CN101595310B - 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和转速的西洛克风扇和具有该西洛克风扇的空调装置。该西洛克风扇具有涡形件(6)、风扇主体、及马达；该风扇主体能够自由旋转地配置在该涡形件(6)内，具有排列成圆筒状的多个叶片；该马达对该风扇主体进行旋转驱动；其中：上述涡形件(6)在涡旋状外形上具有大致平行的2个直线部(12)、(13)，使上述马达的旋转轴处于偏向与上述涡形件的舌部(8)接近的一方的直线部(12)的位置。

Description

西洛克风扇及空调装置
技术领域
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空调装置。 
背景技术
以往，已知在西洛克风扇中发生了从涡旋状涡形件吹出的空气流的一部分从风扇外部向风扇内部流动的逆流现象。当产生逆流时，由于与吸入空气流产生冲撞，所以，不仅送风量下降，而且噪音也增大。因此，为了抑制该逆流现象进行了一些改进，例如使形成涡形件的吸入口的喇叭口的形状在圆周方向的区域分开变化等(例如，参照专利文献1)。另外，还提出了除了舌部以外以从舌部突出的方式设置辅助舌部的例子(例如，参照专利文献2)。 
专利文献1：日本特开平9-126193号公报(第4-5页，图1、图2)专利文献2：日本特开2006-138268号公报(第4页，图1、图3) 
另一方面，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，当增大西洛克风扇的吹出风量时，噪音值变大，存在使使用者产生不适感的问题。 
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。另外，本发明的另一个目的在于：通过改善涡形件的形状，从而 抑制逆流现象、在保持规定风量的同时减小噪音值。 
本发明的西洛克风扇具有涡形件、风扇主体及马达；该风扇主体能够自由旋转地配置在该涡形件内，具有排列成圆筒状的多个叶片；该马达对该风扇主体进行旋转驱动；其特征在于：上述涡形件在涡旋状的外形上具有大致平行的2个直线部，使上述马达的旋转轴处于偏向与上述涡形件的舌部接近的一方的直线部的位置。 
发明的效果
按照本发明，西洛克风扇具有涡形件、风扇主体及马达；该风扇主体能够自由旋转地配置在该涡形件内，具有排列成圆筒状的多个叶片；该马达对该风扇主体进行旋转驱动；其中：涡形件在涡旋状的外形上具有大致平行的2个直线部，使上述马达的旋转轴处于偏向与上述涡形件的舌部接近的一方的直线部的位置，从而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
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)。图2为表示实施方式1的喇叭口中心与旋转轴中心的位置关系的图。图3为表示实施方式2的涡形件形状的图。图4为表示实施方式3的马达支承台、风扇马达、风扇主体的组装体的透视图。图5为图4的马达支承台的透视图。图6为在马达支承台上设置了通风口的场合的透视图。图7为实施方式4的在涡形件的舌部两端设置了肋的场合的模式图。图8为图7的肋的模式的侧面。图9为表示西洛克风扇的吹出口的速度分布的图。图10为表示西洛克风扇的吹出口的逆流现象的图。 
符号说明
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舌部，9喇叭口，10室内单元，11风扇主体，12直线部，13直线部，14马达支承台，15通风口，16肋，17吸入口，18吹出口，20逆流区域，22流动 
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。 
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、同时地对这些西洛克风扇1进行旋转驱动的风扇马达2、及与从西洛克风扇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和风扇主体，该风扇主体具有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为冷风或暖风的吹出口，符号7为风扇马达2的旋转轴，符号8为舌部。 
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 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。 
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。 
图2为表示本发明实施方式1的马达旋转轴与喇叭口中心的位置关系的图，点O为喇叭口9的中心，点P为马达2的旋转轴中心(风扇旋转中心)。 本实施方式的涡形件6在涡旋状的外形上具有大致平行的2个直线部12、13，在偏向与涡形件6的舌部8接近的一方的直线部12的位置上配置有风扇马达2的旋转轴7的中心。即，相对于喇叭口中心O使风扇旋转中心P偏心，同时，将该偏心位置设置在偏向与舌部8接近的一方的直线部12的位置。 
表1表示在室内单元的吹出风量为16m3/min的情况下，OP的长度为0mm、2mm时的噪音值、转速。 
[表1] 表1  16m3/min时的噪音值、转速 
  OP的长度   0mm   2mm
  噪音值dB   45.8   45.3
  转速rpm   1103   1092
根据表1，当设OP为2mm时，能够减小噪音值、转速。 
下面说明其理由。在表2中表示在OP的长度为0mm、转速为1103rpm时和在OP长度为2mm、转速为1092rpm时的叶片间最大风量。风量都为16m3/min。 
[表2] 表2  16m3/min时的叶片间最大风量 
  OP的长度   0mm   2mm
  叶片间最大风量m3/min   0.682   0.661
根据表2可知，叶片间最大风量在OP的长度为2mm时较小。声压能与速度的6次方成正比，噪音值由下式表示： SPL＝10log10(p/po)2[dB] p：声压能[Pa]，po：2×10-5[Pa] 所以，为了减小噪音值、即减小声压能，减小最大速度比较有效，在如西洛克风扇那样叶片间风量分布不均匀的场合，最好减小叶片间风量的最大值。 
实施方式2图3为表示本发明实施方式2的涡形件形状的图。其中，在本实施方式中，使喇叭口中心与风扇旋转中心一致(偏心量为零的场合)。涡形件6在涡旋状的外形上具有大致平行的2个直线部FH、EB，设大致平行的2个直线间的最短距离为CG，设与涡形件的直线部FH、EB平行、通过喇叭口中心O的平行线与涡形件外形的交点为点A，涡形件外形与风扇旋转中心O的距离变得最大的涡形件外形上的点为点B，通过风扇旋转中心O、相对于涡形件的直线部FH、EB垂直的垂线与涡形件的直线部FH、EB的交点为点C、点G，设风扇半径为R，线段OA与线段OB所成角度为θ，其中(OB-R)/R≥0.475。 
表示以往的涡形件形状的曲线FGHABCE为对数螺旋，R/CG为0.68左右，风扇直径比本实施方式的0.72≤R/CG≤0.82的情形小，为了获得规定风量所需要的转速变大。另一方面，若增大R/CG，则为了获得规定风量所需要的转速变小，但随着线段EB接近风扇，风量集中在接近线段EB的叶片间，噪音值变大。因此，若增大R/CG，并且使曲线AB比对数螺旋更从风扇离开，则曲线AB附近的叶片间风量变大，线段EB附近的叶片间风量相应变少。 
在表3中，表示以往的涡形件形状和R/CG为0.68的场合(情形1)，和R/CG＝0.76、(OC-R)/R＝0.375、θ＝60°的场合(情形2)的、室内单元的吹出风量为16m3/min时的噪音值和转速。 
[表3] 表3  16m3/min时的噪音值、转速 
    情形1   情形2
  噪音值dB   45.3   44.1
  转速rpm   1092   1056
如表3所示，具有R/CG＝0.76、(OC-R)/R＝0.375、θ＝60°的涡形件形状的本实施方式的西洛克风扇，比以往的具有由对数螺旋构成的涡形件形状的西洛克风扇更能增大R/CG，通过使曲线AB从风扇离开，能够减小噪音值、转速。 
而且，关于(OC-R)/R的上限值，当涡形件6的直线部EB与风扇外周端的距离比0.45大时，由于送风量下降、噪音值变大，所以(OC-R)/R≤0.45。 
实施方式3 在图4中表示组合了风扇主体11、风扇马达2及马达支承台14的场合的透视图，图5表示在马达支承台14上没有通风口15的场合的透视图，在图6中表示在马达支承台14上存在通风口15的场合的透视图。 另外，表4表示室内单元的吹出风量为16m3/min时的、存在马达支承台的通风口的场合和不存在的场合的噪音值、转速。 
[表4] 表4  16m3/min时的噪音值、转速 
  马达支承台的通风口   存在   不存在
  噪音值dB   44.8   45.3
  转速rpm   1091   1092
从表4可以得知，在存在马达支承台的通风口的场合，转速基本上不变化，噪音值变小。其理由在于，在马达支承台14上没有通风口15的场合，从风扇产生的静压变动传播到马达支承台14，在 马达支承台14的壁面上产生静压变动、成为噪音，但在马达支承台14上存在通风口15的场合，从风扇产生的静压变动相互在马达支承台14附近的空间中抵消，抑制马达支承台14的壁面的静压变动。 另外，还得知：由于转速基本不变，所以即使在马达支承台14上设置通风口15，西洛克风扇的吸入空间也不会变化。如上述那样在马达支承台14上设置通风口15的结构，也可以与上述实施方式1或实施方式2的结构组合。 
实施方式4 图7表示在本实施方式的涡形件的舌部8的两端设置了肋16的场合的模式透视图，图8表示该模式侧视图。 肋16为大致长方体形状，设肋16从风扇主体11离开最大的点为点X，舌部8的圆弧部从风扇主体11离开最大的点为点Y，肋16最接近风扇主体11的点为点Z，使线段XY≤XZ。 另外，图9表示没有肋16的场合的、与吹出口18垂直的速度成分。在图9中，吹出口18的由虚线所示的逆流区域20表示从风扇外部朝内部的流动。图10表示为了证实逆流现象例如从吸入口17上的线段21装入了烟时的流线。 
表5表示室内单元的吹出风量为16m3/min时的、存在肋的场合和不存在肋的场合的噪音值和转速。 
[表5] 表5  16m3/min时的噪音值、转速 
  肋   存在   不存在
  噪音值dB   44.4   45.3
  转速rpm   1077   1092
如表5所示，通过设置肋，能够减小噪音值、转速。其理由在于，在没有肋、存在热交换器等的流动阻碍体的场合，阻碍体的通风阻力越大，则如图9所示，在西洛克风扇的吹出口18中越产生风从吹出口18朝向风扇内部的逆流现象，成为噪音值、转速增大的原因。 这样，如图10所示，产生如下的流动22，即，从主侧板的叶片间吹出的风沿涡形件流向涡形件的两端，在舌部8的两端附近不流入吹出口18一方，而是流入舌部8与风扇主体11的间隙，再流入叶片间，从主板侧的叶片间吹出，向涡形件的外部吹出。当产生这样的流动时，在舌部的两端附近、壁面的静压变动变大，产生在叶片间通过多次的流动，在风扇内部循环的风量增大，从而使叶片间风量也增加，所以，叶片面的静压变动也变大，噪音值增大。 另一方面，在存在肋16的场合，能够减小流量，所述流量是指如下的流动的流量，即，从主板侧的叶片间吹出的风沿涡形件流向涡形件的两端，在舌部8的两端附近不流入吹出口18一方，而是流入舌部8与风扇主体11的间隙，所以，如表5所示，与没有肋的场合相比，能够减小噪音值、转速。肋16的宽度在5～10mm的范围较适合。另外，本实施方式的设置有肋16的结构也可与上述实施方式1～3中任何一个结构组合。 

Claims (3)

1.一种西洛克风扇，具有带喇叭口的涡形件、风扇主体及马达；该风扇主体能够自由旋转地配置在该涡形件内，具有排列成圆筒状的多个叶片；该马达对该风扇主体进行旋转驱动；其特征在于：
使上述涡形件的中心与风扇旋转中心一致，上述涡形件在涡旋状外形上具有大致平行的2个直线部，在设大致平行的2个直线间的最短距离为H，与上述直线部平行、通过喇叭口中心O的平行线与涡形件外形的交点为点A，涡形件外形与风扇旋转中心O的距离变得最大的涡形件外形上的交点为点B，通过风扇旋转中心O的上述直线部的垂线与这些直线部的交点分别为点C、点G，风扇半径为R，线段OA与线段OB所成角度为θ时，
满足(OB-R)/R≥0.475，0.3≤(OC-R)/R≤0.45，θ≤70°，OB≥OC，
在上述涡形件的舌部的两端部设置有用于抑制从上述风扇主体的外部朝向内部的空气的逆流现象的大致长方体形状的肋，而且，
当设上述肋从上述风扇主体离开最大的点为点X、上述舌部的圆弧部从上述风扇主体(11)离开最大的点为点Y、上述肋最接近上述风扇主体的点为点Z时，使线段XY≤线段XZ。
2.根据权利要求1所述的西洛克风扇，其特征在于：在上述马达的支承台上设置有用于抑制从上述风扇主体产生的静压变动的通风口。
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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