專利名稱：西洛克風(fēng)扇以及使用它的空調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及西洛克風(fēng)扇以及使用它的空調(diào)裝置，特別是涉及降低所產(chǎn)生的噪音的 西洛克風(fēng)扇以及使用它的空調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中存在具有圓筒形狀并能夠向空調(diào)對象區(qū)域吹出寬度寬的帶狀的風(fēng)的、 作為多葉片離心風(fēng)扇的西洛克風(fēng)扇。該西洛克風(fēng)扇多利用于構(gòu)成空調(diào)裝置的室內(nèi)機、除濕 機、空氣凈化機等。一般地說，這樣的西洛克風(fēng)扇，通過將多個細(xì)長的葉片板排列在圓周上 且作為整體呈圓筒形狀的風(fēng)扇收納在形成有吸入口及吹出口的渦卷殼體中而構(gòu)成。另外， 西洛克風(fēng)扇形成為從吸入口向內(nèi)部吸取空氣、將所吸入的空氣從吹出口側(cè)排向空調(diào)對象區(qū) 域的方式。作為這樣的設(shè)計，提出了以下的西洛克風(fēng)扇(例如參照專利文獻(xiàn)1)，即“具備在相 互之間帶有空間地沿相同的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)的多個多葉片離心風(fēng)扇單元、和收納所述連結(jié)的多 個多葉片離心風(fēng)扇單元的殼體，所述殼體形成用于將從所述多個多葉片離心風(fēng)扇單元排出 的空氣向外部吹出的吹出用流路，所述吹出用流路是關(guān)于所述多個多葉片離心風(fēng)扇單元連 續(xù)的共同的流路”。專利文獻(xiàn)1 日本特開平11-324984號公報(第5頁、圖7 8)
發(fā)明內(nèi)容
在現(xiàn)有技術(shù)的多葉片風(fēng)扇中，存在以下問題，即，在動作點的損失系數(shù)小、動作點 位于比喘振區(qū)域更靠開放側(cè)的情況下，風(fēng)扇的橫寬短，規(guī)定風(fēng)量時所產(chǎn)生的噪音變大。也就 是說，在這樣的西洛克風(fēng)扇中，將規(guī)定量的吹出風(fēng)量供給到空調(diào)對象區(qū)域時，有時從風(fēng)扇產(chǎn) 生的聲音會變大，其成為噪音傳遞到空調(diào)對象區(qū)域，給使用者帶來不適感。另外，還存以下 問題，即，當(dāng)使規(guī)定噪音值降低時，從西洛克風(fēng)扇吹出的風(fēng)量變小，當(dāng)增大吹出風(fēng)量時，噪音 值變大，難以實現(xiàn)吹出風(fēng)量與聲音產(chǎn)生的適當(dāng)平衡。另外，還存以下問題，即，在風(fēng)扇寬度 短、損失系數(shù)小的情況下，為了降低噪音必須不必要地增大風(fēng)扇直徑。進而，還存以下問題， 即，在將這樣的西洛克風(fēng)扇用于空調(diào)裝置的情況下，當(dāng)風(fēng)扇寬度短時，在風(fēng)扇下游側(cè)有熱交 換器的情況下，熱交換器的寬度方向的速度分布不均勻，熱交換器的傳熱性能降低，壓縮機 的消耗電力增加。另外，還存在損失系數(shù)和風(fēng)扇寬度的關(guān)系不明確的問題。本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的，其目的是提供在供給規(guī)定量的吹出風(fēng)量時 降低所產(chǎn)生的聲音的西洛克風(fēng)扇以及使用它的空調(diào)裝置。本發(fā)明的西洛克風(fēng)扇具備渦卷殼體，該渦卷殼體具有用于吸取空氣的吸入口、 用于吹出空氣的吹出口以及從所述吸入口到所述吹出口的風(fēng)路；風(fēng)扇，該風(fēng)扇收納在所 述渦卷殼體內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從所述吸入口吸取空氣，從所述吹出口吹出空氣；和喇叭 口，該喇叭口安裝在所述渦卷殼體的所述吸入口 ；所述吸入口位于所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)中心 的延長線上，形成于所述渦卷殼體的兩側(cè)面；其特征在于，在將所述風(fēng)路內(nèi)的通風(fēng)阻力設(shè)為PPa]、將從所述吸入口吸取的空氣的量設(shè)為Q[m7min]、將所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸方向 的寬度設(shè)為L[mm]、將k設(shè)為常數(shù)、將所述渦卷殼體的高度設(shè)為H = 246k[mm]、將P/Q2 設(shè)為損失系數(shù)ξ [Pa/(m3/min)2]的情況下，在0. 1彡k4 ξ彡0.4的范圍內(nèi)，f(k4€)=
0.34947 (k4 ξ ) 2-1. 0554(k4 ξ )+1. 8 成立，0. 75f (k4 ξ )彡 L/H ^ f (k4 ξ )成立。本發(fā)明的西洛克風(fēng)扇具備渦卷殼體，該渦卷殼體具有用于吸取空氣的吸入口、 用于吹出空氣的吹出口以及從所述吸入口到所述吹出口的風(fēng)路；風(fēng)扇，該風(fēng)扇收納在所 述渦卷殼體內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從所述吸入口吸取空氣，從所述吹出口吹出空氣；和喇叭 口，該喇叭口安裝在所述渦卷殼體的所述吸入口上；所述吸入口位于所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)中 心的延長線上，形成于所述渦卷殼體的單側(cè)面；其特征在于，在將所述風(fēng)路內(nèi)的通風(fēng)阻 力設(shè)為PPa]、將從所述吸入口吸取的空氣的量設(shè)為Q[m7min]、將所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸方 向的寬度設(shè)為L[mm]、將k設(shè)為常數(shù)、將所述渦卷殼體的高度設(shè)為H = 246k[mm]、將P/Q2 設(shè)為損失系數(shù)ξ [Pa/(m3/min)2]的情況下，在0. 1彡k4 ξ彡0.4的范圍內(nèi)，g(kH)=
1.39788 (k4 ξ ) 2-2. 1108(kH )+1. 8 成立，1. 5g(kH )彡 L/H 彡 2g(k4l)成立。另外，本發(fā)明的空調(diào)裝置，其特征在于，使用上述的西洛克風(fēng)扇。根據(jù)本發(fā)明的西洛克風(fēng)扇，由于僅基于規(guī)定的算式來確定風(fēng)扇寬度以便使風(fēng)扇的 動作點成為規(guī)定范圍，即可實現(xiàn)空氣的吹出風(fēng)量和噪音的均衡，所以，可有效降低供給規(guī)定 量的吹出風(fēng)量時所產(chǎn)生的聲音。
圖1是透視表示本發(fā)明的實施方式的西洛克風(fēng)扇的內(nèi)部的透視立體圖。圖2是表示風(fēng)扇的整體形狀的立體圖。圖3是表示西洛克風(fēng)扇的概略縱剖面構(gòu)成的剖面圖。圖4是表示西洛克風(fēng)扇的P-Q特性及Ks-Q特性的曲線圖。圖5是表示西洛克風(fēng)扇的LcZHtl和損失系數(shù)ξ ^的關(guān)系的曲線圖。圖6是表示在通過動作點A的情況下的西洛克風(fēng)扇的P-Q特性及Ks-Q特性的曲 線圖。圖7是表示風(fēng)扇的每一片葉片板的葉片間風(fēng)量和葉片板的位置的關(guān)系的曲線圖。圖8是表示喇叭口的縱剖面構(gòu)成的概略剖面圖。圖9是表示喇叭口的區(qū)域α的西洛克風(fēng)扇的立體圖。圖10是表示無臺階差的區(qū)域α的部分的壁面上的靜壓變動的rms值的區(qū)域α 部分的放大圖。圖11是表示有臺階差的區(qū)域α的部分的壁面上的靜壓變動的rms值的區(qū)域α 部分的放大圖。圖12是表示西洛克風(fēng)扇的概略剖面構(gòu)成的縱剖面圖。圖13是透視表示西洛克風(fēng)扇的透視立體圖。圖14是表示在通過動作點B的情況下的西洛克風(fēng)扇的P-Q特性的曲線圖。圖15是表示搭載有西洛克風(fēng)扇的頂裝室內(nèi)機的概略整體構(gòu)成的俯視圖。圖16是表示頂裝室內(nèi)機的縱剖面構(gòu)成的剖面圖。圖17是表示頂裝室內(nèi)機的噪音值的表。
圖18是表示本發(fā)明的實施方式2的空調(diào)裝置的概略構(gòu)成的概略構(gòu)成圖。附圖標(biāo)記說明1風(fēng)扇，2渦卷殼體，2a吸入口，2b吹出口，2bl舌部，2c風(fēng)路，3喇叭口，4舌部，5吸 入空間，100西洛克風(fēng)扇，110頂裝室內(nèi)機，150空調(diào)裝置，151壓縮機，152冷凝熱交換器，153 節(jié)流裝置，IM蒸發(fā)熱交換器。
具體實施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。實施方式1圖1是透視表示本發(fā)明實施方式1的西洛克風(fēng)扇100內(nèi)部的透視立體圖。圖2是 表示風(fēng)扇1的整體形狀的立體圖。圖3是表示西洛克風(fēng)扇100的剖面構(gòu)成的概略縱剖面圖。 基于圖1 圖3對西洛克風(fēng)扇100的整體構(gòu)成進行說明。該西洛克風(fēng)扇100被利用于構(gòu)成 空調(diào)機、除濕機等的空調(diào)裝置的室內(nèi)機或除濕機、空氣凈化機等中。另外，包含圖1在內(nèi)，在 以下的附圖中有各構(gòu)成部件的大小的關(guān)系與實際不同的情況。如圖1所示，西洛克風(fēng)扇100由風(fēng)扇1、渦卷殼體2及喇叭口 3構(gòu)成，該風(fēng)扇1在圓 周上排列多個細(xì)長的葉片板(葉片)且作為整體成圓筒形狀，該渦卷殼體2收納風(fēng)扇1并 在內(nèi)部形成風(fēng)路，該喇叭口 3在風(fēng)扇1的旋轉(zhuǎn)中心的延長線上(以下單稱為旋轉(zhuǎn)軸上)安 裝在渦卷殼體2的兩側(cè)面。風(fēng)扇1具有旋轉(zhuǎn)中心，通過旋轉(zhuǎn)吸取空氣，吹出該空氣。渦卷殼 體2由吸入口 2a、吹出口 2b和風(fēng)路2c構(gòu)成，該吸入口加在旋轉(zhuǎn)軸上形成開口，該吹出口 2b將從吸入口加吸取的空氣向?qū)ο髤^(qū)域吹出，該風(fēng)路2c在風(fēng)扇1的旋轉(zhuǎn)圓周方向上形成 為渦卷殼體形狀(曲線形狀)并連通吸入口加與吹出口 2b。喇叭口 3形成開口，成為安裝在渦卷殼體2的吸入口加的形式，可使從吸入口加 吸取的空氣匯集提速，供給到風(fēng)扇1。風(fēng)扇1可以構(gòu)成為，風(fēng)扇直徑D例如為Φ192πιπι、寬度 尺寸L例如為150 400mm、葉片板數(shù)例如為40片。渦卷殼體2可構(gòu)成為，渦卷殼體高度H 為M6mm。另外，喇叭口 3的形狀沒有特別的限定，例如可以根據(jù)風(fēng)扇直徑D的長度確定。圖4是表示西洛克風(fēng)扇100的P-Q特性及Ks-Q特性的曲線圖?；趫D4對西洛 克風(fēng)扇100的P-Q特性及Ks-Q特性進行說明。在此，P表示靜壓[Pa]，Q表示風(fēng)量[m3/ min], Ks表示比噪音(比騒音，SpecificNoise) [dB]。另外，比噪音Ks基于算式Ks = SPL-10 Gogltl (P· Q25)算出。另外，SPL表示噪音值，采用的是在從安裝于渦卷殼體2的吸 入口加的喇叭口 3的中心沿旋轉(zhuǎn)軸上離開Im左右的位置、測定從西洛克風(fēng)扇100產(chǎn)生的 噪音的值。另外，涂黑圓標(biāo)表示P-Q特性，空白圓標(biāo)表示Ks-Q特性。進而，(1) (3)表示 動作點。所謂P-Q特性，表示在使風(fēng)扇1的轉(zhuǎn)速為一定的狀態(tài)下、作為通風(fēng)阻力的靜壓 P(左側(cè)縱軸)和風(fēng)量Q(橫軸)的關(guān)系。如圖4中用涂黑圓標(biāo)所示那樣，靜壓越小，在風(fēng)路 2c中風(fēng)就越容易流動，靜壓越大，在風(fēng)路2c中風(fēng)就越難以流動。S卩，在動作點(3)，容易得 到風(fēng)量，在動作點(1)，難以得到風(fēng)量。因此，成為靜壓越小風(fēng)量就越大，靜壓越大風(fēng)量就越 小。另外，在以下的說明中，將高靜壓且低風(fēng)量側(cè)稱為封閉側(cè)(曲線圖的左上側(cè))，將低靜壓 且高風(fēng)量側(cè)稱為開放側(cè)(曲線圖的右下側(cè))。在此，如圖4所示，即使風(fēng)量變小，也在局部存在靜壓變小的區(qū)域。將該區(qū)域稱為喘振區(qū)域(由圖4所示的虛線圍著)。在這樣的喘振區(qū)域中，風(fēng)路2c內(nèi)的空氣的流動容易 變得不穩(wěn)定。即，喘振區(qū)域是由空氣的流動不穩(wěn)定而形成異常聲音的原因的可能性高的區(qū) 域。另外，如圖4的空白圓標(biāo)所示，比噪音Ks(右側(cè)縱軸)形成為當(dāng)風(fēng)量Q增加時變大。該 比噪音Ks是考慮了靜壓P和風(fēng)量Q的噪音值。圖5是表示西洛克風(fēng)扇100的和損失系數(shù)ξ的關(guān)系的曲線圖?；趫D5對 西洛克風(fēng)扇100的IvU和損失系數(shù)ξ0的關(guān)系進行說明。該圖5將渦卷殼體高度Htl固定 成對6_，使風(fēng)扇寬度尺寸Ltl變化成150 500_，相對于損失系數(shù)ξ0 = P0/Q02[Pa/(m3/ min)2]，使用比噪音Ks最小的寬度尺寸Ltl，表示和損失系數(shù)Itl的關(guān)系。在該圖5中， 分別用縱軸表示IVU，用橫軸表示損失系數(shù)ξ0。損失系數(shù)I0 = PcZQtl2,在圖4所示的P-Q特性上，表示損失系數(shù)ξ C1越大則越是處 于封閉側(cè)，損失系數(shù)Io越小則越是處于開放側(cè)。另外，損失系數(shù)是由后述的動作點(P、Q) 的位置求出的值。另外，VU表示固定了渦卷殼體高度Htl、改變了寬度尺寸Ltl時的比例。 從該圖5可以了解，由損失系數(shù)ξ C1使比噪音Ks成為最小的寬度尺寸Ltl變化。S卩，越是損 失系數(shù)ξ ^」、的開放側(cè)，比噪音Ks成為最小的寬度尺寸Ltl就越變長。因此，由圖5，在將損 失系數(shù)ξ設(shè)為0.1彡ξ彡0.4的范圍的情況下，f( ξ。)= 0. 34947 ξ。2-1. 0554 ξ Q+l. 8成 立，在 L0/H0 = f( ξ ο)時，比噪音 Ks 成為最小。另外，f ( ξ Q) = 0. 34947 ξ 02_1· 0554 ξ 0+1. 8， 是從圖5所示的曲線圖算出的算式。接著，對由損失系數(shù)ξ C1及寬度尺寸Ltl使比噪音Ks變化的理由進行說明。圖6是表示使寬度尺寸Ltl為230或300mm、通過動作點A的情況下的西洛克風(fēng)扇 100的P-Q特性及Ks-Q特性的曲線圖。另外，分別用涂黑圓標(biāo)表示寬度尺寸L為230mm時 的P-Q特性，用空白圓標(biāo)表示寬度尺寸Ltl為300mm時的P-Q特性，用涂黑三角標(biāo)表示寬度 尺寸Ltl為230mm時的Ks-Q特性，用空白三角標(biāo)表示寬度尺寸Ltl為300mm時的Ks-Q特性。 另外，在此說明的動作點，由單元的設(shè)計風(fēng)量及設(shè)計靜壓(熱交換器的通風(fēng)阻力、或單元的 風(fēng)路、通道的風(fēng)路的通風(fēng)阻力、由過濾器等形成的通風(fēng)阻力)確定。在寬度尺寸Ltl為230mm、300mm的情況下，比較通過動作點A的P-Q特性時，可以了 解，在寬度尺寸Ltl為長的300mm時，喘振區(qū)域向P-Q特性的曲線圖的右下(開放側(cè))移動， 接近動作點A。由圖6所示的P-Q特性及Ks-Q特性可知，比噪音Ks成為最小的動作點位于 喘振區(qū)域附近。在此，當(dāng)動作點處在喘振區(qū)域內(nèi)或喘振區(qū)域附近時，流動變得不穩(wěn)定，產(chǎn)生 逆吸入或異常聲音，或是風(fēng)量的時間變動變大。因此，在確實形成穩(wěn)定的流動時，有必要使 動作點比喘振區(qū)域更靠開放側(cè)。S卩，相對于某一動作點(P、Q)，當(dāng)增大風(fēng)扇容積時，在P-Q特性圖中，喘振區(qū)域向右 下方移動。此時，若動作點從喘振區(qū)域向開放側(cè)(即P-Q特性圖的右下側(cè))離開的話，越是 離開就容易產(chǎn)生異常聲音。其原因是，在殼體的舌部(圖3所示的2bl)、喇叭口與風(fēng)扇的距 離短的區(qū)域中，靜壓變動增大的緣故。在本發(fā)明中，通過相對于預(yù)先確定的動作點增大風(fēng)扇 的容積，移動喘振區(qū)域，使得動作點和喘振區(qū)域盡量接近，減少所產(chǎn)生的噪音。在此，為了增大風(fēng)扇的容積，考慮增大風(fēng)扇直徑，或加寬風(fēng)扇寬度。但是，當(dāng)增大風(fēng) 扇直徑時，單元高度會不必要地變大。在本發(fā)明中，不用不必要地增大單元高度，構(gòu)成比現(xiàn) 有技術(shù)更大的風(fēng)扇寬度，可使動作點和喘振區(qū)域的關(guān)系最優(yōu)化，故可獲得單元的設(shè)置制約 少、可降低噪音的單元。
圖7是表示風(fēng)扇1的每片葉片板的葉片間風(fēng)量和葉片板的位置的關(guān)系的曲線圖。 基于圖7對構(gòu)成西洛克風(fēng)扇100的風(fēng)扇1的每片葉片板的葉片間風(fēng)量和葉片板的位置的關(guān) 系進行說明。在該圖7中，縱軸表示每片葉片板的葉片間風(fēng)量(m7min)，橫軸表示葉片板的 位置。另外，在圖7中，涂黑圓標(biāo)表示動作點(1)處的每片葉片板的葉片間風(fēng)量和葉片板的 位置的關(guān)系，空白菱形標(biāo)表示動作點(2)處的每片葉片板的葉片間風(fēng)量和葉片板的位置的 關(guān)系，涂黑三角標(biāo)表示動作點(3)處的每片葉片板的葉片間風(fēng)量和葉片板的位置的關(guān)系。另外，在圖7中，對于縱軸所示的風(fēng)扇1的每片葉片板的葉片間風(fēng)量，將風(fēng)從葉片 (葉片板)的內(nèi)周側(cè)向外周側(cè)流動的情況表示為正，將風(fēng)從葉片的外周側(cè)向內(nèi)周側(cè)流動的 情況表示為負(fù)。另外，在圖7中，將橫軸所示的葉片板的位置用時鐘的時針表現(xiàn)來進行表 示。即，將葉片板的位置替換表現(xiàn)為從0時0分 12時0分的時鐘的時針的位置。進而，如 圖7所示的動作點(1) 動作點(3)表示與圖4所示的動作點(1) (3)相同的動作點。如圖7所示，可以看出，葉片間風(fēng)量在葉片板的位置處于10時30分附近的情況 下，越是開放側(cè)就越為變大，越是封閉側(cè)就越為變小。另外，可以看出，葉片間風(fēng)量在9時30 分 11時30分以外的區(qū)域，沒有表現(xiàn)出明顯的差別。若將葉片間風(fēng)量設(shè)為Qi (在將葉片 板片數(shù)設(shè)為40片的情況下，i = 1 40)的話，則關(guān)于噪音值SPL、風(fēng)扇輸入值W，大體上以 下所示的算式(式(1)及式O))成立。式(I)SPLο-Σ 10 · Iog10Qi6式(2)W ~ Σ Qi3因此，葉片間風(fēng)量Qi的分布越均勻，噪音值SPL及風(fēng)扇輸入值W就越小。S卩，在如 圖4所示靠近喘振區(qū)域的動作點(1)的情況下，因為葉片間風(fēng)量Qi的分布均勻，所以比噪 音Ks成為最小。在此，如上所述，相反，動作點越是接近喘振區(qū)域，即越接近VU = f ( ξ J， 比噪音Ks就越小，但當(dāng)超過LcZHtl = (ξ0)時，動作點就包含在喘振區(qū)域中，相反地造成 比噪音Ks惡化。另外，動作點越是從喘振區(qū)域向開放側(cè)離開，在殼體的舌部(圖3所示的 2bl)、或喇叭口的與風(fēng)扇的距離短的區(qū)域中，靜壓變動就越大，因而容易產(chǎn)生異常聲音。因此，設(shè)0<11彡1，1^/!1(1 = 11\€(€(1)，在損失系數(shù)小的條件(風(fēng)量大、通風(fēng)阻力 小)的情況下，即在0. 1 < ξ ^ < 0. 4的范圍內(nèi)，求算不產(chǎn)生異常聲音的最小的η時，η = 0.75。因而，在損失系數(shù)小的條件(風(fēng)量大、通風(fēng)阻力小)的情況下，即在0.1彡ξ。彡0.4 的范圍內(nèi)，只要是0. 75f(l0) ^L0/H0^f(l0)的話，就能形成比噪音Ks小、不產(chǎn)生異常聲 音的流動。在上述的說明中，對殼體高度Htl = 246mm的情況進行了說明，以下就將殼體高度 的尺寸一般化的情況進行說明。設(shè)k為常數(shù)，H = kH0, L = kL0, D = kD0O在尺寸變化的情 況下，由類似準(zhǔn)則，關(guān)于P及Q，以下所示的算式(式⑶及式G))成立。在此，N為轉(zhuǎn)速。式(3)P = P0 (D/D。)2 (N/N0)2式(4)Q = Q0 (D/D。)3 _0)從式(3)及式⑷消去N/X，進行整理后，式(5)成立。式(5)P0/Q02 = P/Q2 (D/D0)4將ξ = P/Q2、D = kDQ代入該式(5)，則式(6)成立。式(6)ξ。= k4 ξ當(dāng)使用式(6)及H = kH。、L = kL0 時，
0. 1 ^ ξ。彡 0. 4 可一般化為 0. 1 彡 k4 ξ ^ 0.4,0. 75f ( ξ )彡 L0/H0 彡 f ( ξ )可一般化為 0. 75f (k4 ξ )彡 L/H 彡 f (k4 ξ )。也就是說，在將風(fēng)扇1用于熱交換器安裝在風(fēng)扇下游側(cè)的空調(diào)裝置的情況下，在 損失系數(shù)小的條件(風(fēng)量大、通風(fēng)阻力小)的情況下，因為通過增大風(fēng)扇寬度，使噪音變小 且使熱交換器的寬度方向的速度分布接近均勻，所以，不用不必要地增加壓縮機的消耗電 力即可。接著，對西洛克風(fēng)扇100為單側(cè)吸入型的情況進行說明。只要將上述的L換成L/2，將Q換成Q/2即可。另外，若設(shè)= f{P/(Q/2)2} 的話，則 g(kH) = 1.39788(k4l)2-2. 1108 (k4 ξ )+1. 8 成立，1. 5g (k4 ξ )彡 L/H 彡 2g(kH) 成立。即，在西洛克風(fēng)扇100為單側(cè)吸入型的情況下，通過在0.1 ξ <0.4的范圍內(nèi) 使1. 5g(k4 ξ )彡L/H彡2g(k4 ξ )成立，可以形成比噪音Ks小、不產(chǎn)生異常聲音的單元。在上述的說明中，對西洛克風(fēng)扇100單體的情況進行了說明，對于將西洛克風(fēng)扇 100搭載在空調(diào)機、除濕機、空氣凈化機等單元上的動作點也可以同樣確定。在這樣的情況 下，只要求出單元的轉(zhuǎn)速N1及單元的風(fēng)量Q1,由西洛克風(fēng)扇100單體的P-Q特性，使用轉(zhuǎn)速 N1及風(fēng)量Q1，求出靜壓P1即可。另外，在單元上搭載m個風(fēng)扇的情況下，只要將一個風(fēng)扇的 風(fēng)量設(shè)為仏/m，將靜壓設(shè)為P1,求出損失系數(shù)即可。如以上說明所表明的那樣，在西洛克風(fēng)扇100為兩側(cè)吸入型的情況下，通過在 0. 1 ^ k4 ξ彡0.4的范圍內(nèi)使0.75f(kH)彡L/H彡f(kH)成立，可以形成比噪音Ks小 的穩(wěn)定流動。另外，在西洛克風(fēng)扇100為單側(cè)吸入型的情況下，通過在0. 1 < k4 ξ < 0. 4的 范圍內(nèi)使1. 5g(k4 ξ )彡L/H彡2g(k4 ξ )成立，可以形成比噪音Ks小的穩(wěn)定流動。圖8是表示喇叭口 3的縱剖面構(gòu)成的概略剖面圖。圖9是表示喇叭口 3的區(qū)域α 的西洛克風(fēng)扇100的立體圖。圖10是表示無臺階差的區(qū)域α的部分的壁面上的靜壓變動 的rms值的區(qū)域α部分的放大圖。圖11是表示有臺階差的區(qū)域α的部分的壁面上的靜 壓變動的rms值的區(qū)域α部分的放大圖?；趫D8 圖11，對以在渦卷殼體2的側(cè)面形成 臺階差的方式安裝喇叭口 3的情況和以在渦卷殼體2的側(cè)面沒有形成臺階差的方式安裝喇 叭口 3的情況進行比較，同時說明安裝在西洛克風(fēng)扇100的喇叭口 3的特征。在圖8所示的喇叭口 3的縱剖面構(gòu)成中，將西洛克風(fēng)扇100側(cè)的端點(喇叭口 3 的最小開口部的端點)設(shè)為點A和點A’(相對于喇叭口 3的中心與點A呈點對稱的點)， 將另一端點(喇叭口 3的最大開口部的端點)設(shè)為點B和點B’(相對于喇叭口 3的中心 與點B呈點對稱的點)，將從點B向風(fēng)扇1的方向引出的直線與渦卷殼體2側(cè)面的交點設(shè) 為點C，將從點B’向風(fēng)扇1的方向引出的直線與渦卷殼體2側(cè)面的交點設(shè)為點C’，將線段 AA'與風(fēng)扇1的旋轉(zhuǎn)軸延長線的交點設(shè)為點0，進行說明。S卩，在BC > 0時，以在渦卷殼體2側(cè)面形成臺階差的方式安裝喇叭口 3，在BC = 0 時，以在渦卷殼體2側(cè)面沒有形成臺階差的方式安裝喇叭口 3。另外，以BC > 0時的BC長 度為[5mm]、區(qū)域α以外的靜壓變動的rms值大體為0[Pa]的情況為例表示。在圖9 圖 11中，通過如圖8所示那樣安裝喇叭口 3的方法，比較在渦卷殼體2側(cè)面形成臺階差的靜壓 變動和沒有形成臺階差的靜壓變動，進行表示。以下表示靜壓變動的rms值的定義式。式(7)Ps(t)= ps+ps，= (t)
式⑶rms 值={( Σ Ps，⑴2) /N}0·5在此，Ps表示時間平均值，Ps' (t)表示靜壓的變動值。壁面上的靜壓變動的rms值越大，則從壁面產(chǎn)生的噪音就越大。從圖10及圖11 可以看出，在渦卷殼體2側(cè)面形成臺階差的情況下的靜壓變動比沒有形成臺階差的情況下 的靜壓變動小。因此，在渦卷殼體2側(cè)面形成臺階差時，可降低所產(chǎn)生的噪音。圖12是表示西洛克風(fēng)扇100的概略剖面構(gòu)成的縱剖面圖。圖13是透視表示西洛 克風(fēng)扇100的透視立體圖。基于圖12及圖13，對西洛克風(fēng)扇100的靜壓變動的rms值大的 區(qū)域進行說明。另外，在圖12中，在構(gòu)成西洛克風(fēng)扇100的渦卷殼體2的從風(fēng)路2c到吹出 口 2b的彎曲的部分，將最接近風(fēng)扇1的外周部的部分作為舌部4，進行圖示。在圖13中，在通過圖8所示的點A、點0及點A’的平面與舌部4的交線上，將與 風(fēng)扇1的距離為最小的點設(shè)為點D，將喇叭口 3的與點D最近的點設(shè)為點EJfWA 0為中 心從點E起位于風(fēng)扇1的旋轉(zhuǎn)相反方向65°的點設(shè)為點F，將以點0為中心從點F起位于 風(fēng)扇1旋轉(zhuǎn)相反方向40°的點設(shè)為點G，將以點0為中心從點F起位于風(fēng)扇1的旋轉(zhuǎn)方向 40°的點設(shè)為點H，將以點0為中心從點F起位于風(fēng)扇1的旋轉(zhuǎn)方向180°的點設(shè)為點I，進 行圖示。在這樣定義區(qū)域的情況下，可以看出，西洛克風(fēng)扇100的靜壓變動的rms值大的區(qū) 域是連結(jié)點H、點F及點G的大體圓弧HFG的區(qū)域。因此，在將圓弧HFG的線段BC的長度 設(shè)為X、將大體圓弧HIG (連結(jié)點H、點I及點G的圓弧)的線段BC的長度設(shè)為Y時，若為在 L/H彡f ( ξ )或L/H彡g ( ξ )的范圍內(nèi)成為X > Y彡0的喇叭口 3的話，則可減少靜壓變動 的rms值，可降低噪音。如圖10及圖11所示，在渦卷殼體2的側(cè)面沒有形成臺階差的情況下，圓弧HFG 的區(qū)域的靜壓變動的rms值最大為7Pa，但在渦卷殼體2的側(cè)面形成臺階差的情況下，圓弧 HFG的區(qū)域的靜壓變動的rms值是最大為IPa以下。即，通過在渦卷殼體2的側(cè)面形成臺階 差，可以降低以喇叭口 3為音源的噪音。其理由是，認(rèn)為是與風(fēng)扇1的距離擴大了與形成臺 階差的量、即線段BC的長度的量相應(yīng)的量，抑制由風(fēng)扇1的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的靜壓變動的緣故。圖14是表示通過動作點B的情況下的西洛克風(fēng)扇100的P-Q特性的曲線圖?；?于圖14對在渦卷殼體2的側(cè)面形成臺階差的西洛克風(fēng)扇100的在通過動作點B的情況下 的P-Q特性及在渦卷殼體2的側(cè)面沒有形成臺階差的西洛克風(fēng)扇100的在通過動作點B的 情況下的P-Q特性進行說明。在圖14中，涂黑圓標(biāo)表示在渦卷殼體2的側(cè)面沒有形成臺階 差的西洛克風(fēng)扇100的P-Q特性，空白圓標(biāo)表示在渦卷殼體2的側(cè)面形成臺階差的西洛克 風(fēng)扇100的P-Q特性。另外，在圖14中，縱軸表示靜壓Ppa]，橫軸表示風(fēng)量Q[m7min]。如圖14所示，對于在渦卷殼體2的側(cè)面形成臺階差的西洛克風(fēng)扇100和在渦卷殼 體2的側(cè)面沒有形成臺階差的西洛克風(fēng)扇100，對喘振區(qū)域進行對比時，可以看出前者處于 開放側(cè)。在將在渦卷殼體2的側(cè)面形成臺階差的西洛克風(fēng)扇100搭載在空調(diào)裝置、除濕機、 空氣凈化機等的單元上的情況下，有時由于單元的尺寸的制約，不能增加西洛克風(fēng)扇100 的寬度尺寸。即，由于寬度尺寸短，在動作點位于比噪音成為最小的喘振區(qū)域更靠開放側(cè)那 樣的情況下，能夠使喘振區(qū)域接近動作點，所以，對低噪音化是有效的。圖15是表示搭載西洛克風(fēng)扇100的頂裝室內(nèi)機110的概略整體構(gòu)成的俯視圖。 圖16是表示頂裝室內(nèi)機110的縱剖面構(gòu)成的剖面圖。基于圖15及圖16，對將在渦卷殼體2的側(cè)面形成臺階差的西洛克風(fēng)扇100搭載于頂裝室內(nèi)機110的情況下的靜壓變動進行說 明。另外，在圖15中，圖示了搭載兩個西洛克風(fēng)扇100、在各自的寬度方向側(cè)面形成吸入空 間5的情況。另外，在圖16中，用箭頭表示空氣的流動。在頂裝室內(nèi)機110搭載有在渦卷殼體2的側(cè)面形成臺階差的西洛克風(fēng)扇100的情 況下，有時由于所形成的臺階差，與臺階差的量相應(yīng)地使得吸入空間5減少，成為使噪音增 大的原因。根據(jù)上述的說明，靜壓變動的rms值大的區(qū)域是圓弧HFG，在其他的區(qū)域中，靜壓 變動的rms值對與風(fēng)扇1的距離的影響小。因此，若將在圓弧Hre的區(qū)域形成臺階差的西 洛克風(fēng)扇100搭載于頂裝室內(nèi)機110的話，則可以將臺階差定位于吸入口加的下游側(cè)，可 以降低吸入空間5的減少。圖17是表示頂裝室內(nèi)機110的噪音值的表?；趫D17，對于從搭載了在渦卷殼 體2的側(cè)面形成臺階差的西洛克風(fēng)扇100的頂裝室內(nèi)機110產(chǎn)生的噪音值、從搭載了在渦 卷殼體2的側(cè)面沒有形成臺階差的西洛克風(fēng)扇100的頂裝室內(nèi)機110產(chǎn)生的噪音值進行說 明。另外，臺階差形成在圓弧Hre的區(qū)域。另外，分別表示吹出風(fēng)量為16m7min的情況下 的噪音值。如圖17所示可知，在吹出風(fēng)量設(shè)為16m7min的情況下，在圓弧HFG的區(qū)域形成臺 階差時的噪音值是42. 4[dB]，在圓弧HFG的區(qū)域沒有形成臺階差時的噪音值是44. 0[dB]。 這樣，通過在圓弧IFG的區(qū)域形成臺階差，可降低噪音值。根據(jù)以上所述，通過在圓弧HFG 的區(qū)域設(shè)置臺階差，可以抑制吸入空間5的減少，且可降低噪音值。實施方式2.圖18是表示本發(fā)明的實施方式2的空調(diào)裝置150的概略構(gòu)成的概略構(gòu)成圖?；?于圖18對空調(diào)裝置150的構(gòu)成進行說明。該空調(diào)裝置150搭載了實施方式1的西洛克風(fēng) 扇100。該西洛克風(fēng)扇100搭載在構(gòu)成空調(diào)裝置150的室內(nèi)機(室內(nèi)單元)且熱交換器附 近進行使用。另外，在該實施方式2中，以與上述實施方式1的不同點為中心進行說明，與 實施方式1相同的部分，標(biāo)注以相同的附圖標(biāo)記而省略說明。該空調(diào)裝置150利用制冷劑配管順次連接壓縮機151、冷凝熱交換器152、節(jié)流裝 置153和蒸發(fā)熱交換器IM而構(gòu)成。其中，在設(shè)置冷凝熱交換器152或蒸發(fā)熱交換器IM 的室內(nèi)機中，設(shè)置實施方式1的西洛克風(fēng)扇100。即，西洛克風(fēng)扇100設(shè)置在設(shè)于室內(nèi)機的 冷凝熱交換器152或蒸發(fā)熱交換器154的附近，具有向冷凝熱交換器152或蒸發(fā)熱交換器 IM供給空氣的功能。壓縮機151吸入流經(jīng)制冷劑配管的制冷劑，壓縮該制冷劑成為高溫高壓的狀態(tài)。 冷凝熱交換器152在空氣和制冷劑之間進行熱交換，冷凝和液化該制冷劑。節(jié)流裝置153 對制冷劑減壓使之膨張。蒸發(fā)熱交換器1 在空氣和制冷劑之間進行熱交換，蒸發(fā)和氣化 該制冷劑。在設(shè)置構(gòu)成該空調(diào)裝置150的冷凝熱交換器152或蒸發(fā)熱交換器154的室內(nèi)機 中，搭載實施方式1的西洛克風(fēng)扇100，由此可降低傳遞到室內(nèi)的噪音。在此，對空調(diào)裝置150的動作簡單地進行說明。圖18所示的箭頭表示制冷劑的流 動方向。由壓縮機151壓縮而成為高溫高壓的制冷劑氣體流入冷凝熱交換器152。在該冷 凝熱交換器152中，制冷劑與空氣進行熱交換而冷凝，成為低溫高壓的液態(tài)制冷劑或氣液 兩相制冷劑。從冷凝熱交換器152流出的制冷劑，其后由節(jié)流裝置153減壓，成為低溫低壓 的液態(tài)制冷劑或氣液兩相制冷劑，流入蒸發(fā)熱交換器154。在蒸發(fā)熱交換器154中，制冷劑與空氣進行熱交換而蒸發(fā)，成為高溫低壓的制冷劑氣體，再次由壓縮機151吸入。在制暖運 轉(zhuǎn)時，冷凝熱交換器152搭載于室內(nèi)機，制冷運轉(zhuǎn)時，蒸發(fā)熱交換器IM搭載于室內(nèi)機。
在損失系數(shù)小、風(fēng)扇寬度長的情況下，熱交換器的寬度方向的速度分布接近均勻， 與風(fēng)扇寬度短、速度分布不均勻的情況相比，可有效地使用熱交換器的傳熱面積。為此，為 得到規(guī)定的空調(diào)能力所必要空氣和制冷劑的溫度差變小，壓縮機輸入變小，且噪音變低。另 外，在損失系數(shù)小的情況下，即使風(fēng)扇直徑變大，若加長風(fēng)扇寬度的話，則可減小噪音。進 而，在設(shè)有多個風(fēng)扇寬度短的風(fēng)扇的空調(diào)裝置中，通過置換成風(fēng)扇寬度長的風(fēng)扇，即使減少 風(fēng)扇的個數(shù)，也可以減少在規(guī)定動作點處的空調(diào)裝置的噪音值，而且可使熱交換器的寬度 方向的速度分布接近均勻。
權(quán)利要求
1.一種西洛克風(fēng)扇，該西洛克風(fēng)扇具備渦卷殼體，該渦卷殼體具有用于吸取空氣的吸入口、用于吹出空氣的吹出口以及從所 述吸入口到所述吹出口的風(fēng)路，風(fēng)扇，該風(fēng)扇收納在所述渦卷殼體內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從所述吸入口吸取空氣，從所述 吹出口吹出空氣，和喇叭口，該喇叭口安裝在所述渦卷殼體的所述吸入口 ；所述吸入口位于所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)中心的延長線上，形成于所述渦卷殼體的兩側(cè)面；其 特征在于，在將所述風(fēng)路內(nèi)的通風(fēng)阻力設(shè)為PPa]、將從所述吸入口吸取的空氣的量設(shè)為Q[m3/ min]、將所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸方向的寬度設(shè)為L[mm]、將k設(shè)為常數(shù)、將所述渦卷殼體的高度 設(shè)為H = 246k[mm]、將P/Q2設(shè)為損失系數(shù)ξ [Pa/(m3/min)2]的情況下， 在0. 1彡kH ( 0.4的范圍內(nèi)，f (k4 ξ ) = 0. 34947 (k4 ξ ) 2-1· 0554 (k4 ξ ) +1. 8 成立，0. 75f (k4 ξ ) ( L/H 彡 f (k4 ξ )成立。
2.如權(quán)利要求1所述的西洛克風(fēng)扇，其特征在于，在所述渦卷殼體的從所述風(fēng)路到所 述吹出口的彎曲的部分，將最接近所述風(fēng)扇的外周部的部分作為舌部，在所述喇叭口的縱剖面中，將所述喇叭口的最小開口部的端點設(shè)為點A，將相對于所述喇叭口的中心與點A呈點對稱的點設(shè)為點A’，將所述喇叭口的最大開口部的端點設(shè)為點B，將相對于所述喇叭口的中心與點B呈點對稱的點設(shè)為點B’，將從所述點B向風(fēng)扇的方向引出的直線與所述渦卷殼體側(cè)面的交點設(shè)為點C，將從所述點B’向風(fēng)扇的方向引出的直線與所述渦卷殼體側(cè)面的交點設(shè)為點C’，將線段AA’與所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸延長線的交點設(shè)為點0，設(shè)在通過所述點A、所述點0以及所述點A’的平面與所述舌部的交線上與所述風(fēng)扇的 距離最小的點為點D，將所述喇叭口的與點D最近的點設(shè)為點E，將以所述點0為中心從所述點E起位于所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)相反方向65°的點設(shè)為點F， 將以所述點0為中心從所述點F起位于所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)相反方向40°的點設(shè)為點G， 將以所述點0為中心從所述點F起位于所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向40°的點設(shè)為點H，將以 所述點0為中心從所述點F起位于所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向180°的點設(shè)為點I，將連結(jié)所述點H、所述點F以及所述點G的大體圓弧HFG中的線段BC的長度設(shè)為X， 將連結(jié)所述點H、所述點I以及所述點G的大體圓弧HIG中的線段BC的長度設(shè)為Y， 此時，在L/H彡f(kH)的范圍內(nèi)， X > Y ^ 0成立。
3.一種西洛克風(fēng)扇，該西洛克風(fēng)扇具備渦卷殼體，該渦卷殼體具有用于吸取空氣的吸入口、用于吹出空氣的吹出口以及從所 述吸入口到所述吹出口的風(fēng)路，風(fēng)扇，該風(fēng)扇收納在所述渦卷殼體內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從所述吸入口吸取空氣，從所述 吹出口吹出空氣，和喇叭口，該喇叭口安裝在所述渦卷殼體的所述吸入口上；所述吸入口位于所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)中心的延長線上，形成于所述渦卷殼體的單側(cè)面；其 特征在于，在將所述風(fēng)路內(nèi)的通風(fēng)阻力設(shè)為PPa]、將從所述吸入口吸取的空氣的量設(shè)為Q[m3/ min]、將所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸方向的寬度設(shè)為L[mm]、將k設(shè)為常數(shù)、將所述渦卷殼體的高度 設(shè)為H = 246k[mm]、將P/Q2設(shè)為損失系數(shù)ξ [Pa/(m3/min)2]的情況下， 在0. 1彡kH ( 0.4的范圍內(nèi)，g(k4l) = 1.39788(1^4€)2-2.1108(1^4€)+1.8成立，1.58(1^4€)彡 L/H 彡 2g(kH)成立。
4.如權(quán)利要求3所述的西洛克風(fēng)扇，其特征在于，在所述渦卷殼體的從所述風(fēng)路到所 述吹出口的彎曲的部分，將最接近所述風(fēng)扇的外周部的部分作為舌部，在所述喇叭口的縱剖面中，將所述喇叭口的最小開口部的端點設(shè)為點A，將相對于所述喇叭口的中心與點A呈點對稱的點設(shè)為點A’，將所述喇叭口的最大開口部的端點設(shè)為點B，將相對于所述喇叭口的中心與點B呈點對稱的點設(shè)為點B’，將從所述點B向風(fēng)扇的方向引出的直線與所述渦卷殼體側(cè)面的交點設(shè)為點C，將從所述點B’向風(fēng)扇的方向引出的直線與所述渦卷殼體側(cè)面的交點設(shè)為點C’，將線段AA’與所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸延長線的交點設(shè)為點0，設(shè)在通過所述點A、所述點0以及所述點A’的平面與所述舌部的交線上與所述風(fēng)扇的 距離最小的點為點D，將所述喇叭口的與點D最近的點設(shè)為點E，將以所述點0為中心從所述點E起位于所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)相反方向65°的點設(shè)為點F， 將以所述點0為中心從所述點F起位于所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)相反方向40°的點設(shè)為點G， 將以所述點0為中心從所述點F起位于所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向40°的點設(shè)為點H，將以 所述點0為中心從所述點F起位于所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向180°的點設(shè)為點I，將連結(jié)所述點H、所述點F以及所述點G的大體圓弧HFG中的線段BC的長度設(shè)為X， 將連結(jié)所述點H、所述點I以及所述點G的大體圓弧HIG中的線段BC的長度設(shè)為Y， 此時，在L/H彡g(kH)的范圍內(nèi)， X > Y ^ 0成立。
5.一種空調(diào)裝置，其特征在于，使用權(quán)利要求1 4中任一項所述的西洛克風(fēng)扇。
全文摘要
本發(fā)明提供在供給規(guī)定量的吹出風(fēng)量時降低所產(chǎn)生的聲音的西洛克風(fēng)扇以及使用它的空調(diào)裝置。本發(fā)明的西洛克風(fēng)扇(100)的吸入口(2a)位于風(fēng)扇(1)的旋轉(zhuǎn)中心的延長線上，形成于渦卷殼體(2)的兩側(cè)面，其中，在將風(fēng)路(2c)內(nèi)的通風(fēng)阻力設(shè)為P[Pa]、將從吸入口(2a)吸取的空氣的量設(shè)為Q[m3/min]、將風(fēng)扇(1)的旋轉(zhuǎn)軸方向的寬度設(shè)為L[mm]、將k設(shè)為常數(shù)、將渦卷殼體(2)的高度設(shè)為H＝246k[mm]、將P/Q2設(shè)為損失系數(shù)ξ[Pa/(m3/min)2]的情況下，在0.1≤k4ξ≤0.4的范圍內(nèi)，f(k4ξ)＝0.34947(k4ξ)2-1.0554(k4ξ)+1.8成立，0.75f(k4ξ)≤L/H≤f(k4ξ)成立。
文檔編號F04D29/44GK102066771SQ20088012986
公開日2011年5月18日 申請日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者岡澤宏樹, 堤博司, 山谷貴宏, 川乘幸彥, 西宮一暢 申請人:三菱電機株式會社