JP5955402B2 - ターボファンおよび空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、ターボファンおよび空気調和機に関するものである。

従来、天井埋込型の空気調和機に搭載される送風ファンには、複数の羽根が３次元形状に形成されたターボファンが広く採用されている。例えば、特許文献１に開示されているように、各羽根の前縁部における軸方向（高さ方向）のほぼ中央部に凹形状部を有すると共に、当該前縁部における主板側の部分及びシュラウド側の部分のそれぞれに凸形状部を有し、各羽根のシュラウド側の前縁が主板側の前縁に比べて回転方向の前方側に位置しているターボファンが開示されている。

このように構成されたターボファンでは、上記のように羽根の前縁部のシュラウド側が、当該前縁部の主板側よりも回転方向の前方側に位置するように、当該前縁部が前向きに傾いているので、ファンは、吸込流れの速度分布に適切に対応でき、シュラウド側での流れが剥離しづらくなる。

また、高さ方向中央位置に形成した凹形状部と、シュラウド側及び主板側の各々に形成した凸形状部とにより、設計点より低風量時でも、羽根前縁部で生じる大規模な剥離渦を縮小することができる。より詳細には、剥離渦を、２つの凸形状部で２つの小さな渦に分離することで、剥離渦を縮小でき、渦が形成されて遮蔽されることに起因する羽根入口直後の面積の低減を抑制できる。その結果、設計点のみでなく低風量時でも低騒音、高効率化が期待できる。

また、例えば、特許文献２には、前縁に段差面が設けられ翼幅方向に不連続な形状に形成された複数の羽根を有するターボファンが開示されている。これらの段差面は、回転軸線に垂直な面に対し所定の傾斜角を持つような傾斜面とされている。また、各羽根の前縁における段差面よりハブ寄りの部分が、段差面からハブに向かうに従って漸次前方へ突出する形状に形成されたものが含まれ、つまり、各羽根の翼弦長が段差面からハブに近づくに従って増大変化するように構成された態様も開示されている。

このように構成されたターボファンでは、流れが、不連続面に衝突することで乱され、縦渦が形成される。そして、この縦渦により羽根表面の流れの剥離が抑制され送風時の騒音が低減できる。

さらに、例えば、特許文献３には、羽根の稜線方向が軸方向に略平行で、羽根の前縁には複数の角部が形成されているターボファンが開示されている。羽根の前縁は、ハブ側ほど回転方向前方に位置するような段状に構成されている。

このように構成されたターボファンでは、流れが、角部に衝突することで乱れ２つの縦渦が生成される。そして、その渦により剥離が抑制され、送風騒音の低減および送風効率の向上を図ることができる。

特許第４６１２０８４号公報（主に図４） 特許第３６４９１５７号公報（図３、図４、図８及び図９等） 特許第３３９１３１９号公報（主に図３）

しかしながら、上述した従来のターボファンには、次のような問題があった。まず、特許文献１に開示されたターボファンでは、羽根の前縁部において、シュラウド側が主板側よりも回転方向の前方側に位置するように前向きに傾いているが、羽根全体が回転方向側に傾斜しているので、吸込流れが下流側へ向かうとき、主板側へ流れ易く、羽根のシュラウド側の後縁部近傍で剥離が生じて乱れや低風速域発生により風速分布が不均一となりうる。

さらに、設計点より低風量時でも、高さ方向の中央位置に形成した凹形状部と、シュラウド側及び主板側の各々に形成した凸形状部とにより剥離渦を２つに分離できるが、剥離渦を抑制できないので、騒音低減効果が小さいという問題がある。

また、特許文献２に開示されたターボファンでは、羽根の不連続面に流れが衝突することで縦渦が形成され剥離が抑制されるが、縦渦が存在するため騒音低減効果が小さいという問題がある。

さらに、羽根の翼弦長が段差面からハブに近づくに従って増大変化するように構成された態様では、ハブ側ほど仕事量が大きくなり流れがハブ側に集中し、それに対向するシュラウド側で剥離渦が生じ騒音悪化する恐れがある。

また、特許文献３に開示されたターボファンでは、羽根の前縁には複数の角部が形成されているので、角部で縦渦が形成され剥離が抑制されるが、縦渦が存在するため騒音低減効果が小さいという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、剥離渦や縦渦等の乱れを抑制し、より大きな騒音低減効果が得られる、ターボファン、および該ターボファンを搭載した空気調和機を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明は、吸込み側に設けられたシュラウドと、前記シュラウドに対向して設けられた主板と、前記シュラウド及び前記主板の間に設けられた複数の羽根とを備え、前記シュラウドは、前記主板に近づくほど径が大きくなるように形成されており、前記主板は、その径方向中央部分が、前記シュラウドに向けて盛り上がっており、前記複数の羽根は、羽根前縁が羽根後縁よりも回転中心軸線に近い位置にあるように形成されている、ターボファンであって、前記羽根前縁には、内周側前縁部と、シュラウド側前縁部と、前記内周側前縁部及び前記シュラウド側前縁部の間にある羽根先端部とが含まれており、前記内周側前縁部には、内周側羽根前縁部主板側部と、内周側羽根前縁部先端側部と、主板側羽根先端部と、主板側肩面部とが含まれており、前記内周側羽根前縁部主板側部、前記主板側羽根先端部、前記主板側肩面部及び内周側羽根前縁部先端側部は、前記主板から前記シュラウドに向かって、その順で設けられており、前記内周側羽根前縁部主板側部は、前記主板から遠ざかるにつれ、前記羽根後縁及び前記回転中心軸線から遠ざかっており、前記内周側羽根前縁部主板側部は、回転方向の後方に凸となる向きで反っており、前記主板側羽根先端部は、前記回転方向の前方に突出する凸部であり、前記主板側肩面部は、前記主板側羽根先端部から遠ざかるにつれ、前記羽根後縁に近づきながら前記回転中心軸線から遠ざかっており、前記内周側羽根前縁部先端側部は、前記主板から遠ざかるにつれ、前記羽根後縁及び前記回転中心軸線から遠ざかっている。

本発明によれば、剥離渦や縦渦等の乱れを抑制し、より大きな騒音低減効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係るターボファンを模式的に示す斜視図である。 本実施の形態１に係るターボファンを模式的に示す平面図である。 本実施の形態１に係るターボファンを図２の矢印ＩＩＩからみた部分断面側面図である。 本実施の形態１に係るターボファンの羽根一枚に関する平面図である。 本実施の形態１に係るターボファンのファン内周側から羽根前縁部を見た図である。 本実施の形態１に係るターボファンの羽根後縁部を示す側面図である。 本実施の形態２に関する、図５と同態様の図である。 本実施の形態３に関する、図５と同態様の図である。 本発明の実施の形態４に係る空気調和機を模式的に示す縦断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

実施の形態１．
図１及び図２はそれぞれ、本発明の実施の形態１に係るターボファンを模式的に示す斜視図及び平面図である。図３は、本実施の形態１に係るターボファンを図２の矢印ＩＩＩからみた部分断面側面図であり、図４は、本実施の形態１に係るターボファンの羽根一枚に関する平面図である。図１における符号ＲＤは、ターボファンの回転方向を示している。

なお、以下に行う説明は、空気調和機（後述する実施の形態２）に搭載されるターボファンとして説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の各種空気調和機や各種機器における送風手段として採用され得るものである。また、説明の理解を容易にするため、図２の紙面表面及び図３、図５、図６の紙面上側を吸込み側（後述する天井埋め込み態様での設置では部屋側）としている。後述する実施の形態２の空気調和機でいえば、調和機本体の本体天板を任意の床に置き、本体吸込口を上に向けた状態といえる。

ターボファン１は、中央が山状に突出した回転体である主板２と、主板２に対向した略円環状のシュラウド３と、主板２及びシュラウド３の間に設けられた複数の羽根４とを供えている。複数の羽根４はそれぞれ、一端側が主板２に接合され、他端側がシュラウド３に接合されている。

主板２は、ターボファン１の回転軸に沿って投影的にみて円形をなしており、主板２の径方向中央部分は、シュラウド３に向けて山状に盛り上がっている。また、主板２の径方向外寄り部分、すなわち、盛り上がった径方向中央部分の周囲の円環状の部分は、平坦なほぼ平板状に形成されている。

主板２の中心部（山状の盛り上がりの頂上）には、ボス２ａが設けられ、そのボス２ａが後述するファンモータの回転軸に固定されている。

シュラウド３は、主板２との反対側がファン吸込口１ａを形成し、ファン吸込口１ａから主板２に近づくほど径が大きくなるように径方向内側に向けて膨らむ湾曲を有する。シュラウド３の主板２側の円環状の端縁（以下、「シュラウド外周３ｂ」と称す）は、径が最も大きく、このシュラウド外周３ｂと、主板２における最外周の円環状の端縁（以下、「主板外周２ｂ」と称す）とで挟まれる領域がファン吹出口１ｂとして機能する。

複数の羽根４はいずれも、羽根前縁４ａが羽根後縁４ｂよりも回転中心軸線ＲＣに近い位置にあるように形成されている。羽根前縁４ａはいずれも、回転中心軸線ＲＣから所定の距離に位置しており、羽根後縁４ｂはいずれも、シュラウド外周３ｂ及び主板外周２ｂの近傍に位置している。羽根前縁４ａと羽根後縁４ｂとを結ぶ仮想線（以下、「弦線」と称す）の延長線は、回転中心軸線ＲＣを通らないように延びている。すなわち、羽根前縁４ａは、回転中心軸線ＲＣと羽根後縁４ｂとを結ぶ半径ラインよりも、回転方向ＲＤでいう前方に位置している。また、複数の羽根４は、回転中心軸線ＲＣを中心に点対称的に設けられている。

そして、羽根４における、回転中心軸線ＲＣから遠い方の面である羽根外面（正圧面に相当する）４ｃは、回転方向ＲＤの後方になる程、回転中心軸線ＲＣから離れた位置にある。また、羽根４の回転中心軸線ＲＣに近い方の面である羽根内面（負圧面に相当する）４ｄは、羽根外面４ｃと所定の間隔（羽根４の厚さに相等する）をとりながら、同様に、回転方向ＲＤの後方になる程、回転中心軸線ＲＣから離れた位置にある。また、上記の所定の間隔（羽根４の厚さに相等する）は、羽根前縁４ａと羽根後縁４ｂとの中間部分で厚くなり、羽根前縁４ａや羽根後縁４ｂに近づくにつれて徐々に薄くなっている。すなわち、横断面が翼形状に近似している。

なお、主板２の平板状部分に平行な面（回転中心軸線ＲＣを垂線とする面）における、羽根外面４ｃと羽根内面４ｄとの中央位置を示す線を「水平反り線Ｐ」と称し、羽根前縁４ａの端点と、羽根後縁４ｂの端点とを結ぶ直線を「水平弦線Ｓ」と称する。

次に、羽根前縁について説明する。図３に最もよく示されているように、羽根４の羽根前縁４ａには、ファン内周側の内周側前縁部４ａ１と、ファン吸込口１ａに面するシュラウド側前縁部４ａ２と、羽根先端部４ａ３とが含まれている。それら内周側前縁部４ａ１とシュラウド側前縁部４ａ２とは、羽根先端部４ａ３で交わる。

図３及び図４に最もよく示されているように、内周側前縁部４ａ１には、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１と、内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２と、主板側羽根先端部４ａ１３と、主板側肩面部４ａ１４とが含まれる。内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１、主板側羽根先端部４ａ１３、主板側肩面部４ａ１４、内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２は、この順で、主板２から羽根先端部４ａ３までの間に位置する。

内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１は、高さ方向（回転中心軸線ＲＣの方向）に関し、主板２から遠ざかるにつれ、羽根後縁４ｂ及び回転中心軸線ＲＣから遠ざかるように徐々に湾曲している。

内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１と主板側肩面部４ａ１４との間には、主板側羽根先端部４ａ１３がある。主板側肩面部４ａ１４は、主板側羽根先端部４ａ１３から遠ざかるにつれ、羽根後縁４ｂに近づきながら回転中心軸線ＲＣから遠ざかるように湾曲する。

内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２は、主板２から遠ざかるにつれ、羽根後縁４ｂ及び回転中心軸線ＲＣから遠ざかるように徐々に湾曲している。

このように、羽根前縁４ａは、主板２から遠ざかる程、回転中心軸線ＲＣから遠ざかるように傾いており、且つ、ファンの回転方向ＲＤの前方に突出する２つの凸部（羽根先端部４ａ３及び主板側羽根先端部４ａ１３）を含むギザギザ形状（凹凸形状）を有し、内周側前縁部４ａ１は、ファンの回転方向ＲＤの後方に突出する湾曲を含む２つの凹部（内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１及び内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２）を有する。

さらに、図５に示されるように、回転方向の前方側から後方に向けて内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１と内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２をみたとき（回転中心軸線ＲＣの方向に延びる平面上でみたとき）、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１及び内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２のそれぞれに関し、羽根外面４ｃと羽根内面４ｄとの間隔中央である肉厚中央線（垂直反り線）を、Ｑ１、Ｑ２とする。回転中心軸線ＲＣに平行な直線ＰＬを考えた場合、肉厚中央線Ｑ１、Ｑ２は、主板２側では直線ＰＬと一致していて、主板２から所定距離離れた所定位置から、当該直線ＰＬと離れるように、つまり当該直線ＰＬとの距離が徐々に大きくなるように、回転方向ＲＤの前方に反っている。本実施の形態１では、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１及び内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２の肉厚中央線Ｑ１、Ｑ２と、回転中心軸線ＲＣに平行な直線ＰＬとが成す角度（反り角度）α１、α２が存在しており、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１に関する角度α１≧内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２に関する角度α２である。

次に、羽根後縁について説明する。羽根後縁４ｂは、主板外周２ｂとシュラウド外周３ｂとを接続するようにして観念される仮想円筒面近傍に位置する。羽根後縁４ｂは、湾曲点４ｊを境に、主板側羽根後縁４ｂ１と、シュラウド側羽根後縁４ｂ２とを含む。湾曲点４ｊは、主板２からシュラウド３に向かう所定高さの位置にある。主板側羽根後縁４ｂ１は、湾曲点４ｊの主板２側にあり、シュラウド側羽根後縁４ｂ２は、湾曲点４ｊのシュラウド３側にある。

主板側羽根後縁４ｂ１における羽根外面４ｃ側は、主板２から遠ざかるにつれ湾曲点４ｊまで回転方向の後方へ傾斜し、主板側羽根後縁４ｂ１における羽根内面４ｄ側は、主板２から遠ざかるについて湾曲点４ｊまで回転方向ＲＤの前方へ傾斜している。それにより、主板側羽根後縁４ｂ１の肉厚は、主板側後縁端点４ｂ２２から湾曲点４ｊまで徐々に減少している（薄肉化されている）。

また、シュラウド側羽根後縁４ｂ２は、羽根外面４ｃ、羽根内面４ｄともに回転方向の後方へと傾斜しており、シュラウド側後縁端点４ｂ２２においてシュラウド３と接続する。

図４及び図６に示されるように、シュラウド側羽根後縁４ｂ２は、主板２からシュラウド３にかけて、主板２から遠ざかるほど、羽根前縁４ａから遠ざかるように且つ回転方向の後方に位置するように、傾斜している。特に、シュラウド側羽根後縁４ｂ２の羽根外面４ｃは、シュラウド側が主板側に比べてさらに、回転方向ＲＤでみた後方に傾斜し、且つ、主板からシュラウドにかけて、主板から遠ざかる程、徐々に羽根前縁から遠ざかるように回転方向ＲＤでみた後方に傾斜している。

以上のように構成された本実施の形態１に係るターボファンによれば、次のような優れた利点が得られる。

まず、本実施の形態１では、羽根４の羽根前縁４ａには、内周側前縁部４ａ１と、シュラウド側前縁部４ａ２と、羽根先端部４ａ３とが含まれ、内周側前縁部４ａ１には、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１と、内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２と、主板側羽根先端部４ａ１３と、主板側肩面部４ａ１４とが含まれ、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１は、高さ方向（回転中心軸線ＲＣの方向）に関し、主板２から遠ざかるにつれ、羽根後縁４ｂ及び回転中心軸線ＲＣから遠ざかるように徐々に湾曲し、且つ、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１全体がファンの回転方向ＲＤの後方に凸となる向きで反るような曲面で湾曲し、さらに、主板側肩面部４ａ１４は、主板側羽根先端部４ａ１３から遠ざかるにつれ、羽根後縁４ｂに近づきながら回転中心軸線ＲＣから遠ざかるように湾曲する。ここで、一観点では、シュラウド側前縁部４ａ２及び内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２において、流れがファン吹出側へ転向されるため、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１からの流れが羽根後縁４ｂに向けて不安定となりうることも想定できる。しかしながら、本実施の形態１では、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１が上記のような湾曲形状とされていることで、ハブ（シュラウド３に向けて山状に盛り上がっている主板２の径方向中央部分）近傍の流れを羽根外面４ｃへ掻き込むことができるので流れが安定し、また、一律に羽根が傾斜している形状に比べ再度積極的に流れを誘引できる。また、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１が上記のような湾曲形状とされていることで、羽根内面４ｄには剥離渦が生じないので、流入時の流れの衝突を抑制でき乱れを低減できる。

さらに、羽根前縁４ａは、ファンの回転方向ＲＤの前方に突出する２つの凸部（羽根先端部４ａ３及び主板側羽根先端部４ａ１３）を含むギザギザ形状（凹凸形状）を有し、内周側前縁部４ａ１は、ファンの回転方向ＲＤの後方に突出する湾曲を含む２つの凹部（内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１及び内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２）を有するので、羽根先端部４ａ３に相当する部位しか凸部がない態様に比べて、内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２に流入した流れが主板へ向かうにつれて当該流れから生じる剥離渦は、発達する前に内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１に至るため、剥離渦の発達が抑制され、主板側への流入流れを阻害しない。このため、流れの転向部（翼５におけるシュラウド３側の半分の流れ）と径方向部（翼５における主板２側の半分の流れ）とが形成され、且つ、それら転向部の流れと径方向部の流れの両流れの合流が滑らかに行われ、それにより乱れが抑制される。

このように、本実施の形態１によれば、羽根表面の剥離を防止でき、また、流れの衝突の抑制ができること及び風速分布を均一化できることによって、局所的な高速域が無くなり、騒音低減や送風効率の恒常化を図ることができ、それにより、静粛で省エネルギーなターボファン（及びそれを搭載した空気調和機）を得ることができる。

また、主板側羽根先端部４ａ１３と羽根先端部４ａ３とは、回転中心軸線ＲＣに直交する平面視において、羽根先端部４ａ３の方がファンの回転方向ＲＤでいう前方に位置しているので、ファン吸込口からの流れのうち、シュラウド３の壁面寄りの流れは、内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２に流入し、ファン吸込口の主板２の略中央凸部のボス２ａ寄りに流入する流れは、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１から流入し、それぞれ吸込流れの取り合い干渉が抑制されるので流れが安定し、それによっても剥離が抑制できる。その結果、低騒音なターボファン（及びそれを搭載した空気調和機）が得られる。

さらに、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１及び内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２においては、回転中心軸線ＲＣに平行な面における羽根外面４ｃ及び羽根内面４ｄのそれぞれの肉厚中央線Ｑ１、Ｑ２と、回転中心軸線ＲＣに平行な直線ＰＬとが成す角度α１、α２が、主板から所定位置から徐々に大きくなるように、肉厚中央線Ｑ１、Ｑ２が、回転方向ＲＤの前方に向けて反っているので、従来のように回転方向に羽根全体が傾斜している場合に比べ、吸込流れが羽根内面を通り下流側へ向かうときに、主板側へ流れが集中しないので、シュラウド側羽根後縁部での剥離が防止できる。また、局所的な高速域が抑制できるので、風速分布が均一化できる。また、羽根外面に流入する流れは、徐々に流入できるので、羽根全体が傾斜している場合に比べ風圧が低減でき、摩擦抵抗が低減できる。その結果、低騒音で送風効率が良いターボファンが得られる。またその結果、モータの消費電力が低減でき、低騒音で省エネな空気調和機が得られる。

さらに、内周側前縁部４ａ１は、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１に関する上記角度α１≧内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２に関する上記角度α２となるように形成されているので、ハブにより羽根前縁の主板側への有効吸込流路が狭まっていても、主板側の角度α１を大きくすることで流れの誘引効果を増加させることができる。また、上記のように角度α１≧α２となっていることにより、内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２へ流入して吹出側へ転向する流れが増加しても、主板側への吸込流れを確保することができる。したがって、全体として吸込風量を増加できるとともに、羽根の回転中心軸線ＲＣ方向の中央付近での流れが不安定とならず乱れを抑制できる。その結果、より低騒音で送風効率が良く、吸込側に通風抵抗が増加しても風量低下が小さいターボファンが得られる。またその結果、低騒音でモータの消費電力が低減でき省エネで、信頼性の高い空気調和機が得られる。

羽根後縁４ｂは、主板外周とシュラウド外周とが形成する仮想円筒面に位置し、主板側羽根後縁４ｂ１と、シュラウド側羽根後縁４ｂ２と、湾曲点４ｊとを含み、湾曲点４ｊは、主板側羽根後縁４ｂ１とシュラウド側羽根後縁４ｂ２との境目にあり、主板側羽根後縁４ｂ１は、湾曲点４ｊの主板２側にあり、シュラウド側羽根後縁４ｂ２は、湾曲点４ｊのシュラウド３側にあり、主板側羽根後縁４ｂ１における羽根外面４ｃ側は、主板２から遠ざかるにつれ湾曲点４ｊまで回転方向の後方へ傾斜し、主板側羽根後縁４ｂ１における羽根内面４ｄ側は、主板２から遠ざかるについて湾曲点４ｊまで回転方向ＲＤの前方へ傾斜し、それにより、主板側羽根後縁４ｂ１の肉厚は、主板側後縁端点４ｂ１１から湾曲点４ｊまで徐々に減少しており、シュラウド側羽根後縁４ｂ２は、羽根外面４ｃ、羽根内面４ｄともに回転方向の後方へと傾斜しており、且つ、シュラウド側後縁端点４ｂ２２においてシュラウド３と接続し、シュラウド側羽根後縁４ｂ２の羽根外面４ｃは、シュラウド側が主板側に比べてさらに、回転方向ＲＤでみた後方に傾斜し、且つ、主板からシュラウドにかけて、主板から遠ざかる程、徐々に羽根前縁から遠ざかるように回転方向ＲＤでみた後方に傾斜している。これにより、主板側羽根後縁４ｂ１において、羽根外面が傾斜していることで流れは主板側に集中せずシュラウド側へ拡散され、湾曲点よりシュラウド側はさらに後退しているので、吸込口からの転向流れが主流となり、主板側の拡散流と当該主流とは衝突せず滑らかに合流する。また羽根内面の流れは、羽根外面からの吹出流れに誘導されるスリップ現象に対し、主板から遠ざかるにつれ羽根内面が回転方向に傾斜し主板に向け徐々に肉厚が増加しているので、流れは羽根後縁を沿うので剥離を抑制できる。また、シュラウド側羽根後縁４ｂ２において、ファン吸込口から内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２及びシュラウド側前縁部４ａ２に流入した流れは、ファン吹出口へ転向される際、羽根後縁のシュラウド側が主板側に比べ回転方向と逆方向へ傾斜しているので、転向後に主板側へ行こうとする流れをさらにシュラウド側へ誘引できるので、シュラウド近傍での剥離が抑制できる。

実施の形態２．
次に、図７を用いて、本実施の形態２について説明する。図７は、本実施の形態２に関する、図５と同態様の図である。なお、本実施の形態２は、以下に説明する部分を除いては、上記実施の形態１と同様であるものとする。

本実施の形態２は、羽根４の羽根前縁４ａの全体が上記実施の形態１の場合よりもさらに直線ＰＬから離れる向きに倒れているものである。すなわち、上記実施の形態１では、肉厚中央線Ｑ１、Ｑ２は、主板２側では直線ＰＬと一致していて、主板２から所定距離離れた所定位置から、当該直線ＰＬと離れるように反っているものであるが、本実施の形態２では、この肉厚中央線Ｑ１、Ｑ２の倒れ方を示す基準の直線ＰＬ’自体が、直線ＰＬから傾いている態様を有する。

すなわち、本実施の形態２では、肉厚中央線Ｑ１、Ｑ２は、主板２側では直線ＰＬ’と一致していて、主板２から所定距離離れた所定位置から、当該直線ＰＬ’と離れるように反っている。そして、かかる直線ＰＬ’もまた、主板２から離れるに従い直線ＰＬから離れるように直線ＰＬに対して傾いている。よって、本実施の形態２では、回転方向の前方側から後方に向けて内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１及び内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２をみたとき、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１及び内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２の肉厚中央線Ｑ１、Ｑ２と、回転中心軸線ＲＣに平行な直線ＰＬとが成す角度α１、α２が存在することに加え、肉厚中央線Ｑ１、Ｑ２と、直線ＰＬから傾いた直線ＰＬ’とが成す角度α３、α４も存在することとなる。

このような本実施の形態２においても、角度α１、α２の存在による作用は実施の形態１と同様に得られており、上記実施の形態１と同様な利点が得られる。

実施の形態３．
次に、図８を用いて、本実施の形態８について説明する。図８は、本実施の形態３に関する、図５と同態様の図である。なお、本実施の形態３は、以下に説明する部分を除いては、上記実施の形態２と同様であるものとする。

本実施の形態３は、上記実施の形態２において、内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２に関する角度α４が存在しない態様（角度α４＝０度）である。すなわち、内周側羽根前縁部主板側部４ａ１１に関する肉厚中央線Ｑ１は、主板２から所定距離離れた所定位置から、当該直線ＰＬ’と離れるように反っている一方、内周側羽根前縁部先端側部４ａ１２に関する肉厚中央線Ｑ２は、当該直線ＰＬ’と一致している。

このような本実施の形態３においても、直線ＰＬに対する角度α１、α２が存在しており、それにより、上記実施の形態１と同様な利点が得られる。

実施の形態４．
図９は、本発明の実施の形態４に係る空気調和機を模式的に示す縦断面図である。図９において、天井埋込形空気調和機１００は、部屋１７の天井面１８に形成された開口（凹部も含む）１９に嵌め込まれるものであって、空調機本体１０と、空調機本体１０内に収納されたターボファン１および熱交換器（空気調和部）１６とを有している。ターボファン１は、前述した実施の形態１〜３の何れかに係るターボファンである。

空調機本体１０は、横断面が矩形の筒体を形成する本体側板１０ｂと、該筒体の一方の端面（函体上部）を塞ぐ矩形状の板材からなる本体天板１０ａと、から形成された函体である。この函体の開口部（本体天板１０ａに対向する面すなわち函体下部）には、化粧パネル１１が着脱自在に取付けられている。すなわち、本体天板１０ａは天井面１８よりも上方に位置し、化粧パネル１１は天井面１８と略同一面に位置している。

化粧パネル１１の中央付近には、空調機本体１０への空気の吸込口である吸込グリル１１ａが形成され、吸込グリル１１ａにはこれを通過した後の空気を除塵するフィルタ１２が配置されている。

一方、化粧パネル１１における吸込グリル１１ａの外側には、化粧パネル１１の各辺に沿うように、すなわち、吸込グリル１１ａを包囲するように、空気の吹出口であるパネル吹出口１１ｂが形成されている。パネル吹出口１１ｂには、吹き出す空気の方向を調整する風向ベーン１３が設置されている。

本体天板１０ａの下面における中央には、ファンモータ１５が設置され、ファンモータ１５の回転中心軸線ＲＣに、ターボファン１が設置されている。吸込グリル１１ａとターボファン１との間には、吸込グリル１１ａからターボファン１へと向かう吸込風路を形成するベルマウス１４が配置されている。

ターボファン１の外側には、熱交換器１６が配置されている。熱交換器１６は、ターボファン１の外周側を囲むように（例えば、平面視で略Ｃ字形状に）構成されている。熱交換器１６は、略水平に所定の間隔を空けて配置されたフィンと、該フィンを貫通する伝熱管と、を有し、該伝熱管は周知の配管（図示せず）を介して室外機（図示せず）に接続さており、熱交換器１６には当該室外機より冷却された冷媒または加熱された冷媒が供給される。

このように構成された空気調和機１００においては、ターボファン１が回転すると部屋１７の空気が化粧パネル１１の吸込グリル１１ａに吸い込まれる。そして、フィルタ１２において除塵された空気は、本体吸込口１０ｃを形成するベルマウス１４に案内されて、ターボファン１に吸込まれる。

下方から略上方に向かってターボファン１に吸い込まれた空気は、略水平方向にターボファン１から吹き出される。吹き出された空気は、熱交換器１６を通過しながら熱交換及び／又は湿度調整された後、流れ方向を略下方に変更して、パネル吹出口１１ｂから部屋１７へ向けて吹き出される。このとき、パネル吹出口１１ｂにおいて風向ベーン１３によって風向が制御される。

以上のように構成された本実施の形態４においては、上記実施の形態に係るターボファン１を具備することで前述した実施の形態１〜３の利点が得られ、高品質、高性能、低騒音な空気調和機が得られている。ターボファン１の本体吸込口１０ｃ側、又はパネル吹出口１１ｂ側、又はそれら両方に、通風可能な圧損体を有している場合でも、羽根前縁４ａが湾曲しているので剥離しづらく低騒音を維持することができる。すなわち、具体的一例として、吸込口配設される圧損体が例えばフィルタ１２であり、長時間運転でホコリが堆積し通風抵抗が増加した場合であっても、羽根前縁４ａが湾曲しているので剥離しづらく長時間運転でも低騒音を維持することができる。また、パネル吹出口１１ｂに配設される圧損体が例えば熱交換器１６や加湿ロータ等の空気調和部の場合、風速分布が均一なため熱交換器１６や加湿ロータ全体で有効に熱交換や湿度放出ができる利点も得られる。しかも、熱交換器１６が略四角形状でターボファン１と熱交換器１６との距離が不均一であっても剥離しにくいため低騒音化を図ることができる。以上の結果、吹出風速分布が均一化し、羽根面に局所的な高速域の発生を防止できると共に、熱交換器がターボファンの下流側に搭載される空気調和機の場合、熱交換器への風速が均一化並びに乱れが衝突しないので、騒音低減が図れる。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

１ ターボファン、２ 主板、２ｂ 主板外周、３ シュラウド、３ｂ シュラウド外周、４ 羽根、４ａ 羽根前縁、４ａ１ 内周側羽根前縁部、４ａ１１ 内周側羽根前縁部主板側部、４ａ１２ 内周側羽根前縁部先端側部、４ａ１３ 主板側羽根先端部、４ａ２ シュラウド側前縁部、４ａ３ 羽根先端部、４ｂ 羽根後縁、４ｂ１ 主板側羽根後縁、４ｂ１１ 主板側後縁端点、４ｂ２ シュラウド側羽根後縁、４ｂ２２ シュラウド側後縁端点、４ｃ 羽根外面、４ｄ 羽根内面、４ｊ 後縁湾曲点、１０ 空調機本体、１０ｃ 本体吸込口、１１ａ 吸込グリル、１１ｂ パネル吹出口、１５ ファンモータ、１６ 熱交換器、１００ 空気調和機。

Claims (7)

1. 吸込み側に設けられたシュラウドと、
   前記シュラウドに対向して設けられた主板と、
   前記シュラウド及び前記主板の間に設けられた複数の羽根とを備え、
   前記シュラウドは、前記主板に近づくほど径が大きくなるように形成されており、
   前記主板は、その径方向中央部分が、前記シュラウドに向けて盛り上がっており、
   前記複数の羽根は、羽根前縁が羽根後縁よりも回転中心軸線に近い位置にあるように形成されている、ターボファンであって、
   前記羽根前縁は、前記主板から遠ざかる程、回転中心軸線ＲＣから遠ざかるように傾いており、且つ、ファンの回転方向ＲＤの前方に突出する２つの凸部を含む凹凸形状部を有し、
   前記羽根前縁には、内周側前縁部と、シュラウド側前縁部と、前記内周側前縁部及び前記シュラウド側前縁部の間にある羽根先端部とが含まれており、
   前記内周側前縁部には、内周側羽根前縁部主板側部と、内周側羽根前縁部先端側部と、主板側羽根先端部と、主板側肩面部とが含まれており、
   前記内周側羽根前縁部主板側部、前記主板側羽根先端部、前記主板側肩面部及び内周側羽根前縁部先端側部は、前記主板から前記シュラウドに向かって、その順で設けられており、
   前記内周側羽根前縁部主板側部は、前記主板から遠ざかるにつれ、前記羽根後縁及び前記回転中心軸線から遠ざかっており、
   前記内周側羽根前縁部主板側部は、回転方向の後方に凸となる向きで反っている、
   ターボファン。
2. 前記主板側羽根先端部は、前記回転方向の前方に突出する凸部であり、
   前記主板側肩面部は、前記主板側羽根先端部から遠ざかるにつれ、前記羽根後縁に近づきながら前記回転中心軸線から遠ざかっており、
   前記内周側羽根前縁部先端側部は、前記主板から遠ざかるにつれ、前記羽根後縁及び前記回転中心軸線から遠ざかっている、
   請求項１のターボファン。
3. 前記羽根先端部は、前記回転中心軸線に直交する平面視において、前記主板側羽根先端部よりも、前記回転方向でいう前方に位置している、
   請求項１または２のターボファン。
4. 回転方向の前方側から後方に向けて前記内周側羽根前縁部主板側部及び前記内周側羽根前縁部先端側部をみたとき、前記内周側羽根前縁部主板側部及び内周側羽根前縁部先端側部の肉厚中央線と、前記回転中心軸線に平行な直線とが成す角度α１、α２が存在しており、
   前記内周側羽根前縁部主板側部に関する前記角度α１≧前記内周側羽根前縁部先端側部に関する前記角度α２である、
   請求項１〜３の何れか一項のターボファン。
5. 前記内周側羽根前縁部主板側部に関する前記角度α１、及び、前記内周側羽根前縁部先端側部に関する前記角度α２のそれぞれが、前記主板から離れた位置から徐々に大きくなるように、前記肉厚中央線のそれぞれが、前記回転方向の前方に向けて反っている、
   請求項４のターボファン。
6. 前記羽根後縁は、主板外周とシュラウド外周とが形成する仮想円筒面に位置し、主板側羽根後縁と、シュラウド側羽根後縁と、湾曲点とを含み、
   前記湾曲点は、前記主板側羽根後縁と前記シュラウド側羽根後縁との境目にあり、
   前記主板側羽根後縁は、前記湾曲点の主板側にあり、前記シュラウド側羽根後縁は、前記湾曲点のシュラウド側にあり、
   前記主板側羽根後縁における、前記湾曲点までの羽根外面は、前記主板から遠ざかるにつれ前記回転方向の後方へ傾斜しており、前記主板側羽根後縁における、前記湾曲点までの羽根内面は、前記主板から遠ざかるについて前記回転方向の前方へ傾斜しており、それにより、前記主板側羽根後縁の肉厚は、主板側後縁端点から前記湾曲点まで徐々に減少しており、
   前記シュラウド側羽根後縁は、前記羽根外面及び前記羽根内面ともに、前記回転方向の後方へと傾斜しており、且つ、シュラウド側後縁端点において前記シュラウドと接続しており、
   前記シュラウド側羽根後縁の羽根外面は、シュラウド側が主板側に比べてさらに、前記回転方向でみた後方に傾斜し、且つ、前記主板から前記シュラウドにかけて、前記主板から遠ざかる程、徐々に羽根前縁から遠ざかるように前記回転方向でみた後方に傾斜している、
   請求項１〜５の何れか一項のターボファン。
7. 一方の面に、空気の吸込口および吹出口が形成された本体と、
   前記吸込口に連通して前記本体内に配置された、請求項１〜６の何れか一項のターボファンと、
   前記ターボファンと前記吹出口との間に配置された空気調和部と、
   を有する空気調和機。

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