專利名稱：具有流動(dòng)穩(wěn)定器的橫向風(fēng)機(jī)的制作方法
橫向風(fēng)機(jī)也被稱作為橫向氣流和切向風(fēng)機(jī)。因?yàn)樗鼈兊囊涣惺搅鲃?dòng)能力以及由于它們可延伸至一熱交換器的整個(gè)長(zhǎng)度所造成的它們與板翅式熱交換器之間的適當(dāng)關(guān)系，因此它們被使用在了空調(diào)中。為了獲得所需的長(zhǎng)度，葉輪可由許多段或者組件組成，其中一個(gè)或多個(gè)段短于其它的段，以獲得所需的總長(zhǎng)度。在一橫向風(fēng)機(jī)中，入氣口與出氣口通常標(biāo)定為呈直角，但是也可為0至180°之間的角度。葉輪與向前彎的離心風(fēng)機(jī)輪相似，只是該葉輪的兩端封閉。氣流在整個(gè)風(fēng)機(jī)上垂直于葉輪軸線，并在上游側(cè)以徑向向內(nèi)的方向流入葉片排，流經(jīng)葉輪內(nèi)部，然后第二次徑向向外流過葉片。這種流動(dòng)的特征在于形成一種平行于轉(zhuǎn)子軸線移動(dòng)、并在與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的同一方向上旋轉(zhuǎn)的偏心渦流。
發(fā)生了兩個(gè)階段的動(dòng)作，即氣流首先流過吸氣(上游)葉片，然后流過排氣葉片。當(dāng)氣流在排氣葉片上通過葉輪形成高速時(shí)(第二階段)，氣流收縮。當(dāng)該氣流繞著渦流旋轉(zhuǎn)并壓縮時(shí)，它離開葉輪并再次收縮。這些作用的組合引起了由橫向風(fēng)機(jī)所達(dá)到的高壓系數(shù)。一渦旋壁將入氣口與出氣口分隔開，并用于穩(wěn)定渦流。由于在渦流區(qū)內(nèi)僅存在著再循環(huán)流動(dòng)，因此那兒做了無(wú)用功。渦流中的主要作用是損耗能量。然而，風(fēng)機(jī)穩(wěn)定性對(duì)渦旋壁的間隙(clearance)高度敏感。由于在穩(wěn)定的高性能和由葉輪與渦旋壁相互作用所產(chǎn)生的全音程(tone)噪音之間進(jìn)行折衷，所以必須非常小心地控制該參數(shù)。
當(dāng)渦旋壁與葉輪的葉片自排氣側(cè)運(yùn)動(dòng)至吸入側(cè)時(shí)，該渦旋壁與葉輪的葉片共同作用。在一種無(wú)管道分置式系統(tǒng)的一高壁室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組中，由于從后/底壁、尤其兩個(gè)端壁附近的流動(dòng)分離所引起的不穩(wěn)定流動(dòng)，因此存在著由這種不穩(wěn)定流動(dòng)所引起的噪音問題。估計(jì)，在后/底壁上存在有渦流或者流動(dòng)分離。
本發(fā)明的目的在于提供一橫向風(fēng)機(jī)的流動(dòng)穩(wěn)定性。流動(dòng)穩(wěn)定性是通過在被確信存在著渦流或者流動(dòng)分離的壁的附近引起流動(dòng)加速來實(shí)現(xiàn)的。該流動(dòng)穩(wěn)定性是將斜坡性質(zhì)的流動(dòng)穩(wěn)定器設(shè)置在后/底壁上、葉輪的末端附近來實(shí)現(xiàn)的。在截面中，在流動(dòng)方向上，適當(dāng)?shù)男逼路謩e接近于四分之一橢圓和鐘形曲線。該斜坡具有橫向于氣流的最大橫截面積，其范圍從0.2至1.5平方英寸。斜坡的存在減小了大約5dB的噪音，其中特定的斜坡尺寸和位置通常對(duì)噪音有小于1dB的影響。斜坡可位于排氣口的上游僅僅0.25英寸，或者位于一點(diǎn)，在該點(diǎn)與葉輪的間隙成為了一個(gè)因素，例如位于排氣口上游5英寸處。位于排氣口上游的位置影響由斜坡所占據(jù)的排氣路徑的百分率，該百分率隨該位置向上游移動(dòng)而增加。一般而言，由斜坡所占據(jù)的排氣路徑的最大百分率小于1％，但是其范圍可從0.5％至20％。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供流動(dòng)的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于降低噪音。本發(fā)明將實(shí)現(xiàn)這些目的以及其它的在下文中將變得一目了然的目的。
根本上，通過將斜坡放置到后/底壁上來改進(jìn)一橫向風(fēng)機(jī)的排氣流動(dòng)路徑，以便提供流動(dòng)的局部加速，同時(shí)防止產(chǎn)生流動(dòng)的不穩(wěn)定性。該斜坡減小了所產(chǎn)生的噪音，而不會(huì)損害機(jī)組性能。


圖1是一種風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的局部的切去一部分的視圖；圖2是采用本發(fā)明的一種風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的垂直截面圖；圖3是圖1所示風(fēng)機(jī)葉輪的立體圖；圖4是圖1所示斜坡的立體圖；圖5是不具有斜坡的機(jī)組的聲功率級(jí)(分貝，基準(zhǔn)聲功率10-12瓦)(dB re1×10-12W)與頻率(赫茲)的曲線圖。
圖6是在適當(dāng)位置上具有本發(fā)明技術(shù)的兩個(gè)斜坡的機(jī)組的聲功率級(jí)(分貝，基準(zhǔn)聲功率10-12瓦)(dB re1×10-12W)與頻率(赫茲)的曲線圖。
圖7是第一改進(jìn)型斜坡的立體圖；以及圖8是第二改進(jìn)型斜坡的立體圖。
在圖1和圖2中，標(biāo)號(hào)10總的表示一種分置式系統(tǒng)的室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組。如傳統(tǒng)的那樣，葉輪或者轉(zhuǎn)子12的旋轉(zhuǎn)將空氣通過熱交換器部分14-1、14-2和14-3吸入，這些熱交換器部分共同形成處于冷卻模式中的一分置式空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器、以及處于加熱模式中的冷凝器。在流經(jīng)熱交換器部分14-1至14-3之后，該被加熱/冷卻的空氣流經(jīng)葉輪12并流至由側(cè)壁18、后/底壁20及渦旋壁22所構(gòu)成的排氣口內(nèi)。后壁20的弧形入氣口部分20-1與渦旋壁22的頂端22-1與葉輪12共同作用，以構(gòu)成風(fēng)機(jī)10的吸氣側(cè)S與排氣側(cè)D，并將兩者分隔開。該被加熱/冷卻的空氣通過連續(xù)地流經(jīng)百葉板24和26自排氣口流到室內(nèi)。百葉板24和26一般可轉(zhuǎn)動(dòng)，并可相互之間成90°，以使空氣流到室內(nèi)。
尤其請(qǐng)參閱圖3，葉輪或者轉(zhuǎn)子12通常呈圓柱形，并具有許多沿其外表面軸向設(shè)置的葉片12-1。葉輪12由幾個(gè)組件12-2組成，各組件由相鄰的一對(duì)隔盤12-3或者一端盤12-4和一隔盤12-3所構(gòu)成。許多葉片12-1縱向延伸在各對(duì)相鄰的圓盤之間。各葉片12-1的一個(gè)縱向端連接至一個(gè)圓盤，而其另一端連接至該對(duì)圓盤的另一個(gè)圓盤。某一葉輪12可包括多個(gè)組件，如圖3所示，或者也可包括一單個(gè)組件，其中這些葉片的任一端連接至一端盤。在為了獲得一所需長(zhǎng)度而采用多組件的情況下，組件的長(zhǎng)度可與通常為修正長(zhǎng)度的端組件不同。
至此所描述的機(jī)組一般是傳統(tǒng)的。一種具有一長(zhǎng)度為21.89英寸、直徑為3.5英寸、具有三十五個(gè)葉片、并且排氣口面積為61.29平方英寸、以1050rpm(轉(zhuǎn)/分鐘)運(yùn)轉(zhuǎn)的葉輪的機(jī)組被測(cè)試并形成圖5所示的圖線。另外，排氣量被測(cè)為234.9立方尺/分(cfm)，而1/3倍頻程(octave)聲功率級(jí)(Lw)為50.3dB。然后，通過將斜坡30放置到后壁20上來改進(jìn)機(jī)組10。分別如圖4、7和8所示的適當(dāng)?shù)男逼?0、130和230的形狀分別為位于由一箭頭所指示的流動(dòng)方向上的四分之一橢圓或者四分之一鐘形曲線，以便提供一用于引導(dǎo)并加速流動(dòng)的空氣導(dǎo)向面。斜坡30的高度范圍從0.20至0.75英寸，其長(zhǎng)度范圍從0.5至1.5英寸，并且其寬度范圍從0.4至1.5英寸。當(dāng)上述裝置中使用兩個(gè)斜坡時(shí)，斜坡30一般應(yīng)當(dāng)放置在距離端壁18的0.75及1.75英寸處、或者設(shè)置在這兩點(diǎn)之間，并且設(shè)置在排氣口40中的百葉板24和26上游的0.25至5英寸處。
在具有一對(duì)適當(dāng)定位的斜坡30，其中各斜坡的高度為0.31英寸、長(zhǎng)度為0.75英寸、寬度為0.88英寸、定位在百葉板24上游的0.3英寸及距離相應(yīng)端壁18的1.2英寸的位置上的情況下，機(jī)組10在上述相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。圖6示出了測(cè)試結(jié)果。另外，排氣量被測(cè)為241.6立方尺/分(cfm)，而1/3倍頻程聲功率級(jí)(Lw)為45.2dB。因此，本發(fā)明提供了標(biāo)定的(nominal)流動(dòng)增量并減小了5.1dB的噪音。
現(xiàn)在請(qǐng)參閱圖7，圖中所示為一種改進(jìn)型斜坡130。斜坡130與斜坡30的區(qū)別在于斜坡130在流動(dòng)方向上是對(duì)稱的，尤其斜坡130的側(cè)面130-1構(gòu)成了鐘形曲線。在斜坡30的情況下，大范圍的尺寸是較合適的。在斜坡130接合壁18的情況下，適當(dāng)?shù)膶挾葹?.25英寸，適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度為1.0英寸，并且高度可從0.38至0.5英寸，其中頂端部分是與該高度相一致的直徑的圓的一部分?，F(xiàn)在請(qǐng)參閱圖8，改進(jìn)型斜坡230與斜坡130的不同之處在于斜坡230與壁18相分離。側(cè)面230-1與側(cè)面130-1相似，在流動(dòng)方向上構(gòu)成了一鐘形曲線。在斜坡接合壁18的情況下，斜坡的寬度要大于斜坡與壁18相分離的情況下的斜坡寬度。
雖然已圖示并描述了本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但是對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人員而言，還可進(jìn)行其它的修改。例如，在將斜坡用作為空氣導(dǎo)向件的情況下，這些斜坡可具有其它的形狀。另外，在某些情況下，由于機(jī)組的尺寸，可能需要使用兩個(gè)以上的斜坡，并且斜坡的尺寸及間距可通過使斜坡間隔三英寸、或者距離側(cè)壁更遠(yuǎn)的距離來進(jìn)行變化。然而，對(duì)于斜坡的基本要求是它們提供一種流動(dòng)的局部加速，同時(shí)避免了流動(dòng)的不穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明不受較佳實(shí)施例的限制，其范圍僅僅由附加權(quán)項(xiàng)的范圍來限定。
權(quán)利要求
1．一種橫向風(fēng)機(jī)裝置，包括一葉輪(12)；一延伸在所述葉輪與一排氣口之間、由一后壁(20)、一渦旋壁(22)和一對(duì)端壁(18)構(gòu)成的排氣流動(dòng)路徑；用于在所述排氣流動(dòng)路徑內(nèi)穩(wěn)定流動(dòng)的裝置(30,130,230)；所述用于穩(wěn)定流動(dòng)的裝置包括至少一個(gè)定位在所述葉輪與所述排氣口中間、并提供所述排氣流動(dòng)路徑的橫截面積的一種局部下降的構(gòu)件。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述用于穩(wěn)定流動(dòng)的裝置具有一種空氣導(dǎo)向形狀。
3．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述用于穩(wěn)定流動(dòng)的裝置包括一對(duì)構(gòu)件，所述構(gòu)件設(shè)置在所述一對(duì)端壁的相應(yīng)端壁附近。
4．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述一對(duì)構(gòu)件的各個(gè)構(gòu)件具有一用作為一空氣導(dǎo)向件的曲面。
5．如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述曲面是橢圓的一部分。
6．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述排氣口的橫截面積的所述局部下降小于20％。
全文摘要
通過將斜坡放置到后/底壁上來改進(jìn)一橫向風(fēng)機(jī)的排氣流動(dòng)路徑,以便提供流動(dòng)的局部加速,同時(shí)防止產(chǎn)生流動(dòng)的不穩(wěn)定性。該斜坡減小了所產(chǎn)生的噪音,而不會(huì)損害機(jī)組性能。
文檔編號(hào)F04D17/00GK1218146SQ9812382
公開日1999年6月2日 申請(qǐng)日期1998年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月10日
發(fā)明者斯科特D·斯通, 約翰F·薩爾瓦特拉 申請(qǐng)人:運(yùn)載器有限公司