CN1460817A - 横流风扇和装配有这种风扇的空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多个相继并排设置且相互扭转组装的单元风扇的横流风扇以及一种装配有该风扇的空调器。该单元风扇包括环形轮缘，及多个在轮缘的一侧、垂直于轮缘并且沿着轮缘的圆周布置的叶片。本发明提供了一种横流风扇，其单元风扇的叶片的延长线与相邻单元风扇的叶片的延长线之间具有相差。空调器包括具有进口和出口的壳体；室内单元，其包括设置在壳体入口内侧之后的室内热交换器以及具有多个并排相继且相互扭转组装的单元风扇的横流风扇，横流风扇设置在壳体内侧，且单元风扇具有环形轮缘、多个在轮缘的一侧、垂直于轮缘并且沿着轮缘的圆周布置的叶片；以及具有室外热交换器和压缩机的室外单元，室外单元由制冷剂管与室内单元连接。

Description

横流风扇和装配有这种风扇的空调器

技术领域

本发明涉及一种横流风扇和空调器，更特别地，涉及一种具有两个以上且相继设置的单元风扇的风扇，以及装配有这种风扇的空调器。

背景技术

空调器是一种在工作流体的相变过程中通过使用从环境中吸收热量/向环境中释放热量来冷却/加热房间的设备。

通常，空调器设置有一个室内单元和一个室外单元。室外单元设置有一个室外热交换器、一个室外风扇、和一个压缩机，而室内单元配有一个室内热交换器和一个风扇。

压缩机、室外热交换器、和室内热交换器用制冷剂管连接，并且制冷剂通过制冷剂管相继地在压缩机、室外热交换器、室内热交换器和压缩机内循环。当制冷剂在室内热交换器内蒸发并从环境中吸收热量时，室内热交换器产生冷空气，通过风扇把冷空气排放到房间内，来冷却房间。

装配在空调器室内单元的风扇通过一个进口吸入空气，并通过一个出口排出空气。通过进口吸入室内单元的空气当经过室内热交换器时被除去热量而变成冷空气，并通过出口被排放到房间内。

在此期间，空调器所使用的风扇是鼠笼式风扇、轴流通风扇、涡轮风扇、及横流风扇，其中横流风扇最主要用在带有相互分离的室内单元和室外单元的小尺寸的空调器中。

横流风扇设置有环形轮缘，以及多个沿轮缘的圆周并且垂直于轮缘布置的叶片。横流风扇配装在室内单元中，以便叶片在转动时，叶片在入口侧沿圆周方向上吸入空气，在出口侧沿圆周方向上排放空气。

同时，随着叶片转动，叶片周围的压力随着时间以固定间隔变化。特别是，当横流风扇转动时，在邻近稳定器和后部导向器的部分中的压力存在急剧的周期性变化。这种周期性压力变化在特定的频率处会导致噪声，按照此原理，如图1所示，在特定频率处配装在室内单元内的横流风扇会发出响亮的噪声。为了参考，图1示出带有32个叶片的横流风扇的声压水平的计算机模拟的测量结果曲线，其中能够注意到在800Hz和1600Hz处分别存在30dB和25dB的非常高的声压。

因此，需要进行横流风扇的补充设计来改善当横流风扇转动时在特定频率处产生非常高噪音的问题。

发明内容

于是，本发明旨在一种横流风扇和装配有这种风扇的空调器，该横流风扇可基本上消除一个或多个由于相关现有技术的局限和不足而带来的问题。

本发明的一个目的在于提供一种横流风扇，以及一种装配有这种风扇的空调器，其中在横流风扇的转动过程中产生的环境压力的周期性变化的幅度被减小，以防止在特定频率处产生的高声压。

本发明另外的特征和作用将在下面的描述中给出，并且一部分从描述中明显看出，或者通过发明的实践来理解。本发明目的和其他优点将通过说明书和权利要求书及附图所描述的结构中实现和得到。

为了达到这些和其他的优点及依照本发明的目的，作为所体现的和广义描述的，横流风扇包括多个单元风扇，这些单元风扇相继并排且相互扭转地组装，其中单元风扇包括一个环形轮缘、及多个在轮缘的一侧、垂直于轮缘且沿轮缘的圆周布置的叶片。

在本发明的另一方面，提供一种具有多个在长度方向上相继组装的单元风扇的横流风扇，其中单元风扇包括一个环形轮缘、及多个在轮缘的一侧、垂直于轮缘且沿轮缘的圆周布置的叶片，其中单元风扇的叶片组装成自单元风扇的叶片的假想的水平延长线与自邻近的单元风扇的叶片的延长线之间存在一个相差。

在本发明的再一方面，提供了一种空调器，该空调器包括一个具有一个进口和一个出口的壳体；一个室内单元，其包括一个设置在壳体进口内侧之后的室内热交换器、以及一个横流风扇，该横流风扇具有多个并排相继组装的单元风扇、且单元风扇相互扭转，并且横流风扇被设置在壳体的内侧；以及一个室外单元，其具有一个室外热交换器和一个压缩机，室外单元由制冷剂管连接到室内单元。单元风扇具有一个环形轮缘，以及多个在轮缘的一侧、垂直于轮缘且沿轮缘的圆周布置的叶片。

例如，当从一侧看单元风扇时，多个单元风扇随着其沿顺时针或逆时针方向扭转而以一个预定的扭转角组装起来。

作为另一示例，当从一侧看单元风扇时，多个单元风扇以彼此不同的扭转角组装起来。

叶片布置在轮缘上，例如，沿着轮缘的圆周等距离布置，或者作为另一示例，叶片布置在轮缘上，沿着轮缘的圆周不等距离布置。

例如，单元风扇的扭转角与叶片的数量之间具有下面的关系。

-0.18Z+11.43＜δ＜-0.18Z+11.633，其中，Z表示叶片数量，δ表示扭转角。

当单元风扇具有30个叶片时，单元风扇之间的扭转角例如为6.05°～6.25°。当单元风扇具有31个叶片时，单元风扇之间的扭转角例如为5.85°～6.05°。当单元风扇具有32个叶片时，单元风扇之间的扭转角例如为5.65°～5.85°。当单元风扇具有33个叶片时，单元风扇之间的扭转角例如为5.50°～5.70°。当单元风扇具有34个叶片时，单元风扇之间的扭转角例如为5.30°～5.50°。当单元风扇具有35个叶片时，单元风扇之间的扭转角例如为5.15°～5.35°。

应理解的是，前面的概述和下面的详细描述是示范性和解释性，并意在提供对所要求包含的本发明的进一步解释。

附图说明

包括在内以用于提供本发明的进一步理解并作为说明书的组成部分的附图与解释本发明原理的说明书一同描述本发明的实施例。

在图中：

图1示出现有技术横流风扇的声压水平与频率的曲线；

图2示意地示出根据本发明优选实施例的横流风扇的透视图；

图3示意地示出根据本发明优选实施例的横流风扇的侧视图；

图4示意地示出根据本发明优选实施例的横流风扇的前视图；

图5示意地示出本发明优选实施例的空调器室内单元的内部结构图；

图6示出针对本发明横流风扇中不同数量的叶片单元风扇之间的扭转角的表格；

图7是示出本发明横流风扇中各自具有32个叶片的单元风扇之间的扭转角与声压的曲线；

图8是示出在本发明横流风扇中的单元风扇之间的扭转角为最佳时的频率与声压的曲线；

图9是示出在本发明横流风扇的单元风扇之间的扭转角为最佳时，现有技术和本发明的横流风扇的频率与声压的比较的曲线。

具体实施方式

本发明的横流风扇具有多个级，即：多个单元风扇相继组装以形成一个横流风扇。虽然现有技术的横流风扇具有以叶片的延长线重合的方式组装的单元风扇，但是本发明的横流风扇具有以单元风扇彼此扭转或者叶片的延长线不重合的方式组装的单元风扇。

一旦横流风扇这样组装起来，可以减小横流风扇运行时产生的环境的周期性压力变化，能够消除发生在特定频率处的声压峰值，这就减小了横流风扇转动时产生的噪音。也就是说，通过把特定频率处的周期性噪音分散到邻近频率处，声压峰值连同噪音一起被减小。

下面详细参照本发明优选实施例，其示例在相应的附图中给出。在对本发明实施例的描述中，相同的部件使用相同的名称和符号标记，并且将省略重复描述。

参考图2，本发明的横流风扇11具有多个并排，即沿长度方向相继地相互扭转组装的单元风扇11。

参考图2和3，单元风扇11包括一个环形轮缘13，以及多个垂直于轮缘且沿着轮缘13的圆周布置的叶片12。如图3所示，叶片12沿着轮缘13的圆周以等距离布置在轮缘13的一侧，或者，虽然未示，沿着轮缘13的圆周以不等距离布置。也就是说，对于本发明的横流风扇11的所有叶片12，相对于本发明横流风扇的轮缘13中心处的角顶点的两个叶片12之间的节面角彼此相同或者不同。

参考图2，单元风扇11在轮缘13的一侧相继地组装，彼此存在一个扭转角。在这种情况下，单元风扇11组装成使得从侧面看时，单元风扇11随着它沿着顺时针或逆时针方向远去而彼此扭转一个预定角度。然而，本发明并不受此限制，单元风扇11还可以组装成使得从侧面看时，单元风扇11以彼此不同的角度扭转。

同时，本发明提供了下面的结构以容易地组装单元风扇11。

当轮缘13装配在叶片12的两端以形成一个单元风扇11时，在叶片12左端的轮缘设置有一个凸起(未示出)，而在叶片12的右端的轮缘设置有一个凹槽(未示出)以容纳凸起。从而，一旦为每个要装配到叶片12端部上的轮缘设置凸起和凹槽，在多个单元风扇11的组装过程中，可通过把凸起插入到凹槽中来容易地找到精确的组装位置。当然，需要考虑单元风扇11的扭转角来设置凸起和凹槽的位置。

同时，可以提供与上面稍有不同的结构。在轮缘13附着到叶片12的一端的情况下，所需要的仅是在轮缘13的相对侧、在相互不同的位置上形成叶片凹槽(未示出)，以用来安装叶片12。也就是说，仅需要在轮缘13的左表面设置叶片凹槽来插入和紧固叶片12，在轮缘13的右表面设置其他的叶片凹槽，使得右表面的叶片凹槽与左表面的叶片凹槽间有一个相差。如果轮缘13的相对侧内的叶片凹槽彼此分别具有相差，则当把叶片12装配在轮缘13上的叶片凹槽时，单元风扇11之一中的叶片12就会与邻近的单元风扇11的叶片12自动具有相差。

一旦采用上面的结构，由于单元风扇11可以容易地组装，因此组装就会相当方便并且会提高生产率。

同时，在本发明的横流风扇中，除了单元风扇11相互扭转组装的实施例之外还有其他实施例。也就是说，所有的单元风扇11组装成一个横流风扇，使得自单元风扇11的叶片12的假象水平延长线与自邻近单元风扇11的叶片12的假想水平延长线具有一个相差。在这种情况下，如图4所示相差可用ΔL表示。这样，如果单元风扇11的叶片12的延长线不重合，这会减小横流风扇转动中产生的环境周期性声压变化，就导致在特定频率处发生的声压峰值得以消除，从而达到了本发明的目的。

这样，轮缘13设置到多个单元风扇11组件的横流风扇11的两个纵向端。在图2中，为了给出配装叶片12的清晰的视图，设置到横流风扇11一端的轮缘之一未示出。如图4所示，在横流风扇11的两端有一根轴14设置到轮缘上，以用于连接到驱动器。

同时，本发明的空调器包括一个室内单元和一个室外单元。室内单元包括一个壳体、一个室内热交换器、一个横流风扇，而室外单元包括一个室外热交换器和一个压缩机。室内单元和室外单元由制冷剂管连接。图5示意地示出了室内单元，参考图5，本发明的空调器将被更详细地描述。

室内单元的壳体包括一个进口21和一个出口22。如图5所示，在壳体的内部，在进口21的后部有一个室内热交换器。具有设置到出口22的一个稳定器50，和在壳体内侧的后部的后部导向器40。在后部导向器40和稳定器50之间设置本发明的横流风扇11。由于已经描述了横流风扇11，在此省略了对横流风扇11的描述。

参考图5，室内单元中的横流风扇11沿顺时针方向转动以通过进口21吸入空气，并通过出口22排出空气。在这种情况下，通过进口21吸入的空气在经过室内热交换器30时被除去热量而成为冷空气，沿横流风扇的径向方向从叶片12之间流入横流风扇11，随着横流风扇11转动流向出口22的一侧，并又沿径向又从横流风扇11排出。同时，在横流风扇11的转动中横流风扇11产生了一个漩涡，漩涡被后部导向器40引导并转变成静压，以将由漩涡产生的噪音减到最小。邻近出口22处设置的稳定器50将进口21区域和出口22区域分隔开，使空气稳定流向出口22。

在具有上述室内单元的空调器中，制冷剂相继流过室外单元的压缩机、室外热交换器、室内热交换器和室内单元的压缩机。在这种情况下，在压缩机压缩至高压的制冷剂在室外热交换器中放出冷凝热并被冷凝成液相，并被传送到室内单元的室内热交换器中。传送到室内热交换器30的制冷剂与经进口30吸入的空气进行热交换，并在从进口21吸入的空气由于从空气中吸收汽化热而被冷却时，在室内热交换器30处蒸发。通过出口22把冷却空气供入房间，并冷却房间。流过室内热交换器30的制冷剂被引入压缩机，并重复上面的过程，来冷却房间。与此相反，在空调器中添加几个部件后，如果制冷剂以相反的方向在空调器中循环，则制冷剂在室外热交换器处吸收热量，并在室内热交换器处放出冷凝热。如果通过横流风扇10的转动将从室内热交换器中放出的热量排放到房间，则空调器就可作为房间加热器。由于能够冷却或加热房间的空调器系统被广泛使用，因此本说明书中省略了对空调器系统的进一步描述。

同时，本发明建议在上述空调器的横流风扇中的单元风扇11之间提供一个将被描述的最佳扭转角。

在横流风扇11转动过程中在该处产生峰值声压的特定频率(BPF＝叶片经过频率)可由下面的方程定义。 $f_{\mathrm{BPF}}=\frac{\mathrm{NZ}}{60}$

其中，‘N’表示每分钟的转数，而‘Z’表示叶片的数量。

从该方程可知，BPF与每分钟的转数和叶片的数量成比例。

同时，在BPF处的峰值声压可作为叶片数量、单元风扇之间的扭转角、单元风扇的长度和单元风扇的数量的函数推导出。在本发明中，使用上面的参数进行了计算机模拟，来推导单元风扇11之间的最佳扭转角。计算机模拟是以在单元风扇11中的30～35个叶片12为基础进行的。

图6中示出表示计算机模拟结果的表格。即，当单元风扇11具有30个叶片时，单元风扇11之间的扭转角δdeg.为6.05°～6.25°，当单元风扇11具有31个叶片时，扭转角δdeg.为5.85°～6.05°，当单元风扇11具有32个叶片时，扭转角δdeg.为5.65°～5.85°，当单元风扇11具有33个叶片时，扭转角δdeg.为5.50°～5.70°，当单元风扇11具有34个叶片时，扭转角δdeg.为5.30°～5.50°，当单元风扇11具有35个叶片时，扭转角δdeg.为5.15°～5.35°。

同时，图7示出以横流风扇11为例的计算机模拟结果，其中32个叶片12以不等节距布置在单元风扇中，并且单元风扇11长度为55～65mm。参考图7，可以注意到，即使单元风扇11的数量为6、8、10、12和14时，横流风扇11的声压变化也没有呈现出显著的差异。还可注意到，当单元风扇11之间的扭转角被设计成在5.65～5.85范围内时，具有32个叶片12的横流风扇11在BPF处的声压显著下降。

作为计算机模拟结果，可知单元风扇的长度和单元风扇的数量对结果影响很小。也可知道以等节距或不等解决布置叶片对结果影响很小。最后，单元风扇11之间的扭转角δdeg.的计算机模拟结果可被简化成叶片数量‘Z’的函数，如下面方程所示。

-0.18Z+11.43＜δ＜-0.18Z+11.633

同时，图8示出当单元风扇之间的扭转角在具有不等节距叶片12的横流风扇中为最佳时的频率与声压曲线。参考图8，可以注意到，在本发明的单元风扇11之间的扭转角为最佳时的横流风扇11中，在相关现有技术中产生在800Hz频率范围处的峰值声压被彻底消除而呈现出在所有频率范围内低于20dB的均匀的声压，这低于现有技术的。

图9示出当本发明的横流风扇中的单元风扇之间的扭转角为最佳时，现有技术和本发明的横流风扇的频率与声压的比较曲线，其中虚线表示现有技术横流风扇的声压变化曲线，而实线表示本发明的横流风扇的声压变化曲线。参考图9，能够注意到，在本发明的横流风扇中，在800Hz频率处产生的峰值声压被彻底地消除。

这样，通过以单元风扇彼此扭转或者单元风扇的叶片的延长线与相邻单元风扇的叶片的延长线之间具有一个相差的方式组装单元风扇，本发明的横流风扇能够有效地消除在特定频率处产生的噪音，减小了当横流风扇转动时环境的周期性压力变化，并消除了峰值声压。

本领域技术人员可以理解到，在不脱离本发明的精神和范围前提下可以作出各种修改和变化。因而，意图在于本发明涵盖这些修改和变化，只要后者落在所附权利要求及其等效物的范围之内。

Claims (26)

1.一种具有多个并排相继且相互扭转组装的单元风扇的横流风扇，其中该单元风扇包括：

一个环形轮缘；以及

多个位于轮缘的一侧、垂直于该轮缘，且沿着该轮缘圆周布置的叶片。

2.如权利要求1所述的横流风扇，其中，多个单元风扇组装，当从一侧看单元风扇时，多个单元风扇相互间具有一个预定的扭转角。

3.如权利要求2所述的横流风扇，其中，多个单元风扇组装，当从一侧看单元风扇时，该预定的扭转角按顺时针方向离去。

4.如权利要求2所述的横流风扇，其中，多个单元风扇组装，当从一侧看单元风扇时，该预定的扭转角按逆时针方向离去。

5.如权利要求1所述的横流风扇，其中，多个单元风扇组装，当从一侧看单元风扇时，扭转角彼此不同。

6.如权利要求1所述的横流风扇，其中，叶片沿着轮缘的圆周以等距离布置在轮缘上。

7.如权利要求1所述的横流风扇，其中，叶片沿着轮缘的圆周以不等距离布置在轮缘上。

8.如权利要求1所述的横流风扇，其中，单元风扇的扭转角与叶片数量具有下面的关系：

-0.18Z+11.43＜δ＜-0.18Z+11.633

其中，Z表示叶片数量，而δ表示扭转角。

9.如权利要求1所述的横流风扇，其中，当单元风扇具有30个叶片时，单元风扇之间的扭转角为6.05°～6.25°。

10.如权利要求1所述的横流风扇，其中，当单元风扇具有31个叶片时，单元风扇之间的扭转角为5.85°～6.05°。

11.如权利要求1所述的横流风扇，其中，当单元风扇具有32个叶片时，单元风扇之间的扭转角为5.65°～5.85°。

12.如权利要求1所述的横流风扇，其中，当单元风扇具有33个叶片时，单元风扇之间的扭转角为5.50°～5.70°。

13.如权利要求1所述的横流风扇，其中，当单元风扇具有34个叶片时，单元风扇之间的扭转角为5.30°～5.50°。

14.如权利要求1所述的横流风扇，其中，当单元风扇具有35个叶片时，单元风扇之间的扭转角为5.15°～5.35°。

15.一种具有多个在长度方向上相继组装的单元风扇的横流风扇，其中该单元风扇包括：

一个环形轮缘；以及

多个在该环形轮缘的一侧、垂直于该环形轮缘，并且沿着该环形轮缘圆周布置的叶片，其中单元风扇的叶片组装成单元风扇的叶片的假想水平延长线与相邻单元风扇的叶片的延长线之间具有一个相差。

16.一种具有多个并排相继、彼此以一预定的角度沿顺时针或逆时针方向扭转组装的单元风扇的横流风扇，其中该单元风扇包括：

一个环形轮缘；以及

多个在该环形轮缘的一侧、垂直于该环形轮缘并且沿着该环形轮缘圆周布置的叶片。

17.一种空调器包括：

具有一个进口和一个出口的壳体；

一个室内单元包括；

一个设置在壳体入口内侧之后的室内热交换器，以及具有多个并排相继设置且相互扭转组装的单元风扇的横流风扇，该横流风扇设置在壳体内侧，并且单元风扇具有一个环形轮缘，及多个在环形轮缘的一侧、垂直于环形轮缘且沿轮缘圆周布置的叶片；以及

一个具有室外热交换器和压缩机的室外单元，室外单元通过制冷剂管和室内单元连接。

18.如权利要求17所述的空调器，其中，多个单元风扇被组装，当从一侧看单元风扇时，相互间具有一个预定的扭转角。

19.如权利要求17所述的横流风扇，其中，多个单元风扇被组装，当从一侧看单元风扇时，扭转角彼此不同。

20.如权利要求17所述的横流风扇，其中，单元风扇的扭转角与叶片数量具有下面的关系：

-0.18Z+11.43＜δ＜-0.18Z+11.633

其中，Z表示叶片数量，而δ表示扭转角。

21.如权利要求17所述的横流风扇，其中，当单元风扇具有30个叶片时，单元风扇之间的扭转角为6.05°～6.25°。

22.如权利要求17所述的横流风扇，其中，当单元风扇具有31个叶片时，单元风扇之间的扭转角为5.85°～6.05°。

23.如权利要求17所述的横流风扇，其中，当单元风扇具有32个叶片时，单元风扇之间的扭转角为5.65°～5.85°。

24.如权利要求17所述的横流风扇，其中，当单元风扇具有33个叶片时，单元风扇之间的扭转角为5.50°～5.70°。

25.如权利要求17所述的横流风扇，其中，当单元风扇具有34个叶片时，单元风扇之间的扭转角为5.30°～5.50°。

26.如权利要求17所述的横流风扇，其中，当单元风扇具有35个叶片时，单元风扇之间的扭转角为5.15°～5.35°。

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