CN105008723A - 螺旋桨式风机及具备该螺旋桨式风机的空调机 - Google Patents

Abstract

通过作为噪音降低的手段采用减小叶端漩涡的前掠叶片，从而使喇叭口附近的速度下降，抑制叶片的出口、喇叭口的出口的速度的不均匀，为此，在螺旋桨式风机的叶片中，旋转投影在经过旋转轴的平面上的后缘部形成为从旋转轴朝向叶端部以第一曲率从吸入侧向排出侧弯曲，而且，还形成为在经过拐点后以小于所述第一曲率的第二曲率从吸入侧向排出侧弯曲。

Description

螺旋桨式风机及具备该螺旋桨式风机的空调机

技术领域

本发明涉及一种螺旋桨式风机及具备该螺旋桨式风机的空调机。

背景技术

在空调机等中，螺旋桨式风机得到大量应用。图13表示现有的螺旋桨式风机的螺旋桨的俯视图。图13是从排出侧观察螺旋桨的图。螺旋桨由设置在轮毂的周围的多个叶片构成。为了降低噪音，大多采用使叶片朝向旋转方向前掠的形状(前掠叶片)。前掠叶片具有减小从叶端流出的叶端漩涡的作用，具有降低噪音的效果。

作为本技术领域的背景技术，现有日本特公平2-2000(专利文献1)。在专利文献1中，记载了如下方案，即：通过对上述的前掠叶片的叶片前掠程度、叶片的倾斜度、叶片截面的弯曲度这样的形状参数进行数值限定，能够实现大风量化、高静压化及噪音的降低。

另外，还有日本专利第3744489号(专利文献2)。在专利文献2中，记载了如下方案，即：通过使叶片的外周端部向吸入侧翘曲，能够减小叶端漩涡从而降低噪音。而且还记载了通过规定叶片与喇叭口的那样的位置关系，能够抑制气流与喇叭口的干涉从而降低噪音的方案。

另外，还有日本专利第4818184号(专利文献3)。在专利文献3中，记载了如下方案，即：通过以与专利文献2不同的定义方法使叶片向吸入侧翘曲，能够使叶端漩涡向叶片外周部的内侧移动，防止叶端漩涡与喇叭口的干涉，实现噪音降低和高效化。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特公平2-2000

专利文献2:日本专利第3744489号

专利文献3:日本专利第4818184号

发明内容

发明所要解决的课题

在实施例中，将叶片作用于气流的力称为“叶片力”。在图13中，叶片作用于气流的叶片力以箭头A’表示。在现有的螺旋桨式风机的螺旋桨中，叶片是向旋转方向前掠的形状，因而叶片力像箭头A’那样地相对于旋转轴6的方向朝向内周方向作用。借助朝向该内周方向的叶片力，气流获得朝向内周方向的动量，因而使得气流朝向内周方向。

图14表示投影在经过现有的螺旋桨式风机的旋转轴6的截面上的速度矢量的示意图。如图14所示，气流朝向内周方向，因而，虽然图中未示出，但气流未被供给至覆盖螺旋桨式风机的外周地配置的喇叭口的附近。这样，喇叭口附近的空气速度下降。在气流未被供给至喇叭口附近时，叶片的出口和喇叭口的出口的速度不均匀，因而存在关于螺旋桨式风机的高效化的课题。

因此，本发明的目的在于谋求螺旋桨式风机的高效化。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，采用例如权利要求范围记载的结构。

本申请包括多个解决上述课题的技术方案，举例而言，是一种螺旋桨式风机，具备：形成为旋转中心的旋转轴；以及设置在该旋转轴的周围的多个叶片，在所述多个叶片的外周方向外侧配置有喇叭口，所述螺旋桨式风机的特征在于，所述多个叶片分别由以下部分形成：后缘部，所述后缘部相对于旋转方向形成于后方；前缘部，所述前缘部相对于旋转方向形成于前方；以及叶端部，所述叶端部从该后缘部的外周方向的顶端部朝向前缘部的外周方向的顶端部形成，旋转投影在经过所述旋转轴的平面上的所述后缘部形成为从所述旋转轴朝向所述叶端部以第一曲率从吸入侧开始向排出侧弯曲，而且，还形成为在经过拐点后以小于所述第一曲率的第二曲率从吸入侧开始向排出侧弯曲。

另外，在上述结构中，优选地，在所述喇叭口的最接近所述叶片的端面上，在从所述拐点的位置和旋转面上观察时，位于排出方向的端部且角度沿外周方向改变的位置基本重合。

另外，在上述结构中，优选地，投影在垂直于所述旋转轴的平面上的所述后缘部从所述旋转轴朝向所述叶端部地在反转方向上形成凸状，而且，在经过拐点后，形成直线状或在旋转方向上形成凸状。

另外，在上述结构中，优选地，对于所述多个叶片各自而言，叶片力相对于所述旋转轴方向朝向外周方向地作用于所述后缘部之中以所述第一曲率形成的部位，并且叶片力相对于所述旋转轴方向朝向内周方向地作用于所述后缘部之中以所述第二曲率形成的部位。

另外，在上述结构中，优选地，具有防护罩，所述防护罩使空气通过所述叶片的排出侧并且防止规定尺寸以上的异物混入，与螺旋桨相距规定长度以上的距离。

此外，还提供一种空调机，具备：框体，所述框体具有空气的吸入口及吹出口；换热器，所述换热器配置在该框体内；风机，所述风机配置在该换热器的上游侧或下游侧，由所述吸入口吸入框体外部的空气并从所述吹出口吹出，优选地，该风机使用上述结构中任一项所述的螺旋桨式风机。

发明效果

根据本发明能够实现螺旋桨式风机的高效化。

附图说明

图1是经过实施例1的螺旋桨式风机的旋转轴的平面的剖视图。

图2是说明实施例1的螺旋桨式风机同现有例的螺旋桨式风机的叶片力的区别的图。

图3是投影在经过实施例1的螺旋桨式风机的旋转轴的截面上的速度矢量的示意图。

图4是经过实施例2的螺旋桨式风机的旋转轴的平面的剖视图。

图5是投影在经过实施例2的螺旋桨式风机的旋转轴的截面上的速度矢量的示意图。

图6是实施例2的螺旋桨式风机同以往的螺旋桨式风机的轴动力相比较的一例。

图7是表示在实施例2中与形状不同于图4的喇叭口相组合的图。

图8是表示在实施例2中与形状不同于图4的喇叭口相组合的图。

图9是实施例3的螺旋桨的俯视图。

图10是实施例4的螺旋桨式风机的图。

图11是实施例4的螺旋桨式风机同以往的螺旋桨式风机的噪音相比较的一例。

图12是实施例5的空调机的剖视图。

图13是现有的螺旋桨式风机的螺旋桨的俯视图。

图14是投影在经过现有的螺旋桨式风机的旋转轴的截面上的速度矢量的示意图。

具体实施方式

以下，利用附图对本发明的实施例进行说明。

实施例1

利用图1～图3对本发明的实施例1进行说明。

图1是经过实施例1的螺旋桨式风机的旋转轴的平面的剖视图。附图标记1表示叶片、2表示轮毂、3表示后缘部、4表示前缘部、5表示叶端部、6表示作为旋转中心的旋转轴、X表示空气的流动方向。后缘部3相对于叶片1的旋转方向形成于后方，前缘部4相对于叶片1的旋转方向形成于前方。叶端部5从后缘部3的周向上的顶端部开始朝向前缘部4的周向上的顶端部形成。

在图1中，后缘部3表示的是旋转投影在经过旋转轴6的平面上的图。后缘部3形成为从旋转轴6朝向叶端部5以第一曲率α从吸入侧向排出侧弯曲。而且，还形成为在经过拐点7后以小于第一曲率α的第二曲率β弯曲。

图2是说明实施例1的螺旋桨式风机同现有例的螺旋桨式风机的叶片力的区别的图。图2是从排出侧倾斜方向观察螺旋桨式风机的图。A表示实施例1的螺旋桨式风机的后缘部3的第二曲率β的部分3b所作用的叶片力。A’表示现有例的螺旋桨式风机的叶端部5’侧的后缘部3b’所作用的叶片力。Y表示叶片的旋转方向。

本实施例的螺旋桨式风机的叶片1形成上述的结构，因而叶片力A相对于旋转轴6的方向朝向外周方向作用。因此，后缘部3b附近的气流局部地获得相对于旋转轴6的方向朝向外周方向的动量。另一方面，现有的螺旋桨式风机的叶片力A’相对于旋转轴6的方向朝向内周方向作用。因此，叶片间的气流获得相对于旋转轴6的方向朝向内周方向的动量。

图14表示投影在经过现有的螺旋桨式风机的旋转轴的截面上的速度矢量的示意图。图14的气流T借助图2的相对于旋转轴6的方向朝向内周方向的叶片力A’获得朝向内周方向的动量，因而朝向内周方向。因此，虽然图中未示出，但气流未被供给至覆盖螺旋桨式风机的外周方向地配置的喇叭口的附近，喇叭口附近的速度下降。气流未被供给至喇叭口附近，换言之，会导致像气流U那样地停滞。因此，喇叭口附近的气流U和气流T导致叶片的出口侧的速度不均匀，成为效率下降的重要原因。

图3表示投影在经过实施例1的螺旋桨式风机的旋转轴的截面上的速度矢量的示意图。借助图2的叶片力A的作用，像图3的气流S那样，叶端部5附近的气流相对于旋转轴6朝向外周方向。即，根据本实施例的后缘部3的形状，叶片力A相对于旋转轴6的方向朝向外周方向地作用于后缘部3中以第一曲率α形成的部位，并且，叶片力相对于旋转轴6的方向朝向内周方向地作用于后缘部3中以第二曲率β形成的部位。

其结果是，以往，如图14所示，在喇叭口的附近，气流未被供给至喇叭口附近而像气流U那样地停滞，与此相对，能够借助叶片力A的作用而抑制以往那样的产生气流U的事态。因此，能够使叶片出口附近的速度均匀化而降低叶片后流的混合损失，因而能够增加效率。

实施例2

在本实施例中，利用图4～图8对能够使实施例1更加高效化的实施例进行说明。

图4是经过实施例2的螺旋桨式风机的旋转轴的平面的剖视图。8表示喇叭口、9表示圆筒部、10表示喇叭口的端部。圆筒部9是喇叭口8的一部分，隔开规定的间隙地覆盖叶片1。端部10是圆筒部9的排出侧的端部，在图1中设定于角度变化成与外周方向成直角的位置，将端部10配置成从拐点7和旋转面上观察时重合。

即，在喇叭口8的最接近叶片1的端面上，位于排出方向的端部10且角度在外周方向上发生变化的位置在从旋转面上和从拐点7观察时基本重合。由此，在喇叭口8的最接近叶片1的端面上，当从朝向外侧的叶片力A所作用的部分与朝向外侧的叶片力A未作用的部分的交界的位置和从旋转面上观察时，位于排出方向的端部10且角度在外周方向上发生变化的位置基本重合。

图5表示投影在经过实施例2的螺旋桨式风机的旋转轴的截面上的速度矢量的示意图。由于配置成使端部10与拐点7基本重合，因而借助实施例1的在图2示出的箭头A方向的叶片力的作用而均匀化了的速度分布利用圆筒部9被保持成气流不扩散。因此，能够进一步可靠地获得实施例1的作用效果，能够增加螺旋桨式风机的效率。

图6表示实施例2的螺旋桨式风机同现有的螺旋桨式风机的轴动力相比较的结果。在动作点附近，同现有的螺旋桨式风机相比，实施例2的螺旋桨式风机所消耗的电力能够实现3.3％的节能化、即高效化。

图7及图8是表示在实施例2中与形状不同于图4的喇叭口相组合的图。图7的喇叭口在圆筒部9的排出侧形成圆弧状。在此情况下，端部10a是圆筒部9的直线与圆弧的切点。图8的喇叭口在圆筒部9的排出侧形成圆锥状的锥形。在此情况下，端部10b是圆筒部9的直线与圆锥状的锥形的切点。如图所示地将端部10a及10b配置成在从拐点7和旋转面上观察时重合。对于根据本发明获得的作用效果而言，在图7及图8的任一个的喇叭口都能够获得与图4的喇叭口相同的效果。

实施例3

在本实施例中，利用图9和图10对能够使实施例1或实施例2进一步高效化的实施例进行说明。

图9是实施例3的螺旋桨的俯视图。图9是从排出侧观察螺旋桨的图。在图9中，后缘部3被投影在垂直于旋转轴的平面上。后缘部3从轮毂2朝向叶端部5在反转方向上形成凸状，在经过拐点18后在旋转方向上形成凸状。B表示轮毂2侧的后缘部3h附近所作用的叶片力、C表示叶端部5侧的后缘部3t附近所作用的叶片力。优选地，拐点18被设定成与实施例1及2所述的与拐点7半径相同。

以拐点18为界，后缘部3t的曲率发生变化，因此，同叶片力B相比，叶片力C的方向变化成相对于旋转轴6朝向外周方向。由于该叶片力的方向的变化，后缘部3t附近的气流获得朝向外周方向的动量，使得叶端部5附近的气流朝向外周方向。其结果是，叶片出口附近的速度均匀化。利用速度的均匀化而使叶片后流的混合损失降低，因而效率得到增加。

此外，在图9中，虽然后缘部3t形成为在旋转方向上呈凸状，但通过使其在后缘部3t的曲率经过拐点18后相对于后缘部3h变大的方向上进一步地呈直线状变化，能够获得与上述相同的作用。

实施例4

在本实施例中，利用图10和图11对除了能够实现实施例1～3的高效化之外还能够获得低噪音化的效果的实施例进行说明。

图10是实施例4的螺旋桨式风机的图。图10是在实施例1～3的螺旋桨式风机的叶片的后流侧配置了防护罩的结构。该防护罩形成为条状或网状，以便空气通过叶片的排出侧，利用该条或网的间隙防止规定尺寸以上的异物混入。同现有的螺旋桨式风机相比，实施例1～3的螺旋桨式风机的叶片出口附近的速度均匀化。由于因气流而导致的噪音与流速的六次方成正比例，因而对于从防护罩11产生的噪音而言，在速度局部较大的情况下，从该部分产生的噪音占主导地位。因此，在速度均匀化了的本实施例4中，同与现有的螺旋桨式风机相结合的情况相比噪音降低。

图11表示实施例4的螺旋桨式风机同现有的螺旋桨式风机的噪音相比较的一例。能够确认，同现有的螺旋桨式风机相比，实施例4的螺旋桨式风机的噪音降低大约1dB。

此外，该防护罩11的条或网的间隙需要设定成规定尺寸以下，从而防止成人的手指进入。进而，还需要设定成即使当儿童的手指进入防护罩11的间隙时也能够防止其与螺旋桨12接触。因此，通过将从防护罩11的条或网的端部到后缘3的与防护罩11最接近的位置19之间的距离L设定成规定长度以上，从而能够确保进一步的安全性。假设儿童的手指的长度为约50mm，则作为距离L优选地将其确保为50mm以上。

实施例5

在本实施例中，对使用了具备实施例1～4中任一个要件的螺旋桨式风机的空调机进行说明。

图12是实施例5的空调机的剖视图。该空调机是室外机，在图12中，螺旋桨12固定支承于马达13、马达支承台14并旋转。在螺旋桨12的外周配置喇叭口8。在其下游区域配置防护罩11。在单元15的内部，在螺旋桨12的上游设置有换热器16。在单元15的内部搭载有压缩机17。

该空调机利用马达13使螺旋桨12旋转，从而将空气吸入换热器16并冷却或过热，随后在空气经过螺旋桨12和喇叭口8而被升压后，从防护罩11将其排出。由于在螺旋桨式风机及喇叭口中使用实施例1～4中任一个记载的螺旋桨式风机，因而能够获得低噪音、高效率的空调机。

此外，虽然在本实施例中对室外机进行了说明，但对本发明的技术而言，空调机还可以是其他的型式、或者室内机等，只要是使用螺旋桨式风机的结构，就能够通用本发明。

附图标记说明

1、1’ 叶片

2、2’ 轮毂

3、3’、3t、3h 后缘部

4、4’ 前缘部

5、5’ 叶端部

6、6’ 旋转中心

7 拐点

8 喇叭口

9 圆筒部

10、10a、10b 端部

11 防护罩

12 螺旋桨

13 马达

14 马达支承台

15 单元

16 换热器

17 压缩机

18 拐点

19 从防护罩11的条或网的端部起，后缘3的最接近防护罩11的位置

A、A’ 叶片力

B 叶片力

C 叶片力

L 距离

S 气流

T 气流

U 气流

X 空气的流动方向

Y 旋转方向

α 第一曲率

β 第二曲率

Claims (6)

1.一种螺旋桨式风机，具备：

形成为旋转中心的旋转轴；以及

设置在该旋转轴的周围的多个叶片，

在所述多个叶片的外周方向外侧配置有喇叭口，所述螺旋桨式风机的特征在于，

所述多个叶片分别由以下部分形成：

后缘部，所述后缘部相对于旋转方向形成于后方；前缘部，所述前缘部相对于旋转方向形成于前方；以及叶端部，所述叶端部从该后缘部的外周方向的顶端部朝向前缘部的外周方向的顶端部形成，

旋转投影在经过所述旋转轴的平面上的所述后缘部形成为从所述旋转轴朝向所述叶端部以第一曲率从吸入侧开始向排出侧弯曲，而且，还形成为在经过拐点后以小于所述第一曲率的第二曲率从吸入侧开始向排出侧弯曲。

2.如权利要求1所述的螺旋桨式风机，其特征在于，在所述喇叭口的最接近所述叶片的端面上，在从所述拐点的位置和旋转面上观察时，位于排出方向的端部且角度沿外周方向改变的位置基本重合。

3.如权利要求1所述的螺旋桨式风机，其特征在于，投影在垂直于所述旋转轴的平面上的所述后缘部从所述旋转轴朝向所述叶端部地在反转方向上形成凸状，而且，在经过拐点后，形成直线状或在旋转方向上形成凸状。

4.如权利要求1～3中任一项所述的螺旋桨式风机，其特征在于，

对于所述多个叶片各自而言，

叶片力相对于所述旋转轴方向朝向外周方向地作用于所述后缘部之中以所述第一曲率形成的部位，并且

叶片力相对于所述旋转轴方向朝向内周方向地作用于所述后缘部之中以所述第二曲率形成的部位。

5.如权利要求1～3中任一项所述的螺旋桨式风机，其特征在于，具有防护罩，所述防护罩使空气通过所述叶片的排出侧并且防止规定尺寸以上的异物混入，与螺旋桨相距规定长度以上的距离。

6.一种空调机，具备：

框体，所述框体具有空气的吸入口及吹出口；

换热器，所述换热器配置在该框体内；

风机，所述风机配置在该换热器的上游侧或下游侧，由所述吸入口吸入框体外部的空气并从所述吹出口吹出，所述空调机的特征在于，

该风机使用如权利要求1～3中任一项所述的螺旋桨式风机。