CN110892201B - 空气调节机 - Google Patents

Abstract

空气调节机具备涡轮风扇和热交换器，该涡轮风扇具有叶轮和风扇马达，该热交换器配置在叶轮的下风侧，叶轮具有：主板，其与风扇马达的驱动轴连接；侧板，其与主板相向配置，在中心部形成有吸入口；以及多个叶片，其设置在主板与侧板之间，多个叶片分别具有前缘和在径向上配置在比前缘靠外侧的后缘，在后缘形成有切口，多个叶片分别具有位于切口的主板侧的第一边和位于切口的侧板侧的第二边来作为隔着切口而彼此相向的一对边，第二边形成为向主板侧凸出。

Description

空气调节机

技术领域

本发明涉及具备涡轮风扇的空气调节机。

背景技术

在专利文献1中记载有一种空气调节机。该空气调节机具有离心送风机和配置在离心送风机的周围的热交换器。离心送风机的叶轮具备安装于马达轴的轮毂、与轮毂相向配置的护罩、以及配置在轮毂的外周部与护罩的外周部之间的多个叶片。离心送风机的吸入口形成于护罩的中心部，离心送风机的吹出口形成于叶轮的外周部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3092554号公报

发明内容

发明要解决的课题

在离心送风机中，从吸入口沿着轴心方向向叶轮的内部吸入空气。因此，被吸入到叶轮的内部的空气具有从护罩朝向轮毂的轴心方向的动量。另外，在搭载于空气调节机那样的低压用的离心送风机的情况下，叶片的径向长度比较短。因此，从离心送风机的吹出口吹出的空气具有在轴心方向上偏向轮毂侧的风量分布。

从离心送风机的吹出口吹出的空气流入配置在离心送风机的周围的热交换器。通常，热交换器在轴心方向上的位置关系中，相对于离心送风机的吹出口，不是偏向轮毂侧而是偏向护罩侧地配置。因此，流入热交换器的空气的风量分布的偏差比离心送风机的吹出口处的吹出空气的风量分布的偏差更大。

热交换器成为相对于空气的流动的阻力体。因此，当风量分布具有偏差的空气流入热交换器时，随着动压的损失，风量分布的偏差得到缓和。因此，在专利文献1所记载的空气调节机中，存在由于能量的损失变大而所需动力变大的课题。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供所需动力小且节能性优异的空气调节机。

用于解决课题的手段

本发明的空气调节机具备涡轮风扇和热交换器，该涡轮风扇具有叶轮和驱动所述叶轮的风扇马达，所述热交换器配置在所述叶轮的下风侧，所述叶轮具有：主板，其与所述风扇马达的驱动轴连接；侧板，其与所述主板相向配置，在中心部形成有吸入口；以及多个叶片，其设置在所述主板与所述侧板之间，所述多个叶片分别具有前缘和后缘，该后缘在所述涡轮风扇的径向上配置在比所述前缘靠外侧的位置，在所述后缘形成有切口，所述多个叶片分别具有位于所述切口的所述主板侧的第一边和位于所述切口的所述侧板侧的第二边来作为隔着所述切口而彼此相向的一对边，所述第二边形成为向所述主板侧凸出。

发明的效果

根据本发明，由于能够使沿着第二边的空气的流动方向向侧板侧弯曲，因此能够缓和流入热交换器的空气的风量分布的偏差。因此，能够减少从叶轮吹出到流入热交换器为止的空气产生的动压的损失，因此能够得到所需动力小且节能性优异的空气调节机。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的空气调节机的截面结构的示意图。

图2是放大表示本发明的实施方式1的空气调节机中的叶片15的结构的图。

图3是放大表示本发明的实施方式1的空气调节机中的叶片15的结构的图。

图4是表示本发明的实施方式1的空气调节机中的叶片15与热交换器20的位置关系的图。

图5是表示本发明的实施方式1的空气调节机中的叶片15的结构的第一变形例的图。

图6是表示本发明的实施方式1的空气调节机中的叶片15的结构的第二变形例的图。

图7是表示本发明的实施方式2的空气调节机中的叶片15的结构的图。

图8是表示本发明的实施方式3的空气调节机中的叶片15的结构的图。

具体实施方式

实施方式1

对本发明的实施方式1的空气调节机进行说明。在本实施方式中，作为空气调节机，例示了四方向吹出式的天花板嵌入式室内机。图1是表示本实施方式的空气调节机的截面结构的示意图。在图1中，示出了沿涡轮风扇10的子午面剖切空气调节机的截面。在此，子午面是指包含涡轮风扇10的轴心O的平面。图1及后述的图2～图8所示的叶片15的形状是将多个叶片15中的一个叶片15旋转投影到涡轮风扇10的子午面上而得到的形状。

如图1所示，空气调节机具备：涡轮风扇10，其具有叶轮11及驱动叶轮11的风扇马达12；热交换器20，其配置在叶轮11的下风侧；以及框体21，其收纳涡轮风扇10及热交换器20。涡轮风扇10的风扇马达12固定于框体21的顶面的中央部。涡轮风扇10的轴心O在上下方向上延伸。热交换器20配置成包围叶轮11的外周，具有在沿着轴心O的方向上观察时呈大致四边形的框状的形状。热交换器20与未图示的压缩机、室外热交换器及膨胀阀一起构成使制冷剂循环的制冷循环。热交换器20在制冷运转时作为蒸发器发挥功能，在制热运转时作为冷凝器发挥功能。

在框体21的下表面的中心部形成有将室内空气向框体21内吸入的空气调节机的吸入口22。在框体21的下表面中的吸入口22的周围形成有将通过了热交换器20的空调空气从框体21内向室内吹出的空气调节机的吹出口23。在四方向吹出式的天花板嵌入式室内机中，设置有向彼此不同的四个方向吹出空调空气的四个吹出口23。

叶轮11具有与风扇马达12的驱动轴12a连接的主板13、与主板13相向配置的环状的侧板14、以及设置在主板13与侧板14之间的多个叶片15。在侧板14的中心部形成有以轴心O为中心呈圆形形状开口的、叶轮11的吸入口16。叶轮11的吸入口16与空气调节机的吸入口22相向配置。在空气调节机的吸入口22与叶轮11的吸入口16之间设置有将从吸入口22吸入的室内空气向吸入口16引导的喇叭口18。在叶轮11的外周部形成有叶轮11的吹出口17。多个叶片15以轴心O为中心在周向上等间隔或不等间隔地配置。多个叶片15均具有相同的形状。叶片15的形状的详细情况将后述。

当叶轮11在风扇马达12的驱动力的作用下以轴心O为中心旋转时，经由空气调节机的吸入口22被吸入到框体21内的室内空气由喇叭口18引导，从叶轮11的吸入口16向叶轮11内吸入。被吸入到叶轮11内的室内空气通过在周向上相邻的两个叶片15的叶间，从叶轮11的吹出口17向外周侧吹出。向叶轮11的外周侧吹出的室内空气通过热交换器20并通过与制冷剂的热交换而被冷却或加热，成为空调空气。空调空气从空气调节机的吹出口23向室内吹出。

图2是放大表示本实施方式的空气调节机中的叶片15的结构的图。图2的上下方向表示沿着涡轮风扇10及叶轮11的轴心O的轴心方向。图2的左右方向表示涡轮风扇10及叶轮11的径向。在图2所示的范围中，左方向表示径向外侧，右方向表示径向内侧。

如图2所示，叶片15具有与主板13的下表面接合的上端部32和与侧板14的上表面接合的下端部33。另外，叶片15具有前缘30和后缘31，该后缘31在叶轮11的旋转方向上配置在比前缘30靠后方的位置。后缘31在径向上配置在比前缘30靠外侧的位置。前缘30及后缘31均从上端部32延伸至下端部33。以下，有时将后缘31的上端部32侧的端部及下端部33侧的端部分别称为主板侧端部31a及侧板侧端部31b。

在后缘31的一部分形成有大致三角形形状的一个切口34。即，切口34具有从后缘31朝向前缘30切出大致三角形形状的切口的形状。叶片15具有在轴心方向上位于比切口34靠主板13侧的位置的第一边35a和在轴心方向上位于比切口34靠侧板14侧的位置的第二边35b来作为隔着切口34而彼此相向的一对边。切口34的范围是从第一边35a和后缘31连接的第一连接点37到第二边35b和后缘31连接的第二连接点38。

切口34中位于最靠径向内侧的位置的部分成为切口34的底部36。在轴心方向上，底部36位于第一连接点37与第二连接点38之间。即，底部36位于与轴心方向垂直且包含第一连接点37的平面和与轴心方向垂直且包含第二连接点38的平面之间。第一边35a将第一连接点37与底部36之间连接。第二边35b将第二连接点38与底部36之间连接。本实施方式的切口34为大致三角形形状，因此底部36为点状。

径向上的切口34的深度尺寸D1定义为径向上的第二连接点38与底部36之间的距离。即，深度尺寸D1等于第二连接点38与轴心O的距离减去底部36与轴心O的距离而得到的值。另外，轴心方向上的切口34的宽度尺寸W1定义为轴心方向上的第一连接点37与第二连接点38之间的距离。深度尺寸D1比宽度尺寸W1大(D1>W1)。另外，深度尺寸D1为径向上的前缘30与后缘31的距离的1/4以上。

第二边35b形成为整体上向主板13侧凸出的平滑的曲线状。即，第二边35b形成为相对于切口34凸出。第二边35b例如具有圆弧状的形状。

另外，第一边35a形成为整体上向主板13侧凸出的平滑的曲线状。即，第一边35a形成为相对于切口34凹陷。第一边35a例如具有圆弧状的形状。

图3是与图2同样地放大表示本实施方式的空气调节机中的叶片15的结构的图。如图3所示，切口34形成于后缘31中的靠近主板13的位置。具体而言，在将轴心方向上位于后缘31的主板侧端部31a与侧板侧端部31b的中间的假想的平面设为第一平面P1时，切口34的底部36位于比第一平面P1靠主板13侧的位置。在此，第一平面P1是与轴心方向垂直的平面，且是距主板侧端部31a的距离与距侧板侧端部31b的距离相等的平面。

图4是表示本实施方式的空气调节机中的叶片15与热交换器20的位置关系的图。如图4所示，热交换器20相对于涡轮风扇10的吹出口17不是偏向主板13侧而是偏向侧板14侧地配置。具体而言，在将轴心方向上位于热交换器20的上端部20a与下端部20b之间的中间的假想的平面设为第二平面P2时，第二平面P2位于比第一平面P1靠侧板14侧的位置。在此，第二平面P2是与轴心方向垂直的平面，且是距上端部20a的距离与距下端部20b的距离相等的平面。切口34的底部36位于比第一平面P1靠主板13侧的位置，因此当然位于比第二平面P2靠主板13侧的位置。

当叶轮11旋转时，叶片15以在正压面侧推出空气、在负压面侧吸入空气的方式发挥作用。该作用在切口34的周围也是同样的。沿着叶片15的正压面侧或负压面侧的叶面从前缘30到达切口34的底部36的空气从底部36沿着第一边35a或第二边35b向后缘31侧流动。

在涡轮风扇10中，空气从吸入口16沿着轴心方向被吸入到叶轮11的内部，因此被吸入到叶轮11的内部的空气具有从侧板14朝向主板13的轴心方向的动量。因此，如图2中的粗箭头F1所示，沿着叶片15的叶面流动的空气一边逐渐接近主板13一边从前缘30朝向底部36流动。然而，由于第二边35b形成为向主板13侧凸出，因此如图2中的粗箭头F2所示，沿着第二边35b从底部36朝向后缘31流动的空气的流动方向随着接近后缘31而逐渐向侧板14侧弯曲。

另外，由于第一边35a也形成为向主板13侧凸出，因此，沿着第一边35a从底部36朝向后缘31流动的空气的流动方向也随着接近后缘31而逐渐向侧板14侧弯曲。

在周向上相邻的两个叶片15的叶间流动的空气的流动仿照(follow)沿着叶片15的叶面的空气的流动。因此，比切口34的底部36靠外周侧的空气的流动方向相对于比底部36靠内周侧的空气的流动方向而整体上向侧板14侧弯曲。

因此，通过在叶片15的后缘31形成切口34，使从叶轮11的吹出口17吹出的空气的风量分布更加均匀化，缓和轴心方向上的风量分布的向主板13侧的偏差。由此，流入热交换器20的空气的风量分布的偏差也得到缓和。因此，根据本实施方式，能够减少从叶轮11的吹出口17吹出到流入热交换器20为止的空气产生的动压的损失。因此，能够得到所需动力小且节能性优异的空气调节机。

下面，对本实施方式的变形例进行说明。图5是表示本实施方式的空气调节机中的叶片15的结构的第一变形例的图。如图5所示，在本变形例的叶片15的后缘31形成有大致梯形的切口34。底部36形成为沿着轴心方向的直线状。除此以外的结构与图1～图4所示的结构同样。在本变形例的结构中，沿着叶片15的叶面从前缘30到达切口34的底部36的空气也从底部36沿着第一边35a或第二边35b向后缘31侧流动。因此，根据本变形例，也能够得到与图1～图4所示的结构同样的效果。

图6是表示本实施方式的空气调节机中的叶片15的结构的第二变形例的图。如图6所示，在第一边35a中的与第一连接点37邻接的部分形成有圆角部35a1。在第二边35b中的与第二连接点38邻接的部分形成有圆角部35b1。在该结构中，切口34的范围也是从第一连接点37到第二连接点38。第一边35a形成为除了圆角部35a1之外实质上整体上向主板13侧凸出的平滑的曲线状。第二边35b形成为包括圆角部35b1在内整体上向主板13侧凸出的平滑的曲线状。根据本变形例，也能够得到与图1～图4所示的结构同样的效果。

如以上说明的那样，本实施方式的空气调节机具备涡轮风扇10和热交换器20，该涡轮风扇10具有叶轮11和驱动叶轮11的风扇马达12，该热交换器20配置在叶轮11的下风侧。叶轮11具有：主板13，其与风扇马达12的驱动轴12a连接；侧板14，其与主板13相向配置，在中心部形成有吸入口16；以及多个叶片15，其设置在主板13与侧板14之间。多个叶片15分别具有前缘30和后缘31，该后缘31在涡轮风扇10的径向上配置在比前缘30靠外侧的位置。在后缘31形成有切口34。多个叶片15分别具有位于切口34的主板13侧的第一边35a和位于切口34的侧板14侧的第二边35b来作为隔着切口34而彼此相向的一对边。第二边35b形成为向主板13侧凸出。

根据该结构，能够使沿着第二边35b的空气的流动方向向侧板14侧弯曲，因此能够缓和流入热交换器20的空气的风量分布的偏差。因此，能够减少从叶轮11吹出到流入热交换器20为止的空气产生的动压的损失，因此能够得到所需动力小且节能性优异的空气调节机。

在本实施方式的空气调节机中，将后缘31的两端部中的位于主板13侧的端部设为主板侧端部31a，将后缘31的两端部中的位于侧板14侧的端部设为侧板侧端部31b，将与涡轮风扇10的轴心方向垂直、且距主板侧端部31a的距离和距侧板侧端部31b的距离相等的平面设为第一平面P1，将切口34中的在涡轮风扇10的径向上位于最内侧的部分设为切口34的底部36。此时，切口34的底部36位于比第一平面P1靠主板13侧的位置。根据该结构，由于在风量相对较多的位置形成切口34，因此能够有效地缓和流入热交换器20的空气的风量分布的偏差。

在本实施方式的空气调节机中，将轴心方向上的热交换器20的一端部(例如上端部20a)设为第一端部，将轴心方向上的热交换器20的另一端部(例如下端部20b)设为第二端部，将与轴心方向垂直、且距第一端部的距离与距第二端部的距离相等的平面设为第二平面P2。此时，第二平面P2位于比第一平面P1靠侧板14侧的位置。在这样的结构中，流入热交换器20的空气的轴心方向上的风量分布的偏差比叶轮11的吹出口17处的轴心方向上的风量分布的偏差更大。因此，通过利用切口34缓和风量分布的偏差，能够大幅减少从叶轮11吹出到流入热交换器20为止的空气产生的动压的损失。

在本实施方式的空气调节机中，涡轮风扇10的径向上的切口34的深度尺寸D1比涡轮风扇10的轴心方向上的切口34的宽度尺寸W1大。根据该结构，由于能够充分确保第二边35b的径向长度，因此能够更可靠地使沿着第二边35b的空气的流动方向弯曲。

在本实施方式的空气调节机中，第一边35a形成为向主板13侧凸出。根据该结构，不仅能够使沿着第二边35b的空气的流动方向向侧板14侧弯曲，还能够使沿着第一边35a的空气的流动方向也向侧板14侧弯曲，因此能够更可靠地缓和流入热交换器20的空气的风量分布的偏差。

实施方式2

对本发明的实施方式2的空气调节机进行说明。图7是表示本实施方式的空气调节机中的叶片15的结构的图。如图7所示，在叶片15的后缘31形成有由在轴心方向上并列的多个切口39a、39b、39c、39d构成的切口组39。切口39a、39b、39c、39d分别具有与图2及图3所示的切口34同样的形状。切口39a、39b、39c、39d从主板13侧朝向侧板14侧依次排列。

将切口组39中的位于最靠主板13侧的位置的切口39a的第一边35a与后缘31连接的连接点设为切口组39的主板13侧的端部40。将切口组39中的位于最靠侧板14侧的位置的切口39d的第二边35b与后缘31连接的连接点设为切口组39的侧板14侧的端部41。另外，将在轴心方向上位于端部40与端部41的中间的假想的平面设为第三平面P3。此时，第三平面P3位于比第一平面P1靠主板13侧的位置。在此，第三平面P3是与轴心方向垂直的平面，且是距端部40的距离与距端部41的距离相等的平面。

如以上说明的那样，在本实施方式的空气调节机中，在后缘31形成有由多个切口39a、39b、39c、39d构成的切口组39。将与涡轮风扇10的轴心方向垂直、且距主板侧端部31a的距离与距侧板侧端部31b的距离相等的平面设为第一平面P1。将与轴心方向垂直、且距切口组39的主板13侧的端部40的距离与距切口组39的侧板14侧的端部41的距离相等的平面设为第三平面P3。此时，第三平面P3位于比第一平面P1靠主板13侧的位置。

根据该结构，在叶片15上，在轴心方向上靠近主板13的大范围内形成有切口组39。因此，对于在轴心方向上叶片15的大范围内通过的气流可得到利用切口39a、39b、39c、39d使空气的流动方向向侧板14侧弯曲的效果。因此，能够有效地缓和流入热交换器20的空气的风量分布的偏差。

实施方式3

对本发明的实施方式3的空气调节机进行说明。图8是表示本实施方式的空气调节机中的叶片15的结构的图。如图8所示，为了将后缘流出涡流细分化，在比切口34靠侧板14侧的后缘31形成有在轴心方向上并列的多个凹部42。由此，比切口34靠侧板14侧的后缘31具有锯齿状的形状。凹部42未形成于比切口34靠主板13侧的后缘31。即，凹部42仅形成于后缘31中的比切口34靠侧板14侧的位置。另外，凹部42形成于后缘31中的比切口34靠侧板14侧的整个区域。

径向上的凹部42的深度尺寸D2为轴心方向上的凹部42的宽度尺寸W2以下(D2≤W2)。轴心方向上的凹部42的宽度尺寸W2比切口34的宽度尺寸W1(参照图2)小(W2<W1)。另外，径向上的凹部42的深度尺寸D2比切口34的深度尺寸D1(参照图2)小(D2<D1)。

如以上说明的那样，在本实施方式的空气调节机中，在后缘31中的比切口34靠侧板14侧的位置形成有多个凹部42。涡轮风扇10的轴心方向上的多个凹部42各自的宽度尺寸W2比轴心方向上的切口34的宽度尺寸W1小。涡轮风扇10的径向上的多个凹部42各自的深度尺寸D2比径向上的切口34的深度尺寸D1小。

当空气的流动方向由于切口34而向侧板14侧弯曲时，比切口34靠侧板14侧的空气的风速变得相对较快。在本实施方式的结构中，在后缘31中的比切口34靠侧板14侧、即空气的风速变得相对较快的部分形成有多个凹部42，因此能够有效地将从后缘31流出的后缘流出涡流细分化。因此，能够降低涡轮风扇10及空气调节机的噪音。

上述的各实施方式能够相互组合地实施。

附图标记说明

10涡轮风扇；11叶轮；12风扇马达；12a驱动轴；13主板；14侧板；15叶片；16吸入口；17吹出口；18喇叭口；20热交换器；20a上端部；20b下端部；21框体；22吸入口；23吹出口；30前缘；31后缘；31a主板侧端部；31b侧板侧端部；32上端部；33下端部；34切口；35a第一边；35b第二边；35a1、35b1圆角部；36底部；37第一连接点；38第二连接点；39切口组；39a、39b、39c、39d切口；40、41端部；42凹部；O轴心；P1第一平面；P2第二平面；P3第三平面。

Claims (7)

1.一种空气调节机，其中，具备：

涡轮风扇，其具有叶轮和驱动所述叶轮的风扇马达；以及

热交换器，其配置在所述叶轮的下风侧，

所述叶轮具有：

主板，其与所述风扇马达的驱动轴连接；

侧板，其与所述主板相向配置，在中心部形成有吸入口；以及

多个叶片，其设置于所述主板与所述侧板之间，

所述多个叶片分别具有前缘和后缘，所述后缘在所述涡轮风扇的径向上配置在比所述前缘靠外侧的位置，

在所述后缘形成有切口，

所述多个叶片分别具有位于所述切口的所述主板侧的第一边和位于所述切口的所述侧板侧的第二边来作为隔着所述切口而彼此相向的一对边，

所述第二边形成为向所述主板侧凸出。

2.根据权利要求1所述的空气调节机，其中，

在将所述后缘的两端部中的位于所述主板侧的端部设为主板侧端部，

将所述两端部中的位于所述侧板侧的端部设为侧板侧端部，

将与所述涡轮风扇的轴心方向垂直、且距所述主板侧端部的距离与距所述侧板侧端部的距离相等的平面设为第一平面，

将所述切口中的在所述涡轮风扇的径向上位于最内侧的部分设为所述切口的底部时，

所述底部位于比所述第一平面靠所述主板侧的位置。

3.根据权利要求2所述的空气调节机，其中，

在将所述轴心方向上的所述热交换器的一端部设为第一端部，

将所述轴心方向上的所述热交换器的另一端部设为第二端部，

将与所述轴心方向垂直、且距所述第一端部的距离与距所述第二端部的距离相等的平面设为第二平面时，

所述第二平面位于比所述第一平面靠所述侧板侧的位置。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的空气调节机，其中，

所述涡轮风扇的径向上的所述切口的深度尺寸比所述涡轮风扇的轴心方向上的所述切口的宽度尺寸大。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的空气调节机，其中，

所述第一边形成为向所述主板侧凸出。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的空气调节机，其中，

在所述后缘形成有由多个所述切口构成的切口组，

在将与所述涡轮风扇的轴心方向垂直、且距所述主板侧端部的距离与距所述侧板侧端部的距离相等的平面设为第一平面，

将与所述轴心方向垂直、且距所述切口组的所述主板侧的端部的距离与距所述切口组的所述侧板侧的端部的距离相等的平面设为第三平面时，

所述第三平面位于比所述第一平面靠所述主板侧的位置。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的空气调节机，其中，

在所述后缘中的比所述切口靠所述侧板侧的位置形成有多个凹部，

所述涡轮风扇的轴心方向上的所述多个凹部各自的宽度尺寸比所述轴心方向上的所述切口的宽度尺寸小，

所述涡轮风扇的径向上的所述多个凹部各自的深度尺寸比所述径向上的所述切口的深度尺寸小。

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