CN1389651A - 叶轮、鼓风机和冷冻冷藏库 - Google Patents

叶轮、鼓风机和冷冻冷藏库 Download PDF

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Abstract

一种叶轮,在叶片8的压力面5侧设置凹部(气流方向变换装置)8b,在叶片8的后缘部设置凸部8a(气流附着装置)。流过叶轮9的气流借助于凹部8b变换成轴向的气流,在凸部8a附近流动。该轴向的气流有抑制负压面侧气流的剥离的作用,从而抑制负压面侧气流和压力面侧的气流合流时发生的紊流。由此,可以抑制叶轮的送风性能恶化和送风噪音的增加。

Description

叶轮、鼓风机和冷冻冷藏库
                            技术领域
本发明涉及在冷冻冷藏库、空调机和办公室自动化设备等上使用的鼓风机。
                            背景技术
近年，轴流式鼓风机搭载在冷藏库、空调机和办公室自动化设备等上，正在广泛地使用。作为现有的轴流式鼓风机，公知的有在特开平11-44432号公报中表示的鼓风机。下面参考图面对现有的轴流式鼓风机进行说明。
图22～图25是现有的轴流式叶轮，图22是叶轮的正面图，图23是图22中x-x线的剖面图，图24是表示叶轮作用的局部放大图，图25是图24中y-y线的剖面图。
如图22所示，叶轮1有可安装在电机2上的轮毂3和在轮毂3周围设置的多个叶片4。叶片4在外周缘有弯向压力面5一侧的突出部6。叶片4按前缘4a比后缘4b位于图面的前方一侧的方式进行倾斜，若叶轮1按箭头40所示向左转动，则空气向如图23中的箭头41所示的轴向流出。
以下对上述这样的结构的叶轮的动作进行说明。首先，由电机2使叶轮1在规定的转速下转动，则空气就流入叶轮1内，在叶片4的作用下施加了静压和动压向叶轮1外流出从而完成送风作用。通过在叶片4的压力面5侧设置突出部6，把从压力面5到负压面7的漏泄流首先在突出的开始部增速，借助于减少包含于主流的变动流分量，减少噪声发生的原因，该主流从轴心侧向叶片外周沿着叶片的压力面流动。即是，通过从压力面往负压面制造漏泄流，降低外周端的压力变动(压力面和负压面的压力差)，抑制噪声的增加。
但是，把叶轮1在冷藏库内等风道阻力大的条件下使用时，通过叶片4的压力面5侧的气流形成如图24所示半径方向分量强的气流A。该半径方向分量强的气流由设置在叶片4的压力面5侧的突出部6阻挡向轴向变化，由叶片4的后缘流出，为此，从压力面5侧的后缘向轴向流出的气流速度增加。
另外，在风道阻力大的条件下，由于在叶片4的吸气侧的前端部发生大的循环涡流(图中没表示)，使吸入到叶轮1的气流紊乱，同时沿着负压面7的气流发生剥离。即是，在叶片4的后缘压力面5侧和负压面7侧的气流合流时速度差大使气流的紊流大。从而，叶轮1的送风性能恶化，发出的紊流声音增加。本发明提供解决上述问题的叶轮。
                            发明内容
本发明的叶轮具有可安装在电机上的轮毂和在轮毂周围设置的多个叶片。叶片具有气流方向变换装置，该装置设置在叶片的压力面侧，把叶片吸入的气流变换成轴向；气流附着装置，该装置设在叶片的后缘部，使剥离流附着，由气流方向变换装置变换成轴向的气流在气流附着装置的附近流动。
在风道阻力大的情况下，半径方向速度分量大的气流通过叶轮。该半径方向速度分量大的气流通过气流方向变换装置变换成轴向气流，使从压力面侧流出的轴向的气流速度增加。所述轴向气流在气流附着装置的附近流动，有抑制负压面侧气流的剥离和抑制负压面侧气流与压力面侧的气流合流时发生的紊流的作用。这样，本发明的叶轮抑制送风性能恶化和送风噪音的增加。
                        附图说明
图1是本发明第一实施例的叶轮的正面图；
图2是图1中a-a线的剖面图；
图3表示本发明的第一实施例的叶轮的作用的主要部分剖面图；
图4表示本发明的第一实施例的叶轮的作用，是图3的b-b线的剖面图；
图5表示本发明的第一实施例的叶轮的另外的作用，是图3的b-b线的剖面图；
图6表示现有叶轮的作用，是图3的c-c线的剖面图；
图7表示本发明第一实施例中的叶轮的作用，是图3的d-d线的剖面图；
图8表示比较本发明的第一实施例的鼓风机和现有的叶轮的空气动力(P-Q)特性的特性图；
图9是本发明的第一实施例的另外的叶轮的主要部分正面图；
图10是本发明的第一实施例的另外的叶轮的主要部分正面图；
图11是本发明的第一实施例的另外的叶轮的主要部分正面图；
图12是本发明的第一实施例的叶轮的尺寸图；
图13是表示本发明的第一实施例的叶轮的凸部8a的中心位置DM和运行动作点的静压P的关系的特性图；
图14是表示本发明的第一实施例的叶轮的凸部8a的底边长度DT和运行动作点的静压P的关系的特性图；
图15是表示本发明的第一实施例的叶轮的凸部8a的高度H和运行动作点的静压P的关系的特性图；
图16是表示本发明的第二实施例的叶轮的作用的主要部分正面图；
图17是本发明的第三实施例的鼓风机的正面图；
图18是图17的e-e线的剖面图；
图19表示本发明的第三实施例的鼓风机的作用，是图18的f-f线的剖面图；
图20是图19的叶片在转动方向移动后的剖面图；
图21是本发明的第四实施例的冷冻冷藏库的侧面纵剖面图；
图22是现有的叶轮的正面图；
图23是图22中x-x线的剖面图；
图24是表示现有的叶轮的作用的主要部分正面图；
图25是图24中y-y线的剖面图。
                        具体实施方式
下面参照图1～图21说明本发明的实施例。与现有的结构相同的部分用同一符号并省略说明。
(第一实施例)
图1～图15表示本发明的第一实施例的叶轮。在图1，图2中，多个叶片8设置在轮毂3的周围。凸部(气流附着装置)8a设置在叶片8的后缘部，凹部(气流方向变换装置)8b设置在叶片8的压力面5侧，凹部8b的一端延伸到叶片8的后缘部的附近。通过叶轮的图1中箭头30所示的左转，空气向如图2的箭头31所示的轴向流出。叶轮9在冷藏库内那样风道阻力大的条件下设置时，如图3所示，通过叶片8的半径方向速度分量大的气流B由凹部8b挡住，如图4和图5所示变换成轴向。因此，从压力面5侧流出的轴向的气流速度增加。
图6表示在负压面7侧剥离的气流C。图7表示在负压面7侧附着的气流D。如图7所示，借助于在叶片8的后缘部设置凸部8a局部延长叶片弦长，气流D在叶片8的后缘部附着，气流的剥离得到抑制。由此，可以抑制从负压面7侧流出的气流D和从压力面5侧流出的气流E合流时发生的紊流，可以抑制叶轮9的送风性能恶化和送风噪音的增加。
图8表示本实施例的叶轮和现有的叶轮的空气动力(P-Q)特性的比较。
本实施例叶轮和现有的叶轮相比，可以防止在高静压条件下的风量下降。为抑制气流的剥离，也可以考虑延伸整个叶片8的后缘部，但在那种情况下，整个叶轮的重量增加，给电机的负荷也增加，会出现要求输入功率增加的问题。如果象本发明在叶片的后缘部的一部分设置凸部8a，在不增加叶轮的重量和电机的负荷的情况下就可以抑制气流的剥离。
另外，在图4中，负压面7侧是平坦的，如图5所示，为使叶片8的厚度作成均匀的，与在压力面5侧设置的凹部8b一致，在负压面7侧设置凸部8a也可得到同样的效果。
另外，在图1～图3中，在叶片8的后缘部设置的凸部8a的形状是大致圆弧形，但图9～图11所示的三角形状、顶点是圆弧形的三角形状、由两个圆弧形成的尖端形状也可得到同样的效果。
图12表示凸部8a的尺寸，图13表示凸部8a的中心位置DM和静压P的关系。DM从0.5DZ附近到0.9DZ之间，借助于凹部8b变换的轴向的气流速度增加，另外，在凸部8a附近附着的气流D的速度也增大，故可以得到大的效果。这里，DZ是轮毂3的外周端和叶片8外周端之间的距离。图14表示凸部8a底边的长度DT和静压P的关系。DT在从0.1DZ附近到0.9DZ附近的范围可以得到大的效果。图15表示凸部8a的高度H和静压P的关系。H从0.2DZ附近到DZ附近的范围内可以得到大的效果。另外，确认了在DM从0.7DZ附近到0.8DZ附近，DT从0.4DZ附近到0.8DZ附近的范围内，H从0.1附近到0.35附近时可以得到最大的效果。另外，DM在其它范围时，如适当考虑加入DT和H进行设计也可得到同样的效果。
(第二实施例)
图16表示本发明的第二实施例的叶轮。在与前述实施例相同的结构部分，用同一符号，并省略说明。
在图16中，凹部8b的一端延伸到凸部8a的前端。按此构造，通过叶轮9的半径方向速度分量大的气流F由压力面5侧的凹部8b挡住变换成轴向的气流，从压力面5侧流出。通过在叶片8的后缘部设置凸部8a，并部分地延长叶片弦长来抑制负压面7侧的气流D的剥离，使由负压面7侧流出的气流和所述轴向的气流在相同位置合流从而抑制合流时发生的紊流，由此，可以抑制叶轮9的送风性能恶化，抑制送风噪音增加。
(第三实施例)
图17～图20表示本发明的第三实施例的鼓风机16。在与前述实施例相同的结构部分，用同一符号，并省略说明。
在图17、图18中，鼓风机16的外壁12包围划分叶片8的吸气侧和排气侧的两个板状的进出口突缘，即第一进出口突缘10和第二进出口突缘11的外周缘。在第一进出口突缘10和第二进出口突缘11之间的回旋流循环空间14具有对着叶片8的开口部13。在回旋流循环空间14内设置的多个柱15a、15b，从第一进出口突缘10和第二进出口突缘11的开口缘向叶片8的大致半径方向延伸。
在鼓风机16设置在冷藏库库内那样的风道阻力大的条件下使用时，如图18所示，通过叶片8的半径方向速度分量大的气流G中的一部分经开口部13流入回旋流循环空间14内。
如图19所示，随着叶片8从柱15a、往柱15b左转，气流H在柱15a左侧、气流I在柱15a和柱15b的中间附近、气流J在柱15b右侧分别从叶片8的压力面5侧流入回旋流循环空间14内。流入的气流H、I、J借助于叶片8的旋转成为向叶片8的圆周方向流动的回旋流，在回旋流循环空间14内流动。
如图20所示，叶片8继续转动，通过柱15b，气流H、I、J受到柱15b的阻挡，改变流动方向，在叶片8的负压面7侧流出。
如上所述，借助于气流H、I、J从回旋流循环空间14内向叶片8的负压面7侧的低压部分流出，使沿着负压面7侧流动的气流的速度增加，因此可以抑制和从压力面5侧流出的气流合流时发生的紊流，还可以抑制叶轮的送风性能恶化，抑制送风噪音的增加。
(第四实施例)
图21表示本发明的第四实施例的冷冻冷藏库150。与前述实施例相同的结构部分用同一符号，并省略说明。
在图21中，冷冻冷藏库150具有贮藏室101。由鼓风机16从贮藏室空气吸气口102吸入的空气经风道在蒸发器103进行热交换，从贮藏室空气排气口104流出，向贮藏室101供给冷却了的空气。鼓风机16用于往冷藏库内的贮藏室101内供给冷却空气的风道内。
另外，机械室105由压缩机106、蒸发皿107和冷凝器108构成。
由鼓风机16a从机械室空气吸气口109吸入的空气经风道在冷凝器108中进行热交换，从机械室的空气排气口110流出。鼓风机16a用于往冷藏库的机械室105内供给空气的风道内。
由此结构，在冷冻冷藏库150那样的风道阻力大的条件下，可以抑制鼓风机16、16a的送风性能恶化。
从而，由于通过蒸发器103的空气流量增加，故热交换的效率好，提高了冷冻冷藏库150的冷却能力。另外，由于通过冷凝器108和压缩机106的空气的量增加，故可冷却压缩机106，同时提高冷凝器108的热交换的效率，提高冷冻冷藏库150的冷凝能力。

Claims (12)

1、一种叶轮，其特征在于，具有可安装在电机上的轮毂和在所述轮毂周围设置的多个叶片，包括：气流方向变换装置，该气流方向变换装置设置在所述叶片的压力面侧，把叶片吸入的气流变换成轴向；气流附着装置，该气流附着装置设置在叶片的后缘部，使剥离流附着，由气流方向变换装置变换成轴向的气流在气流附着装置的附近流动。
2、如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，将气流方向变换装置作为设置在叶片的压力面侧的凹部、将气流附着装置作为设置在叶片的后缘部的凸部而构成，所述凹部的一端延伸到叶片的后缘部的附近。
3、如权利要求2所述的叶轮，其特征在于，凹部的一端延伸到凸部前端。
4、一种鼓风机，其特征在于，设置有叶轮，该叶轮的特征为具有可安装在电机上的轮毂和在所述轮毂周围设置的多个叶片，包括设置在所述叶片的压力面侧把叶片吸入的气流变换成轴向的气流方向变换装置和设置在叶片的后缘部使剥离流附着的气流附着装置，由气流方向变换装置变换成轴向的气流在气流附着装置的附近流动；包围所述叶轮外周的孔板结构设置有划分吸气侧和排气侧的第一、第二板状进出口突缘和包围所述第一、第二板状进出口突缘的外周的外壁以及在所述第一、第二板状进出口突缘之间具有对着所述叶轮的叶片的开口部的回旋流循环空间，还设置有从所述第一、第二板状进出口突缘的开口缘向所述叶轮的大致半径方向延伸的多个柱。
5、如权利要求4所述的鼓风机，其特征在于，将设置在叶轮上的气流方向变换装置作为设置在叶片的压力面侧的凹部、将气流附着装置作为设置在叶片的后缘部的凸部而构成，所述凹部的一端延伸到叶片的后缘部的附近。
6、如权利要求5所述的鼓风机，其特征在于，设置在叶轮上的叶片气流方向变换装置的凹部的一端延伸到凸部的端部。
7、一种把鼓风机用在向冷藏库内的贮藏室供给冷却空气的风道内的冷冻冷藏库，其特征在于，所述鼓风机设置有叶轮，该叶轮的特征为具有可安装在电机上的轮毂和在所述轮毂周围设置的多个叶片，包括设置在所述叶片的压力面侧把叶片吸入的气流变换成轴向的气流方向变换装置和设置在叶片的后缘部使剥离流附着的气流附着装置，由气流方向变换装置变换成轴向的气流在气流附着装置的附近流动；包围所述叶轮外周的孔板结构设置有划分吸气侧和排气侧的第一、第二板状进出口突缘和包围所述第一、第二板状进出口突缘的外周的外壁以及在所述第一、第二板状进出口突缘之间具有对着所述叶轮的叶片的开口部的回旋流循环空间，还设置有从所述第一、第二板状进出口突缘的开口缘向所述叶轮的大致半径方向延伸的多个柱。
8、如权利要求7所述的冷冻冷藏库，其特征在于，设置在叶轮上的气流方向变换装置作为设置在叶片的压力面侧的凹部、气流附着装置作为设置在叶片的后缘部的凸部而构成，所述凹部的一端延伸到叶片的后缘部的附近。
9、如权利要求8所述的冷冻冷藏库，其特征在于，设置在叶轮叶片上的气流方向变换装置的凹部的一端延伸到凸部的前端部。
10、一种把鼓风机用在向冷藏库的机械室内供给空气的风道内的冷冻冷藏库，其特征在于，所述鼓风机设置有叶轮，该叶轮的特征为具有可安装在电机上的轮毂和在所述轮毂周围设置的多个叶片，包括设置在所述叶片的压力面侧把叶片吸入的气流变换成轴向的气流方向变换装置和设置在叶片的后缘部使剥离流附着的气流附着装置，由气流方向变换装置变换成轴向的气流在气流附着装置的附近流动；包围所述叶轮外周的孔板结构设置有划分吸气侧和排气侧的第一、第二板状进出口突缘和包围所述第一、第二板状进出口突缘的外周的外壁以及在所述第一、第二板状进出口突缘之间具有对着所述叶轮的叶片的开口部的回旋流循环空间，还设置有从所述第一、第二板状进出口突缘的开口缘向所述叶轮的大致半径方向延伸的多个柱。
11、如权利要求10所述的冷冻冷藏库，其特征在于，设置在叶轮上的气流方向变换装置作为设置在叶片的压力面侧的凹部、气流附着装置作为设置在叶片的后缘部的凸部而构成，所述凹部的一端延伸到叶片的后缘部的附近。
12、如权利要求11所述的冷冻冷藏库，其特征在于，设置在叶轮叶片上的气流方向变换装置的凹部的一端延伸到凸部的前端部。
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