送风机的喇叭口结构的制作方法

文档序号:5484506阅读:912来源:国知局
专利名称:送风机的喇叭口结构的制作方法
技术领域
本发明涉及空调装置等所使用的送风机的喇叭口结构。
背景技术
通常,例如螺旋桨式风扇等轴流式送风机作为空调机等的送风机而被广泛使用, 在送风用叶轮的周围,设有将吸入侧的空气流畅地引导至吹出侧以减少漏出量的喇叭口。 近年来,对这种送风机的高性能化、低噪音化的要求非常强烈,并提出了通过改善喇叭口形 状来改善性能的方法(例如,参照专利文献1)。专利文献1 日本特开2004-211971号公报并且,近年来,要求提高送风机的风量并从节能化的观点出发要求减小送风机的 驱动力(电动机负载)。

发明内容
因此,本发明的目的在于解决上述现有技术所存在的问题,并提供在保持相同送 风量的同时能够同时满足减小送风机的转速以及驱动力的送风机的喇叭口结构。为了实现上述目的,本发明的送风机的喇叭口结构设于轴流式送风机的叶轮周围 并将该叶轮的吸入侧的空气引导至吹出侧,该喇叭口结构的特征在于,具有吹出壁部,其 与吹出开口连通并大致沿所述叶轮的轴向延伸;倾斜壁部,其与该吹出壁部连结,并以越靠 吸入开口侧直径越大的方式倾斜,将喇叭口的总高度设为H,倾斜壁部的高度设为h,该倾 斜壁部的倾斜角度设为β时,满足0.33彡h/H彡0.42,并且60°彡β彡70°。在该结构中,将所述吹出壁部与所述倾斜壁部相连结的连结部的开口直径设为D, 所述叶轮的直径设为d时,满足1. 02 < D/d < 1. 03。将从所述吸入开口到所述叶轮的桨叶 中离该吸入开口最近的位置的高度设为hL时,满足0. 24彡hL/h彡0. 4。并且,将从所述吸入开口到所述叶轮的桨叶中离所述吹出开口最近的位置的高度 为设hZ时,满足0. 875 ( hZ/H ( 0. 925。而且,可以构成为所述轴流式送风机为螺旋桨式 风扇。并且,所述螺旋桨式风扇的叶轮配置于侧视时与所述喇叭口完全重叠的位置。另外,本发明的空调装置具有向热交换器送风的轴流式送风机和设置在该送风 机的叶轮周围并将该叶轮的吸入侧的空气引导至吹出侧的喇叭口,所述喇叭口具有与吹出 开口连通并大致沿所述叶轮的轴向延伸的吹出壁部和与该吹出壁部连结并以越靠吸入开 口侧直径越大的方式倾斜的倾斜壁部,将该喇叭口的总高度设为H,倾斜壁部的高度设为 h,该倾斜壁部的倾斜角度设为β时,满足0.33彡h/H彡0.42,并且60°彡β彡70°。根据本发明,通过以满足0.33彡h/H彡0.42且60°彡β彡70°的方式设计喇 叭口,在保持相同送风量的同时能够同时满足减小送风机的转速以及驱动力。


图1是表示本发明一个实施方式的空调装置的室外单元的侧面剖视图。
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图2是表示室外单元的内部结构的俯视图。图3㈧是表示喇叭口与螺旋桨式风扇的配置关系的侧视图,图3(B)是喇叭口的 局部剖视图。图4是表示相同运转条件下的倾斜壁部与喇叭口的高度比率、该倾斜壁部的倾斜 角度、螺旋桨式风扇的转速以及电动机负载之间的关系的图。图5是表示喇叭口与螺旋桨式风扇的直径比率、螺旋桨式风扇的转速以及电动机 负载之间的关系的图。图6是表示从吸入开口到螺旋桨式风扇的下端点的高度与倾斜壁部的高度的比 率、螺旋桨式风扇的转速以及电动机负载之间的关系的图。图7是表示从吸入开口到螺旋桨式风扇的上端点的高度与喇叭口的高度的比率、 螺旋桨式风扇的转速以及电动机负载之间的关系的图。附图标记说明
10室外单元
11单元壳
12底板
21热交换器
22送风机
23风扇电动机
24螺旋桨式风扇(叶轮)
25喇叭口
25A吹出开口
25B吸入开口
31储能器
32油分离器
33存储罐
34电气元件安装盒
40吹出壁部
41倾斜壁部
42连结部
46桨叶
46A上端点
46B下端点
具体实施例方式以下,参考附图对本发明的一个实施方式进行说明。本实施方式的空调装置由室外单元10与室内单元(未图示)构成,使制冷剂流入 由制冷剂配管连接的制冷剂回路,进行制冷运转以及供暖运转。室外单元10设置在室外, 与室外空气进行热交换而进行制冷运转时,使制冷剂凝结而向外界空气散热,在供暖运转 时使制冷剂蒸发而从外界空气吸热。另外,下述上下以及左右方向是指在设置了室外单元CN 102080673 A
说明书
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10的状态下从其前方侧观察时的方向。图1是室外单元10的侧面剖视图,图2是表示室外单元10的内部结构的俯视图。 室外单元10具有呈大致长方体的箱形状的单元壳(框体)11,该单元壳11构成为具有底板 12、从该底板12的四个角部向铅直方向延伸的支柱14、前面板15(图2)。如图2所示,在底板12上配置有俯视时大致呈“ 二 ”形弯曲而形成的热交换器21, 在该热交换器21的上部配置有送风机(轴流式送风机)22。热交换器21构成单元壳11的 侧面部,从该单元壳11的左侧面起沿着背面以及右侧面配置。如图1所示,送风机22构成为具有配置于热交换器21上方的风扇电动机23、安装 在该风扇电动机23的轴上的螺旋桨式风扇(叶轮)24。在相邻的支柱14、14之间,在相当 于热交换器21上端的位置,设有将该支柱14、14联结的联结部件16、16,风扇电动机23被 固定在架设于该连结部件16、16之间的一对支撑架17、17上。在螺旋桨式风扇M的周围,设有将螺旋桨式风扇M吸入侧的空气引导至吹出侧 的喇叭口 25,该喇叭口 25的吹出开口 25A被用于防止人体等接触螺旋桨式风扇M的风扇 保护装置(未图示)覆盖。并且,在喇叭口 25的周围隔着泡沫聚苯乙烯等的隔热材料沈 而设有装饰板(未图示)。如果螺旋桨式风扇M由风扇电动机23驱动而旋转,则外界空气从室外单元10的 周围,更具体的说,如图中箭头X所示,从单元壳11的除前面以外的左侧面侧、背面侧以及 右侧面侧,被吸入至单元壳11内,并通过设于该单元壳11顶面部的喇叭口 25的吹出开口 25A而排出至外部。S卩,该室外单元10构成从顶面吹出热交换后的空气的顶面吹出式室外 单元。在单元壳11内,在底板12上设有构成制冷剂回路的一部分的压缩机(未图示)、 储能器31、油分离器32以及存储罐33,并且配管连接有称为四通阀(未图示)、膨胀阀(未 图示)的阀体等制冷剂回路构成部件并将它们收纳于单元壳11内。这些制冷剂回路构成 部件的配管的一端侧,经由热交换器21与室内单元配管连接,该制冷剂回路构成部件的配 管的另一端侧与室内单元配管连接,由此,构成了使制冷剂循环的制冷剂回路。并且,在本发明中,压缩机配置于单元壳11的前方侧,在该压缩机的上方空间配 置有电气元件安装盒34,在电气元件安装盒34中配设有控制空调装置的控制基板等各种 电气元件单元。因此,通过卸下前面板15,作业者能够容易地从前方侧进行单元壳11内部 的部件的维护作业。附图标记35是设于压缩机上方并用于防止雨滴直接滴到压缩机上的 覆盖板。下面,对喇叭口的结构进行说明。喇叭口 25通过树脂成型而形成,能够实现轻量化及所需要的形状。如图3A所示, 喇叭口 25具有吹出开口 25A和直径比该吹出开口 25A大的吸入开口 25B而形成为筒状,并 具有吹出壁部40,其与吹出开口 25A连通,大致沿螺旋桨式风扇M的轴向延伸;倾斜壁部 41,其与该吹出壁部40连结,以越靠吸入开口 25B侧直径越大的方式倾斜。吹出壁部40是将由螺旋桨式风扇M吹送的空气引导至吹出开口 25A的部件,与 吹出开口 25A所在的面所成的角度α被设定为直角或比直角稍小的角度(本实施方式中, 角度α =89° )。并且,吹出壁部40的上端部(吹出开口侧端部)40Α以规定的曲率半径 朝外侧呈环状弯曲而形成,从而抑制吹过时的通风阻力。
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并且,倾斜壁部41是在螺旋桨式风扇M运转时将单元壳11内的空气流畅地送入 喇叭口 25内的部件,如图;3B所示,倾斜壁部41通过连结部42与吹出壁部40 —体连结。倾 斜壁部41越靠吸入开口 25B侧越向外侧扩展,以与该吸入开口 25B所在的面所成的倾斜角 度β呈环状地弯曲而形成。另外,倾斜壁部41的下端部(吸入开口侧端部)41Α沿吸入开 口 25Β所在的面朝外侧弯曲。螺旋桨式风扇M包含固定在风扇电动机23 (图1)的电动机轴上的轮毂45、具有
规定的叶片角并以规定的间隔一体成形在该轮毂45外周的多片桨叶46、46.......如图3
所示,该螺旋桨式风扇对配置于侧视时与喇叭口 25完全重叠的位置。根据该结构,通过喇 叭口 25将螺旋桨式风扇M工作的区域覆盖,因此能够通过喇叭口 25引导由螺旋桨式风扇 24吹送的全部空气,能够提高螺旋桨式风扇M的送风量。本发明人通过模拟而得出用于同时满足减小送风机22在相同运转条件下的螺旋 桨式风扇M的转速与风扇电动机23的负载的喇叭口 25形状因子。在此,送风机22的相 同运转条件是指风量Q(m7min)及静压(mmAq)相同的运转条件。在图3中,首先,在以喇 叭口 25的高度H、倾斜壁部41的高度h、倾斜壁部41的倾斜角度β、连结部42处的喇叭口 25的直径D、螺旋桨式风扇M的直径d、从吸入开口 25B到螺旋桨式风扇M的桨叶46的上 端点(离吹出开口 25A最近的位置)46A的高度hZ、从吸入开口 25B到螺旋桨式风扇M的 桨叶46的下端点(离吸入开口 25B最近的位置)46B的高度hL为参数的情况下,弄清楚这 些形状值的变化对相同运转条件下螺旋桨式风扇24的转速与风扇电动机23的负载的减小 起何作用。图4中,横轴表示吸入口角度,即喇叭口 25的倾斜壁部41的倾斜角度β,左侧纵 轴表示电动机负载(W),右侧纵轴表示螺旋桨式风扇M的转速(rpm)。当使送风机22在风 量Q为OOOm3Aiin)、静压为(6mmAq)的相同条件下运转时,使倾斜壁部41与喇叭口 25的 高度比率h/H、倾斜壁部41的倾斜角度β分别变化,模拟螺旋桨式风扇M的转速与风扇电 动机23的负载如何变化。通过该模拟可知以满足h/H = 0.33(黑色圆圈记号、黑色方块记号)并且处于倾 斜角度β =60°附近的方式设计的喇叭口 25,螺旋桨式风扇M的转速以及风扇电动机23 的负载最小且这种喇叭口具有最好的性能。在倾斜角度β大于70°的范围内,在满足0. 20 ( h/H ( 0. 67的所有喇叭口中, 电动机负载以及转速均有随倾斜角度的增加而增加的倾向。另一方面,在倾斜角度β在 70°以下的范围内,在满足h/H = 0.67的喇叭口中,电动机负载以及转速成为极高的值。从电动机负载方面看,在满足h/H = 0.20、0. 33的喇叭口中,在倾斜角度β为 60°附近存在极小点,并且不论倾斜角度β比60°大或小,电动机负载均增加。其中,在 满足h/H = 0.20的喇叭口中,电动机负载在倾斜角度β =70°处的值从处于其他倾斜角 度处的值中突出地增大。在满足h/H = 0.42、0. 50的喇叭口中,电动机负载在倾斜角度β 为50°到60°的区间内减小,在倾斜角度β为60°到70°的区间内,电动机负载大致为 一定值。另外,从转速方面看,在满足h/H = 0.50的喇叭口中,在倾斜角度β为50°到 70°的区间内有减小的倾向。在满足h/H = 0.42的喇叭口中,转速在倾斜角度β为50° 到60°的区间内减小,在倾斜角度β为60°到70°的区间内大致为一定值。在满足h/H=0.33的喇叭口中,转速在倾斜角度β为60°附近处存在极小点,并且不论倾斜角度β 比60°小或大,转速均增加。在满足h/H = 0.20的喇叭口中,转速在倾斜角度β为50° 到60°的区间内大致恒定地推移,在倾斜角度β为60°到70°的区间内有上升倾向。通过该模拟可知为了谋求减小螺旋桨式风扇M的转速以及风扇电动机23的负 载,优选满足0. 33彡h/H彡0. 42且60°彡β彡70°的设计。如上所述,可知本实施方式的喇叭口在以满足0. 33彡h/H彡0. 42且 60° < β <70°的方式进行设计的情况下,在保持相同送风量的同时能够同时满足减小 螺旋桨式风扇M的转速以及风扇电动机23的负载。图5是表示以满足h/H = 0. 33且倾斜角度β = 60°的方式设计喇叭口的情况 下,喇叭口 25与螺旋桨式风扇的直径比率(D/d)、螺旋桨式风扇的转速以及电动机负载之 间的关系的图。如该图5所示,电动机负载以及转速有随直径比率D/d的增加而增加的倾向。因 此,为了谋求减小电动机负载以及转速,优选使直径比率D/d的值尽量小。另一方面,如果 直径比率D/d的值减小,则有可能导致螺旋桨式风扇M的桨叶46与喇叭口 25的内表面 接触。因此,从减小电动机负载以及转速和抑制螺旋桨式风扇M与喇叭口 25接触的观点 出发,根据该模拟的结果,优选在1. 02 < D/d < 1. 03的范围内进行设计,进一步优选在 1. 0225彡D/d彡1. 0285的范围内进行设计。图6是表示从吸入开口 25B到螺旋桨式风扇M的下端点46B的高度hL与倾斜壁 部41的高度h的比率hL/h、螺旋桨式风扇的转速以及电动机负载之间的关系的图。根据 该模拟的结果可知电动机负载有随hL/h的增加而增加的倾向,但转速在hL/h = 0. M或 hL/h = 0. 3附近出现极小值。因此,根据该模拟的结果可知优选以满足0. 24 ( hL/h ( 0. 40的范围的方式配 置螺旋桨式风扇对。由此,能够谋求进一步减小螺旋桨式风扇M的转速以及电动机负载。图7是表示从吸入开口 25B到螺旋桨式风扇M的上端点46A的高度hZ与喇叭口 25的高度H的比率hZ/H、螺旋桨式风扇的转速以及电动机负载之间的关系的图。根据该模 拟的结果可知电动机负载有随hZ/H的增加而增加的倾向,但转速在hZ/H = 0. 9附近出现 极小值。因此,根据该模拟的结果可知优选以满足0. 866 ( hZ/H ( 0. 933的范围的方式 配置螺旋桨式风扇对,进一步优选以满足0. 875 ( hZ/H^O. 925的范围的方式配置螺旋桨 式风扇M。由此,能够谋求进一步减小螺旋桨式风扇M的转速以及电动机负载。如上所述,本实施方式的喇叭口 25被设计为满足0. 33 ( h/H彡0. 42且 60°彡β彡70°,并且,喇叭口 25的连结部42处的开口直径D满足1.02 < D/d < 1.03, 在喇叭口 25内以满足0. 24彡hL/h彡0. 40且0. 866彡hZ/H彡0. 933的方式配置螺旋桨 式风扇24,由此,在保持相同送风量的同时能够同时满足减小螺旋桨式风扇M的转速以及 电动机负载。并且,根据本实施方式,由于螺旋桨式风扇对配置于侧视时与喇叭口 25完全重叠 的位置,因此,通过由喇叭口 25覆盖螺旋桨式风扇M工作的区域,能够通过喇叭口 25引导 由螺旋桨式风扇M吹送的全部空气,能够谋求提高螺旋桨式风扇M的送风量。
权利要求
1.一种送风机的喇叭口结构,其设于轴流式送风机的叶轮周围,将该叶轮的吸入侧的 空气引导至吹出侧,所述送风机的喇叭口结构的特征在于,具有吹出壁部,其与吹出开口连通并大致沿所述叶轮的轴向延伸;倾斜壁部,其与该 吹出壁部连结,并以越靠吸入开口侧直径越大的方式倾斜,将喇叭口的总高度设为H,倾斜壁部的高度设为h,该倾斜壁部的倾斜角度设为β时, 满足0.33彡h/H彡0.42,并且,60°彡β彡70°。
2.根据权利要求1所述的送风机的喇叭口结构,其特征在于,将所述吹出壁部与所述 倾斜壁部相连结的连结部的开口直径设为D,所述叶轮的直径设为d时,满足1. 02 < D/d < 1. 03。
3.根据权利要求1或2所述的送风机的喇叭口结构,其特征在于,将从所述吸入开口到 所述叶轮的桨叶中离该吸入开口最近的位置的高度设为hL时,满足0. 24 ( hL/h ( 0. 4。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的送风机的喇叭口结构,其特征在于,将从 所述吸入开口到所述叶轮的桨叶中离所述吹出开口最近的位置的高度设为hZ时,满足 0. 875 彡 hZ/H 彡 0. 925。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的送风机的喇叭口结构,其特征在于,所述轴流式 送风机为螺旋桨式风扇。
6.根据权利要求5所述的送风机的喇叭口结构,其特征在于,所述螺旋桨式风扇的叶 轮配置于侧视时与所述喇叭口完全重叠的位置。
全文摘要
本发明涉及一种在保持相同风量的同时能够同时满足减小送风机的转速以及驱动力的送风机的喇叭口结构。在设于螺旋桨式风扇(24)周围并将该螺旋桨式风扇(24)吸入侧的空气引导至吹出侧的喇叭口结构中,具有吹出壁部(40),其与吹出开口(25A)连通并大致沿螺旋桨式风扇(24)的轴向延伸;倾斜壁部(41),其与该吹出壁部(40)连结,并以越靠吸入开口(25B)侧直径越大的方式倾斜。将喇叭口(25)的总高度设为H,倾斜壁部(41)的高度设为h,该倾斜壁部(41)的倾斜角度设为β时,0.33≤h/H≤0.42,并且,60°≤β≤70°。
文档编号F04D29/44GK102080673SQ20101056366
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月29日 优先权日2009年11月27日
发明者中村豪志, 柳裕文, 益川贵之, 阿巴斯塔利 申请人:三洋电机株式会社
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