專利名稱：送風(fēng)機(jī)及具有該送風(fēng)機(jī)的空氣調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種葉片結(jié)構(gòu)經(jīng)過改進(jìn)的送風(fēng)機(jī)及具有這種送風(fēng)機(jī)的空氣調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：


圖17示出了以往的軸流送風(fēng)機(jī)Z0。該軸流送風(fēng)機(jī)Z0采用下述結(jié)構(gòu)，通過馬達(dá)24旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)葉輪21，同時(shí)，在該葉輪21的外周側(cè)，配設(shè)有圍繞該葉輪的鐘形罩25，葉輪21通過在輪轂22的外周呈放射狀地設(shè)有多枚葉片23、23……而構(gòu)成。另外，如圖18及圖19所示，上述葉輪21的上述葉片23，是其前緣23a朝旋轉(zhuǎn)方向前方前進(jìn)的前彎葉片，且是其斷面形狀具有流線形狀的厚壁葉片，相對上述輪轂22以給定的角度安裝。
如圖19所示，上述葉片23在其翼弦方向上具有“帶拱度”的彎曲形式，其凹側(cè)面為壓力面23c，其凸側(cè)面為負(fù)壓面23d。并且，上述葉輪21轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如圖20所示，從上述葉片23的前緣23a側(cè)流入的空氣與該前緣23a沖擊后，分別流向其壓力面23c側(cè)及負(fù)壓面23d側(cè)，并從其后緣23b側(cè)向后方排放，這時(shí)，在上述壓力面23c的升力作用下升壓，并朝箭頭A所示方向吹出。
但是，在上述以往的軸流送風(fēng)機(jī)Z0中，如圖19所示，葉片23的“拱度”是從其前緣23a到后緣23b以同一方向連續(xù)變化的通例。這是立足于重視下述送風(fēng)機(jī)靜壓特性的設(shè)計(jì)思想，也就是說，由于該“拱度”使升力作用產(chǎn)生的空氣流升壓，所以，為了得到更高的靜壓，有效的做法是應(yīng)盡可能地?cái)U(kuò)大該“拱度”的范圍。
然而，這樣的葉片23，以其“拱度”從前緣23a到后緣23b連續(xù)變化構(gòu)成時(shí)，會(huì)產(chǎn)生下述問題有可能增大從葉片23的后緣23b向后方排放的尾流A0的幅度，使葉片23的空氣動(dòng)力特性劣化，降低送風(fēng)效率。
換句話說，在上述葉片23的負(fù)壓面23d側(cè)，由于凸?fàn)蠲媸沁B續(xù)的，所以，隨著從前緣23a到后緣23b，結(jié)果是該負(fù)壓面23d上的邊界層逐漸發(fā)展，在后緣23b旁邊，流經(jīng)負(fù)壓面23d側(cè)的氣流中沿該負(fù)壓面23d流動(dòng)的氣流A2產(chǎn)生剝離，結(jié)果，從該后緣23b的后方一側(cè)排放的尾流A0不穩(wěn)定，成為紊流。另一方面，在葉片23的壓力面23c一側(cè)，由于后緣23b的氣流吹出方向(即相對后緣23b附近的彎曲面的切線方向)與葉片23的旋轉(zhuǎn)方向的角度差變大，所以，流經(jīng)該壓力面23c一側(cè)的氣流中的沿該壓力面23c流動(dòng)并從該后緣23b朝后方排放的氣流A1，由于從該后緣23b排放之后，受到沿葉片旋轉(zhuǎn)方向的偏向作用，所以其流動(dòng)不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生紊流，該紊流與上述尾流A0合流，助長了尾流A0的紊流，使葉片厚度方向的氣流寬度即尾流寬度S變大。
結(jié)果，在上述葉片23中，增大了其空氣動(dòng)力阻力，不僅導(dǎo)致送風(fēng)機(jī)整體的送風(fēng)效率降低，而且因降低了送風(fēng)效率也使馬達(dá)24的電功率消耗增大。
這種送風(fēng)機(jī)的電功率消耗的增大問題，在以送風(fēng)機(jī)為單體使用的情況下是比較容易認(rèn)識(shí)的，但是，例如將送風(fēng)機(jī)作為一個(gè)構(gòu)成要素組裝到空氣調(diào)節(jié)器之類的設(shè)備上時(shí)，由于該送風(fēng)機(jī)的電功率消耗與其他構(gòu)成要素例如壓縮機(jī)的電功率消耗相比較非常小，所以，從節(jié)能觀點(diǎn)出發(fā)研討空氣調(diào)節(jié)器整體的電功率消耗時(shí)，電功率消耗大的壓縮機(jī)一方很引人注目，而送風(fēng)機(jī)的電功率消耗則幾乎沒有作為問題提出。
然而，近年來，不論是以環(huán)境保護(hù)為背景，還是以社會(huì)需求對節(jié)能性有更高的要求為背景，都要求送風(fēng)機(jī)也具有節(jié)能性，為了實(shí)現(xiàn)此目的，人們需要開發(fā)能實(shí)現(xiàn)送風(fēng)機(jī)高效率化的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是，提供一種通過改進(jìn)葉片的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效率化的送風(fēng)機(jī)及具有這種送風(fēng)機(jī)的空氣調(diào)節(jié)器。
為了解決上述課題，本發(fā)明的送風(fēng)機(jī)具有在輪轂的外周以放射狀安裝多枚葉片而構(gòu)成的葉輪的送風(fēng)機(jī)，上述各葉片的特征為，沿著該葉片的后緣以給定寬度向翼展方向延伸的特定區(qū)域朝負(fù)壓面?zhèn)葟澢?br> 這種結(jié)構(gòu)可以獲得下述效果。
(a)在葉片的負(fù)壓面一側(cè)，由于減少了助長邊界層發(fā)展的凸?fàn)蠲娴姆秶?，所以，很難發(fā)生氣流的剝離，尾流的紊流得到了抑制。另一方面，在該葉片的壓力面一側(cè)，由于其后緣的氣流吹出方向與葉片的旋轉(zhuǎn)方向的角度差變小，所以，從該后緣朝后方排放的氣流的流動(dòng)非常光滑，很少發(fā)生紊亂，而且，作為兩者疊加的效果，使從上述葉片的后緣排放的尾流的尾流寬度減至最小，從而，改善了葉片的空氣動(dòng)力特性。結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了送風(fēng)機(jī)的高效率化，同時(shí)，因效率的提高而使電功率的消耗得以減少，提高了節(jié)能性。
(b)由于只有葉片后緣側(cè)的特定區(qū)域朝負(fù)壓面一側(cè)彎曲，所以，能將上述壓力面的升力作用的減少抑制到最小。結(jié)果，盡可能地抑制了靜壓力特性的降低，并確保了上述(a)所記載的效果，并可獲得使送風(fēng)機(jī)的高效率化與節(jié)能性的優(yōu)化兩方面成為可能等的效果。
在上述葉片采用從其前緣至后緣具有大致均等的葉片厚度的結(jié)構(gòu)的情況下，或者在上述葉片的斷面為流線形狀的情況下，都能得到與上述效果同樣的效果。
另外，本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)器具有熱交換器和送風(fēng)機(jī)，所述送風(fēng)機(jī)采用具有上述構(gòu)成的送風(fēng)機(jī)。
這種空氣調(diào)節(jié)器，通過具有上述構(gòu)成的送風(fēng)機(jī)，兼具高效率化及節(jié)能性良好的優(yōu)點(diǎn)。
附圖的簡要說明圖1是本發(fā)明第一實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)的主要部分的斷面圖。
圖2是圖1所示葉輪的正面圖。
圖3是圖2的III-III斷面圖。
圖4是流經(jīng)葉片面上的氣流狀態(tài)的說明圖。
圖5是本發(fā)明第二實(shí)施形式的混流送風(fēng)機(jī)的主要部分的斷面圖。
圖6是圖5所示葉輪的正面圖。
圖7是圖6的VII-VII斷面圖。
圖8是具有軸流送風(fēng)機(jī)的空氣調(diào)節(jié)器室外機(jī)的正面圖。
圖9是圖8的IX-IX斷面圖。
圖10是圖8的X-X斷面圖。
圖11是葉片另一實(shí)施例的斷面圖。
圖12是葉片再一實(shí)施例的斷面圖。
圖13是葉片再一實(shí)施例的斷面圖。
圖14是送風(fēng)機(jī)的“風(fēng)量—靜壓”特性圖。
圖15是送風(fēng)機(jī)的“風(fēng)量—總壓力效率”特性圖。
圖16是送風(fēng)機(jī)的“風(fēng)量—軸動(dòng)力”特性圖。
圖17是以往軸流送風(fēng)機(jī)主要部分的斷面圖。
圖18是圖17所示葉輪的正面圖。
圖19是圖18的XIX-XIX斷面圖。
圖20是流經(jīng)葉片上面的氣流狀態(tài)的說明圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳形式下面，參照圖1～圖13及圖14～圖16說明本發(fā)明的實(shí)施形式，在圖1～圖13中，相同的部分標(biāo)有相同的參考符號。
第一實(shí)施形式圖1中，示出了本發(fā)明第一實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1。該軸流送風(fēng)機(jī)Z1是所謂的“螺旋槳式送風(fēng)機(jī)”，采用的結(jié)構(gòu)是，在輪轂2的外周以給定的安裝角呈放射狀地安裝有多枚(在本實(shí)施形式中為3枚)葉片3、3、3的葉輪1，由馬達(dá)4旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)，在該葉輪1的外周側(cè)，圍繞該葉輪配設(shè)有鐘形罩5。
如圖2及圖3所示，上述葉輪1的葉片3，是其前緣3a朝旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)延伸的前彎葉片，同時(shí)，還是具有比較厚的葉片厚度而且該厚度從前緣3a至后緣3b逐漸減小的所謂“機(jī)翼型葉片”，在翼弦方向上具有給定的“拱度”，其凹側(cè)面為壓力面3e，凸側(cè)面為負(fù)壓面3f。
該葉片3最大的特點(diǎn)是，在該葉片3的后緣3b一側(cè)，以沿著該后緣3b朝翼展方向按給定長度延伸的區(qū)域(在圖1～圖3中，從區(qū)域線L靠近后緣3b的區(qū)域)為特定區(qū)域Q，在該特定區(qū)域Q中，葉片朝負(fù)壓面3f側(cè)彎曲。因此，本實(shí)施形式的上述葉片3，以上述區(qū)域線L為邊界，從該邊界開始，其“拱度”方向和靠近前緣3a的部分與靠近后緣3b的部分之間的“拱度”方向相反，該“拱度”的形式是與圖19所示的以往的從前緣3a到后緣3b以相同方向的“拱度”連續(xù)的葉片23完全不同的新穎形式。
設(shè)置具有這樣新穎結(jié)構(gòu)的葉片3的葉輪1的軸流送風(fēng)機(jī)Z1，能獲得下述特有的效果。
具體地，如圖4所示，當(dāng)葉輪1旋轉(zhuǎn)時(shí)，在上述葉片3的壓力面3e與負(fù)壓面3f上，產(chǎn)生分別沿各自的面從前緣3a一側(cè)到后緣3b一側(cè)流動(dòng)的氣流A1及氣流A2。并且，這兩種氣流A1、A2中的沿著上述負(fù)壓面3f流動(dòng)的氣流A2，在后緣3b附近剝離，不穩(wěn)定，產(chǎn)生紊流的尾流A0。另一方面，沿著上述壓力面3e流動(dòng)的氣流A1，從后緣3b朝后方排放之后與上述尾流A0合流。
在這種情況下，本實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1如上文所述，由于上述葉片3的后緣3b側(cè)設(shè)定的特定區(qū)域Q朝負(fù)壓面3f彎曲，所以，可減小上述負(fù)壓面3f側(cè)的氣流A2在后緣3b側(cè)的剝離區(qū)域，因此而抑制尾流A0的流動(dòng)。另一方面，在上述壓力面3e側(cè)，由于上述特定區(qū)域Q朝負(fù)壓面3f側(cè)彎曲，所以，后緣3b上的氣流A1朝后方的吹出方向接近葉片3的旋轉(zhuǎn)方向，所以，減少了兩者之間的角度差，從而使氣流A1朝后方排放非常光滑，即使該氣流A1與上述尾流A0合流，也能減少對紊亂的助長，從而促進(jìn)該尾流A0的穩(wěn)定化，抑制尾流寬度S的增大。
結(jié)果，由于尾流寬度S的增大得到了抑制，所以改善了上述葉片3的空氣動(dòng)力特性，可實(shí)現(xiàn)軸流送風(fēng)機(jī)Z1的高效率化，同時(shí)，因效率的提高而使電功率的消耗得以減少，提高了節(jié)能性。
進(jìn)一步，在該實(shí)施形式中，如上文所述，只有上述葉片3的后緣3b側(cè)的特定區(qū)域Q朝負(fù)壓面23d一側(cè)彎曲，所以，能將因設(shè)定該特定區(qū)域Q而引起的上述壓力面3e的升力作用的減少抑制到最小，良好地維持靜壓力特性。
于是，在該實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1中，通過采用使上述葉片3的后緣3b側(cè)的的上述特定區(qū)域Q朝負(fù)壓面3f一側(cè)彎曲的極簡單且廉價(jià)的結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)高效率化及節(jié)能性良好的兩方面的優(yōu)點(diǎn)。
圖14～圖16示出了為了確認(rèn)上述實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1的上述各效果而進(jìn)行的各種性能試驗(yàn)的結(jié)果。
圖14是“風(fēng)量—靜壓”特性圖，曲線La1表示的是軸流送風(fēng)機(jī)Z1的特性，曲線Lb1表示的是以往結(jié)構(gòu)的軸流送風(fēng)機(jī)的特性。從該圖14的“風(fēng)量—靜壓”特性圖可以看出，在上述實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1中，由于上述葉片3的后緣3b側(cè)的特定區(qū)域Q朝負(fù)壓面3f一側(cè)彎曲，所以，可以減少壓力面3e的有效面積，即減少關(guān)于空氣升壓作用的部分的面積，隨之，靜壓性能與以往結(jié)構(gòu)相比，也稍微有點(diǎn)下降。
圖15是“風(fēng)量—總壓力效率”特性圖，曲線La2表示的是上述實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1的特性，曲線Lb2表示的是以往結(jié)構(gòu)的軸流送風(fēng)機(jī)的特性。從該圖15的“風(fēng)量—總壓力效率”特性圖可以看出，上述實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1與以往結(jié)構(gòu)的軸流送風(fēng)機(jī)的情況相比較，提高了總壓力效率。
圖16是“風(fēng)量—軸動(dòng)力”特性圖。曲線La3表示的是上述實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1的特性，曲線Lb3表示的是以往結(jié)構(gòu)的軸流送風(fēng)機(jī)的特性。從該圖16的“風(fēng)量—軸動(dòng)力”特性圖可以看出，上述實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1的軸動(dòng)力大幅度地低于以往結(jié)構(gòu)的軸流送風(fēng)機(jī)。
這樣，上述實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1，與以往結(jié)構(gòu)相比，雖然靜壓性能稍微有所降低，但依然能維持高的性能。另一方面，總壓力效率及軸動(dòng)力雙方都優(yōu)于以往結(jié)構(gòu)，特別是，軸動(dòng)力的優(yōu)勢格外顯著，因此，如果考慮各種性能并進(jìn)行比較，總的來看，該實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1與以往結(jié)構(gòu)的軸流送風(fēng)機(jī)相比較，效率高，而且節(jié)能性良好。
第二實(shí)施形式圖5示出了本發(fā)明第二實(shí)施形式的混流送風(fēng)機(jī)Z2。該混流送風(fēng)機(jī)Z2采用的結(jié)構(gòu)是，在圓錐臺(tái)狀的輪轂2的外周以給定的安裝角呈放射狀地安裝有多枚(在本實(shí)施形式中為4枚)葉片3、3、……的葉輪1，由馬達(dá)4旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)，在該葉輪1的外周側(cè)，圍繞該葉輪配設(shè)有鐘形罩5。
如圖6及圖7所示，上述葉輪1的葉片3，是其前緣3a朝旋轉(zhuǎn)方向前方一側(cè)延伸的前彎葉片，同時(shí)，還是具有比較薄的葉片厚度而且該厚度從前緣3a至后緣3b逐漸減小的所謂“機(jī)翼型葉片”，如圖3所示，在翼弦方向上具有給定的“拱度”，其凹側(cè)面為壓力面3e，凸側(cè)面為負(fù)壓面3f。
該葉片3最大的特點(diǎn)是，在該葉片3的后緣3b一側(cè)，以沿著該后緣3b朝翼展方向按給定長度延伸的區(qū)域(在圖5～圖7中，從區(qū)域線L靠近后緣3b的區(qū)域)為特定區(qū)域Q，在該特定區(qū)域Q中，葉片朝負(fù)壓面3f側(cè)彎曲。因此，該實(shí)施形式的上述葉片3，以上述區(qū)域線L為邊界，從該邊界開始，其“拱度”方向和靠近前緣3a的部分與靠近后緣3b的部分之間的“拱度”方向相反，該“拱度”的形式是與上述第一實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1相同的、與以往葉片23(參照圖19)的結(jié)構(gòu)完全不同的新穎形式。
設(shè)置具有這樣新穎結(jié)構(gòu)的葉片3、3……的葉輪1的混流送風(fēng)機(jī)Z2，除了送風(fēng)時(shí)空氣流的流動(dòng)方向不同之外，可得到與第一實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1的情況同樣的作用與效果。因此，在這里，援用了上述第一實(shí)施形式的該部分的說明，以下的說明省略。
第三實(shí)施形式圖8～圖10示出了具有上述第一實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1的空氣調(diào)節(jié)器的室外機(jī)Y。該室外機(jī)Y通過隔壁11將矩形框狀殼體10的內(nèi)部沿左右方向隔開，其一側(cè)為熱交換室12，另一側(cè)為機(jī)械室13，在該熱交換室12內(nèi)，配置上述軸流送風(fēng)機(jī)Z1與熱交換器6，同時(shí)，在上述機(jī)械室13配置壓縮機(jī)7。在面對上述軸流送風(fēng)機(jī)Z1的吹出口9配設(shè)有格柵8。
該室外機(jī)Y，通過運(yùn)轉(zhuǎn)上述軸流送風(fēng)機(jī)Z1使葉輪1旋轉(zhuǎn)，由此產(chǎn)生從室外經(jīng)過上述熱交換器6及葉輪1并由上述吹出口9向室外排出的空氣流，該空氣流與經(jīng)過上述熱交換器6內(nèi)部循環(huán)的制冷劑之間進(jìn)行熱交換。
上述實(shí)施形式的室外機(jī)Y，由于設(shè)有上述第一實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1作為向上述熱交換器6的空氣供給裝置，因此，該軸流送風(fēng)機(jī)Z1高效率且電功率消耗少，節(jié)能性優(yōu)良，進(jìn)而使該室外機(jī)Y成為兼具熱交換效率高、節(jié)能性優(yōu)化的理想的室外機(jī)。
變形例上述第一實(shí)施形式的軸流送風(fēng)機(jī)Z1，作為葉片3采用了圖3所示的厚壁“機(jī)翼型葉片”，另外，上述第二實(shí)施形式的混流送風(fēng)機(jī)Z2，作為葉片3采用了圖7所示的薄壁“機(jī)翼型葉片”，但是，本發(fā)明的葉片3并不限于上述實(shí)施形式，也可以采用例如圖11～圖13所示的各種形式。
圖11示出的葉片3是靠近其前緣3a的部分局部變成厚壁、除此以外的部分為薄壁的異形機(jī)翼型葉片。
圖12示出的葉片3是靠近其前緣3a的比較寬的部分為厚壁、從該厚壁部分向后緣3b葉片厚度逐漸減小的異形機(jī)翼型葉片。
圖13示出的葉片3是將一定厚度的薄板按給定的“拱度”彎曲形成的板式葉片。
不論是任何一種形式的葉片3，其后緣3b側(cè)的給定區(qū)域(即上述特定區(qū)域Q)都朝負(fù)壓面3f一側(cè)彎曲，因此，能得到與第一、第二實(shí)施形式的送風(fēng)機(jī)Z1、Z2同樣的作用效果。
權(quán)利要求
1.一種送風(fēng)機(jī)，具有在輪轂(2)的外周以放射狀安裝有多枚葉片(3、3、……)而構(gòu)成的葉輪(1)，其特征是，所述各葉片(3)的沿著該葉片的后緣(3b)以給定寬度向翼展方向延伸的特定區(qū)域(Q)朝負(fù)壓面(3f)側(cè)彎曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的送風(fēng)機(jī)，其特征是，所述葉片(3)具有從其前緣(3a)至后緣(3b)大致均等的葉片厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的送風(fēng)機(jī)，其特征是，所述葉片(3)的斷面為流線形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1記載的送風(fēng)機(jī)，其特征是，該送風(fēng)機(jī)設(shè)置在空氣調(diào)節(jié)器上。
5.一種空氣調(diào)節(jié)器，具有熱交換器(6)與送風(fēng)機(jī)(Z1、Z2)，其特征是，所述送風(fēng)機(jī)(Z1、Z2)采用權(quán)利要求1、2或3記載的送風(fēng)機(jī)。
全文摘要
一種具有在輪轂(2)的外周安裝有多枚葉片(3)的葉輪(1)的送風(fēng)機(jī)，葉片(3)的沿著后緣(3b)以給定長度在翼展方向延伸的特定區(qū)域(Q)朝負(fù)壓面(3f)側(cè)彎曲。從而，在葉片(3)的負(fù)壓面(3f)側(cè)，氣流很難產(chǎn)生剝離，也抑制了尾流(A
文檔編號F24F1/00GK1449472SQ01814668
公開日2003年10月15日 申請日期2001年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月26日
發(fā)明者鄭志明, 山本治郎 申請人:大金工業(yè)株式會(huì)社