(57)【要約】【課題】低騒音で、風量性能に優れたターボファンを提供する。【解決手段】電動機（図示せず）を覆うと共に前記電動機のシャフト（図示せず）に固定される主板１２と、吸い込み部１３ｂと吹き出し部１３ｃを有するシュラウド１３と、前記主板１２と前記シュラウド１３間に配された複数のブレード１１とで構成され、前記ブレード１１の最上部形状を、ある断面でのキャンバーラインを維持して前記ブレード１１の前縁先端を中心に前記主板１２の回転方向に連続的に回転させて形成したもので、このキャンバーラインに同一の肉厚を分布させれば、同じ断面形状のブレード１１となり、ブレード１１の基本特性、特に低騒音を維持しながら、ブレード１１上部の傾斜した領域の負圧面に流れが誘引されるため風量性能が向上する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機を覆うと共に前記電動機のシャフトに固定される主板と、吸い込み部と吹き出し部を有するシュラウドと、前記主板と前記シュラウド間に配された複数のブレードとで構成され、前記ブレードの最上部形状を、ある断面でのキャンバーラインを維持して前記ブレードの前縁先端を中心に前記主板の回転方向に連続的に回転させて形成したことを特徴とするターボファン。
【請求項２】
電動機を覆うと共に前記電動機のシャフトに固定される主板と、吸い込み部と吹き出し部を規定するシュラウドと、前記主板と前記シュラウド間に配された複数のブレードとで構成され、前記ブレードの最上部形状を、ある断面でのキャンバーラインを基準に、そのキャンバーラインの突出方向に連続的にオフセット移動（略同心円方向移動）させて形成したことを特徴とするターボファン。
【請求項３】
ブレードの最上部形状を、ある断面でのキャンバーラインの略中点を基準に相似縮小して、前記相似縮小した断面を、前縁先端を中心に連続的に回転もしくは、連続的にオフセット移動させて形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のターボファン。
【請求項４】
ブレードの最上部形状を、ある断面でのキャンバーラインの先端を基準に相似縮小して、前記相似縮小した断面を、前縁先端を中心に連続的に回転もしくは、連続的にオフセット移動させて形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のターボファン。
【請求項５】
ブレードの最上部形状のキャンバーラインとシュラウドとの交点を前縁先端として、前記前縁先端と、ある基準とした断面での前縁とを連続接続したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のターボファン。
【請求項６】
ブレードの最上部でのキャンバーラインの前縁先端と、ある基準とした断面での前縁とを結ぶ稜線を、円弧状または楕円状に連続接続したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のターボファン。
【請求項７】
ブレードの最上部形状を、ある断面でのキャンバーラインを維持して、主板の回転方向に連続的に回転させて形成し、前記最上部形状のキャンバーラインが峰部となるように、前記ブレードの圧力面と負圧面を略円弧状又は略楕円状に接続することを特徴とする請求項１、３〜６のいずれか１項記載のターボファン。
【請求項８】
熱交換器と、請求項１〜７のいずれか１項に記載のターボファンを備えた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボファン及びそれを用いた空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のターボファンのブレード形状について図１９から図２２を用いて説明する。図１９は従来のターボファンを搭載した空気調和機の断面図、図２０は、同ターボファンの羽根車の斜視図を、図２１は、同ターボファンの要部拡大断面図を、図２２は、図２１のＮ−Ｎ断面を示すものである。
【０００３】
図において、１０はターボファンであり、複数のブレード１１と、各ブレード１１の一端を固定した主板１２と、ブレード１１の他端面に固定され吸い込み部１３ｂを有するシュラウド１３とで構成されている。電動機５はターボファン１０に直結された電動機であり、熱交換器６はターボファン１０の吹出側に配設した略環状の熱交換器であり、ターボファン１０とともにケーシング７内に収納、固定されている。吸い込みリング８はケーシング７に固定された吸い込みリングであり、吸い込みリング８は入口端部８ａから出口端部８ｂにかけて湾曲し、その出口端部８ｂはターボファン１０のシュラウド１３内に挿入されている。１３ｃは、吹き出し部である。
【０００４】
また、シュラウド１３の吸込み口径Ｄｓは吸い込みリング８の径Ｄｒより大きく設定されており、さらにまた、ブレード１１の上端部をターボファン１０の回転方向に傾斜させている。
【０００５】
また、ブレード１１のシュラウド１３における側端１３ａでの羽根入口径Ｄｔをシュラウド１３の吸込み口径Ｄｓより大きくすることにより、流入気流がブレード１１の上端部から流入することになり、吸込み口面積が大きいため吸込み気流の速度が低くなり騒音値が低減され、風量全体は向上する。
【０００６】
ここで、ブレード１１の上端部をターボファン１０の回転方向に傾斜させているので、ブレード１１の上端部が流入気流Ｐを偏向させ、ブレード１１の上端部を傾斜させた部分の羽根負圧面１１ａに気流を導き、さらに下流側のブレード１１の略垂直部分の羽根負圧面１１ｂに安定した気流を案内するため、ブレード１１の羽根負圧面での気流の剥離を抑制する。これによって、乱流騒音の低減と風量性能の向上が図れる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１９６５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来のターボファンの形状では、ブレード１１上部のブレード断面形状（肉厚分布、キャンバーライン等）が規定されていないため、性能特性が不安定になるという課題があった。また、ブレード１１上部の断面形状が、ある断面で大きく変化するため、その領域での流れの乱れが発生して送風性能が劣化するという課題があった。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ブレード上部での基本断面形状を正確に規定して、風量性能の向上と騒音の低減を図ったターボファンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決する為に、本発明のターボファンは、電動機を覆うと共に前記電動機のシャフトに固定される主板と、吸い込み部と吹き出し部を有するシュラウドと、前記主板と前記シュラウド間に配された複数のブレードとで構成され、前記ブレードの最上部形状を、ある断面でのキャンバーラインを維持して前記ブレードの前縁先端を中心に前記主板の回転方向に連続的に回転させて形成したもので、このキャンバーラインに同一の肉厚を分布させれば、同じ断面形状のブレードとなり、ブレードの基本特性、特に低騒音を維持しながら、ブレード上部の傾斜した領域の負圧面に流れが誘引されるため風量性能が向上する。
【００１０】
また、本発明のターボファンは、電動機を覆うと共に前記電動機のシャフトに固定される主板と、吸い込み部と吹き出し部を規定するシュラウドと、前記主板と前記シュラウド間に配された複数のブレードとで構成され、前記ブレードの最上部形状を、ある断面でのキャンバーラインを基準に、そのキャンバーラインの突出方向に連続的にオフセット移動（略同心円方向移動）させて形成したもので、このキャンバーラインに同一の肉厚を分布させれば、同じ断面形状のブレードとなり、入口角及び出口角も大きな変化がないためブレードの基本特性、特に低騒音を維持しながら、吸込み領域の拡大に伴い送風性能の向上が図れる。
【００１１】
本発明の空気調和機は、熱交換器と、請求項１〜７のいずれか１項に記載のターボファンを備えたもので、低騒音で、風量性能、熱交換性能に優れた空気調和機を提供する事ができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のターボファンは、低騒音で、しかも風量性能に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、電動機を覆うと共に前記電動機のシャフトに固定される主板と、吸い込み部と吹き出し部を有するシュラウドと、前記主板と前記シュラウド間に配された複数のブレードとで構成され、前記ブレードの最上部形状を、ある断面でのキャンバーラインを維持して前記ブレードの前縁先端を中心に前記主板の回転方向に連続的に回転させて形成したもので、このキャンバーラインに同一の肉厚を分布させれば、同じ断面形状のブレードとなり、ブレードの基本特性、特に低騒音を維持しながら、ブレード上部の傾斜した領域の負圧面に流れが誘引されるため風量性能が向上する。
【００１４】
第２の発明は、電動機を覆うと共に前記電動機のシャフトに固定される主板と、吸い込み部と吹き出し部を規定するシュラウドと、前記主板と前記シュラウド間に配された複数のブレードとで構成され、前記ブレードの最上部形状を、ある断面でのキャンバーラインを基準に、そのキャンバーラインの突出方向に連続的にオフセット移動（略同心円方向移動）させて形成したもので、このキャンバーラインに同一の肉厚を分布させれば、同じ断面形状のブレードとなり、入口角及び出口角も大きな変化がないためブレードの基本特性、特に低騒音を維持しながら、吸込み領域の拡大に伴い送風性能の向上が図れる。
【００１５】
第３の発明は、特に、第１又は第２のブレードの最上部形状を、ある断面でのキャンバーラインの略中点を基準に相似縮小して、前記相似縮小した断面を、前縁先端を中心に連続的に回転もしくは、連続的にオフセット移動させて形成したもので、吸込み面積が大きく拡大され、または、ブレード上部の傾斜した領域の負圧面に流れが誘引され、風量性能が向上する。また、基本のブレード形状は相似縮小された同形状であるため、騒音性能をほぼ同一に保つことができる。
【００１６】
第４の発明は、特に、第１又は第２のブレードの最上部形状を、ある断面でのキャンバーラインの先端を基準に相似縮小して、前記相似縮小した断面を、前縁先端を中心に連続的に回転もしくは、連続的にオフセット移動させて形成したもので、ブレード上部の傾斜した領域の負圧面に流れ誘引され、風量性能が向上する。また、前縁の稜線が同じ吸込み径で一致するため、吸込みの流れのパターンが安定して低騒音化を図ることができる。
【００１７】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明のブレードの最上部形状のキャンバーラインとシュラウドとの交点を前縁先端として、前記前縁先端と、ある基準とした断面での前縁とを連続接続したもので、ブレード前縁の上部からの流れによる前縁剥離が抑制されて低騒音化が図ることができる。
【００１８】
第６の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明のブレードの最上部でのキャンバーラインの前縁先端と、ある基準とした断面での前縁とを結ぶ稜線を、円弧状または楕円状に連続接続したもので、ブレード前縁の上部及び回転方向からの流れによる前縁剥離が抑制されて低騒音化を図ることができる。
【００１９】
第７の発明は、特に、第１又は第３〜６のいずれか１つの発明のブレードの最上部形状を、ある断面でのキャンバーラインを維持して、主板の回転方向に連続的に回転させて形成し、前記最上部形状のキャンバーラインが峰部となるように、前記ブレードの圧力面と負圧面を略円弧状又は略楕円状に接続するもので、ブレード全領域において上部からの吸込み流れを円滑にして、ブレードの前縁からの吸込み流れについても円滑に合流できて、大きな乱れもなく送風性能が向上する。
【００２０】
第８の発明は、熱交換器と、請求項１〜７のいずれか１項に記載のターボファンを備えたもので、低騒音で、風量性能、熱交換性能に優れた空気調和機を提供する事ができる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるターボファンの要部断面図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。なお、従来例と同一部分は、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
図において、ブレード１１は、その前縁先端（リーディング・エッジ）ＬＰを中心に、最上部形状（図３、Ｂ−Ｂ断面図）は、ターボファン１０の回転方向にキャンバーライン（反り線）を回転させた形状となる。すなわち、ブレード１１の形状は、図２（Ａ−Ａ断面）から図３（Ｂ−Ｂ断面）に向けて徐々に変化して最上部の形状を規定して、キャンバーラインの形状を維持するものである。
【００２４】
このキャンバーラインに同一の肉厚を分布させれば、同じ断面形状のブレード１１となる。この形状であればブレード１１の基本特性、特に低騒音を維持しながら、ブレード１１上部の傾斜した領域の負圧面に流れが誘引されるため風量性能が向上する。
【００２５】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるターボファンの要部断面図、図５は、図４のＣ−Ｃ断面図、図６は、図４のＤ−Ｄ断面図である。なお、従来例と同一部分は、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２６】
ブレード１１の上部において、Ｃ−Ｃ断面（図５）でのキャンバーラインを基準に、キャンバーラインの突出方向にオフセット移動させてブレード１１の最上部形状として連続して形成してターボファン１０を形成したものである。
【００２７】
このキャンバーラインに同一の肉厚を分布させれば、同じ断面形状のブレード１１となり、入口角及び出口角も大きな変化がないためブレードの基本特性、特に低騒音を維持しながら、吸込み領域の拡大に伴う送風性能の向上が図れる。すなわち、ブレード１１の最上部の内径Ｄｕｉは、Ｄ１より大きくなり吸込み領域の拡大に起因する。
【００２８】
（実施の形態３）
図７は、本発明の第３の実施の形態におけるターボファンの要部断面図、図８は、図７のＥ−Ｅ断面図、図９は、図７のＦ−Ｆ断面図である。なお、従来例と同一部分は、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
ブレード１１の上部において、Ｅ−Ｅ断面（図８）でのキャンバーラインの中心ＣＰを基準に相似縮小して、その相似縮小した断面を第１の実施の形態に述べた方法で移動させて、ブレード１１の最上部形状を図９（Ｆ−Ｆ断面図）のようにして連続構成してターボファン１０を形成したものである。
【００３０】
この方法によりブレード１１の最上部の内径ＤｕｉはＤ１より大きくなり、吸込み面積が大きく拡大され、また、ブレード１１の上部の傾斜した領域の負圧面に流れ誘引され風量性能が向上する。また、基本のブレード形状は相似縮小された形状であるため、騒音性能を同一に保つことができる。
【００３１】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の第４の実施の形態におけるターボファンの要部断面図、図１１は、図１０のＧ−Ｇ断面図、図１２は、図１０のＨ−Ｈ断面図である。なお、従来例と同一部分は、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
ブレード１１の上部において、Ｇ−Ｇ断面（図１１）でのキャンバーラインの前縁先端ＬＰを基準に相似縮小して、その相似縮小した断面を第１の実施の形態で述べた方法で移動させて、ブレード１１の最上部形状を図１２（Ｇ−Ｇ断面）に示すような形状にして連続構成してターボファン１０を形成したものである。
【００３３】
この方法により、ブレード１１上部の傾斜した領域の負圧面に流れが誘引され、風量性能が向上する。また、ブレード１１の前縁の稜線が同じ吸込み径で一致するため、吸込みの流れのパターンが安定して騒音性能を同一に保つことができる。
【００３４】
（実施の形態５）
図１３は、本発明の第５の実施の形態におけるターボファンの要部断面図、図１４は、ターボファンの上面図である。なお、従来例と同一部分は、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
ブレード１１の最上部形状のキャンバーラインと側板１３との交点を前縁先端ＬＰとして仮想のブレード断面（一点鎖線）を想定して、前縁先端ＬＰから基準（Ｉ−Ｉ）とした断面での前縁先端ＬＰ’を連続接続させてターボファン１０を形成したものである。この方法により、ブレード１１の前縁の上部からの流れによる前縁剥離が抑制されて低騒音化が図ることができる。
【００３６】
（実施の形態６）
図１５は、本発明の第６の実施の形態におけるターボファンの要部断面図、図１６は、ターボファンの上面図である。なお、従来例と同一部分は、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
ブレード１１の最上部形状の前縁先端ＬＰから基準Ｊ−Ｊとした断面での前縁ＬＰ’を略円弧または略楕円形状で峰部を接続させてターボファン１０を形成するものである。
【００３８】
この方法により、ブレード１１前縁の上部及び回転方向からの流れによる前縁剥離が抑制されて低騒音化を図ることができる。
【００３９】
（実施の形態７）
図１７は、本発明の第７の実施の形態におけるターボファンの要部断面図、図１８は、ターボファンの上面図及び図１７のＫ−Ｋ、Ｌ−Ｌ、Ｍ−Ｍの各断面を示している。なお、従来例と同一部分は、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
ブレード１１で最上部形状が規定された場合に、最上部形状のキャンバーラインが峰部（Ａｔ、Ｂｔ、Ｃｔ…）となるように、ブレード１１の圧力面と負圧面を略円弧または略楕円形状で接続させるようにする。
【００４１】
これにより、ブレード１１全領域において、上部形状が略円弧または略楕円形状となるため、上部からの吸込み流れが円滑になり、ブレード１１の前縁からの吸込み流れとも円滑に合流できて、大きな乱れもなく送風性能が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明にかかるターボファン及び空気調和機は、送風性能が向上し、且つ騒音が低減されるので、遠心型送風機やそれを用いた各種機器、装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるターボファンの要部断面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図
【図４】本発明の実施の形態２におけるターボファンの要部断面図
【図５】図４のＣ−Ｃ断面図
【図６】図４のＤ−Ｄ断面図
【図７】本発明の実施の形態３におけるターボファンの要部断面図
【図８】図７のＥ−Ｅ断面図
【図９】図７のＦ−Ｆ断面図
【図１０】本発明の実施の形態４におけるターボファンの要部断面図
【図１１】図１０のＧ−Ｇ断面図
【図１２】図１０のＨ−Ｈ断面図
【図１３】本発明の実施の形態５におけるターボファンの要部断面図
【図１４】同ターボファンの上面図
【図１５】本発明の実施の形態６におけるターボファンの要部断面図
【図１６】同ターボファンの上面図
【図１７】本発明の実施の形態７におけるターボファンの要部断面図
【図１８】同ターボファンの上面図
【図１９】従来のターボファンを搭載した空気調和機の断面図
【図２０】同ターボファンの斜視図
【図２１】同ターボファンの要部拡大断面図
【図２２】図２１のＮ−Ｎ断面図
【符号の説明】
【００４４】
５  電動機
６  熱交換器
７  ケーシング
８  吸込みリング
１０  ターボファン
１１  ブレード
１２  主板
１３  シュラウド
１３ｂ  吸い込み部
１３ｃ  吹き出し部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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