CN1215289C - 横流风扇及使用这种风扇的空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种横流风扇和装有该风扇的空调器。横流风扇包括多个沿水平方向规则布置的环形轮缘和在轮缘侧面上垂直于轮缘侧面并沿轮缘的圆周方向的多个叶片，其中，相邻叶片之间的节面角是不规则的，节面角以轮缘中心为顶点，叶片数量是32或35。将叶片的数量等作为参数，通过计算机模拟利用优化方法设计叶片的节面角。

Description

横流风扇及使用这种风扇的空调器
技术领域
本发明涉及一种横流风扇(cross flow fan)，尤其是具有不同节距的横流风扇，同时涉及装有该风扇的空调器。
背景技术
通常，空调器设置有室内单元和室外单元，室内单元在其中设置有蒸发器和风扇。风扇用于从房间吸入空气，使空气在蒸发器进行热交换，再将空气吹进房间。
在空调器内采用的风扇中，有鼠笼式风扇、轴流通风扇、涡轮风扇和横流风扇，其中室内单元大多采用横流风扇。
下面结合附图来描述空调器中的现有技术横流风扇。
参照图1，空调器设置了带有进口4和出口5的壳体、蒸发器1、后部导向器2、横流风扇10和稳定器3。
横流风扇10配装在蒸发器1、后部导向器2和稳定器3之间。横流风扇经入口4吸入空气并从出口5排出空气，并随着横流风扇由马达(未示出)驱动而产生涡流。
位于入口4和横流风扇10之间的蒸发器1与通过入口4吸入的空气进行热交换。在横流风扇10后部的后部导向器2稳定横流风扇产生的涡流，并导引气流。在横流风扇10下方的稳定器3将入口4区域和出口5区域分隔开，并且使朝向出口5的气流稳定。
下面详细介绍横流风扇10。
参见图2，横流风扇10设置有多个沿旋转轴B-B’方向连接的块单元11。每个块单元11具有多个在水平方向等间距设置的环形轮缘13，以及垂直于轮缘13的侧面且沿轮缘13的圆周方向布置于轮缘侧面上的多个叶片12。
参见图3，每个叶片12与相邻的叶片13相对于轮缘13的中心形成节面角(pitch angle)Pn，节面角Pn是两个相邻叶片12之间的角，且轮缘13的中心取作角的顶点。
具有等节面角的横流风扇10称为等节面角横流风扇10。等节距横流风扇10具有良好的风扇平衡和低振动性能，有利于大规模生产，并广泛应用。
然而，规则间隔的压力变化导致在特定频率处产生噪声。由于叶片12规则的间距，即，规则的节面角Pn，当等节距横流风扇10以恒定的速率转动时，等节距横流风扇10具有规则的压力变化。于是，声压在特定频率处变得较高从而造成令人不悦的噪声。
众所周知，噪声在叶片经过频率(BPF)处产生，其由下面公式定义：
f BPF = NZ 60
其中，N代表每分钟转数，Z代表叶片数量。
例如，对转动的具有32个叶片的等节距横流风扇10的声压水平测量结果如图4所示。
参见图4，可以看出声压在间隔大约800Hz处具有峰值，这意味着在规则的频率间隔处产生令人不悦的噪声。
因此，现有技术的等节距横流风扇10由于叶片12的响亮的转动频率噪声而具有不良的噪声特性。
发明内容
于是，本发明涉及这样的横流风扇以及配装有该横流风扇的空调器，该风扇基本上解决了由于现有技术局限和不足导致的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种降低噪音和振动的横流风扇和使用该风扇的空调器。
本发明另外的特征和作用将在下面的描述中给出，并且一部分从描述中明显看出，或者通过发明的实践来理解。本发明目的和其他优点将通过说明书和权利要求书及附图所描述的结构中实现和得到。
为了实现这些优点，根据本发明目的，正如隐含的和充分表述的那样，横流风扇包括多个沿水平方向以规则地间隔布置的环形轮缘，以及在轮缘侧面上垂直于它并沿圆周方向设置的多个叶片，其中两个叶片之间的节面角不是规则的，节面角以轮缘中心为顶点。
当叶片数量为32时，则以叶片中的一个为基准，以顺时针或逆时针方向相继设置的叶片之间的节面角依次为：12.50°，9.22°，10.00°，12.43°，11.14°，14.08°，8.85°，12.19°，12.39°，9.84°，11.21°，9.41 °，14.93°，10.96°，8.18°，11.62°，12.91°，12.00°，11.93°，10.18°，8.33°，12.34°，10.00°，13.90°，9.66°，12.18°，11.87°，12.80°，11.11°，12.23°，8.44°和12.16°。
从一侧观看时如果32个叶片以顺时针或逆时针倾斜，则以叶片中的一个为基准，沿顺时针或逆时针方向相继设置的叶片之间的节面角依次为：12.50°，9.22°，10.00°，12.43°，11.14°，14.08°，8.85°，12.19°，12.39°，9.84°，11.21°，9.41°，14.93°，10.96°，8.18°，11.62°，12.91°，12.00°，11.93°，10.18°，8.33°，12.34°，10.00°，13.90°，9.66°，12.18°，11.87°，12.80°，11.11°，12.23°，8.44°和12.16°。
当叶片数量为35时，则以叶片中的一个为基准，以顺时针或逆时针方向相继设置的叶片之间的节面角依次为：10.00°，10.31 °，9.20°，11.64°，10.37°，10.67°，9.41°，12.26°，8.36°，10.25°，11.47°，8.27°，11.33°，11.08°，9.36°，11.29°，7.67°，13.44°，10.10°，9.97°，8.08°，10.26°，13.34°，8.33°，9.89°，10.71 °，9.54°，12.51°，7.95°，11.76°，7.92°，13.47°，10.81°，7.80°和10.87°。
在本发明的另一方面，提供一种空调器，它包括具有入口和出口的壳体；用于通过入口吸入空气并通过出口排出空气的横流风扇，横流风扇包括多个沿水平方向以规则间隔布置的环形轮缘，以及在轮缘侧面上垂直于轮缘侧面并沿轮缘圆周方向设置的多个叶片，其中两个相邻叶片之间的节面角是不规则的，节面角以轮缘中心为顶点；以及位于入口和横流风扇之间的蒸发器，用于使通过入口吸入的空气进行热量交换。
空调器还包括在横流风扇后面的后部导向器，用于稳定横流风扇产生的涡流并引导空气流；和/或在横流风扇之下的稳定器，用于将入口区域和出口区域分隔开，使朝向出口的空气流稳定。
当叶片数量为32时，则以叶片中某一个为基准，沿顺时针或逆时针方向相继设置的叶片之间的节面角依次为：12.50°，9.22°，10.00°，12.43°，11.14°，14.08°，8.85°，12.19°，12.39°，9.84°，11.21 °，9.41°，14.93°，10.96°，8.18°，11.62°，12.91°，12.00°，11.93°，10.18°，8.33°，12.34°，10.00°，13.90°，9.66°，12.18°，11.87°，12.80°，11.11 °，12.23°，8.44°和12.16°。
从一侧观看时如果32个叶片沿顺时针或逆时针方向倾斜，则以叶片中的一个为基准，沿顺时针或逆时针方向相继设置的叶片之间的节面角依次为：12.50°，9.22°，10.00°，12.43°，11.14°，14.08°，8.85°，12.19°，12.39°，9.84°，11.21°，9.41°，14.93°，10.96°，8.18°，11.62°，12.91 °，12.00°，11.93°，10.18°，8.33°，12.34°，10.00°，13.90°，9.66°，12.18°，11.87°，12.80°，11.11°，12.23°，8.44°和12.16°。
当叶片数量为35时，以叶片中的一个为基准，沿顺时针或逆时针方向相继设置的叶片之间的节面角依次为：10.00°，10.31°，9.20°，11.64°，10.37°，10.67°，9.41°，12.26°，8.36°，10.25°，11.47°，8.27°，11.33°，11.08°，9.36°，11.29°，7.67°，13.44°，10.10°，9.97°，8.08°，10.26°，13.34°，8.33°，9.89°，10.71°，9.54°，12.51 °，7.95°，11.76°，7.92°，13.47°，10.81°，7.80°和10.87°。
从一侧观看时如果35个叶片沿顺时针或逆时针倾斜，则以叶片中一个为基准，沿顺时针或逆时针方向相继设置的叶片之间的节面角依次为：10.00°，10.31°，9.20°，11.64°，10.37°，10.67°，9.41°，12.26°，8.36°，10.25°，11.47°，8.27°，11.33°，11.08°，9.36°，11.29°，7.67°，13.44°，10.10°，9.97°，8.08°，10.26°，13.34°，8.33°，9.89°，10.71°，9.54°，12.51°，7.95°，11.76°，7.92°，13.47°，10.81°，7.80°和10.87°。
应理解的是，前面的概述和下面的详细描述是示范性和解释性，并意在提供对所要求包含的本发明的进一步解释。
附图说明
包括在内以用于提供本发明的进一步理解并作为说明书的组成部分的附图与解释本发明原理的说明书一同描述本发明的实施例。
在图中：
图1示出分体式空调器的内部结构的示意图；
图2示出等节距横流风扇的透视图；
图3示出等节距横流风扇的叶片布置的剖面图；
图4是示出等节距横流风扇转动时产生的声压水平曲线；
图5是示出本发明优选实施例的不等节距横流风扇的剖面图；
图6是示出本发明中具有32个叶片的不等节距横流风扇的叶片节面角及累积节面角的表格；
图7是示出随着图6表格所示的不等节距横流风扇转动而产生的声压水平的曲线；
图8是本发明中具有35个叶片的不等节距横流风扇的叶片节面角及累积节面角的表格；
图9示出对现有技术和本发明的横流风扇进行比较的在BPF处的声压差测试结果；
具体实施方式
下面参照本发明优选实施例，其实例在相应的附图中给出。在对本发明实施例的描述中，相同的部件使用相同的名称和符号标记，并且将省略重复描述。
参见图5，本发明的横流风扇20包括多个沿水平方向等距布置的轮缘23、以及在轮缘23的侧面上垂直于轮缘侧面并沿轮缘23的圆周方向的多个叶片22。
叶片22设置成使得在以轮缘23的中心为顶点时相邻两个叶片之间的节面角Pn是不规则的。
当从一侧观看时，叶片22沿顺时针或逆时针方向倾斜。
本发明的前述横流风扇是设计成具有不规则节面角Pn的不等节距横流风扇20。这意味着相邻两个叶片的距离是不同的。
然而，在前述横流风扇20应用于空调器时，由于重心偏移，叶片22的不规则布置在旋转过程中容易造成振动。
因此，为了解决转动中的振动问题，本发明的横流风扇20设计成节面角Pn的标准偏移在一定范围内，而不至于因为叶片22的不规则布置造成偏心。
将参照附图详细描述本发明的横流风扇的实施例。
本发明的实施例在图6和图8中示出，这是根据优化方法、以叶片数量为22和块单元数量为11作为参数、通过计算机模拟获得的。
图6示出对于空调器中带有32个叶片的横流风扇20的叶片22的节面角Pn以及累积节面角An的表格，其中，横流风扇20是根据本发明第一优选实施例的横流风扇。累积节面角An表示叶片22的节面角沿顺时针或逆时针方向相继累加结果。
横流风扇20，即具有不规则节距的不等节距横流风扇20，包括32个叶片22，并且节面角Pn和累积节面角An具有如下关系：
A n = Σ n = 0 32 P n
当从一侧观看时，叶片22沿顺时针或逆时针倾斜。
图7示出通过计算机模拟得到的前述不等节距横流风扇的运行效果。
参见图7，不同于图4所示的现有技术中的横流风扇10。本发明的不等节距横流风扇20呈现出没有BPF噪声。即，可以知道由于声压不随着频率明显变化，声压没有较大的振幅变化，因此这意味着在特定频率处没有类似于现有技术中由高声压所造成的烦人噪声。
而且，由于声音范围经常低于20Hz，由此可知噪声得到明显降低。
将参照图8来说明本发明的第二实施例。图8示出本发明的具有35个叶片的不等节距横流风扇20的叶片22的节面角Pn以及累积节面角An的表格。累积节面角An表示以一个叶片为基准沿顺时针或逆时针方向相继布置的叶片22之间的节面角Pn的总和。
横流风扇20也是具有不规则节面角的不等节距横流风扇20，带有35个叶片22，并且节面角Pn和累积节面角An具有如下关系：
A n = Σ n = 0 35 P n
当从一侧观看时，叶片22沿顺时针或逆时针倾斜。
图9示出由计算机模拟得到的前述不等节距横流风扇的运行效果。
参见图9，可以看出本发明的横流风扇20在箭头所示的PBF处的声压低于20dB，明显低于现有技术的声压30dB。
从而，本发明借助于计算机模拟利用优化方法提供了一种降低噪声和振动的横流风扇20，同时也提供了配装有这种横流风扇的空调器。
到现在为止所描述的横流风扇具有32或35个叶片22，然而，本发明不局限于此，通过计算机模拟可以提供满足所需叶片的最佳的横流风扇20。
显而易见，在不背离本发明的精神和范围前提下本领域技术人员可对本发明进行修改和变化。从而，意在本发明涵盖这些修改和变化，只要它们落入权利要求书所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种横流风扇，包括：
多个沿水平方向以规则间隔安装的环形轮缘；以及
在轮缘侧面上垂直于轮缘侧面且沿轮缘的圆周方向的多个叶片，
其中，两个相邻叶片之间的节面角是不规则的，节面角以轮缘中心作为顶点；
叶片的数量是32；并且
以叶片中的一个为基准，沿顺时针或逆时针方向相继设置的叶片的节面角为：12.50°，9.22°，10.00°，12.43°，11.14°，14.08°，8.85°，12.19°，12.39°，9.84°，11.21°，9.41°，14.93°，10.96°，8.18°，11.62°，12.91°，12.00°，11.93°，10.18°，8.33°，12.34°，10.00°，13.90°，9.66°，12.18°，11.87°，12.80°，11.11°，12.23°，8.44°和12.16°。
2.如权利要求1所述的横流风扇，其中，从一侧观看时，32个叶片沿顺时针或逆时针方向倾斜。
3.如权利要求1所述的横流风扇，满足关系式：
A n = Σ n = 0 32 P n
其中，Pn表示自横流风扇旋转中心相邻叶片之间沿径向的节面角，An表示累积节面角，为沿顺时针或逆时针方向节面角的累加角度。
4.一种横流风扇，包括：
多个沿水平方向以规则间隔安装的环形轮缘；以及
在轮缘侧面上垂直于轮缘侧面且沿轮缘的圆周方向的多个叶片，
其中，两个相邻叶片之间的节面角是不规则的，节面角以轮缘中心作为顶点；
叶片的数量是35；并且
以叶片中的一个为基准，沿顺时针或逆时针方向相继设置的叶片的节面角为：10.00°，10.31°，9.20°，11.64°，10.37°，10.67°，9.41°，12.26°，8.36°，10.25°，11.47°，8.27°，11.33°，11.08°，9.36°，11.29°，7.67°，13.44°，10.10°，9.97°，8.08°，10.26°，13.34°，8.33°，9.89°，10.71°，9.54°，12.51°，7.95°，11.76°，7.92°，13.47°，10.81°，7.80°和10.87°。
5.如权利要求4所述的横流风扇，其中，从一侧观看时，叶片沿顺时针或逆时针方向倾斜。
6.如权利要求3所述的横流风扇，满足关系式：
A n = Σ n = 0 32 P n
其中，Pn表示自横流风扇旋转中心相邻叶片之间沿径向的节面角，An表示累积节面角，为沿顺时针或逆时针方向节面角的累加角度。
7.一种空调器，包括：
具有入口和出口的壳体；
如权利要求1或4所述的横流风扇；以及
位于入口和横流风扇之间的蒸发器，用于进行通过入口吸入的空气的热交换。
8.如权利要求7所述的空调器，还包括位于横流风扇之后的后部导向器，用于稳定横流风扇产生的涡流并引导空气流。
9.如权利要求8所述的空调器，还包括位于横流风扇之下的稳定器，用于将入口区域和出口区域分隔开，使朝向出口的气流稳定。
10.如权利要求7所述的空调器，其中，从一侧观看时，叶片沿顺时针或逆时针方向倾斜。
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