CN102686887B - 贯流风扇、送风机以及空气调节器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种贯流风扇，该贯流风扇能够使风路出口处的风扇轴向的风速分布均匀，并且能够降低风扇的吸入侧的剥离，由此，能够提供实现了低输入化以及低噪音化的贯流风扇、使用该贯流风扇的送风机、空气调节器。该贯流风扇，具有多个环状的环和多个截面圆弧状的叶片，所述环旋转自如地配设在横长的风路内，大致平行地进行设置；所述叶片以放射状设置在这些环的邻接的环之间，其中，对于上述叶片的弯曲角，上述环侧比上述环之间的长度方向的叶片中央部小。

Description

贯流风扇、送风机以及空气调节器

技术领域

本发明涉及用于空气调节器的室内机的贯流风扇，以及使用该贯流风扇的送风机、空气调节器。

背景技术

近年来的送风机、空气调节器，为了应对宽敞的房间，宽度（风扇轴向）宽的箱体的机种逐渐增加。与此相伴，用于空气调节器的贯流风扇的轴也变长，风扇轴向的三维气流表现得较强，对风扇的消耗电力、产生噪音等送风性能的影响变大。

作为实现了使用贯流风扇的送风机的低输入化、低噪音化的现有技术，例如，存在有在送风机的壁面上设置整流板、使吹出风速分布均匀化的例子（例如，专利文献1）。另外，为了抑制叶片声的产生并实现风量的增加，存在有改变贯流风扇的叶片外径、在贯流风扇的环之间使叶片外径具有最大值的空气调节器（例如，专利文献2）。另外，为了抑制因紊流而引起的噪音、降低噪声，存在有将比叶片中央部更靠隔板端部侧的叶片入口角设置得较小的横流风扇（例如，专利文献3）。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第2594063号公报（第3页，第2图）

专利文献2:日本专利第3777891号公报（第5页，图1）

专利文献3:日本特开2006－329099号公报（第7页，图1）

发明内容

发明要解决的课题

一般的，贯流风扇由叶片和支撑叶片的两端的环构成，为了保持强度，环部与叶片部相比外径变大。当然，对于贯流风扇和构成风路的部件的距离，由于环部小，所以在贯流风扇的环部与风路之间，形成更小的间隙。因此，在从风路入口流入的空气中，通过环部的空气，通过更狭窄的间隙，所以成为高速气流而通过贯流风扇。

图7是表示具备上述现有技术中的贯流风扇的送风机的吹出风路的气流的模式图，如图7（a）的箭头所示，从空气调节器上方观察在贯流风扇1与作为构成风路的部件的后引导件13之间形成的间隙。图7（b）是模式地表示此时的气流的图。在环部由于间隙狭窄，所以产生快的气流19a，在叶片部由于间隙宽，所以产生慢的气流19b。若这样地在宽度方向产生速度差，则产生快的气流19a与慢的气流19b混合的2次气流，成长为具有吹出风路方向的轴的涡流20。该涡流，如图7（c）所示那样延伸到风路的下游并逐渐地变大，妨碍吹出口处的空气的气流，吹出口处的宽度方向的风速分布21的偏差变得显著。

图8是表示现有技术中的送风机的吹出风路风速的模拟结果的图。图8的上图是空气调节器的主视图，在由环2和叶片3构成的贯流风扇的下方，显示有表示观测点的从1到20的数字。图8的下图是表示各观测点处的平均风速的图表，若与图8的上图合起来观察，则可知在环2附近平均风速表示出极大值。若该局部的高速气流与位于吹出口的风向调整用叶片碰撞，则与风速的平方相关的压力损失变大，并且与风向调整用叶片的表面相关的压力变动变大，噪音值也变大。

与此相对，如专利文献1那样，若在风路上设置整流板，则在整流板与叶片之间的狭窄的间隙中产生新的高速域，所以难以抑制涡流的产生，具有风路出口处的风扇轴向的风速分布难以变得均匀的问题点。

另外，在专利文献2所公开的技术中，在叶片弦长较长且风扇外径较大的区域中，叶片与风路部件的间隙变窄，并且吹出气流成为高速，所以存在在风路部件中产生的异常声音变大的问题点。另外，因制造误差等也存在叶片与风路部件接触的可能性。

另外，在专利文献3所公开的技术中，由于改变叶片外侧的角度，所以在贯流风扇的吸入侧，存在如下的问题点，即，有可能产生因产生气流剥离而引起的噪音。

另外，在上述任一篇专利文献中，对于由贯流风扇产生的风速都进行了考虑，但是对于通过贯流风扇与风路部件的间隙的气流的风速差则没有考虑，所以风路出口处的风扇轴向的风速分布变得不均匀，由此，存在送风机、空气调节器的输入、噪音增大的问题点。

本发明就是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于提供一种贯流风扇，该贯流风扇对通过贯流风扇与风路部件的间隙的气流的风速差进行了考虑，能够使风路出口处的风扇轴向的风速分布均匀，并且能够降低风扇的吸入侧的剥离，由此，能够提供实现了低输入化以及低噪音化的贯流风扇、使用该贯流风扇的送风机、空气调节器。

用于解决课题的手段

本发明的贯流风扇，具有多个环状的环和多个截面圆弧状的叶片，所述环旋转自如地配设在横长的风路内，大致平行地进行设置；所述叶片以放射状设置在这些环的邻接的环之间，其中，对于上述叶片的弯曲角，上述环侧比上述环之间的长度方向的叶片中央部小。

发明的效果

根据本发明，能够获得贯流风扇、使用该贯流风扇的送风机、空气调节器，所述贯流风扇对通过贯流风扇与风路部件的间隙的气流的风速差进行了考虑，能够使风路出口处的风扇长度方向的风速分布均匀化，并且能够实现低输入化以及低噪音化。

附图说明

图1表示实施方式1的贯流风扇，其中，（a）是表示外观的立体图，（b）是要部主视图，（c）是纵截面图。

图2是实施方式1的贯流风扇的纵截面图，（a）是单元端部的纵截面图，（b）是单元中央部的纵截面图。

图3是使用实施方式1的贯流风扇的空气调节器的纵截面图。

图4是使用实施方式1的贯流风扇的空气调节器的要部纵截面图，（a）是环部分的要部纵截面图，（b）是叶片部分的要部纵截面图。

图5是实施方式2的贯流风扇的纵截面图，（a）是单元端部的纵截面图，（b）是单元中央部的纵截面图。

图6是表示实施方式3的贯流风扇的图，（A）是主视图，（B）是立体图。

图7是用于说明现有技术的模式图，（a）是表示观察的视线的图，（b）是表示风路上的气流的图，（c）是表示涡流的成长的模式图。

图8是表示现有技术中的送风机的吹出风路风速的模拟结果的图。

符号的说明

1贯流风扇

2环

3叶片

4叶轮单体

5环外径

6叶片中心线

7弯曲角

8热交换器

9空气清洁用设备

10过滤器

11喷嘴

12稳定器

13后引导件

14贯流风扇的旋转方向

15通过空气调节器的气流

16翼片

17吹出口

19气流

20涡流

21吹出口的风速分布

22刚通过风扇后的气流

23叶片弦长

24叶片外径的圆弧

25交点

26出口角

30吸入口

具体实施方式

实施方式1．

图1（a）是表示本发明的实施方式1的贯流风扇1的外观的立体图。由环2支承两端的叶片3，在环2的圆周方向安装有多个。由该环2和叶片3构成的叶轮单体4（以下，称为一个单元）在风扇的轴向连接有多个，由此构成贯流风扇1。图1（b）是叶轮单体4的要部主视图。如图1（b）所示，由叶片3的外缘部构成的外径在贯流风扇1的轴向是一定的。图1（c）是表示一个单元量的叶轮的纵截面的图。环外径5比叶片3的外径大，叶片3在比环2的外圆周更靠内侧的位置以放射状接合固定于环2。另外，叶片3的截面形状形成为圆弧状。

图2是实施方式1的贯流风扇1的纵截面图。在此，叶轮一个单元的环与环所夹持的叶片3分为三个区域，以使叶片截面形状不同的方式从左侧开始作为（a）、（b）、（a）形成。该区域（a）的分割比例为1个单元长度的约1/3至不到1/2的程度。以下，将叶片中的环2侧的区域（a）称为单元端部，将叶片中央部的区域（b）称为单元中央部。

图2（a）是单元端部的纵截面图，图2（b）是单元中央部的纵截面图。将从形成叶片3的外周部的叶片前端开始到形成叶片3的内周部的后端为止的叶片厚度的中心设为叶片中心线，将单元端部的叶片中心线设为6a，将单元中央部的叶片中心线设为6b。这些叶片中心线6a以及6b的从叶片前端开始到后端为止的角度分别设定为弯曲角7a、7b。此时，单元中央部的弯曲角7b形成为比单元端部的弯曲角7a大（7a＜7b）。

另外，在叶片截面中，叶片中心线6a（或者6b）与叶片外径的圆弧24相交的交点25处的出口角26a（或者26b），设定为在单元中央部和单元端部处相等（26a=26b）。在此，出口角是指，在交点25处叶片中心线6a（或者6b）的切线与叶片外径的圆弧24的切线所成的角。

另外，为了较大地形成单元中央部的弯曲角7b，既可以将叶片中心线6b向叶片3的内周方向延长，也可以在不改变出口角26b的条件下，将后述的叶片弦长向内周方向延长。

图3是使用该贯流风扇1的空气调节器的纵截面图。以包围贯流风扇1的周围的方式配置有进行空气与制冷剂的热交换的热交换器8。在空气调节器的上面设置有吸入口30，在吸入口30与热交换器8之间配设有空气清洁用设备9、过滤器10。

另外，贯流风扇1的吸入侧和吹出侧，由安装于组件正面侧的喷嘴11前端的稳定器12以及背面侧的后引导件13进行分隔，形成为将从吸入口30开始到达吹出口17的风路分成两部分的结构。在吹出口17设置有风向调整用翼片16。

下面对动作进行说明。

在图3中，若贯流风扇1向14所示的方向旋转，则从送风机的吸入口30流入的气流15通过贯流风扇1从吹出口17吹出。

图4是使用实施方式1的贯流风扇的空气调节器的要部纵截面图。环2与后引导件13的间隙，比叶片3与后引导件13的间隙窄，所以通过环附近的气流19a，比通过叶片附近的气流19b速度快。但是，对于叶片3的弯曲角，单元中央部比单元端部大，所以对于叶片3对气流施加的做功量，单元中央部一方较大。因此，从单元中央部吹出的气流22b，比从单元端部吹出的气流22a快。

因此，通过了环附近的间隙的快的气流19a由慢的气流22a加速，通过了叶片附近的慢的气流19b由快的气流22b加速，而通过了叶片附近的慢的气流19b由更快的气流22b加速，因此能够缩小风扇下游的气流19a与气流19b的风速差。

这样，通过对通过了贯流风扇1与后引导件13之间的气流，改变叶片所施加的做功量，单元端部与单元中央部的风扇下游的风速差变小，能够抑制因风速差而引起的涡流的产生，风扇下游的风速分布均匀化。在风扇下游风速分布均匀化了的气流，按照由气流制御用翼片16确定的方向，被从吹出口17向机外排出。

另一方面，如图2所示，使出口角26a（或者26b）在单元中央部和单元端部相等（26a=26b）。若出口角不同，则在宽度方向的任何一个部位的叶片处，有可能产生气流剥离而使噪音增加，而在实施方式1中使出口角26一致，使向叶片前端的流入状态相同。其结果，在流入叶片列能够不使因剥离而引起的噪音恶化地使吹出风路的风速分布均匀化。

表1表示使用现有的贯流风扇的空气调节器与实施方式1的空气调节器的比较实验结果。在表1中表示风扇电力的差量以及噪音的差量。从表1可知，通过使用实施方式1的贯流风扇，电力、噪音都减少，得到了改善。

[表1]

风量（m3/min）	风扇电力的差量(W)	噪音的差量（dB）
			8	-0.36	0.23
10	-0.57	0.09
			12	-0.80	-0.03
14	-1.08	-0.13
			16	-1.48	-0.22
18	-2.01	-0.30
			20	-2.74	-0.38

根据实施方式1，能够将叶片3的外径保持为一定，并且，能够由贯流风扇的吹出风速分布抵消在送风机、空气调节器中产生的由贯流风扇1与后引导件13的间隙差而产生的速度分布，因此成为气流的阻力的涡流消失，能够使风路出口处的风速分布均匀化。另外，通过使出口角相同，能够实现消除了阻碍叶片之间的气流通过的可能性和产生剥离的可能性的贯流风扇。

由此，风路出口的风速分布均匀化，因此具有如下的效果，即，局部的高速流消失，通过气流制御用的翼片16的风速也均匀化、压力损失降低，风扇的输入降低。另外，还具有降低翼片16、风路表面的压力变动、降低噪音的效果。

实施方式2．

在实施方式1中，利用叶片的弯曲改变吹出风量的增减，下面也可以利用叶片的弦长改变风量。

图5是实施方式2的贯流风扇1的纵截面图。与实施方式1相同，将一个单元量的叶轮截面分成单元端部（a）和单元中央部（b）进行表示。若着眼于叶片截面，则其特征在于，对于连结叶片前端和叶片后端的直线（叶片弦长23），单元中央部的叶片弦长23b比单元端部的叶片弦长23a长（23a＜23b）。

另外，与实施方式1同样，在叶片截面中，叶片中心线6a（或者6b）与叶片外径的圆弧24相交的交点25处的出口角26a（或者26b），在单元中央部和环附近相等（26a=26b）。

若叶片弦长变长，则叶片向气流施加的做功量增加，因此通过叶片之间后的气流速度上升。另一方面，在叶片弦长短的部位，叶片向气流施加的做功量较小，因此，通过叶片之间后的气流速度比前者慢。因此，与实施方式1同样，因风路的间隙差而引起的风速分布缩小、风路内的涡流消失。其结果，风路出口的风速分布均匀化、翼片处的压力损失降低，能够实现低输入化并且噪音也降低的送风机、空气调节器。

根据实施方式2，与实施方式1相同，能够将叶片3的外径保持为一定，并且，能够通过贯流风扇的吹出风速分布来抵消在送风机、空气调节器中产生的因风扇与风路的间隙差而产生的速度分布，所以成为气流的阻力的涡流消失，具有能够使风路出口处的风速分布均匀化的效果。

另外，通过相对于吸入侧的气流方向使叶片外周端的方向相同，具有能够实现如下的贯流风扇的效果，所述贯流风扇能够消除阻碍叶片之间的气流通过的可能性和产生剥离的可能性，并且具有如下的效果，即，即使在风扇吹出后的风速差大的送风机、空气调节器中也能够使风路出口的风速分布均匀化，能够降低翼片处的压力损失、实现低输入化，并且，也能够降低噪音。

另外，在实施方式1以及实施方式2中，逐种地改变叶片的形状参数，但是在风路中产生的风速差大的情况下，必须加强风扇吹出风速分布。在这样的时候，也可以形成为组合叶片弦长、弯曲的参数的叶片形状。

通过组合多个参数，与利用一个参数调整相比，能够产生大的风速差，因此具有如下的效果，即，即使是风路出口处的风速分布强的现有的送风机、空气调节器，也能够实现风路出口的风速分布均匀化、低输入化，且能够降低噪音的送风机、空气调节器。

实施方式3．

到目前为止所表示的方案，是叶片形状在叶轮一个单元之间在宽度方向上不同的事例。在宽度方向上改变叶片形状时，若急剧地改变，则有可能在叶片面上产生台阶差，使表面上的涡流产生、压力变动变大而导致噪音恶化。

图6（A）是实施方式3的贯流风扇的主视图，图6（B）是图6（A）中的区域（ab）部分的贯流风扇的立体图。在实施方式3中，设置有在叶轮的区域（a）与区域（b）之间形成有连续的倾斜面的区域（ab），由此在区域（a）与区域（b）之间，以在叶片面上不产生台阶差的方式平滑地改变。

根据实施方式3，由于叶片表面的台阶差消失，所以具有表面上的涡流产生、因压力变动而引起的声音产生消失的效果。另外，若将该贯流风扇搭载于送风机、空气调节器，则具有能够实现如下的送风机、空气调节器的效果，该送风机、空气调节器能够抑制叶片形状的改变的影响，同时，风扇下游的风速分布均匀化、低输入化，并且噪音降低。

产业上的利用可能性

本发明即使用于空气净化器、除湿机等使用贯流风扇的其它设备，也能够获得同样的效果。

Claims (4)

1.一种贯流风扇，具有多个环状的环和多个截面圆弧状的叶片，所述环旋转自如地配设在横长的风路内，大致平行地进行设置；所述叶片以放射状设置在这些环的邻接的环之间，其特征在于，

上述叶片，在上述环之间，形成为叶片外径相同且出口角相同，并且，以使风路出口处的风扇轴向的风速分布均匀的方式，在叶片中央部以及上述环侧使上述叶片的形状不同，

所述出口角是在叶片截面中，在叶片中心线与叶片外径的圆弧相交的交点处上述叶片中心线的切线与上述叶片外径的圆弧的切线所成的角，

对于上述叶片的弯曲角，将上述环侧设定为比叶片中央部小，上述叶片的弯曲角是上述叶片中心线的从叶片前端开始到后端为止的角度。

2.如权利要求1所述的贯流风扇，其特征在于，利用连续的倾斜面形成上述叶片的表面。

3.一种贯流风扇，具有多个环状的环和多个截面圆弧状的叶片，所述环旋转自如地配设在横长的风路内，大致平行地进行设置；所述叶片以放射状设置在这些环的邻接的环之间，其特征在于，

上述叶片，在上述环之间，形成为叶片外径相同且出口角相同，并且，以使风路出口处的风扇轴向的风速分布均匀的方式，在叶片中央部以及上述环侧使上述叶片的形状不同，

所述出口角是在叶片截面中，在叶片中心线与叶片外径的圆弧相交的交点处上述叶片中心线的切线与上述叶片外径的圆弧的切线所成的角，

对于上述叶片的弦长，将上述环侧设定为比叶片中央部小。

4.一种送风机或者空气调节器，其特征在于，使用权利要求1所述的贯流风扇。