橫流風扇及具有橫流風扇的空調機的室內機的製作方法

2023-04-30 03:41:36 1

專利名稱：橫流風扇及具有橫流風扇的空調機的室內機的製作方法
技術領域：
本發明涉及橫流風扇(cross-flow fan)及具有橫流風扇的空調機的室內機。
(2)背景技術橫流風扇廣泛用作空調機的室內機風扇(fan)。裝入有橫流風扇的室內機，在框體前面上下設置吸氣格柵(suction grill)和吹風格柵(vent grill)，在這些吸氣格柵與吹風格柵之間形成風扇殼罩(fan casing)內的通風流道。在該通風流道中，在室內側熱交換器的下遊側設置橫流風扇，將利用該橫流風扇從吸氣格柵向框體內吸入的室內空氣在室內側熱交換器進行熱交換，利用橫流風扇將經熱交換後的冷風或暖風從吹風格柵向室外吹出。
但是，在空調機的室內機中，需要提高橫流風扇的送風效率及降低噪聲，降低吹風格柵的吹風聲。
為此，已有各種以提高橫流風扇的送風效率及降低噪聲為目的的提案。
例如，在下述專利文獻1中記載了一種橫流風扇，其通過對與外周葉片角度、內周葉片角度、節弦比的關係加以特定，從而提高了風量及靜壓。另外，在下述專利文獻2中記載了一種橫流風扇，其通過將裝入空調機的室內機的橫流風扇的葉片出口角設定為小於等於23°，從而降低了低頻的特異噪聲的橫流風扇。
但是，專利文獻1、2中記載的橫流風扇，其送風效率及噪聲的下降程度還沒有達到可滿足的水準。
專利文獻1日本專利特開平6-323294號公報專利文獻2日本專利特開平11-83062號公報
(3)發明內容本發明是為了解決上述問題而提出的，其目的在於提供一種噪聲極小的橫流風扇及具有該橫流風扇的空調機的室內機。
本發明人等發現橫流風扇的葉片截面的入射角與出射角之比、以及連接橫流風扇的中心軸線和葉片外周側端緣的直線與連接葉片外周側端緣和內周側端緣的直線構成的安裝角對噪聲產生很大的影響，在它們之間找到了有利於降低噪聲的組合。
即，本發明的橫流風扇，具有至少2片支承板以及環狀地配設在這些支承板之間的多個葉片，其特徵在於，與所述各葉片的長度方向垂直的截面形狀，在葉片的壓力面側、負壓面側都形成為曲線，入射角α與出射角β之比α/β選定在0.20～0.32的範圍內，且連接橫流風扇的中心軸線和葉片外周側端緣的直線與連接該外周側端緣和內周側端緣的直線構成的安裝角選定在20°～30°的範圍內，其中，所述各葉片在外周側端緣處的葉片曲線的切線，與連接所述橫流風扇的中心軸線和所述外周側端緣的直線在所述外周側端緣處的垂線構成入射角α，所述葉片在內周側端緣處的葉片曲線的切線，與連接所述橫流風扇中心軸線和所述內周側端緣的直線在所述內周側端緣處的垂線構成出射角β。
本發明的空調機室內機，其特徵在於，包括具有上述特徵的橫流風扇，在鼻狀部(nose)和橫流風扇之間形成最小間隙的部位與橫流風扇的中心軸線的連線，與殼罩的最上部和橫流風扇的中心軸線的連線構成的吸入角θ1選定在145°～160°的範圍內，所述最上部的延長線與通過所述最上部的水平線構成的所述風扇殼罩的起始角θ2在45°～50°的範圍內，從所述最上部至在所述風扇殼罩與所述橫流風扇之間形成的最小間隙的起始間隙t2的距離L1，與所述橫流風扇的直徑之比L1/選定在0.18～0.22的範圍內，所述起始間隙t2與所述橫流風扇直徑之比t2/選定在0.04～0.06的範圍內。
採用本發明，可提供一種噪聲極小的橫流風扇及具有該橫流風扇的空調機的室內機。
(4)


圖1是本發明的橫流風扇的立體圖。
圖2是本發明的橫流風扇的分解立體圖。
圖3是本發明的橫流風扇中使用的多葉片葉輪的立體圖。
圖4是沿圖1的A-A線的剖視圖。
圖5是將圖4的主要部分放大表示的剖視圖。
圖6是本發明的橫流風扇的葉片的其他實施例的剖視圖。
圖7是表示本發明的橫流風扇的特性試驗的結果的圖。
圖8是本發明的空調機的室內機的縱剖視圖。
圖9是表示圖8的橫流風扇及殼罩的關係的說明圖。
(元件符號說明)1橫流風扇 10、11端部支承板11b軸 12中間支承板13葉片 13a壓力面13b負壓面 14多葉片葉輪(5)具體實施方式
以下，參照圖1～圖5對本發明的橫流風扇的一實施例進行說明。
圖1是本實施例的橫流風扇的立體圖。圖2是其分解立體圖。圖3是其多葉片葉輪的立體圖。
如圖1所示，本實施例的橫流風扇1具有一對圓板狀的端部支承板10、11、並列設置在它們之間的多個環狀的中間支承板12以及多個葉片13。這些多個葉片13分別同心狀地排列在相對的端部支承板10(11)與中間支承板12之間以及中間支承板12、12相互之間。這些葉片13相對於橫流風扇1的中心軸線o傾斜規定角度，通過橫流風扇1以中心軸線o為軸旋轉來進行送風。
如圖2所示，該橫流風扇1是通過將多葉片葉輪14在軸向重疊而構成的，該多葉片葉輪14是將許多葉片13與中間支承板12一體化而形成的。在圖中右端的多葉片葉輪14的端部支承板10上設有輪轂部(boss portion)10a，其用於利用固定螺釘等拆裝自如地與未圖示的電動機(motor)的旋轉軸結合。
另一方面，在圖中左側的端部支承板11的周緣部形成許多嵌合槽11a，圖中位於左端的多葉片葉輪14的各葉片13的前端部嵌入這些嵌合槽11a內。在該端部支承板11的外面中央突設有軸11b。
如圖2及圖3所示，在各多葉片葉輪14的中間支承板12的外面形成嵌合凹部12a，以供相鄰的多葉片葉輪14的各葉片13的前端部分別嵌入。而在中間支承板12的內面通過注射成形等一體地立設有多個葉片13，該多個葉片13相對於圓周方向不等節距(unequal pitch)，且相對於中心軸線o以規定角度傾斜。
接著，參照圖4及圖5對葉片13的截面形狀進行說明。圖4是圖1的A-A截面，即表示與橫流風扇1的長度方向垂直的截面(僅表示了2個葉片)的圖，圖5是其主要部分的放大圖。
葉片13的截面形狀，其壓力面13a、負壓面13b都形成為曲線形狀。葉片13的入射角α與出射角β之比α/β選定在0.20～0.32的範圍內，葉片的安裝角θ選定在20°～30°的範圍內。這裡，入射角α是指葉片13在外周側端緣a處的葉片曲線(壁厚中心)的切線b與連接中心軸線o和外周側端緣a的直線c在所述外周側端緣a處的垂線d構成的角度。
另外，出射角β是指葉片13在內周側端緣e處的葉片曲線的切線f與連接中心軸線o和內周側端緣e的直線g在內周側端緣e處的垂線h構成的角度。
安裝角θ是指連接外周側端緣a和內周側端緣e的直線I與連接中心軸線o和外周側端緣a的直線c構成的角度。
如圖6所示，在葉片13的截面形狀中，負壓面13b側的外周側形成直線部13c，在將葉片13的弦長作為L，直線部的長度作為l時，直線部的長度l與葉片13的弦長之比l/L最好是在0.05～0.20的範圍內。由此，與全部由曲線形成、沒有直線部的截面形狀的情況相比，吸入時氣流脫流小，可降低噪聲。而且，通過在葉片的外周側設置直線部，可減輕塵埃的粘附，提高喘振特性(surging property)。
本發明人等改變入射角α與出射角β之比α/β、安裝角θ進行了噪聲測量試驗，其結果如表1所示。從該表1可知，入射角α與出射角β之比α/β在0.20～0.32的範圍內，且安裝角在20°～30°的範圍內時，噪聲尤為下降。相比之下，若僅入射角α與出射角β之比α/β或安裝角的任何一方處於上述範圍內，則無法得到足夠的降低噪聲的效果。
表示上述試驗結果的圖7是表示滿足上述條件的本發明實施例的靜壓—風量、風扇效率(fan efficiency)-風量的關係以及沒有滿足上述條件的比較例的靜壓—風量、風扇效率—風量的關係。從該圖可知，本發明的實施例與比較例相比，提高了靜壓，故空氣流動好，可降低噪聲。而且風扇效率也得到了提高。上述試驗中使用的實施例的葉片，入射角α與出射角β之比α/β為0.26，安裝角為25°。而比較例的葉片，入射角α與出射角β之比α/β為0.34、安裝角為30°。
葉片截面形狀的壓力面13a、負壓面13b的曲線形狀既可由規定曲率半徑的1個圓弧或曲率半徑不同的多個圓弧形成，也可由螺旋曲線(spiral curve)等形成。尤其是在由多個圓弧或螺旋曲線形成時，容易形成上述數值範圍的葉片。而且，做成螺旋曲線時，從負壓面13b的內周側至外周側，能整體形成光滑的曲線，與由多個圓弧形成的情況相比，能防止氣流的脫流，進一步降低噪聲。
採用本實施例1的橫流風扇的話，則上述多個葉片相對於中心軸線o傾斜規定角度，因而能使在裝入橫流風扇的裝置的鼻狀部與風扇殼罩的間隙產生的壓力連續地變動，可降低橫流風扇的旋轉噪聲，而且，葉片在圓周方向上的排列為不等節距，因而能分散風扇旋轉噪聲的峰值頻率，能降低刺耳感，改善聽感，而且，葉片截面形狀在壓力面、負壓面都形成曲線形狀，入射角α與出射角β之比α/β處於0.20～0.32的範圍內，且連接橫流風扇的中心軸線和葉片外周側端緣的直線與連接該外周側端緣和內周側端緣的直線構成的安裝角處於20°～30°的範圍內，因而可降低噪聲。即，除葉片以規定的角度傾斜、葉片的排列為不等節距所產生的作用以外，還加上入射角與出射角之比及安裝角分別在規定範圍內的雙重效果，噪聲得到顯著降低。
接著，對裝入本發明的橫流風扇的空調機的室內機的一實施例進行說明。
圖8是本發明的空調機的室內機的一實施例的縱向剖視圖。
如圖8所示，本實施例的室內機100，在框體101的前面101a具有在圖中上下配設的吸氣格柵102和吹風格柵103。這些吸氣格柵102和吹風格柵103通過風扇殼罩104內的通道流道105連通。
在該通風流道105的室內側熱交換器106的下遊側設有本發明中的上述橫流風扇1。因而從吸氣格柵102向框體101內吸入的室內空氣在室內側熱交換器106進行熱交換而成為冷風或暖風，由橫流風扇1從吹風格柵103向室外吹出。
如圖9所示，橫流風扇1的吸入角θ1、即在鼻狀部107和橫流風扇1之間形成最小間隙t1的部位與橫流風扇1的中心軸線o的連線j與殼罩104的最上部104a和橫流風扇1的中心軸線o的連線k構成的角度在145°～160°的範圍內，風扇殼罩104的起始角θ2、即風扇殼罩104的最上部104a的延長線l與通過最上部104a的水平線m構成的角度在45°～50°的範圍內，風扇殼罩104的起始長度、即從最上部104a至在風扇殼罩104與橫流風扇之間形成最小間隙t2的部位104b的距離L1與橫流風扇的直徑之比L1/在0.18～0.22的範圍內，起始間隙t2與橫流風扇直徑之比t2/在0.04～0.06的範圍內。
本實施例的空調機的室內機，通過具有上述範圍內的吸入角θ1、起始角θ2、起始長度L1與橫流風扇的直徑之比L1/、起始間隙t2與橫流風扇直徑之比t2/，再加上上述本發明的橫流風扇所具有的低噪聲性的雙重作用，從而噪聲顯著降低，風扇效率提高，塵埃對橫流風扇的葉片的粘附少，提高喘振特性。
上述實施例中，橫流風扇是將多個葉片相對於橫流風扇的中心軸線傾斜規定角度且在圓周方向上以不等節距排列的，但本發明的橫流風扇並不局限於此。
表1
(*1)發明範圍0.2～0.32(*2)發明範圍20°～30°
權利要求
1.一種橫流風扇，具有至少2片支承板以及環狀地配設在這些支承板之間的多個葉片，其特徵在於，與所述各葉片的長度方向垂直的截面形狀，在葉片的壓力面側、負壓面側都形成為曲線，入射角(α)與出射角(β)之比(α/β)選定在0.20～0.32的範圍內，且連接橫流風扇的中心軸線和葉片外周側端緣的直線與連接該外周側端緣和內周側端緣的直線構成的安裝角選定在20°～30°的範圍內，其中，所述各葉片在外周側端緣處的葉片曲線的切線，與連接所述橫流風扇的中心軸線和所述外周側端緣的直線在所述外周側端緣處的垂線構成入射角(α)，所述葉片在內周側端緣處的葉片曲線的切線，與連接所述橫流風扇中心軸線和所述內周側端緣的直線在所述內周側端緣處的垂線構成出射角(β)。
2.如權利要求1所述的橫流風扇，其特徵在於，所述葉片截面形狀為，在負壓面側的外周側具有直線部，該直線部的長度(1)與葉片的弦長(L)之比(1/L)選定在0.05～0.2的範圍內。
3.一種空調機的室內機，其特徵在於，具有權利要求1或2所述的橫流風扇，將在鼻狀部和橫流風扇之間形成最小間隙的部位與橫流風扇的中心軸線連接的連線和將風扇殼罩的最上部與橫流風扇的中心軸線連接的連線構成吸入角(θ1)，將該吸入角(θ1)選定在145°～160°的範圍內，所述最上部的延長線和通過所述最上部的水平線構成所述風扇殼罩的起始角(θ2)，該起始角(θ2)在45°～50°的範圍內，從所述最上部起至在所述風扇殼罩與所述橫流風扇之間形成的最小間隙的起始間隙(t2)為止的距離(L1)，與所述橫流風扇的直徑()之比(L1/)選定在0.18～0.22的範圍內，所述起始間隙(t2)與所述橫流風扇直徑()之比(t2/)選定在0.04～0.06的範圍內。
全文摘要
本發明提供一種可減少噪聲的橫流風扇。在該橫流風扇中，與風扇長度方向垂直的截面形狀在葉片的壓力面側、負壓面側都形成為曲線，葉片的入射角(α)與出射角(β)之比(α/β)為0.20～0.32，且連接橫流風扇的中心軸線和葉片外周側端緣的直線與連接該外周側端緣和內周側端緣的直線構成的安裝角為20°～30°。
文檔編號F04D29/44GK1782440SQ20051012872
公開日2006年6月7日 申請日期2005年11月28日 優先權日2004年11月26日
發明者岡田覺 申請人:東芝開利株式會社