JP7457268B1 - 遠心ファン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】遠心ファンは、プレートと、リングと、第1ブレード43aを含む複数のブレード43と、を備える。第1接合面51は、第1ブレード43aのプレート側の接合面である。第1接合面51は、第2接合面52と、第3接合面53と、を有する。第2接合面52は、第1接合面51において、第2直線L2よりも先端91側の部分である。第3接合面53は、第1接合面51において、第2直線L2よりも後端92側の部分である。第1幅寸法D1は、第2接合面52の第2直線L2に沿った幅寸法のうち最も大きい。第2幅寸法D2は、第3接合面53の第2直線L2に沿った幅寸法のうち最も大きい。第1幅寸法D1は、第2幅寸法D2の1.3倍以上である。
【選択図】図7
Description
空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用して、対象空間の空気調和を行う。本実施形態では、空気調和装置1は、セントラル式の空気調和装置である。空気調和装置1は、主として、室内ユニット10と、熱源ユニット20と、を有する。
図1は、室内ユニット10の概略構成図である。本実施形態では、室内ユニット10は、エアハンドリングユニットである。図1に示すように、室内ユニット10は、主として、ケーシング11と、遠心ファン30と、熱交換器12と、電気ヒータ13と、加湿器14と、を有する。室内ユニット10と、熱源ユニット20とは、熱媒体(例えば、冷媒、水等)が流れる配管94を介して、接続されている。
図2は、遠心ファン30の概略断面図である。本実施形態では、遠心ファン30は、ターボファンである。図2に示すように、遠心ファン30は、主として、ファンモータ31と、羽根車40と、を有する。羽根車40は、ボス部材44を介して、ファンモータ31と接続される。羽根車40は、ファンモータ31を動力として、回転軸A1の周りを回転する。図2では、羽根車40の回転方向を、「A2」として示している。
図2,3に示すように、プレート41は、厚み方向が回転軸A1の方向に沿うように配置される。プレート41は、アルミまたはアルミ合金によって成形される。図2に示すように、プレート41は、リング42に対向する第1プレート面41aと、リング42とは反対側の第2プレート面41bと、を有する。図4は、プレート41側から回転軸A1の方向に沿って、羽根車40を見た図である。図4に示すように、プレート41は、回転軸A1の方向から見てリング状の形状を有する。プレート41の中央部には、ボス部材44を固定するための開口41cが形成されている。開口41cの周囲には、ボルトによってボス部材44を固定するための孔41dが形成されている。図4に示すように、本実施形態では、6個の孔41dが形成されている。プレート41は、固定されたボス部材44を介して、ファンモータ31と接続される。
図2,3に示すように、リング42は、プレート41と回転軸A1の方向に間隔を置いて配置される。リング42は、アルミまたはアルミ合金によって成形される。図3に示すように、リング42は、回転軸A1の方向から見てリング状の形状を有する。図2に示すように、リング42は、プレート41に対向する第1リング面42aと、プレート41とは反対側の第2リング面42bと、を有する。
図2,3に示すように、複数のブレード43は、プレート41とリング42との間に配置される。複数のブレード43の枚数は、7~11枚である。図3,4に示すように、本実施形態では、ブレード43の枚数は、9枚である。図2に示すように、複数のブレード43は、一端がプレート41の第1プレート面41aに接合され、他端がリング42の第1リング面42aに接合される。図3,4に示すように、複数のブレード43は、羽根車40の回転方向A2(複数のブレード43の回転方向A2)に沿って、不等ピッチで配置される。
ここでは、本実施形態における第1ブレード43aと、従来のターボファンに用いられるブレード43’と、を用いて、遠心力によりブレードが破壊されるときの回転数(破壊回転数)を検証した。本検証には、シミュレーションソフトである「ANSYS」を用いた。
(5-1)
従来、厚み方向が回転軸の方向に沿うように配置されるプレートと、プレートと回転軸の方向に間隔を置いて配置され、回転軸の方向から見てリング状の形状を有するリングと、プレートとリングとの間に配置され、一端がプレートに接合され、他端がリングに接合される、複数のブレードと、を備える、遠心ファンが知られている。
本実施形態の遠心ファン30では、第1幅寸法D1は、第2幅寸法D2の3倍以下である。
本実施形態の遠心ファン30では、第1幅寸法D1は、第2幅寸法D2の1.6倍以上である。
本実施形態の遠心ファン30は、プレート41からリング42に延びる第1ブレード43aを第1直線L1に沿って見たときに、第1ブレード43aの形状は第1凹部73を含む。
本実施形態の遠心ファン30は、第1凹部73は、リング42よりもプレート41に近い位置に形成される。その結果、遠心ファン30は、遠心ファン30の性能に影響を与えずに、第1幅寸法D1を確保することができる。
本実施形態の遠心ファン30では、第1接合面51は、第1ブレード43aのプレート41側に形成されている中空部71の周りに位置する。その結果、遠心ファン30は、中空部71を形成して第1ブレード43aを軽くすることにより、第1ブレード43aに作用する遠心力を弱めることができる。
本実施形態の遠心ファン30では、第1ブレード43aは、樹脂によって成形される。その結果、遠心ファン30は、第1ブレード43aを射出成形等によって成形することにより、第1ブレード43aの形状の自由度を高めることができる。
本実施形態の遠心ファン30では、プレート41およびリング42は、アルミまたはアルミ合金によって成形される。
本実施形態の遠心ファン30では、プレート41と第1ブレード43aとは、溶接以外の方法によって接合される。その結果、遠心ファン30は、溶接トーチを入れるための空間が不要となるため、複数のブレード43の枚数を増やし、Nz音を解消することができる。
本実施形態の遠心ファン30では、複数のブレード43の枚数は、7~11枚である。
(6-1)変形例1A
第2接合面52において、第1直線L1よりも回転軸A1側の部分である第4接合面54の面積は、回転軸A1側とは反対側の部分である第5接合面55の面積より大きくてもよい。
第2接合面52における第1直線L1よりも回転軸A1側の部分である第4接合面54の面積は、第3接合面53における第1直線L1よりも回転軸A1側の部分である第6接合面56の面積より大きくしてもよい。
以下、複数のブレード43の内、第1ブレード43aに隣接する任意の1つのブレードを、第2ブレード43bと記載する。また、第2ブレード43bのプレート41側の接合面(第2ブレード43bと第1プレート面41aとの接合面)を、第7接合面57と記載する。図14は、第1ブレード43aの第1接合面51と、第2ブレード43bの第7接合面57との拡大図である。
本実施形態では、プレート41およびリング42は、アルミまたはアルミ合金によって成形されていた。しかしながら、プレート41およびリング42は、ブレード43と同様に、樹脂によって成形されてもよい。
本実施形態では、遠心ファン30は、エアハンドリングユニットに用いられるターボファンであった。しかし、遠心ファン30は、例えば、ファンコイルユニットに用いられるターボファン、家庭用室外機において換気ファンや加湿ファンとして用いられるターボファン等、ターボファンとして任意の機器に用いられてもよい。
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
41 プレート
42 リング
43 ブレード
43a 第1ブレード
43b 第2ブレード
51~57 第1接合面~第7接合面
71 中空部
73 第1凹部
74 第2凹部
91 先端
92 後端
93 第1直線の中心
A1 回転軸
A2 回転方向
D1 第1幅寸法
D2 第2幅寸法
L1~L3 第1直線~第3直線
Claims (13)
- 厚み方向が回転軸(A1)の方向に沿うように配置されるプレート(41)と、
前記プレートと前記回転軸の方向に間隔を置いて配置され、前記回転軸の方向から見てリング状の形状を有するリング(42)と、
前記プレートと前記リングとの間に配置され、一端が前記プレートに接合され、他端が前記リングに接合される、第1ブレード(43a)を含む複数のブレード(43)と、
を備え、
前記第1ブレードの前記プレート側の接合面である第1接合面(51)は、
前記第1接合面において、前記第1ブレードの回転方向(A2)の先端(91)と後端(92)とを結ぶ第1直線(L1)の中心(93)を通り、かつ前記第1直線に直交する第2直線(L2)、よりも前記先端側の部分である第2接合面(52)と、
前記第1接合面において、前記第2直線よりも前記後端側の部分である第3接合面(53)と、
を有し、
前記第2接合面の前記第2直線に沿った幅寸法のうち最も大きい第1幅寸法(D1)は、前記第3接合面の前記第2直線に沿った幅寸法のうち最も大きい第2幅寸法(D2)の1.3倍以上である、
遠心ファン(30)。 - 前記第1幅寸法は、前記第2幅寸法の3倍以下である、
請求項1に記載の遠心ファン(30)。 - 前記第1幅寸法は、前記第2幅寸法の1.6倍以上である、
請求項2に記載の遠心ファン(30)。 - 前記第2接合面において、前記第1直線よりも前記回転軸側の部分である第4接合面(54)の面積は、前記回転軸側とは反対側の部分である第5接合面(55)の面積より大きい、
請求項1から3のいずれか1つに記載の遠心ファン(30)。 - 前記第2接合面における前記第1直線よりも前記回転軸側の部分である第4接合面(54)の面積は、前記第3接合面における前記第1直線よりも前記回転軸側の部分である第6接合面(56)の面積より大きい、
請求項1から3のいずれか1つに記載の遠心ファン(30)。 - 前記プレートから前記リングに延びる前記第1ブレードを前記第1直線に沿って見たときに、前記第1ブレードの形状は第1凹部(73)を含む、
請求項1から3のいずれか1つに記載の遠心ファン(30)。 - 前記第1凹部は、前記リングよりも前記プレートに近い位置に形成される、
請求項6に記載の遠心ファン(30)。 - 複数の前記ブレードは、前記第1ブレードに隣接する第2ブレード(43b)を含み、
前記第1接合面は、前記回転軸側に第2凹部(74)が形成された形状であり、
前記第2凹部と、前記第2凹部の両端を結ぶ第3直線(L3)と、によって囲まれた領域の外に、前記第2ブレードの前記プレート側の接合面である第7接合面(57)が位置する、
請請求項1から3のいずれか1つに記載の遠心ファン(30)。 - 前記第1接合面は、前記第1ブレードの前記プレート側に形成されている中空部(71)の周りに位置する、
請求項1から3のいずれか1つに記載の遠心ファン(30)。 - 前記第1ブレードは、樹脂によって成形される、
請求項1から3のいずれか1つに記載の遠心ファン(30)。 - 前記プレートおよび前記リングは、アルミまたはアルミ合金によって成形される、
請求項1から3のいずれか1つに記載の遠心ファン(30)。 - 前記プレートと前記第1ブレードとは、溶接以外の方法によって接合される、
請求項1から3のいずれか1つに記載の遠心ファン(30)。 - 複数の前記ブレードの枚数は、7~11枚である、
請求項1から3のいずれか1つに記載の遠心ファン(30)。
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