ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР И КОНДИЦИОНЕР С ТАКИМ ВЕНТИЛЯТОРОМ
CENTRIFUGAL FAN AND AIR-CONDITIONER WITH SUCH FAN

Область техники
Варианты исполнения настоящего изобретения относятся к центробежному вентилятору, обеспеченному улучшенной конструкцией и улучшенным корпусом, чтобы уменьшить потери потока в различных диапазонах статического давления, а также к содержащему его воздушному кондиционеру.
Уровень техники
Вообще воздушный кондиционер представляет собой аппарат, который вентилирует или охлаждает внутреннее пространство посредством испускания воздуха в это внутреннее пространство. В воздушном кондиционере расположены различные фильтры, чтобы фильтровать воздух. Поскольку фильтры в воздушном кондиционере оказывают сопротивление потоку воздуха, то к воздушному кондиционеру, требующему большей скорости воздушного потока, приложен центробежный вентилятор, который создает высокое статическое давление по сравнению с вентиляторами других типов.
Центробежный вентилятор вызывает всосанную в осевом направлении текучую субстанцию принудительно выдуваться в направлении, соответствующем вращению его лопастей. В случае центробежного вентилятора его лопатки интегрально образованы посредством заливки под давлением в обоих направлениях, и, соответственно, форму центробежного вентилятора изменить трудно. Кроме того, высокая скорость потока может быть обеспечена уменьшением длины лопаток и установкой небольшого количества лопаток. Однако для того, чтобы обеспечить высокую скорость потока при высоком статическом давлении, длину лопаток, возможно, надо будет увеличить и, может быть, необходимо будет увеличить количество лопаток. Соответственно, трудно было производить центробежный вентилятор для обеспечения и высокой скорости потока, и высокого статического давления.
Описание изобретения
Техническая проблема
Объектом настоящего изобретения является создать центробежный вентилятор, обеспеченный улучшенной конструкцией или корпусом, имеющим улучшенную конструкцию, чтобы уменьшить сопротивление, создаваемое при высоком статическом давлении, и обеспечить высокую скорость потока.
Дополнительные объекты изобретения будут частично указаны в описании, которое следует далее, частично будут понятны из этого описания или же, может быть, познаются в процессе реализации изобретения.
Решение проблемы
В соответствии с одним объектом настоящего изобретения воздушный кондиционер включает в себя корпус, формирующий внешний вид воздушного кондиционера, и воздуходувный блок, расположенный внутри корпуса, в котором воздуходувный блок включает в себя корпус, чтобы направлять всасывание и испускание воздуха, центробежный вентилятор, расположенный внутри корпуса, и электродвигатель для привода центробежного вентилятора, при этом центробежный вентилятор включает в себя основание, соединенное с валом электродвигателя, связанным с электродвигателем, множество лопаток, расположенных на удалении одна от другой в окружном направлении основания для направления воздуха, введенного в осевом направлении основания, по окружному направлению основания, передний край, выполненный на каждой из лопаток и расположенный рядом с валом электродвигателя, задний край, выполненный на каждой из лопаток и направленный в сторону внешнего окружного направления основания, и по меньшей мере одну первую лопатку, включенную в лопатки, причем передний край этой первой лопатки - короче, чем передний край каждой из других лопаток.
Первая лопатка и по меньшей мере одна вторая лопатка из лопаток могут быть расположены попеременно, при этом передний край второй лопатки является более длинным, чем передний край первой лопатки.
Множество первых лопаток по меньшей мере одной первой лопатки может быть расположено между вторыми лопатками из лопаток, причем передний край каждой из вторых лопаток является более длинным, чем передний край каждой из первых лопаток.
Угол изгиба заднего края первой лопатки может быть большим, чем угол изгиба заднего края каждой из других лопаток.
Корпус может включать в себя отверстие испускания корпуса, позволяющее воздуху испускаться через него, при этом по меньшей мере один участок отверстия испускания корпуса образован как криволинейная поверхность и содержит выступ, выступающий из корпуса вверх.
Выступ может быть выполнен на обоих краях отверстия испускания корпуса.
Выступ может быть выполнен на центральном участке отверстия испускания корпуса.
Выступ может выступать в радиальном направлении центробежного вентилятора.
Выступ может выступать в окружном направлении центробежного вентилятора.
В соответствии с другим объектом настоящего изобретения воздушный кондиционер включает в себя корпус, формирующий внешний вид воздушного кондиционера, и воздуходувный блок, расположенный внутри корпуса, в котором воздуходувный блок включает в себя корпус, чтобы направлять всасывание и испускание воздуха, центробежный вентилятор, расположенный внутри корпуса, и электродвигатель для привода центробежного вентилятора, при этом центробежный вентилятор включает в себя основание, соединенное с валом электродвигателя, связанным с электродвигателем, и множество лопаток, расположенных на удалении одна от другой в окружном направлении основания для направления воздуха, введенного в осевом направлении основания, по окружному направлению этого основания, причем по меньшей мере один из угла всасывания и угла испускания воздуха, всосанного в лопатки воздуха и испущенного из них, отличается между по меньшей мере одной из лопаток и другими лопатками.
Угол всасывания воздуха по меньшей мере одной первой лопатки из лопаток и других лопаток может отличаться, при этом передний край первой лопатки, расположенной близко к валу электродвигателя, может быть короче, чем передний край, обеспеченный у других лопаток.
Угол испускания воздуха по меньшей мере одной первой лопатки из лопаток и других лопаток может отличаться, при этом задний край первой лопатки, расположенной близко к внешней окружности основания, может иметь больший угол изгиба, чем задний край, обеспеченный у других лопаток.
Корпус может включать в себя отверстие испускания корпуса, позволяющее воздуху испускаться через него, при этом по меньшей мере один участок нижней поверхности отверстия испускания корпуса может включать в себя выступ, выступающий таким образом, что имеет расстояние от центробежного вентилятора, отличное от расстояния, которое имеет другой участок нижней поверхности.
Выступ может быть выполнен на обоих краях отверстия испускания корпуса.
Выступ может быть выполнен на центральном участке отверстия испускания корпуса.
В соответствии со следующим объектом настоящего изобретения центробежный вентилятор включает в себя дискообразное основание и множество лопаток, расположенных на удалении одна от другой в окружном направлении этого основания, чтобы направлять воздух, введенный в осевом направлении основания, по окружному направлению этого основания, причем по меньшей мере один из угла всасывания и угла испускания воздуха, всосанного в лопатки воздуха и испущенного из них, отличается между по меньшей мере одной из лопаток и другими лопатками.
Угол всасывания воздуха по меньшей мере одной первой лопатки из лопаток и других лопаток может отличаться, при этом передний край первой лопатки, расположенной близко к валу электродвигателя, может быть короче, чем передний край, обеспеченный у других лопаток.
Угол испускания воздуха по меньшей мере одной первой лопатки из лопаток и других лопаток может отличаться, при этом задний край первой лопатки, расположенной близко к внешней окружности основания, может иметь больший угол изгиба, чем задний край, обеспеченный у других лопаток.
Положительные эффекты изобретения
Центробежный вентилятор, обеспеченный улучшенной конструкцией или корпусом, имеющим улучшенную конструкцию, может уменьшить сопротивление при высоком статическом давлении и обеспечить высокую скорость потока.
Краткое описание чертежей
Эти и (или) другие объекты изобретения станут очевидными и понимаемыми более легко после ознакомления с нижеследующим описанием вариантов исполнения, выполненного вместе с сопроводительными чертежами, в которых:
фиг. 1 представляет собой вид, иллюстрирующий внешние очертания воздушного кондиционера в соответствии с примерным вариантом исполнения настоящего изобретения;
фиг. 2 представляет собой покомпонентный вид, иллюстрирующий воздушный кондиционер в соответствии с одним вариантом исполнения настоящего изобретения;
фиг. 3 представляет собой вид, иллюстрирующий воздуходувный блок в соответствии с одним вариантом исполнения настоящего изобретения;
фиг. 4 представляет собой вид, иллюстрирующий отверстие испускания воздуходувного блока в соответствии с одним вариантом исполнения настоящего изобретения;
фиг. 5 представляет собой вид, иллюстрирующий поперечное сечение воздуходувного блока в соответствии с одним вариантом исполнения;
фиг. 6 представляет собой вид, иллюстрирующий центробежный вентилятор в соответствии с одним вариантом исполнения настоящего изобретения;
фиг. 7 представляет собой вид, иллюстрирующий поток воздуха, всосанного в центробежный вентилятор в соответствии с одним вариантом исполнения и испущенного из него;
фиг. 8 представляет собой график, сравнивающий скорости воздушного потока до и после внесения улучшений в конструкцию центробежного вентилятора в соответствии с одним вариантом исполнения в различных диапазонах статического давления;
фиг. 9 представляет собой отверстие испускания воздуходувного блока в соответствии с другим вариантом исполнения настоящего изобретения;
фиг. 10 представляет собой вид, иллюстрирующий центробежный вентилятор в соответствии с другим вариантом исполнения настоящего изобретения;
фиг. 11 представляет собой вид, иллюстрирующий центробежный вентилятор в соответствии с другим вариантом исполнения настоящего изобретения;
фиг. 12 представляет собой вид, иллюстрирующий центробежный вентилятор в соответствии с другим вариантом исполнения настоящего изобретения.
Наилучший способ исполнения изобретения
Далее будут делаться подробные ссылки на варианты исполнения настоящего изобретения, примеры которых показаны на сопроводительных чертежах, на которых везде одинаковые ссылочные позиции относятся к подобным между собой элементам. Ниже в качестве примера будет описан воздушный кондиционер потолочного типа. Однако варианты исполнения настоящего изобретения не сводятся только лишь к нему.
Фиг. 1 представляет собой вид, иллюстрирующий внешние очертания воздушного кондиционера в соответствии с одним вариантом исполнения настоящего изобретения, а фиг. 2 представляет собой покомпонентный вид, иллюстрирующий воздушный кондиционер в соответствии с этим вариантом исполнения.
Как показано на фиг. 1 и 2, воздушный кондиционер включает в себя корпус 10, формирующий внешний вид воздушного кондиционера 1, установленный внутри корпуса 10 теплообменник 12 и воздуходувный блок 40 (см. фиг. 4), расположенный с передней стороны от теплообменника 12. Воздуходувный блок 40 принудительно всасывает воздух, а теплообменник 12 этот засосанный воздух охлаждает.
Корпус 10 может включать в себя нижнюю поверхность 10а, закрывающую нижнюю поверхность воздушного кондиционера 1, переднюю поверхность 10b, закрывающую переднюю поверхность воздушного кондиционера 1, и верхнюю поверхность (не показана), закрывающую верхнюю поверхность воздушного кондиционера.
Всасывающее отверстие (не показано) для всасывания воздуха расположено с одной стороны корпуса 10, а отверстие 11 испускания для испускания воздуха расположено с другой стороны корпуса 10. С передней стороны отверстия 11 испускания может быть прикреплена дверца (не показана) для открывания и закрывания отверстия 11 испускания.
Воздуходувный блок 40 включает в себя корпус 20 (см. фиг. 3) для направления всасывания и испускания воздуха, а центробежный вентилятор 30 расположен внутри корпуса 20. Корпус 20 может включать в себя первый корпус 20а и второй корпус 20b. Первый корпус 20а расположен на верхней стороне, а второй корпус 20b расположен на нижней стороне. Таким образом, корпус 20 может окружать центробежный вентилятор 30. Воздуходувный блок 40 может включать в себя электродвигатель 41 для привода центробежного вентилятора 30. На фиг. 1 и 2 имеются два центробежных вентилятора 30. Однако варианты исполнения настоящего изобретения не сводятся к этому. Может быть возможно иметь только один центробежный вентилятор. Между центробежными вентиляторами 30 расположен электродвигатель 41. Электродвигатель 41 и центробежный вентилятор 30 могут быть связанными между собой посредством вала 42 электродвигателя.
Корпус 20 может включать в себя всасывающее отверстие 24 корпуса, предназначенное для всасывания воздуха, и испускное отверстие 25, чтобы испускать воздух. Всасывающее отверстие 24 корпуса может включать в себя первое всасывающее отверстие и второе всасывающее отверстие, расположенные по обеим сторонам корпуса 20, что будет описано позже.
Корпус 20 может быть обеспечен "конфигурацией непрерывного расширения", при которой внутренний путь потока в корпусе 20 постепенно увеличивается по мере того, как он продолжается в направлении отверстия 25 испускания. Это сделано для того, чтобы вызвать увеличение площади поперечного сечения внутреннего пути потока по мере того, как путь продолжается в направлении потока воздуха.
Фиг. 3 представляет собой вид, иллюстрирующий воздуходувный блок в соответствии с одним вариантом исполнения настоящего изобретения, фиг. 4 представляет собой вид, иллюстрирующий отверстие испускания воздуходувного блока, а фиг. 5 представляет собой вид, иллюстрирующий поперечное сечение воздуходувного блока.
Как показано на фиг. с 3 по 5, воздуходувный блок 40 сконфигурирован вместе с центробежным вентилятором 30 и корпусом, окружающим этот центробежный вентилятор 30. Корпус 20 включает в себя первый корпус 20а и второй корпус 20b. Центробежный вентилятор 30 может быть помещен внутрь первого корпуса 20а и второго корпуса 20b, которые соединены друг с другом. По обеим сторонам корпуса 20 могут быть выполнены первое всасывающее отверстие и второе всасывающее отверстие, образующие всасывающее отверстие 24. Кроме того, в передней поверхности корпуса 20 может быть выполнено отверстие 25 испускания корпуса, чтобы испускать всосанный воздух. Тем самым воздух, всосанный в корпус 20 через первое всасывающее отверстие и второе всасывающее отверстие, в соответствии с работой центробежного вентилятора 30 может быть выпущен в отверстие 25 испускания корпуса и таким образом испущен через переднюю сторону воздушного кондиционера 1.
В дополнение, корпус 20 может включать в себя вырезанный участок 21, примыкающий к испускному отверстию 25 испускания корпуса, чтобы отводить поток воздуха. Вырезанный участок 21 может быть расположен как можно ближе к внешней окружной части центробежного вентилятора 30.
По меньшей мере одна часть вырезанного участка 21 может быть оснащена криволинейной поверхностью. В частности, по меньшей мере одна часть вырезанного участка 21 может включать в себя выступ 22, поднимающийся вверх. В соответствии с этим вариантом исполнения выступ 22 может быть обеспечен на обоих концах испускного отверстия 25 корпуса. Выступ 22 может подниматься по касательной к окружности центробежного вентилятора 30. Кроме того, выступ 22 может подниматься в радиальном направлении относительно центробежного вентилятора 30. Тем самым центральная часть вырезанного участка 21 может быть вогнутой.
Лопатки 31 и 32 центробежного вентилятора 30 будут описаны позже со ссылками на фиг. 5 и 6.
В случае центробежного вентилятора 30 направление испускания всосанного воздуха составляет 90° относительно направления всасывания. Поэтому на обоих краях отверстия 25 испускания корпуса могут возникать завихрения, тем самым ослабляя поток воздуха по обеим сторонам испускного отверстия 25 корпуса. С другой стороны поток воздуха, образованный в центральной части отверстия 25 испускания корпуса, является сильным.
В соответствии с одним вариантом исполнения настоящего изобретения расстояние, на которое центральная часть отверстия 25 испускания корпуса отстоит от центра центробежного вентилятора 30, было увеличено, чтобы предотвратить потери воздушного потока из-за изменения формы вырезанного участка 21 отверстия 25 испускания корпуса и использования сильного воздушного потока, созданного в центре 23 вырезанного участка 21. Тем самым завихрения, образованные вокруг отверстия 25 испускания корпуса, могут быть уменьшены. Соответственно, может быть уменьшено созданное в центре сопротивление воздуха и уменьшены потери воздушного потока, имеющие место на краевых участках.
Фиг. 6 представляет собой вид, иллюстрирующий центробежный вентилятор в соответствии с одним вариантом исполнения настоящего изобретения; фиг. 7 представляет собой вид, иллюстрирующий поток воздуха, всосанного в центробежный вентилятор и испущенного из него. Как показано на фиг. 6 и 7, центробежный вентилятор 30 может быть многолопаточным вентилятором, лопатки которого наклонены в направлении вращения. Центробежный вентилятор 30 в этом варианте исполнения является двунаправленным центробежным вентилятором, который всасывает воздух в обоих направлениях. Центробежный вентилятор 30 включает в себя основание 35, спаренное с валом 42 электродвигателя, и множество лопаток 31 и 32 для всасывания и испускания воздуха.
Основание 35 может быть выполнено в виде диска. В центральной части основания 35 может быть образовано посадочное отверстие 33, в которое посажен вал электродвигателя 41.
Лопатки 31 и 32 расположены на удалении одна от другой, чтобы направлять воздух, введенный в осевом направлении основания 35, в окружном направлении этого основания 35. Каждая из лопаток содержит передний край 31а, 32а, расположенный со стороны вала 42 электродвигателя, и задний край 31b, 32b, расположенный с внешней окружной стороны основания 35. Лопатки, имеющие передний край 32а, более короткий, чем передний край 31а других лопаток, определены как первые лопатки 32. Другие лопатки, отличные от первых, определены как вторые лопатки 31. Вторые лопатки 31 имеют передний край 31а, более длинный, чем передний край первых лопаток 32.
Первые лопатки 32 и вторые лопатки 31 могут быть расположены попеременно. То есть каждая из первых лопаток 32 может быть расположена между вторыми лопатками 31. Поскольку лопатки 31 и 32, имеющие различную длину, расположены попеременно, то угол выхода воздуха, отходящего от лопаток 31 и 32, может сохраняться постоянным и сопротивление всасывания, вызванное взаимодействием между лопатками 31 и 32 и воздухом, всосанным между лопатками 31 и 32, может быть уменьшено.
То есть, поскольку пространство А, через которое всасывается воздух, образовано расположением передних краев 31а и 32а, имеющих разные длины, то сопротивление воздуха на всасывании может быть уменьшено и может быть обеспечена требуемая скорость воздушного потока. Тем самым может быть возможно обеспечить требуемую скорость воздушного потока в различных диапазонах статического давления. Тенденция воздуха, испущенного около поверхности стенки или потолка, течь вдоль этой поверхности называется эффектом Коанда. В соответствии с эффектом Коанда воздух, всасываемый или испускаемый посредством центробежного вентилятора 30, протекает вдоль поверхности каждой лопатки. Соответственно различной конфигурацией передних краев 31а и 32а сопротивление воздуха на всасывании может быть уменьшено. Дополнительно, сохранением формы задних краев 31b и 32b, через которые воздух испускается, может быть обеспечен требуемая скорость воздушного потока.
Фиг. 8 представляет собой график, сравнивающий скорости воздушного потока до и после внесения улучшений в конструкцию центробежного вентилятора в соответствии с одним вариантом исполнения в различных диапазонах статического давления.
На фиг. 8 сплошные линии показывают экспериментальные значения скоростей воздушного потока в соответствии со статическим давлением центробежных вентиляторов 30, показанных на фиг. 6 и 7, а пунктирные линии показывают скорости воздушного потока в соответствии со статическим давлением центробежного вентилятора 30, лопатки которого имеют одну и ту же длину.
Здесь L1 указывает, что центробежный вентилятор вращается на 1400 оборотах в минуту (об/мин), а L2 указывает, что центробежный вентилятор вращается на 1200 об/мин. L3 указывает 1000 об/мин.
Как показано на фиг. 8, в той части, где статическое давление высокое, скорость воздушного потока, созданного центробежным вентилятором в соответствии с одним вариантом исполнения настоящего изобретения, подобна скорости воздушного потока, созданного центробежным вентилятором, лопатки которого имеют одинаковую длину. Однако в той части, где статическое давление низкое, видно, что центробежный вентилятор в соответствии с одним вариантом исполнения настоящего изобретения дает более высокую скорость воздушного потока.
Способ для изобретения
Фиг. 9 представляет собой вид, показывающий отверстие испускания воздуходувного блока в соответствии с другим вариантом исполнения настоящего изобретения.
Обратимся к фиг. 9, выполненный в отверстии 55 испускания корпуса вырезанный участок 51 включает в себя поднимающийся вверх выступ 52. В соответствии с этим вариантом исполнения выступ 52 может быть выполнен в центральной части отверстия 55 испускания корпуса. Выступ 52 может выдаваться в тангенциальном направлении относительно окружности центробежного вентилятора 30. Кроме того, допускается, чтобы выступ 52 поднимался в радиальном направлении относительно центробежного вентилятора 30. Соответственно, оба участка 53 края вырезанного участка 51 могут иметь вогнутые искривленные поверхности.
Поскольку выступ 52 подавляет развитие вихрей вокруг отверстия 55 испускания корпуса, он может уменьшить сопротивление воздуху, испускаемому из отверстия 55 испускания корпуса, уменьшая потери воздушного потока.
Фиг. с 10 по 12 представляют собой виды, иллюстрирующие центробежный вентилятор в соответствии с другими вариантами исполнения настоящего изобретения.
Как показано на фиг. с 10 по 12, центробежный вентилятор может быть выполнен в различных формах.
В соответствии с одним вариантом исполнения, показанным на фиг. 10, между вторыми лопатками 61 может быть расположено множество первых лопаток 62 и 63 центробежного вентилятора 60. Хотя на фиг. 10 две первые лопатки 62 и 63 показаны как расположенные между вторыми лопатками 61, варианты исполнения настоящего изобретения этим не ограничены. Две или более первых лопаток 62 и 63 могут быть расположены между вторыми лопатками. Аналогично описанным ранее вариантам исполнения каждая из лопаток включает в себя передний край 61а, 62а, 63а и задний край 61b, 62b, 63b. Далее, центробежный вентилятор может иметь основание 65, выполненное в форме диска, и посадочное отверстие 64.
В соответствии с вариантом исполнения, показанным на фиг. 11, в различных диапазонах статического давления требуемые скорости воздушного потока изменением угла наклона задних краев 71b и 72b лопаток 71 и 72 центробежного вентилятора 70, имеющего основание 75 и посадочное отверстие 73.
Лопатки с одним из задних краев 71b и 72b, имеющих больший угол наклона, определены как первые лопатки 72, а остальные лопатки, кроме первых лопаток 72, определены как вторые лопатки 71.
Если угол между задним краем 72b первой лопатки 72 и касательной линией к основанию 75 определен как α, а угол между задним краем 71b второй лопатки 71 и касательной линией к основанию 75 определен как β, то α больше чем β. То есть угол первой лопатки 72 относительно основания 75 больше, чем угол второй лопатки 71 по отношению к основанию 75, в то время как угол, на который первая лопатка 72 изогнута относительно переднего края 72а, больше, чем угол, на который вторая лопатка 71 изогнута относительно переднего края 71а. В соответствии с одним вариантом исполнения одна первая лопатка расположена между вторыми лопатками 71. Однако варианты исполнения настоящего изобретения этим не ограничены. Может быть, чтобы множественные первые лопатки 72 были расположены между вторыми лопатками 71.
Конфигурированием лопаток 71 и 72 таким образом, чтобы задние края 71b и 72b были обеспечены разными углами наклона, воздух через пространства между лопатками может испускаться под различными углами. Большой угол испускания воздуха эффективен при высоком статическом давлении, в то время как небольшой угол испускания воздуха эффективен при низком статическом давлении. В соответствии с одним вариантом исполнения обеспечены разнообразные углы испускания, и, соответственно, центробежный вентилятор 70 может высокую скорость воздушного потока в различных диапазонах статического давления.
В соответствии с вариантом исполнения, проиллюстрированным на фиг. 12, показывающим центробежный вентилятор 80, имеющий основание 85 и посадочное отверстие 83, оба - передний край 81а и задний край 81b первой лопатки 81 - были изменены.
Передний край 81а первой лопатки 81 построен так, чтобы он был короче, чем передний край второй лопатки 82. Тем самым изменен угол всасывания. Кроме того, сделав угол наклона заднего края 81b первой лопатки 81 большим, чем угол наклона заднего края 81b второй лопатки 82, изменен угол испускания воздуха. При изменении угла всасывания и угла испускания возможно обеспечить требуемую скорость воздушного потока в различных диапазонах статического давления.
Как очевидно из вышеприведенного описания, улучшение конструкции лопаток или корпуса центробежного вентилятора может позволить пользователю получить требуемую скорость воздушного потока в различных диапазонах статического давления.
Хотя было показано и описано несколько вариантов исполнения настоящего изобретения, специалисты в данной области поймут, что в эти варианты исполнения могут быть внесены изменения, не выходя за рамки принципов и существа изобретения, объем которого определен пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.