空氣調節器及其通流風扇的製作方法
2023-12-10 08:24:42
專利名稱：空氣調節器及其通流風扇的製作方法
技術領域：
本發明概括地說涉及一種空氣調節器，特別是空氣器的通風裝置。更確切地說，本發明涉及一種流量和噪聲特性都得到了改善的通流風扇，以及安裝有這種通流風扇的空氣調節器。
以下參照附圖敘述傳統的空氣調節器及其缺點。
圖7示出了一種公知的裝有傳統通流風扇的空氣調節器的結構，並且在圖中示出了空氣流道。從該圖中可以清楚地看出，藉助於突出部3和殼體4構成了具有若干個葉片1的通流風扇2的上、下遊流道。進氣格柵5和熱交換器6設置在通流風扇2的吸氣側，如圖7中箭頭所示，通流風扇的排氣方向可與進氣方向相反。此外，空氣流量可隨風扇的軸向長度的增加而成比例的大幅變增大，這樣，簡單地增加或減少風扇的軸向長度可獲得任何所需要的空氣流量。由於這種從未被其它類型的風扇所取代的獨特性能，使這種通流風扇近年來一直應用很廣泛。
人們為了改善上這類空氣調節器的流量和噪聲特性，已經做了各種嘗試。認為，通流風扇的流量和噪聲特性受風扇轉子上葉片的安裝角θ的影響很大。具體地，角θ定義為，風扇轉子中心和每個葉片徑向外端相連接而形成的直線與葉片徑向外，內端相連接而形成的直線之間的夾角。通常，通過減小上述角θ可以解決需要較大空氣流量的問題。人們還做了這樣的嘗試，通過增加吸氣格柵5的柵距以及熱交換器6上散熱片的間距，優化空氣出口的形狀而減小空氣流動阻力來改善流量和噪聲特性。
日本未審查專利公報第2-203129號中就公開了這樣一種改進的空氣調節器的典型例子。這種改進的空氣調節器有一穩定器，該穩定器與通流風扇間隔布置，其中通流風扇和穩定器之間的距離沿著通流風扇的軸線逐漸地改變。
圖7所示的這種公知的空氣調節器所遇到的問題是，減少葉片安裝角θ，雖然可以明顯地改善流量特性，但卻削弱了噪聲特性，在頻率為n×z(n為風扇轉速，z表示風扇葉片數目)時，會出現噪聲最大峰值。
因此，在確定葉片安裝角θ時，必須一方面要保持噪聲的減小，另一方面還需要保持空氣流量的增加，但是，同時滿足減少噪聲值和提高空氣流量這兩種要求是不可能的。
未審查的日本專利公報第2-203129號所公開的改進的空氣調節器也遇到了穩定器結構太複雜而不容易實現的問題。在大多數情況下，穩定器與排氣底座整體構成，這樣，由於穩定器的形狀複雜而使模具的結構形狀複雜化。因此，需要儘可能地將穩定器與排氣底座分開製作，然後再組裝在一起，但採取這種措施，會提高空氣調節器的生產成本，這是不希望的。
因此，本發明的主要目的是提供一種具有通流風扇的空氣調節器，這種空氣調節器的通流風扇能在不減少空氣流量的前提下，在低的噪聲工況下運行。
為了實現這一目的，根據本發明，提供一種空氣調節器，它包括有一通流風扇，該風扇有若干個葉片，葉片從風扇軸線開始沿葉片長度彎曲，並且在葉片的徑向外端部呈彎曲狀。
根據本發明，由於改進了通流風扇葉片的形狀，因此，在保持了風扇固有空氣流量的同時，大大地降低了在葉片數目和風扇轉速乘積所對應的頻率點處所產生的噪聲峰值。
本發明的上述和其他目的，特點及優點，結合附圖通過下述的最佳實施例會清楚。
圖1是本發明的空氣調節器的剖面示意圖;
圖2是本發明的通流風扇葉片的剖面圖;
圖3是頻率-噪聲特性曲線，表示出了本發明所產生的效果。
圖4是空氣流量和噪聲相對葉片徑向外端部葉片曲率變化的曲線圖;
圖5是通流風扇空氣流量和葉片的彎曲長度之間的關係曲線圖;
圖6是本發明的經過改進的通流風扇正面示意圖，圖中葉片沿風扇軸線呈扭曲狀;
圖7是一種公知的空氣調節器的剖面示意圖;
圖8是圖7所示的公知的空氣調節器噪聲特性曲線圖。
圖1中示出了安裝有通流通扇的本發明的空氣調節器的結構，這也是本發明的實施例，在該圖中示出了空氣流道。從圖1中可以清楚地看出，通過突出部3和殼體4，構成了具有若干個葉片11的通流風扇12的上、下遊流道。吸氣格柵5和熱交換器6設置在通流風扇2的吸氣側。
葉片11以與圖7所示傳統風扇相同的角度固定安裝在風扇12上。葉片11的形狀除了其徑向外端部之外，其餘部分與傳統風扇的葉片形狀相同，即根據本發明，長度為L的葉片11的徑向外端部成彎曲狀，該彎曲部分相對於在外端部該長度始點處正切片形狀的平面呈α夾角。因此，連接葉片徑向內，外端的直線與連接風扇轉子中心和葉片徑向外端的直線之間所形成的葉片安裝角θ′，大於圖7中所示傳統風扇葉片安裝角θ。
根據本發明，通過選擇合適的長度和角α的大小，可以在不減小空氣流量的前提下，降低噪聲，如圖3所示，將噪聲減小了8分貝而降解至25分貝。這樣有可能在保持所需要的空氣流量的同時，而降低通流風扇的噪聲，因此消除了用戶的煩惱。
圖4示出了通流風扇的空氣流量和噪聲隨角α變化的情況。更具體地說，在圖4中，縱座標軸表示空氣流量和噪聲值，而橫座標軸表示葉片徑向外端部的彎曲比，用角α與葉片安裝在風扇轉子上的安裝角θ之比(α/θ)表示。當葉片徑向外端部的彎曲角α為零時，即當葉片的形狀與傳統的通流風扇葉片的形狀相同時，空氣流量最大。但是，這種形狀的風扇，其噪聲值最大。彎曲比(α/θ)的增加會使噪聲值減小，但是必然會帶來空氣流量的減小。
顯然，為了使通流風扇的噪聲明顯地減小而又不會帶來空氣流量的降低，應將葉片端部的彎曲角最好選擇在比值α/θ為0.35-0.55的範圍。
圖5示出了空氣流量與以葉片彎曲部分的長度1對葉片總長度L(參見圖2)之比(1/L)表示的葉片彎曲部分長度之間的關係。當比值1/L超過0.17時，空氣流量會大幅度地減小，而當比值1/L小於0.1時，葉片的加工就很困難。因此，葉片徑向外端部的彎曲長度最好相對於葉片的總長度L這樣選擇，將比值1/L的範圍定為0.1-0.7。
圖6示出了本發明的一種改進，其中葉片11沿著風扇軸線扭曲。這種改進的結構有效地減小這樣一些頻率點處的噪聲分量值，而這些頻率點不是葉片數目與風扇轉速的乘積。
通過上述可以理解，根據本發明，葉片將做成這樣的形狀，使其一預定長度的徑向外端部相對於葉片的其餘部分呈彎曲狀，而葉片的其餘部分從鄰近風扇軸線的端部開始彎曲，這樣，可以在不降低空氣流量、不需設置複雜形狀穩定器和突出部的情況下，可以有效地降低由風扇轉速與葉片數目之積所對應的頻率點處所出現的噪聲峰值，使空氣調節器在穩定的工況下運行。如果公知的空氣調節器的噪聲峰值是允許的，那麼，本發明的空氣調節器可以在空氣流量增加的工況下運轉，這樣，增大了空調效果。
權利要求
1.一種空氣調節器，包括有，一個具有若干個葉片的通流風扇；一突出部和一殼體，兩者配合形成所述通流風扇的空氣上、下遊流道；一個設置在通流風扇吸氣側的熱交換器；一設置在所述熱交換器的空氣進口邊上的格柵；其特徵是，所述風扇的每個葉片做成這樣的形狀，其徑向外端部以一預定的長度朝外延伸，並相對葉片的其餘部分呈彎曲狀。
2.根據權利要求1所述空氣調節器，其特徵是，所述的每個葉片的截面形狀是弧狀彎曲的，其徑向外端部是這樣彎曲的，使葉片的截面形狀呈朝著該葉片圓弧中心傾斜。
3.根據權利要求1或2所述的空氣調節器，其特徵是，所述的葉片徑向外端部彎曲的角度是除該徑向外端部外的葉片主要部分安裝角度的0.35-0.55倍，所述彎曲的徑向外端部的預定長度是葉片徑向內，外端之間距離的0.1-0.17倍。
4.根據權利要求1或2所述的空氣調節器，其特徵是，所述通過流風扇的葉片沿通流風扇的軸線扭曲。
5.一種用於空氣調節器的通流風扇，包括有一組葉片，每個葉片做成這樣的形狀，其徑向外端部以一預定長度朝外延伸，並相對於葉片的其餘部分呈彎曲狀。
6.根據權利要求5所述的通流風扇，其特徵是，所述的每個葉片的截面形狀是弧狀的，所述徑向外端部是這樣彎曲的，使它的截面形狀朝著葉片圓弧中心傾斜。
7.根據權利要求5或6所述通流風扇，其特徵是，所述葉片徑向外端部彎曲的角度是除該徑向外端部外的葉片主要部分安裝角度的0.35-0.55倍，所述彎曲的徑向外端部的預定長度是葉片徑向內，外端之間距離的0.1-0.17倍。
8.根據權利要求5或6所述的通流風扇，其特徵是，所述通流風扇的葉片沿通流風扇的軸線扭曲。
全文摘要
一種空氣調節器有一個包括有若干葉片的通流風扇，一突出部和一殼體相互結合構成通流風扇的上、下遊空氣流道。空氣調節器還包括設置在通流風扇吸氣側的熱交換器，一格柵設置在熱交換器的空氣進口邊上。每個葉片有弧形截面形狀，葉片徑向端部以一預定長度朝外延伸並彎曲，其截面形狀變成朝其圓弧中心傾斜。這種特殊的葉片形狀降低了頻率等於葉片數目與風扇轉速乘積處的頻率時所產生的噪聲峰值，同時不會帶來降低空氣流量的後果，易於突出部外形的設計，降低了生產成本。
文檔編號F24F1/00GK1106125SQ94113719
公開日1995年8月2日 申請日期1994年9月10日 優先權日1993年9月10日
發明者小曾戶莊一, 芳賀憲行, 山崎洋, 千葉敏昭, 竹澤健一 申請人:株式會社日立製作所