ES2702364T3

ES2702364T3 - Soplador y dispositivo de bomba de calor que usa el mismo

Info

Publication number: ES2702364T3
Application number: ES09734028T
Authority: ES
Inventors: Yasuaki Kato; Takahide Tadokoro
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-04-22
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2019-02-28
Anticipated expiration: 2029-03-11
Also published as: WO2009130954A1; EP2270338A4; EP2270338A1; CN102016327A; US20110017427A1; JPWO2009130954A1; EP2270338B1; JP5213953B2

Abstract

Un soplador que comprende: una pala (1) que tiene un borde circunferencial exterior (1c) que tiene una combadura rebajada en una dirección de rotación, y una boca acampanada anular (5) que cubre la circunferencia de la pala (1) en un lado de salida de aire, en donde una parte de superficie de la boca acampanada (5) orientada hacia una cara compuesta por una trayectoria de rotación del borde circunferencial exterior (1c) tiene una primera parte de expansión corriente arriba (5c) de forma convexa, orientada hacia una dirección corriente arriba de un eje de rotación y que se extiende corriente arriba desde una posición de diámetro interior mínimo (Pb3) y una segunda parte de expansión corriente arriba (5d) de forma cóncava, orientada hacia la dirección corriente arriba del eje de rotación, que es continua con y se extiende desde la primera parte de expansión corriente arriba (5c), y caracterizado por que una parte de transición entre la primera parte de expansión corriente arriba (5c) y la segunda parte de expansión corriente arriba (5d) está localizada corriente abajo de una posición de combadura máxima (Pf3) en el borde circunferencial exterior (1c) de la pala (1).

Description

DESCRIPCIÓN

Soplador y dispositivo de bomba de calor que usa el mismo

Campo técnico

La presente invención se refiere a un ventilador de hélice de tipo soplador provisto de una boca acampanada y un impulsor y a un aparato de bomba de calor que usa un soplador de este tipo y, más específicamente, a la mejora de una estructura de boca acampanada.

Antecedentes de la técnica

Con el fin de proporcionar un soplador de bajo ruido, es necesario minimizar un flujo de aire turbulento que entra en un soplador. Hasta ahora, se han realizado diversos esfuerzos para mejorar la forma de una boca acampanada para reducir las emisiones de ruido por chorro de aire de un soplador provisto de una boca acampanada y un impulsor. Por ejemplo, se ha propuesto una boca acampanada que aumenta el diámetro de forma doblada hacia un lado corriente arriba desde una sección de tubo recta que tiene el diámetro de boca acampanada más pequeño y tiene una sección recta formada radialmente hacia fuera desde su borde. Incluso si tiene lugar una separación del flujo de aire en un reborde de dicha sección recta, dicho flujo de aire se une de nuevo a la superficie interior de la sección recta mientras fluye a lo largo de la misma y, a continuación, se mueve suavemente y se inhala por la boca acampanada, reduciendo de este modo las emisiones de ruido por chorro de aire (por ejemplo, véase el documento de patente 1).

Además, se ha propuesto una boca acampanada que tiene una pared lateral de entrada que tiene una forma de sección transversal que es una forma casi semicircular curvada hacia una dirección radialmente hacia fuera desde la superficie interior de una abertura de entrada, evitando de este modo la separación del flujo de aire en la abertura de entrada para reducir las emisiones de ruido al operar un ventilador (por ejemplo, el documento de patente 2).

Se propone una forma de boca acampanada tal que, mientras mantiene un panel frontal de la unidad exterior de un aparato de acondicionamiento de aire rectangular, cambiando la magnitud de una curvatura del diámetro corriente arriba que expande la parte curva desde la parte que tiene el diámetro interior de boca acampanada mínimo según la distancia entre las placas laterales periféricas superior, inferior, izquierda y derecha de un compartimento de unidad exterior circundante y la circunferencia exterior del impulsor, puede establecerse una forma de orificio según un ángulo de flujo de aire de entrada diferente en las proximidades del impulsor, reduciéndose la separación del flujo en las proximidades del orificio, de manera que se logra un bajo nivel de ruido. (Por ejemplo, remitirse al documento de patente 3).

[Documento de patente 1] Solicitud de patente japonesa no examinada número de publicación 2003-184797 (figuras 1 a 3)

[Documento de patente 2] Patente japonesa n.° 3084790 (figuras 1 y 2)

[Documento de patente 3] Patente japonesa n.° 2769211 (figuras 2 y 3)

El documento JP-A-2003 184797 describe un soplador que reduce los ruidos por soplado y un acondicionador de aire que comprende este soplador. Este soplador tiene una boca acampanada que rodea el exterior radial de un ventilador de hélice y está formado por una parte que se extiende conectando en serie la boca acampanada con una parte recta, una parte lateral de expulsión, una parte lateral de aspiración y un extremo de gran diámetro de la parte lateral de aspiración y que se extiende desde estas partes hasta el exterior radial.

El documento EP 1357337 A1 describe un protector de ventilador de una unidad de ventilador. Este protector de ventilador comprende un bastidor exterior, una pluralidad de nervios radiantes y una pluralidad de nervios anulares. El documento DE 19751042 A1 describe un ventilador que tiene una distancia corriente abajo más pequeña entre el ventilador y los obstáculos como un motor o similares.

El documento WO 01/96746 A1 describe un conjunto para automóvil que tiene una alta eficiencia y bajo ruido. Esto se logra ensanchando la entrada al cilindro de cubierta y conformando las puntas de las palas de ventilador para que se adapten a la forma de la entrada.

El documento JP-A-360251914 describe un ventilador de hélice montado en un cuerpo principal de purificador de aire. Este cuerpo principal de purificador tiene un puerto de aspiración de aire que tiene un filtro interpuesto con el mismo dispuesto en la superficie lateral corriente arriba de ese cuerpo principal en la dirección axial del ventilador. El documento JP-B-2775796 describe además un ventilador de un acondicionador de aire colocado dentro de un puerto de aspiración de aire.

Descripción de la invención

Problemas a resolver por la invención

Una boca acampanada que tiene una sección recta que se extiende radialmente hacia fuera formada en el reborde, o que tiene su pared lateral de entrada curvada en una forma casi semicircular hacia una dirección radialmente hacia fuera desde la superficie interior de una abertura de entrada con el fin de reducir la separación del flujo de aire en la boca acampanada que entra desde el borde circunferencial exterior de una pala, tal como el flujo de aire que entra desde una zona oculta por la boca acampanada cuando se ve desde una pala del soplador, puede cumplir su función solo cuando el soplador se usa en un entorno de paso de aire ideal, es decir, un entorno donde el paso de aire es circunferencialmente uniforme alrededor de su eje de rotación. Sin embargo, dicho entorno de paso de aire ideal es inusual como paso de aire real donde se opera el soplador. Además, incluso si el paso de aire es circunferencialmente uniforme alrededor del eje de rotación, el flujo de aire que entra en un soplador es difícilmente estable y uniforme. De hecho, el flujo de aire entrante siempre está cambiando y es significativamente turbulento cuando se ve desde una pala rotatoria, lo que dificulta que un soplador cumpla su función de manera suficiente. Además, un soplador que tiene una boca acampanada, cuyos cambios de curvatura según la falta de uniformidad son el resultado de una posición circunferencial de un paso de aire lateral de entrada, simplemente reduce la separación en la boca acampanada, y no es eficaz en la reducción de la turbulencia del flujo de aire entrante, suponiendo que dicho ventilador esté montado en un aparato de acondicionamiento de aire.

Un objetivo de la presente invención es reducir la turbulencia del flujo de aire entrante en sí para obtener un soplador de bajo ruido incluso si hay una falta de uniformidad resultante de las posiciones circunferenciales alrededor del eje de rotación del paso de aire lateral de entrada.

Medios para resolver los problemas

Un soplador según la presente invención comprende:

una pala que tiene un borde circunferencial exterior que tiene una combadura rebajada en una dirección de rotación, y

una boca acampanada que cubre la circunferencia de la pala en un lado de salida de aire,

en donde una superficie de la boca acampanada orientada hacia la pala tiene una primera parte de expansión corriente arriba con una forma convexa en una dirección corriente arriba de un eje de rotación, que se extiende corriente arriba desde una posición de diámetro interior mínimo y una segunda parte de expansión corriente arriba con una forma cóncava en la dirección corriente arriba del eje de rotación, que es continua con y se extiende corriente arriba desde la primera parte de expansión corriente arriba.

Ventajas

En un soplador según la presente invención, una superficie de la boca acampanada orientada hacia la pala tiene una primera parte de expansión corriente arriba con una forma convexa en una dirección corriente arriba de un eje de rotación, que se extiende corriente arriba desde una posición de diámetro interior mínimo y una segunda parte de expansión corriente arriba con una forma cóncava en la dirección corriente arriba del eje de rotación, que es continua con y se extiende corriente arriba desde la primera parte de expansión corriente arriba, por lo que el borde circunferencial exterior de la pala está encerrado y se ensancha una distancia entre el borde circunferencial exterior y la boca acampanada. Esto permite que se aspire más aire alrededor del borde circunferencial exterior, evitando de este modo un cambio de presión en la superficie de boca acampanada que surge de la turbulencia por el vórtice de punta de pala. Además, esto permite que el paso de aire alrededor del borde circunferencial exterior de una pala sea circunferencialmente uniforme, lo que evita la fluctuación del flujo de aire que entra en la pala, lo que lleva al logro de un soplador de bajo ruido. Además, esto permite que una sección desde la segunda parte de expansión corriente arriba hasta el punto de diámetro interior mínimo tenga una forma continua y uniforme, lo que evita la turbulencia del flujo de aire en sí y reduce eficazmente los niveles de ruido.

Breve descripción de los dibujos

[Fig. 1] La figura 1 es una vista frontal de un soplador según la realización 1 de la presente invención, tal como se ve desde una abertura de salida.

[Fig. 2] La figura 2 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea A-A de la figura 1.

[Fig. 3] La figura 3 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea B-B de la figura 1, cuyo borde circunferencial exterior se desarrolla en un plano con líneas que indican una posición de cada parte en una boca acampanada.

[Fig. 4] La figura 4 es una vista parcial ampliada de la figura 2.

[Fig. 5] La figura 5 es la misma vista que la figura 3, con la adición de una línea que ilustra el estado del flujo de aire en las proximidades de un borde circunferencial exterior de una pala.

[Fig. 6] La figura 6 es la misma vista que la figura 2, con la adición de unas líneas que indican una boca acampanada convencional para la comparación.

[Fig. 7] La figura 7(a) es una vista frontal de una unidad exterior de un aparato de acondicionamiento de aire según la realización 2, 6 de la presente invención. La figura 7(b) es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea C-C.

[Fig. 8] La figura 8 es una vista que muestra la dirección de un paso de aire, tal como se ve desde el eje de rotación de una unidad exterior de un aparato de acondicionamiento de aire según la realización 2, 6 de la presente invención.

[Fig. 9] La figura 9(a) es una vista frontal de una unidad exterior de un aparato de acondicionamiento de aire según la realización 3 de la presente invención. La figura 9(b) es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea D-D. La figura 9(c) es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea E-E.

[Fig. 10] La figura 10 es una vista que muestra la dirección de un paso de aire, tal como se ve desde el eje de rotación de una unidad exterior de un aparato de acondicionamiento de aire según la realización 3 de la presente invención.

[Fig. 11] La figura 11 es una vista en sección transversal parcialmente ampliada de una sección principal de una boca acampanada y un ventilador de hélice, tal como se ve desde un lado de entrada.

[Fig. 12] La figura 12(a) es una vista frontal de una unidad exterior de un calentador de agua con bomba de calor según la realización 4 de la presente invención. La figura 12(b) es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea F-F. La figura 12(c) es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea G-G.

[Fig. 13] La figura 13 es una vista ampliada de una sección principal de un soplador según la realización 5 de la presente invención.

[Fig. 14] La figura 14 es una vista obtenida desarrollando un borde circunferencial exterior de una pala de un soplador según la realización 5 de la presente invención en un plano con la adición de unas líneas de guía que indican una posición en una boca acampanada, así como aquellas que indican el estado del flujo de aire en las proximidades del borde circunferencial exterior de una pala.

[Fig. 15] La figura 15 es una vista ampliada de una sección principal de un soplador según la realización 5 de la presente invención, en comparación con uno convencional.

[Fig. 16] La figura 16 es una gráfica de comparación de las propiedades de ruido aerodinámico de un aparato de bomba de calor según la realización 7 de la presente invención con uno convencional.

[Fig. 17] La figura 17 es una gráfica de comparación de las propiedades de ruido aerodinámico de un aparato de bomba de calor según la realización 7 de la presente invención con uno convencional.

[Fig. 18] La figura 18 es un diagrama que muestra la forma de una pala de un ventilador de hélice según la realización 7 de la presente invención.

[Fig. 19] La figura 19 es un diagrama que muestra la forma de una pala de un ventilador de hélice según la realización 7 de la presente invención.

Números de referencia

1 pala

1a borde delantero

1b borde trasero

1c borde circunferencial exterior

1d superficie de presión

1e superficie de presión negativa

2 cubo

3 punto Pb1 de hélice

Pb2 extremo de borde trasero

Pb3 posición de diámetro interior mínimo

Pb4 punto (posición de transición)

Pf1 punto en la intersección

Pf2 punto en la intersección

Pf3 posición de combadura máxima

Ld1-Ld11 meridianos de división

4 cuerda

5 boca acampanada

5a parte de expansión

5b parte de diámetro interior mínimo

5c primera parte de expansión corriente arriba

5d segunda parte de expansión corriente arriba

5e tercera parte de expansión corriente arriba

6 placa deflectora

7 motor de ventilador

8 flujo de fuga

9 vórtice de punta de pala

10 dirección de rotación

11 sección curva de forma convexa

12 unidad exterior

13 cara de salida de aire

14 cara de entrada de aire

15 intercambiador de calor (cara lateral)

16 rejilla

17 cara superior del compartimento

18 placa inferior (cara lateral)

19 cámara de paso de aire interior

20 compresor

21 cámara de compresor

22 placa de separación (cara lateral)

23 combadura de extremo (superficie curva)

24 intercambiador de agua caliente

24a placa superior

25 unidad exterior y espacio de entrada de aire y espacio de salida de aire

a espacio de entrada de aire

p espacio de salida de aire

Mejores modos para realizar la invención

Realización 1

La realización 1 de la presente invención se describe a continuación con referencia a los dibujos adjuntos.

La figura 1 es una vista frontal de un soplador según la realización 1 de la presente invención, tal como se ve desde una abertura de salida. La figura 2 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea A-A de la figura 1. La figura 3 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea B-B de la figura 1, cuyo borde circunferencial exterior se desarrolla en un plano con unas líneas que indican una posición de cada parte en una boca acampanada. La figura 4 es una vista parcial ampliada de la figura 2. La figura 5 es la misma vista que la figura 3, con la adición de una línea que ilustra el estado del flujo de aire en las proximidades de un borde circunferencial exterior de una pala. La figura 6 es la misma vista que la figura 2, con la adición de unas líneas que indican una boca acampanada convencional para la comparación.

En un soplador según la presente realización, un ventilador de hélice 3 que tiene una pluralidad de palas 1 alrededor de un cubo 2 se acciona por un motor de ventilador 7. La pala 1 está formada por un borde de unión con el cubo 2, un borde delantero 1a orientado hacia una dirección de rotación, un borde trasero 1b opuesto al borde delantero 1a, un borde circunferencial exterior 1c, que se opone al borde de unión y que conecta el borde delantero 1a y el borde trasero 1b, y una superficie curva rodeada por estos bordes de unión, el borde delantero 1a, el borde trasero 1b y el borde circunferencial exterior 1c. La pala 1 tiene una superficie de presión 1d orientada hacia la dirección de rotación 10 formada en un lado de la misma y una superficie de presión negativa 1e formada en el otro lado de la misma. Pf1 es un punto en la intersección del borde delantero 1a con el borde circunferencial exterior 1c, mientras que Pf2 es un punto en la intersección del borde trasero 1b con el borde circunferencial exterior 1c. El borde circunferencial exterior 1c tiene una combadura cóncava en la dirección de rotación, tal como se muestra en la figura 3. Pf3 representa una posición de combadura máxima en la que la distancia entre una cuerda 4 que conecta Pf1 y Pf2 y el borde circunferencial exterior 1c es la más grande.

En las figuras 2 y 4, las líneas de la pala 1 muestran una trayectoria de rotación del borde delantero 1a, el borde trasero 1b y el borde circunferencial exterior 1c. Un eje alrededor del que giran el motor de ventilador 7 y la hélice 3 se conoce como eje de rotación. Una dirección hacia el lado de entrada de aire del eje de rotación (el lado izquierdo de la figura 2) se establece como una dirección corriente arriba del eje de rotación, mientras que una dirección hacia el lado de salida de aire del eje de rotación (el lado derecho de la figura 2) se establece como una dirección de rotación corriente abajo del eje de rotación.

La periferia exterior de la salida de aire de la pala 1 está cubierta con una boca acampanada 5. Como se muestra en la figura 4, la boca acampanada 5 se localiza con el fin de cubrir toda la circunferencia exterior de pala o parte del borde trasero 1b. Cuando se clasifican las características de cada sección de la boca acampanada 5 por una forma de sección transversal en la cara lateral de pala, una sección entre Pb2 y Pb3 es una parte de diámetro interior mínimo 5b que es la más cercana al borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 con el fin de cubrir el borde trasero 1b del borde de circunferencia exterior 1c de la pala 1. Una sección desde Pb2 hasta Pb1 se curva para formar una corriente abajo de la parte de expansión 5a para expandir un paso de aire hacia la corriente abajo rotatoria de la dirección del eje de rotación, y en Pb1 se conecta a una placa deflectora 6 para separar un espacio de salida de aire p de un espacio de entrada de aire a.

La boca acampanada 5 tiene la siguiente forma de expansión de paso de aire (forma de flujo de contracción como se ve desde la dirección del flujo de aire) en la dirección del lado de entrada. La boca acampanada 5 tiene una primera parte de expansión corriente arriba de forma convexa 5c entre Pb3 y Pb4, siendo Pb3 un extremo corriente arriba del eje de rotación de la parte de diámetro interior mínimo 5b de la boca acampanada 5. La boca acampanada 5 tiene una segunda parte de expansión corriente arriba de forma cóncava 5d de Pb4 a Pb5, que sigue a la primera parte de expansión corriente arriba 5c. La segunda parte de expansión corriente arriba 5d tiene una gran curvatura en las proximidades de Pb4, mientras que tiene una pequeña curvatura en las proximidades de Pb5, y tiene una sección sustancialmente cónica en las proximidades de Pb5. Además, la boca acampanada 5 tiene una tercera parte de expansión corriente arriba de forma convexa 5e desde Pb5 a Pb6, que sigue a la segunda parte de expansión corriente arriba 5d.

A continuación, se describe la relación posicional en la dirección del eje de rotación entre el ventilador de hélice 3 y la boca acampanada 5 con referencia a las figuras 3 y 4. Las líneas discontinuas Lb3, Lb4, Lb5 y Lb6 en la figura 3 representan las posiciones de Pb3, Pb4, Pb5 y Pb6 en la dirección del eje de rotación en la boca acampanada 5, respectivamente. En la figura 4, una línea discontinua Lf3 representa una posición en la dirección de rotación de la posición de combadura máxima Pf3 en el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1. Pb3, el extremo corriente arriba del eje de rotación de la parte de diámetro interior mínimo 5b de la boca acampanada 5 se localiza corriente arriba de la dirección del eje de rotación del extremo de borde trasero Pb2 en el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1. Pb4 en la parte de transición entre la primera parte de expansión corriente arriba 5c y la segunda parte de expansión corriente arriba 5d de la boca acampanada 5 se localiza corriente abajo de la dirección del eje de rotación de la posición de combadura máxima Pf3 en el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1. En otras palabras, una posición en la dirección del eje de rotación de la posición de combadura máxima Pf3 en el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 se incluye dentro del intervalo cubierto por la segunda parte de expansión corriente arriba 5d.

El funcionamiento de un soplador según la presente realización se describe usando las figuras 1 a 5.

En el soplador que tiene la estructura descrita anteriormente, el ventilador de hélice 3, cuando se acciona por el motor de ventilador 7, envía al espacio de salida de aire p el aire dentro de una zona donde el ventilador de hélice 3 gira y al mismo tiempo aspira el aire en el espacio de entrada de aire a hacia la zona donde gira la hélice 3. Los gases entran en el ventilador de hélice 3 desde la cara formada por una trayectoria de rotación del borde delantero 1a y la cara formada por la trayectoria de rotación del borde circunferencial exterior 1c. De esta manera, tiene lugar un flujo de aire desde el espacio lateral de entrada a al espacio lateral de salida p.

Como se muestra en la figura 5, una parte del gas que entra en el ventilador de hélice 3 se convierte en un flujo de fuga 8 hacia una superficie de presión negativa 1e desde una superficie de presión 1d a través de la parte exterior del borde circunferencial exterior 1c. Un flujo que tiene una estructura de vórtice llamada vórtice de punta de pala 9 tiene lugar en una posición a lo largo del borde circunferencial exterior 1c de la superficie de presión negativa 1e, originándose a partir del flujo de fuga 8 que se produce en las proximidades del borde delantero del borde circunferencial exterior 1c. El vórtice de punta de pala 9 se hace más grande a medida que se mueve hacia el lado de borde trasero desde el lado de borde delantero, y se aleja del borde circunferencial exterior 1c en las proximidades de la posición de combadura máxima Pf3 en la que la deflexión de flujo se hace grande. El vórtice de punta de pala 9 que se ha alejado del borde circunferencial exterior 1c se empuja por todo el flujo desde el espacio lateral de entrada a al espacio lateral de salida p para avanzar gradualmente hacia el espacio lateral de salida p y se descarga fuera del soplador a medida que se debilita la estructura del vórtice.

A continuación se describe la relación posicional en el lado corriente abajo entre la boca acampanada 5 y el borde circunferencial exterior 1c. Con el fin de que el soplador genere el caudal requerido, debe mantenerse una diferencia de presión entre el espacio lateral de entrada a y el espacio lateral de salida p, dependiendo del caudal. La parte en la que la distancia entre la pala 1 y la boca acampanada 5 es más pequeña, es el hueco entre la parte de diámetro interior mínimo 5b desde Pb2 a Pb3 y el borde circunferencial exterior 1c. En la presente realización, dicho hueco se establece en una posición en las proximidades del borde trasero 1b del borde circunferencial exterior 1c. Si el hueco es demasiado grande, la diferencia de presión y el caudal requeridos no pueden lograrse cuando hay una mayor resistencia al flujo de aire antes y después del soplador. Por consiguiente, la presente realización hace que el hueco entre la boca acampanada 5 y la pala 1 en las proximidades del borde trasero 1b del borde circunferencial exterior 1c sea más pequeño. Preferiblemente, el hueco es de aproximadamente el uno al tres por ciento del diámetro exterior de pala (diámetro de un círculo de rotación del borde circunferencial exterior 1c).

A continuación se describe la relación posicional en el lado corriente arriba entre la boca acampanada 5 y el borde circunferencial exterior 1c. Como se ha descrito anteriormente, la cara compuesta por la trayectoria de rotación del borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 es una cara de entrada de aire. La recepción del flujo entrante procedente de un área de entrada más grande tiene el efecto de reducir la velocidad del flujo entrante en la misma cantidad de flujo y reducir los niveles de ruido. Por consiguiente, es preferible hacer que la distancia entre el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 y la boca acampanada 5 sea lo suficientemente ancha. El borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 también es un lugar donde el vórtice de punta de pala 9 se origina, crece y se aleja. El vórtice de punta de pala 9 tiene una gran turbulencia y, si hay una pared, tal como una boca acampanada 5, en las proximidades, un cambio de presión en la superficie de pared se vuelve tan grande que da como resultado un aumento del ruido. Para evitar estos problemas, es preferible hacer que la distancia entre la boca acampanada 5 y el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 en el lado corriente arriba sea lo suficientemente grande.

Un soplador para uso práctico, sin embargo, es muy inusual que tenga un área amplia alrededor de la pala 1 en el espacio de entrada a y que la pala tenga una forma circunferencialmente uniforme. El flujo de aire hacia la pala tiende a volverse circunferencialmente no uniforme y varía en términos de tiempo, como se ve desde la pala rotatoria 1, lo que provoca un aumento del ruido. Por consiguiente, con el fin de lograr un soplador de bajo ruido, es preferible proporcionar una forma de paso de aire circunferencialmente uniforme. Más preferiblemente, el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 está cubierto con la boca acampanada 5.

Con el fin de lograr un soplador de bajo ruido a la vez que se mantiene la diferencia de presión entre el espacio de entrada a y el espacio de salida p, es preferible reducir la distancia entre el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 y la boca acampanada 5 en las proximidades del borde trasero 1b y garantizar un espacio más amplio en una posición más cercana al lado corriente arriba para tomar más flujo de aire. Además, con el fin de evitar un cambio de presión en la superficie de pared de boca acampanada resultante del vórtice de punta de pala 9, es preferible cubrir a la vez el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 para ampliar la distancia entre el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 y la boca acampanada 5 para evitar un aumento del ruido que surge por la forma de paso de aire no uniforme.

En un soplador según la presente realización, puesto que después de una primera parte de expansión corriente arriba de forma convexa 5c formada corriente arriba del eje de rotación, hay una segunda parte de expansión corriente arriba de forma cóncava 5d formada corriente arriba del eje de rotación, como es evidente en la figura 6, se ha descubierto que la distancia entre la circunferencia exterior 1c de la pala 1 y la boca acampanada 5 puede hacerse más grande mientras rodea la circunferencia exterior 1c de la pala 1 que la forma de expansión corriente arriba en una sección curva de forma convexa 11 (mostrada por una línea discontinua en la figura) corriente arriba del eje de rotación desde la parte de diámetro interior mínimo convencionalmente empleada en general. Esto permite que se aspire más aire alrededor del borde circunferencial exterior 1c de la pala 1, evitando de este modo un cambio de presión en la superficie de boca acampanada resultante de la turbulencia por el vórtice de punta de pala 9. Además, esto permite que el paso de aire alrededor del borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 sea circunferencialmente uniforme, lo que evita la fluctuación del flujo de aire que entra en la pala 1, lo que lleva al logro de un soplador de bajo ruido. Además, esto permite que una sección desde la corriente arriba de la dirección del eje de rotación de la segunda parte de expansión corriente arriba 5d hacia el punto de diámetro interior mínimo Pb3 tenga una forma suavemente continua, lo que es eficaz para evitar la turbulencia del flujo de aire y reduce eficazmente el ruido.

Además, la segunda parte de expansión corriente arriba 5d tiene una gran curvatura cerca de la primera parte de expansión corriente arriba 5c y una curvatura más pequeña en una posición más corriente arriba y tiene una sección sustancialmente cónica en la parte corriente arriba, lo que permite un área de abertura más amplia corriente arriba del eje de rotación de la segunda parte de expansión corriente arriba 5d, guiando de este modo una gran cantidad de flujo de aire hacia el espacio entre el borde circunferencial exterior 1c y la boca acampanada 5. Esto permite implementar un soplador de gran capacidad de aire y bajo ruido. Además de la segunda parte de expansión corriente arriba 5d, el soplador tiene una tercera parte de expansión corriente arriba de forma convexa 5e corriente arriba del eje de rotación. El soplador permite que el aire que entra desde el extremo de la boca acampanada siga la tercera parte de expansión corriente arriba 5e para reducir la turbulencia y lo guía hacia la pala 1. Como resultado, puede obtenerse un soplador de mucho menor ruido.

A continuación se describe una ventaja de la relación entre la combadura del borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 y la forma expandida de la boca acampanada 5 en el soplador según la presente realización. El vórtice de punta de pala 9 experimenta una fluctuación significativa en las proximidades de la combadura máxima donde el vórtice de punta de pala crece y se aleja, ejerciendo una gran influencia en un cambio de presión en la superficie de pared de boca acampanada. En este caso, la boca acampanada 5 tiene el punto de transición Pb4 entre la primera parte de expansión corriente arriba 5c y la segunda parte de expansión corriente arriba 5d localizada corriente abajo de la posición de combadura máxima Pf3 en el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1, lo que da como resultado una gran distancia entre el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 y la boca acampanada 5 en las proximidades del punto de combadura máxima Pf3, evitando de este modo un cambio de presión en la superficie de pared de boca acampanada.

Además, la localización en la dirección del eje de rotación del punto de combadura máxima Pf3 en el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 cae dentro del intervalo cubierto por la segunda parte de expansión corriente arriba 5d, lo que reduce el flujo de aire turbulento alrededor del vórtice de punta de pala 9 cuando se aleja y también reduce la turbulencia del vórtice de punta de pala 9, evitando de este modo el ruido provocado por el vórtice de punta de pala 9 en movimiento.

Se darán descripciones para el caso cuando la localización en la dirección del eje de rotación del punto de combadura máxima Pf3 en el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 cae dentro del intervalo cubierto por la segunda parte de expansión corriente arriba 5d. También se proporciona una ventaja similar cuando el punto de combadura máxima Pf3 está localizado dentro del intervalo cubierto por la tercera parte de expansión corriente arriba 5e.

Realización 2

Las figuras 7 y 8 muestran un aparato de bomba de calor, es decir, un aparato de acondicionamiento de aire según la realización 2 de la presente invención. La figura 7(a) es una vista frontal de una unidad exterior con forma de caja de un aparato de acondicionamiento de aire, mientras que la figura 7(b) es una sección transversal tomada a lo largo de la línea C-C de la figura 7(a). La figura 8 es una vista que muestra la dirección del paso de aire, como se ve desde el eje de rotación. Los números y símbolos de referencia en la figura 7 hacen referencia a los mismos componentes que aquellos con los mismos números y símbolos en la realización 1 descrita anteriormente. También se hace referencia a las figuras 1 a 6 al describir un soplador.

Un aparato de acondicionamiento de aire, es decir, una unidad exterior con forma de caja 12 según la presente realización incluye una cara de salida de aire 13 formada en la cara frontal, una cara de entrada de aire 14 formada en dos caras, incluyendo su cara opuesta (cara posterior) y una cara en el lado izquierdo, y un intercambiador de calor en forma de L 15 dispuesto con el fin de cubrir la cara de entrada de aire 14. Un soplador está dispuesto cerca del intercambiador de calor 15. Dicho soplador incluye un soplador según la realización 1 descrita anteriormente. El intercambiador de calor 15 incluye un tubo que tiene una aleta multicapa para la disipación de calor formada en una superficie exterior del mismo, teniendo el tubo un refrigerante que circula en su interior. El intercambiador de calor 15 no tiene necesariamente una forma de L, y puede proporcionarse solo en una cara posterior. En tal caso, el lado que rodea la cara de salida de aire 13 en la unidad en forma de caja está formado por una pluralidad de placas laterales. Una rejilla 16 está dispuesta corriente abajo del eje de rotación del soplador, lo que protege un ventilador de hélice 3 o protege a una persona del ventilador de hélice rotatorio 3. La cara de salida de aire 13 y la boca acampanada 5 están rodeadas por el intercambiador de calor 15, la placa superior 17, la placa inferior 18 y la placa de separación 22. La placa de separación 22 separa una cámara de paso de aire interior 19 que aloja el soplador dentro de la unidad exterior 12 de una cámara de compresor 21 que aloja un compresor 20.

Como se muestra en la figura 3, una pala 1 del ventilador de hélice 3 tiene una combadura de forma cóncava en el borde circunferencial exterior 1c en la dirección de rotación 10. Como se describe en la figura 4, con la boca acampanada 5 rodeando todo el lado periférico de la pala o el lado de borde trasero del ventilador de hélice 3, una parte de diámetro interior mínimo 5b que mantiene la distancia más corta con el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 en la sección de Pb2 a Pb3, cubre un borde trasero 1b del borde circunferencial exterior 1c en cualquiera de las direcciones (i) a (viii) mostradas en la figura 8. Se proporciona una parte de expansión corriente abajo 5a cuyo paso de aire se dobla en una sección de Pb2 a Pb1 para expandirse en la dirección corriente abajo del eje de rotación. La forma de expansión del paso de aire (forma de flujo de contracción vista desde la dirección del flujo de aire) en la dirección de entrada incluye una primera parte de expansión corriente arriba de forma convexa 5c entre Pb3 y Pb4, siendo Pb3 un punto final de la dirección corriente arriba del eje de rotación de la parte de diámetro interior mínimo 5b. Además, la boca acampanada 5 tiene una segunda parte de expansión corriente arriba de forma cóncava 5d de Pb4 a Pb5 corriente arriba del eje de rotación, que sigue a la primera parte de expansión corriente arriba 5c. La segunda parte de expansión corriente arriba 5d tiene una gran curvatura en las proximidades de Pb4, mientras que tiene una pequeña curvatura en las proximidades de Pb5, y tiene una sección sustancialmente cónica en las proximidades de Pb5, que es una parte corriente arriba. Además, la boca acampanada 5 tiene una tercera parte de expansión corriente arriba de forma convexa 5e en una sección de Pb5 a Pb6, que sigue a la segunda parte de expansión corriente arriba 5d.

Como se describe en la figura 4, en la dirección del eje de rotación del ventilador de hélice 3 y la boca acampanada 5, Pb3, un extremo corriente arriba de la parte de diámetro interior mínimo 5b de la boca acampanada 5 en la dirección del eje de rotación, está localizado corriente arriba de la dirección del eje de rotación del extremo de borde trasero Pb2 en el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1. Pb4 en la transición entre la primera parte de expansión corriente arriba 5c y la segunda parte de expansión corriente arriba 5d está localizado corriente abajo del eje de rotación de la posición de combadura máxima Pf3 en el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1. En otras palabras, una posición en la dirección del eje de rotación de la posición de combadura máxima Pf3 en el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 cae dentro del intervalo cubierto por la segunda parte de expansión corriente arriba 5d.

Un aparato de acondicionamiento de aire, es decir, una unidad exterior 12 según la presente realización se describe con respecto a la operación. Cuando se acciona por el motor de ventilador 7, el ventilador de hélice 3 gira para enviar aire al interior de la cámara de paso de aire interior 19, una zona donde gira el ventilador de hélice 3, desde la cara de salida de aire 13 hasta el espacio de salida de aire p, y al mismo tiempo aspira aire en el espacio de entrada de aire a desde la cara de entrada de aire 14 a través de la aleta del intercambiador de calor 15, que entra en la cámara de paso de aire interior 19 donde gira el ventilador de hélice 3. El intercambiador de calor 15 incluye un refrigerante que tiene una temperatura más alta o más baja que el gas fuera del intercambiador que circula en su interior, proporcionando intercambio de calor cuando el aire fuera del intercambiador 15 pasa a través del mismo. El aire, que se calienta o se enfría después de experimentar un intercambio de calor por el intercambiador de calor 15 al entrar en la cámara de paso de aire interior 19, se expulsa al exterior con el ventilador de hélice rotatorio 3.

El flujo de aire alrededor de la pala del ventilador de hélice 3 se comporta de la misma manera que en la realización 1. Es decir, como se muestra en la figura 5, una parte del aire que entra en el ventilador de hélice 3 se convierte en un flujo de fuga 8 hacia la superficie de presión negativa 1e desde la superficie de presión 1d a través del exterior del borde circunferencial exterior 1c. El vórtice de punta de pala 9 tiene lugar en una posición a lo largo del borde circunferencial exterior 1c de la superficie de presión negativa 1e, originándose a partir del flujo de fuga 8 que se produce en las proximidades del borde delantero de la superficie circunferencial exterior 1c. El vórtice de punta de pala 9 crece a medida que transita hacia el lado de borde trasero desde el lado de borde delantero, y se aleja del borde circunferencial exterior 1c de la pala en las proximidades de la posición de combadura máxima Pf3 en la que la deflexión del flujo se hace grande. El vórtice de punta de pala 9 que ha dejado el borde circunferencial exterior 1c se empuja por un flujo completo desde la cámara de paso de aire interior 19 hacia el exterior de la unidad y se descarga fuera del soplador a través de la cara de salida de aire 13, mientras se debilita su estructura de vórtice.

Como se ha descrito anteriormente, puesto que un aparato de acondicionamiento de aire según la presente realización emplea el soplador descrito anteriormente en la realización 1 como un soplador para promover el intercambio de calor por el intercambiador de calor 15 en la unidad exterior 12, está caracterizado por la forma de la boca acampanada 15 alrededor del ventilador de hélice 3 y la relación posicional entre el ventilador de hélice 3 y la boca acampanada 5. Por consiguiente, de la misma manera que en la realización 1 descrita anteriormente, puede aspirarse una gran cantidad de aire desde el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 del soplador, lo que evita un cambio de presión en la superficie de la boca acampanada 5 que surge de la turbulencia del vórtice de punta de pala 9. Además, el paso de aire alrededor del borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 puede homogeneizarse circunferencialmente, lo que ayuda a evitar la fluctuación del aire que entra en la pala 1, lo que lleva al logro de un soplador de menor ruido.

Una sección entre el lado de corriente arriba del eje de rotación de la segunda parte de expansión corriente arriba 5d y el punto de diámetro interior mínimo Pb3 puede construirse en una forma suavemente continua, que evita de manera eficaz el flujo de aire turbulento y reduce de manera eficaz el ruido. En particular, en una unidad exterior con forma de caja 12, la distancia hasta el final del paso de aire, excepto la boca acampanada 5 vista desde la pala 1, es pequeña, por ejemplo, en la dirección de (i), (iii), (v) , o (vii) en la figura 8 y grande en la dirección de (ii), (iv), (vi), u (viii). Una unidad exterior que emplea un soplador convencional que no tiene una distancia suficiente entre la boca acampanada 5 y la posición de combadura máxima Pf3 en el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 experimenta una fluctuación significativa en el flujo entrante y el vórtice de punta de pala 9 debido al cambio en la distancia de paso de aire resultante de la posición de rotación de la pala 1. Sin embargo, la unidad exterior 12 que emplea un soplador según la presente realización que tiene una distancia suficiente entre la boca acampanada 5 y la posición de combadura máxima Pf3 en el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 es capaz de evitar la fluctuación del flujo entrante de la distancia de paso de aire resultante de la posición de rotación de la pala 1, lo que lleva a una reducción significativa del ruido.

Además, puede reducirse un cambio en el flujo de aire en la posición de rotación de la pala 1, lo que da como resultado la reducción de un cambio de la fuerza ejercida por el ventilador de hélice 3 sobre el motor de ventilador 7, que lleva a la reducción del desgaste del cojinete o a la deflexión del eje del motor de ventilador 7. Esto prolonga la durabilidad de la unidad exterior 12 y ayuda a lograr que la unidad exterior 12 proporcione una calidad estable durante un largo período de servicio.

Realización 3

En la realización 2 descrita anteriormente, se describe un aparato de acondicionamiento de aire como una bomba de calor que tiene una boca acampanada 5 alrededor de un ventilador de hélice 3, teniendo la boca acampanada 5 una segunda parte de expansión corriente arriba 5d formada en la superficie circunferencial de la misma y una tercera parte de expansión corriente arriba 5e formada corriente arriba de la segunda parte de expansión corriente arriba 5d. Un objetivo de la presente invención también puede lograrse formando la segunda parte de expansión corriente arriba 5d y la tercera parte de expansión corriente arriba 5e solo en una parte donde la distancia al final de un paso de flujo de aire que no sea la boca acampanada 5 vista desde la pala 1 cambia rápidamente en la dirección circunferencial, por ejemplo, una parte (que tiene una larga distancia hasta el final del paso de flujo de aire) correspondiente a una esquina de una unidad exterior con forma de caja 12. Una unidad exterior 12 de un aparato de bomba de calor, es decir, un aparato de acondicionamiento de aire que tiene una parte corriente arriba que incluye la segunda parte de expansión corriente arriba 5d formada solo en algunas partes de la dirección circunferencial de la boca acampanada 5 se describe a continuación con referencia a las figuras 9 a 11.

La figura 9(a) es una vista frontal de una unidad exterior de un aparato de acondicionamiento de aire según la realización 3 de la presente invención. La figura 9(b) es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea D-D que incluye su eje de rotación. La figura 9(c) es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea E-E. La figura 10 es una vista que muestra la dirección de un paso de aire, como se ve desde el eje de rotación. La figura 11 es una vista en sección transversal parcialmente ampliada de una sección principal de una boca acampanada y un ventilador de hélice, como se ve desde un lado de entrada. En cada figura, se dan los mismos números y símbolos de referencia a las mismas partes en las realizaciones 1 y 2. También se hace referencia a las figuras 1 a 6 para describir a continuación un soplador.

Un aparato de acondicionamiento de aire, es decir, una unidad exterior con forma de caja 12 según la presente realización incluye una pala 1 de un ventilador de hélice 3 de su soplador que tiene una combadura de forma cóncava (véase la figura 3) formada en el borde circunferencial 1c de la misma con el fin de combarse en una dirección de rotación 10.

Como se muestra en la figura 9(a), la boca acampanada 5 que rodea toda la periferia o el borde trasero del ventilador de hélice 3 tiene su parte corriente arriba terminada en una primera parte de expansión corriente arriba 5c (véase la figura 4) en una parte que se extiende en cualquiera de las direcciones (i), (iii), (v) y (vii) como se muestra en la figura 10, es decir, en una parte que tiene una distancia menor a un paso de flujo de aire que no es la boca acampanada 5. Por el contrario, la boca acampanada 5 tiene una parte de diámetro interior mínimo 5b que está cara a cara con el borde trasero 1b del borde circunferencial exterior 1c en una parte definida por unas líneas que se extienden en las direcciones de (ii) y (iv) en una sección que consiste en una placa de separación 22, una placa superior 17 y una placa inferior 18 y en una parte definida por unas líneas que se extienden en las direcciones de (vi) y (viii) en una sección que consiste en un intercambiador de calor 15, la placa inferior 18 y la placa superior 17, siendo la parte de diámetro interior mínimo 5b la más cercana al borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 en una sección de Pb2 a Pb3, como se ha descrito en la realización 1 con referencia, por ejemplo, a la figura 4. La boca acampanada 5 tiene una parte de expansión corriente abajo 5a formada en una sección de Pb2 a Pb1 con el fin de expandir el paso de aire en la dirección corriente arriba del eje de rotación. La forma de expansión del paso de aire (forma de flujo de contracción vista desde la dirección del flujo de aire) en la dirección de entrada de aire incluye una primera parte de expansión corriente arriba de forma convexa 5c corriente arriba del eje de rotación entre Pb3 y Pb4, siendo Pb3 un extremo corriente arriba de la parte de diámetro interior mínimo 5b. Además, la boca acampanada 5 tiene una segunda parte de expansión corriente arriba de forma cóncava 5d desde Pb4 a Pb5, que sigue a la primera parte de expansión corriente arriba 5c. La segunda parte de expansión corriente arriba 5d tiene una gran curvatura en las proximidades de Pb4, mientras que tiene una pequeña curvatura en las proximidades de Pb5, y tiene una sección sustancialmente cónica en las proximidades de Pb5. Además, la boca acampanada 5 tiene una tercera parte de expansión corriente arriba de forma convexa 5e en una sección de Pb5 a Pb6, que sigue la segunda parte de expansión corriente arriba 5d.

Como se ha descrito en la realización 1, en la dirección del eje de rotación del ventilador de hélice 3 y la boca acampanada 5, Pb3, un extremo corriente arriba de la parte de diámetro interior mínimo 5b, se localiza corriente arriba del extremo de borde trasero Pb2 en el borde circunferencial exterior 1c en cualquiera de las direcciones de (ii), (iv), (vi) y (viii). Pb4 en la transición entre la primera parte de expansión corriente arriba 5c y la segunda parte de expansión corriente arriba 5d se localiza corriente abajo de la dirección del eje de rotación de la posición de combadura máxima Pf3 en el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1. Una posición en la dirección del eje de rotación de la posición de combadura máxima Pf3 en el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 cae dentro del intervalo cubierto por la segunda parte de expansión corriente arriba 5d.

Un aparato de acondicionamiento de aire según la presente realización que es una unidad exterior 12 también se caracteriza por la forma de la boca acampanada 15 alrededor del ventilador de hélice 3 y la relación posicional entre el ventilador de hélice 3 y la boca acampanada 5. Por consiguiente, como con las realizaciones 1 y 2 descritas anteriormente, puede aspirarse una gran cantidad de aire del borde circunferencial exterior 1c de una pala 1 de un soplador, lo que evita un cambio de presión en la superficie de la boca acampanada 5 que surge de la turbulencia del vórtice de punta de pala 9.

Una sección entre el lado corriente arriba de la segunda parte de expansión corriente arriba 5d y el punto de diámetro interior mínimo Pb3 puede construirse con una superficie suavemente continua, lo que evita de manera eficaz el flujo de aire turbulento y reduce de manera eficaz el ruido. En particular, en una unidad exterior 12, la segunda parte de expansión corriente arriba 5d y la tercera parte de expansión corriente arriba 5e cubren la periferia de la pala en cualquiera de las direcciones (ii), (iv), (vi) y (viii) como se muestra en la figura 8, donde la distancia a un paso de flujo de aire que no sea la boca acampanada 5 cambia rápidamente en la dirección circunferencial, evitando eficientemente de este modo la fluctuación del flujo de aire entrante y el vórtice de punta de pala 9, así como logrando una reducción del ruido.

Puesto que en la presente realización, una parte corriente arriba de la boca acampanada 5 que incluye la segunda parte de expansión corriente arriba 5d solo existe en una parte de la dirección de periferia del borde circunferencial exterior 1c, el efecto de evitar la fluctuación del flujo de aire entrante o el vórtice de punta de pala 9 se reduce en comparación con la realización 2 descrita anteriormente, donde se proporciona dicha parte corriente arriba alrededor de toda la periferia. En cambio, el diámetro del ventilador de hélice 3 puede ser grande. Un ventilador de hélice 3 que tiene un mayor diámetro reduce la revolución del ventilador a una cantidad de aire requerida, lo que lleva a una reducción del ruido. Además, un ventilador de mayor diámetro reduce la velocidad del flujo de aire expulsado por el ventilador de hélice 3 y pasa a través de la rejilla 16, lo que lleva a una reducción de las emisiones de ruido provocadas por la rejilla 16. De manera que puede obtenerse la unidad exterior de bajo ruido 12.

Además, la reducción de velocidad del flujo de aire que pasa a través de la rejilla 16 da como resultado la disminución de la resistencia al flujo de aire de la rejilla 16, lo que lleva al ahorro de energía eléctrica, así como al logro de una unidad exterior de gran ahorro de energía 12. Además, la reducción de la resistencia al flujo de aire de la rejilla 16 lleva a una reducción de la sobrepresión requerida, lo que da como resultado una reducción de las emisiones de ruido del ventilador de hélice 3 y la unidad exterior de menor ruido resultante 12.

Como se muestra en la figura 11, que representa una sección transversal perpendicular al eje de rotación en la segunda parte de expansión corriente arriba 5d, la boca acampanada 5 tiene una combadura de extremo de forma convexa 23 formada en ambos extremos circunferenciales de la segunda parte de expansión corriente arriba 5d en la dirección del eje de rotación. Esto suaviza continuamente una sección de transición entre la segunda parte de expansión corriente arriba 5d y una parte donde no se encuentra dicha parte, por ejemplo, entre la dirección de (vii) y la de (viii), o entre la dirección de (viii) y la de (i), evitando de este modo la fluctuación debida a la separación del flujo de aire que entra en la boca acampanada 5 en estas secciones de transición, de manera que puede obtenerse fácilmente un efecto de bajo ruido.

Realización 4

La figura 12(a) es una vista frontal de una unidad exterior con forma de caja rectangular de un calentador de agua con bomba de calor según la realización 4 de la presente invención. La figura 12(b) es una vista en sección transversal horizontal que incluye un eje de rotación tomado a lo largo de la línea F-F. La figura 12(c) es una vista en sección transversal que incluye un eje de rotación tomado a lo largo de la línea G-G. Los números y símbolos de referencia en la figura 12 hacen referencia a los mismos componentes que los de las realizaciones 1 y 3. También se hace referencia a las figuras 1 a 6 para proporcionar descripciones sobre el soplador.

En un calentador de agua con bomba de calor, es decir, una unidad exterior con forma de caja rectangular 25 según la presente realización, su soplador tiene la misma estructura que en la realización 3. Por consiguiente, se omiten las descripciones del soplador, y se describen a continuación las diferencias en la estructura con respecto a la realización 3. Como se muestra en la figura 12, el calentador de agua con bomba de calor según la presente realización tiene una cara de salida 13 proporcionada en la parte frontal de la unidad exterior 25, una cara de entrada de aire externa 14 proporcionada en dos caras, es decir, su cara opuesta (cara posterior) y una cara del lado izquierdo de la figura, y un intercambiador de calor en forma de L 15 está dispuesto con el fin de cubrir la cara de entrada de aire 14. Además, un intercambiador de calor de agua 24 para realizar el intercambio de calor entre un refrigerante y el agua se proporciona en la parte inferior de la cámara de paso de aire interior 19. El intercambiador de calor de agua 24 ocupa la parte inferior de la cámara de paso de aire interior 19. Cuando se ve desde el ventilador de hélice 3, la placa superior 24a del intercambiador de calor de agua 24 se reemplaza por la placa inferior 18 de la realización 3. Por lo tanto, la unidad exterior 25 de un calentador de agua con bomba de calor según la presente realización también proporciona las mismas ventajas y efectos que el soplador descrito en la realización 3, lo que lleva a la implementación de la unidad exterior 25 que proporciona poco ruido y mantiene la calidad durante un largo período de tiempo.

Realización 5

Además de las características descritas en la realización 1, un soplador según la presente realización está caracterizado por que un borde circunferencial de la pala 1 está combado hacia un lado de entrada (a) desde un lado de salida (p). La forma de dicho borde circunferencial se describe a continuación en términos de la combadura hacia el lado de entrada desde el lado de salida. Las características de una boca acampanada 5, excepto la forma de la pala, la posición relativa de un ventilador de hélice 3 y la boca acampanada 5, y la estructura con un motor de ventilador 7 son las mismas que en la realización 1. Por consiguiente, también se hace referencia a las figuras 1 a 6 para proporcionar una descripción del soplador.

La figura 13 es una vista ampliada, equivalente a la figura 4, de una sección principal de un soplador según la realización 5 de la presente invención, donde las líneas discontinuas Ld1 a Ld11 son meridianos de división obtenidos al dividir igualmente una sección radial de una pala, siendo el eje de rotación el centro y conectando las líneas de rotación unos puntos divididos del lado del cubo a un lado de la circunferencia exterior alrededor del eje de rotación para proyectar los puntos de división en un plano que contiene el eje de rotación. Se muestra el lado de la circunferencia exterior. La figura 13 muestra 12 divisiones que van desde el borde delantero hasta el borde trasero. El meridiano de división se comba por delante y por detrás de una línea Lf4 dibujada en el borde circunferencial exterior de una pala de tal manera que el borde circunferencial exterior se curva hacia un lado de entrada (espacio de entrada a) desde un lado de salida (espacio de salida p). Tal combadura que se muestra en la figura 13 se hace más grande en el medio entre el borde delantero y el borde trasero, Ld5 a Ld7, y se hace gradualmente más pequeña hacia el borde delantero o el borde trasero, mientras que no se encuentra combadura ni en un borde delantero 1a ni en un borde trasero 1b (representado como un meridiano en la figura 13) que son extremos del meridiano de división.

Un ventilador provisto de un ventilador de hélice 3 según la presente realización que tiene un borde circunferencial exterior de pala combado hacia el lado de entrada se describe a continuación en términos de su funcionamiento. Como se ha descrito anteriormente, el ventilador de hélice 3, cuando se acciona por el motor de ventilador 7, envía al espacio de salida de aire p el aire dentro de una zona donde el ventilador de hélice 3 gira y al mismo tiempo aspira el aire en el espacio de entrada de aire a hacia la zona donde gira la hélice 3 a través de las superficies definidas por un borde delantero 1a o un borde circunferencial exterior 1c cuando una pala está girando.

Como la figura 5, la figura 14 es una vista de un borde circunferencial exterior de una pala, con la adición de unas líneas de guía que indican el estado del flujo de aire en las proximidades del borde circunferencial exterior de la pala. Como se muestra en la figura 14, una parte del aire que entra en el ventilador de hélice 3 se convierte en un flujo de fuga 8 hacia la superficie de presión negativa 1e desde la superficie de presión 1d a través del exterior del borde circunferencial exterior 1c. En la presente realización, el borde circunferencial exterior de una pala está combado hacia un lado de entrada, lo que reduce la diferencia de presión entre la superficie de presión 1d y la superficie de presión negativa 1e en el borde circunferencial exterior 1c, así como suaviza el flujo de fuga 8 que entra en la superficie de presión negativa 1e desde la superficie de presión 1d. Por consiguiente, un vórtice de punta de pala 9 que se produce en una posición a lo largo del borde circunferencial exterior 1c en la superficie de presión negativa 1e, que se origina en el flujo de fuga 8 que se produce en las proximidades del borde delantero de la superficie circunferencial exterior 1c, tiene una presión central más alta que aquellos sin un borde circunferencial exterior combado hacia un lado de entrada, lo que hace que el vórtice sea más débil.

El vórtice de punta de pala 9 crece a medida que transita al lado del borde trasero 1b desde el lado del borde delantero 1a, y se aleja del borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 en la posición de combadura máxima Pf3 en la que una deflexión del flujo se hace grande. El vórtice de punta de pala 9 que ha dejado el borde circunferencial exterior 1c se empuja por un flujo completo desde el espacio de entrada a al espacio de salida p y se descarga fuera del soplador, mientras se debilita en la estructura de vórtice.

El vórtice que ha dejado el borde circunferencial exterior 1c interfiere con la boca acampanada 5 y una pala adyacente provocando emisiones de ruido e impide el flujo de aire desde el espacio de entrada a al espacio de salida p. Por estas razones, las velocidades de rotación de ventilador aumentan para obtener una cantidad requerida de volumen de aire y de presión, aumentando las emisiones de ruido. Al igual que en la presente realización, el borde circunferencial exterior de la pala se comba hacia un lado corriente arriba, debilitando de este modo el vórtice de punta de pala 9 y evitando el aumento del nivel de ruido provocado por el vórtice de punta de pala 9.

Sin embargo, el vórtice de punta de pala 9 se vuelve inestable, de tal manera que su posición y diámetro de vórtice se cambian fácilmente aunque es débil como un vórtice debido a su relativamente alta parte central cuando el borde circunferencial exterior de la pala se comba hacia el lado de entrada. Por esta razón, una boca acampanada convencional 25 que solo tiene una primera parte de expansión corriente arriba como se muestra en la figura 15 no puede obtener los suficientes efectos. Como se ha descrito anteriormente, los sopladores reales rara vez tienen un área amplia alrededor de la pala 1 en el espacio de entrada de aire a y una forma circunferencialmente uniforme. Una boca acampanada 24 que tiene una primera parte de expansión pequeña indicada por una línea continua es susceptible a la fluctuación en la periferia, lo que hace que el vórtice de punta de pala 9, inestable y débil, se vuelva aún más inestable, lo que perturba la trayectoria de flujo y provoca emisiones de ruido. En contraste, en el caso de la boca acampanada 25 que tiene una primera parte de expansión grande indicada por líneas de puntos discontinuas, se mitiga la influencia de las fluctuaciones en la periferia del borde circunferencial exterior. Sin embargo, debido a un paso de aire estrecho desde el borde circunferencial exterior 1c, el flujo de aire procedente del borde circunferencial exterior 1c disminuye en el lado corriente arriba de la dirección del eje de rotación, y al mismo tiempo también disminuye un flujo de fuga 8 desde la superficie de presión 1d a la superficie de presión negativa 1e, dando como resultado una zona más estrecha donde crece el vórtice de punta de pala 9. Por consiguiente, si la técnica del borde circunferencial exterior combado según la presente invención se aplica a este caso, el vórtice de punta de pala 9 se debilita y, por lo tanto, se aleja antes de la pala. Esto tiende a provocar una interferencia con la boca acampanada y su pala adyacente y expande una perturbación en la trayectoria de flujo, lo que da como resultado un aumento de las emisiones de ruido. Como se ha descrito anteriormente, una combinación de una boca acampanada convencional y un ventilador de hélice que tiene bordes circunferenciales exteriores combados no puede lograr los máximos efectos de reducción de ruido.

Como se muestra en la figura 15 usando líneas discontinuas, en un soplador según la presente realización que tiene una primera parte de expansión corriente arriba de forma convexa y una segunda parte de expansión corriente arriba de forma cóncava formada en el lado corriente arriba del eje de rotación, la boca acampanada 5 cubre el área del borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 y proporciona una distancia mayor al borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 que una boca acampanada convencional indicada por líneas continuas o líneas de puntos discontinuas. Esto hace que el paso de aire sea circunferencialmente uniforme alrededor del borde circunferencial exterior 1c de la pala 1, evitando de este modo las fluctuaciones del flujo de aire que entra en la pala 1 y el vórtice de punta de pala inestable, así como permitiendo que se aspire más flujo de aire desde el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1 y evitando que el vórtice de punta de pala 9 se aleje. Por consiguiente, un ventilador de hélice 3 que tiene el borde circunferencial exterior de pala combado puede lograr de manera eficaz efectos de reducción de ruido, lo que lleva al logro de un soplador de bajo ruido.

La combadura del borde circunferencial exterior realizada hacia el lado de entrada desde el lado de salida, como se muestra en la figura 13, se hace más grande en el medio entre el borde delantero 1a y el borde trasero 1b y se hace gradualmente más pequeña hacia el borde trasero 1b, mientras que no se encuentra combadura en el borde trasero 1b, un extremo del meridiano de división. Como se ha descrito anteriormente, la boca acampanada 5 hace que venga menos flujo de aire desde el borde circunferencial exterior 1c de la pala 1, y el borde circunferencial exterior menos combado en el borde trasero 1b, donde hay menos flujo de fuga 8 donde el vórtice de punta de pala 9 se origina y crece, da como resultado un mayor ángulo de giro en un borde circunferencial exterior que tiene una alta velocidad circunferencial, aumentando de este modo con eficacia la elevación de la pala. Esto reduce la velocidad de rotación para una cantidad requerida de volumen y presión de aire, dando como resultado una reducción en la velocidad relativa del flujo de aire en la superficie de pala. Dicha reducción de la velocidad relativa del flujo de aire en la superficie de pala significa una reducción en el cambio de presión que provoca emisiones de ruido, lo que lleva al logro de un soplador de bajo ruido.

Realización 6

Un aparato de bomba de calor, por ejemplo, un aparato de acondicionamiento de aire, se describe con referencia a las figuras 7 y 8 provisto de un soplador, con un borde circunferencial exterior de pala de un ventilador de hélice 3 combado hacia un lado de entrada desde un lado de salida, que tiene una segunda parte de expansión corriente arriba 5d a lo largo de toda la circunferencia en la dirección de la circunferencia continuamente corriente arriba de la primera parte de expansión corriente arriba de la boca acampanada 5. Se hace referencia a las figuras 1 a 6 para describir el soplador.

Un aparato de acondicionamiento de aire al que se aplica un soplador según la presente realización tiene la misma estructura y funcionamiento que los descritos en la realización 2, y proporciona las mismas ventajas y efectos que los de la realización 2. Por consiguiente, las descripciones proporcionadas a continuación son principalmente con respecto al borde circunferencial exterior combado de una pala 1 del ventilador de hélice 3.

Como se ha descrito anteriormente, una estructura de boca acampanada convencional, no puede proporcionar un efecto suficiente incluso si la pala 1 del ventilador de hélice 3 tiene un borde circunferencial exterior combado hacia el lado de entrada. En particular, cuando se instala en un aparato de bomba de calor, tal como un aparato de acondicionamiento de aire, una estructura de boca acampanada convencional tiene dificultades para proporcionar un efecto de reducción de ruido resultante de una pala que tiene un borde circunferencial exterior combado, debido a la baja uniformidad circunferencial en los pasos de aire en la periferia del borde circunferencial de pala.

Un aparato de acondicionamiento de aire según la presente realización incluye una boca acampanada que tiene una primera parte de expansión corriente arriba y una segunda parte de expansión corriente arriba dispuesta en la circunferencia completa del mismo y un ventilador de hélice 3 que tiene un borde circunferencial exterior de su pala 1 combado hacia un lado de entrada de aire, lo que evita el efecto del paso de aire no uniforme alrededor del borde circunferencial exterior y garantiza la entrada de aire desde el borde circunferencial exterior 1c, además de debilitar el vórtice de punta de pala 9, y logra efectos de reducción de ruido, lo que lleva al logro de un aparato de bomba de calor de bajo ruido.

Realización 7

Se darán descripciones para un aparato de bomba de calor, por ejemplo, un aparato de acondicionamiento de aire provisto de un ventilador de hélice 3 que tiene un borde circunferencial exterior de su pala combado hacia un lado de entrada desde un lado de salida y una segunda parte de expansión corriente arriba 5d formada a lo largo de parte del lado corriente arriba continuamente circunferencial de la primera parte de expansión corriente arriba 5c. Se hace referencia a las figuras 1 a 6 para describir el soplador.

Un aparato de acondicionamiento de aire al que se aplica un soplador según la presente realización tiene la misma estructura y funcionamiento que los descritos en la realización 3 usando las figuras 10 y 11, y proporciona las mismas ventajas y efectos de la realización 3. Por consiguiente, las descripciones proporcionadas a continuación se refieren principalmente a la combadura del borde circunferencial exterior de una pala 1 del ventilador de hélice 3 hacia el lado de entrada.

Como se ha descrito anteriormente, una estructura de boca acampanada convencional no puede lograr los suficientes efectos incluso si una pala 1 de un ventilador de hélice 3 tiene un borde circunferencial exterior combado hacia el lado de entrada. En particular, cuando se instala en un aparato de bomba de calor, tal como un aparato de acondicionamiento de aire, la uniformidad es baja en el paso de aire alrededor del borde circunferencial exterior de la pala. Cuando se adopta un gran diámetro exterior del ventilador, la distancia entre las caras ambientales y la pala se hace pequeña, de manera que es difícil obtener un efecto de bajo ruido en el caso de la combadura del borde circunferencial exterior de la pala hacia el lado de entrada.

Un aparato de acondicionamiento de aire según la presente realización incluye una boca acampanada que tiene una primera parte de expansión corriente arriba y una segunda parte de expansión corriente arriba dispuesta en una localización en la que hay un cambio significativo en la distancia entre la pala y la superficie del aparato, como se ve desde la pala rotatoria, lo que evita de manera eficaz el efecto del paso de aire no uniforme del borde circunferencial exterior y garantiza la entrada de aire desde el borde circunferencial exterior 1c, además de debilitar el vórtice de punta de pala 9 y lograr efectos de reducción de ruido, lo que lleva al logro de un aparato de bomba de calor de bajo ruido.

Las figuras 16 y 17 son gráficas que muestran la relación entre el volumen de aire y el nivel de ruido aerodinámico combinando los casos de una unidad exterior de un aparato de acondicionamiento de aire que tiene una pala 1 de un ventilador de hélice 3 con y sin un borde circunferencial exterior combado, una segunda parte de expansión corriente arriba, corriente arriba de la primera parte de expansión corriente arriba de boca acampanada en una esquina que consiste en una placa de separación, una placa superior y una placa inferior de la unidad exterior, y las que tienen una boca acampanada convencional. El borde circunferencial exterior de una pala 1 tiene una forma diferente entre la figura 16 y la figura 17. Las formas de palas en las figuras 16 y 17 se denominan en lo sucesivo ventilador de hélice A y ventilador de hélice B, respectivamente.

La combadura del ventilador de hélice A y el ventilador de hélice B se describe concretamente a continuación. La figura 18 muestra unos meridianos de división, como los de la figura 13. 0 es una diferencia angular entre antes y después de la inclinación de los cambios de meridiano de división, en el ventilador de hélice A, 0 en un meridiano de división en el centro del borde delantero 1a y el borde trasero 1b, es decir, un meridiano de división Ld6 en la figura 18 se establece en un máximo de aproximadamente 14 grados. En el ventilador de hélice B, 0 en un meridiano de división más cercano al borde delantero 1a, es decir, un meridiano de división Ld4 en la figura 18, se establece en un máximo de aproximadamente 14 grados. La posición del radio, que es un punto base en donde se modifica el gradiente de los meridianos de división, se especifica como un radio del 85 % del diámetro circunferencial exterior para ambos ventiladores. El valor máximo de 0 (aproximadamente 14 grados) se obtiene después de realizar varias pruebas y preferiblemente es de 14 grados aproximadamente. La figura 19 es una vista de desarrollo del borde circunferencial exterior de una pala 1. La relación de combadura se define como D dividida por L, donde D es una distancia máxima entre la cuerda de pala y la pala y L es la longitud de la cuerda. La relación de combadura se establece en el 5,8 por ciento en una posición del 85 por ciento del radio y en el 8,7 por ciento en una posición del diámetro exterior.

Ambas figuras 16 y 17 muestran que una boca acampanada que tiene una segunda parte de expansión corriente arriba proporciona más reducción de ruido que una boca acampanada convencional en el caso de que no se forme una combadura en el borde circunferencial exterior de una pala. En el caso de que se forme una combadura en el borde circunferencial exterior de una pala hacia el lado de entrada, la boca acampanada convencional no proporciona casi ninguna reducción de ruido para una unidad exterior, mientras que una boca acampanada que tiene una segunda parte de expansión corriente arriba proporciona una reducción de ruido significativa.

Aplicabilidad industrial

Una unidad exterior 12 de un aparato de acondicionamiento de aire y una unidad exterior 25 de un calentador de agua con bomba de calor se han descrito anteriormente como ejemplo de las aplicaciones de un soplador según la presente invención. El soplador según la presente invención puede usarse ampliamente en otros diversos tipos de aparatos (por ejemplo, un ventilador de ventilación) e instalaciones que están provistas de un soplador.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un soplador que comprende:

una pala (1) que tiene un borde circunferencial exterior (1c) que tiene una combadura rebajada en una dirección de rotación, y

una boca acampanada anular (5) que cubre la circunferencia de la pala (1) en un lado de salida de aire, en donde una parte de superficie de la boca acampanada (5) orientada hacia una cara compuesta por una trayectoria de rotación del borde circunferencial exterior (1c) tiene una primera parte de expansión corriente arriba (5c) de forma convexa, orientada hacia una dirección corriente arriba de un eje de rotación y que se extiende corriente arriba desde una posición de diámetro interior mínimo (Pb3) y una segunda parte de expansión corriente arriba (5d) de forma cóncava, orientada hacia la dirección corriente arriba del eje de rotación, que es continua con y se extiende desde la primera parte de expansión corriente arriba (5c), y caracterizado por que

una parte de transición entre la primera parte de expansión corriente arriba (5c) y la segunda parte de expansión corriente arriba (5d) está localizada corriente abajo de una posición de combadura máxima (Pf3) en el borde circunferencial exterior (1c) de la pala (1).

2. El soplador de la reivindicación 1, en donde una parte corriente arriba de la segunda parte de expansión corriente arriba (5d) tiene, en general, forma de cono.

3. El soplador de la reivindicación 1 o 2, en donde una tercera parte de expansión corriente arriba (5e) tiene una forma convexa en la dirección corriente arriba del eje de rotación, siendo la tercera parte de expansión corriente arriba (5e) continua con y extendiéndose corriente arriba desde la segunda parte de expansión corriente arriba (5d).

4. El soplador de la reivindicación 3, en donde la segunda parte de expansión corriente arriba (5d) o la tercera parte de expansión corriente arriba (5e) cubre la parte de combadura máxima (Pf3) en el borde circunferencial exterior (1c) de la pala (1).

5. El soplador de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde un lado del borde circunferencial exterior de la pala (1) de un ventilador de hélice (3) está combado hacia un lado de entrada desde un lado de salida.

6. El soplador de la reivindicación 5, en donde con respecto a una combadura formada desde el lado de salida hacia el lado de entrada en el lado del borde circunferencial exterior de la pala (1) del ventilador de hélice (3), el grado de la combadura se hace gradualmente más pequeño desde un punto intermedio entre un borde delantero (1a) y un borde trasero (1b) hacia el borde trasero (1b).

7. Un aparato de bomba de calor que comprende:

una cara de salida de aire (13) proporcionada en una cara superior o una cara lateral de un compartimento y que dispone de un soplador de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en el mismo,

una cara de entrada de aire (14) proporcionada en al menos una cara excepto la cara de salida de aire (13), un intercambiador de calor (15) dispuesto con el fin de cubrir la cara de entrada de aire (14); y

una pluralidad de placas laterales para formar las otras caras excepto la cara de salida de aire (13) y la cara de entrada de aire (14),

en donde la primera parte de expansión corriente arriba (5c) del soplador se forma a partir de una posición de diámetro interior mínimo (Pb3) en una parte completa de una dirección circunferencial de la boca acampanada, y la segunda parte de expansión corriente arriba (5d) del soplador se forma continua con la primera parte de expansión corriente arriba (5c) en una parte completa de la dirección circunferencial de la boca acampanada.

8. Un aparato de bomba de calor que comprende:

en donde una primera parte de expansión corriente arriba (5c) del soplador se forma a partir de una posición de diámetro interior mínimo (Pb3) en una parte completa de una dirección circunferencial de la boca acampanada, y la segunda parte de expansión corriente arriba (5d) del soplador se forma continua con la primera parte de expansión corriente arriba (5c) en algunas partes de la dirección circunferencial de la boca acampanada.

9. El aparato de bomba de calor de la reivindicación 8, en donde la segunda parte de expansión corriente arriba (5d) de la boca acampanada (5) tiene una superficie curva (23) en ambos extremos circunferenciales de la misma, teniendo la superficie curva (23) una forma convexa en la dirección de un eje de rotación.

10. El aparato de bomba de calor de la reivindicación 8 o 9, en donde una posición circunferencial de la boca acampanada (5) donde la segunda parte de expansión corriente arriba (5d) se extiende parcialmente corriente arriba desde la primera parte de expansión corriente arriba (5c) corresponde a una esquina entre las caras laterales que rodean la cara de salida de aire (13) del compartimento.

11. El aparato de bomba de calor de la reivindicación 10, en donde las caras laterales que rodean la cara de salida de aire (13) del compartimento consisten en la pluralidad de placas laterales.

12. El aparato de bomba de calor de la reivindicación 10, en donde las caras laterales que rodean la cara de salida de aire (13) del compartimento consisten en la pluralidad de placas laterales y el intercambiador de calor (15).