CN107850083A - 送风机和搭载有该送风机的空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明的送风机具有：叶轮，该叶轮具有作为旋转中心的轮毂和设置于该轮毂的外周面的多个叶片；以及结构物，该结构物相对于空气流配置于叶轮的上游侧。其中，叶片在仅作为前缘的负压面侧的部分配置多个具有长度方向的两边的长方形状的凹部，从而能够抑制叶片的升力变动，抑制离散频率噪音。

Description

送风机和搭载有该送风机的空调装置

技术领域

本发明涉及送风机和搭载有该送风机的空调装置。尤其涉及叶轮的稳定驱动。

背景技术

例如，轴流送风机、斜流送风机等送风机具有叶轮，该叶轮具有作为旋转中心的轮毂和设置于该轮毂的外周的多个叶片。以往，提出了各种结构的送风机。

作为这种的送风机，例如提出有在各叶片的负压面侧前缘部从前缘端朝向叶片的后端设有多个肋部的送风机(例如参照专利文献1)。肋部通过以叶片的外周前缘侧圆弧部的中心为中心点的圆弧与翼前缘的交点，并配置成与该圆弧的切线平行，从而防止气流在翼负压面处剥离而实现低噪音化。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4035237号公报

发明内容

发明要解决的课题

例如，在将送风机搭载于空调装置等的情况下，一般来说，在相对于空气流来说的叶轮的上游侧配置有用于防止异物等混入的过滤器、护手部件等结构物。例如，在这样的结构物在叶轮的上游侧配置于叶轮附近的情况下，结构物的下游侧的气流不再稳定，从而叶轮所具有的叶片的升力会变动。并且，由于升力变动，存在会产生例如刺耳的离散频率噪音这样的问题点。

本发明是为了解决上述那样的问题点而完成的，其目的在于获得能够抑制叶片的升力变动的送风机等。

用于解决课题的手段

本发明的送风机具有：叶轮，该叶轮具有作为旋转中心的轮毂和设置于该轮毂的外周面的多个叶片；以及结构物，该结构物相对于空气流配置于叶轮的上游侧；其中，叶片在仅作为前缘的负压面侧的部分，配置多个具有长度方向的两边的长方形状的凹部。

发明效果

根据本发明，由于配置于各叶片的前缘部的凹部减慢(日文：なます)因前缘的位置而异的通过结构物后的空气的速度，因此能够抑制叶片的升力变动。并且，通过抑制升力变动，能够抑制离散频率噪音的产生。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的送风机100的一个例子的图。

图2是表示在本发明的实施方式1的送风机100所具有的叶片2中将某个半径下的圆筒剖面以平面展开而得到的叶栅的图。

图3是表示在本发明的实施方式1的送风机100所具有的叶片2中将某个半径下的圆筒剖面以平面展开而得到的叶栅、与在叶轮1的上游侧配置有结构物9时的空气的速度分布的概略的图。

图4是说明本发明的实施方式2的安装有结构物9的送风机100的一个例子的图。

图5是表示本发明的实施方式3的送风机100的一个例子的图。

图6是表示本发明的实施方式3的送风机100的另一个例子的图。

图7是表示本发明的实施方式3的送风机100的又一个例子的图。

图8是表示本发明的实施方式4的送风机100所具有的叶片2的结构的图。

图9是表示本发明的实施方式5的室内机200的一个例子的图。

具体实施方式

下面，参照附图等，对本发明的实施方式的送风机等进行说明。在下面的附图中，赋予相同附图标记的部件是相同或相当的部件，在下面所记载的实施方式的全文中是通用的。说明书全文中表示的构成要素的方式只不过是例示，而并非限定于说明书所记载的方式。尤其是构成要素的组合不限定于各实施方式中的组合，其它实施方式所记载的构成要素也能够适用于另外的实施方式。另外，将图中的上方作为“上侧”而将下方作为“下侧”进行说明。另外，上游和下游作为相对于空气等流体的流动来说的上游和下游来进行说明。而且，对于用下角标进行区分等的多个同种设备等，在没有特别区分或特定的必要的情况下，有时省略下角标来记载。在附图中，各构成部件的大小关系有时与实际的不同。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1的送风机100的一个例子的图。图1示出了从作为空气的流入侧的负压面侧观察送风机100的图。实施方式1的送风机100例如是轴流送风机、斜流送风机等。送风机100具有叶轮1和壳体4。

叶轮1具有作为叶轮1的旋转中心(旋转轴)的轮毂3和设置于轮毂3的外周面的多个叶片2。叶轮1的轮毂3与驱动叶轮1旋转的电机(未图示)相连。在电机的驱动力的作用下，叶轮1旋转，从而使空气朝向图1中的纸面里侧方向流动。另外，作为箱体的壳体4与叶轮1的外周部隔着空隙地设置于叶轮1的外周侧，并收容叶轮1。在壳体4上安装等有例如对流入叶轮1的空气进行整流的喇叭口等。

图2是表示在本发明的实施方式1的送风机100所具有的叶片2中将某个半径下的圆筒剖面以平面展开而得到的叶栅的图。在本实施方式的送风机100中，叶轮1的叶片2在叶片2的前缘部5具有多个凹部8。凹部8形成有在从轴向观察时从前缘部5朝向后缘部6为长方形状的槽。在此，长方形状也包括正方形状在内。该长方形状的一边位于前缘部5，成为从前缘朝向槽内的风的入口。在长方形状的位于后缘部6侧的一边具有与未形成槽的负压面之间的台阶，流过槽内的风在该台阶部分被释放到负压面的没有槽的部分。

凹部8在叶片2的负压面7侧沿着前缘部5配设。叶片2是在负压面与压力面之间具有厚度的材料，凹部8仅形成于负压面。凹部8的深度例如是叶片2厚度的20～70％。另一方面，叶片2的后缘部6越朝向后缘则厚度越薄，且没有形成凹部8。在本实施方式中，多个凹部8沿着前缘部5等间隔地配置。另外，沿着前缘部5相邻的凹部8之间的间隔可以是与凹部8的宽度(长方形状的长度方向的两边的间隔)同等的程度，例如是凹部8宽度的0.5～3倍左右。而且，可以是0.8～2倍左右。而且，各凹部8被配置成：长方形状的长度方向的两边沿着连接叶轮1的旋转中心和前缘部5的前缘的线的法线平行。凹部8的长度方向的长度例如是叶片2的厚度的程度(厚度的70～150％)。另外，在前缘部5，可以在靠近外周的部分设置凹部8而在靠近轮毂3的部分不设置凹部8。

接下来，对在本实施方式所示的送风机100的结构中在叶片2的前缘部5配置凹部8所带来的效果进行说明。一般来说，在将送风机100搭载于空调装置等而使用的情况下，从防止异物的混入、安全的观点等出发，例如，如后述的图4等所示，在空气流中叶轮1的上游侧设置过滤器、护手部件等结构物9。在此，由于设置空间的制约等，结构物9多被设置于叶轮1附近。另外，为了改善空气流、提高送风机100的送风效率，结构物9多是将细部件组合形成为格子状、圆形状等而形成的。

图3是表示在本发明的实施方式1的送风机100所具有的叶片2中将某个半径下的圆筒剖面以平面展开而得到的叶栅、与在叶轮1的上游侧配置有结构物9时的空气的速度分布的概略的关系的图。例如，结构物9对空气流进行隔断等，所以，相对于空气流来说，在结构物9的下游侧形成成为空气速度慢的区域的尾流区域。在此，尤其是在结构物9接近叶轮1地配置于叶轮1的上游侧的情况下，尾流区域会达到叶片2的位置。因此，空气在到达叶片2之前速度不会变慢。例如，若叶片2与结构物9之间的距离和叶片2的直径之差大的话，则空气的速度会因叶片2的场所而有所不同。因此，对由叶轮1的旋转所产生的空气流的影响会变得显著。

例如，在以往的结构的送风机100中，在叶轮1旋转时，在叶片2通过尾流区域的过程中，气流相对于叶片2的流入角度变化。由于叶片2周期性地通过尾流区域，所以，在叶片2上产生周期性的升力变动，从而会产生刺耳的离散频率噪音。

另一方面，如实施方式1所示的送风机100那样，在叶片2的前缘部5配置多个凹部8的情况下，在配置有凹部8的部位和未配置凹部8的部位，前缘部5处的气流的实质上的迎角变化。在图2中示出：在形成有叶片2的一半厚度左右的凹部8的部位，前缘部5的厚度变薄，从而迎角减小一半左右。

更具体地说，在尾流区域，送风机100的旋转轴方向的速度分量变小。因此，在配置有凹部8的部位，迎角变小，而在未配置凹部8的部位，迎角变大。因此，旋转的叶片2通过结构物9的尾流区域时产生的叶片2的升力变动，在设置有凹部8的部位和未设置凹部8的部位是不同的。在实施方式1中，形成有凹部8的部位和未形成凹部8的部位沿着前缘交替排列。由于结构物9的尾流而升力变大的位置由于升力变动不同而错开。结果，在叶片2产生的升力变动整体变小。另外，凹部8的宽度和凹部8之间的距离大致是同等程度，所以，能够良好地抑制升力变动。

另外，凹部8形成为长方形状，并且，形成为长度方向是与前缘部5垂直的方向。因此，在前缘部5，沿着叶片2的负压面7流动的气流会被扰乱。因此，叶片2通过尾流区域时相对于叶片2的相对速度的变化量变小，而且，在叶片2产生的升力变动变小。

综上所述，在实施方式1的结构的送风机100中，即使在送风机100的上游侧设置有结构物9的情况下，也能够降低由结构物9的尾流区域和叶片2相干涉所引起并产生的离散频率噪音。

实施方式2.

在实施方式1的送风机100中，通过在叶片2的前缘部5配置多个凹部8而能够减少叶片2的升力变动，从而抑制离散频率噪音的产生。本实施方式的送风机100通过调整配置凹部8的位置而能够更有效地获得离散频率噪音的降低效果。在此，在实施方式2中，没有特别记载的项目等是与实施方式1相同的。另外，对具有相同的功能、结构等的部件等采用相同的附图标记来进行说明。

图4是说明本发明的实施方式2的安装有结构物9的送风机100的一个例子的图。在图4中，从旋转轴方向观察在空气流中的上游侧安装有结构物9的送风机100。在实施方式2的送风机100中，与由设置于送风机100的上游侧的结构物9产生的尾流区域强的部位相对应地，在叶片2的前缘部5的负压面7配置多个凹部8。在各个部位，多个凹部8隔开间隔地排列。例如，在图4中，将由棒状部件9B支撑直径不同的多个环形状部件9A而构成的防护装置作为结构物9。环形状部件9A是以旋转轴为中心的圆形或部分圆形的部分。棒状部件9B是从旋转轴的中心呈放射状延伸的部分。环形状部件9A和棒状部件9B也可以由1个连续的材料构成。

在这样的结构物9中，尤其是在环形状部件9A与棒状部件9B相交的部位，尾流区域的速度变化变大，离散频率噪音的产生会变得显著。另外，从旋转轴方向观察，环形状部件9A的部分在整个圆周相对于叶片2会产生尾流。并且，在从旋转轴的中心向径向外侧观察叶片2的情况下，从旋转轴的中心起到环形状部件9A的半径的部分成为受尾流的影响大的部分。可以是：与上面那样的受尾流的影响大的部分相对应地，在叶片2上配置凹部8。例如，可以是：在从旋转轴方向观察叶片2的情况下，在叶片2旋转1周期间至少1/4全周以上与环形状部件9A重叠且受到尾流的影响的部分设置凹部8。

另一方面，棒状部件9B在径向呈放射状延伸。因此，在整个圆周中只有极少部分受到尾流的影响，是尾流的影响小的部分。因此，如图4那样，成为直径不同的2个环形状部件9A的中间的部分受尾流的影响小。因此，可以不必配置凹部8。

但是，即使是径向呈放射状延伸的部分的尾流侧，在与叶片2的距离非常接近的部分，尾流的影响也会变大。因此，不限于环形状部件9A的尾流侧，例如，在叶片2中，可以在结构物9与叶片2的距离接近到叶片2直径的1/20以下等的位置配置凹部8。尤其是，在叶片2中，速度加快的外周部受尾流的影响大。于是，例如，可以仅在叶片2的径向的距中心侧60～100％的范围设置凹部8。

综上所述，在结构物9中，从旋转轴方向观察与叶片2重叠的部分变多的位置、多个部件相交、分支等的位置、与叶片2的距离非常接近的位置，是与叶片2的前缘部5相干涉的位置。于是，在实施方式2的送风机100中，在叶片2的前缘部5和结构物9相干涉的部分所对应的位置，配置凹部8。

通过采用这样的结构，会抑制由设置于送风机100的上游侧的结构物9产生的尾流区域与叶片2的干涉所引起的离散频率噪音的产生。另外，在本实施方式的送风机100中，能够防止在叶片2的前缘部5安装多个凹部8所导致的风量降低、压力上升量降低这样的送风性能的恶化。

例如，若将凹部8配置于叶片2的前缘部5，则在前缘部5，沿着叶片2的负压面7流动的气流会被扰乱。因此，能够缓和在叶片2产生的升力变动，另一方面，在叶片2产生的阻力也会增加。因此，送风机100的送风性能也会恶化。但是，在实施方式2的送风机100中，通过在由设置于送风机100的上游侧设置的结构物9产生的尾流的影响大的部位配置凹部8，能够降低送风性能的恶化。

实施方式3.

图5是表示本发明的实施方式3的送风机100的一个例子的图。图5是从负压面7侧观察送风机100的图。在此，在实施方式3中，没有特别记载的项目等是与实施方式1或实施方式2相同的。另外，对具有相同的功能、结构等的部件等采用相同的附图标记来进行说明。

图5所示的送风机100的叶片2构成为：对于配置于前缘部5的长方形状的凹部8而言，使配置于叶片2外周侧的凹部8的宽度尺寸10A比配置于内周侧的凹部8的宽度尺寸10B窄。通过采用这样的结构，在由设置于送风机100的上游侧的结构物9所产生的尾流区域在送风机100位于叶片2的外周侧的情况下，能够有效地降低离散频率噪音。

例如，叶轮1具有作为旋转中心的轮毂3和设置于轮毂3的外周面的多个叶片2。各叶片2在轮毂3的半径方向延伸地安装。叶轮1旋转时的周向速度越朝向叶片2的外周侧越快。因此，流入的气流相对于叶片2的相对速度越朝向叶片2的外周侧越快。因此，形成于叶片2的叶面的速度边界层的厚度在叶片2的外周侧比在内周侧薄。

通过在叶片2的前缘部5具有凹部8，在前缘部5处扰乱流动，能够降低在叶片2通过从设置于送风机100的上游侧的结构物9产生的尾流区域时所产生的升力变动。其效果能够通过破坏在叶片2的叶面形成的速度边界层而获得。因此，可以是：在前缘部5构成的凹部8的宽度尺寸10与在叶片2的叶面形成的速度边界层的厚度为同等程度。例如，在叶片2的叶面形成的速度边界层的厚度在叶片2的外周侧变薄。于是，设置于叶片2的前缘部5的凹部8的宽度尺寸10能够构成为越朝向叶片2的外周侧越小。

而且，在这样构成的送风机100中，能够抑制在叶片2的前缘部5产生的紊乱量。因此，能够抑制叶片2所产生的阻力的增加，能够降低送风性能的恶化。

图6是表示本发明的实施方式3的送风机100的另一个例子的图。基于图6，对送风机100的叶片2所具有的多个凹部8的外周侧和内周侧的深度进行说明。

图6所示的送风机100的叶片2构成为：关于配置于叶片2的前缘部5的长方形状的凹部8，配置于叶片2的外周侧的凹部8的深度尺寸11A比配置于内周侧的凹部8的深度尺寸11B浅。如前述那样，形成于叶片2的叶面的速度边界层比叶片2的外周侧的速度边界层要薄。由于配置于外周侧的凹部8的深度尺寸11A比配置于内周侧的凹部8的深度尺寸11B浅，所以，能够破坏速度边界层。因此，能够降低在叶片2通过由上游侧的结构物9所产生的尾流区域时在叶片2产生的升力变动，从而能够降低离散频率噪音的产生。

图7是表示本发明的实施方式3的送风机100的又一个例子的图。图7所示的送风机100构成为：关于配置于叶片2的前缘部5的长方形状的凹部8，配置于叶片2的外周侧的凹部8之间的间隔12A比配置于内周侧的凹部8之间的间隔12B窄。

在叶轮1中，叶片2的周向速度越朝向外周侧则越快。因此，与由设置于送风机100的上游侧的结构物9所产生的尾流区域相干涉所引起的离散频率噪音，越朝向叶片2的外周侧则越容易产生。因此，叶片2的外周侧的升力变动比内周侧的升力变动大。通过使配置于叶片2的外周侧的凹部8之间的间隔12A比配置于内周侧的凹部8之间的间隔12B窄，能够获得叶片2的外周侧与内周侧相比使凹部8带来的迎角的变化所引起的翼力变动降低的效果。因此，能够有效地降低在周向速度快的外周侧产生的离散频率噪音。

实施方式4.

图8是表示本发明的实施方式4的送风机100所具有的叶片2的结构的图。图8(a)示出了将某个半径下的圆筒剖面以平面展开而得到的叶栅的剖面。另外，图8(b)示出了从负压面侧观察送风机100的图。在此，在实施方式4中，没有特别记载的项目等是与实施方式1～实施方式3相同的。另外，对具有相同的功能、结构等的部件等采用相同的附图标记来进行说明。

实施方式4的送风机100的叶片2在前缘部5具有凹部8，该叶片2在前缘部5的负压面7的设置有凹部8的部位具有大致圆弧状突起13，该突起13成为凸部。由于具有大致圆弧状突起13，所以，在叶片2通过从设置于送风机100的上游侧的结构物9产生的尾流区域时，在配置有凹部8的部位和未配置凹部8的部位，前缘部5处的气流的实质上的迎角的变化进一步加大。

因此，能够进一步减小旋转的叶轮1的叶片2在通过结构物9的尾流区域时产生的叶片2的升力变动，从而能够有效地降低离散频率噪音的产生。另外，大致圆弧状突起13被设置在前缘部5的设有凹部8的区域，所以，能够将由堵塞(日文：ブロッケージ)的增加所导致的送风性能的恶化抑制得小。

而且，大致圆弧状突起13的高度尺寸可以是越朝向叶片2的外周侧则越小。例如，通过使大致圆弧状突起13的高度尺寸越朝向叶片2的外周侧则越小，能够既获得在叶面的速度边界层薄的叶片2的外周侧破坏速度边界层的效果又将叶片2的外周侧处的堵塞的增加所导致的送风性能的恶化抑制得小。

实施方式5.

图9是表示本发明的实施方式5的室内机200的一个例子的图。在此，图9为了说明内部的结构而将室内机200的一部分分解表示。实施方式5的室内机200是采用了上述实施方式1～实施方式4中说明的送风机100的、用于空调装置的壁挂型的室内机。但是，不限于例如壁挂型的室内机，也能够适用于落地型的室外机等。另外，不限于室内机200，也能够适用于与室内机200配管连接而构成制冷剂回路来进行空气调节的室外机等。

室内机200主要具有壳体4、送风机100和热交换器50。实施方式5的壳体4不仅收容送风机100，还收容热交换器50。另外，壳体4具有例如使作为空调对象区域的室内的空气流入内部的吸入口21、以及将调节过的空气供给到室内的吹出口22。送风机100形成使从吸入口21流入的空气通过热交换器50并从吹出口22流出的空气流。送风机100被配置于吸入口21的下游侧且热交换器50的上游侧。热交换器50在空气流中被配置于例如从送风机100至吹出口22的风路中。热交换器50对制冷剂和空气进行热交换而生成调节过的空气。并且，由这些构成要素使得风路在壳体4内相连通。吸入口21在壳体4的上部开口形成。吹出口22是通过在壳体4的前表面部下侧开口而形成。室内机200的壳体4的背面侧4b被固定于室内的天花板附近的墙壁。并且，吸入靠近天花板的空气并从下侧吹出已经调节过的空气。

在此，作为空调装置整体，例如，将室内机200和室外机(未图示)用配管连接而构成制冷剂回路。图9示出了在壳体4内收容有3台送风机100而成的室内机200的例子，但送风机100的台数没有特别限制。例如，也可以是1～2台送风机100。

在本实施方式中，在作为送风机100的上游侧的吸入口21，设置护手部件作为结构物9。并且，在送风机100的受护手部件的尾流的影响大的部分，在叶片2上配置有凹部8。因此，在室内机200中，能够有效地降低噪音的产生。尤其是通过在重视静音性的室内的室内机200中采用在叶片2具有凹部8的送风机100，能够提高静音效果。

附图标记说明

1叶轮、2叶片、3轮毂、4壳体、4b背面侧、5前缘部、6后缘部、7负压面、8凹部、9结构物、9A环形状部件、9B棒状部件、10宽度尺寸、10A宽度尺寸、10B宽度尺寸、11A尺寸、11B尺寸、13圆弧状突起、21吸入口、22吹出口、50热交换器、100送风机、200室内机。

Claims (11)

1.一种送风机，具有：

叶轮，该叶轮具有作为旋转中心的轮毂和设置于该轮毂的外周面的多个叶片；以及

结构物，该结构物相对于空气流配置于所述叶轮的上游侧；

其中，

所述叶片在仅作为前缘的负压面侧的部分配置有多个具有长度方向的两边的长方形状的凹部。

2.根据权利要求1所述的送风机，其中，

所述凹部在与所述前缘垂直的方向上长。

3.根据权利要求1所述的送风机，其中，

所述凹部的所述两边沿着连接所述旋转中心和所述前缘的线段的法线。

4.根据权利要求1所述的送风机，其中，

所述凹部被配置于通过所述结构物后的空气流即尾流与所述叶片的所述前缘的部分相干涉的位置。

5.根据权利要求4所述的送风机，其中，

所述凹部被配置于，在从旋转轴方向观察所述叶片时在所述叶片旋转1周期间至少1/4全周以上重叠的位置。

6.根据权利要求1或2所述的送风机，其中，

与位于所述叶片的内周侧的所述凹部相比，位于外周侧的所述凹部的宽度窄。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的送风机，其中，

与位于所述叶片的内周侧的所述凹部相比，位于外周侧的所述凹部浅。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的送风机，其中，

与所述叶片的内周侧相比，所述叶片的外周侧的所述凹部之间的配置间隔窄。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的送风机，其中，

所述叶片在所述负压面的所述前缘的部分具有大致圆弧状的凸部。

10.根据权利要求9所述的送风机，其中，

所述凸部的高度在所述叶轮的半径方向不同。

11.一种空调装置，搭载有权利要求1至10中任一项所述的送风机。