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JP3898411B2 - Cross-flow fan design method and air conditioner - Google Patents
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JP3898411B2 - Cross-flow fan design method and air conditioner - Google Patents

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JP3898411B2 JP2000071336A JP2000071336A JP3898411B2 JP 3898411 B2 JP3898411 B2 JP 3898411B2 JP 2000071336 A JP2000071336 A JP 2000071336A JP 2000071336 A JP2000071336 A JP 2000071336A JP 3898411 B2 JP3898411 B2 JP 3898411B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気調和機などを構成する貫流送風機に係わり、特にその流量特性と流れの不安定性を改善しファン効率を向上させた貫流送風機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図9は、一般的な空気調和機の構成を示す構成図である。
図9中、空気調和機は、室内に配置される室内機100と室外に配置される室外機200と、室内機100と室外機200を接続する配管300とで主に構成されている。また、室内機100は貫流羽根車101と室内熱交換器102とを有している。また、室外機200は、送風機201と、室外熱交換器202と、四方弁203と、圧縮機204と、膨張弁205とを有している。
【0003】
次に、暖房運転をする場合での動作について説明する。
まず、冷媒が圧縮器204で断熱圧縮されて高温となる。その後に、四方弁203を通って、この高温とされた冷媒は室内熱交換器102に運ばれる。室温は、冷媒の温度より低いため、室内熱交換器102で冷媒は熱を放出し、貫流羽根車101が回転することにより、温風が室内に放出される。次に、室内熱交換器102で冷やされた冷媒は、膨張弁205で断熱膨張され、冷媒の温度は外気温よりも低くなる。その後に、室外熱交換器202で、外気より熱を吸収する。
【0004】
このような室内機では、貫流羽根車を用いた貫流送風機が幅広く使用されており、その効率改善は省エネルギーの立場から、低騒音は快適性の立場から、流れの安定性は製品品質の立場から、重要性が増してきている。
【0005】
特に、最近では、今まで空気調和機の冷媒として使用されていたHCHFがオゾン層を破壊することからその使用が制限され、新しい冷媒としてR410AやR407C等が使用されるようになった。しかし、R410AやR407Cは高圧冷媒であるために、従来に比較して、圧縮機の運転で使用される電力量が増大した。そして、その分の電力をどこかで削減する必要から、貫流送風機の効率改善の要求は以前にもまして増大している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この貫流送風機の設計手法は、その流れの理論的検証があまり成されておらず未だ十分に確立されているとはいえないので、個々の製品に対応して試行錯誤的な手法により特性の大幅な改善が成されていなかった。
【0007】
従来の手法としては、例えば、特開平7−305695号公報に示されているような、スタビライザーの位置を貫流羽根車と相対的に前方の下部から貫流羽根車の中心を通る線と略直交状態の所とし、更にスクロールケーシングをこのスタビライザー位置に対し最適になるように2円弧とすることにより、吐出風量の低下と騒音を抑えているものがあった。
【0008】
また、特開昭61−118597号公報に示されているような、スクロールケーシングを対数ら線形状とし、その拡大率を順次小さくして最適化し、性能を改善しているものもあった。
しかし、特開平7−305695号公報に記載された手法では、効率改善や低騒音化・安定流れを実現しようとするために、貫流羽根車の吸込み側形状や吹出し部形状を変更しているだけで、貫流羽根車が作り出す流れ本来の現象制御を行っていなかった。また、特開昭61−118597号公報に記載された手法では、貫流羽根車の作り出す流れの理論的検証との相関が不明確でその最適形状形成にあたり未だ不備な点を残していて、効率や騒音特性の飛躍的改善は望めないとともに、設計に際し個々の製品に対応した試行錯誤となり品質を低下させるなどの問題点があった。
【0009】
この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、スクロールケーシングの形状を、貫流羽根車の内部から翼部に流れる風の風速および流入角度にそうような形の形状とすることで、効率改善化と低騒音化ができる貫流送風機を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる貫流送風機では、貫流羽根車をスクロールケーシングに内装し、前記スクロールケーシングの延長線上に吹出しダクトを有する貫流送風機において、前記スクロールケーシングは、前記スクロールケーシングの流入側端部をθ=0°とし、前記貫流羽根車の中心と前記流入側端部の距離をr 0 とした時に、式r=r 0 ×exp(n L ×θ)によって表せる形状をし、さらに、n L の値は、前記角度θでの前記貫流羽根車の翼内周部から翼外周部に流入する風の流入速度の大きさ、あるいは風の流入角度の大きさのうち少なくとも一方が大きくなるに従って大きくなるようにした。
【0011】
さらに、スクロールケーシングは、スクロールケーシング流入側端部と吹出し流れ下側までの中間で拡大率が一つの極大値を持つようにした。
【0012】
さらに、θが、ほぼ0°≦θ≦360°×3/n(n:貫流羽根車の翼枚数)の範囲では、n L =0とした。
【0013】
さらに、圧縮機と、前記圧縮機に接続された第1の熱交換器と、四方弁とを備えた室外機と、第2の熱交換器と貫流送風機を備えた室内機とを有する空気調和機において、前記貫流送風機は請求項1から請求項3のいずれかの方法により設計するようにした。
【0016】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1における貫流送風機を組み込んだ空気調和機の室内機の断面図である。
図1中、1は本体であり、2はこの本体の前面から装着されるパネルである。パネル2には、前面から吸込まれる空気の取り入れ口を形成する前面グリル3と、上部から空気を取り入れる吸込み口4と、下部から空気を吹出す吹出し口5が設けられている。また、本体1には、熱交換器6と、この熱交換器6に付着して滴下するドレン水を受けるドレンパン7と、この熱交換器6内を流れる冷媒と室内空気とを熱交換させるために必要な空気流を作り出す貫流羽根車8とが配置されている。なお、貫流羽根車8は、時計回りに回転する。
【0017】
また、本体1の背面はスクロールケーシング9を兼用し、その下部延長線に吹出し流れ下側案内部10が配置されている。ドレンパン7の一部はスタビライザー11と吹出し流れ上側案内部12とを兼用している。13は、吹出しダクトであり、吹出し流れ上側案内部12と吹出し流れ下側案内部10で構成されている。なお、貫流送風機は、貫流羽根車8とスクロールケーシング9とスタビライザー11と吹出しダクト13により構成されている。
【0018】
また、スクロールケーシング9は、対数ら線、すなわち貫流羽根車8の中心14からスクロールケーシング9までの任意の距離rが、
【0019】
r=r0×exp(nL×θ) …数1
【0020】
で表わされる形状をしている。ここで、r0はスクロールケーシング9の流入側端部15と貫流羽根車8の中心14との距離、nLはスクロールケーシング9の広がり量で、一般的には拡大率と呼ばれるものである。なお当然に、この拡大率nLの値が大きくなるに従って広がり程度が大きくなる。また、θはスクロールケーシング9の流入側端部15を基準とした広がり角度である。
【0021】
次に、図1の室内機での貫流送風機付近での空気の流れについて説明する。
図2は、図1の構成において、貫流送風機付近における空気の流れ状態を示した図である。まず、貫流羽根車8が回転すると、スタビライザー11を境界に前面グリル3と上部吸込み口4を通り熱交換器6を通過してきた吸込み流れが、貫流羽根車8の内部に流れ込み、通過して、吹出しダクト13へ流れ込んでゆき、吹出し流れとなる。このとき、貫流羽根車8内でスタビライザー11近傍付近に強制渦流れ16が中心17を持って形成されると考えられる。強制渦流れ16は、理論的には、渦流れを作り出す回転するアクチュエーターの内側のみに形成されるとされ、図1のような貫流羽根車8の場合、このアクチュエータが貫流羽根車8の翼18、特に翼内側18aが相当する。なお、翼18は、その一端が外側を向くように、ランダムな間隔で複数配置されている。
【0022】
一方、吹出しダクト13内へ流れ込んでゆく吹出し流れは、一般的な前向き翼遠心羽根車の理論に則り対数ら線上に形成された流れとして、羽根車外へ吹出される。このとき、対数ら線の流れ形状を決定する重要な物理量として、各翼の翼内側18aを結ぶことによって形成されるラインよりも外側にある翼部18bに流入する速度の大きさと向き(以下、「角度」とする)が存在する。一般的な前向き翼遠心羽根車の場合、この物理量は、どの翼部吸込み部分においてもほぼ一定であるため、一意的に対数ら線の流れ形状を決定できる。
【0023】
しかし、図1のような貫流羽根車8の場合、対数ら線の流れ形状を決定する物理量が強制渦流れ16に支配されるため、その渦流れの特性により一意的に決定できなくなる。図3は、貫流羽根車8内に形成される強制渦流れ16の渦中心17からの渦半径と、その半径点における渦周方向周分速度の関係を簡略化して示したグラフである。また、図4は、強制渦流れ16が貫流羽根車8の翼部18bに流入するときの流入角度と広がり角度θとの関係を簡略化して示したグラフである。なお、流入角度とは、貫流羽根車8内の強制渦流れ16が翼部内側18aから流入するときの角度であり、半径方向外側に向いている場合を0°とし、貫流羽根車8の回転している方向から流入する場合を正値、反対方向すなわち回転している方向へ向かって流入する場合を負値として表わす。
【0024】
これらのグラフから分かるように、貫流羽根車8の翼部18bに流入する速度の大きさと角度は広がり角度θにより様々に変化していることが分かる。すなわち対数ら線の流れ形状を決定する重要な物理量は、それぞれの翼吸込み部分において様々な値を示すため、一意的に対数ら線の流れ形状を決定することができず、ここに生じた流れに即した形状にすれば貫流羽根車8より吹出される流れの損失を少なくすることができ、よって、角度θでの拡大率nLは、その角度で、貫流羽根車8の翼部18bに内部より流入する風の速度、あるいは貫流羽根車8の翼部18bに内部より流入する風の流入角度に応じて決定する必要がある。
【0025】
すなわち、貫流羽根車8の翼部18bに内部より流入する風の速度が大きくなるに従って拡大率nLを大きくし、風の速度が小さくなるに従って拡大率nLを小さくする、あるいは、貫流羽根車8の翼部18bに内部より流入する風の流入角度が大きくなるに従って拡大率nLを大きくし、風の流入角度が小さくなるに従って拡大率nLを小さくする設計とする。
【0026】
このように、角度θでの拡大率nLの大きさを、貫流羽根車8の翼部18bに内部より流入する風の速度、貫流羽根車8の翼部18bに内部より流入する風の流入角度に応じて決定させることで、貫流羽根車8より吹出される流れの損失を少なくすることが可能となり、高効率かつ低騒音で個々の製品に対応した高品質な貫流送風機を得ることができる。
【0027】
また、さらに、図3及び図4より翼部18bへの流入速度及び角度すなわち速度ベクトルを総合的に判断すると、拡大率nLと広がり角度θの関係が、図5に示すように、上に凸の、一つの極大値を持つような関係、すなわちスクロールケーシング流入側端部15と吹出し流れ下側案内部10までのスクロールケーシング9の中間に一番拡大された場所が形成されるような形状において、貫流羽根車8より吹出される流れの状態に一番近く、非常に良好であることが判る。
【0028】
よって、スクロールケーシング9の形状を、スクロールケーシング流入側端部15と吹出し流れ下側案内部10までのスクロールケーシング9の中間に一番拡大された場所が形成されるようにnLを決定することにより、貫流羽根車8より吹出される流れの損失をさらに小さくすることができる。
【0029】
また、貫流羽根車8の材質としては、マグネシウム合金を使用することで、軽量化並びにリサイクル性向上という効果が得られる。
【0030】
実施の形態2.
図6は、図1に示した空気調和機の室内機での空気の流れ状態を示したものであり、図2において、さらに翼部18bでの流れの詳細を示したものである。さらに、図7は、0°≦θ≦360°×3/n(n:貫流羽根車8の翼枚数)での翼部近傍での空気の流状態を示す図である。なお、図6での座標系は、回転する貫流羽根車8と同じ座標系である。図6から分かるように、スクロールケーシング9の流入側端部15からスクロールケーシング9の下流側へ向けて貫流羽根車8の翼枚数三枚分の翼ピッチをほぼ規定する広がり角度θである0°≦θ≦360°×3/nの範囲の間では、翼18の間で、その方向を変える循環流れ19となり、貫流羽根車8より吹出される流れは存在しなくなる。
【0031】
従って、この部分では貫流羽根車8とスクロールケーシング9の間に無駄な空間が生じることで生じる渦20やみだれ21、あるいは、貫流羽根車8の回転と逆方向を向く逆流流れ22により、吹出される流れの損失が発生する。
このことより、スクロールケーシング流入側端部15からスクロールケーシング9の下流側へ向けて貫流羽根車8の翼枚数三枚分にほぼ相当する、数式1で0°≦θ≦360°×3/n(n:貫流羽根車8の翼枚数)のnLを0にし、等円弧形状とすることで、吹出し流の損失を防止し、さらに効率のよい貫流送風機を得ることができる。なお、図8は、貫流送風機を組み込んだ空気調和機の室内機の断面図であり、図1において、スクロールケーシングのうち、0°≦θ≦360°×3/n(n:貫流羽根車8の翼枚数)で示される部分を等円弧形状にしたものである。
【0032】
【発明の効果】
このように、この発明では、貫流羽根車より吹出される流れの損失を少なくすることが可能となり、高効率かつ低騒音で個々の製品に対応した高品質な貫流送風機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1における貫流送風機を用いた室内機の断面図である。
【図2】 この発明の実施の形態1における室内機の貫流送風機付近での空気の流れを示す図である。
【図3】 渦半径と渦周方向周分速度の関係を示す図である。
【図4】 広がり角度と流入角度の関係を示す図である。
【図5】 この発明の実施形態3における拡大率と広がり角度の関係を示す図である。
【図6】 貫流羽根車の翼部付近の空気の流れを示す図である。
【図7】 空気の流状態を示す図である。
【図8】 この発明の実施の形態2おける貫流送風機を用いた室内機の断面図である。
【図9】 従来の空気調和機の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 本体、 2 パネル、 3 前面グリル、 4 吸込み口、
5 吹出し口、 6 熱交換器、 7 ドレンパン、
8 貫流羽根車、 9 スクロールケーシング、
10 吹出し流下側案内部、 11 スタビライザー、
12 吹出し流上側案内部、 13 吹出しダクト、
14 貫流羽根車の中心、 15 流入側端部、
16 強制渦流れ、 17 強制渦流れの中心、
18 貫流羽根車の翼、 18a 翼内側、 18b 翼部、
19 循環流れ、 20 渦、 21 みだれ、 22 逆流流れ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a once-through fan that constitutes an air conditioner or the like, and more particularly to a once-through fan that improves its flow characteristics and flow instability to improve fan efficiency.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of a general air conditioner.
In FIG. 9, the air conditioner mainly includes an indoor unit 100 arranged indoors, an outdoor unit 200 arranged outdoor, and a pipe 300 connecting the indoor unit 100 and the outdoor unit 200. The indoor unit 100 includes a once-through impeller 101 and an indoor heat exchanger 102. The outdoor unit 200 includes a blower 201, an outdoor heat exchanger 202, a four-way valve 203, a compressor 204, and an expansion valve 205.
[0003]
Next, the operation in the case of performing the heating operation will be described.
First, the refrigerant is adiabatically compressed by the compressor 204 and becomes high temperature. Thereafter, the high-temperature refrigerant is conveyed to the indoor heat exchanger 102 through the four-way valve 203. Since the room temperature is lower than the temperature of the refrigerant, the refrigerant releases heat in the indoor heat exchanger 102, and the cross-flow impeller 101 rotates, whereby hot air is released into the room. Next, the refrigerant cooled by the indoor heat exchanger 102 is adiabatically expanded by the expansion valve 205, and the temperature of the refrigerant becomes lower than the outside air temperature. Thereafter, the outdoor heat exchanger 202 absorbs heat from the outside air.
[0004]
In such indoor units, cross-flow blowers using cross-flow impellers are widely used. The efficiency improvement is from an energy-saving standpoint, low noise is from a comfort standpoint, and flow stability is from a product quality standpoint. The importance is increasing.
[0005]
In particular, recently, HCHF, which has been used as a refrigerant for air conditioners until now, has destroyed its ozone layer and its use has been restricted, and R410A, R407C, and the like have been used as new refrigerants. However, since R410A and R407C are high-pressure refrigerants, the amount of electric power used in the operation of the compressor is increased as compared with the prior art. And since there is a need to reduce the amount of electric power somewhere, the demand for improving the efficiency of the once-through fan has increased more than before.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the design method of this once-through blower has not been well-established because the theoretical verification of the flow has not been made so much, so it has been characterized by trial and error methods corresponding to individual products. There has been no significant improvement.
[0007]
As a conventional method, for example, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 7-305695, the position of the stabilizer is substantially orthogonal to a line passing through the center of the once-through impeller from the lower portion in front of the once-through impeller. In addition, there are some which suppress the decrease in the discharge air volume and noise by making the scroll casing into two arcs so as to be optimal with respect to the stabilizer position.
[0008]
Further, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-118597, some scroll casings have a logarithmic linear shape, and their enlargement ratios are sequentially reduced to optimize and improve performance.
However, in the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-305695, only the suction side shape and the blowout portion shape of the once-through impeller are changed in order to achieve efficiency improvement, noise reduction, and stable flow. The original phenomenon control of the flow produced by the once-through impeller was not performed. Moreover, in the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-118597, the correlation with the theoretical verification of the flow produced by the once-through impeller is unclear, leaving some incomplete points in the formation of the optimum shape. There was a problem that the noise characteristics could not be improved drastically, and the design was trial and error for each product and the quality was lowered.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the shape of the scroll casing is changed to the wind speed and the inflow angle of the wind flowing from the inside of the once-through impeller to the wing portion. Therefore, it is to provide a once-through fan that can improve efficiency and reduce noise.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the once-through fan according to the present invention, the once- through impeller is provided in the scroll casing, and the outlet fan is provided on the extension line of the scroll casing. When the distance between the center of the cross-flow impeller and the end of the inflow side is r 0 , the shape can be expressed by the equation r = r 0 × exp (n L × θ), and the value of n L is , So that at least one of the magnitude of the inflow velocity of the wind flowing from the inner peripheral portion of the cross-flow impeller at the angle θ into the outer peripheral portion of the blade and the magnitude of the inflow angle of the wind increases. did.
[0011]
Further, the scroll casing has a maximum value of the enlargement ratio between the scroll casing inflow end and the bottom of the blowout flow.
[0012]
Furthermore, in the range of θ approximately 0 ° ≦ θ ≦ 360 ° × 3 / n (n: number of blades of the once- through impeller), n L = 0 was set.
[0013]
Furthermore, air with a compressor, a first heat exchanger connected to said compressor, and an outdoor unit having a four-way valve, the indoor unit having a second heat exchanger and transmural flow fan In the conditioner, the cross-flow fan is designed by any one of claims 1 to 3.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
1 is a cross-sectional view of an indoor unit of an air conditioner incorporating a cross-flow fan according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, 1 is a main body, and 2 is a panel mounted from the front of the main body. The panel 2 is provided with a front grill 3 that forms an intake port for air sucked from the front surface, a suction port 4 for taking in air from the upper portion, and a blowout port 5 for blowing air from the lower portion. Further, the main body 1 has a heat exchanger 6, a drain pan 7 that receives drain water that adheres and drops on the heat exchanger 6, and heat exchange between the refrigerant flowing in the heat exchanger 6 and room air. A cross-flow impeller 8 that generates an air flow necessary for the operation is disposed. The once-through impeller 8 rotates clockwise.
[0017]
Further, the back surface of the main body 1 also serves as a scroll casing 9, and a blowout lower guide portion 10 is disposed on the lower extension line thereof. A part of the drain pan 7 serves as both the stabilizer 11 and the outlet flow upper guide portion 12. Reference numeral 13 denotes an outlet duct, which includes an outlet flow upper guide portion 12 and an outlet flow lower guide portion 10. The once-through fan is constituted by a once-through impeller 8, a scroll casing 9, a stabilizer 11, and an outlet duct 13.
[0018]
The scroll casing 9 has a logarithmic spiral line, that is, an arbitrary distance r from the center 14 of the once-through impeller 8 to the scroll casing 9.
[0019]
r = r 0 × exp (n L × θ) (Equation 1)
[0020]
It has a shape represented by Here, r 0 is the distance between the inflow side end 15 of the scroll casing 9 and the center 14 of the cross-flow impeller 8, n L is the amount of spread of the scroll casing 9, and is generally called the enlargement factor. Naturally, the extent of spread increases as the value of the enlargement factor n L increases. Further, θ is a spread angle with reference to the inflow side end 15 of the scroll casing 9.
[0021]
Next, the air flow in the vicinity of the once-through fan in the indoor unit of FIG. 1 will be described.
FIG. 2 is a diagram showing an air flow state in the vicinity of the once-through fan in the configuration of FIG. First, when the once-through impeller 8 rotates, the suction flow that has passed through the heat exchanger 6 through the front grill 3 and the upper suction port 4 at the boundary of the stabilizer 11 flows into and passes through the inside of the once-through impeller 8. It flows into the blowing duct 13 and becomes a blowing flow. At this time, it is considered that a forced vortex flow 16 is formed with a center 17 in the vicinity of the stabilizer 11 in the once-through impeller 8. The forced vortex flow 16 is theoretically formed only inside the rotating actuator that creates the vortex flow. In the case of the cross-flow impeller 8 as shown in FIG. In particular, the blade inner side 18a corresponds. A plurality of wings 18 are arranged at random intervals so that one end thereof faces outward.
[0022]
On the other hand, the blow-out flow flowing into the blow-out duct 13 is blown out of the impeller as a flow formed on a logarithmic line in accordance with a general forward-wing centrifugal impeller theory. At this time, as an important physical quantity for determining the flow shape of the logarithmic line, the magnitude and direction of the velocity flowing into the wing portion 18b outside the line formed by connecting the wing inner sides 18a of each wing (hereinafter referred to as the following) "Angle"). In the case of a general forward-wing centrifugal impeller, this physical quantity is almost constant in any blade suction portion, and therefore, the flow shape of a logarithmic line can be uniquely determined.
[0023]
However, in the case of the once-through impeller 8 as shown in FIG. 1, the physical quantity that determines the flow shape of the logarithmic line is dominated by the forced vortex flow 16, and therefore cannot be uniquely determined by the characteristics of the vortex flow. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the vortex radius from the vortex center 17 of the forced vortex flow 16 formed in the once-through impeller 8 and the vortex circumferential speed at the radius point. FIG. 4 is a graph showing a simplified relationship between the inflow angle and the spread angle θ when the forced vortex flow 16 flows into the blade portion 18 b of the once-through impeller 8. The inflow angle is an angle when the forced vortex flow 16 in the once-through impeller 8 flows in from the blade inner side 18a, and 0 ° when facing the radially outer side. The case of flowing in from the current direction is represented as a positive value, and the case of flowing in the opposite direction, that is, the direction of rotation, is represented as a negative value.
[0024]
As can be seen from these graphs, it can be seen that the magnitude and angle of the velocity flowing into the blade portion 18b of the once-through impeller 8 are variously changed depending on the spread angle θ. That is, the important physical quantity that determines the flow shape of the logarithmic line shows various values in each blade suction portion, so the flow shape of the logarithmic line cannot be uniquely determined, and the flow generated here Therefore, the loss of the flow blown out of the once-through impeller 8 can be reduced. Therefore, the enlargement ratio n L at the angle θ can be reduced to the wing portion 18b of the once-through impeller 8 at that angle. It is necessary to determine the speed according to the speed of the wind flowing in from the inside or the angle of inflow of the wind flowing into the wing portion 18b of the cross-flow impeller 8 from the inside.
[0025]
That is, the enlargement ratio n L is increased as the speed of the wind flowing into the blade portion 18b of the once-through impeller 8 from the inside increases, and the enlargement ratio n L is decreased as the wind speed is decreased. The design is such that the enlargement factor n L is increased as the inflow angle of the wind flowing into the wing portion 18b from the inside increases, and the enlargement factor n L is reduced as the wind inflow angle is reduced.
[0026]
Thus, the magnitude of the enlargement ratio n L at the angle θ is determined based on the velocity of the wind flowing into the wing portion 18b of the once-through impeller 8 from the inside and the inflow of wind flowing into the wing portion 18b of the once-through impeller 8 from the inside. By determining according to the angle, it is possible to reduce the loss of the flow blown from the once-through impeller 8, and it is possible to obtain a high-quality once-through fan corresponding to each product with high efficiency and low noise. .
[0027]
Furthermore, when the inflow velocity and angle into the wing portion 18b, that is, the velocity vector are comprehensively determined from FIGS. 3 and 4, the relationship between the enlargement ratio n L and the spread angle θ is as shown in FIG. Convex, a relationship having one maximum value, that is, a shape in which the most expanded place is formed in the middle of the scroll casing 9 from the scroll casing inflow side end portion 15 to the outlet flow lower side guide portion 10 In Fig. 1, it is found that the flow is closest to the state of the flow blown out from the once-through impeller 8 and is very good.
[0028]
Therefore, the shape of the scroll casing 9 is determined to be n L so that the most expanded place is formed in the middle of the scroll casing 9 from the scroll casing inflow side end portion 15 to the outlet flow lower side guide portion 10. Thereby, the loss of the flow blown from the once-through impeller 8 can be further reduced.
[0029]
Moreover, as a material of the once-through impeller 8, by using a magnesium alloy, the effect of weight reduction and recyclability improvement is acquired.
[0030]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 shows a state of air flow in the indoor unit of the air conditioner shown in FIG. 1, and further shows details of the flow in the wing portion 18b in FIG. Further, FIG. 7 is a diagram showing an air flow state in the vicinity of the wing portion at 0 ° ≦ θ ≦ 360 ° × 3 / n (n: the number of blades of the once-through impeller 8). The coordinate system in FIG. 6 is the same coordinate system as that of the rotating once-through impeller 8. As can be seen from FIG. 6, the spread angle θ substantially defines the blade pitch of three blades of the cross-flow impeller 8 from the inflow side end 15 of the scroll casing 9 toward the downstream side of the scroll casing 9. In the range of ° ≦ θ ≦ 360 ° × 3 / n, the circulation flow 19 changes its direction between the blades 18, and the flow blown out from the once-through impeller 8 does not exist.
[0031]
Therefore, in this portion, the air is blown out by the vortex 20 or the sag 21 generated by the useless space between the cross-flow impeller 8 and the scroll casing 9 or the reverse flow 22 directed in the direction opposite to the rotation of the cross-flow impeller 8. Flow loss occurs.
From this, it is substantially equivalent to three blade numbers of the cross-flow impeller 8 from the scroll casing inflow side edge part 15 toward the downstream side of the scroll casing 9, and in Equation 1, 0 ° ≦ θ ≦ 360 ° × 3 / n: the n L of (n wing number of once-through impeller 8) to zero, by an equal arc shape to prevent the loss of blowing stream can be further obtained a good flow blower efficiency. 8 is a cross-sectional view of an indoor unit of an air conditioner incorporating a once-through blower. In FIG. 1, among the scroll casings, 0 ° ≦ θ ≦ 360 ° × 3 / n (n: once-through impeller 8). The portion indicated by the number of blades) is formed in an equal arc shape.
[0032]
【The invention's effect】
Thus, in this invention, it becomes possible to reduce the loss of the flow blown from the once-through impeller, and it is possible to obtain a high-quality once-through fan corresponding to each product with high efficiency and low noise.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an indoor unit using a cross-flow fan according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an air flow in the vicinity of the once-through fan of the indoor unit according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a vortex radius and a peripheral velocity in a vortex circumferential direction.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a spread angle and an inflow angle.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an enlargement ratio and a spread angle according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing the air flow in the vicinity of the wing of the once-through impeller.
FIG. 7 is a diagram showing a state of air flow.
FIG. 8 is a cross-sectional view of an indoor unit using a once-through fan in Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional air conditioner.
[Explanation of symbols]
1 Body, 2 Panel, 3 Front grille, 4 Air inlet,
5 outlet, 6 heat exchanger, 7 drain pan,
8 once-through impeller, 9 scroll casing,
10 Outflow downstream guide, 11 Stabilizer,
12 Blowing flow upper side guide part, 13 Blowing duct,
14 Center of once-through impeller, 15 Inlet side end,
16 Forced vortex flow, 17 Center of forced vortex flow,
18 Wing of a once-through impeller, 18a Inner wing, 18b Wing,
19 Circulating flow, 20 Vortex, 21 Swelling, 22 Backflow

Claims (4)

貫流羽根車をスクロールケーシングに内装し、前記スクロールケーシングの延長線上に吹出しダクトを有する貫流送風機において、
前記スクロールケーシングは、前記スクロールケーシングの流入側端部をθ=0°とし、前記貫流羽根車の中心と前記流入側端部の距離をr0とした時に、式r=r0×exp(nL×θ)によって表せる形状をし、さらに、nLの値は、前記角度θでの前記貫流羽根車の
翼内周部から翼外周部に流入する風の流入速度の大きさ、あるいは風の流入角度の大きさのうち少なくとも一方が大きくなるに従って大きくなることを特徴とする貫流送風機の設計方法
In a once-through fan having a once-through impeller in a scroll casing and having a blow-out duct on an extension line of the scroll casing,
The scroll casing has an equation r = r0 × exp (nL × θ) where θ = 0 ° is the inflow side end of the scroll casing and r0 is the distance between the center of the cross-flow impeller and the inflow side end. ), And the value of nL is the value of the once-through impeller at the angle θ.
A design method for a cross-flow blower , wherein at least one of a magnitude of an inflow velocity of a wind flowing from an inner peripheral portion of a blade into an outer peripheral portion of the blade or a magnitude of an inflow angle of the wind increases.
スクロールケーシングは、スクロールケーシング流入側端部と吹出し流れ下側までの中間で拡大率が一つの極大値を持つことを特徴とする請求項1に記載の貫流送風機の設計方法 The design method for a cross-flow fan according to claim 1, wherein the scroll casing has a maximum value of an enlargement ratio between the scroll casing inflow end and the bottom of the blowout flow. θが、ほぼ0°≦θ≦360°×3/n(n:貫流羽根車の翼枚数)の範囲では、nL=0であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の貫流送風機の設計方法3. The once-through flow according to claim 1, wherein nL = 0 in the range of θ approximately 0 ° ≦ θ ≦ 360 ° × 3 / n (n: number of blades of the once-through impeller). How to design a blower. 圧縮機と、前記圧縮機に接続された第1の熱交換器と、四方弁とを備えた室外機と、第2の熱交換器と貫流送風機を備えた室内機とを有する空気調和機において、前記貫流送風機は請求項1から請求項3のいずれかの方法により設計したことを特徴とする空気調和機。A compressor, wherein a first heat exchanger connected to the compressor, and an outdoor unit having a four-way valve, an air conditioner and a second heat exchanger and transmural flow indoor unit having an air blower In addition, the said cross-flow fan was designed by the method in any one of Claims 1-3, The air conditioner characterized by the above-mentioned.
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