CN1406319A - 送风装置和空调机用室外机 - Google Patents

Abstract

通过抑制在叶片外周部的不被喇叭口包围的部分上的叶梢涡流的生成和成长，在螺旋桨式送风机的吹出侧，叶梢涡流与风扇防护装置碰撞时，使因该碰撞产生的噪音(即，运转音)降低。将喇叭口5的轴向高度中的与叶片13的外周部P重叠部分的高度设为H₁，将叶片13的外周部P的轴向高度设为H₀时，设定成H₁/H₀＝0.40～0.65的范围，既保持从叶片13的外周部P吸入的吸入气流，又抑制叶片13的外周部P的不被喇叭口5包围的部分上的从叶片13的正压面漏向负压面的漏流(即，叶梢涡流)的成长。

Description

送风装置和空调机用室外机

技术领域

本发明涉及送风装置和空调机用室外机。

背景技术

例如，在空调机用室外机的场合，如图1-图3所示，是在壳1内热交换器2的下游侧设置送风装置3构成的，该送风装置3具有以下部分：螺旋桨式送风机4，它在成为回转中心的轮毂14的外周面上形成有数片(例如3片)叶片13、13、13；喇叭口5，它位于螺旋桨式送风机4的半径方向外侧，将吸入区域X和吹出区域Y隔开；风扇防护装置6，它位于上述螺旋桨式送风机4的吹出侧。上述壳1内，用间壁板7间隔为热交换室8和机械室9，在上述热交换室8内设有横断面形状呈L字形的热交换器2和位于该热交换器2下游侧的送风装置3，该热交换器与形成于上述壳1的背面和一方的侧面的空气吸入口10、10相向，另外，在上述机械室9内设有压缩机11。符号12是风扇电动机。

除上述结构的空调机用室外机以外，在换气扇、空气清净机等中往往也采用同样结构的送风装置3(即，具有螺旋桨式送风机4和位于该螺旋桨式送风机4的外侧、将吸入区域和吹出区域隔开的喇叭口5及位于上述螺旋桨式送风机吹出侧的风扇防护装置6的送风装置)。

上述结构的送风装置3的场合，如图4所示，若用喇叭口5的高度之中与螺旋桨式送风机4的叶片13的外周部P相重叠部分的高度H₁同叶片13的外周部P的轴向高度H。之比进行表示的话，一般设H₁/H₀＝0.25～0.40，是从螺旋桨式送风机4的前面和外周部吸入空气的形式。

但是，使螺旋桨式送风机4运转时，如图5和图6所示，叶片13的正压面13a和负压面13b的压力差大，在不被喇叭口5包围的外周部，由于从正压面13a漏到负压面13b的漏流W在叶片13的外周部(即翼端)P上产生叶梢涡流E。该叶梢涡流E如图7所示，随着向下游侧流动而成长，在叶片13、13、13之间流动，在吹出侧与风扇防护装置6碰撞，在构成风扇防护装置6的板条6a、6a…周围产生气流紊流e，成为风扇防护装置6的噪音发生源之一。符号6b是支承板条6a、6a的支承肋6b。另外，图7中，用点划线表示的气流流股发生在与用实线表示的气流流股对称的位置(即，回转中心的相反侧)，为了说明方便而表示在同一断面上。

为了提高螺旋桨式送风机4的气动力性能，如图8A所示，往往具有以机翼形叶片为代表的厚壁叶片形状的叶片13。具有这种厚壁叶片形状的叶片13的螺旋桨式送风机的场合，与在风扇单体(围住风扇的壳和在吹出侧风扇防护装置不存在的状态)上具有图8所示的厚度基本一定(例如，约3mm左右)的薄板形状叶片13’的螺旋桨式风扇相比，可大幅度提高送风性能和降低噪音。即，薄板形状的叶片13’的场合，如图8B所示，即使在叶片面上面产生剥离的气流紊流e’，后缘部B的气流紊流e’也大，而在厚壁叶片形状的叶片13的场合，如图8A所示，可抑制叶片面上面的剥离，只在后缘部B产生剥离的气流紊流8，可提高送风性能和降低噪音。

但是，具有上述厚壁叶片形状的叶片13的螺旋桨式送风机4的场合，叶片13的正压面13a和负压面13b的压力差比具有薄板形状的叶片13’的要大，故将喇叭口5的高度如上所述那样设定在H₁/H₀＝0.25～0.40范围内使用的情况下，在叶片13的外周部(即，翼部)P上产生、成长的叶梢涡流E比具有薄板形状的叶片13’的要大。结果，在螺旋桨式送风机4的吹出侧，因叶梢涡流E与风扇防护装置6的碰撞，风扇防护装置6产生的噪音也比具有薄板形状的叶片13’的要大。

通过使叶片成为厚壁形状叶片，尽管作为风扇单体可大幅度提高送风性能和降低噪音，但在组装在送风装置上使用的情况下，风扇防护装置产生的噪音大。近年来，通过改进叶片形状，降低风扇自身的噪音，送风装置的噪音与螺旋桨式送风机的噪音相比，风扇防护装置产生的噪音起主要的作用。因此，如何降低风扇防护装置产生的噪音成为开发送风装置方面的大课题。

发明的公开

本申请的发明是鉴于上述问题而研制成的，其目的在于通过抑制叶片外周部的不被喇叭口包围的部分的叶梢涡流生成和成长，在螺旋桨式送风机的吹出侧叶梢涡流与风扇防护装置碰撞时，使因该碰撞产生的噪音(即，运转音)减小。

权利要求1的发明中，作为解决上述课题的方法是，送风装置具有以下部分：在成为回转中心的轮毂14的外周面上形成有以机翼形叶片为代表的厚壁叶片形状的数片叶片13、13…的螺旋桨式送风机4；位于该螺旋桨式送风机4的半径方向外侧且将吸入区域X和吹出区域Y隔开的喇叭口5；位于上述螺旋桨式送风机4的吹出侧的风扇防护装置6，在这种送风装置上，上述喇叭口5是这样构成的，即具有位于吸入侧的吸入侧圆弧部5a，和位于吹出侧的吹出侧圆弧部5b，及位于该吹出侧圆弧部5b与上述吸入侧圆弧部5a之间的圆筒部5c，假设上述喇叭口5的轴向高度中的与上述各叶片13的外周部P重叠部分的高度为H₁，上述各叶片13的外周部P的轴向高度为H₀时，设定成在H₁/H₀＝0.40～0.65的范围内。

通过上述那样构成，即可保持从叶片13的外周部P吸入的吸入气流，又可在叶片13的外周部P的不被喇叭口5包围的部分抑制从叶片13的正压面13a漏向负压面13b的漏流(即，叶梢涡流)的成长。因此，在吹出侧，叶梢涡流E与风扇防护装置6碰撞时，可以降低因该碰撞而从风扇防护装置6上产生的噪音，大大有利于运转音的静音化。另外，在设为H₁/H₀＜0.40的场合，叶梢涡流E的成长区域(即叶片3的外周部P中的不被喇叭口5包围的部分)过大，叶梢涡流E与风扇防护装置6的干扰音大，在设为H₁/H₀＞0.65的场合，风扇吸入侧的面积过分缩小，因流速增大而使吸入侧噪音增大。根据以上原因，最好设定在H₁/H₀＝0.40～0.65的范围内。顺便说明一下，将H₁/H的值作种种变化，对本发明产品(即装入了具有以机翼形叶片为代表的厚壁叶片形状的数片叶片的螺旋桨式送风机的送风装置)的送风音进行了测定，得到了图12中实践所示的结果。根据该结果也可明白，最好设定在H₁/H₀＝0.40～0.65的范围内。另外，图12中虚线表示的是装入了具有薄板形状的数片叶片的螺旋桨式送风机的送风装置之送风音的测定结果，为了与本发明产品进行比较，故表示在该图上。

如权利要求2的发明那样，在权利要求1所述的送风装置上，在使上述喇叭口5的圆筒部5c与上述各叶片13的外周部P重叠并且假设上述圆筒部5c的轴向高度为H₂时，设定为H₂/H₀＝0.25～0.50的范围的情况下，通过喇叭口5的圆筒部5c可以抑制从叶片13的正压面13a漏向负压面13b的漏流(即，叶梢涡流E)的成长，但若圆筒部5c的轴向高度H₂与叶片13的外周部P的轴向高度H₀相比过小(即，设为H₂/H₀＜0.25的情况下)，叶梢涡流E的成长区域(即，叶片3的外周部P中不被喇叭口圆筒部5c包围的部分)过大，圆筒部5c抑制叶梢涡流E成长的效果不充分，叶梢涡流E与风扇防护装置6的干扰音大，若圆筒部5c的轴向高度H₂与叶片13的外周部P的轴向高度H₀相比过大(即，设为H₂/H₀＞0.50的情况下)，吸入侧和吹出侧的圆弧部5a、5b的曲率半径过小，不能顺畅地流入、流出空气，产生紊流而使噪音增大。根据以上原因，最好设定在H₂/H₀＝0.25～0.50的范围内。顺便说明一下，将H₂/H₀的值作各种变化，对本发明产品(即，装入具有以机翼形叶片为代表的厚壁叶片形状的数片叶片的螺旋桨式送风机的送风装置)的送风音进行了测定，得到图13所示的结果。根据该结果也可以明白，最好设定在H₂/H₀＝0.25～0.50的范围内。

如权利要求3的发明那样，在权利要求1或2所述的送风装置上，在使上述喇叭口5的吹出侧圆弧部5b的圆弧开始位置与上述各叶片13的后缘部B的位置大致一致的情况下，叶片3的后缘B与风扇防护装置6的距离仅相隔相当于喇叭口5的吹出侧圆弧部5 b的半径那样大小，故吹出风速减速，并且从叶片3的后缘B吹出的气流W不会离开喇叭口5的吹出侧圆弧部5b，顺利地向外侧扩大，直至达到风扇防护装置6也不会产生紊流，可以减速，可使与风扇防护装置6的干扰音减小。

如权利要求4的发明那样，在权利要求1～3的任一项所述的送风装置3的吸入侧设置热交换器2、构成空调机用室外机的场合，可得到运转音静音化的空调机用室外机。

附图的简单说明

图1是一般的空调机用室外机的正视图。

图2是图1的II-II断面图。

图3是图1的III-III断面图。

图4是现有的带喇叭口的螺旋桨式送风机的断面图。

图5是表示现有的带喇叭口的螺旋桨式送风机的叶梢涡流形成形态之主要部分放大轴测图。

图6是表示螺旋桨式送风机的叶梢涡流形成状态的断面图。

图7是为说明现有的带喇叭口的螺旋桨式送风机吹出的气流与风扇防护装置的干扰状态的部分放大断面图。

图8A是表示机翼形叶片周围的气流流动状态的说明图，图8B是表示薄板形叶片周围的气流流动状态的说明图。

图9A是机翼形叶片的断面图，图9B～图9D是3种不同形状机翼形叶片的断面图。

图10是本申请发明的实施形式的送风装置所使用的带喇叭口的螺旋桨式送风机的断面图。

图11是表示本申请发明的实施形式的送风装置所使用的带喇叭口的螺旋桨式送风机的叶梢涡流形成状态之主要部分放大轴测图。

图12是为说明从使用了本申请发明的实施形式的送风装置的空调机用室外机之螺旋桨式送风机吹出的气流与风扇防护装置的干扰状态的部分放大断面图。

图13是表示在本申请发明的实施形式的送风装置所使用的带喇叭口的螺旋桨式送风机(实施例)和具有薄板形状叶片的带喇叭口的螺旋桨式送风机(现有例)上送风音相对于H₁/H₀的变化的特性图。

图14是表示在本申请发明的实施形式的送风装置所使用的带喇叭口的螺旋桨式送风机上送风音相对于H₂/H₀的变化的特性图。

图15是本申请发明的实施形式的送风装置所使用的带喇叭口的螺旋桨式送风机的单体试验图。

图16是表示本申请发明的实施形式的送风装置所使用的带喇叭口的螺旋桨式送风机单体试验时送风音相对于H₃/H₀的变化的特性图。

图17A～图17D是表示改变螺旋桨式送风机的叶片和喇叭口的位置关系的例子之说明图。

图18是表示在图16A所示的带有喇叭口的螺旋桨式送风机(比较例)和图16D所示的带有喇叭口的螺旋桨式送风机(实施例)上送风量相对于H₁/H₀的变化的特性图。

实施发明的最佳形式

以下，参照附图，对本申请发明的最佳实施形式进行详细说明。

该送风装置3与在现有技术一项中所说明的送风机一样，是在图1～图3所示的空调机用室外机上使用的，它由以下部分构成：在成为回转中心的圆筒形的轮毂14的外周形成有数片(例如3片)叶片13、13、13的螺旋桨式送风机4；位于该螺旋桨式送风机4的外侧、将吸入区域X和吹出区域Y隔开的喇叭口5；位于上述螺旋桨式送风机4的吹出侧的风扇防护装置6。

上述空调机用室外机是这样构成的，在长方体形状的壳1内用间壁板7分成热交换室8和机械室9，在上述热交换室8中设有横断面形状是L字形的热交换器2和位于该热交换器2下游侧的送风装置3，该热交换器与形成于上述壳1的背面和一方的侧面上的空气吸入口10、10相向，另外，在上述机械室9中设有压缩机11。符号12是风扇电动机。作为上述各叶片13，采用图8A所示的机翼形叶片形状的叶片，但也可以采用与其近似形状的异形机翼形叶片。

上述异形机翼形叶片有图9B～图9D所示的叶片。图9B所示的异形机翼形叶片具有这样的叶片形状，即在前缘部F处具有鼓出部，壁厚从鼓出部起急剧地变薄，随着向后缘部B靠近，壁厚渐渐地变薄，图9C所示的异形机翼形叶片具有这样的叶片形状，即在前缘部F处具有圆弧部，随着向后缘部B靠近，壁厚渐渐地变薄，图9D所示的异形机翼形叶片具有这样的叶片形状，即具有圆弧形的前缘部F，随着向后缘部B靠近，一旦壁厚变厚后，壁厚急剧地变薄，其后随着向后缘部B靠近，壁厚逐渐变薄。这些异形机翼形叶片也具有与机翼形叶片近似的性能。

但是，在本实施形式中，如图10所示，上述喇叭口5是这样构成的，即具有位于吸入侧的吸入侧圆弧部5a、位于吹出侧的吹出侧圆弧部5b、及位于该吹出侧圆弧部5b与上述吸入侧圆弧部5a之间的圆筒部5c，使上述螺旋桨式送风机4的后缘B位于与上述喇叭口5的圆筒部5c的外端相对应的位置(换句话说，使喇叭口5的吹出侧圆弧部5b的圆弧开始位置与叶片13的后缘部B的位置大致一致)。

另外，在该送风装置3上，假设喇叭口5的轴向高度中的与叶片13的外周部P重叠部分的高度为H₁，叶片13的外周部P的轴向高度为H₀时，设定在H₁/H₀＝0.40～0.65的范围。

如上述那样设定的话，如图11和图12所示，既可保持来自叶片13外周部P的吸入气流，又可在叶片13的外周部P、在不被喇叭口5围住的部分抑制从叶片13的正压面13a漏向负压面13b的漏流(即，叶梢涡流E)的成长。与图5和图7的场合相比，叶梢涡流E明显变小。因此，在吹出侧，叶梢涡流E与风扇防护装置6碰撞时，因该碰撞可降低风扇防护装置6产生的噪音，大大地有利于运转音的静音化。另外，在设成H₁/H₀＜0.40的情况下，叶梢涡流E的成长区域(即，叶片3的外周部P中不被喇叭口5围住的部分)过大，叶梢涡流E与风扇防护装置6的干扰音大，在设成H₁/H₀＞0.65的情况下，风扇吸入侧的面积过于缩小，因流速增大而使吸入侧噪音增大。根据以上原因，最好设定H₁/H₀＝0.40～0.65的范围。

顺便提一下，将H₁/H₀的值作各种变化，测定了本发明产品(即，组装了具有以机翼形叶片为代表的厚壁叶片形状的数片叶片的螺旋桨式送风机的送风装置)的送风音，得到图13中实线所示的结果。根据该结果也明白，最好设定在H₁/H₀＝0.40～0.65的范围。另外，图13中虚线所示的是组装了具有数片薄板形状的叶片的螺旋桨式送风机的送风装置的送风音测定结果，为了与本发明产品作比较而表示在图上。

该送风装置3如图10所示，使喇叭口5的圆筒部5c与上述各叶片13的外周部P重叠，并且假设上述圆筒部5c的轴向高度为H₂时，设定在H₂/H₀＝0.25～0.50的范围。

如上述那样设定时，通过喇叭口5的圆筒部5c可以抑制从叶片13的正压面13a漏向负压面13b的漏流(即，叶梢涡流E)的成长，但圆筒部5c的轴向高度H₂与叶片13的外周部P的轴向高度H₀相比过小时(即，设为H₂/H₀＜0.25时)，叶梢涡流E的成长区域(即，叶片3的外周部P中不被喇叭口的圆筒部5c包围的部分)过大，因圆筒部5c造成的叶梢涡流E的抑制成长效果不充分，叶梢涡流E与风扇防护装置6的干扰音大，圆筒部5c的轴向高度H₂与叶片13的外周部P的轴向高度H₀相比过大时(即，设为H₂/H₀＞0.50时)，风扇吸入侧的面积过于缩小，因流速增大，吸入侧噪音增大。由于以上原因，最好设定在H₂/H₀＝0.25～0.50的范围。

顺便说一下，将H₂/H₀的值进行各种变化，对本发明产品(即，装入具有以机翼形叶片为代表的厚壁叶片形状的数片叶片的螺旋桨式送风机的送风装置)的送风音进行了测定，得到了图14所示的结果。根据该结果可以明白，最好设定在H₂/H₀＝0.25～0.50的范围。

按下述要领进行本发明产品即送风装置3上所用的带喇叭口的螺旋桨式送风机4的单体试验。

即，如图15所示，将风扇电动机12固定在支承台15上，这样，带喇叭口的螺旋桨式送风机4设在规定的位置上，在该螺旋桨式送风机4的吹出侧设置集音传声器16，边运转螺旋桨式送风机4，边用集音传声器16将运转音集音。改变喇叭口5的高度H₃与叶片13的轴向高度H₀之比进行试验后，得到图16所示的结果。

根据该图可知，在风扇单体的场合，降低喇叭口5的高度H₃，则叶片13被喇叭口5包围的区域减少(即，H₃/H₀减小)，使从叶片13外周吸入的吸入量增加，这可减小送风音。一般认为，如果使喇叭口5的高度H₃降低，则叶梢涡流生成、发展的区域增加，叶片13外周部的紊流局部增大，故送风音增大，但如图16所示，实际上送风音减小了。其原因是，i)在吹出侧不存在风扇防护装置的情况下，不会因叶梢涡流与风扇防护装置的干扰音而导致送风音上升，ii)将喇叭口高度降低，叶片外周区域便扩大，因吸入风速降低和均匀化而使降低噪音效果增大。

但是，如果实施形式那样，在吹出侧设有风扇防护装置的场合，不能说喇叭口的高度越小越好，存在如上所述的最佳位置。

还有，在本实施例中，使喇叭口5的吹出侧圆弧部5b的圆弧开始位置与上述各叶片13的后缘部B的位置大体上一致，这样一来，叶片3的后缘B与风扇防护装置6的距离仅离开相当于喇叭口5的吹出侧圆弧部5b的半径那么大小，故吹出风速减速，并且从叶片3的后缘B吹出的气流W不从喇叭口5的吹出侧圆弧部5b上剥离，顺畅地向外侧扩大，直至到达风扇防护装置6不产生紊流，速度减小，可以减小与风扇防护装置6的干扰音。

例如，如图17A所示，在没有喇叭口5的吹出侧圆弧部的情况下，吹出气流W迅速成为扩大流，产生紊流e；如图17B所示，在没有喇叭口5的吹出侧圆弧部、并且将风扇防护装置6靠近叶片13的后缘B的情况下，吹出气流W与风扇防护装置6的干扰音大；如图17C所示，在喇叭口5的吹出侧，从叶片3的后缘B的上游侧起形成锥形扩大部5d的情况下，在叶片13的外周与锥形扩大部5d的间隙内产生紊流e，故与风扇防护装置6的干扰音增大。根据以上原因，如图17D所示，使喇叭口5的吹出侧圆弧部5b的圆弧开始位置与上述各叶片13的后缘部B的位置大致一致为好。

顺便说明一下，如图17A所示在没有喇叭口5的吹出侧圆弧部的情况下(以下，称为参考例)和如图17D所示在使喇叭口5的吹出侧圆弧部5b的圆弧开始位置与上述各叶片13的后缘部B的位置大致一致的情况下(以下，称为本实施例)，改变H₁/H₀，对送风音进行了测定，得到图18所示的结果。根据该图可知，本实施例的装置有利于降低噪音。

产业上利用的可能性

本发明用于抑制螺旋桨式送风机的叶梢涡流的生成以降低运转音的送风装置及使用该送风装置的空调机用室外机。

Claims (4)

1.一种送风装置，该送风装置具有以下部分：在成为回转中心的轮毂(14)的外周面上形成有以机翼形叶片为代表的厚壁叶片形状的数片叶片(13)、(13)…的螺旋桨式送风机(4)；位于该螺旋桨式送风机(4)的半径方向外侧且将吸入区域(X)和吹出区域(Y)隔开的喇叭口(5)；位于上述螺旋桨式送风机(4)的吹出侧的风扇防护装置(6)，其特征在于，

上述喇叭口(5)是这样构成的，即具有位于吸入侧的吸入侧圆弧部(5a)，和位于吹出侧的吹出侧圆弧部(5b)，及位于该吹出侧圆弧部(5b)与上述吸入侧圆弧部(5a)之间的圆筒部(5c)，假设上述喇叭口(5)的轴向高度中的与上述各叶片(13)的外周部(P)重叠部分的高度为H₁，上述各叶片(13)的外周部(P)的轴向高度为H₀时，设定成在H₁/H₀＝0.40～0.65的范围内。

2.根据权利要求1所述的送风装置，其特征在于，在使上述喇叭口(5)的圆筒部(5c)与上述各叶片(13)的外周部(P)重叠并且假设上述圆筒部(5c)的轴向高度为H₂时，设定为H₂/H₀＝0.25～0.50的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的送风装置，其特征在于，使上述喇叭口(5)的吹出侧圆弧部(5b)的圆弧开始位置与上述各叶片(13)的后缘部(B)的位置大致一致。

4.一种空调机用室外机，其特征在于，在上述权利要求1～3的任一项所述的送风装置(3)的吸入侧设有热交换器(2)。

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