CN113167289B - 离心风扇及空调机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于得到抑制在离心风扇的叶片的负压面的护罩侧产生的流动的剥离并使效率提高的离心风扇及空调机。本发明是离心风扇，所述离心风扇具备主板、与主板连接的叶片及环状的护罩，并通过以旋转轴为中心旋转，从而从护罩的开口部吸入流体并利用叶片沿径向排出，所述环状的护罩与叶片的护罩侧端部连接，所述护罩侧端部是与叶片的与主板连接的主板侧端部相向的另一方的端部。叶片具备前缘和后缘，所述前缘是该叶片的位于旋转方向上的前侧的边缘，所述后缘是与前缘相向的边缘，且位于比前缘远离旋转轴的位置。前缘具有凹部和凸部，所述凹部与点P4相邻地设置并相比点P4向后缘侧凹陷，所述点P4是护罩的朝向主板侧的护罩内表面和前缘连接的点，所述凸部位于比凹部靠主板侧的位置，并向旋转方向凸出。

Description

离心风扇及空调机

技术领域

本发明涉及离心风扇及具备离心风扇的空调机，特别涉及离心风扇的叶片形状。

背景技术

以往，作为所谓的离心风扇，例如有在先文献1公开的风扇，出于输送以空气为代表的气体、水或制冷剂这样的液体的目的而被使用。离心风扇具备在圆周方向上配置多个的叶片和配置于所述叶片的轴向上的一端的圆盘状或碗状的毂。也存在如下离心风扇，该离心风扇在所述叶片的与毂相反的一端具备圆环状的护罩。另外，当在空调机中搭载离心风扇作为送风机的情况下，利用马达使离心风扇旋转，从空调机的吸入口吸入流体，利用喇叭口的内周面引导到离心风扇的护罩，并利用相对于离心风扇的旋转轴在周向上配置多个的叶片沿径向排出。

从该叶片沿径向排出的流体的一部分通过护罩的外周面与框体之间，并通过喇叭口的外周面与护罩的内周面的间隙，引导到离心风扇的护罩。以下将该流动称为循环流。另一方面，从离心风扇的叶片沿径向排出且不成为循环流的空气通过空调机的热交换器，向空调机的外侧排出。上述那样的循环流的通过喇叭口外周面和护罩内周面时的流速较快。因此，当循环流在通过护罩内周面后与离心风扇的叶片的前缘发生碰撞时，从离心风扇产生的噪音变大，并且在叶片前缘的负压面上的护罩侧的区域中产生流体的流动的剥离。特别是在设置于空调机的热交换器与离心风扇的叶片的外径侧的后缘最接近的位置，由于在该前缘的负压面上的护罩侧的区域中产生的空气的流动的剥离，失速区域向后缘侧扩大。因此，在叶片的负压面的护罩侧区域中，从前缘到后缘的较广的范围成为失速区域，进而成为离心风扇的效率显著下降的原因。

以往，在这样的离心风扇中，通过使各叶片的形状变化来实现高效率化和低噪音化。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-068310号公报

发明内容

发明要解决的课题

在离心风扇中，流速较快的循环流从设置于离心风扇的护罩与喇叭口之间的间隙流入。循环流沿着护罩内表面流入叶片。在专利文献1公开的构造中，通过使叶片角度以沿着中弧线(camber line)恒定或减少的方式具有分布，从而使由循环流引起的噪音降低。但是，存在如下问题：抑制在叶片的前缘产生的剥离的效果较低。也就是说，在以往构造的离心风扇中，存在如下问题：在叶片的负压面的护罩侧的区域中容易产生流体的流动的剥离，风扇效率下降。特别是在将离心风扇搭载于空调机的情况下，存在如下课题：在离心风扇的叶片与热交换器的距离接近时，在负压面的护罩侧的区域中从前缘到后缘大规模地产生流动的剥离，对离心风扇的效率下降的影响较大。

本发明想要解决上述那样的课题，其目的在于得到抑制在离心风扇的叶片的负压面的护罩侧产生的流动的剥离并使效率提高的离心风扇及空调机。

用于解决课题的技术方案

本发明的离心风扇具备：主板；叶片，所述叶片与所述主板连接；及环状的护罩，所述环状的护罩与所述叶片的护罩侧端部连接，所述护罩侧端部是与所述叶片的与所述主板连接的主板侧端部相向的另一方的端部，通过以旋转轴为中心旋转，从而从所述护罩的开口部吸入流体，并利用所述叶片沿径向排出，其中，所述叶片具备：前缘，所述前缘是该叶片的位于旋转方向上的前侧的边缘；及后缘，所述后缘是与所述前缘相向的边缘，且位于比所述前缘远离所述旋转轴的位置，所述前缘具有：凹部，所述凹部与点P4相邻地设置并相比所述点P4向所述后缘侧凹陷，所述点P4是所述护罩的朝向所述主板侧的护罩内表面和所述前缘连接的点；及凸部，所述凸部位于比所述凹部靠所述主板侧的位置，并向所述旋转方向凸出。

本发明的空调机是具备热源机及负载侧机的空调机，所述热源机及所述负载侧机中的至少一方具备上述离心风扇。

发明的效果

根据本发明，通过减小离心风扇的叶片的前缘的切线与护罩内表面的切线形成的角，从而具有如下效果：能够抑制在叶片的前缘产生的剥离，使从离心风扇产生的噪音降低，并且流量增加，使风扇的效率提高。另外，在将离心风扇搭载于空调机的情况下，由于即使在离心风扇的叶片与热交换器的距离接近且负压面的流场成为不稳定的状况下，也能抑制叶片的前缘处的剥离，所以在叶片的负压面中在从前缘到后缘产生的大规模的失速区域不再产生，具有噪音降低并且流量大幅增加并使风扇效率提高的效果。

附图说明

图1是实施方式1的离心风扇的立体图。

图2是具备实施方式1的离心风扇的热源机的截面构造的说明图。

图3是概略地示出图2的B-B截面的一例的示意图。

图4是示出实施方式1的离心风扇的叶片的形状的图。

图5是实施方式1的离心风扇的包含旋转轴X的截面中的构造的示意图。

图6是示出叶片的凸部上的点的位置与离心风扇的输入的增减的关系的图。

图7示出图4的离心风扇的叶片的连接部周边的放大图。

图8是示出在离心风扇中使角度θb及角度θs变化时的离心风扇的输入的增减的图。

图9是从护罩侧观察图1的离心风扇而得到的俯视图。

图10是图1的离心风扇的包含旋转轴的剖视图。

图11是示出在离心风扇中使角度θq及角度θh变化时的离心风扇的输入的增减的图。

图12是应用离心风扇的空调机的室内机的截面构造的说明图。

具体实施方式

以下，说明离心风扇及具备离心风扇的空调机的实施方式。此外，附图的形态为一例，并不限定本发明。另外，在各图中，标注相同附图标记的部分是相同或与之相当的部分，这点在说明书的全文中是共通的。另外，说明书全文所表达的构成要素的形态仅为例示，本发明并不仅限定于说明书内的记载。特别是构成要素的组合并不仅限定于各实施方式中的组合，而是能够将其他实施方式所记载的构成要素应用于另外的实施方式。另外，在附图中，各构成构件的大小关系有时与实际不同。

实施方式1

图1是实施方式1的离心风扇1的立体图。离心风扇1具备主板2、从主板2竖立设置的多个叶片4以及以在与主板2之间夹入多个叶片4的方式设置的护罩5。主板2具备用于在中央部供轴通过的孔和在从主板2趋向护罩5的方向上突出并呈碗状形成在孔的周围的毂3。多个叶片4在周向上配置在毂3的周围。护罩5安装于叶片4的端部中的、与安装有主板2的一侧相反的端部，并形成为圆环状。主板2的中央部的孔安装有用于与动力装置连接的轴并位于离心风扇1的旋转中心，所述动力装置用于使离心风扇1旋转。

图2是具备实施方式1的离心风扇1的热源机40的截面构造的说明图。此外，在图2中，示意地示出热源机40的内部。离心风扇1例如搭载于空调机或热源机等，将旋转轴安装于车载用交流发电机或马达等旋转电机的转子来利用。在实施方式1中，作为一例，说明离心风扇1搭载于空调机的热源机40的情况。此外，在实施方式1中，说明离心风扇1搭载于热源机40的情况，但并不仅限定于该方式。离心风扇1也可以搭载于空调机的室内机、送风机等其他设备。

热源机40用制冷剂配管与负载侧机(未图示)连接而构成制冷循环回路。空调机通过使制冷剂在制冷循环回路的制冷剂配管中循环，从而负载侧机进行空调对象空间的加热或冷却。空调对象空间例如是住宅、大厦或公寓等的室内。热源机40作为空调机的室外单元使用，负载侧机作为空调机的室内单元使用。

热源机40在框体44的内部具备至少一个热交换器43、压缩机41、控制箱42、离心风扇1、喇叭口45、风扇马达50及排水盘47。框体44构成热源机40的轮廓，具有吸气口46及吹出口48。

吸气口46及吹出口48以将框体44的外部与内部连通的方式开设于框体44。吸气口46例如开设于框体44的后表面。吹出口48例如开设于框体44的正面。即，热源机40构成为从框体44的一侧面取入空气，并从框体44的不同的一侧面吹出空气。

框体44的侧面的各面被上下分割，且分别装拆自如地构成，在实施方式1中，拆下一个侧面的下部的面板而形成的开口构成吸气口46。另外，拆下框体44的侧面中的、侧面的上部的面板而形成的开口形成吹出口48。

热交换器43设置于离心风扇1的下游侧与吹出口48之间。排水盘47设置于热交换器43的下方，接受从热交换器43流下的结露水等。离心风扇1具有旋转轴X，通过以旋转轴X为中心旋转，从而从喇叭口45向热交换器43输送流体。离心风扇1在中心O与风扇马达50连接并被旋转驱动。

喇叭口45设置在离心风扇1的吸入侧，并将在吸气风路51中流动的流体引导到离心风扇1。喇叭口45具有口从吸气风路51侧的入口向离心风扇1逐渐变窄的部分。

图3是概略地示出图2的B-B截面的一例的示意图。在框体44的内部形成有利用风路分隔板49划分出的吸气风路51及吹出风路52。利用框体44的壁面和与吸气口46相向地设置的风路分隔板49，在框体44的下部形成吸气风路51。吸气风路51通过与吸气口46连通，从而将从吸气口46取入的空气引导到喇叭口45。吹出风路52形成于框体44的上部，与吹出口48连通，将从离心风扇1吹出的流体引导到吹出口48。

图1所示的离心风扇1的主板2并不限定于图1所示的形状。例如，主板2也可以是大致平板状、在平板设置肋等突起而成的形状。另外，主板2也可以具有在外周部设置有用于取得重心平衡的突起而成的形状、设置有轻量化或冷却用的孔而成的形状、旋转中心呈碗状鼓起那样的形状及在叶片与叶片之间设置有缺口而成的形状。或者，主板2也可以具有将上述各个形状组合而成的形状。在实施方式1中，在孔3a的周围设置有呈碗状鼓起的毂3，所述孔3a是与位于旋转轴X上的风扇马达50的连接部。在毂3的外周侧设置有平板状的主板2。

毂3并不限定于图1所示的形状，例如，也可以是旋转中心呈碗状鼓起那样的形状、设置有轻量化和冷却用的冷却孔而成的形状、设置有肋等突起而成的形状等，也可以设置用于抑制旋转时的振动的防振橡胶。

设置于主板2或毂3的孔3a也可以是圆形、椭圆形状、大致多边形形状。可以在主板2或毂3上设置多个孔3a。在设置多个孔3a的情况下，各个孔3a的形状可以是不同的形状。

叶片4从主板2竖立设置，并在以离心风扇1的旋转轴X为中心的周向上等间隔地配置。但是，多个叶片4可以不等间隔地配置。多个叶片4各自的形状可以相同，也可以不同。将叶片4的与主板2连接的一侧的端部称为主板侧端部4c。

护罩5与叶片4的与主板侧端部4c相向的端部连接。将叶片4的与护罩5连接的端部称为护罩侧端部4d。护罩5形成为在从旋转轴X方向观察离心风扇1时中央开口的圆环形状。在实施方式1中，护罩5形成为圆环形状，但也可以形成为其他椭圆形状、多边形形状等。

护罩5具有为了与叶片4连接而设置的突起部5c。突起部5c在从护罩外表面5b侧观察时向表面突出，但在从护罩内表面5a观察时形成有孔。叶片4的护罩侧端部4d例如设置有突出的插入部(未图示)。叶片4从护罩内表面5a侧将插入部插入到孔中而与护罩5连接。

在离心风扇1的包含旋转轴X的截面中，护罩5的表面形成为圆弧形状。但是，护罩5的表面在包含旋转轴X的截面中也可以用椭圆弧形状或将多条曲线组合而成的曲线形成。另外，作为位于叶片4侧的护罩5的表面的护罩内表面5a和作为位于护罩内表面5a的相反侧的表面的护罩外表面5b各自的截面形状可以不同。另外，护罩5的外周部5d可以设置有用于取得离心风扇1的平衡的槽。而且，护罩5例如可以具有为了轻量化而设置有孔而成的形状、设置有肋等突起而成的形状及在设置有叶片4的之间的部分设置有缺口而成的形状中的任一个，或者也可以具有将各个形状组合而成的形状。

图4是示出实施方式1的离心风扇1的叶片4的形状的图。图4是从负压面4a侧观察叶片4而得到的图，即，从离心风扇1的旋转轴X侧将叶片4投影而得到的图。此外，在实施方式1中，叶片4形成为三维地扭转的形状而不是平板状，但在图4中，为了方便起见，以展开为平面的状态示出。另外，在图4中，主板2及护罩5仅示意地示出与叶片4连接的表面。

位于图4的左侧的叶片4的边缘称为前缘6，是位于离心风扇1的旋转方向前侧的边缘。位于图4的右侧的叶片4的边缘称为后缘8，是位于离心风扇1的旋转方向的后侧的边缘。另外，前缘6比后缘8接近离心风扇1的旋转轴X。另外，后缘8位于离心风扇1的外周。

在图4中，护罩侧端部4d与护罩5接合，主板侧端部4c与主板2接合。在图4中，与护罩侧端部4d接触的护罩内表面5a示出沿着叶片4的护罩侧端部4d的形状，用随着从叶片4的前缘6趋向后缘8而平滑地接近主板2的曲线形成。

如图4所示，前缘6中的位于护罩内表面5a的附近的连接部6a相对于护罩内表面5a成锐角即90°以下的角度而相交。也就是说，以作为前缘6与护罩内表面5a的交点的点P4为起点时，前缘6从点P4向后缘8侧倾斜地延伸。

如图4所示，叶片4的前缘6的与护罩内表面5a的连接部6a成为锐角而连接，连接部6a构成在前缘侧凹陷的凹部6b的一部分。换句话说，凹部6b与点P4相邻地设置，在从旋转中心观察时，形成以点P3_1为底部的谷形状。前缘6从作为凹部6b的底部的点P3_1在旋转方向上延伸并到达前端6d，从前端6d向后缘8延伸，形成向旋转方向侧成为凸形形状的凸部6c。即，在从旋转中心观察时，凸部6c成为以前端6d为顶部的山形状。凸部6c的主板2侧的端部为点P1_1。前缘6从点P1_1向主板2延伸，在点P0处与主板2连接。

也就是说，叶片4将成为叶片4的前缘6的基准的曲线设为基准线L3，在前缘6具备向旋转方向侧成为凸形的形状的凸部6c。并且，叶片4的前缘6从凸部6c的两端的点中的主板2侧的点P1_1向主板2在旋转方向上延伸，前缘6的连接部6a从凸部6c的两端的点中的护罩5侧的点P3_1在旋转方向上延伸。

在实施方式1中，前缘6的基准线L3在图4中作为通过凸部6c的两端的点P1_1和点P3_1的切线示出，并作为随着从主板2趋向护罩5而向后缘8侧倾斜的直线示出。但是，基准线L3是沿着实际的叶片4的三维地扭转的形状并通过点P1_1和点P3_1的曲线。但是，基准线L3并不限定于这样的曲线。例如，也可以是相对于主板2垂直的直线或相对于主板2设置有倾斜的直线。或者，也可以设为随着远离主板2而在旋转方向上单调弯曲的曲线、随着远离主板2而在与旋转方向相反的方向上单调弯曲的曲线或者随着远离主板2而在径向上弯曲或在与径向相反的方向上弯曲的曲线。

图5是实施方式1的离心风扇1的包含旋转轴X的截面中的构造的示意图。此外，在图5中，喇叭口45及护罩5的形状用线示意地示出。在图5中，示意地示出离心风扇1与喇叭口45连接的部分的情况。如图2所示，离心风扇1利用喇叭口45与吸气风路51连接。喇叭口45具有口从吸气风路51侧向离心风扇1逐渐变窄的缩径形状。如图5所示，喇叭口45的缩径侧的端部45a进入设置在离心风扇1的护罩5的中央部的开口并与离心风扇1连接。

在实施方式1的热源机40中，在驱动离心风扇1的情况下，沿离心风扇1的径向排出的流体的一部分通过喇叭口45的外周面与护罩的内周面的间隙，并引导到离心风扇1的护罩5。将在该框体44内循环的流动称为循环流80。循环流80是从离心风扇1流出的流体从护罩5的中央的开口再次流入离心风扇1内的流动，流速较快。

当作为较快的流动的该循环流80与叶片4的前缘6发生碰撞时，在叶片4的负压面中产生流动的剥离。由于循环流80从由护罩5和喇叭口45形成的间隙流入，并在接近护罩内表面5a的区域中流动，所以在叶片4的负压面4a的护罩内表面5a侧的区域中产生失速区域。在负压面4a产生的失速区域使离心风扇1的流量下降，使离心风扇1的效率下降，并且成为噪音的原因。

如图4所示，叶片4的前缘6设置有护罩内表面5a与前缘6的连接部6a成锐角而形成的凹部6b和从前缘6的基准线L3在旋转方向上延伸的凸部6c。由此，能够使循环流80与前缘6的碰撞缓和，能够抑制在叶片4的前缘6产生的流动的剥离。因此，在从叶片4的位于旋转轴X侧的前缘6到位于外周侧的后缘8之间的负压面4a的护罩5侧的区域中产生的失速区域大幅缩小，降低从离心风扇1产生的噪音，并且离心风扇1的流量增加。

此外，离心风扇1的叶片4的后缘8也可以是与旋转轴X平行的直线形状、螺旋形状或将多个螺旋形状组合而成的形状。而且，在后缘8，也可以设置利用多个三角形形成的锯齿这样的形状或缺口。

实施方式2

实施方式1的离心风扇1能够变更叶片4的前缘6的形状，特别是可以设置多个前缘6的凸部6c。在实施方式2中，以相对于实施方式1的变更点为中心进行说明。以下，在离心风扇1中，在定义与主板2平行的假想平面时，将从假想平面与叶片4的前缘6的交点到假想平面与叶片4的后缘8的交点为止的沿着负压面的长度定义为周向长度。

将图4所示的离心风扇1的外周侧的流体吹出的开口的高度称为吹出高度。吹出高度是在离心风扇1的外周部从主板2的外周缘到护罩5的外周缘为止的距离，将其一半的距离设为h。也就是说，吹出高度用2h表示。

如图4所示，将叶片4的前缘6与主板2的连接点称为点P0。将在前缘6上从主板2起第一个凸部6c的开始点称为点P1_1。将在前缘6上从主板起第一个凸部中叶片4的周向长度成为最长的点称为点P2_1。将在前缘6上从主板2起第一个凸部6c的结束点称为点P3_1。将前缘6与护罩内表面5a的连接点称为点P4。此外，如图4所示，在前缘6的基准线L3与后缘8平行的情况下，点P2_1与凸部6c的前端6d一致。

也就是说，在前缘6具备多个突起的情况下，配置在从主板2开始数第k个的凸部6c的开始点表示为点P1_k，顶点表示为点P2_k，凸部6c的结束点表示为点P3_k。点P1_k是指多个凸部6c中的第k个凸部6c的两端中的位于主板2侧的点。点P3_k是指多个凸部中的配置在从主板2起第k个的凸部6c的两端中的位于护罩5侧的点。此外，有时点P1_k与点P3_k-1一致。

从主板2到点P1_1为止的离心风扇1的旋转轴X方向上的距离表示为距离f1_1，从主板2到点P2_1为止的离心风扇1的旋转轴X方向上的距离表示为距离f2_1，从主板2到点P3_1为止的离心风扇1的旋转轴X方向上的距离表示为距离f3_1。也就是说，在从主板2起第k个突起处，f1_k<f2_k<f3_k的关系成立。

在图4中，叶片4的点P2_1处的周向长度比叶片4的点P1_1长，并且，叶片4的点P2_1处的周向长度比叶片4的点P3_1长。通过按这种方式构成，从而能够抑制在叶片4的前缘6产生的流动的剥离，降低从离心风扇1产生的噪音，并且使离心风扇1的流量增加。

此外，如图4所示，离心风扇1的前缘6在凹部6b的主板2侧设置有单一的凸部6c，但也可以设置多个凸部6c。当在前缘6设置有多个凸部6c的情况下，从主板2起第n个凸部6c设定为点P2_n处的叶片4的周向长度比点P1_n处的周向长度长，且比点P3_n处的周向长度长。

叶片4的周向长度成为最长的点优选设置于比吹出高度的一半靠护罩5侧的位置。也就是说，如图4所示，当在前缘6设置有单一的凸部6c的情况下，以f2_1>h的方式设定点P2_1的位置。在多个突起的情况下，设定为任意的第n个凸部6c的点P2_n的位置成为f2_n>h。通过按这种方式构成，从而具有抑制在前缘6产生的流动的剥离的效果。

特别是在空调机的热源机40等中，当在叶片4的后流侧配置有热交换器43等压损体的情况下，高效地抑制在叶片4的前缘6产生的流动的剥离。并且，能够大幅缩小在从叶片4的前缘6到叶片4的后缘8为止的负压面4a的护罩侧区域中产生的失速区域，降低从离心风扇1产生的噪音，并使离心风扇1的流量增加。

图6是示出叶片4的凸部上的点P2_n的位置f2_n与离心风扇1的输入的增减的关系的图。图6是在从离心风扇1吹出的空气的流量为恒定的条件下，横轴取表示点P2_n的位置的f2_n，并用纵轴示出向离心风扇1的输入，所述点P2_n是叶片4的从主板2起第n个突起的顶点。也就是说，纵轴所示的离心风扇1的输入越减少，能够以越小的输入排出相同的风量，可以说离心风扇1的风扇效率较高。

如图6所示，通过将叶片4的周向长度成为最长的位置设为比吹出高度的一半位置长的f2_n>h，从而能够降低离心风扇的输入，并使风扇的效率提高。

通过将叶片4的周向长度成为最长的点P2_n的位置设为1.3h≤f2_n≤1.8h，从而能够使向离心风扇1的输入进一步降低。这是由于，当叶片4的周向长度长的点P2_n形成于比后缘8的高度高的位置时，叶片4的前缘6与相邻的叶片4的间隔变窄，叶片4彼此之间的压力损失变大。但是，通过如上述那样使叶片4的周向长度成为最长的点P2_n位于后缘8的高度的一半的位置与后缘8的上端之间，从而能够使离心风扇1的效率提高。另外，凸部6c的点P2_n处的叶片4的周向长度优选相对于主板2上的点P0处的叶片4的周向长度设定为1.1～2.0倍。

实施方式3

通过将实施方式1的离心风扇1中的叶片4的前缘6的凸部6c的位置设定为以下的条件，从而能够使效率进一步提高。在实施方式3中，以相对于实施方式1的变更点为中心进行说明。

在实施方式3中，在将设置于叶片4的前缘6的凸部6c设为一个时，将凸部6c的两端的点P1_1及点P3_1距主板2的距离设定在“0.05×2h≤f1_1≤0.2×2h”、“0.8×2h≤f3_1≤1.3×2h”的范围内。通过按这种方式构成，从而凹部6b位于由于图5所示的循环流80而沿着护罩内表面5a产生的流动的边界层，缓和循环流80与前缘6的碰撞。因此，即使设置于前缘6的凸部6c为一个，也能够有效地抑制在叶片4的前缘6产生的剥离，能够使离心风扇1的流量增加。此外，点P3_1是凸部6c的护罩5侧的端部的点，也是凹部6b的底部的点，是指设置有凹部6b的位置。

而且，前缘6可以在使护罩内表面5a的形状向旋转轴X方向上的主板2侧偏移0.3h而成的面与护罩内表面5a之间设置有点P3_1。由于通过按这种方式构成，从而凹部6b配置在由于循环流80而沿着护罩内表面5a产生的流动的边界层，所以能够更有效地抑制在叶片4的前缘6产生的剥离，能够使离心风扇1的效率提高。

另外，凹部6b也可以配置在后缘8的上端以上的高度。也就是说，点P3_1也可以配置成满足“2h≤f3_1”这一条件。但是，在该情况下，无法使凹部6b的底部接近后缘8侧。

实施方式4

通过将实施方式1的离心风扇1中的叶片4的前缘6的凸部6c的护罩5侧的部分的形状设为以下的条件，从而能够使效率进一步提高。在实施方式4中，以相对于实施方式1的变更点为中心进行说明。

如图4所示，在将离心风扇1的叶片4的前缘6在径向上投影时，优选前缘6的凸部6c的形状以在点P2_n至点P3_n之间形状变化变大的方式用平滑曲线构成。也就是说，前缘6在点P2_n至点P3_n之间沿着旋转轴X方向接近护罩5侧时的周向长度的变化量较大。在离心风扇1的叶片4的前缘6，在接近护罩内表面5a的位置，由于循环流80而流速变大。但是，通过设为具备上述那样的前缘6的叶片4的离心风扇1，从而即使在循环流80的影响较大的护罩5侧的区域，也能够使流动沿着叶片4。由此，能够在叶片4的负压面4a的护罩5侧的区域中抑制流动的剥离，并使离心风扇1的风量增加。

实施方式5

通过对于实施方式1的离心风扇1按以下方式设定叶片4的前缘6的凸部6c的护罩5侧的部分的形状，从而能够使效率提高。在实施方式5中，以相对于实施方式1的变更点为中心进行说明。

如图4所示，在将离心风扇1的叶片4的前缘6在径向上投影时，该前缘6的凸部6c能够构成为在P2_n至P3_n之间包含至少半周期的正弦曲线形状或与正弦曲线近似的形状。在离心风扇1中，在叶片4的前缘6的负压面4a的接近护罩内表面5a的区域中，由于循环流80而流速变大。但是，通过按上述方式构成前缘6，从而即使在循环流80的影响较大的叶片4的前缘6的护罩5侧的区域中，也能够使流动沿着负压面4a，具有抑制流动的剥离的效果。

假如设想离心风扇1的护罩5未旋转的情况，从喇叭口45与护罩5之间流入的循环流80的旋转轴方向上的流动成为泊肃叶流(Poiseuille flow)。因此，流动的流速分布在包含旋转轴X的截面内二维地变化。但是，由于实际上护罩5旋转，所以在护罩5与喇叭口45之间流动的流体的流速的周向成分变化。也就是说，沿着护罩5流动的流体的径向上的速度成分成为库艾特流(Couette flow)，越去往离心风扇1的外周侧，变得越快。将流体的周向速度成分和轴向速度成分合成而确定流动的速度。因此，对于护罩5与喇叭口45之间的流动，护罩5侧的流速较快，喇叭口45侧的流速较慢。因此，在离心风扇1中流动的流体的护罩侧(外径侧)的流速变化变得比喇叭口45侧(内径侧)的流速变化小。由于流动的紊乱度取决于流动的速度，所以优选使叶片4的形状以与流动的速度相匹配的方式变化。也就是说，当使叶片4的形状的变化量以在护罩5侧变小且在远离护罩5的位置变大的方式变化时是有效的。在实施方式5中，作为一例，将叶片4的前缘6的形状设为正弦曲线或与正弦曲线近似的形状，但并不仅限定于此。

实施方式6

也能够将实施方式1的离心风扇1中的叶片4的前缘6的凸部6c的护罩5侧的部分设定为以下的条件。在实施方式6中，以相对于实施方式1的变更点为中心进行说明。

如图4所示，在将离心风扇1的叶片4的前缘6在径向上投影时，前缘6的从主板2起第n个凸部6c在点P1_n至点P2_n之间周向长度成为最长。在前缘6具备多个凸部6c的情况下，设定为位于护罩5侧的凸部6c的周向长度比位于主板2侧的凸部6c的周向长度长。并且，通过多个凸部6c用平滑曲线连接，从而能够使离心风扇1的风量增加。

实施方式7

实施方式1的离心风扇1还能够变更叶片4的前缘6的连接部6a与护罩5形成的角度。在实施方式7中，以相对于实施方式1的变更点为中心进行说明。

图7示出图4的离心风扇1的叶片4的连接部6a周边的放大图。即，示出离心风扇1的叶片4与护罩内表面5a的凹部6b的连接部6a的详细情况。如图7所示，将离心风扇1的叶片4与护罩内表面5a的交点设为点P4。并且，在图4及图7所示的平面上，将护罩内表面5a的切线L1与通过点P4的平行于旋转轴X的直线L5形成的角度设为θs。另外，在图4及图7所示的平面上，将护罩内表面5a的切线L1与通过点P4的叶片4的前缘6的切线L2形成的角度设为θb。此时，前缘6与护罩5的连接部6a的形状优选设定为0°≤θb<θs。通过按这种方式设定，从而叶片4的前缘6能够抑制从护罩内表面5a流入的循环流80与叶片4的前缘6碰撞而产生的流动的剥离。由于离心风扇1中在叶片4的负压面4a上因流动的剥离而产生的失速区域缩小，所以流量增加，并提高风扇效率。

在图7中点P4为1个点，但通过在周向上设定多个截面，并设定为在设定的任意的截面内都使叶片4与护罩5的形状满足0°≤θb<θs，从而能够提高流动的剥离抑制的效果，并使风扇效率提高。

图8是示出在离心风扇1中使角度θb及角度θs变化时的离心风扇1的输入的增减的图。当在离心风扇1中流动的流体为同一流量时，横轴取θb-θs的变化量，纵轴示出向离心风扇1提供的输入的增减。图8示出纵轴的离心风扇1的输入越减少则能够以越低的输入排出相同的流体的流量，并示出纵轴的值越低则离心风扇1的效率越高。

在图8中，在设定为θb-θs≥0的情况下，是指前缘6在与护罩内表面5a连接的部分未设置凹部6b。在设定为θb-θs<0的情况下，是指前缘6在与护罩内表面5a连接的部分设置有凹部6b。如图8所示，通过离心风扇1设定为θb-θs<0即0°≤θb<θs，从而能够降低离心风扇1的输入，并能够使离心风扇1的效率提高。

实施方式8

实施方式1的离心风扇1能够变更叶片4的前缘6的连接部6a与护罩5形成的角度。在实施方式8中，以相对于实施方式7的变更点为中心进行说明。

在上述实施方式7中，角度θb及角度θs设定为0°≤θb<θs，但通过设定为0°≤θb<θs/2，从而流经负压面4a的流动的剥离抑制的效果进一步提高。如图8所示，当角度θb及角度θs设定为满足θb-θs<-θs/2时，纵轴的离心风扇输入变小。即，由于通过角度θb及角度θs设定为0°≤θb<θs/2，从而叶片4的前缘6处的流动的剥离进一步降低，能够使向离心风扇1的输入进一步降低，所以能够使离心风扇1的效率提高。

实施方式9

实施方式1的离心风扇1通过进一步限定叶片4的前缘6的连接部6a与护罩5形成的角度，从而效率提高。在实施方式9中，以相对于实施方式8的变更点为中心进行说明。

通过将叶片4的前缘6的角度θs设定在0°≤θs<60°的范围内，从而能够提高抑制叶片4的前缘6处的流动的剥离的效果。在离心风扇1中流动的流体在通过护罩5、叶片4的前缘6、叶片4的叶片面上、叶片4的后缘8后从离心风扇1排气。并且，在流体通过离心风扇1的过程中，由护罩内表面5a、主板2及毂3构成的风路越去往流动的下游，截面积越缩小且流速越增加。因此，随着去往下游，流经离心风扇1的流动的紊乱度降低。当在流动的紊乱较高的地方使前缘6与流体的流动碰撞时，容易产生流动的从叶片面的剥离。因此，当在流动的紊乱度较低的地方使流体与前缘6碰撞时，降低流动的从叶片面的剥离。也就是说，通过在叶片4的前缘6设置凹部6b，从而流体与前缘6在离心风扇1的外径侧发生碰撞，流动的剥离抑制的效果变得更高。因此，通过在作为护罩内表面5a的切线角度的角度θs成为0°≤θs<60°的位置处连接叶片4的前缘6，从而能够进一步提高流动的剥离抑制的效果。此外，由于在60°≤θs的范围内，叶片4的长度变短，叶片4不对流体做功，所以会抑制离心风扇1的效率提高的效果。

实施方式10

实施方式1的离心风扇1通过在离心风扇1的包含旋转轴X的截面中进一步限定叶片4的负压面4a与护罩内表面5a形成的角度，从而效率提高。

图9是从护罩5侧观察图1的离心风扇1而得到的俯视图。图10是图1的离心风扇1的包含旋转轴X的剖视图。图10示出图9的A-A部处的截面。如图10所示，在A-A截面中，示出离心风扇1的叶片4的负压面4a的线为切断线4e，将切断线4e与护罩内表面5a的交点设为点Q。另外，在A-A截面中，将护罩内表面5a的切线L6与通过点Q的平行于旋转轴X的直线L7形成的角度设为角度θq，将护罩内表面5a的切线L6与通过点Q的叶片4的切断线4e的切线L8形成的角度设为角度θh。

能够将叶片4的负压面4a及护罩内表面5a的角度θq与角度θh的关系设定为0°≤θh<θq。通过按这种方式构成，从而抑制流入护罩内表面5a的循环流80与叶片4的负压面4a碰撞而产生的流动的剥离，在叶片4的负压面4a上由于流动的剥离而产生的失速区域缩小。因此，离心风扇1的流量增加，效率提高。此外，通过以在周向上在任意位置设定A-A部且在设定的任意的截面内上述0°≤θh<θq的关系都成立的方式设定叶片4的形状和护罩5的形状，从而能够抑制通过护罩内表面5a并流入叶片4的负压面4a的部分处的流动的剥离。由此，离心风扇1的流量增加。因此，离心风扇1的效率提高，并且降低由于流动的剥离而产生的噪音。

图11是示出在离心风扇1中使角度θq及角度θh变化时的离心风扇1的输入的增减的图。当在离心风扇1中流动的流体为同一流量时，横轴取θh-θq的变化量，纵轴示出向离心风扇1提供的输入的增减。如图11所示，通过设定为θh-θq<0即0°≤θh<θq，从而离心风扇1能够降低输入，离心风扇1的效率提高。

此外，如图10所示，当在离心风扇1中取包含旋转轴X的截面时，叶片4的壁厚并不一定是恒定的。也就是说，不管叶片4的负压面4a的形状如何，叶片4的压力面4b的形状都能够适当设定形状。

实施方式11

离心风扇1并不限定于上述实施方式，通过对实施方式10进一步限定角度θh及角度θq的关系，从而能够使离心风扇1的效率进一步提高。在上述实施方式10中设为0°≤θh<θq，通过进一步设定为θq/2≤θh<θq，从而进一步降低离心风扇1的输入，离心风扇1的效率提高。

如图11所示，在取-θq/2≤θh-θq<0的范围的情况下，即，通过将角度θh的值设定为θq/2≤θh<θq，从而能够使离心风扇1的输入进一步降低，离心风扇1的效率提高。假如在将叶片4的负压面4a的形状设定为0≤θh-θq<θq/2的情况下，即，当将角度θh设定为0≤θh<3θq/2时，虽然在叶片4的负压面4a抑制了流动的剥离的产生，但由于从叶片4相对于流体进行作用的力变小，所以流量降低。这是由于，当在同一条件下对离心风扇1的流量进行比较的情况下，离心风扇1的风量下降效果的影响大于流动的剥离抑制的效果。因此，通过设定为θq/2≤θh<θq，从而抑制流动的剥离的效果的影响变得大于流量下降的效果，能够降低离心风扇1的输入，能够使离心风扇1的效率提高。

实施方式12

离心风扇1并不限定于应用于在实施方式1说明的空调机的热源机40的离心风扇，能够应用于其他设备。在实施方式12中，作为一例，说明应用离心风扇1的空调机的室内机53。

图12是应用离心风扇1的空调机的室内机53的截面构造的说明图。如图12所示，室内机53包括至少一个热交换器43、压缩机41、控制箱42、离心风扇1、喇叭口45、风扇马达50、排水盘47而构成。热交换器43、压缩机41、控制箱42、离心风扇1、喇叭口45、风扇马达50及排水盘47设置在构成室内机53的轮廓的框体44的内部。

框体44具有吸气口46及吹出口48。吸气口46及吹出口48以将框体44的外部与内部连通的方式形成开口。吹出口48例如在框体44的与吸气口46相同的面形成开口。也就是说，室内机53从框体44的下表面或上表面取入空气或吹出空气，从框体44的同一面吸入或吹出空气。如图12所示，在实施方式12中，在框体44的下表面的中央部开设有吸气口46，在其周围开设有吹出口48。

热交换器43设置于离心风扇1的下游侧与吹出口48之间。离心风扇1具有旋转轴X，通过以旋转轴X为中心旋转，从而输送流体。离心风扇1由风扇马达50旋转驱动。喇叭口45设置在离心风扇1的吸入侧，并将在吸气风路51中流动的流体引导到离心风扇1。喇叭口45具有口从吸气风路51侧的入口向离心风扇1逐渐变窄的部分。排水盘47设置于热交换器43的下方。

另外，在框体44的内部形成有利用分隔板划分出的吸气风路51及吹出风路52。吸气风路51形成于框体44的下部，通过与吸气口46连通，从而将从吸气口46取入的空气引导到喇叭口45。吹出风路52形成于框体44的上部，通过与吹出口48连通，从而将从离心风扇1吹出的流体引导到吹出口48。

如以上那样，通过将离心风扇1应用于空调机的室内机53，从而空调机的室内机53的风扇的效率提高，运转的效率提高。

附图标记的说明

1离心风扇，2主板，3毂，3a孔，4叶片，4a负压面，4b压力面，4c主板侧端部，4d护罩侧端部，4e切断线，5护罩，5a护罩内表面，5b护罩外表面，5c突起部，5d外周部，6前缘，6a连接部，6b凹部，6c凸部，6d前端，8后缘，40热源机，41压缩机，42控制箱，43热交换器，44框体，45喇叭口，45a端部，46吸气口，47排水盘，48吹出口，49风路分隔板，50风扇马达，51吸气风路，52吹出风路，53室内机，80循环流，L1切线，L2切线，L3基准线，L6切线，L7直线，L8切线，O中心，X旋转轴，θb角度，θh角度，θq角度，θs角度。

Claims (14)

1.一种离心风扇，具备：

主板；

叶片，所述叶片与所述主板连接；及

环状的护罩，所述环状的护罩与所述叶片的护罩侧端部连接，所述护罩侧端部是与所述叶片的与所述主板连接的主板侧端部相向的另一方的端部，

通过以旋转轴为中心旋转，从而从所述护罩的开口部吸入流体，并利用所述叶片沿径向排出，其中，

所述叶片具备：

前缘，所述前缘是该叶片的位于旋转方向上的前侧的边缘；及

后缘，所述后缘是与所述前缘相向的边缘，且位于比所述前缘远离所述旋转轴的位置，

当在与所述主板平行的截面中将从所述前缘到所述后缘为止的所述叶片的长度设为周向长度，并将所述主板的外周缘与所述护罩的外周缘的距离设为吹出高度时，

所述叶片的所述周向长度成为最长的部分位于比所述吹出高度的中央靠所述护罩侧的位置，

所述前缘具有：

凹部，所述凹部与点P4相邻地设置并包括从所述点P4向所述后缘侧延伸的连接部作为一部分，并且形成为在从所述旋转轴观察时具有底部的谷形状，所述点P4是所述护罩的朝向所述主板侧的护罩内表面和所述前缘连接的点；及

一个凸部，所述一个凸部位于比所述凹部靠所述主板侧的位置，并向所述旋转方向凸出，并且形成为在从所述旋转轴观察时具有顶部的山形状，

在将所述吹出高度设为2h，将位于所述凸部的两端的点中的位于所述主板侧的点设为点P1_1，并将位于所述护罩侧的点设为点P3_1时，

所述点P1_1与所述主板的距离f1_1设定在0.05×2h≤f1_1≤0.2×2h的范围，

所述点P3_1与所述主板的距离f3_1设定在0.8×2h≤f3_1≤1.3×2h的范围。

2.根据权利要求1所述的离心风扇，其中，

所述点P4处的所述护罩内表面的切线L1与所述点P4处的所述前缘的切线L2形成的角度为90°以下。

3.根据权利要求2所述的离心风扇，其中，

作为所述切线L1与平行于所述旋转轴的直线L5形成的角度的角度θs和作为所述切线L1与所述点P4处的所述前缘的切线L2形成的角度的角度θb设定在0°≤θb<θs的范围。

4.根据权利要求3所述的离心风扇，其中，

所述角度θs和所述角度θb设定在0°≤θb<θs/2的范围。

5.根据权利要求3或4所述的离心风扇，其中，

所述角度θs设定在0°≤θs<60°的范围。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的离心风扇，其中，

在将位于所述周向长度成为最长的部分的所述前缘上的点设为点P2_1时，

从所述点P2_1到所述点P3_1为止的区间中的、相对于沿着所述旋转轴的方向的距离的变化的周向长度的变化大于从所述点P1_1到所述点P2_1为止的区间中的、相对于沿着所述旋转轴的方向的距离的变化的周向长度的变化。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的离心风扇，其中，

所述凸部与所述凹部平滑地连接。

8.根据权利要求7所述的离心风扇，其中，

在将所述前缘在径向上投影时，所述前缘的形状包含至少半周期的正弦曲线形状。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的离心风扇，其中，

当在包含所述旋转轴的截面中将连接所述叶片的朝向所述旋转轴侧的负压面和所述护罩内表面的点设为点Q，并将所述点Q处的所述护罩内表面的切线L6与平行于所述旋转轴的线形成的角度设为角度θq时，

作为所述切线L6与所述点Q处的所述负压面的切线L8形成的角度的角度θh设定在0°≤θh<θq的范围。

10.一种空调机，所述空调机具备热源机及负载侧机，其中，

所述热源机及所述负载侧机中的至少一方具备权利要求1～9中任一项所述的离心风扇。

11.根据权利要求10所述的空调机，其中，

所述热源机在框体的内部具备热交换器和所述离心风扇，

所述框体在侧面具备装拆自如地构成的面板，

拆除所述面板后的所述侧面成为所述热源机的吸气口或吹出口。

12.一种离心风扇，具备：

主板；

叶片，所述叶片与所述主板连接；及

环状的护罩，所述环状的护罩与所述叶片的护罩侧端部连接，所述护罩侧端部是与所述叶片的与所述主板连接的主板侧端部相向的另一方的端部，

通过以旋转轴为中心旋转，从而从所述护罩的开口部吸入流体，并利用所述叶片沿径向排出，其中，

所述叶片具备：

前缘，所述前缘是该叶片的位于旋转方向上的前侧的边缘；及

后缘，所述后缘是与所述前缘相向的边缘，且位于比所述前缘远离所述旋转轴的位置，

所述前缘具有：

凹部，所述凹部与点P4相邻地设置并包括从所述点P4向所述后缘侧延伸的连接部作为一部分，并且形成为在从所述旋转轴观察时具有底部的谷形状，所述点P4是所述护罩的朝向所述主板侧的护罩内表面和所述前缘连接的点；及

凸部，所述凸部位于比所述凹部靠所述主板侧的位置，并向所述旋转方向凸出，并且形成为在从所述旋转轴观察时具有顶部的山形状，

当在包含所述旋转轴的截面中将连接所述叶片的朝向所述旋转轴侧的负压面和所述护罩内表面的点设为点Q，并将所述点Q处的所述护罩内表面的切线L6与平行于所述旋转轴的线形成的角度设为角度θq时，

作为所述切线L6与所述点Q处的所述负压面的切线L8形成的角度的角度θh设定在0°≤θh<θq的范围。

13.一种空调机，所述空调机具备热源机及负载侧机，其中，

所述热源机及所述负载侧机中的至少一方具备权利要求12所述的离心风扇。

14.根据权利要求13所述的空调机，其中，

所述热源机在框体的内部具备热交换器和所述离心风扇，

所述框体在侧面具备装拆自如地构成的面板，

拆除所述面板后的所述侧面成为所述热源机的吸气口或吹出口。

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