５％〜１０％程度の長さに設定している。

これらによって、前記ターボファン６に流入する風は、前記助走区間領域７および前記助走区間領域８に向けて互いに平行に進入させることができて風速分布を均一化できるようになり、また、曲面状に形成された前記ハブ２、前記仕切板５および前記シュラウド３に沿わせるように、前記出口側端縁5bおよび前記出口側端縁3bに向けた遠心方向に効率よく送出されるようになっている。

また、曲面状に形成した前記仕切板５は、前記助走区間領域７を超えた前記出口側端縁5bまでの曲率半径が順次大きくなるように形成されたことを特徴としている。

前記仕切板５を曲面状に形成した曲率半径について、図１（Ｂ）に基づいて、前記シュラウド３の断面形状を基準にして説明すると次のようになっている。

前記シュラウド３の入口側端縁3aと前記仕切板５の入口側端縁5aとの間隔ａに対し、前記シュラウド３の入口側端縁3aと出口側端縁3bとの中間位置と、前記仕切板５の入口側端縁5aと出口側端縁5bとの中間位置での間隔ｂが大きくなるように構成され、また、同間隔ｂに対し、前記シュラウド３の出口側端縁3bと前記仕切板５の出口側端縁5bとの間隔ｃが同等かもしくは大きくなるように構成されることによって、前記助走区間領域７を超えた前記出口側端縁5bまでの曲率半径が順次大きくなるように形成されている。

これによって、前記助走区間領域７に進入した空気流は、コアンダ効果によって前記仕切板５の表面に沿うように（吸い寄せられつつ）流通することになり、同仕切板５の表面から剥離して風速分布を不均一にしてしまうというおそれがなくなる。

以上の構成により、前記ターボファン６に流入する風は、図１（Ｂ）に示す矢印Ａのように、前記シュラウド３の入口側端縁3aおよび前記仕切板５の入口側端縁5aにおいて、上述した引用文献に添付された図２に複数の矢印で示した流入の分布よりも、前記仕切板５で分割された夫々の流路に平行であって、且つ均一な風速分布となるように分流されることになる。

また、前記ターボファン６から流出する風は、図１（Ｂ）に示す矢印Ｂのように、前記シュラウド３の出口側端縁3b、前記仕切板５の出口側端縁5bおよび前記ハブ２の端縁2aにおいて、上述した引用文献に添付された図２に複数の矢印で示した流出の分布よりも、前記仕切板５で分割された夫々の流路から、より均等に流出されるようになって均一な風速分布を得ることが期待できる。

上記構成でなるターボファン６が、図２に示すような天井埋込型の空気調和機ａに用いられて被空調室に設置されることにより、より均一な風速分布を得ることによって低騒音化を実現し、且つ送風能力を増大できるようにすることで、熱交換能力を高めて更に快適な空気調和を実現できるようにした構成について説明する。

前記空気調和機ａは、図２に示すように、吸込口ｂと吹出口ｃとを結ぶ空気通路に、熱交換器ｄと、駆動モータｅによって駆動される前記ターボファン６とを設け、前記吸込口ｂから吸い込まれた空気を前記熱交換器ｄで熱交換したのち、前記ターボファン６により前記吹出口ｃから被空調室に吹き出して快適な空気調和を行えるようになっている。

前記吸込口ｂの内側には、同吸込口ｂから吸い込まれた空気を前記ターボファン６に効率よく導くためのベルマウスｆが設けられている。

前記ベルマウスｆは、同ベルマウスｆの先端縁ｇが前記シュラウド３の入口側端縁3aの内側であって風下側（前記ハブ２寄り）に位置するとともに、前記仕切板５の入口側端縁5aの外側であって風上側（前記吸込口ｂ寄り）に位置するように構成されている。

これによって、前記吸込口ｂから吸い込まれた空気は、前記ベルマウスｆによって前記ターボファン６に効率よく流入するようになり、且つ流入時には、上述したとおり、上記引用文献に添付された図２に複数の矢印で示した流入の分布と較べて、前記仕切板５で分割された夫々の流路に対し平行に、且つ均一な風速分布になるように分流されることになる。

また、これに伴って前記ターボファン６から流出する風は、上記引用文献に添付された図２に複数の矢印で示した流出の分布と較べて、上述したコアンダ効果によって、前記仕切板５から剥離するような流れになることなく、同仕切板５で分割された夫々の流路から更に均一な風速分布により流出されるようになって送風性能を高めることができるようになる。

そのため、前記ターボファン６の回転数をあげることなく前記熱交換器ｄに向けた送風量を増大できることから、同熱交換器ｄの容量を増大させることによって熱交換能力が高められた高性能な空気調和機を提供できるようになる。

また、前記ターボファン６から流出する風が、前記仕切板５から剥離するような流れになることなく均一な風速分布によって流出されることから、とくに、前記熱交換器ｄを通過するときの騒音が大きくならないように抑えることができる。

すなわち、前記ターボファン６およびこれを駆動する前記駆動モータｅの大型化をはかることなく、前記熱交換器ｄの容量のみ変化させることによって熱交換能力を変化させることができるようになり、また、騒音の発生を防ぐことができるようになるので、空気調和機を大型化を抑えて高性能化をはかることが可能になり、また、性能の異なる空気調和機の商品群をラインアップする上でも有利な構成になる。

本発明によるターボファンの説明図で、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。 本発明によるターボファンが用いられた天井埋込型の空気調和機を示す断面図である。

符号の説明

１ 回転軸
２ ハブ
2a 端縁
３ シュラウド
3a 入口側端縁
3b 出口側端縁
４ ブレード
５ 仕切板
5a 入口側端縁
5b 出口側端縁
６ ターボファン
７、８ 助走区間領域
９ 段部
ａ 空気調和機
ｂ 吸込口
ｃ 吹出口
ｄ 熱交換器
ｅ 駆動モータ
ｆ ベルマウス
ｇ 先端縁

Claims (6)

1. 回転軸が固定されるハブと、同ハブに対向配置されるシュラウドと、前記ハブおよび前記シュラウド間の流路を二以上に区画する仕切板と、前記ハブおよび前記仕切板間と前記シュラウドおよび前記仕切板間とに夫々配置される複数のブレードとを備えてなるターボファンにおいて、
   前記ハブの端縁から前記仕切板の入口側端縁までの高さが、前記シュラウドの入口側端縁までの高さよりも低くなるように構成されてなることを特徴とするターボファン。
2. 請求項１に記載のターボファンが用いられてなることを特徴とする空気調和機。
3. 回転軸が固定されるハブと、同ハブに対向配置されるシュラウドと、前記ハブおよび前記シュラウド間の流路を二以上に区画する仕切板と、前記ハブおよび前記仕切板間と前記シュラウドおよび前記仕切板間とに夫々配置される複数のブレードとを備えてなるターボファンにおいて、
   前記仕切板は、その入口側端縁近傍が湾曲しない助走区間領域として形成されるとともに、同助走区間領域を超えた出口側端縁までが曲面状に形成されてなることを特徴とするターボファン。
4. 請求項３に記載のターボファンが用いられてなることを特徴とする空気調和機。
5. 回転軸が固定されるハブと、同ハブに対向配置されるシュラウドと、前記ハブおよび前記シュラウド間の流路を二以上に区画する仕切板と、前記ハブおよび前記仕切板間と前記シュラウドおよび前記仕切板間とに夫々配置される複数のブレードとを備えてなるターボファンにおいて、
   前記仕切板は、出口側端縁までが曲面状に形成され、且つ同出口側端縁までの曲率半径が順次大きくなるように形成されてなることを特徴とするターボファン。
6. 請求項５に記載のターボファンが用いられてなることを特徴とする空気調和機。

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