CN101595309A - 西洛克风扇及空调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够减小获得规定风量时的噪音值及转速的一种西洛克风扇和具有该西洛克风扇的空调装置。在该西洛克风扇中，在设风扇直径为D、最大弯曲高度为H、翼弦长度为L、叶片内周侧前缘的半径为R、入口角为β1、出口角为β2时，满足0.18≤H/L≤0.26，R/L≤0.11，100°≤β1≤130°，26°≤β2≤32°。

Description

西洛克风扇及空调装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种减少了噪音、提高了送风特性的西洛克风扇及具有该西洛克风扇的空调装置。
背景技术
[0002]在空调装置、空气清洁机等中，以往多使用西洛克风扇。西洛克风扇具有涡旋状的涡形件和能够自由旋转地配置在该涡形件内、排列成圆筒状的多个朝前的叶片(blade)。作为具有这样的西洛克风扇的空调装置，例如存在公开于专利文献1的窗边空调机的西洛克风扇。该窗边空调机的西洛克风扇包含壳体及在壳体内隔开一定间隔配置的多个叶片，其中，上述叶片具有125～137°的出口角、58～63°的入口角、0.75～0.85的桨叶盘面积比、0.82～0.86的内外径比、0.3～0.4的最大弯曲位置。
通过形成这样的叶片形式，即使旋转速度在维持送风量的状态下变大，噪音也不会变大。
[0003]专利文献1：日本特开2001-323895号公报(权利要求1，图1～图3)
[0004]然而，在搭载了以往的西洛克风扇的空调装置中，规定噪音值下的西洛克风扇的吹出风量小，热交换器性能下降，所以，压缩机的负荷变大，COP(制冷系数)下降，另外，为了抑制COP下降，当西洛克风扇的吹出风量变大时，噪音值变大，存在对使用者产生不适感的问题。
发明内容
[0005]本发明就是鉴于上述那样的问题而提出的，其目的在于提供一种西洛克风扇和具有该西洛克风扇的空调装置，该西洛克风扇能够增大规定噪音时的风量，换言之，能够减小获得规定风量时的噪音值及转速。
[0006]本发明的西洛克风扇，具有涡形件，和能够自由旋转地配置在该涡形件内、排列成圆筒状的多个叶片，其中：在设风扇直径为D、最大弯曲高度为H、翼弦长度为L、叶片内周侧前缘的半径为R、入口角为β1、出口角为β2时，满足0.18≤H/L≤0.26，R/L≤0.11，100°≤β1≤130°，26°≤β2≤32°。
发明的效果
[0007]按照本发明，对于西洛克风扇的叶片形状，在设风扇直径为D，最大弯曲高度为H，翼弦长度为L，叶片内周侧前缘的半径为R，入口角为β1，出口角为β2时，使0.18≤H/L≤0.26，R/L≤0.11，100°≤β1≤130°，26°≤β2≤32°，这样，能够增大规定噪音时的风量，另外，在空调装置的场合，能够提高COP。
附图说明
[0008]图1为表示本发明实施方式1的具有西洛克风扇的空调装置室内单元内部构成的模式俯视图(a)和侧视图(b)。
图2为表示实施方式1中的西洛克风扇的叶片形状的参数说明图。
图3为表示实施方式1中的西洛克风扇的的叶片形状的图。
图4为实施方式1中的西洛克风扇的的叶片形状与以往的叶片形状的比较图。
图5为表示实施方式1、2中的西洛克风扇的叶片形状的图。
图6为表示实施方式1中的西洛克风扇的相对速度分布的图。
图7为表示实施方式2中的西洛克风扇的相对速度分布的图。
符号的说明
[0009]
1西洛克风扇，2风扇马达，3热交换器，4吸入口，5吹出口，6涡形件，7旋转轴，8叶片，9弯曲线，10室内单元，11直线(翼弦长度L)，12垂线，13内周切线，14弯曲线切线，15外周切线，16弯曲线切线。
具体实施方式
[0010]下面，参照附图说明本发明的实施方式。
[0011]实施方式1
图1为表示本发明实施方式1的具有西洛克风扇的空调装置的室内单元内部构成的模式俯视图(a)和侧视图(b)。
在图1中，符号10为构成室内空调机的室内单元，具有一对西洛克风扇1、同时对这些西洛克风扇1进行旋转驱动的风扇马达2、与从西洛克风扇1吹出的空气进行热交换的热交换器3。西洛克风扇1具有涡旋状的涡形件6，和能够自由旋转地配置在涡形件6内、排列成圆筒状的多个叶片。在图中，符号4为空气的吸入口，符号5为冷风或温风的吹出口，符号7为风扇马达2的旋转轴。
[0012]上述室内单元10具有由图中未示出的压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器构成的制冷剂的冷冻回路，进行室内的制冷或采暖等。另外，作为本实施方式1中的技术规格的一例，西洛克风扇1的风扇直径
Figure A20088000282700051
为160mm，宽度尺寸为190mm，叶片数量为40片，热交换器3具有12段的传热管，该传热管的列间距为12.7mm，段间距为20.4mm，传热管轴向长度为700mm，通风阻力为ΔP1＝23.1V1.3[Pa](V：速度[m/s])。另外，室内单元10的深度为680mm，高度为210mm，宽度为960mm。
[0013]室内空气被从室内单元10的吸入口4吸入，再从涡形件6的吸入口沿轴向吸入。通过风扇马达2在涡形件6内使圆筒状的叶片列旋转，由该叶片列施加了动压和静压的空气从在室内单元10的风路内开口的排出口吹出，与设置在该风路内的热交换器3进行热交换，形成为冷风或暖风、从吹出口5吹出到室内。
[0014]图2为表示西洛克风扇的叶片形状的参数说明图，图3为表示实施方式1的西洛克风扇的的叶片形状的图，图4为在图3中重叠以往的叶片形状进行表示的比较图。
[0015]西洛克风扇1的规定噪音值的风量在设西洛克风扇1的风扇直径为D、翼弦长度为L、最大弯曲高度为H、叶片内周侧前缘的半径为R、入口角为β1、出口角为β2时，根据D、L、H、β1、β2、R的关系决定。风扇直径D及叶片内周侧前缘的半径R省略图示。
在这里，上述各参数的定义如下。风扇直径D为西洛克风扇1的叶片8的外周圆的直径。翼弦长度L为连接叶片8的弯曲线9的内周端9a与外周端9b的直线11的长度。最大弯曲高度H为从直线11到叶片8的弯曲线9的垂线12的最大长度。入口角β1为叶片8的弯曲线9的内周端9a处的内周切线13与弯曲线切线14所成的角度。出口角β2为叶片8的弯曲线9的外周端9b处的外周切线15与弯曲线切线16所成的角度。入射角α为叶片8的弯曲线9的内周端9a处的弯曲线切线14与风的流入方向所成的角度。叶片内周侧前缘的半径R为形成于叶片8前缘的圆弧部的半径。
[0016]另一方面，当用符号100表示以往的西洛克风扇时，西洛克风扇100与西洛克风扇1相比，存在规定噪音时的风量少的缺点。这是由于H/L小，R/L大，β1、β2的角度不适当等的原因，导致规定噪音时的风量变小。其结果，在搭载于室内单元10的场合，热交换器3的性能下降，压缩机的负荷增大，COP下降。
[0017]由此可知，在搭载了西洛克风扇100的室内单元的场合，规定噪音时的风量变小，热交换器3的性能下降，所以，在规定噪音时获得规定的空调能力的情况下，在进行制冷运转的场合，需要超出需要地降低制冷剂温度，在进行采暖运转的场合，需要超出需要地提高制冷剂温度，从而必须增大制冷剂温度与室内温度的温度差，因此，存在压缩机的负荷变大、COP下降的问题。
[0018]在表1中表示本实施方式1的西洛克风扇1A和以往的西洛克风扇100的H/L、R/L、β1、β2的值。L/D的值为0.17。
[0019][表1]
表1  叶片的形状参数
  西洛克风扇1A   西洛克风扇100
    H/L     0.22     0.28
    R/L     0.16     0.16
    β1     100°     100°
    β2     43°     43°
[0020]在表2中，表示在室内单元10中搭载西洛克风扇1A、西洛克风扇100，吹出风量为16m3/min时的噪音值、转速。西洛克风扇以外的条件完全一样。
[0021][表2]
表2  16m3/min时的噪音值、转速
  西洛克风扇1A   西洛克风扇100
  噪音值dB     46.5     47.2
  转速rpm     1101     1127
[0022]如表1、表2所示，通过设H/L＝0.22能够减小噪音值、转速。
[0023]在表3中，表示本实施方式1的西洛克风扇1B和以往的西洛克风扇100的H/L、L/D、R/L、β1、β2的值。
[0024][表3]
表3  叶片的形状参数
  西洛克风扇1B   西洛克风扇100
    H/L     0.28     0.28
    R/L     0.11     0.16
    β1     125°     125°
    β2     47°     47°
[0025]在表4中，表示在室内单元10中搭载西洛克风扇1B、西洛克风扇100，吹出风量为16m3/min时的噪音值、转速。西洛克风扇以外的条件完全一样。
[0026][表4]
表4  16m3/min时的噪音值、转速
  西洛克风扇1B   西洛克风扇100
  噪音值dB     46.1     47.2
  转速rpm     1088     1127
[0027]如表3、表4所示，通过设R/L＝0.11能够减小噪音值、转速。
[0028]在表5中，表示本实施方式1的西洛克风扇1C和以往的西洛克风扇100的H/L、R/L、β1、β2的值。
[0029][表5]
表5  叶片的形状参数
  西洛克风扇1C   西洛克风扇100
    H/L     0.28     0.28
    R/L     0.16     0.16
    β1     110°     125°
    β2     47°     47°
[0030]在表6中，表示在室内单元10中搭载西洛克风扇1C、西洛克风扇100，吹出风量为16m3/min时的噪音值、转速。西洛克风扇以外的条件完全一样。
[0031][表6]
表6  16m3/min时的噪音值、转速
  西洛克风扇1C   西洛克风扇100
  噪音值dB     46.3     47.2
  转速rpm     1115     1127
[0032]如表5、表6所示，通过设β1＝110°能够减小噪音值、转速。
[0033]在表7中，表示本实施方式1的西洛克风扇1D和以往的西洛克风扇100的H/L、R/L、β1、β2的值。
[0034][表7]
表7  叶片的形状参数
  西洛克风扇1D   西洛克风扇100
    H/L     0.28     0.28
    R/L     0.16     0.16
    β1     125°     125°
    β2     29°     47°
[0035]在表8中，表示在室内单元10中搭载西洛克风扇1D、西洛克风扇100，吹出风量为16m3/min时的噪音值、转速。西洛克风扇以外的条件完全一样。
[0036][表8]
表8  16m3/min时的噪音值、转速
  西洛克风扇1D   西洛克风扇100
  噪音值dB     46.4     47.2
  转速rpm     1113     1127
[0037]如表7、表8所示，通过设β2＝29°能够减小噪音值、转速。
[0038]在表9中，表示H/L＝0.22、R/L＝0.11、β1＝110°、β2＝29°时在室内单元10中搭载西洛克风扇1，吹出风量为16m3/min时的噪音值、转速。
[0039][表9]
表9  16m3/min时的噪音值、转速
    西洛克风扇1
    噪音值dB     45.3
    转速rpm     1088
[0040]如表9所示，组合最佳的H/L、R/L、β1、β2，使噪音值、转速都变得最小。
[0041]下面说明使H/L＝0.22、R/L＝0.11、β1＝110°、β2＝29°时噪音值、转速减小的理由。
[0042]在H/L比0.26大的场合，叶片的弯曲变大，风在负压面侧从叶片面剥离，所以，产生失速，成为噪音值、转速增大的原因。另一方面，在H/L比0.18小的场合，叶片的弯曲变小，叶片的提升力下降，所以，成为噪音值、转速增大的原因。
在R/L比0.11大的场合，在叶片的前缘，停滞压力上升，动压下降，所以，风量下降，成为噪音值、转速增大的原因。
在β1比130°大时，叶片间流入部的流入面积减少，成为噪音值、转速增大的原因。另一方面，若β1比100°小，则叶片的入射角α变大，成为失速的原因，并成为噪音值、转速增大的原因。
若β2比32°大，则叶片的弯曲变小，所以，提升力变小，成为噪音值、转速增大的原因。另一方面，若β2比26°小，则叶片间流出部的流出面积减少，所以，叶片间流出部的速度变大。由于西洛克风扇的叶片间流动为某种程度失速的状态，所以，若叶片间流出部的速度变大，则在前缘附近失速了的流动在后缘附近产生再附着。若产生再附着，则叶片面的静压变动变大，成为噪音增大的原因。
[0043]实施方式2
在实施方式1所示的H/L＝0.22、R/L＝0.11、β1＝110°、β2＝29°的西洛克风扇1中，如图5所示那样，设大致直线地削除了前缘的负压面侧的西洛克风扇为1X。西洛克风扇1的前缘为由半圆弧构成的形状。
[0044]在表10中表示在室内单元10中搭载西洛克风扇1、西洛克风扇1X，吹出风量为16m3/min时的噪音值、转速。西洛克风扇以外的条件完全一样。
[0045][表10]
表10  16m3/min时的噪音值、转速
  西洛克风扇1X   西洛克风扇1
噪音值dB     45.3     45.8
转速rpm     1088     1103
[0046]如表10所示，若削除了西洛克风扇的由半圆弧构成的形状的前缘的负压面侧，则能够减小噪音值、转速。
[0047]下面，说明该理由。在图6、图7中表示1100rpm时的主板附近的风扇内部的相对速度分布，表11表示风扇单体运转时的静压(1100rpm，风量8m3/min)。
比较图6所示的西洛克风扇1和图7所示的削去了前缘的负压面侧的西洛克风扇1X的风扇内部的相对速度分布可知，西洛克风扇1X一方的负压面侧的前缘附近的速度分布大。这是因为通过削除负压面侧，使得本来风容易流动的前缘的负压面侧的速度变大，如表10所示那样，转速变小，噪音值变小。另外，从表11所示的静压也可得知，削除了前缘的负压面侧的西洛克风扇1X在同一转速、同一风量时可获得最高的静压，通过削除前缘的负压面侧，表现出风容易流动的效果。
[0048][表11]
表11 1100rpm、8m3/min时的静压
    西洛克风扇1X     西洛克风扇1
静压Pa     61.3     60.2

Claims (3)

1.一种西洛克风扇，具有涡形件，和能够自由旋转地配置在该涡形件内、排列成圆筒状的多个叶片，其特征在于：
在设风扇直径为D、最大弯曲高度为H、翼弦长度为L、叶片内周侧前缘的半径为R、入口角为β1、出口角为β2时，满足0.18≤H/L≤0.26，R/L≤0.11，100°≤β1≤130°，26°≤β2≤32°。
2.根据权利要求1所述的西洛克风扇，其特征在于：叶片内周侧前缘的形状为从大致半圆弧状的形状大致直线地削除了叶片的负压面侧的形状。
3.一种空调装置，其特征在于：具有权利要求1或2所述的西洛克风扇。
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