专利名称：空调机的制作方法
技术领域：
本发明涉及以贯流风扇作为送风机使用于室内单元的空调机。
技术背景
一直以来，作为通过使空调机中的室内单元的贯流风扇的叶片为波形来进行降 低噪音的技术，公知有例如专利文献1。
就专利文献1公开的技术而言，作为外径沿旋转轴方向变化的波形的叶片，沿 贯流风扇的旋转方向使叶片的外形尺寸的变动的相位发生变化，缓和空气流动的干涉， 由此实现改进音质和降低噪音。
专利文献1 日本特许第3137897号公报(0017、0027段落、图1等)
然而，如果贯流风扇的外径侧的形状为波形，则叶片成为外径局部缩小的形 状。因此，在专利文献1中，虽然噪音降低，但由于叶片的外径局部缩小，所以有可能 送风面积缩小，送风机性能降低，对风扇的输入增大。
在这里，用于空调机的贯流风扇是使从换热器侧向贯流风扇的中心侧吸入的空 气，为了从吹出口向室内吹出而向贯流风扇的外侧送风的部件，是在叶片旋转期间产生 具有使叶片间的流动逆转的特性的流动的送风机。
在贯流风扇中的从空气从内径侧向外径侧吹出变化至空气从外径侧向内径侧吸 入的分界，存在空气的流动始终环绕的循环涡流的区域，在该区域中从贯流风扇向外方 流出的空气流被壳体推回去而流入贯流风扇内部。此时，在贯流风扇的叶片通过循环涡 流的区域时，施加了从贯流风扇吹出并被壳体推回来的空气流与叶片的外径侧的干涉所 引起的轴动力，从而增加驱动贯流风扇的输入。
如果将送风机的叶片的外径侧做成波形而缩小叶片的面积，则存在送风机性能 降低而增大输入的倾向。
即，如果贯流风扇的外径侧成为波形，则叶片成为外径局部缩小的形状，即使 噪音被降低，由于叶片的外径局部缩小，所以送风机性能降低而向贯流风扇的输入增大。发明内容
本发明鉴于上述现状，目的在于提供一种能实现风扇音的音质改进和降低噪 音，并且可维持效率的空调机。
为了实现上述目的，本发明涉及的空调机，将由换热器冷却或加热的空气利用 贯流风扇向室内吹出，上述贯流风扇具备形成为沿其旋转轴方向外径以波形变化的多 个叶片；以及形成从上述贯流风扇向上述室内吹出上述空气的吹出风路的壳体，假设连 接上述波形的凸部的顶点的直线为上述叶片的前端，在上述波形的高低差为A、上述叶 片与上述壳体的间隙为B、以及上述叶片的弦长为L时，设为AXB°5XL_15S0.125的范 围。
本发明的效果如下。
根据本发明，能得到实现风扇音的音质改进和降低噪音，并且可维持效率的空 调机。
图1是表示本发明涉及的实施方式的空调机的室内单元的概略结构的主视图。
图2是表示从侧方观察实施方式的室内单元的概略结构的主要部分侧剖视图。
图3是实施方式的空调机的室内单元所具备的贯流风扇的立体图。
图4是表示由多个构成实施方式的贯流风扇的贯流风扇块的立体图。
图5是表示构成实施方式的贯流风扇块的贯流风扇叶片的立体图。
图6是在波形底部剖切图5所示的贯流风扇叶片的F剖视图。
图7是图2所示的室内单元的侧剖视图的贯流风扇、壳体的附近的放大图。
图8是图7所示的壳体的前面头部附近的区域G部的放大图。
图9是表示贯流风扇叶片的立体图。
图10是图5所示的贯流风扇叶片的F剖视图。
图11是表示图2所示室内单元的侧视的主要部分侧剖视图的贯流风扇与壳体的 放大图。
图12是表示图8所示的贯流风扇叶片的波形的高低差A与间隙B的关系所引起 的风扇输入比的变化的图。
图13是表示以(B/L)为常数并使(A/L)变化的情况的风扇输入比的图。
图14是表示以(A/L)为常数，关于两种(A/L)的实验值( 、 的两种)，使 (B/L)变化的情况的风扇输入比的图。
图15(a)、(b)、(C)是分别表示η= 1、0.75、0.5时的贯流风扇叶片的外径的旋 转轴方向的波形的例子的图。
图中
7-换热器；8-贯流风扇；8b_贯流风扇叶片(叶片)；8d_波形顶部(波形的 凸部的顶点)；8e-波形底部(波形的底部)；9-壳体；9A-前面头部；9A1-前面头部 的前端边缘；9B-背面头部；9B1-背面头部的前端边缘；A-波形的高低差；B-间隙； C-波形顶部间的间距；H-贯流风扇叶片在波形底部的的厚度(叶片的厚度)；K-空调 机；L-贯流风扇叶片的弦长(叶片的弦长)；O、O-O-贯流风扇8的旋转轴；Θ1-从前 面头部的前端边缘到背面头部的前端边缘相对于贯流风扇的旋转轴的角度；θ 2-前面头 部相对于贯流风扇的旋转轴的角度。
具体实施方式
以下，关于本发明的实施方式参照附图进行说明。
本发明的实施方式，作为空调机的一例，适用于具备室内单元Kl和室外单元 (未图示)的分离型的空调机K，上述室内单元Kl具有进行送风的空气与制冷剂的热交 换的换热器和将进行了热交换的空气向室内送风的贯流风扇，上述室外单元具有进行外 部气体与制冷剂的热交换的换热器和压缩制冷剂的气体的压缩机。4
空调机K的室内单元Kl
图1是表示实施方式的空调机K的室内单元Kl的概略结构的主视图。图2是 表示从侧方观察图1所示的室内单元Kl的概略结构的主要部分侧剖视图。
如图1、图2所示，在实施方式的空调机K的室内单元Kl的前面侧配置有构成 机箱前板的前面面板1，在上面侧配设有构成机箱上板的上面格栅2。
前面面板1的上部安装于作为支撑结构部件的钢制的单元框3。所安装的前面面 板1通过内部机构(未图示)构成为，以上部的支撑轴为支点能够开闭下部，并且在空调 机的运转中，以其下部的支撑轴为支点使上部开口，从前面侧吸入空气。
前面面板1通过从单元框3拆开上部而能够拆卸，并且，通过将上部与单元框3 配合而能够安装，可在室内单元Kl拆装地构成。
上面格栅2与前面面板1同样，安装于单元框3，可从单元框3拆装。
如图2所示，在室内单元Kl的下面侧，沿上下方向(图1、图2的纸面上下方 向)引导送风的横风向板11分别旋转自如地安装于壳体9的旋转轴11a、lib。
室内单元Kl的空气的吹出口 KlO是通过使横风向板11分别向图2的箭头α 、 α2方向旋转而进行开闭的结构。
室内单元Kl由以上的前面面板1、上面格栅2、单元框3、横风向板11以及形 成向吹出口 KlO的送风引导件的壳体9等而大致形成外部形状。
在室内单元Kl的形成前面的前面面板1、形成上面的上面格栅2的正内侧，如 图2所示，配置有除去较大的尘埃的粗滤器4。
粗滤器4为了除掉除去了的尘埃等，而拆装自如地安装于单元框3，通过向外方 和内方滑动，可以从单元框3拆装。在前面侧的粗滤器4的内侧，除去小的尘埃、细的 垃圾等的空清过滤器5配设在室内单元Kl的前面侧。空清过滤器5也与粗滤器4同样， 安装于单元框3，通过使之滑动而可拆装。
在室内单元Kl的粗滤器4、空清过滤器5及壳体9的内侧，用于从室内的空气 吸热或者向室内的空气放热的换热器7形成制冷剂流动的管道和促进吸热、放热的散热 片而配置。
如图2所示，换热器7在室内单元Kl的上方侧划分一处，在前方侧划分两处， 合计被划分三处，包围贯流风扇8而配置。
贯流风扇8其旋转轴的端部与未图示的马达连结，并且，配置成被壳体9夹着。 通过该马达的驱动，贯流风扇8沿顺时针(图2的β 1方向)旋转。
纵风向板10以安装部分IOa为支点旋转自如地安装于壳体9，通过自动(电动) 或手动使其旋转，从而沿左右方向(图1纸面的左右方向)引导从贯流风扇8吹向吹出口 KlO的送风。
制冷剂用铜管16是制冷剂为了将热在室内单元Kl与室外单元之间运送而进行 循环的管，做成被绝热材料16a覆盖而对制冷剂的热进行绝热的结构。制冷剂用铜管16 配置在室内单元Kl的壳体9附近的背面侧。
控制空调机K的电子控制单元14如图2所示，配设在前面面板1的背面侧下部， 并配置成在从前方观察被前面面板1覆盖的室内单元Kl时，能目视显示用的LED(未图 示)的光。再者，对应空调机K的运转模式的变化，该LED的光发生变化。
室内单元Kl的贯流风扇8
图3是空调机K的室内单元Kl所具备的贯流风扇8(参照图2)的立体图。图 4是表示由多个构成贯流风扇8的贯流风扇块8a的立体图。
图3所示的贯流风扇8通过将贯流风扇块8a (参照图4)沿轴向连接多个而构成。 贯流风扇8构成为在两端配设有安装有轴承(未图示)的其长度方向的一方端部的端板 8f、和安装有连接马达的轴套(未图示)的另一方端部的端板相的结构。
室内单元Kl所具备的贯流风扇8由于风扇宽度(图3的尺寸S2)相对于风扇直 径(图3的尺寸si)较大，因此，从提高强度和容易制造性方面考虑，如上所述，做成连 接多个短圆柱状的贯流风扇块8a(参照图4)的结构。
如图4所示，一个贯流风扇块8a具有沿其旋转轴(图4的0-0线)方向延伸 的形成为圆环状的多个贯流风扇叶片8b ；以及通过超声波焊接等安装多个贯流风扇叶片 8b的隔板牝。
在隔板8c的与安装有贯流风扇叶片池的板面8cl相反侧的板面8c2上，为了连 接与该板面8c2邻接的其他的贯流风扇块8a，而以嵌入邻接的其他贯流风扇块8a的多个 贯流风扇叶片8b的形状设有多个嵌入槽8c'。根据这种结构，通过在一个贯流风扇块 8a的隔板8c的多个嵌入槽8c'嵌入安装于其他贯流风扇块8a的隔板8c的多个贯流风扇 叶片8b的前端部8bl，从而组装如图3所示的贯流风扇8。
图5是表示构成贯流风扇块8a的贯流风扇叶片池的立体图。
如图5所示，贯流风扇叶片8b形成为波形使得以旋转轴(图3的0-0线)为中 心的外径沿贯流风扇块8a的旋转轴(图3的0-0线)方向发生变化，并形成为波形顶部 8d与波形底部8e交互多个连续的形状。
图6是在波形底部8e剖切图5所示的贯流风扇叶片池的F剖视图。
如图6所示，波形顶部8d上的叶片的弦长L (波形顶部8d的横截面的长度尺寸) 变长，波形底部8e上的叶片的弦长L’(波形底部8e的横截面的长度尺寸)变短。在波 形顶部8d与波形底部8e之间，产生长度方向的波形的高低差A( = L_L’)。
图7是图2所示的室内单元Kl的侧剖视图的贯流风扇8、壳体9的附近的放大 图，图8是图7所示的壳体9的前面头部9A附近的区域G部的放大图。
如图8所示，在壳体9的前面头部9A附近，存在与贯流风扇叶片池距离最近的 狭窄部如。
贯流风扇叶片8b其外径沿旋转轴(图3的0-0线)方向构成为波形，但在将集 合连接图5所示的波形顶部8d的虚拟线E所成的部分假定为外径时，任意的横截面上的 贯流风扇叶片8b的外径以虚拟线F表示。
图8所示的贯流风扇叶片8b的外径F (沿周向连续连接图5的E线的线)与狭窄 部9a之间的距离构成为间隙B。另外，在连续虚拟线E而形成的虚拟线F的外径中，设 贯流风扇叶片8b的弦长(贯流风扇叶片8b的长度尺寸)为L。
图9是表示贯流风扇叶片池的立体图。
如图9所示，贯流风扇叶片池的波形顶部8d之间的长度为间距C。
图10是图5所示的贯流风扇叶片池的F剖视图。
如图10所示，贯流风扇叶片8b在波形底部8e的厚度尺寸为H。
图11是表示图2所示室内单元Kl的侧视的主要部分侧剖视图的贯流风扇8与壳 体9的放大图。
如图11所示，以贯流风扇8的旋转轴O为中心，成为壳体9覆盖贯流风扇8的 区域的从前面头部9A的前端边缘9A1到背面头部9B的前端边缘9B1的角度设为θ 1， 前面头部9Α的区域的角度为θ 2。
空调机K的室内单元Kl的功能及动作
关于以上构成的空调机K的室内单元Kl的功能及动作，假设主要进行冷气、暖 气运转的状态进行说明。
在位于图1、图2所示的前面面板1的显示部的内部的电子控制单元14的电装 部中，通过接受来自基于用户操作的遥控器(未图示)的运转信号，接通电源，空调机K 开始运转。
电子控制单元14的电装部的LED的电光色对应空调机K的运转模式而变化，通 过确认前面面板1的显示部的该LED的色彩，能够判断运转模式。若接通电源而开始空 调机K的运转，则前面面板1下部成为支点而上部向前方倾斜，并开口而从室内单元Kl 的前面侧吸入空气。
图2所示的横风向板11通过来自电子控制单元14的控制，沿图2的α 11、α 21 方向旋转，打开关闭的室内单元Kl的吹出口 Κ10。另外，通过用户操作遥控器，从而通 过电子控制单元14，横风向板11与纵风向板10被控制其动作，能改变室内单元Kl的风 向。室内单元Kl若接收来自遥控器的运转信号，则未图示的室外单元也动作。
从室外单元送入室内单元Kl的制冷剂通过图2所示的制冷剂用铜管16在换热器 7内循环。连接贯流风扇8的马达(未图示)通过电子控制单元14的控制，对应运转状 态进行旋转。贯流风扇8在图2中沿顺时针方向(图2的箭头β 1方向)旋转，若贯流风 扇8开始运转，则室内单元Kl外的空气主要从前面面板1的上部打开的开口部lk(参照 图2)和上面格栅2吸入，通过粗滤器4流入室内单元Kl的内部。在通过粗滤器4时， 流入室内单元Kl的内部的空气被除去较大的尘埃等。配置于粗滤器4的更内侧的空清过 滤器5除去吸入的空气中的小尘埃、垃圾等而进行空气的清洁。
经过以上的过程，被吸入室内单元Kl内的空气流入换热器7(参照图2)并与制 冷剂进行热交换后，流入贯流风扇8—侧。进行了热交换的空气被将贯流风扇8沿旋转 轴(图3的0-0线)分隔为几个的隔板8c(参照图3)向各贯流风扇块8a分流，同时，如 图7所示，被吸入贯流风扇8。被分流的空气通过贯流风扇叶片8b(参照图2、图3)之 间，从外径侧(外侧、前边缘)流向内径侧(中心侧、后边缘)。流入贯流风扇8的内部 的空气如图7所示，再通过贯流风扇叶片8b之间并从内径侧(中心侧、前边缘)流向外 径侧(外侧、后边缘)，然后向壳体9 一侧流出。此时，被隔板8c分流的空气在向壳体 9 一侧吹出时再次合流。
并且，已合流的空气利用设置于壳体9下游侧的纵风向板10 (参照图2)，控制 左右方向(图1的纸面左右方向)的风向，并且，利用横风向板11控制上下方向(图1 的纸面上下方向)的风向，从图2所示的室内单元Kl的吹出口 KlO吹出。
再者，一般而言，贯流风扇8中的前边缘、后边缘的措词为上述使用的词语， 前边缘是作为翼的贯流风扇叶片池的上游侧的边缘，后边缘是贯流风扇叶片池的下游侧7的边缘。可是，空气相对于贯流风扇叶片池的流动从向内逆转为向外的贯流风扇8中， 上游侧与下游侧替换，所以如上所述前边缘与后边缘也逆转即替换。
因此，不仅前边缘、后边缘这样的表达，在以下说明中也表示为贯流风扇叶片 池的内径侧、外径侧。
贯流风扇8的特征及与其效果
以下对空调机K的贯流风扇8的特征及其效果进行说明。
在运转状态下，贯流风扇8附近的空气的流动形式如前所述，成为图7所示的那 样。贯流风扇8附近的空气从上游侧即换热器7(参照图2)侧通过贯流风扇叶片8b之 间，从贯流风扇8的外径侧向内径侧流动。流入贯流风扇8内部的空气通过贯流风扇8 的顺时针方向(图7的箭头β 1方向)的旋转，从其内径侧向外径侧通过贯流风扇叶片池 之间并流向壳体9 一侧。如图7所示，贯流风扇8的流动形式形成循环涡流12，在通过 该循环涡流12的区域时，贯流风扇叶片池周边的流动变得非常复杂。
循环涡流12为由从贯流风扇8的内径侧向外径侧的吹出变化为从外径侧向内径 侧的吸入的分界，流动始终如涡流环绕。在循环涡流12的区域中，从贯流风扇8流出的 气流与壳体9的前面头部9Α接触并被前面头部9Α推回去而流入贯流风扇8的内部。向 图7的箭头β 1方向旋转的贯流风扇叶片池在通过循环涡流12的区域时，吹出被推回的 空气流与贯流风扇叶片8b的外径侧的干涉(冲突)引起的轴动力(贯流风扇8的旋转反 方向(箭头β 相反方向))施加于贯流风扇8。
因此，作为贯流风扇8的特性，在将沿贯流风扇叶片8b的旋转轴方向(图3的 0-0线)的外径侧的形状做成波形时，关于图8所示的贯流风扇叶片8b的波形的高低差 A与壳体9的狭窄部9a的间隙B如果能找到适当的关系，则能降低被前面头部9A推回 去的空气流与贯流风扇叶片池的外径侧的干涉所引起的轴动力(贯流风扇8的旋转反方 向(箭头β 相反方向))。因而，在不发生由于贯流风扇叶片8b的波形的形状而缩小贯 流风扇叶片8b的大小所引起的送风机性能下降的情况下，能够抑制贯流风扇8的输入的 增加。
图12是表示图8所示的贯流风扇叶片池的波形的高低差A与间隙B的关系所 引起的风扇输入比的变化的图。纵轴表示风扇输入比，设没有波形的通常的贯流风扇的 输入为“1”，表示与此相对的贯流风扇8的输入比(贯流风扇8的输入/没有波形的通 常的贯流风扇的输入)。横轴表示用波形的高低差A、间隙B、贯流风扇叶片8b的弦长 L整理的函数“AXB°5XL_15”。该横轴的整理式的原形表示为式(1)。
权利要求
1.一种空调机，将由换热器冷却或加热的空气利用贯流风扇向室内吹出，其特征在于，上述贯流风扇具备形成为沿其旋转轴方向外径以波形变化的多个叶片；以及 形成从上述贯流风扇向上述室内吹出上述空气的吹出风路的壳体， 假设连接上述波形的凸部的顶点的直线为上述叶片的前端，在上述波形的高低差为 A、上述叶片与上述壳体的间隙为B、以及上述叶片的弦长为L时， 设为 AXB°5XL_15S0.125 的范围。
2.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于，在沿上述贯流风扇的旋转轴方向上述叶片的波形的间距为C时， 设为C/L2 0.5的范围。
3.根据权利要求1或2所述的空调机，其特征在于 上述波形在使用任意的变量χ沿上述旋转轴方向，以 A/2Xsii^2 3ix/C) X|sii^2 3ix/C)广D 变化时，成为 0 < 1 的形状。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的空调机，其特征在于， B/L < 1。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的空调机，其特征在于， 上述叶片在上述波形的底部的厚度H设为H/L < 0.08的范围。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述的空调机，其特征在于，成为上述壳体覆盖上述贯流风扇的区域的从上述壳体的前面头部的前端边缘到背面 头部的前端边缘相对于上述贯流风扇的旋转轴的角度θ 1为160° < θ 1<210°，上述前 面头部相对于上述旋转轴的角度θ 2为10° S θ 2540°。
7.根据权利要求1至6中任何一项所述的空调机，其特征在于， A/LS0.5。
8.根据权利要求1至7中任何一项所述的空调机，其特征在于， B/L20.1。
全文摘要
本发明提供一种进行风扇音的音质改进与降低噪音，并且维持效率的空调机。本发明的空调机(K)将由换热器(7)冷却或加热的空气利用贯流风扇(8)向室内吹出，贯流风扇(8)具备沿其旋转轴方向外径以呈波形变化的多个叶片(8b)；以及形成从贯流风扇(8)向室内吹出空气的吹出风路的壳体(9)，假设连接波形的凸部的顶点的直线为叶片(8b)的前端，在波形的高低差为A、叶片(8b)与壳体(9)的间隙为B、以及叶片(8b)的弦长为L时，设为A×B0.5×L-1.5≤0.125的范围。
文档编号F24F13/24GK102022778SQ20101011572
公开日2011年4月20日 申请日期2010年2月11日 优先权日2009年9月15日
发明者井本勉, 山川宽展, 岩濑拓, 时田悟己, 矢萩健一, 粟野真和, 繁永康 申请人:日立空调·家用电器株式会社