螺旋槳式風機以及包括該螺旋槳式風機的熱源單元的製作方法

2023-05-29 15:15:26 1

專利名稱：螺旋槳式風機以及包括該螺旋槳式風機的熱源單元的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種螺旋槳式風機(propeller fan，螺旋槳風機)以及設置有該螺旋槳式風機的熱源單元(heat source unit)。
背景技術：
傳統地，螺旋槳式風機已經被用作多種熱源單元的風機，上述熱源單元諸如空調的室外單元、用於具有熱泵的熱水器的熱源機、以及製冷(冷凍)機的室外單元。在專利文獻I (日本專利特開N0.2005-140081)中描述了這種傳統螺旋槳式風機的已知實例。該傳統螺旋槳在葉片後緣部分(rear edge)形成有大致圓弧狀凹入部作為風機旋轉期間的空氣吹出部分(air blow-out portion),並且圓弧狀凹入部在與空氣吹動方向(air blowing direction,送風方向)相反的方向上凹入,從而抑制從葉片產生的尾潤以減小將在吹動空氣時產生的噪音。然而， 這種傳統的螺旋槳式風機在多個葉片中具有相同形狀和尺寸的弧狀凹入部分，並且因此，由各個葉片的尾渦產生的葉片間距聲音的峰值頻率相互共振，這不幸地有效地減小吹動空氣噪音，因此是不方便的。

實用新型內容本實用新型是在考慮上面傳統環境而構思出來，並且其目的是提供一種能夠改進吹動(或者吹送)空氣噪音的減小的螺旋槳式風機，並且還提供一種包括該螺旋槳式風機的熱源單元。上面的和其他目的可以根據本實用新型在一個方面通過提供一種螺旋槳式風機來實現，該螺旋槳式風機具有固定到風機的旋轉軸線上的輪轂的多個葉片，其中每個葉片均具有形成在葉片後緣部分中的在風機的旋轉期間作為空氣吹出部分的凹入部分(recessportion),各個葉片(respective)的凹入部分在與空氣吹出方向相反的方向上凹入並且尺寸不同。在上述方面的一個優選實施方式中，可能期望的是，葉片的凹入部分被形成為使得從連接(joining)葉片後緣部分的內端點與外端點的線段到凹入部分的最深點所作出的垂直線其長度彼此不同。還可能期望的是，凹入部分被形成為使得線段的長度「a」與葉片的垂直線的長度「b」滿足「0.1a彡b彡0.5a」的關係式並且在葉片中長度「b」彼此不同。還可能優選的是，葉片的數量是三個，並且葉片的垂直線的長度bl、b2和b3 被確定為滿足:「bl〈b2〈b3」、「0.1a 彡 bl 彡 0.35a」、「0.15a 彡 b2 彡 0.4a」、以及「0.2a 彡 b3 彡 0.5a」。在本實用新型的另一個方面，還提供了一種熱源單元，該熱源單元包括:單元殼體(unit housing);具有上述結構並且容納在該單元殼體中的螺旋槳式風機；室外熱交換器，該室外熱交換器容納在單元殼體中，螺旋槳式風機吹動空氣通過室外熱交換器；以及風機馬達(fan motor,風機電機)，該風機馬達安裝到單元殼體以便驅動螺旋槳式風機。根據上述結構的螺旋槳式風機,可以有效地減小吹送(blown)或吹動(blowing)空氣噪音，並且通過採取形成於風機葉片的特定大小或尺寸的凹入部分，可以進一步改進上面的效果。例如，設有上述螺旋槳式風機的作為空調器的室外單元的熱源單元，可以實現與如上所述相同或相似的效果。通過以下參照附圖作出的描述，將使得本實用新型的屬性和其他特徵更清楚。

在附圖中:圖1是示出根據本實用新型的一個實施方式的螺旋槳式風機的前視圖；圖2是示出圖1中的螺旋槳式風機的透視圖；圖3是以放大比例示出圖1中的螺旋槳式風機的葉片後緣部分的視圖；圖4是在圖1中示出的三葉片螺旋槳式風機的空氣吹動性能的實驗數據的表格；圖5是示出葉片後緣凹入部分與在圖4中示出的實驗數據中的吹動空氣噪音之間的相對關係的圖表；以及圖6是示出包括圖1中的三葉片螺旋槳式風機的根據本實用新型的另一實施方式的熱源單元的示意性橫截面視·圖。
具體實施方式
下面將參照附圖詳細地描述本實用新型的實施方式。此外，應該指出的是，在所有附圖中相同或者相應的部件或零件通過增加相同的附圖標記來指示。(第一實施方式)圖1是示出根據第一實施方式的螺旋槳式風機的前視圖，並且圖2是其透視圖。螺旋槳式風機I例如完全由玻璃纖維和ASG(丙烯腈-苯乙烯玻璃(AcrylonitrileStyrene Glass))樹脂的塑料複合物製成，並且如圖1和圖2中示出的具有類似形狀的三個葉片4、5和6，這三個葉片以大致規則的間距周向地安裝到風機旋轉軸線2 (B卩，風機馬達的旋轉軸線，未示出)上的輪轂3。葉片4、5和6中的每個均在葉片後緣部分4a、5a和6a中相應地具有大致弧狀(弓形)的葉片後緣凹入部分4b、5b和6b (在這裡使用的術語「後緣(rear edge)」在如以圖1中的黑色箭頭示出的風機旋轉方向上)。部分4b、5b和6b在與通過圖1中的白色箭頭指示的空氣流動相反的方向上凹入。形成於相應葉片的弓形凹入部分4b、5b和6b在尺寸上彼此不同。具體地說，如果從將內端點P與外端點Q連接的線段「a」到相應凹入部分4b、5b和6b的最深點4R、5R和6R所作出垂直線bl、b2和b3，那麼這些垂直線的長度bl、b2和b3 (凹入部分4b到6b的深度)不小於 0.1a 並且不大於 0.5a (0.1a ( bl，b2，b3 ( 0.5a)，並且 「bl〈b2〈b3」。即，垂直線的不同長度bl、b2和b3導致不同尺寸的凹入部分4b、5b和6b。此外，在本實施方式中，凹入部分4b、5b和6b被形成為使得垂線的長度bl、b2和b3與線段的長度「a」滿足下面的關係式:「0.la^bl ^ 0.35a」、「0.15a彡b2彡0.4a」、以及「0.2a彡b3彡0.5a」。此外，在葉片4、5和6中的線段「a」具有相同的長度。根據本實施方式的上述特點，如上所述，由於在三個風機葉片的凹入部分4b、5b和6b中的垂直線的長度bl、b2和b3不同也導致凹入部分4b、5b和6b的尺寸不同，在葉片的旋轉期間從葉片4、5和6通過尾渦產生的葉片聲音的峰值頻率和相位能夠轉移以抑制共振，並且由此可以改進吹動(吹送)空氣噪音的減小。圖4示出圖1中示出的螺旋槳式風機I的空氣吹動性能的實驗數據。在該實驗中，製備了第一到第六測試模型#1至#6，該測試模型中每個均包括其自身的要求尺寸(諸如420mm直徑)的螺旋槳式風機I。分別表示凹入部分4b、5b和6b的深度的垂直線bl、b2和b3的尺寸在從0.1a到0.5a (0.1a^ bl, b2, b3 ( 0.5a)的範圍內變化，以滿足關係式「0.1a彡bl彡0.35a」、「0.15a彡b2彡0.4a」、以及「0.2a彡b3彡0.5a」。然後這些#1到#6的六個測試模型以800rpm具有2080m3/h的空氣量運行，並且在空氣吹動方向上距離每個風機Im (I米)的位置處測量吹動空氣噪音值(dB(A))。此外，在該實驗中，還製備了傳統模式的三葉片螺旋槳式風機。該風機的三個凹入部分4b到6b在深度(bl, b2, b3:0.2a)、形狀、和尺寸上相同。該模式在與第一實施方式中的條件相同的條件下運行，並且在圖4中的表中示出如傳統風機一樣的吹動空氣噪音值(dB(A))等。圖5示出從本實施方式的螺旋槳式風機I以及圖4中示出的傳統模式吹送的空氣噪音的值，並且在圖5中曲線Na表不本實施方式中的一個並且大致直的線Nb表不傳統模式風機。圖5還示出了分別表示凹入部分4b、5b、和6b深度的垂線bl、b2、和b3的尺寸比例(bl:b2:b3)與在風機的旋轉期間的噪音值dB(A)之間的關係。當垂線bl、b2、和b3的尺寸比例是「0.2a:0.23a:0.26a」時，吹送空氣噪音的最小值給定46dB。換句話說，測試模型#3,其bl是0.2a，b2是0.23a ，並且b3是0.26a，產生吹送空氣噪音的最小值。另一個方面，傳統模型風機導致約47.2dB(A)的恆定噪音值。隨著垂直線的長度bl、b2和b3從吹送空氣噪音的最小值逐漸地減小或者增大,吹動空氣噪音的值逐漸地增大。然而，如果垂直線的長度bl、b2和b3滿足下面關係式「bl〈b2〈b3」、「0.1a ^ bl ^ 0.35a」、「0.15a 彡 b2 彡 0.4a」、以及「0.2a 彡 b3 彡 0.5a」，吹送空氣噪音不會變得大於約46.9dB (A)，並且因此，該噪音小於在圖5中示出的由大致直線指示的傳統模式的噪音值Nb，約47.2dB(A)。此外，馬達的輸入功率也小於如圖4中示出的傳統模式的馬達的輸入功率，由此還改進了馬達效率。因此，認為優選的是垂直線的範圍如上所述進行設置。(第二實施方式)圖6是示出根據第二實施方式的將空調器的室外單元11作為熱源單元的示意性橫截面視圖，該室外單元設有上述結構的螺旋槳式風機。空調器的室外單元11具有位於單元殼體12中的平面L形狀的室外換熱器13、根據第一實施方式的螺旋槳式風機1、壓縮機14、四通閥15以及控制器16，諸如變頻器(inverter,逆變器)。在圖6中，附圖標記17指示將室外單元I的內部空間分成用於螺旋槳式風機I和室外熱交換器13的空間以及用於壓縮機14的空間的分割板。附圖標記18指示支撐驅動該螺旋槳式風機I的風機馬達19的支撐件。[0040]由於室外單元11包括螺旋槳式風機I，其能夠改進如參照上面第一實施方式描述的吹送空氣噪音的減小，因此該室外單元11能夠實現改進吹送空氣噪音的減小。應該指出的是，儘管在上文中參照一些實施方式描述了本實用新型，但是本實用新型不限於這些實施方式，並且在不偏離所附權利要求的精神或範圍的情況下可以做出特別地在類型、尺寸、形 狀等上的多種其他改變和修改或替換。
權利要求1.一種螺旋槳式風機，所述螺旋槳式風機具有固定到所述風機的旋轉軸線上的輪轂的多個葉片， 其特徵在於，所述葉片中的每個葉片均具有形成於葉片後緣部分中的在所述風機的旋轉期間作為空氣吹出部分的凹入部分，各個所述葉片的所述凹入部分在與空氣吹出方向相反的方向上凹入並且尺寸不同。
2.根據權利要求1所述的螺旋槳式風機，其特徵在於，所述葉片的所述凹入部分被形成為使得從連接所述葉片後緣部分的內端點與外端點的線段到所述凹入部分的最深點所作出的垂直線的長度彼此不同。
3.根據權利要求2所述的螺旋槳式風機，其特徵在於，所述凹入部分被形成為使得所述線段的長度「a」與所述葉片的所述垂直線的長度「b」滿足「0.1a≤b≤0.5a」的關係式並且在所述葉片中長度「b」彼此不同。
4.根據權利要求3所述的螺旋槳式風機，其特徵在於，所述葉片的數量是三個，並且所述葉片的所述垂直線的長度bl、b2和b3被確定為滿足:「bl〈b2〈b3」、「0.la≤bl≤0.35a」、「0.15a ≤ b2 ≤ 0.4a」、以及 「0.2a ≤ b3 ≤ 0.5a」。
5.一種熱源單元，其特徵在於，包括: 單元殼體； 根據權利要求1至4中任一項所述的螺旋槳式風機，所述螺旋槳式風機容納在所述單元殼體中； 室外熱交換器，所述室外熱交換器容納在所述單元殼體中，所述螺旋槳式風機吹動空氣通過所述室外熱交換器； 風機馬達，所述風機馬達安裝到所述單元殼體以驅動所述螺旋槳式風機。
專利摘要本實用新型提供了螺旋槳式風機以及包括該螺旋槳式風機的熱源單元，該螺旋槳式風機設置有固定到風機的旋轉軸線上的輪轂的多個葉片，其中葉片中的每個均具有形成於在風機旋轉方向上的葉片後緣部分中的凹入部分，在風機的旋轉期間其作為空氣吹出部分，並且各個葉片的凹入部分在與空氣吹出方向相反的方向上凹入並且其尺寸不同。
文檔編號F04D29/38GK203098387SQ20122071189
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月20日 優先權日2011年12月21日
發明者田畑佳輝, 石嵨滿義 申請人:東芝開利株式會社, 東芝家用電器株式會社