CN1782440B - 横流风扇及具有横流风扇的空调机的室内机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可减少噪声的横流风扇。在该横流风扇中，与风扇长度方向垂直的截面形状在叶片的压力面侧、负压面侧都形成为曲线，叶片的入射角(α)与出射角(β)之比(α/β)为0.20～0.32，且连接横流风扇的中心轴线和叶片外周侧端缘的直线与连接该外周侧端缘和内周侧端缘的直线构成的安装角为大于20°且小于等于30°。

Description

横流风扇及具有横流风扇的空调机的室内机
技术领域
本发明涉及横流风扇(cross-flow fan)及具有横流风扇的空调机的室内机。
背景技术
横流风扇广泛用作空调机的室内机风扇(fan)。装入有横流风扇的室内机，在框体前面上下设置吸气格栅(suction grill)和吹风格栅(vent grill)，在这些吸气格栅与吹风格栅之间形成风扇壳罩(fan casing)内的通风流道。在该通风流道中，在室内侧热交换器的下游侧设置横流风扇，将利用该横流风扇从吸气格栅向框体内吸入的室内空气在室内侧热交换器进行热交换，利用横流风扇将经热交换后的冷风或暖风从吹风格栅向室外吹出。
但是，在空调机的室内机中，需要提高横流风扇的送风效率及降低噪声，降低吹风格栅的吹风声。
为此，已有各种以提高横流风扇的送风效率及降低噪声为目的的提案。
例如，在下述专利文献1中记载了一种横流风扇，其通过对与外周叶片角度、内周叶片角度、节弦比的关系加以特定，从而提高了风量及静压。另外，在下述专利文献2中记载了一种横流风扇，其通过将装入空调机的室内机的横流风扇的叶片出口角设定为小于等于23°，从而降低了低频的特异噪声的横流风扇。
但是，专利文献1、2中记载的横流风扇，其送风效率及噪声的下降程度还没有达到可满足的水准。
【专利文献1】日本专利特开平6-323294号公报
【专利文献2】日本专利特开平11-83062号公报
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种噪声极小的横流风扇及具有该横流风扇的空调机的室内机。
本发明人等发现：横流风扇的叶片截面的入射角与出射角之比、以及连接横流风扇的中心轴线和叶片外周侧端缘的直线与连接叶片外周侧端缘和内周侧端缘的直线构成的安装角对噪声产生很大的影响，在它们之间找到了有利于降低噪声的组合。
即，本发明的横流风扇，具有至少2片支承板以及环状地配设在这些支承板之间的多个叶片，其特征在于，与所述各叶片的长度方向垂直的截面形状，在叶片的压力面侧、负压面侧都形成为曲线，入射角α与出射角β之比α/β选定在0.20～0.32的范围内，且连接横流风扇的中心轴线和叶片外周侧端缘的直线与连接该外周侧端缘和内周侧端缘的直线构成的安装角选定在大于20°且小于等于30°的范围内，其中，所述各叶片在外周侧端缘处的叶片曲线的切线，与连接所述横流风扇的中心轴线和所述外周侧端缘的直线在所述外周侧端缘处的垂线构成入射角α，所述叶片在内周侧端缘处的叶片曲线的切线，与连接所述横流风扇中心轴线和所述内周侧端缘的直线在所述内周侧端缘处的垂线构成出射角β。
本发明的空调机室内机，其特征在于，包括具有上述特征的横流风扇，在鼻状部(nose)和横流风扇之间形成最小间隙的部位与横流风扇的中心轴线的连线，与壳罩的最上部和横流风扇的中心轴线的连线构成的吸入角θ1选定在145°～160°的范围内，所述最上部的延长线与通过所述最上部的水平线构成的所述风扇壳罩的起始角θ2在45°～50°的范围内，从所述最上部至在所述风扇壳罩与所述横流风扇之间形成的最小间隙的起始间隙t2的距离L1，与所述横流风扇的直径φ之比L1/φ选定在0.18～0.22的范围内，所述起始间隙t2与所述横流风扇直径φ之比t2/φ选定在0.04～0.06的范围内。
采用本发明，可提供一种噪声极小的横流风扇及具有该横流风扇的空调机的室内机。
附图说明
图1是本发明的横流风扇的立体图。
图2是本发明的横流风扇的分解立体图。
图3是本发明的横流风扇中使用的多叶片叶轮的立体图。
图4是沿图1的A-A线的剖视图。
图5是将图4的主要部分放大表示的剖视图。
图6是本发明的横流风扇的叶片的其他实施例的剖视图。
图7是表示本发明的横流风扇的特性试验的结果的图。
图8是本发明的空调机的室内机的纵剖视图。
图9是表示图8的横流风扇及壳罩的关系的说明图。
(元件符号说明)
1横流风扇                  10、11端部支承板
11b轴                      12中间支承板
13叶片                     13a压力面
13b负压面                  14多叶片叶轮
具体实施方式
以下，参照图1～图5对本发明的横流风扇的一实施例进行说明。
图1是本实施例的横流风扇的立体图。图2是其分解立体图。图3是其多叶片叶轮的立体图。
如图1所示，本实施例的横流风扇1具有一对圆板状的端部支承板10、11、并列设置在它们之间的多个环状的中间支承板12以及多个叶片13。这些多个叶片13分别同心状地排列在相对的端部支承板10(11)与中间支承板12之间以及中间支承板12、12相互之间。这些叶片13相对于横流风扇1的中心轴线o倾斜规定角度，通过横流风扇1以中心轴线o为轴旋转来进行送风。
如图2所示，该横流风扇1是通过将多叶片叶轮14在轴向重叠而构成的，该多叶片叶轮14是将许多叶片13与中间支承板12一体化而形成的。在图中右端的多叶片叶轮14的端部支承板10上设有轮毂部(boss portion)10a，其用于利用固定螺钉等拆装自如地与未图示的电动机(motor)的旋转轴结合。
另一方面，在图中左侧的端部支承板11的周缘部形成许多嵌合槽11a，图中位于左端的多叶片叶轮14的各叶片13的前端部嵌入这些嵌合槽11a内。在该端部支承板11的外面中央突设有轴11b。
如图2及图3所示，在各多叶片叶轮14的中间支承板12的外面形成嵌合凹部12a，以供相邻的多叶片叶轮14的各叶片13的前端部分别嵌入。而在中间支承板12的内面通过注射成形等一体地立设有多个叶片13，该多个叶片13相对于圆周方向不等节距(unequal pitch)，且相对于中心轴线o以规定角度倾斜。
接着，参照图4及图5对叶片13的截面形状进行说明。图4是图1的A-A截面，即表示与横流风扇1的长度方向垂直的截面(仅表示了2个叶片)的图，图5是其主要部分的放大图。
叶片13的截面形状，其压力面13a、负压面13b都形成为曲线形状。叶片13的入射角α与出射角β之比α/β选定在0.20～0.32的范围内，叶片的安装角θ选定在大于20°且小于等于30°的范围内。这里，入射角α是指叶片13在外周侧端缘a处的叶片曲线(壁厚中心)的切线b与连接中心轴线o和外周侧端缘a的直线c在所述外周侧端缘a处的垂线d构成的角度。
另外，出射角β是指叶片13在内周侧端缘e处的叶片曲线的切线f与连接中心轴线o和内周侧端缘e的直线g在内周侧端缘e处的垂线h构成的角度。
安装角θ是指连接外周侧端缘a和内周侧端缘e的直线I与连接中心轴线o和外周侧端缘a的直线c构成的角度。
如图6所示，在叶片13的截面形状中，负压面13b侧的外周侧形成直线部13c，在将叶片13的弦长作为L，直线部的长度作为l时，直线部的长度l与叶片13的弦长之比l/L最好是在0.05～0.20的范围内。由此，与全部由曲线形成、没有直线部的截面形状的情况相比，吸入时气流脱流小，可降低噪声。而且，通过在叶片的外周侧设置直线部，可减轻尘埃的粘附，提高喘振特性(surging property)。
本发明人等改变入射角α与出射角β之比α/β、安装角θ进行了噪声测量试验，其结果如表1所示。从该表1可知，入射角α与出射角β之比α/β在0.20～0.32的范围内，且安装角在20°～30°的范围内时，噪声尤为下降。相比之下，若仅入射角α与出射角β之比α/β或安装角的任何一方处于上述范围内，则无法得到足够的降低噪声的效果。
表示上述试验结果的图7是表示满足上述条件的本发明实施例的静压-风量、风扇效率(fan efficiency)-风量的关系以及没有满足上述条件的比较例的静压-风量、风扇效率-风量的关系。从该图可知，本发明的实施例与比较例相比，提高了静压，故空气流动好，可降低噪声。而且风扇效率也得到了提高。上述试验中使用的实施例的叶片，入射角α与出射角β之比α/β为0.26，安装角为25°。而比较例的叶片，入射角α与出射角β之比α/β为0.34、安装角为30°。
叶片截面形状的压力面13a、负压面13b的曲线形状既可由规定曲率半径的1个圆弧或曲率半径不同的多个圆弧形成，也可由螺旋曲线(spiral curve)等形成。尤其是在由多个圆弧或螺旋曲线形成时，容易形成上述数值范围的叶片。而且，做成螺旋曲线时，从负压面13b的内周侧至外周侧，能整体形成光滑的曲线，与由多个圆弧形成的情况相比，能防止气流的脱流，进一步降低噪声。
采用本实施例1的横流风扇的话，则上述多个叶片相对于中心轴线o倾斜规定角度，因而能使在装入横流风扇的装置的鼻状部与风扇壳罩的间隙产生的压力连续地变动，可降低横流风扇的旋转噪声，而且，叶片在圆周方向上的排列为不等节距，因而能分散风扇旋转噪声的峰值频率，能降低刺耳感，改善听感，而且，叶片截面形状在压力面、负压面都形成曲线形状，入射角α与出射角β之比α/β处于0.20～0.32的范围内，且连接横流风扇的中心轴线和叶片外周侧端缘的直线与连接该外周侧端缘和内周侧端缘的直线构成的安装角处于20°～30°的范围内，因而可降低噪声。即，除叶片以规定的角度倾斜、叶片的排列为不等节距所产生的作用以外，还加上入射角与出射角之比及安装角分别在规定范围内的双重效果，噪声得到显著降低。
接着，对装入本发明的横流风扇的空调机的室内机的一实施例进行说明。
图8是本发明的空调机的室内机的一实施例的纵向剖视图。
如图8所示，本实施例的室内机100，在框体101的前面101a具有在图中上下配设的吸气格栅102和吹风格栅103。这些吸气格栅102和吹风格栅103通过风扇壳罩104内的通道流道105连通。
在该通风流道105的室内侧热交换器106的下游侧设有本发明中的上述横流风扇1。因而从吸气格栅102向框体101内吸入的室内空气在室内侧热交换器106进行热交换而成为冷风或暖风，由横流风扇1从吹风格栅103向室外吹出。
如图9所示，横流风扇1的吸入角θ1、即在鼻状部107和横流风扇1之间形成最小间隙t1的部位与横流风扇1的中心轴线o的连线j与壳罩104的最上部104a和横流风扇1的中心轴线o的连线k构成的角度在145°～160°的范围内，风扇壳罩104的起始角θ2、即风扇壳罩104的最上部104a的延长线l与通过最上部104a的水平线m构成的角度在45°～50°的范围内，风扇壳罩104的起始长度、即从最上部104a至在风扇壳罩104与横流风扇之间形成最小间隙t2的部位104b的距离L1与横流风扇的直径φ之比L1/φ在0.18～0.22的范围内，起始间隙t2与横流风扇直径φ之比t2/φ在0.04～0.06的范围内。
本实施例的空调机的室内机，通过具有上述范围内的吸入角θ1、起始角θ2、起始长度L1与横流风扇的直径φ之比L1/φ、起始间隙t2与横流风扇直径φ之比t2/φ，再加上上述本发明的横流风扇所具有的低噪声性的双重作用，从而噪声显著降低，风扇效率提高，尘埃对横流风扇的叶片的粘附少，提高喘振特性。
上述实施例中，横流风扇是将多个叶片相对于横流风扇的中心轴线倾斜规定角度且在圆周方向上以不等节距排列的，但本发明的横流风扇并不局限于此。
表1：
(*1)发明范围0.2～0.32
(*2)发明范围20°～30°

Claims (3)

1.一种横流风扇，具有至少2片支承板以及环状地配设在这些支承板之间的多个叶片，其特征在于，
与所述各叶片的长度方向垂直的截面形状，在叶片的压力面侧、负压面侧都形成为曲线，
入射角(α)与出射角(β)之比(α/β)选定在0.20～0.32的范围内，且连接横流风扇的中心轴线和叶片外周侧端缘的直线与连接该外周侧端缘和内周侧端缘的直线构成的安装角选定在大于20°且小于等于30°的范围内，其中，所述各叶片在外周侧端缘处的叶片曲线的切线，与连接所述横流风扇的中心轴线和所述外周侧端缘的直线在所述外周侧端缘处的垂线构成入射角(α)，所述叶片在内周侧端缘处的叶片曲线的切线，与连接所述横流风扇中心轴线和所述内周侧端缘的直线在所述内周侧端缘处的垂线构成出射角(β)。
2.如权利要求1所述的横流风扇，其特征在于，所述叶片截面形状为，在负压面侧的外周侧具有直线部，该直线部的长度(l)与叶片的弦长(L)之比(l/L)选定在0.05～0.2的范围内。
3.一种空调机的室内机，其特征在于，具有权利要求1或2所述的横流风扇，将在鼻状部和横流风扇之间形成最小间隙的部位与横流风扇的中心轴线连接的连线和将风扇壳罩的最上部与横流风扇的中心轴线连接的连线构成吸入角(θ1)，将该吸入角(θ1)选定在145°～160°的范围内，所述最上部的延长线和通过所述最上部的水平线构成所述风扇壳罩的起始角(θ2)，该起始角(θ2)在45°～50°的范围内，从所述最上部起至在所述风扇壳罩与所述横流风扇之间形成的最小间隙的起始间隙(t2)为止的距离(L1)，与所述横流风扇的直径(φ)之比(L1/φ)选定在0.18～0.22的范围内，所述起始间隙(t2)与所述横流风扇直径(φ)之比(t2/φ)选定在0.04～0.06的范围内。
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