JP2018053791A - ターボファン - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動時の羽根部材内への空気の流入や、乱流の発生を抑え、騒音が軽減されたターボファンを提供することを目的とする。
【解決手段】主板と、シュラウドと、複数の羽根部材とを備えたターボファンであって、前記羽根部材は、一方の面を形成する第一の部材と、他方の面を形成する第二の部材とを接合して構成され、前記第一の部材及び、前記第二の部材のいずれか一方の内面には、第一の部材と、第二の部材の接合部分の近傍にリブが設けられている。
【選択図】図8
【解決手段】主板と、シュラウドと、複数の羽根部材とを備えたターボファンであって、前記羽根部材は、一方の面を形成する第一の部材と、他方の面を形成する第二の部材とを接合して構成され、前記第一の部材及び、前記第二の部材のいずれか一方の内面には、第一の部材と、第二の部材の接合部分の近傍にリブが設けられている。
【選択図】図8
Description
本発明は、ターボファンに係り、特に、中空の構造を有する羽根部材が発する騒音を軽減するターボファンに関する。
従来から、空気調和機の室内ユニットなどに搭載される、主板と、シュラウドと、複数の羽根部材と、から構成されたターボファンが知られている。
この様なターボファンが有する羽根部材において、軽量化、及び生産性の向上のため、負圧側に位置する樹脂製部材と、正圧側に位置する樹脂製部材と、を係合させることによって作成される、中空の羽根部材が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。この様に形成された羽根部材において、負圧側部材の周縁と、正圧側部材の周縁とが接合することによって、境界部が形成される。
この様なターボファンが有する羽根部材において、軽量化、及び生産性の向上のため、負圧側に位置する樹脂製部材と、正圧側に位置する樹脂製部材と、を係合させることによって作成される、中空の羽根部材が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。この様に形成された羽根部材において、負圧側部材の周縁と、正圧側部材の周縁とが接合することによって、境界部が形成される。
上記の様に形成された羽根部材において、ターボファンの回転方向側に位置する境界部が羽根部材の負圧面側、もしくは正圧面側のどちらかに偏って設けられている場合がある。この場合、ターボファンの作動に伴って、微小流となった空気が境界部から羽根部材の内部へと入り込んだり、境界部と接触した空気が乱流を生じたりすることによって、騒音を発生させるという問題があった。
そこで本発明は、動作時において、羽根部材内部への空気の流入を弱め、騒音を軽減することのできるターボファンを提供することを目的とする。
前記目的を達成するために本発明は、主板と、シュラウドと、複数の羽根部材とを備えたターボファンであって、前記羽根部材は、一方の面を形成する第一の部材と、他方の面を形成する第二の部材とを接合して構成され、前記第一の部材及び、前記第二の部材のいずれか一方の内面には、第一の部材と、第二の部材の接合部分の近傍にリブが設けられていることを特徴とする。
これによれば、ターボファンを駆動した場合に、前縁境界部から空気が羽根部材の内部に流入したとしても、リブが障壁となり、流入した空気の流れを弱める。
本発明によれば、リブによって駆動時の羽根部材内に流入する空気の流れを弱めることができるので、騒音を軽減するという効果を奏する。
第一の発明は、主板と、シュラウドと、複数の羽根部材とを備えたターボファンであって、羽根部材は、一方の面を形成する第一の部材と、他方の面を形成する第二の部材とを接合して構成され、第一の部材及び、第二の部材のいずれか一方の内面には、第一の部材と、第二の部材との接合部分の近傍にリブが設けられていることを特徴とするターボファンである。
これによって、ターボファンを駆動した場合に、前縁境界部から空気が羽根部材の内部に流入したとしても、リブが障壁となり、流入した空気の流れを弱める。その結果、ターボファンの駆動に伴い、内部に流入する空気による騒音を軽減することができる。
これによって、ターボファンを駆動した場合に、前縁境界部から空気が羽根部材の内部に流入したとしても、リブが障壁となり、流入した空気の流れを弱める。その結果、ターボファンの駆動に伴い、内部に流入する空気による騒音を軽減することができる。
第二の発明は、羽根部材は、第一の部材と、第二の部材との接合部分の内、羽根部材の前縁に対応する部分は、接合部分の境界が頂点に位置していることを特徴とするターボファンである。
これによって、接合部分の境界は、ターボファンの作動時に発生する気流において、よどみ点に相当する位置に設けられていることになる。よどみ点においては、空気の速度がゼロとなるため、接合部分から羽根部材の内部への空気の流入が弱められ、同時に、接合部分における乱流の発生を軽減することができる。
これによって、接合部分の境界は、ターボファンの作動時に発生する気流において、よどみ点に相当する位置に設けられていることになる。よどみ点においては、空気の速度がゼロとなるため、接合部分から羽根部材の内部への空気の流入が弱められ、同時に、接合部分における乱流の発生を軽減することができる。
第三の発明は、リブは、その先端が前記第一の部材と、前記第二の部材との接合部分より、他方の部材側に突出し、且つ他方の部材に当接しないように形成されていることを特徴とするターボファンである。
これによって、リブは、他方の部材との間に間隙が設けられることになる。その結果、ターボファンを駆動した場合に、前縁境界部から空気が羽根部材の内部に流入したとしても、空気の流れは、リブと、他方の部材との間の間隙を通る際に弱められ、内部に流入する空気による騒音を軽減することができる。
これによって、リブは、他方の部材との間に間隙が設けられることになる。その結果、ターボファンを駆動した場合に、前縁境界部から空気が羽根部材の内部に流入したとしても、空気の流れは、リブと、他方の部材との間の間隙を通る際に弱められ、内部に流入する空気による騒音を軽減することができる。
第四の発明は、リブが設けられている部材の他方の部材の内面には、第一の部材と、第二の部材との接合部分と、リブとの間に、先端が第一の部材と、第二の部材との接合部分より他方の部材側に突出し、且つ他方の部材に当接しない突出部が設けられており、突出部は、リブ及び接合部分とは当接しないように形成されていることを特徴とするターボファンである。
これによって、突出部、及びリブにより、羽根部材の前縁側内部において、曲折した空気流路が形成され、この空気流路を空気が通る際に、流れが弱められる。その結果、新たなシール材等を導入することなく、羽根部材の内部への空気の流入による騒音を低減させることができる。
これによって、突出部、及びリブにより、羽根部材の前縁側内部において、曲折した空気流路が形成され、この空気流路を空気が通る際に、流れが弱められる。その結果、新たなシール材等を導入することなく、羽根部材の内部への空気の流入による騒音を低減させることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明に係るターボファン23を適用した天井埋込型空気調和機の実施形態を示す縦断面図である。図2は、天井埋込型空気調和機の斜視図である。
図1は、本発明に係るターボファン23を適用した天井埋込型空気調和機の実施形態を示す縦断面図である。図2は、天井埋込型空気調和機の斜視図である。
本実施形態においては、図1に示すように、室内ユニット10は、建屋の天井11とこの天井11の下方に設置された天井板12との間の天井空間13に設置されるものである。
この室内ユニット10は、図1に示すように、下面が開放された箱型に形成された空気調和機本体14を備えており、空気調和機本体14の外側角部には、吊り用金具18が取り付けられている。空気調和機本体14は、吊り用金具18に連結された吊りボルト15で天井11から吊り下げられた状態で設置される。この空気調和機本体14の内側には、発泡スチロール製の断熱部材16が、空気調和機本体14の側板17の内面に接した状態で配置され、側板17における結露を防止している。
この室内ユニット10は、図1に示すように、下面が開放された箱型に形成された空気調和機本体14を備えており、空気調和機本体14の外側角部には、吊り用金具18が取り付けられている。空気調和機本体14は、吊り用金具18に連結された吊りボルト15で天井11から吊り下げられた状態で設置される。この空気調和機本体14の内側には、発泡スチロール製の断熱部材16が、空気調和機本体14の側板17の内面に接した状態で配置され、側板17における結露を防止している。
空気調和機本体14の上板の下面には、ファンモータ21が取り付けられており、このファンモータ21には、ファンモータ21の駆動により回転駆動される回転シャフト22が下方に延在するように設けられている。この回転シャフト22の下端部分には、ターボファン23が取り付けられており、このファンモータ21とターボファン23とで送風装置20を構成している。
ターボファン23は、環状の板状に形成された主板24を備えている。主板24の中心部分には、下方に延出する逆円錐台形状のモータ収容部25が形成されている。
モータ収容部25には、ファンモータ21が収容されており、ファンモータ21の回転シャフト22は、下方に延在しモータ収容部25の底面に連結されている。そして、ファンモータ21を回転駆動させることにより、回転シャフト22を介してターボファン23を回転動作させるように構成されている。
モータ収容部25には、ファンモータ21が収容されており、ファンモータ21の回転シャフト22は、下方に延在しモータ収容部25の底面に連結されている。そして、ファンモータ21を回転駆動させることにより、回転シャフト22を介してターボファン23を回転動作させるように構成されている。
主板24の下方には、シュラウド26が設けられており、シュラウド26は、周面が弧状に形成された環状に形成されている。主板24とシュラウド26の内周面との間には、周方向に所定間隔をもって配置される複数の羽根部材27が一体に形成されている。
シュラウド26の下方には、オリフィス28が配置されており、オリフィス28は、周面が弧状に形成された環状に形成されている。
シュラウド26の下方には、オリフィス28が配置されており、オリフィス28は、周面が弧状に形成された環状に形成されている。
この送風装置20と断熱部材16との間には、送風装置20の側方を取り囲むように、平面視でほぼ四角形状に曲折形成された熱交換器30が配置されている。
熱交換器30は、冷房運転時には、冷媒の蒸発器として機能し、暖房運転時、冷媒の凝縮器として機能する熱交換器30である。熱交換器30は、空気調和機本体14の内部に吸い込まれる室内の空気と冷媒との熱交換を行って、冷房運転時には、空調室内の空気を冷却し、暖房運転時には、室内の空気を加熱することができるように構成されている。
熱交換器30は、冷房運転時には、冷媒の蒸発器として機能し、暖房運転時、冷媒の凝縮器として機能する熱交換器30である。熱交換器30は、空気調和機本体14の内部に吸い込まれる室内の空気と冷媒との熱交換を行って、冷房運転時には、空調室内の空気を冷却し、暖房運転時には、室内の空気を加熱することができるように構成されている。
また、熱交換器30の下側には、熱交換器30の下面に対応するようにドレンパン31が配置されている。このドレンパン31は、熱交換器30で発生するドレン水を受けるためのものである。また、ドレンパン31の中央部分には、送風装置20の吸い込み口32が形成されている。
また、空気調和機本体14の下面には、図1および図2に示すように、空気調和機本体14の下側開口を覆うように、ほぼ四角形状の化粧パネル33が取り付けられている。
化粧パネル33の中央部分には、ドレンパン31の吸い込み口32に連通する吸い込み口34が形成されており、化粧パネル33の吸い込み口34部分には、吸い込み口34を覆う吸い込みグリル35が着脱可能に取り付けられている。吸い込みグリル35の空気調和機本体14側には、空気中の塵などを除去するためのフィルタ36が設けられている。
化粧パネル33の中央部分には、ドレンパン31の吸い込み口32に連通する吸い込み口34が形成されており、化粧パネル33の吸い込み口34部分には、吸い込み口34を覆う吸い込みグリル35が着脱可能に取り付けられている。吸い込みグリル35の空気調和機本体14側には、空気中の塵などを除去するためのフィルタ36が設けられている。
化粧パネル33の吸い込み口34の外側であって化粧パネル33の各辺に沿った位置には、空調後の空気を室内に送る吹出口37がそれぞれ形成されている。各吹出口37には、風向を変更するフラップ38がそれぞれ設けられている。そして、ファンモータ21により回転シャフト22を回転駆動させてターボファン23を回転させることにより、室内の空気は、吸い込み口32,34から吸い込まれる。吸い込まれた空気は、フィルタ36を通過した後に熱交換器30を通過して熱交換され、吹出口37から空調後の空気が室内に送られるように構成されている。
次に、ターボファンについてさらに詳細に説明する。
図3は、ターボファン23の底面図である。図4はターボファン23の斜視図である。図5は、ターボファン23の分解斜視図である。図6は、羽根部材27を負圧側から見た側面図である。図7は、羽根部材27を負圧側から見た分解斜視図である。図8は、図6のA−A線断面図である。図9は、図6のB−B線断面図である。
図3は、ターボファン23の底面図である。図4はターボファン23の斜視図である。図5は、ターボファン23の分解斜視図である。図6は、羽根部材27を負圧側から見た側面図である。図7は、羽根部材27を負圧側から見た分解斜視図である。図8は、図6のA−A線断面図である。図9は、図6のB−B線断面図である。
ターボファン23は、主板24と、シュラウド26と、複数の羽根部材27とから形成されており、これらをそれぞれ別個に製造した後、組立を行い、ターボファン23を形成するようになっている。
本実施形態において、羽根部材27は、図5に示すように、正圧側に位置する正圧側羽根部材40(第一の部材)と、負圧側に位置する負圧側羽根部材41(第二の部材)と、を備えている。ここで、正圧側とは、ターボファンの外周側の意であり、負圧側とは、正圧側の反対、すなわち、ターボファンの内周側の意である。
正圧側羽根部材40は、正圧側の面を構成する羽根本体42と、底板43と、を備えており、底板43には、取り付け用孔44が形成されている。正圧側羽根部材40の下端部には、底板43の形成側と反対側に延在するフランジ部45が形成されている。正圧側羽根部材40の上部には、図6に示すように、異なる高さに形成された段状の溶着支持部46が形成されている。溶着支持部46の各段の上面は、平坦面とされており、これら各溶着支持部46には、シュラウド26が有する溶着用孔71に挿通される、溶着用ピン47が突設されている。
溶着支持部46の外面形状は、シュラウド26の有する溶着用係合部70の内面形状とほぼ同様に形成されており、羽根部材27の溶着支持部46を溶着用係合部70に係合させた状態で、羽根部材27と、シュラウド26とを安定して支持することができる。
正圧側羽根部材40は、正圧側の面を構成する羽根本体42と、底板43と、を備えており、底板43には、取り付け用孔44が形成されている。正圧側羽根部材40の下端部には、底板43の形成側と反対側に延在するフランジ部45が形成されている。正圧側羽根部材40の上部には、図6に示すように、異なる高さに形成された段状の溶着支持部46が形成されている。溶着支持部46の各段の上面は、平坦面とされており、これら各溶着支持部46には、シュラウド26が有する溶着用孔71に挿通される、溶着用ピン47が突設されている。
溶着支持部46の外面形状は、シュラウド26の有する溶着用係合部70の内面形状とほぼ同様に形成されており、羽根部材27の溶着支持部46を溶着用係合部70に係合させた状態で、羽根部材27と、シュラウド26とを安定して支持することができる。
正圧側羽根部材40は、図8及び図9に示すように、ターボファン23の回転方向側であって、底板43の前端から溶着支持部46の前端に至る範囲に位置する端部(以下、前縁という。)の周縁に負圧側に対向する正圧側接合面82が形成されている。
正圧側接合面82より羽根部材27の回転軸方向とは反対側(外側)の端部(以下、後縁という。)側には、負圧側に向かって突出している突出部83が形成されている。この突出部83の後縁側には、図7に示すように、前縁に沿って複数の正圧側凸部84が所定間隔をもって形成されている。
正圧側羽根部材40の羽根本体42の内面には、複数の係合凹部49が形成されている(本実施形態においては4個)。正圧側羽根部材40の底板43には、係合スリット50が形成されている。
正圧側接合面82より羽根部材27の回転軸方向とは反対側(外側)の端部(以下、後縁という。)側には、負圧側に向かって突出している突出部83が形成されている。この突出部83の後縁側には、図7に示すように、前縁に沿って複数の正圧側凸部84が所定間隔をもって形成されている。
正圧側羽根部材40の羽根本体42の内面には、複数の係合凹部49が形成されている(本実施形態においては4個)。正圧側羽根部材40の底板43には、係合スリット50が形成されている。
また、負圧側羽根部材41は、負圧側の面を構成する羽根本体48を備えている。
負圧側羽根部材41の前縁には、図8及び図9に示すように、正圧側羽根部材40の正圧側接合面に対向する負圧側接合面85が形成されている。
負圧側羽根部材41の負圧側接合面85よりも後縁側には、前縁に沿って延在するリブ86が形成されている。このリブ86の先端は、正圧側に向かって負圧側接合面85より正圧側に向けて突出して正圧側羽根部材の内面に近接する位置まで延在するように形成されている。
このリブの正圧側凸部に対応する位置には、切欠き部87が形成されている。
さらに、この切欠き部87の内側であって正圧側凸部に対応する位置には、複数の負圧側凸部88が形成されている。正圧側羽根部材と、負圧側羽根部材とを接合した場合に、正圧側凸部は、負圧側凸部に対向して配置されるとともに、切欠き部に係合されるように構成されている。
負圧側羽根部材41の羽根本体48の内面には、複数の係合凹部49が係合される係合ピン(図示せず)が形成されている(本実施形態においては、4個)。
負圧側羽根部材41の下端部には係合スリット50に係合する係合突起(図示せず)が形成されている。
負圧側羽根部材41の前縁には、図8及び図9に示すように、正圧側羽根部材40の正圧側接合面に対向する負圧側接合面85が形成されている。
負圧側羽根部材41の負圧側接合面85よりも後縁側には、前縁に沿って延在するリブ86が形成されている。このリブ86の先端は、正圧側に向かって負圧側接合面85より正圧側に向けて突出して正圧側羽根部材の内面に近接する位置まで延在するように形成されている。
このリブの正圧側凸部に対応する位置には、切欠き部87が形成されている。
さらに、この切欠き部87の内側であって正圧側凸部に対応する位置には、複数の負圧側凸部88が形成されている。正圧側羽根部材と、負圧側羽根部材とを接合した場合に、正圧側凸部は、負圧側凸部に対向して配置されるとともに、切欠き部に係合されるように構成されている。
負圧側羽根部材41の羽根本体48の内面には、複数の係合凹部49が係合される係合ピン(図示せず)が形成されている(本実施形態においては、4個)。
負圧側羽根部材41の下端部には係合スリット50に係合する係合突起(図示せず)が形成されている。
羽根部材27を形成するには、係合突起を係合スリット50に係合させるとともに、係合ピンを係合凹部49に係合させる。これによって、正圧側羽根部材40の周縁部と、負圧側羽根部材41の周縁部とが接合されて羽根部材27が形成される。正圧側羽根部材40と、負圧側羽根部材41の間には空間Sが形成されており、羽根部材27は、中空となっている。
この時、羽根部材27の前縁は正圧側羽根部材40の前縁と、負圧側羽根部材41の前縁とによって形成されている。正圧側接合面82と、負圧側接合面85との接合部分に形成される前縁境界部89は、羽根部材27の前縁の頂点に位置する。
この時、羽根部材27の前縁は正圧側羽根部材40の前縁と、負圧側羽根部材41の前縁とによって形成されている。正圧側接合面82と、負圧側接合面85との接合部分に形成される前縁境界部89は、羽根部材27の前縁の頂点に位置する。
また、各正圧側凸部84は、対応する切欠き部87にそれぞれ係合するが、対応する負圧側凸部88とは接触しないように構成されている。この時、突出部83は、負圧側接合面85と、リブ86との間に位置する。
リブ86の先端は、負圧側接合面85の先端よりも高く、正圧側羽根部材40に向かって突出しているが、形成された羽根部材27において、リブ86の先端と、正圧側羽根部材40とは当接していない。具体的には、例えば、約0.5mmの間隙が形成されている。
同様に、突出部83の先端は、正圧側接合面82の先端よりも負圧側羽根部材41に向かって突出している。しかしながら、突出部83の先端と、負圧側羽根部材41ともまた、当接せず間隙が生じている。
さらに、形成された羽根部材27において、負圧側接合面85と、突出部83とは、当接していない。同様に、突出部83と、リブ86ともまた、当接していない。
このような構成によって、前縁境界部89から、突出部83の先端と、負圧側羽根部材41との間隙、リブ86と、正圧側羽根部材40との間隙を通って正圧側羽根部材40と、負圧側羽根部材41との間の内部空間に至る曲折した空気流路が形成される。
リブ86の先端は、負圧側接合面85の先端よりも高く、正圧側羽根部材40に向かって突出しているが、形成された羽根部材27において、リブ86の先端と、正圧側羽根部材40とは当接していない。具体的には、例えば、約0.5mmの間隙が形成されている。
同様に、突出部83の先端は、正圧側接合面82の先端よりも負圧側羽根部材41に向かって突出している。しかしながら、突出部83の先端と、負圧側羽根部材41ともまた、当接せず間隙が生じている。
さらに、形成された羽根部材27において、負圧側接合面85と、突出部83とは、当接していない。同様に、突出部83と、リブ86ともまた、当接していない。
このような構成によって、前縁境界部89から、突出部83の先端と、負圧側羽根部材41との間隙、リブ86と、正圧側羽根部材40との間隙を通って正圧側羽根部材40と、負圧側羽根部材41との間の内部空間に至る曲折した空気流路が形成される。
なお、本実施形態においては、正圧側羽根部材40に底板43およびフランジ部45を形成する構成としたが、負圧側羽根部材41に底板43およびフランジ部45を形成する構成としてもよい。
同様に、本実施形態においては、正圧側羽根部材40にリブ86を形成する構成としたが、負圧側羽根部材41にリブ86を形成する構成としてもよい。
また、係合凹部49を設ける位置は、図の位置に限定されない。問題なく嵌め込まれる場所であれば良い。係合ピンは、係合凹部49に対応する位置に設けられている。係合ピン及び係合凹部49は、全て同一形状でよい。
同様に正圧側凸部84を設ける位置は図の位置に限定されない。問題なく接合する場所であれば良い。負圧側凸部88及び、切欠き部87は、正圧側凸部84に対応する位置に設けられている。
同様に、本実施形態においては、正圧側羽根部材40にリブ86を形成する構成としたが、負圧側羽根部材41にリブ86を形成する構成としてもよい。
また、係合凹部49を設ける位置は、図の位置に限定されない。問題なく嵌め込まれる場所であれば良い。係合ピンは、係合凹部49に対応する位置に設けられている。係合ピン及び係合凹部49は、全て同一形状でよい。
同様に正圧側凸部84を設ける位置は図の位置に限定されない。問題なく接合する場所であれば良い。負圧側凸部88及び、切欠き部87は、正圧側凸部84に対応する位置に設けられている。
主板24には、図5に示すように、複数の羽根部材27を受け入れるための受け入れ凹部60が羽根部材27と同数形成されている。各受け入れ凹部60の深さ寸法は、フランジ部45の厚さ寸法とほぼ同様に形成されており、各受け入れ凹部60にフランジ部45を溶着した状態で、主板24の面と、フランジ部45の面とが面一となる。
各受け入れ凹部60の一側には、各羽根部材27の固定作業を行う際に、羽根部材27を支持するための羽根支持用リブ61が立設されている。羽根支持用リブ61は、羽根部材27の負圧側下端部を被覆するように設けられている。
また、各受け入れ凹部60には、取り付け用ピン62が突設されている。
さらに、各受け入れ凹部60の底面の外周近傍には、溶着用リブ(図示せず)が形成されている。
各受け入れ凹部60の一側には、各羽根部材27の固定作業を行う際に、羽根部材27を支持するための羽根支持用リブ61が立設されている。羽根支持用リブ61は、羽根部材27の負圧側下端部を被覆するように設けられている。
また、各受け入れ凹部60には、取り付け用ピン62が突設されている。
さらに、各受け入れ凹部60の底面の外周近傍には、溶着用リブ(図示せず)が形成されている。
シュラウド26は、図5に示すように、この内側面において、複数の羽根部材27の上部が係合される溶着用係合部70がシュラウド26の外側に膨出するように羽根部材27と同数形成されている。溶着用係合部70には、溶着用孔71が形成されている。
次に、本実施形態におけるターボファン23の組立手順について説明する。
まず、負圧側羽根部材41の係合突起を正圧側羽根部材40の係合スリット50に係合させるとともに、係合ピンを係合凹部49に係合させることにより、正圧側羽根部材40の周縁と、負圧側羽根部材41の周縁とを接触させて羽根部材27を形成する。
続いて、受け入れ凹部60の内側に、取り付け用ピン62を羽根部材27の取り付け用孔44に係合させ、羽根部材27を設置した状態で、受け入れ凹部60の裏側から超音波溶着を行う。これによって、溶着用リブを溶融し、主板24に対して羽根部材27を固着する。
このとき、羽根部材27にフランジ部45を形成するとともに、受け入れ凹部60に羽根支持用リブ61を形成するようにしているので、羽根部材27が安定した状態で、溶着作業を行うことが可能となる。
まず、負圧側羽根部材41の係合突起を正圧側羽根部材40の係合スリット50に係合させるとともに、係合ピンを係合凹部49に係合させることにより、正圧側羽根部材40の周縁と、負圧側羽根部材41の周縁とを接触させて羽根部材27を形成する。
続いて、受け入れ凹部60の内側に、取り付け用ピン62を羽根部材27の取り付け用孔44に係合させ、羽根部材27を設置した状態で、受け入れ凹部60の裏側から超音波溶着を行う。これによって、溶着用リブを溶融し、主板24に対して羽根部材27を固着する。
このとき、羽根部材27にフランジ部45を形成するとともに、受け入れ凹部60に羽根支持用リブ61を形成するようにしているので、羽根部材27が安定した状態で、溶着作業を行うことが可能となる。
また、羽根部材27は、正圧側羽根部材40と負圧側羽根部材41とで構成されており、正圧側羽根部材40の底板43と、負圧側羽根部材41の下端部との境界部が形成される。そのため、羽根支持用リブ61で羽根部材27の境界部を被覆することで、正圧側羽根部材40と、負圧側羽根部材41とが外れてしまうことを防止することができる。
このように主板24に羽根部材27を固着した状態で、主板24の面と、フランジ部45の面とがほぼ面一に形成され、これにより、羽根部材27の正圧側における空気の乱流の発生を防止することができる。
このように主板24に羽根部材27を固着した状態で、主板24の面と、フランジ部45の面とがほぼ面一に形成され、これにより、羽根部材27の正圧側における空気の乱流の発生を防止することができる。
次に、シュラウド26の溶着用係合部70に、羽根部材27の溶着支持部46を係合させるとともに、シュラウド26の溶着用孔71から羽根部材27の溶着用ピン47を突出させる。
この状態で、ホーンを溶着用ピン47に押し当てて超音波振動を付与することで、溶着用ピン47を溶融させ、羽根部材27と、シュラウド26とをかしめ固定する。
このとき、羽根部材27の溶着支持部46を溶着用係合部70に係合させた状態で、羽根部材27と、シュラウド26とを安定して支持することができ、溶着作業を容易に行うことが可能となる。
この状態で、ホーンを溶着用ピン47に押し当てて超音波振動を付与することで、溶着用ピン47を溶融させ、羽根部材27と、シュラウド26とをかしめ固定する。
このとき、羽根部材27の溶着支持部46を溶着用係合部70に係合させた状態で、羽根部材27と、シュラウド26とを安定して支持することができ、溶着作業を容易に行うことが可能となる。
この様にして形成されたターボファン23が回転する際に、各羽根部材27は、回転軸方向から空気を吸入し、外周側へと噴き出す気流を生じる。この時、各羽根部材27の前縁境界部89は、よどみ点に相当する位置に設けられていることとなる。よどみ点においては、空気の速度がゼロとなるため、空気は、前縁境界部89から羽根部材27の内部へと入り込みづらくなり、同時に、前縁境界部89おける乱流の発生も軽減される。
また、前縁境界部89付近に設けられたリブ86、及び突出部83によって、羽根部材27の内部に至る曲折した空気流路が形成されており、これによって、羽根部材27の内部への空気の流入が弱められる。
また、前縁境界部89付近に設けられたリブ86、及び突出部83によって、羽根部材27の内部に至る曲折した空気流路が形成されており、これによって、羽根部材27の内部への空気の流入が弱められる。
次に、本実施形態によるターボファンおよび従来のターボファンに対して、騒音を測定した実験結果について説明する。
まず、本実施形態のターボファンを5台作成し、これらのターボファンと、リブ86を設けず回転軸方向前方の境界部が前縁の頂点に位置していないターボファン(以下、従来品という。)と、を回転駆動し、各ターボファンについて騒音の音圧レベルを測定した。
騒音の音圧レベルは、天井空間13に設置済みの室内ユニット10から1.5メートル真下の位置において計測し、従来品と、本実施形態による5台のターボファンと、を比較した。
回転数が630bpmの場合においては、本実施形態のターボファンにおける騒音の音圧レベルは、従来品よりも最大で0.7デシベル、最小でも0.4デシベル、平均して0.5デシベル減少した。
同様に、回転数490bpmの場合においても、本実施形態のターボファンにおける騒音の音圧レベルは、従来品よりも最大で0.6デシベル、最小でも0.4デシベル、平均して0.5デシベル減少した。
また、音圧として表れない特徴的な異常音も、本実施形態のターボファンにおいては、従来品と比較して軽減が見られた。すなわち、本実施形態のターボファンにおいては、異常音に相当する周波数帯が抑えられ、作動中の実聴感が向上した。
まず、本実施形態のターボファンを5台作成し、これらのターボファンと、リブ86を設けず回転軸方向前方の境界部が前縁の頂点に位置していないターボファン(以下、従来品という。)と、を回転駆動し、各ターボファンについて騒音の音圧レベルを測定した。
騒音の音圧レベルは、天井空間13に設置済みの室内ユニット10から1.5メートル真下の位置において計測し、従来品と、本実施形態による5台のターボファンと、を比較した。
回転数が630bpmの場合においては、本実施形態のターボファンにおける騒音の音圧レベルは、従来品よりも最大で0.7デシベル、最小でも0.4デシベル、平均して0.5デシベル減少した。
同様に、回転数490bpmの場合においても、本実施形態のターボファンにおける騒音の音圧レベルは、従来品よりも最大で0.6デシベル、最小でも0.4デシベル、平均して0.5デシベル減少した。
また、音圧として表れない特徴的な異常音も、本実施形態のターボファンにおいては、従来品と比較して軽減が見られた。すなわち、本実施形態のターボファンにおいては、異常音に相当する周波数帯が抑えられ、作動中の実聴感が向上した。
以上述べたように、本実施形態においては、羽根部材27は、正圧側羽根部材40(第一の部材)と、負圧側羽根部材41(第二の部材)とによって形成され、負圧側羽根部材41には、前縁全体にわたって、リブ86が設けられている。
これによって、ターボファン23を駆動した場合に、前縁境界部89から空気が羽根部材27の内部に流入したとしても、リブ86が障壁となり、流入した空気の流れを弱めることができる。その結果、ターボファン23の駆動に伴い、内部に流入する空気による騒音を軽減することが可能となる。
これによって、ターボファン23を駆動した場合に、前縁境界部89から空気が羽根部材27の内部に流入したとしても、リブ86が障壁となり、流入した空気の流れを弱めることができる。その結果、ターボファン23の駆動に伴い、内部に流入する空気による騒音を軽減することが可能となる。
また、本実施形態においては、正圧側接合面82と、負圧側接合面85とが接触することによって形成される前縁境界部89は、羽根部材27の前縁の頂点に位置している。
これによって、前縁境界部89は、ターボファン23の作動時に、発生する気流において、よどみ点に相当する位置に設けられていることとなる。よどみ点においては、空気の速度がゼロとなるため、前縁境界部89から羽根部材27の内部への空気の流入を弱め、同時に、前縁境界部89における乱流の発生を軽減することが可能となる。
これによって、前縁境界部89は、ターボファン23の作動時に、発生する気流において、よどみ点に相当する位置に設けられていることとなる。よどみ点においては、空気の速度がゼロとなるため、前縁境界部89から羽根部材27の内部への空気の流入を弱め、同時に、前縁境界部89における乱流の発生を軽減することが可能となる。
また、本実施形態においては、リブ86は、負圧側羽根部材41に設けられており、リブ86の先端は、正圧側接合面82の先端よりも高く、正圧側羽根部材40に向かって突出している。このリブ86の先端と、正圧側羽根部材40とは、当接せず間隙が生じている。
これによって、ターボファン23を駆動した場合に、前縁境界部89から空気が羽根部材の内部に流入したとしても、空気の流れは、リブ86と、正圧側羽根部材40との間の間隙を通る際に弱められ、内部に流入する空気による騒音を軽減することが可能になる。
これによって、ターボファン23を駆動した場合に、前縁境界部89から空気が羽根部材の内部に流入したとしても、空気の流れは、リブ86と、正圧側羽根部材40との間の間隙を通る際に弱められ、内部に流入する空気による騒音を軽減することが可能になる。
また、本実施形態においては、正圧側羽根部材40は、正圧側接合面82の後縁側に、負圧側に向かって突出している突出部83を備えている。この突出部83の先端は、正圧側接合面82の先端よりも高く、負圧側羽根部材41に向かって突出している。しかしながら、形成された羽根部材27においては、突出部83の先端と、負圧側羽根部材41とは、当接せず間隙が生じている。さらに、この突出部83は、負圧側接合面85と、リブ86とのどちらとも当接しない。
これによって、突出部83、及びリブ86により、羽根部材27の前縁側内部において、曲折した空気流路が形成され、この空気流路を空気が通る際に、流れが弱められる。その結果、新たなシール材等を導入することなく、羽根部材27の内部への空気の流入による騒音を低減させることができる。
これによって、突出部83、及びリブ86により、羽根部材27の前縁側内部において、曲折した空気流路が形成され、この空気流路を空気が通る際に、流れが弱められる。その結果、新たなシール材等を導入することなく、羽根部材27の内部への空気の流入による騒音を低減させることができる。
なお、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
10 室内ユニット
14 空気調和機本体
24 主板
23 ターボファン
26 シュラウド
27 羽根部材
40 正圧側羽根部材
41 負圧側羽根部材
42、48 羽根本体
82 正圧側接合面
83 突出部
85 負圧側接合面
86 リブ
89 前縁境界部
S 空間
14 空気調和機本体
24 主板
23 ターボファン
26 シュラウド
27 羽根部材
40 正圧側羽根部材
41 負圧側羽根部材
42、48 羽根本体
82 正圧側接合面
83 突出部
85 負圧側接合面
86 リブ
89 前縁境界部
S 空間
Claims (4)
- 主板と、シュラウドと、複数の羽根部材とを備えたターボファンであって、
前記羽根部材は、一方の面を形成する第一の部材と、他方の面を形成する第二の部材とを接合して構成され、前記第一の部材及び、前記第二の部材のいずれか一方の内面には、前記第一の部材と前記第二の部材との接合部分の近傍にリブが設けられていることを特徴とするターボファン。 - 前記羽根部材は、前記第一の部材と、前記第二の部材との接合部分の内、前記羽根部材の前縁に対応する部分は、前記接合部分の境界が頂点に位置し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。
- 前記リブは、その先端が前記第一の部材と、前記第二の部材との接合部分より、他方の部材側に突出し、且つ他方の部材に当接しないように形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のターボファン。
- 前記リブが設けられている部材の他方の部材の内面には、前記第一の部材と、前記第二の部材との接合部分と、前記リブとの間に、先端が前記第一の部材と、前記第二の部材との接合部分より他方の部材側に突出し、且つ他方の部材に当接しない突出部が設けられており、前記突出部は、前記リブ及び前記接合部分とは当接しないように形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のターボファン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016190243A JP2018053791A (ja) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | ターボファン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016190243A JP2018053791A (ja) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | ターボファン |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018053791A true JP2018053791A (ja) | 2018-04-05 |
Family
ID=61832931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016190243A Pending JP2018053791A (ja) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | ターボファン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018053791A (ja) |
-
2016
- 2016-09-28 JP JP2016190243A patent/JP2018053791A/ja active Pending
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