CN104870823B - 空调机 - Google Patents

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Abstract

横流风机(8)具备:叶轮(8a)、轴(8f,12a),叶轮具有:多个支承板(8b)、以及多个翼片(8c),翼片的正交于叶轮旋转轴的翼片截面不同,并且,具有:沿叶轮旋转轴的方向并列的多个区域(8ca、8cb、8cc)、以及设置成连结这些多个区域的连结部(8ce),肋部形成在连结部,或者形成在与连结部相邻的区域中的与连结部相距的距离为该相邻的区域的旋转轴方向长度的20%以内的范围内。

Description

空调机
技术领域
本发明涉及一种搭载了作为送风机构使用的横流风机的空调机。
背景技术
专利文献1公开了一种横流风机,该横流风机具备:在旋转轴方向上隔开间隔配置的至少两个支承板;以及,位于这两个支承板之间,具有在支承板的周向上隔开间隔配置的多个翼片的叶轮。在该横流风机中,在正交于旋转轴的翼片截面上,叶轮的多个翼片外径大致相同。另外,在该横流风机中,在将翼片的长度方向的长度分割成多个区域的情况下,即,在将与支承板邻接的部分设为第一区域、将翼片环中央部设为第二区域、将第一区域及第二区域之间的部分设为第三区域的情况下,具有各区域的翼片外周侧端部的翼片出口角按照第二区域<第一区域<第三区域的顺序变大的结构。
另外,专利文献2公开了一种设置有多个从翼片的前缘部沿着翼片的负压面延伸的肋部的横流风机。
另外,专利文献3公开了一种横流风机,在所述横流风机中,翼片分别由金属制薄板形成为凸状,在该凸状的面上设置有朝向该凸出方向立起的矩形的多个切起片。这些切起片在翼片轴向上以所需间距并列设置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4896213号公报(第7页、[0024]、[0025]、图7)
专利文献2:日本特开2006-329100号公报(第3页、[0017]、图1)
专利文献3:日本特开平10-77989号公报(第4页、[0037]、图6)
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在专利文献1公开的结构中,在翼片出口角变化的各区域之间的连接部表面形成有流向叶轮的旋转轴方向(翼片长度方向)的气流,因灰尘堆积在过滤器而导致运转状态变化等情况,与此相对,气流会变得不稳定,恐怕会产生从吹出口朝向风扇的逆流。
另外,在专利文献2公开的结构中,当肋部的形状从翼片外周端向叶轮外部突出,或者被设定成肋部的端部很薄时,存在风扇清扫时的操作性不良的问题。另外,在肋部的上游侧的端部具有平坦面的情况下,流入气流在平坦面上被卷起,与此相应地,周围的气流也被卷起,从而致使翼片负压面的翼片弦方向(与叶轮旋转轴正交的方向)的气流紊乱,恐怕会导致送风效率恶化。而且,如果因为该送风效率的恶化导致灰尘附着在过滤器等而形成高负荷,则气流容易从翼面剥离,恐怕会形成不稳定的气流并使噪音增大。
另外,在专利文献3公开的结构中,在金属片的肋部很薄的情况下,存在风扇清扫时的操作性不良的问题。而且,当肋部形成后,在相当于翼面折弯前的肋部的部位残留有孔,因此恐怕会因通过孔的气流的紊乱而导致噪音恶化、因翼面的压力上升的降低而使送风效率恶化。
本发明鉴于上述情况而作出,其目的在于提供一种能够实现低噪音化以及送风效率的提高的横流风机及空调机。
用于解决课题的方案
为了达成上述的目的,本发明的横流风机具备叶轮以及能够旋转地支承该叶轮的轴,所述叶轮具有:多个支承板;以及,在对应的一对所述支承板之间沿周方向空出间隔而配置的多个翼片,所述翼片具有多个区域,所述多个区域的正交于叶轮旋转轴的翼片截面不同,所述多个区域在所述翼片中沿所述叶轮旋转轴的方向排列,所述翼片还具有连结所述多个区域的连结部,所述翼片至少具有一个肋部,该肋部形成在所述连结部,或者形成在与该连结部相邻的区域中的如下范围内,所述范围是距离所述连结部的距离为所述相邻的区域在旋转轴方向上的长度的20%以内的范围。
另外,为了达成相同的目的,本发明的空调机具备:划分主体内的吸入侧风路及吹出侧风路的稳定器;配置在所述吸入侧风路及吹出侧风路之间的横流风机;配置在所述主体内的通风阻力体;以及将从所述横流风机排出的空气引导至所述主体的吹出口的导流壁,所述横流风机是上述本发明涉及的横流风机。
发明效果
根据本发明,能够实现低噪音化以及送风效率的提高。
附图说明
图1是表示从房间内看表示本发明的实施方式1的空调机时的设置状态的图。
图2是图1的空调机的纵剖视图。
图3是搭载于图1的空调机的横流风机的叶轮的主视图。
图4是从叶轮旋转方向侧表面(翼片压力面)观察时的横流风机的叶轮的一个翼片的立体图。
图5是从叶轮旋转方向相反侧表面(翼片负压面)观察时的叶轮的一个翼片的立体图。
图6是横流风机的翼片的图3的A-A线的剖视图。
图7是横流风机的翼片的图3的C-C线的剖视图。
图8是横流风机的翼片的图3的C-C线的剖视图。
图9是横流风机的翼片的图3的C-C线的剖视图。
图10是横流风机的翼片的图3的B-B线的剖视图。
图11是从图6的箭头Va看的图,其表示的是肋部设置于连结部附近的翼片环附近部上时的概要图。
图12是从图6的箭头Va看的图,其表示的是肋部设置于连结部上时的概要图。
图13是从图6的箭头Va看的图,其表示的是肋部设置于连结部附近的翼片间部上时的概要图。
图14是从图6的箭头Va看的图,其表示的是肋部设置于连结部附近的叶轮旋转轴方向上的不同位置时的概要图。
图15是表示翼片与支承板的装配的概要图。
图16是肋部设置于叶轮旋转轴方向的一方的连结部附近的翼片环附近部上时与图4相当的立体图。
图17是肋部设置于叶轮旋转轴方向的一方的连结部附近的翼片环附近部上时与图5相当的立体图。
图18是肋部装配于翼片截面为其他形态的翼片上时的、与图4相当的立体图。
图19是表示肋部侧面形状为与翼片负压面外周侧曲面及内周侧曲面相切的端部倾斜形状的情况的一例的图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明涉及的空调机的实施方式进行说明。其中,图中相同附图标记表示相同或对应的部分。
实施方式1.
图1是从房间看本发明的实施方式1的搭载了横流风机的空调机时的设置概要图,图2是图1的空调机的纵剖视图,图3是搭载于图1的空调机的横流风机的叶轮的主视局部剖视图,图4是设置了一个图3的横流风机的叶轮的翼片的状态的立体概要图,是在翼片位于吹出侧风路(叶轮吹出区域)E2时从翼片压力面13a侧看的立体图,图5是设置了一个图3的横流风机的叶轮的翼片的状态的立体概要图,是在翼片位于吸入侧风路(叶轮吸入区域)E1时从翼片负压面13b侧看的立体图。
如图1所示,在空调机(室内机)100中,由主体1及设置在主体1的前表面的前表面板1b构成空调机100的外壳。此处,在图1中,空调机100设置在空调对象空间、即房间11的墙11a上。即,在图1中,示出了空调机100作为壁挂型的示例,但本发明不限于该形态,例如还可以是顶棚嵌入型等。另外,空调机100不仅限定于设置在房间11的形态,例如还可以设置在建筑物的一个房间、仓库等处。
如图2所示,在构成主体1的上部的主体上部1a形成有用于将室内空气吸入空调机100内的吸入格栅2,在主体1的下侧形成有用于将空调空气供给至室内的吹出口3,另外,形成有将从后述的横流风机8排出的空气引导至吹出口3的导流壁(guide wall)10。
如图2所示,主体1具有:除去从吸入格栅2吸入的空气中的尘埃等的过滤器(通风阻力体)5;向空气传递制冷剂的热能或冷能并生成空调空气的热交换器(通风阻力体)7;划分吸入侧风路E1及吹出侧风路E2的稳定器9;配置在吸入侧风路E1与吹出侧风路E2之间,从吸入格栅2吸入空气并从吹出口3吹出空气的横流风机8;以及调整从横流风机8吹出的空气的方向的上下风向叶片4a及左右风向叶片4b。
吸入格栅2是通过横流风机8强制地将室内空气取入空调机100内部的开口。吸入格栅2在主体1的上表面形成开口。吹出口3是在向室内供给从吸入格栅2吸入并通过了热交换器7的空气时供该空气通过的开口。吹出口3在前表面板1b形成开口。导流壁10与稳定器9的下表面侧共同构成吹出侧风路E2。导流壁10从横流风机8朝向吹出口3形成漩涡面。
过滤器5例如形成为网眼状,除去从吸入格栅2吸入的空气中的尘埃等。过滤器5在从吸入格栅2开始到吹出口3为止的风路(主体1内部的中央部)中被设置在吸入格栅2的下游侧、即热交换器7的上游侧。
热交换器7(室内热交换器)在制冷运转时作为蒸发器发挥功能而对空气进行冷却,在采暖运转时作为冷凝器(放热器)发挥功能而对空气进行加温。该热交换器7在从吸入格栅2开始到吹出口3为止的风路(主体1内部的中央部)中被设置在过滤器5的下游侧、即横流风机8的上游侧。此外,在图2中,热交换器7的形状被设定成包围横流风机8的前表面及上表面的形状,但这只是其中一例,并不特别限定于此。
热交换器7与室外机连接而构成制冷循环,所述室外机是具有压缩机、室外热交换器、节流装置等的公知形态即可。另外,在热交换器7中,例如使用由传热管及多个翅片构成的交叉翅片式的翅片管型热交换器。
稳定器9划分吸入侧风路E1及吹出侧风路E2,如图2所示地设置在热交换器7的下侧,吸入侧风路E1位于稳定器9的上表面侧,吹出侧风路E2位于稳定器9的下表面侧。稳定器9具有暂时积存附着在热交换器7的结露水的接水盘6。
横流风机8从吸入格栅2吸入室内空气,从吹出口3吹出空调空气。横流风机8在从吸入格栅2开始到吹出口3为止的风路(主体1内部的中央部)中被设置在热交换器7的下游侧、即吹出口3的上游侧。
如图3所示,横流风机8具有:例如由混有玻璃纤维的AS树脂(Styrene-AcryloNitrile copolymer:苯乙烯-丙烯腈共聚物)等热可塑性树脂构成的叶轮8a;用于使叶轮8a旋转的马达12;以及向叶轮8a传递马达12的旋转的马达轴12a,通过叶轮8a自身的旋转从吸入格栅2吸入室内空气,将空调空气送入至吹出口。此外,图3的附图标记V1表示以往的风速分布,附图标记V2表示本实施方式的风速分布。
叶轮8a由多个叶轮单体8d连结构成,叶轮单体8d分别具有:多个翼片8c、以及固定在这些多个翼片8c的端部侧的至少一个环(支承板)8b。即,在叶轮单体8d中,多个翼片8c分别从圆板状的环8b的外周部侧面开始以与该侧面大致正交的方式延伸,并且这些多个翼片8c在环8b的周向上以规定间隔排列,叶轮8a由这样的多个叶轮单体8d焊接而连结成一体。此外,叶轮也包括只由一个上述叶轮单体形成的形态。
叶轮8a具有向叶轮8a的内部(中央)侧突出的风扇毂8e。风扇毂8e由螺钉等固定在马达轴12a上。而且,在叶轮8a中,叶轮8a的一侧经由风扇毂8e而支承在马达轴12a上,叶轮8a的另一侧由风扇轴8f支承。由此,叶轮8a形成为:能够在其两端侧被支承的状态下以叶轮8a的叶轮旋转中心O为中心沿旋转方向RO旋转,从吸入格栅2吸入室内空气,向吹出口3送入空调空气。此外,关于叶轮8a,随后进行详细说明。
上下风向叶片4a对从横流风机8吹出的空气的方向中的上下方向进行调整,左右风向叶片4b对从横流风机8吹出的空气的方向中的左右方向进行调整。上下风向叶片4a设置成比左右风向叶片4b靠下游侧。此外,说明中的上下方向与图2的上下方向相对应,说明中的左右方向与图2的纸面的正反方向相对应。
在图3中,纸面左侧的图示部分是本实施方式的横流风机的叶轮的主视图,纸面右侧的图示部分表示的是横流风机的叶轮的侧视图。另外,图6以图3的A-A线的剖视图表示肋部的侧面形状。另外,图7、图8、图9与图3中两个支承板(环)8b的间距WL有关,是翼片间部8cc在正交于旋转轴的C-C线的剖视图,所述翼片间部位于翼片环附近部8ca与翼片环中央部8cb之间的规定长度WL3处,其中,翼片环附近部8ca从各环8b表面开始在叶轮单体8d内侧具有规定长度WL1,翼片环中央部8cb在两个环8b之间的长度方向中心具有规定长度WL2。此外,图7、图8、图9是表示作为一例的翼片截面的图。另外,图10是将图3的A-A线的剖面及C-C线的剖面重叠在图3的B-B线的剖面上的图。A-A线的剖面(以下,也称为A-A剖面)是从图3的各环8b表面开始在叶轮单体8c内侧具有规定长度WL1的翼片环附近部8ca的正交于旋转轴的剖面。B-B线的剖面(以下,也称为B-B剖面)是在两个环8b之间的长度方向中心具有规定长度WL2的翼片环中央部8cb的正交于旋转轴的剖面。C-C线的剖面(以下,也称为C-C剖面)是在翼片环附近部8ca与翼片环中央部8cb之间具有规定长度WL3的翼片间部8cc的正交于旋转轴的剖面。
如图7、图8、图9所示,翼片8c的外周侧端部(外侧端部)15a及内周侧端部(内侧端部)15b分别由圆弧形状形成。而且,翼片8c以外周侧端部15a侧相对于内周侧端部15b侧朝向叶轮旋转方向RO前倾的方式形成。即,当纵剖观察翼片8c时,翼片8c的翼片压力面13a及翼片负压面13b随着从叶轮8a的叶轮旋转中心O朝向翼片8c的外侧而向叶轮旋转方向RO弯曲。
将与形成在外周侧端部15a的圆弧形相对应的圆的中心设为P1(也称为圆弧中心P1),将与形成在内周侧端部15b的圆弧形相对应的圆的中心设为P2(也称为圆弧中心P2)。另外,将连结圆弧中心P1、P2的线段设为翼片弦线(翼片弦)L,如图8所示,翼片弦线L的长度为Lo(在图8中还有第三区域的翼片弦长Lo3)(以下,也称为翼片弦长Lo)。
翼片8c具有:叶轮8a的旋转方向RO侧的表面、即翼片压力面13a;以及叶轮8a的旋转方向RO的相反侧的表面、即翼片负压面13b,翼片8c在翼片弦线L的中央附近形成从翼片压力面13a朝向翼片负压面13b的方向弯曲的凹形。
另外,在翼片8c中,与翼片压力面13a侧的圆弧形相对应的圆的半径在叶轮8a的外周侧与在叶轮8a的内周侧有所不同。即,如图7所示,翼片8c的翼片压力面13a侧的表面形成为多重圆弧曲面,具有:外周侧曲面Bp1,该外周侧曲面Bp1具有与叶轮8a的外周侧的圆弧形对应的半径(圆弧半径)Rp1;以及内周侧曲面Bp2,该内周侧曲面Bp2具有与叶轮8a的内周侧的圆弧形对应的半径(圆弧半径)Rp2。另外,翼片8c的翼片压力面13a侧的表面具有平面Qp,该平面Qp与内周侧曲面Bp2的端部中的内周侧的端部连接,并且呈平面形状。
这样,翼片8c的翼片压力面13a侧的表面由外周侧曲面Bp1、内周侧曲面Bp2及平面Qp连续地连接构成。此外,在纵剖观察翼片8c时,构成平面Qp的直线在与构成内周侧曲面Bp2的圆弧连接的点成为切线。
另一方面,翼片8c的翼片负压面13b侧的表面是与翼片压力面13a侧的表面对应的表面。具体而言,翼片8c的翼片负压面13b侧的表面具有:外周侧曲面Bs1,该外周侧曲面Bs1具有与叶轮8a的外周侧的圆弧形对应的半径(圆弧半径)Rs1;以及内周侧曲面Bs2,该内周侧曲面Bs2具有与叶轮8a的内周侧的圆弧形对应的半径(圆弧半径)Rs2。而且,翼片8c的翼片负压面13b侧的表面具有平面Qs,该平面Qs与内周侧曲面Bs2的端部中的内周侧的端部连接,并且呈平面形状。
这样,翼片8c的翼片负压面13b侧的表面由外周侧曲面Bs1、内周侧曲面Bs2及平面Qs连续地连接构成。此外,在纵剖观察翼片8c时,构成平面Qs的直线在与构成内周侧曲面Bs2的圆弧连接的点处形成为切线。
接下来,对翼厚进行说明。在纵剖观察翼片8c时,将内切于该翼面的圆的直径设为翼厚(壁厚)t,如图7所示,外周侧端部15a的翼厚(壁厚)t1比内周侧端部15b的翼厚(壁厚)t2薄。其中,翼厚t1与构成外周侧端部15a的圆弧的圆的半径R1×2对应,翼厚t2与构成内周侧端部15b的圆弧的圆的半径R2×2对应。
即,在将内切于翼片8c的翼片压力面13a及翼片负压面13b的圆的直径设为翼厚时,翼厚形成为:外周侧端部15a小于内周侧端部15b,从外周侧端部15a开始朝向中央逐渐增加,在中央附近的规定位置达到最大,朝向内侧而逐渐形成薄壁,并且在直线部Q具有大致相同壁厚。
更详细地,对于翼片8c的翼厚t而言,除外周侧端部15a及内周侧端部15b之外,在由翼片压力面13a和翼片负压面13b形成的外周侧曲面Bp1、内周侧曲面Bp2、外周侧曲面Bs1、内周侧曲面Bs2的范围中,翼片8c的厚度从外周侧端部15a朝向翼片8c的中央逐渐增加,在翼片弦线L的中央附近的规定位置形成最大壁厚t3,朝向内周侧端部15b而逐渐薄壁化。而且,翼厚t在直线部Q的范围、即平面Qp与平面Qs之间的范围中形成大致恒定的内周侧端部壁厚t2。
在此,翼片8c中作为表面具有内周侧端部15b的平面Qp、Qs的部分称为直线部Q。即,翼片8c的翼片负压面13b从叶轮外周侧开始直到内周侧为止由多重圆弧和直线部Q形成。
在重叠了图3的A-A剖面、B-B剖面、C-C剖面的图10中,对于以连结翼片8c的圆弧形的翼片外周侧端部15a的圆弧中心P1与叶轮旋转中心O的直线O-P1表示的半径R1而言,在翼片环附近部8ca、翼片环中央部8cb、以及翼片间部8cc,其都同样地在叶轮旋转轴方向上形成为相同半径尺寸,形成为整个翼片的外接圆的直径的叶轮有效外径半径在长度方向上相同。
将翼片8c的旋转方向RO侧面(压力面)13a与旋转方向的相反侧面(负压面)13b之间的壁厚中心线设为弯曲线Sb,将弯曲线Sb中比与叶轮旋转中心O相距规定半径R03的位置靠外周侧的部分设为外周侧弯曲线S1a,将弯曲线Sb中比与叶轮旋转中心O相距规定半径R03的位置靠内周侧的部分设为内周侧弯曲线S2a。此外,上述的规定半径R03(未图示)的位置是指翼片的出口角变化的位置。而且,如果将由通过翼片8c的翼片外周侧端部15a的圆弧中心P1的以叶轮旋转中心O为中心的圆的切线、以及通过该圆弧中心P1的翼片外周侧弯曲线S1a的切线所成的夹角设定为翼片出口角βb,则在第一区域(翼片环附近部8ca)、第二区域(翼片环中央部8cb)、以及第三区域(翼片环附近部8ca与翼片环中央部8cb之间的翼片间部8cc),翼片出口角不同。翼片环中央部8cb的外周侧同其他的区域相比在叶轮旋转方向RO上最靠前,相反,翼片间部8cc的外周侧是最靠后的形状,连结部8ce由相邻区域的翼片截面形状逐渐变化的倾斜面形成。即,翼片8c按照一侧的环8b、翼片环附近部8ca、连结部8ce、翼片间部8cc、连结部8ce、翼片环中央部8cb、连结部8ce、翼片间部8cc、连结部8ce、翼片环附近部8ca、另一侧的环8b的顺序,由五个区域和四个连结部8ce形成,翼片环附近部8ca、翼片环中央部8cb、翼片间部8cc、连结部8ce分别在规定长度WL1、WL2、WL3、WL4的宽度的区间内由长度方向上的相同形状形成。
另外,在图10中,在将各区域的翼片出口角设定成第一区域(翼片环附近部8ca)翼片出口角βb1、第二区域(翼片环中央部8cb)翼片出口角βb2、以及第三区域(翼片环附近部8ca与翼片环中央部8cb之间的翼片间部8cc)翼片出口角βb3时,形成为βb2<βb1<βb3。因此,如图4、图5所示,翼片外周侧端部15a是在第三区域中朝向旋转方向相反侧最靠后的形状,并在第二区域中形成为在旋转方向上最靠前的形状。即,在正交于叶轮旋转轴的翼片截面在翼片的叶轮旋转轴方向上,在相邻区域中具有不同的多个区域。此外,图10的附图标记δ表示翼片前进角,具体而言,δ1表示第一区域的翼片前进角、δ2表示第二区域的翼片前进角、δ3表示第三区域的翼片前进角。另外,图10的附图标记P13表示第三区域的翼片顶端的圆弧中心。
另外,如图4、图5所示,在翼片的翼片压力面13a及翼片负压面13b的叶轮旋转轴方向上的作为环8b附近部的翼片环附近部8ca与相邻的翼片间部8cc之间的连结部8ce附近的翼片环附近部8ca上,以与叶轮旋转轴大致正交的方式朝向邻接的翼片以规定高度形成立起设置的肋部14、16,肋部14、16形成在连结部8ce,或者形成在如下范围内:该范围与连结部8ce相邻,位于连结部8ce两侧的一对区域中的各个区域,距连结部8ce的距离为该相邻区域在旋转轴方向上的长度的20%以内。即,如果以后述的图14的示例进行说明,则肋部14、16形成为:肋部14、16的壁厚中心线CL位于以旋转轴方向的长度WLa表示的范围、即肋部设置区域之内。该肋部设置区域的长度WLa为将连结部8ce自身的长度WL4、作为与连结部8ce相邻的翼片环附近部8ca的长度WL1的20%的0.2×WL1、以及作为与连结部8ce相邻的翼片间部8cc的长度WL3的20%的0.2×WL3三者相加的长度。但是,此处所说的以0.2×WL1表示的范围不仅是在翼片环附近部8ca上的任意位置的长度,以0.2×WL1表示的范围的一端位于翼片环附近部8ca与连结部8ce之间的交界,以0.2×WL1表示的范围的另一端位于在翼片环附近部8ca上距离翼片环附近部8ca与连结部8ce之间的交界0.2×WL1的位置。同样地,以0.2×WL3表示的范围的一端位于翼片间部8cc与连结部8ce之间的交界,以0.2×WL3表示的范围的另一端位于在翼片间部8cc上距离翼片间部8cc与连结部8ce之间的交界0.2×WL3的位置。在后述的图11~图14的任一个图中,肋部14、16都位于以长度WLa表示的肋部设置区域中,特别地,图11是正反的肋部都位于以0.2×WL1表示的范围的情况的示例,图12是正反的肋部都位于以WL4表示的范围的情况的示例,图13是正反的肋部都位于以0.2×WL3表示的范围的情况的示例。另外,图14是正反的肋部的一方位于以0.2×WL1表示的范围、正反的肋部的另一方位于以0.2×WL3表示的范围的情况下的示例。
如图6所示,所述肋部14形成在翼片外周侧端部15a的外径Rt1与翼片内周侧端部15b的内径Rt2之间的区域(位于该翼片上内径Rt2的假想圆的外侧、并且位于外径Rt1的假想圆的内侧的环状的假想区域)内,翼片负压面13b侧的肋部14的肋部外周侧端部14a与翼片外周侧端部15a的外径Rt1共面形成,肋部14的肋部内周侧端部14b以与内周侧端部15b的正交于翼片弦L的直线相比朝向翼片弦内部侧(靠近翼片弦侧)倾斜的形状形成。肋部外周侧端部14a及肋部内周侧端部14b的立起设置方向的顶端都由圆弧形形成。
另外,肋部上端部14c由使翼片负压面13b的曲面在与翼片弦L正交的方向上移动规定距离的曲面形成。肋部上端部14c的立起设置方向的顶端形成为圆弧形。
另外,如图11所示,从肋部的根部14d开始到肋部上端部14c为止,形成为如下形状:其壁厚为翼片的最小壁厚即翼片外周侧端部15a的壁厚t1以上,并且为翼片的最大壁厚即翼片弦中央附近的壁厚t3以下,并且形成从翼片负压面13b开始逐渐变薄的端部尖的形状。即,肋部14的两侧的侧面14e以间隔从根部14d朝向立起设置方向的顶端变窄的方式倾斜。
另外,如图6所示,翼片压力面13a侧的肋部16形成在翼片外周侧端部15a的外径Rt1与翼片内周侧端部15b的内径Rt2之间的区域内,翼片压力面13a侧的肋部16的肋部外周端部16a与翼片外周侧端部15a的外径Rt1共面形成,肋部内周侧端部16b以与正交于翼片弦L的直线相比朝向翼片弦内部侧倾斜的形状形成。肋部外周端部16a及肋部内周侧端部16b的立起设置方向的顶端都由圆弧形形成。
另外,肋部上端部16c由使翼片负压面13b的曲面在与翼片弦L正交的方向上移动规定距离的曲面形成。肋部上端部16c的立起设置方向的顶端形成为圆弧形。
另外,如图11所示,从肋部的根部16d开始到肋部上端部16c为止,形成为如下形状:其壁厚为翼片的最小壁厚即翼片外周侧端部15a的壁厚t1以上,并且为翼片的最大壁厚即翼片弦中央附近的壁厚t3以下,并且形成从翼片压力面13a开始逐渐变薄的端部尖的形状。即,肋部16的两侧的侧面16e以间隔从根部16d朝向立起设置方向的顶端变窄的方式倾斜。
另外,如图11~图14所示,假定设置有翼片负压面侧肋部14、翼片压力面侧肋部16双方,将上述肋部高度形成为翼片间距的一半以下,从而防止其与邻接的翼片的肋部碰撞,并且形成为翼片压力面侧肋部16的高度<翼片负压面侧肋部14的高度。
另外,如图15所示,在叶轮8a中,当分别单独地对在本发明的翼面立起设置有肋部的多个翼片8c、以及在两面具有供翼片8c分别插入的多个槽8ba的环8b进行成形之后,接下来,对翼片8c的翼片压力面13a和翼片负压面13b的方向进行最终排列,将翼片8c插入至环8b的一面的槽8ba,对其进行焊接并固定。通过一次或多次进行该动作而形成叶轮单体8d。此后,将固定于叶轮单体8d的翼片8c插向环8b的另一面的槽8ba,对其进行焊接并固定。通过多次进行该动作而连结多个叶轮单体8d而形成叶轮8a。
在具有以上的结构的横流风机、以及搭载了该横流风机的空调机中,能够得到如下的效果。
<特征一的效果>
“翼片基本剖面形状的效果”
翼片8c中内周侧端部15b的作为表面具有平面Qp、Qs的部分称为直线部Q。翼片8c的翼片负压面13b从叶轮外周侧开始到内周侧为止由多重圆弧和直线部Q形成。
(1)在翼片8c通过吸入侧风路E1时,当翼片表面的气流开始从外周侧曲面Bs1剥离时,因下一个圆弧半径不同的内周侧曲面Bs2而使气流再次附着。
(2)而且,由于翼片8c具有平面Qs并形成负压,因而气流即使在内周侧曲面Bs2开始剥离也会再次附着。
(3)另外,与叶轮外周侧相比,翼厚t在叶轮内周侧增加,因而相邻的翼片8c之间的距离缩小。
(4)另外,因为平面Qs平坦,因此与曲面的情况相比,翼厚t不会朝向叶轮外周急剧增加,因此能够抑制摩擦阻力。
翼片8c的翼片压力面13a也从叶轮外周侧开始到内周侧为止由多重圆弧和直线部(平面)形成。
(5)当空气从外周侧曲面Bp1流向圆弧半径不同的内周侧曲面Bp2时,气流逐渐加速,朝向翼片负压面13b形成压力梯度,因而抑制剥离,不会产生流体异响。
(6)另外,下游侧的平面Qp形成为与内周侧曲面Bs2相对的切线。换言之,翼片8c具有下游侧的平面Qp,因而形成相对于旋转方向RO弯曲了规定角度的形状。因此,同没有直线表面(平面Qp)的情况相比,虽然内周侧端部15b的翼厚t2大,但能够使气流流向翼片负压面13b,能够抑制从内周侧端部15b流向叶轮内部时的尾涡。
(7)翼片8c在内周侧端部15b形成大的翼厚,使得气流难以相对吹出侧风路E2的各个流入方向剥离。
(8)另外,翼片8c在平面Qs的下游侧即翼片弦中央附近壁厚最大。因此,在气流通过平面Qs后即将剥离时,由于翼厚t在内周侧曲面Bs2朝向翼片弦中央附近逐渐变厚,因而使得气流沿着该曲面,能够抑制剥离。
(9)另外,由于翼片8c在内周侧曲面Bs2的下游侧具有圆弧半径不同的内周侧曲面Bs1,因而能够抑制气流的剥离,扩大从叶轮开始的有效吹出侧风路,谋求吹出风速的降低及均匀化,减少翼面上的负载扭矩。其结果是,因为能够在叶轮吸入侧、吹出侧抑制翼面的气流的剥离,因此能够实现低噪音化,而且能够降低风扇马达的耗电量。即,能够获得搭载了安静且节能的横流风机8的空调机100。
在翼片8c中,对于圆弧半径Rp1、Rp2、Rs1、Rs2,形成为满足如下的大小关系即可。即,翼片8c形成为Rs1>Rp1>Rs2>Rp2即可。在此情况下,在吹出侧风路E2中,翼片8c能够实现如下的效果。
(10)在翼片负压面13b中,外周侧曲面Bs1的圆弧半径Rs1大于内周侧曲面Bs2的圆弧半径Rs2,形成弯曲程度小的略微平坦的圆弧。因此,在吹出侧风路E2中,能够使气流沿着外周侧曲面Bs1直到外周侧端部15a附近而减小尾涡。
(11)在翼片压力面13a中,外周侧曲面Bp1的圆弧半径Rp1大于内周侧曲面Bp2的圆弧半径Rp2,形成弯曲程度小的略微平坦的圆弧,因此能够使气流不在翼片压力面13a侧集中地平稳流动,从而减小摩擦损失。
另一方面,在吸入侧风路E1中,翼片8c取得如下的效果。
(12)由于外周侧曲面Bs1是弯曲程度小的略微平坦的圆弧,因而气流不会急剧地转向。因此,能够使气流不剥离地沿着翼片负压面13b。
(13)而且,上述(10)及(11)的结果是,能够在叶轮吸入侧、吹出侧抑制翼面的气流的剥离,从而能够实现低噪音化,而且能够降低风扇马达的耗电量。即,能够获得搭载了安静且节能的横流风机8的空调机100。
“由翼片弦最大弯曲长度Lp、Ls与翼片弦长Lo之比Lp/Lo、Ls/Lo的设定所引起的效果”
首先,如图8所示,将与翼片压力面13a相切的翼片弦线L的平行线Wp与翼片压力面13a的切点设为最大弯曲位置Mp,将与翼片负压面13b相切的翼片弦线L的平行线Ws与翼片负压面13b的切点设为最大弯曲位置Ms。另外,将通过最大弯曲位置Mp的翼片弦线L与其垂线的交点设为最大弯曲翼片弦点Pp,将通过最大弯曲位置Ms的翼片弦线L与其垂线的交点设为最大弯曲翼片弦点Ps。另外,将圆弧中心P2与最大弯曲翼片弦点Pp之间的距离设为翼片弦最大弯曲长度Lp,将圆弧中心P2与最大弯曲翼片弦点Ps之间的距离设为翼片弦最大弯曲长度Ls。而且,将最大弯曲位置Mp与最大弯曲翼片弦点Pp之间的线段距离设为最大弯曲高度Hp,将最大弯曲位置Ms与最大弯曲翼片弦点Ps之间的线段距离设为最大弯曲高度Hs。而且,能够通过以如下方式对翼片弦最大弯曲长度Lp、Ls与翼片弦长Lo之比Lp/Lo、Ls/Lo进行设定来降低噪音。
在此,当最大弯曲位置过于靠近外周侧时,内周侧曲面Bs2过于接近平面。另外,最大弯曲位置过于靠近内周侧时,外周侧曲面Bs1过于接近平面,并且内周侧曲面Bs2过于弯曲。这样,当在翼片8c中产生过于接近平面的部分、或者过于弯曲的部分时,容易在吹出侧风路E2产生剥离,导致噪音恶化。因此,在本实施方式中,以设定最合适范围的最大弯曲位置的方式形成翼片8c。
首先,当Ls/Lo、Lp/Lo小于40%,最大弯曲位置靠近叶轮内周侧时,等同于翼片8c的内周侧曲面Bs2、Bp2的圆弧半径小的情况。而且,翼片8c的内周侧曲面Bs2、Bp2的圆弧半径小使得弯曲变大而急剧地变弯。因此,在吹出侧风路E2中,经过内周侧端部15b并通过平面Qs及平面Qp的气流不能沿着内周侧曲面Bs2、Bp2,剥离并产生压力变动。
另外,当Ls/Lo、Lp/Lo大于50%,靠近叶轮外周侧时,等同于翼片8c的外周侧曲面Bs1、Bp1的圆弧半径大的情况。而且,翼片8c的外周侧曲面Bs1、Bp1的圆弧半径大是指翼片8c的弯曲小的情况。因此,气流在翼片8c的外周侧曲面Bs1、Bp1剥离,导致尾涡增大。
另外,即使Lp/Lo、Ls/Lo处于40%~50%的范围内,如果Ls/Lo>Lp/Lo,则翼片负压面13b的最大弯曲位置比翼片压力面13a靠外周侧,相邻的翼片8c彼此之间的间隔从内周侧端部15b开始至外周侧端部15a反复地增减,导致产生压力变动。
(14)因此,在本实施方式中,通过以满足40%≤Ls/Lo<Lp/Lo≤50%的方式形成翼片8c,能够在叶轮吸入侧、吹出侧抑制在翼面的气流的剥离,谋求低噪音化,而且能够降低风扇马达的耗电量。即,能够获得搭载了安静且节能的横流风机8的空调机100。
“最大弯曲高度的设定所引起的效果”
当最大弯曲高度Hp、Hs过大时,存在曲面圆弧半径小、弯曲过大的问题,当最大弯曲高度Hp、Hs过小时,存在曲面圆弧半径大、弯曲过小的问题。另外,还存在相邻的翼片8c彼此的间隔过宽,不能控制气流,在翼面产生剥离涡并产生流体异响的问题,或者相反地,存在间隔过窄导致风速增加,导致噪音变大的问题。因此,在本实施方式中,以设定最合适范围的最大弯曲高度的方式形成翼片8c。
Hp、Hs分别是翼片压力面13a、翼片负压面13b的最大弯曲高度,形成有Hs>Hp的关系。当Hs/Lo、Hp/Lo小于10%时,曲面圆弧半径大且弯曲过小,相邻的翼片8c彼此的间隔过宽,不能控制气流,恐怕有在翼面产生剥离涡并产生流体异响,最终导致噪音值急剧恶化的风险。相反地,当Hs/Lo、Hp/Lo大于25%时,相邻的翼片彼此的间隔过窄,风速增加,存在噪音急剧恶化的风险。
(15)因此,在本实施方式中,通过以满足25%≥Hs/Lo>Hp/Lo≥10%的方式形成翼片8c,能够在叶轮吸入侧、吹出侧抑制翼面的气流的剥离,谋求低噪音化,而且能够降低风扇马达的耗电量。即,能够获得搭载了安静且节能的横流风机8的空调机100。
“直线部Q的翼片弦长度Lf与翼片弦长Lo的关系所引起的效果”
将在内周侧曲面Bp2与平面Qp之间的连接位置(第一连接位置)及内周侧曲面Bs2与平面Qs之间的连接位置(第二连接位置)相切的方式描绘的内切圆的中心设为P4(参照图9)。将翼片8c中比直线部Q靠外周侧、经过内周侧曲面Bp2及内周侧曲面Bs2之间的翼片8c的中心线设为壁厚中心线Sb。另外,将经过中心P4与圆弧中心P2的直线设为延长线Sf。将壁厚中心线Sb在中心P4的切线设为Sb1。将由切线Sb1与延长线Sf所成的角度设为弯曲角度θe。而且,将经过圆弧中心P2的翼片弦线L的垂线与经过中心P4的翼片弦线L的垂线之间的距离设为直线部翼片弦长度Lf。将翼片的最大壁厚部的内切圆的中心设为P3。将经过中心P3的相对于翼片弦线的垂线与翼片弦线的交点设为Pt。将经过中心P3的翼片弦线L的垂线与经过圆弧中心P2的翼片弦线L的垂线之间的距离设为最大壁厚部长度Lt(在图9中以第三区域的翼片弦长Lt3图示)。
如果翼片8c的内周侧端部15b的直线部Q的翼片弦长度Lf相对于翼片弦长Lo过大,其结果是比直线部Q靠外周侧的外周侧曲面Bp1、Bs1及内周侧曲面Bp2、Bs2的圆弧半径减小、弯曲增大。因此,气流具有剥离倾向,导致损失增加并使风扇马达输入增加。除此之外,由于翼片8c彼此的间的距离从内周侧开始在外周侧产生极端变化,产生压力变动,因而噪音增大。
相反地,如果直线部Q的翼片弦长度Lf相对于翼片弦长Lo过小,翼片的内周侧基本上只形成为曲面,则当气流在内周侧端部15b发生碰撞后,在翼片负压面13b不产生负压,因而产生气流不会再次附着而剥离、噪音增大的问题。特别是当灰尘不断堆积在过滤器5而使通风阻力增加时,明显存在这一问题。
与此相关,根据本发明人的研究,只要Lf/Lo为30%以下,就能够抑制风扇马达输入的增加,进一步地,如果Lf/Lo为5%以上30%以下,还能够抑制噪音的增大。
(16)因此,在本实施方式中,通过以满足30%≥Lf/Lo≥5%的方式形成翼片8c,能够在叶轮吸入侧、吹出侧抑制翼面的气流的剥离,谋求低噪音化,而且能够降低风扇马达的耗电量。即,能够获得搭载了安静且节能的横流风机8的空调机100。
“弯曲角度θe的设定所引起的效果”
对于形成在翼片8c的叶轮内周侧的直线部Q的表面、即由平面Qs、Qp形成的直线部Q而言,通过使其与叶轮外周侧的多重圆弧形部相切,或者通过使其向叶轮旋转方向弯曲,能够实现如下效果:虽然内周侧端部15b的翼厚t2大,但同没有直线表面的情况相比,能够通过使气流朝向翼片负压面13b流动而抑制气流从内周侧端部15b流向叶轮内部时产生的尾涡。但是,如果弯曲角度过大,则可能相反地导致尾涡宽度扩大,或者在吹出侧风路E2中在内周侧端部15b产生大的剥离,导致效率恶化并使风扇马达输入增加。
当弯曲角度θe为负数时,即向反转方向弯曲时,在吹出侧风路E2中,气流与压力面侧、即平面Qp碰撞,在负压面侧、即平面Qs剥离,导致气流失速。另外,当弯曲角度θe大于15°时,在吸入侧风路E1中,气流在直线部Q的压力面侧的表面、即平面Qp急剧转弯,并且使气流集中导致风速增加。进而使气流在直线部Q的负压面侧的表面、即平面Qs剥离,使尾涡大幅扩大排出而导致损失增大。
(17)因此,在本实施方式中,通过以满足0°≤θe≤15°的方式形成翼片8c,能够在叶轮吸入侧及吹出侧抑制翼面的气流的剥离,谋求低噪音化,而且能够降低风扇马达的耗电量。即,能够获得搭载了安静且节能的横流风机8的空调机100。
“Lt/Lo的设定所引起的效果”
当翼片8c的最大壁厚部比翼片弦线L的中点靠近叶轮外周侧时(即Lt/Lo大于50%时),以与翼片8c的负压面、及该翼片8c相邻的翼片8c的压力面相切的内切圆的直径表现的翼片间距离变窄。由此,导致通过风速增加、通风阻力增加、风扇马达输入增加。
另外,当最大壁厚部靠近内周侧端部15b时,在吹出侧风路E2中,气流在内周侧端部15b碰撞后,不再次附着,剥离至下游侧的外周侧曲面Bp1、Bs1,导致通过风速增加、损失增加、风扇马达输入增加。
(18)因此,在本实施方式中,通过以满足40%≤Lt/Lo≤50%的方式形成翼片8c,能够在叶轮吸入侧、吹出侧抑制翼面的气流的剥离,谋求低噪音化,而且能够降低风扇马达的耗电量。即,能够获得搭载了安静且节能的横流风机8的空调机100。
“三维翼片(翼片截面在旋转轴方向上呈不同的形状)的效果”
(19)在横流风机的叶轮旋转轴方向、即长度方向上,在与叶轮旋转轴正交的翼片剖视图中,翼片的外周端部的外径大致相同,因此同以往的外径在叶轮旋转轴方向上不同的翼片形状相比,能够抑制在分离叶轮吸入区域与吹出区域的稳定器处产生的漏气,能够提高效率。
(20)另外,在一对支承板之间沿长度方向将翼片分割成多个区域,将与形成于叶轮的状态下的支承板邻接的两端部的区域设为第一区域、将翼片环中央部设为第二区域、将配设在第一区域与第二区域之间的所述翼片环中央部两侧的区域设为第三区域,在此情况下,所述各区域能够通过以翼片出口角不同的形状设定适当的翼片出口角来抑制气流的剥离并实现低噪音化。因此,同在长度方向上具有相同翼片形状的情况相比,能够获得搭载了更高效率、低噪音的横流风机的节能且安静的空调机。
“肋部形状的效果”
(21)在翼片的翼片压力面13a及翼片负压面13b的叶轮旋转轴方向上的作为环8b附近部的翼片环附近部8ca与相邻的翼片间部8cc之间的连结部8ce附近的翼片环附近部8ca上,以与叶轮旋转轴大致正交的方式朝向邻接7的翼片以规定高度形成立起设置的肋部14、16,因此,在没有肋部的情况下,在连结部8ce流过相邻的不同的翼片截面的翼片的表面的气流在叶轮旋转轴方向上摆动而不稳定,气流集中在一部分的区域并形成高风速,或者与此相反地,气流略微剥离并且风速低,可能会导致气流紊乱,但是,能够谋求风速的均匀化以及紊乱的抑制,所以能够谋求横流风机的低噪音化并且提高送风效率从而降低马达输入,能够获得搭载了安静且节能的横流风机及搭载了该横流风机的空调机。
此外,在图16、17中,示出了在叶轮旋转轴方向上只形成有单方肋部的示例,但即使在只形成单方肋部的情况下,在支承板和翼片环附近部的气流的效果至少也比没有肋部的情况更加明显。
在图18中示出了另外的翼片的形态。在叶轮单体中,在旋转轴方向中央部的翼片环中央部8cb的翼片弦长比翼片环附近部8ca长的形态下,这些区域之间由连结部连接而成,所述连结部由形状逐渐变化的倾斜面形成。即使在这样的状态下,也能获得与上述的基本形态大致同样的效果,通过至少在翼片截面不同的区域之间设置肋部来获得效果。
<特征二的效果>
另外,连结部8ce是相邻的翼片截面形状逐渐变化的倾斜面,因此翼面上的气流不会产生在叶轮旋转轴方向上的急剧的变化,即,不会因台阶而导致紊乱。而且,因为能够回避应力集中,所以能够没有翼片的破损地谋求强度的提升。
另外,在气流方向上风速分布均匀,不存在局部高速区域,因此负载扭矩降低,因而能够降低马达的耗电量。而且局部的高速流也不会与配设在下游侧的风向叶片发生碰撞,因此通风阻力降低,能够进一步降低负载扭矩。
而且,流向风向叶片的风速均匀,不存在局部的高速区域,因此还能够降低因在风向叶片表面上的交界层紊乱而导致的噪音。
这样,对于本发明的翼片形状而言,在叶轮外周侧及内周侧双方中,通过谋求剥离的防止、风速分布的均匀化等,能够获得高效率且低噪音的横流风机,以及搭载了该横流风机的搭载了节能且安静的横流风机8的空调机100。
<特征三的效果>
因为肋部形成在翼片外周侧端部的外径与翼片内周侧端部的内径之间的区域内,因此外周侧能够在具有肋部的同时确保良好的操作性,并且能够因为不使叶轮的吸入气流产生紊乱而谋求低噪音化。而且,对于内周侧而言,当翼片旋转通过叶轮吹出区域时,由于肋部不向内周侧突出,因而在翼片的入口侧的气流不会产生紊乱,因此能够谋求低噪音化。进而,当肋部只设置在外周侧设置或只设置在内周侧时,由于在没有肋部的下游侧失去了肋部对气流的限制,因而会导致气流一下子变得不稳定而从翼片表面剥离的现象,通过以从翼片的外周侧端部开始跨至内周侧端部这两个端部的方式形成肋部,能够抑制上述现象。因此,能够获得低噪音的横流风机及搭载了该横流风机的空调机。
<特征四的效果>
如图19所示,作为所述肋部的变形例,在翼片外周侧端部的外径与翼片内周侧端部的内径之间的区域内,翼片负压面侧肋部14的肋部外周侧端部14a及肋部内周侧端部14b分别是与圆弧形的翼片外周侧端部15a及翼片内周侧端部15b相切的倾斜面,并且翼片负压面侧肋部14的顶端由圆弧形形成,在此情况下,当气流分别流入肋部外周侧端部及肋部内周侧端部时,能够抑制气流的碰撞,因此能够抑制随着气流朝向下游侧而引起的后流宽度的发展,并能够抑制紊乱,从而能够实现低噪音化。因此,能够获得低噪音的横流风机及搭载了该横流风机的空调机。
<特征五的效果>
壁厚小于最小壁厚会导致当树脂成形时成形模具的树脂填充变差的问题,壁厚大于最大壁厚会导致产生缩痕的问题,因为所述肋部的壁厚为翼片的最小壁厚以上、最大壁厚以下,因此能够防止上述问题,提高成形性,能够减小因形状的误差而导致的送风性能的变化。因此,能够获得高品质的横流风机及搭载了该横流风机的空调机。
<特征六的效果>
所述肋部的壁厚从翼面朝向顶端形成端部尖的形状,并且翼片的外周侧及内周侧的顶端呈圆弧形,因此在成形的脱模时,没有因翼片陷入模具而导致破损的风险,使成形性提高。而且,顶端为不具有边缘的圆弧形,因此在对横流风机进行清扫时,由于不具有锋利的边缘因而能够不使操作者过度紧张地确保良好的操作性,而且当气流流入时能够顺利地流入而不引起紊乱地谋求低噪音化。因此,能够获得制造性高、安全性也高、并且噪音低的横流风机及搭载了该横流风机的空调机。
<特征七的效果>
另外,因为肋部高度至少为邻接的翼片间距的一半以下,所以在肋部配置于翼片的压力面、负压面双方的情况下,当肋部在叶轮旋转轴方向上设置于相同的旋转轴方向位置时,肋部互不干涉,没有破损的风险。另外,当这些肋部在旋转轴方向上的不同位置上分别设置于连结部附近时,能够使因肋部间的间隙变窄以及局部通过风速升高所导致的产生流体异响的问题消失,使品质得到保证。因此,能够获得高品质的横流风机及搭载了该横流风机的空调机。
<特征八的效果>
翼片表面的叶轮旋转方向的相反侧、即翼片负压面同翼片压力面相比容易形成不稳定的气流,在该翼片负压面上,在连结部流过相邻的不同的翼片截面的翼片的表面的气流在叶轮旋转轴方向上摆动而不稳定,气流集中在一部分的区域并形成高风速,或者与此相反地,气流稍微剥离并且风速低,恐怕会导致气流紊乱,在本实施方式中,通过将肋部形成在翼片负压面上,能够由肋部谋求风速的均匀化以及紊乱的抑制。
<特征九的效果>
另外,当将肋部形成在翼片表面的叶轮旋转方向侧、即翼片压力面上时,对气流在相邻的翼片的区域中相对于叶轮旋转方向从前进的区域向后退的区域移动的现象进行抑制,在各区域将气流导向叶轮旋转轴的正交方向,因此能不阻碍压力上升地形成稳定的气流。因此,使送风效率提高、风扇马达输入降低,获得节能的横流风机及搭载了该横流风机的空调机。
<特征十的效果>
当将肋部形成在翼片表面的叶轮旋转方向侧(翼片压力面侧)、以及旋转方向的相反侧(翼片负压面侧)双方时,在翼片负压面上,气流能够抑制在连结部上相邻的不同的翼片截面的翼片表面上气流沿叶轮旋转轴方向摇摆的不稳定流动现象,并且在翼片负压面、翼片压力面双方上,抑制气流在相邻的翼片的区域中相对于叶轮旋转方向从前进的区域向后退的区域移动的现象,在各区域将气流导向叶轮旋转轴的正交方向,因此能够不阻碍压力上升地形成稳定的气流。另外,通过在两翼面形成肋部、进一步通过对支承板与肋部之间的空间进行分隔来在支承板附近形成其他翼片间流路,所以,使气流受到限制而对不稳定现象进行限制。因此,使送风效率提高、风扇马达输入降低,使因不稳定现象而导致的压力变动受到抑制。其结果是,能够获得节能且低噪音的横流风机及搭载了该横流风机的空调机。
<特征十一的效果>
对于形成在翼片表面的叶轮旋转方向侧、相反侧的双方的肋部的高度而言,能够通过相对于叶轮旋转方向侧面(翼片压力面侧)而将相反侧(翼片负压面侧)设定得高,即,通过将容易产生不稳定气流的翼片负压面侧形成得高来限制不稳定的气流。而且,同时,在原本在翼面上容易形成正交于旋转轴方向的翼弦方向气流的翼片压力面上,肋部高度降低,能够抑制气流的干涉,并且能够抑制因肋部彼此过于接近而在间隙产生高速流所导致的流体异响。因此,能够获得在听觉方面顺畅且安静的横流风机以及搭载了该横流风机的空调机。
<特征十二的效果>
另外,肋部以在翼片压力面、负压面上位于不同的叶轮旋转轴方向位置的方式形成。叶轮的翼片截面形状形成为:当从叶轮旋转轴方向对其进行观察时,交替地出现在旋转方向上呈凸形的前进区域、以及在旋转方向上呈凹形的后退区域。而且,前进区域与后退区域之间由连结部连接。当在这样的翼片形状上设置肋部时,肋部在翼片压力面与负压面被设定成不同的形状。对于肋部而言,在翼片压力面侧及负压面侧中,都将其设置在连结部、或连结部附近的前进区域。由此,能够在翼片压力面及翼片负压面中抑制气流从压力高的前进区域流向压力相对低的后退区域。除此之外,在翼片负压面中,肋部与翼面以钝角连接,从而抑制空间局部变窄以及气流在该位置形成局部高速的问题。由此能够谋求风速分布的均匀化。其结果是,能够谋求低噪音化,并且能够通过抑制气流的泄露来谋求送风效率提高,从而获得低噪音且高效率的横流风机以及搭载了该横流风机的空调机。
<特征十三的效果>
作为翼片的成形方法,具有:使成形模具沿叶轮径向放射状地移动而脱模的方法、以及使成形模具沿叶轮旋转方向旋转后沿叶轮径方向移动而脱模的方法。两种方法都对成形模型进行移动,因而都受到翼片端部为具有边缘的形状这一形状上的制约。这样的制约导致翼片上的气流容易剥离,最终引起产生噪音这一问题。与此相对,在本实施方式中,翼片与支承板分别单独成形,在支承板的外周侧的两面上具有供翼片插入并固定的槽部,通过将所述多个翼片插入并固定在支承板而形成叶轮。因此,能够不引起上述现有问题地进行成形,能够进行自由设计,进一步实现高效率化、低噪音化。因此,能够获得低噪音且高效率的横流风机及搭载了该横流风机的空调机。
<特征十四的效果>
通过在空调机搭载上述在翼面形成肋部的横流风机,能够获得高效率、低噪音、高品质的空调机。
以上,虽然参照优选的实施方式对本发明的内容进行了具体的说明,但显而易见地,本领域技术人员能够基于本发明的基本的技术思想及启示而获得各种改变形态。
本发明能够广泛适用于如下装置,该装置具有:热交换器、空气净化过滤器等通风阻力体、叶轮、分离吸入侧流路及吹出侧流路的稳定器、以及设置在叶轮的吹出侧的旋涡状的导流壁,通过本发明,能够降低马达输入、降低因翼面剥离导致的流体异常音、降低噪音、提高安全性。其结果是,能获得一种高品质的空调机,该空调机高效率并且节能,在听觉方面良好、低噪音且安静,并且能够防止叶轮结露并向外部排出结露水这一问题。另外,本发明也能够作为只在翼片的正压面及负压面中的任一方上设置前述的肋部的形态而加以实施。
附图标记说明
1主体、5过滤器(通风阻力体)、7热交换器(通风阻力体)、8横流风机、8a叶轮、8b环(支承板)、8ba槽、8c翼片、8ca翼片环附近部(第一区域)、8cb翼片环中央部(第二区域)、8cc翼片间部(第三区域)、8ce连结部、8f风扇轴、9稳定器、10导流壁、12a马达轴、13a翼片压力面、13b翼片负压面、14肋部、14a肋部外周侧端部、14b肋部内周侧端部、15a翼片外周侧端部、15b翼片内周侧端部、16肋部、16a肋部外周端部、16b肋部内周侧端部、100空调机。

Claims (13)

1.一种横流风机,具备叶轮以及能够旋转地支承该叶轮的轴,所述横流风机的特征在于,
所述叶轮具有:多个支承板;以及,在对应的一对所述支承板之间沿周方向隔开间隔而配置的多个翼片,
所述翼片具有多个区域,所述多个区域的正交于叶轮旋转轴的翼片截面不同,
所述多个区域在所述翼片中沿所述叶轮旋转轴的方向排列,
所述翼片还具有连结所述多个区域的连结部,
所述翼片至少具有一个肋部,该肋部形成在所述连结部,
所述肋部在翼片表面中形成在作为叶轮旋转方向的相反侧的翼片负压面以及作为叶轮旋转方向侧的翼片压力面的双方上,
形成在所述翼片负压面上的所述肋部的高度高于形成在所述翼片压力面上的所述肋部的高度。
2.如权利要求1所述的横流风机,其特征在于,
在所述翼片中,作为所述多个区域包括:至少一对第一区域、第二区域、以及至少一对第三区域,
所述第一区域分别是与形成在叶轮的状态下的支承板邻接的部分,
所述第二区域是位于对应的一对所述第一区域之间的部分,
所述第三区域分别位于所述对应的一对所述第一区域之间,并且位于所述第二区域与对应的所述第一区域之间,
所述第一区域与所述第三区域、以及所述第二区域与所述第三区域分别由所述连结部连结,
所述第一区域的翼片出口角与所述第二区域的翼片出口角、以及所述第三区域的翼片出口角互不相同。
3.如权利要求1所述的横流风机,其特征在于,所述连结部由在对应的相邻的所述区域中的翼片截面形状逐渐变化的倾斜面形成。
4.如权利要求1所述的横流风机,其特征在于,所述肋部形成在翼片外周侧端部的外径与翼片内周侧端部的内径之间的区域内。
5.如权利要求1所述的横流风机,其特征在于,
所述肋部的肋部外周侧端部及所述肋部的肋部内周侧端部是分别与圆弧形的翼片外周侧端部及圆弧形的翼片内周侧端部相切的倾斜面,
所述肋部外周侧端部的顶端及所述肋部内周侧端部的顶端形成为圆弧形。
6.如权利要求1所述的横流风机,其特征在于,所述肋部的壁厚为翼片的最小壁厚以上、最大壁厚以下。
7.如权利要求1所述的横流风机,其特征在于,
所述肋部的壁厚从翼面朝向顶端形成端部尖的形状,
所述肋部外周侧端部的顶端及所述肋部内周侧端部的顶端形成为圆弧形。
8.如权利要求1所述的横流风机,其特征在于,
所述肋部的肋部高度为邻接的翼片间距的一半以下。
9.如权利要求1所述的横流风机,其特征在于,
所述肋部在翼片表面中至少形成在作为叶轮旋转方向的相反侧的翼片负压面上。
10.如权利要求1所述的横流风机,其特征在于,
所述肋部在翼片表面中至少形成在作为叶轮旋转方向侧的翼片压力面上。
11.如权利要求1所述的横流风机,其特征在于,形成在所述翼片负压面上的所述肋部在叶轮旋转轴方向上的形成位置与形成在所述翼片压力面上的所述肋部在叶轮旋转轴方向上的形成位置互不相同。
12.如权利要求1所述的横流风机,其特征在于,
所述多个支承板与所述多个翼片分别单独成形,
在所述支承板的侧面上形成有供对应的所述多个翼片插入的槽部,
所述叶轮以将所述多个翼片插入对应的所述槽部并固定的形态构成。
13.一种空调机,具备:
划分主体内的吸入侧风路及吹出侧风路的稳定器;
配置在所述吸入侧风路及吹出侧风路之间的横流风机;
配置在所述主体内的通风阻力体;以及
将从所述横流风机排出的空气引导至所述主体的吹出口的导流壁,
其特征在于,
所述横流风机是如权利要求1~12中任一项所述的横流风机。
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