CN102301144B - 离心式吹风机及空气调节装置 - Google Patents
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Abstract
一种离心式吹风机,能够通过减小驱动力(电能消耗)而工作,并且能够排放大量的空气。离心式吹风机设置有叶轮(1)和侧板(4),所述叶轮由主板(3)和叶片(2)组成,所述侧板具有吸入口和吹出口。如果吸入口的高度为H、吹出口的高度为h、叶轮的直径为D且吸入口的直径为d,则离心式吹风机满足0.5<h/H<0.8且0.78<d/D<0.84的关系。
Description
技术领域
本发明涉及用于空气调节装置或类似物的离心式吹风机及具有这种吹风机的空气调节装置。
背景技术
总的来说,离心式吹风机已广泛用作空气调节装置或类似物的吹风机,近年对于高性能化和低噪音化的要求已变得格外强烈,因此提出了通过提高叶轮形状来增强性能的方法(例如,见专利文献1)。现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开平6-101696号公报
发明内容
本发明要解决的问题
然而,近年,从节能的观点来说,需要增加吹风机的气流量以及减小驱动力(马达负荷)。
因此,本发明的一个目的是解决上述现有技术的问题,并提供一种能够减小吹风机的驱动力的离心式吹风机。
解决问题的手段
为了实现上述目的,提供了一种离心式吹风机,其具有叶轮和侧板,所述叶轮包括主板和多个叶片,所述侧板具有吸入口(suction port)和吹出口(blow-out port),其特征在于,当所述吸入口的高度表示为H、所述吹出口的高度表示为h、所述叶轮的直径表示为D且所述吸入口的直径表示为d时,满足0.5<h/H<0.8且0.78<d/D<0.84。
在该情况下,所述叶轮的直径D和所述吸入口的直径d可满足0.80<d/D<0.83。
根据该模拟,发现当满足0.5<h/H<0.8且0.78<d/D<0.84时,能够同时满足气流量Q(m3/s)的增加和马达负荷(瓦特)的减小。此外,更优选地,还发现,当在h/H=0.65且0.80<d/D<0.83的条件下设计吹风机时,能够进一步减小马达负荷(瓦特)。
所述吸入部的角度θ可大致等于90°。
侧板的第一曲线部的曲率半径R1可满足20mm<R1<27mm,而侧板的第二曲线部的曲率半径R2可满足85mm<R2<110mm,且优选满足90mm<R2<105mm。
根据该模拟,发现当吸入部的角度θ做成接近θ=90°、第一曲线部的曲率半径R1设定为20mm<R1<27mm、且第二曲线部的曲率半径R2设定为85mm<R2<110mm且优选为90mm<R2<105mm时,能够同时满足气流量Q(m3/s)的增加和马达负荷(瓦特)的减小。
本发明的效果
根据本发明,通过在0.5<h/H<0.8且0.78<d/D<0.84的条件下设计吹风机时,能够同时满足气流量Q(m3/s)的增加和马达负荷(瓦特)的减小。
附图说明
图1是示出室内机的装置主体的透视图。
图2是从下侧观察装置主体时的平面图。
图3是本发明一实施例的离心式吹风机的俯视图。
图4是图1中II-II线的截面图。
图5是示出吸入口/风扇直径比率、气流量和马达负荷的关系的图表。
图6是示出吸入口/风扇直径比率、气流量和马达负荷的关系的图表。
图7是侧板的放大截面图。
图8是示出侧板的角度θ、气流量和马达负荷的关系的图表。
图9是示出曲率半径R1、气流量和马达负荷的关系的图表。
图10是示出曲率半径R2、气流量和马达负荷的关系的图表。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的实施例。
图1是示出一实施例的天花板内嵌入型空气调节装置的室内机的安装状态的图。在以下描述中,上、下、左、右等方向是指对应于安装状态的方向。
该室内机10构造成所谓的天花板盒型形式,其中装置主体20(壳体21)安装在房顶下并且外装面板100从天花板暴露出,更准确地说它构造成具有四个空气吹出口120的四向天花板盒型形式。
装置主体20具有构成其外壳的金属壳体21,并且在壳体21中安装有空气调节部件,例如离心式吹风机33(见图2)、热交换器(室内热交换器)等。壳体21通过金属板的钣金加工而成,并且具有顶板部(顶板)21b和沿顶板部21b的外缘向下延伸的侧板部(侧板)21c,并且设计成使其整个下表面打开的盒状形状。
在壳体21的侧板部21c的外表面上的四个角部处设置有用于悬挂该装置主体20的悬挂扣钩28。悬挂扣钩28固定至房顶下的悬挂螺栓29,使得装置主体20受到支持使其悬挂。装置主体20可固定至以格子形状设置于天花板表面的保持杆上。
外装面板100固定于装置主体20的下部,即壳体21的下部。该外装面板100由树脂面板形成,并且设计成大于壳体21的下侧开口的矩形形状。外装面板100在其中央部具有一个用于吸入室内空气的空气吸入口(airsuction port)110、和多个(在本实施例中为四个)空气吹出口(air blow-outports)120,所述空气吹出口绕吸入口110沿外装面板100的四边延伸,并且由此吹出热交换后的空气。
在外装面板100的空气吸入口110处装卸自如地安装有吸入格栅111,在吸入格栅111处安装有空气过滤器(未示出),该空气过滤器净化被吸进空气吸入口110中的室内空气。在外装面板100的空气吹出口120处配置有用于改变空气流动方向的页板(louver)122,并且页板122通过马达(未示出)的驱动而转动。
在外装面板100的四个角部固定有角部面板102。角部面板102构造成相对于外装面板100的下侧是可拆卸的,并且具有在拆卸角部面板102时使安装工人的手能够到达悬挂扣钩28与悬挂扣钩螺栓29的接合位置的尺寸。
图2是透视图,示出了室内机10的装置主体20,还示出了供制作者选择而准备的室外空气导入部件,这是考虑到这样的情形,即在用于建筑物高层等的建筑物管理法所适用的场所安装室内机10的情形。附图标记50表示用于导入外部空气的通风管道,附图标记55表示用于将通风管道50接合至室内机10的壳体21的管道接合部件,而附图标记60表示固定于室内机10的壳体21中的室外空气导入盒(室外空气导入部件)。
在壳体21内设置有由泡沫聚苯乙烯形成的隔热构件30。该隔热构件30配备有彼此一体设置的顶板隔热部和侧板隔热部30c并设计成在其下侧打开的盒状形状,其中所述顶板隔热部大致设置在壳体21的顶板部(顶板)21b的整个表面上,而所述侧板隔热部30c大致设置在壳体21的侧板部21c的整个表面上。也就是说,该隔热构件30覆盖在壳体21的整个内表面上,以使壳体21内外隔热,从而建立隔热结构,而例如离心式吹风机33、热交换器等空气调节部件安装在如此得到隔热的内部空间中。
如图2所示,离心式吹风机33包括风扇马达33a和叶轮1,所述风扇马达33a大致设置在壳体21的中央(对应于顶板部21b的中央部的位置)并以其马达轴朝下侧取向的方式固定至壳体21的顶板部21b,所述叶轮1固定于风扇马达33a的马达轴。待被空气调节的房间中的空气(室内空气)通过叶轮1的旋转从外装面板100的空气吸入口110吸入,并沿离心方向吹出。
图3是离心式吹风机33的俯视图,而图4是图3中沿II-II所取的截面图。
在图3和图5中,1表示叶轮,而叶轮1具有多个叶片2、固定叶片2的主板3、和固定于叶片2的与主板相反一侧的端面上并具有吸入口4a的侧板4。在图5中,5表示与叶轮1直接连接的马达,而马达5固定于一箱体(未示出),该箱体容纳马达5和叶轮1。当马达5被驱动时,离心式吹风机33的叶轮1旋转,从空气吸入口4a吸入的空气借由离心力被吹向侧方。
本发明人通过模拟导出了同时满足增加离心式吹风机33的气流量和减小马达5的负荷这两者的吹风机的形状因子。在图4中,首先,当将空气吸入口的高度H、空气吹出口的高度h、叶轮1的直径D和空气吸入口4a的直径d设定为参数时,本发明人找到了这些形状因子的变化是如何作用于离心式吹风机33的气流量增加和马达5的负荷减小的。
图5中,横轴示出了吸入口/风扇直径比率(d/D),左侧纵轴示出了气流量Q(m3/s),而右侧纵轴示出了马达负荷(瓦特)。在图5中,菱形表示h/H=0.50的吹风机,圆形表示h/H=0.65的吹风机,而三角形表示h/H=0.80的吹风机。根据该模拟,发现设计成h/H=0.65(圆形符号)且d/D=0.82附近的吹风机带来最大气流量Q(m3/s)和最小马达负荷(瓦特),从而获得最高性能。
这里,当具体考查离心式吹风机33的气流量Q(m3/s)时,对于满足0.50<h/H<0.80的所有吹风机,在d/D达到0.78前气流量全体趋于增加。
对于h/H=0.65(圆形符号)的吹风机,气流量从d/D=0.78到d/D=0.82增加,而在d/D超过0.82时转为减小。此外,对于h/H=0.50(菱形符号)的吹风机,当d/D超过0.78时,气流量大致保持恒定,直到d/D增加至0.82。当d/D再次超过0.82时,气流量再次转为增加。对于h/H=0.80(三角形符号)的吹风机,即使d/D超过0.78,气流量的增加趋势保持继续,直到h/H达到0.85。
因此,将d/D限定于0.78<d/D<0.85的范围,除上述h/H=0.5(菱形符号)、h/H=0.65(圆形符号)和h/H=0.8(三角形符号)外,再添加h/H=0.55(x形符号)、h/H=0.60(矩形符号)和h/H=0.70(带竖线的x符号)的数据(实线),所得数据如图6所示。
当进一步分析三个添加数据的趋势时,对于h/H=0.55(x符号)和h/H=0.70(带竖线的x符号)的吹风机,即使d/D超过0.78,增加的趋势也保持继续,直到h/H=0.85。此外,对于h/H=0.60(矩形符号)的吹风机,气流量在从d/D=0.78到d/D=0.82时增加,而在d/D超过0.82时既不增加也不减小。
因此,在图6的横轴方向示出的0.78<d/D<0.85范围内,设计在h/H=0.65(圆形符号)的吹风机保持高气流量,而h/H小于或大于0.65时气流量均变小。
此外,当考查离心式吹风机3的马达负荷(瓦特)时,在图5的横轴方向所示的0.65<d/D<0.85的范围内,对于h/H=0.5(菱形符号)、h/H=0.65(圆形符号)和h/H=0.8(三角形符号),马达负荷(瓦特)均逐渐减小,而对于h/H=0.65(圆形符号),在d/D=0.82附近出现局部最小值。
因此,将d/D的范围限定于0.78<d/D<0.85,除上述h/H=0.5(菱形符号)、h/H=0.65(圆形符号)和h/H=0.8(三角形符号)外,再添加h/H=0.55(x形符号)、h/H=0.60(矩形符号)和h/H=0.70(带竖线的x符号)的数据(虚线),所得数据如图6所示。
当在包含所添加的三个数据的同时进一步分析趋势时,从d/D=0.78到d/D=0.80,h/H=0.55的吹风机(x形符号)具有最低的马达负荷(瓦特),而对于d/D的其它值具有较高的值。然而,从d/D=0.80到d/D=0.83,h/H=0.65(圆形符号)的吹风机具有最低的马达负荷(瓦特)。
关于马达负荷(瓦特),发现0.78<d/D<0.85或0.79<d/D<0.84是优选的,而0.80<d/D<0.83是进一步优选的。
从该模拟,为了减小马达负荷(瓦特)同时将离心式吹风机33的气流量Q(m3/s)保持为高值,发现基于h/H=0.6(圆形符号)和0.80<d/D<0.83的设计是优选的。
如上所述,发现当在0.5<h/H<0.8且0.78<d/D<0.85的条件下设计本实施例的离心式吹风机33时,气流量Q(m3/s)的增加和马达负荷(瓦特)的减小能够同时满足。更优选地,还发现,当在h/H=0.65且0.80<d/D<0.83的条件下设计吹风机时,能够进一步减小马达负荷(瓦特)。
图7是图4所示离心式吹风机33的侧板(护罩)4的放大图。
该离心式吹风机33的侧板4包括大致直线地延伸的吸入部4b、与吸入部4b互连的第一曲线部4c和与第一曲线部4c互连的第二曲线部4d。第一曲线部4c的曲率半径R1和第二曲线部4d的曲率半径R2具有R1<R2的关系,并且在该吹风机中,叶轮2在侧板4内延伸超过第一曲线部4c并到达吸入部4b,如图4所示。
将曲率半径R1和曲率半径R2设定为参数,发现这些形状值的变化是如何有助于离心式吹风机33的气流量Q(m3/s)的增加的马达5的负荷(瓦特)的减小的。
图8示出了吸入部4b的角度θ、气流量Q(m3/s)和马达负荷(瓦特)的关系,图9示出了第一曲线部4c的曲率半径R1、气流量Q(m3/s)和马达负荷(瓦特)的关系,而图9示出了第二曲线部4d的曲率半径R2、气流量Q(m3/s)和马达负荷(瓦特)的关系。
首先,如图8所示,当吸入部4b的角度θ增大时,马达负荷(瓦特)减小。当角度θ接近θ=90°时,马达负荷(瓦特)等于最小值。另一方面,当吸入部4b的角度θ增大时,气流量Q(m3/s)增大,并且当角度θ达到θ=90°时,其后看不到变化。
因此,根据模拟结果,期望的是侧板4的吸入部4b的角度θ接近θ=90°。
关于第一曲线部4c的曲率半径R1,如图9所示,发现能够在20mm<R1<27mm的范围进行气流量Q(m3/s)的增加和马达负荷(瓦特)的减小。当曲率半径R1超过27mm时,气流量Q(m3/s)变成减小,而马达负荷(瓦特)变成增大。
因此,根据模拟结果,期望的是对于曲率半径R1在20mm<R1<27mm的条件下设计吹风机。
如图10所示,关于第二曲线部4d的曲率半径R2,发现在R2=90mm处出现局部最大值。
气流量Q(m3/s)趋于增大,直到R2=90mm。当R2超过90mm时,气流量Q(m3/s)变成缓慢减小。另一方面,马达负荷(瓦特)趋于减小,直到R2=90mm,然而,当R2超过90mm时,马达负荷(瓦特)变成缓慢增大。
因此,根据模拟结果,对于曲率半径R2,将吹风机设计成满足85mm<R2<110mm,优选为90mm<R2<105mm。
如上所述,根据本实施例的离心式吹风机,当侧板4的吸入部4b的角度θ做成接近θ=90°、第一曲线部4c的曲率半径R1设定成满足20mm<R1<27mm、并且第二曲线部4d的曲率半径R2设定成满足85mm<R2<110mm、优选满足90mm<R2<105mm时,能够同时满足气流量Q(m3/s)的增加和马达负荷(瓦特)的减小。
附图标记说明
1:叶轮
2:叶片
3:主板
4:侧板
5:马达
10:室内机(空气调节装置)
20:装置主体
21:壳体
30:隔热材料
33:吹风机
50:通风管道
55:管道接合部件
100:外装面板
110:吸入口
111:吸入格栅
120:空气吹出口
Claims (5)
1.一种离心式吹风机,具有叶轮和侧板,所述叶轮包括主板和多个叶片,所述侧板具有吸入口和吹出口,其特征在于,当所述吸入口的高度表示为H、所述吹出口的高度表示为h、所述叶轮的直径表示为D且所述吸入口的直径表示为d时,满足0.5<h/H<0.8且0.78<d/D<0.84,并且侧板具有大致直线地延伸的吸入部、与吸入部互连的第一曲线部和与第一曲线部互连的第二曲线部,叶轮在侧板内延伸超过第一曲线部并到达吸入部,所述侧板的第一曲线部的曲率半径R1满足20mm<R1<27mm。
2.如权利要求1所述的离心式吹风机,其中,所述侧板的第二曲线部的曲率半径R2满足85mm<R2<110mm。
3.一种离心式吹风机,具有叶轮和侧板,所述叶轮包括主板和多个叶片,所述侧板具有吸入口和吹出口,其特征在于,当所述吸入口的高度表示为H、所述吹出口的高度表示为h、所述叶轮的直径表示为D且所述吸入口的直径表示为d时,满足0.5<h/H<0.8且0.78<d/D<0.84,并且侧板具有大致直线地延伸的吸入部、与吸入部互连的第一曲线部和与第一曲线部互连的第二曲线部,叶轮在侧板内延伸超过第一曲线部并到达吸入部,所述侧板的第二曲线部的曲率半径R2满足85mm<R2<110mm。
4.如权利要求1至3任一项所述的离心式吹风机,其中,所述叶轮的直径D和所述吸入口的直径d满足0.80<d/D<0.83。
5.一种空气调节装置,其特征在于,在盒形壳体中设置有如权利要求1~4中任一项所述的离心式吹风机,并且所述空气调节装置还配备有热交换器。
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