送风单元的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  2

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送风单元的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种制造工时较少、压力损失较低且高效的送风单元。为了实现上述目的,根据本发明的送风单元1,具备:框体3,其具有进气口15和出气口17,侧部被多个侧面13包围;及离心风机5,其被收容于该框体3的内部。设置于前述框体3中的底面11上的出气口17的宽度尺寸Wo,形成为小于前述多个侧面13中的对向的一对侧面13、13的间距Wc1。在前述框体3的内部的前述离心风机5与出气口17之间,配置有圆板状整流板7,所述圆板状整流板7所具有的外径大于前述离心风机5的外径Df,且外周边缘形成为圆形。
【专利说明】送风单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种送风单元。
【背景技术】
[0002]一直以来,不使用外壳的离心风机(无蜗壳风机),被用作空气调节机(以下,称为空调机)的送风或工业机械的冷却(请参照例如专利文献I)。此专利文献I所示的空调机是热泵式空调机,是将离心风机配设于风机室内,要求外形较小。因此,存在以下问题:风机室(送风单元)的空间受到限制,并且不能充分确保风机与出气口的距离,效率低。为了解决此问题,在风机室的内壁的管道连接口附近,配设圆锥曲面导件。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2005-16791号公报
【发明内容】

[0006]发明所要解决的问题
[0007]然而,这种已知的空调机,大多是按照建筑物的设置现场的空间而设计,即所谓的定制。因此,存在以下问题:风机室的尺寸也伴随着设置现场而相应地变化,且必须针对各个空调机分别准备圆锥曲面导件,导致制造工时增加。另外,需要进一步改善压力损失和效率等。
[0008]因此,本发明提供一种制造工时少、压力损失低且高效的送风单元。
[0009]解决问题的技术手段
[0010]本发明的送风单元,具备:具有进气口和出气口且侧部被多个侧面包围的框体、和收容于该框体的内部的离心风机,,并且,设置于前述框体中的底面上的出气口的宽度尺寸,形成为小于前述多个侧面中的对向的一对侧面的间距。在前述框体的内部的前述离心风机与出气口之间,配置有整流板,所述整流板所具有的外径大于前述离心风机的外径,且外周边缘被形成为圆形。
[0011]发明的效果
[0012]前述出气口的宽度尺寸,由于小于前述多个侧面中的对向的一对侧面的间距,因此,在前述框体的内部,在侧面与底面交叉的部位上形成有角部。因此,从离心风机吹出的空气,由于顺着侧面而冲撞角部的底面,从而形成涡流,所以,从出气口排出的空气的风速分布在沿着径向的各个部位处变成不均等,导致压力损失增大。
[0013]相对于此,在本发明中,根据本发明的送风单元,由于配置有整流板,因此,从离心风机吹出的气流会被整流,相较于没有整流板的情况,涡流变小。因此,从出气口排出的空气的风速分布,在沿着径向的各个部位处变成均等,从而压力损失变小。另外,由于只设置整流板,因此,制造工时也较少。【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1是表示根据本发明的第一实施方式的送风单元的立体图,其中省略了构成框体的近侧的侧壁。
[0015]图2是表示图1的离心风机与圆板状整流板的立体图。
[0016]图3是表示根据第一实施方式的圆板状整流板的立体图。
[0017]图4是表示根据第二实施方式的圆环状整流板的立体图。
[0018]图5是表示根据第三实施方式的圆锥台状整流板的立体图。
[0019]图6是表示根据第一实施例的框体内的气流的概略图。
[0020]图7是表示根据第二实施例的框体内的气流的概略图。
[0021]图8是表示根据第三实施例的框体内的气流的概略图。
[0022]图9是表示根据比较例的框 体内的气流的概略图。
[0023]图10是针对本发明例及比较例,表示风量与静压的关系的图表。
[0024]图11是针对本发明例及比较例,表示风量与静压效率的关系的图表。
[0025]图12是针对本发明例及比较例,表示风量与静压的关系的图表,其中对圆环状整流板的内径与外径做了各种变化。
[0026]图13是针对本发明例及比较例,表示风量与静压效率的关系的图表,其中对圆环状整流板的内径与外径做了各种变化。
[0027]图14是针对本发明例及比较例,表示风量与静压的关系的图表,其中对圆环状整流板的外径做了各种变化。
[0028]图15是针对本发明例及比较例,表示风量与静压效率的关系的图表,其中对圆环状整流板的外径做了各种变化。
[0029]图16(a)是表示离心风机与圆锥台状整流板的尺寸的立体图。
[0030]图16(b)是针对本发明例及比较例,表示风量与静压的关系的图表。
[0031]图17是针对本发明例及比较例,表示风量与静压效率的关系的图表。
[0032]【部件代表符号说明】
[0033]I 送风单元
[0034]3 框体
[0035]5 离心风机
[0036]7 圆板状整流板(整流板)
[0037]13 侧面
[0038]15 进气口
[0039]17 出气口
[0040]41 圆环状整流板(整流板)
[0041]51 圆锥台状整流板(整流板)
[0042]53 侧面
【具体实施方式】
[0043]以下,参照附图,详细地说明本发明的实施方式。
[0044]第一实施方式[0045]如图1所示,根据本发明的第一实施方式的送风单元1,具备框体3、离心风机5、及圆板状整流板7 (整流板)。
[0046]前述框体3形成为长方体状的箱子,并由下述各部分所构成:顶面9,其被配置于上侧;底面11,其被配置于下侧;及四片侧面13,其从四周包围侧部。而且,在图1中,省略对近侧的侧面13的标识,以便清楚地表示框体3的内部。在前述顶面9上,中央形成有圆形的孔,此孔成为空气的进气口 15。在前述底面11上,形成有矩形状的孔,此孔成为出气口17。另外,在出气口 17的下方,连接有方管状的管道19。
[0047]此处,顶面9的大小被设定为,横向的宽度尺寸为Wcl,前后方向的纵深尺寸为Wc2。因此,在左右方向上对向的一对侧面13、13的间距也被设定为Wcl。Wcl优选为例如1134mm,ffc2优选为例如1134mm。另外,侧面13的高度被设定为He,He优选为例如850_。前述出气口 17的宽度尺寸Wo优选为例如630mm。而且,出气口 17的宽度尺寸Wo,被设定为小于侧面13、13的间距Wcl。
[0048]如图1、图2所示,前述离心风机5具备:主板21,其被配置于下侧,且为圆盘状;侧板25,其从该主板21朝向上方且留出特定间隔地对向配置,并且中央具有吸气口 23 ;及叶片27,其在这些主板21与侧板25之间沿着圆周方向且隔开特定间隔地配置有多个。这些主板21、侧板25及叶片27全部是将钢板或铝板压制成形而形成,然后分别利用焊接或铆接等结合为一体。另外,材料并不限定于钢板或铝,也可以为树脂等。离心风机5通过配置于下侧的马达29而旋转,由此,空气A从离心风机5的侧部被吹出。另外,马达29由框体3支持。
[0049]如图2所示,侧板25的外径(离心风机5的外径)被设定为Df,侧板25的内径被设定为df。另外,离心风机5的高度被设定为Hf。前述Df优选为例如630mm,df优选为440mm, Hf 优选为 260mm。
[0050]在前述框体3的内部,于前述离心风机5与出气口 17之间配置有圆板状整流板7(整流板),所述圆板状整流板7所具有的外径大于前述离心风机5的外径,且外周边缘被形成为圆形。另外,圆板状整流板7的外周边缘部与侧面13之间的最短距离,可根据离心风机5的送风量来加以适当地决定。另外,关于后述的圆环状整流板、圆锥台状整流板,也用同样的方法来决定。离心风机5的下端与圆板状整流板7的上下方向距离为h,该h优选为例如50mm。
[0051]如图3所示,前述圆板状整流板7 (整流板)是外径被设定为Dpa的圆板,该外径Dpa形成为大于离心风机5的外径Df。具体来说,圆板状整流板7的外径Dpa,被设定为离心风机5的外径Df的150?170%。S卩,Dpa = 1.5Df?1.7Df。另外,圆板状整流板7是通过四个支撑脚31 (—部分未图示)而被支撑在框体3的侧面13。另外,在本实施方式中,圆板状整流板7的材料为钢板,也可以为树脂等。
[0052]在具有前述构成的送风单元I中,空气A从已形成于框体3的顶面9上的进气口15被导入,此空气A从吸气口 23进入离心风机5中,并沿着旋转的叶片27而被排出至侧部,然后,从圆板状整流板7的外周边缘的侧部绕到下侧,而从已形成于底面11上的出气口17流入管道19中。
[0053]第二实施方式
[0054]进而,说明第二实施方式,关于与前述第一实施方式相同的结构,省略说明。[0055]在第二实施方式中,对于在图1中所说明的第一实施方式的送风单元1,配设圆环状整流板41 (整流板),来代替圆板状整流板7。配置圆环状整流板41的位置与第一实施方式相同。
[0056]如图4所示,前述圆环状整流板41被形成为平板状,外径被设定为Dpb且内径被设定为dpb。外周边缘及内周边缘的俯视图均形成为圆形,圆环状整流板41的中心与离心风机5的中心轴一致。这样一来,圆环状整流板41被形成为平板状,所述平板状是在圆板的中央部分形成有圆形的孔41a。
[0057]另外,前述圆环状整流板41的外径Dpb,被形成为大于离心风机5的外径Df。具体来说,圆环状整流板41的外径Dpb,被设定为离心风机5的外径Df的150?170%。即,Dpb = 1.5Df ?1.7Df0
[0058]而且,圆环状整流板41的外径Dpb与内径dpb的尺寸差异(Dpb — dpb),被设定为离心风机5的外径Df的20?60%。具体来说,(Dpb — dpb) = 0.2Df?0.6Df。
[0059]第三实施方式
[0060]进而,说明第三实施方式,省略关于与前述第一实施方式、第二实施方式相同的结构的说明。
[0061]在第三实施方式中,对于在图1中所说明的第一实施方式的送风单元1,配设圆锥台状整流板51 (整流板),来代替圆板状整流板7。配置圆锥台状整流板51的位置与第一实施方式相同。
[0062]如图5所示,前述圆锥台状整流板51形成为,在中央部分形成有圆形的孔51a,同时侧面53从中央往外周并向气流的下流侧(图5的下侧)倾斜的圆锥台形状。外径被设定为Dpc,且内径被设定为dpc。另外,从侧面观察,侧面53与水平面所夹的倾斜角Θ优选为
O。?20°。
[0063]另外,前述圆锥台状整流板51的外径Dpc,形成为大于离心风机5的外径Df。具体来说,圆锥台状整流板51的外径Dpc,被设定为离心风机5的外径Df的150?170%。SP,Dpc = 1.5Df ?1.7Df0
[0064]实施例
[0065]进而,通过实施例来进一步详细地说明本发明。
[0066](第一实施例)
[0067]首先,如图6所示,与前述第一实施方式相对应,在离心风机5的下方配置圆板状整流板7,并对此时框体3内的气流进行了模拟。框体3的侧部被侧面13包围,并在底面11的中央部分形成有出气口 17。出气口 17的尺寸形成为小于对向的一对侧面13、13之间的相隔距离。另外,在框体3的底部上,形成有角部14,所述角部14是由侧面13的下部与底面11的外周部分界定而成。
[0068]模拟软件使用ANSYS公司(ANSYS Japan K.K.)的Fluent (注册商标),并且风量设定为14000m3/h。多个箭头表示框体3内的各部位中的空气A的气流的大小及方向,黑圆点是表示测定点的位置,箭头的长度表示风速的大小,箭头的方向表示气流的方向。
[0069]空气A从离心风机5向侧部吹出,然后,从圆板状整流板7的外周侧绕到下方,并在由圆板状整流板7、框体3的侧面13及底面11所包围的部位,形成较弱的涡流61、63。即,相较于后述的图9的比较例,构成涡流61、63的空气A的流速较小。由于图6表示的是剖面,因此看起来像是在左右产生一对涡流61、63,但前述涡流61、63是沿着圆周方向一体地形成为圆环状。而且,在底面11的出气口 17中,在沿着宽度方向的各个部位处并以几乎均等的间隔,吹出大致相同方向及大致相同大小的空气A。这样一来,出气口 17中的风速分布变得良好,压力损失变小。
[0070](第二实施例)
[0071]其次,如图7所示,与前述第二实施方式相对应,在离心风机5的下方配置圆环状整流板41,并对此时框体3内的空气A的气流进行了模拟。模拟条件与第一实施例相同。
[0072]空气A从离心风机5向侧部吹出,然后,从圆环状整流板41的外周侧绕到下方,并在由圆环状整流板41、框体3的侧面13及底面11所包围的部位处,形成较弱的涡流65、67。另外,空气A从圆环状整流板41的中央部分的孔向下方流动。此处,由于涡流65、67的内周侧的气流朝向上方,从圆环状整流板41的中央部分的孔流动的气流朝向下方,因此,二者彼此相抵,导致涡流65、67的大小小于第一实施例的涡流61、63。而且,在底面11的出气口17处,在径向的中央部分的大的范围中,以几乎均等的间隔,吹出大致相同方向及大致相同大小的空气A。这样一来,相较于第一实施例,出气口 17中的风速分布变得更为良好,压力损失变小。
[0073](第三实施例)
[0074]其次,如图8所示,与前述第三实施方式相对应,在离心风机5的下方配置圆锥台状整流板51,对此时框体3内的空气A的气流进行了模拟。模拟条件与第一实施例及第二实施例相同。
[0075]空气A从离心风机5向侧部吹出,然后,从圆锥台状整流板51的外周侧绕到下方,并在由圆锥台状整流板51、框体3的侧面13及底面11所包围的部位处,形成较弱的涡流69、71。而且,在底面11的出气口 17中,在径向的中央部分的大的范围中,以几乎均等的间隔,吹出大致相同方向及大致相同大小的空气A。这样一来,相较于第一实施例及第二实施例,出气口 17中的风速分布变得更为良好,压力损失也变小。
[0076](比较例)
[0077]其次,如图9所示,作为比较例,在离心风机5的下方未配置整流板,并对此时框体3内的空气A的气流进行了模拟。模拟条件与第一实施例至第三实施例相同。
[0078]空气A从离心风机5向侧部吹出,然后,在由离心风机5、框体3的侧面13及底面11所包围的部位处,形成大于前述第一实施例至第三实施例且风速较快的涡流73、75。而且,在底面11的出气口 17中,在径向的中央部分处风速变小,在宽度方向的外侧风速变大。这样一来,相较于第一实施例至第三实施例,出气口 17中的风速分布变为不均等,导致压力损失变大。另外,可以确认在离心风机5的右下方附近产生风速特别大的部位77,从而可以推测在此部位处产生了压力损失。
[0079]静压及静压效率与风量的关系
[0080]以下,使用图10至图17,说明静压及静压效率与风量的关系。另外,模拟软件是使用ANSYS公司的Fluent。
[0081]在图10及图11中,“整流板1008无孔”是表示使用外径为1008mm的圆板状整流板的情况(本发明例);“整流板1008-750有孔”是表示使用外径为1008mm且内径为750mm的圆环状整流板(本发明例)的情况。另外,“比较例(对比文件)”表示使用前述【背景技术】中所列举的对比文件I的圆锥曲面导件的情况;“比较例(无整流板)”表示未设置整流板的情况。如图10、图11所示,可以得知,在几乎全部的风量的范围中,相较于比较例,本发明表现出了更高的静压及静压效率。
[0082]在图12及图13中,对圆环状整流板(本发明的例子)与比较例进行了比较。另外,关于圆环状整流板的大小,相对于外径1008mm,内径变化为625mm、750mm及875mm这三种。另外,相对于外径945mm,内径变化为625mm、750mm及875mm这三种。如图12、图13所示,可以得知,在几乎全部的风量的范围中,相较于比较例,本发明表现出了更高的静压及静压效率。
[0083]在图14及图15中,对圆环状整流板(本发明的例子)与比较例进行了比较。另外,关于圆环状整流板的大小,相对于内径750mm,外径变化为819mm、882mm、945mm、1008mm这四种。如图14、图15所示,可以得知,在几乎全部的风量的范围中,相对于比较例,本发明表现出了更高的静压及静压效率。
[0084]在图16及图17中,对圆锥台状整流板51 (本发明的例子)与比较例进行了比较。另外,如图16(a)所示,圆锥台状整流板51被配置于离心风机5下侧仅50_处。关于圆锥台状整流板51的大小,使外径为1008mm且内径为750mm。另外,侧面53的倾斜角变化为0° (无倾斜)、10°、20°。如图16(b)、图17所示,可以得知,在几乎全部的风量的范围中,相较于比较例,本发明表现出了更高的静压及静压效率。
[0085]此外,虽然本发明在前述实施方式中举例进行了说明,但由于本送风单元I的各个部分的尺寸在相似形状的送风单元中显示出相似的特性,且根据送风机的比例法则,也可以推算静压、静压效率及风量的值,因此,不限定于此实施方式,在不脱离本发明的要旨的范围内,可以做各种变更。
[0086]进而,说明本实施方式的作用效果。
[0087](I)根据本实施方式的送风单元1,具备:框体3,其具有进气口 15和出气口 17,侧部被多个侧面13包围;及离心风机5,其被收容于该框体3的内部;并且,设置于前述框体3中的底面11上的出气口 17的宽度尺寸Wo,形成为小于前述多个侧面13中的对向的一对侧面13、13的间距Wcl。在前述框体3的内部的前述离心风机5与出气口 17之间,配置有整流板(圆板状整流板7、圆环状整流板41、及圆锥台状整流板51 ),所述整流板所具有的外径大于前述离心风机5的外径Df,且外周边缘被形成为圆形。
[0088]由于前述出气口 17的宽度尺寸Wo小于前述多个侧面13中的对向的一对侧面13、13的间距Wcl,因此,在前述框体3的内部,在侧面13与底面11交叉的部位上形成有角部
14。因此,由于从离心风机5吹出的空气A顺着侧面13而冲撞角部14的底面11,从而形成涡流,因此,从出气口 17排出的空气A的风速分布,在沿着径向的各个部位处变成不均等,导致压力损失增大。
[0089]相对于此,在本发明中,由于配置有整流板7、整流板41、及整流板51,因此,从离心风机5吹出的空气A的气流会被整流,相较于没有整流板的情况,涡流变小。因此,从出气口 17排出的空气A的风速分布,在沿着径向的各个部位处变成均等,从而压力损失变小。
[0090](2)前述整流板是形成为圆板的圆板状整流板7。这样一来,由于整流板的形状非常简单,因此制造工时也较少。
[0091](3)前述整流板是圆环状整流板41,所述圆环状整流板41在圆板的中央部分形成有圆形的孔41a。这样一来,由于整流板的形状非常简单,因此制造工时也较少。另外,如前述第二实施例所述,由于涡流65、67的内周侧的气流朝向上方,从圆环状整流板41的中央部分的孔41a流动的气流朝向下方,因此,二者彼此相抵,从而涡流65、67的大小变得更小。
[0092](4)前述整流板形成为,在中央部分形成有圆形的孔51a,同时侧面53随着从中央往外周而向气流的下流侧倾斜的圆锥台状整流板51。因此,由于从离心风机5吹出的空气A沿着倾斜的侧面53而倾斜地流动,并且还从中央部分的孔51a流动到下流侧,因此,涡流变得更小。
[0093](5)前述整流板的外径(Dpa、Dpb、Dpc)被设定为离心风机5的外径Df的150?170%。当不足150%时,整流板的外径过小,从而导致整流板对空气A的整流效果变小。另夕卜,当大于170%时,整流板的外径过大,从而导致整流板与框体3的侧面13的缝隙过小,从该缝隙流动到下流侧的空气A的流速变大,导致压力损失变大,性能降低。
[0094](6)前述圆环状整流板41的外径Dpb与内径dpb的尺寸差(Dpb — dpb),被设定为离心风机5的外径Df的20?60%。当圆环状整流板41的尺寸差(Dpb — dpb)不足离心风机5的外径Df的20%时,由于圆环状整流板41上整流的面积过小,因此,整流效果不充分。另外,当大于60%时,由于通过中央的孔的空气A的量过少,减小涡流的效果较小,因而不优选。
[0095](7)前述圆锥台状整流板51的侧面53的倾斜角Θ,在从侧面观察时,被设定为O?20°。当倾斜角Θ大于20°时,则侧面53过于接近垂直方向,导致空气A的整流效果较小。
【权利要求】
1.一种送风单元,其具备:具有进气口和出气口且侧部被多个侧面包围的框体、及被收容于该框体的内部的离心风机,并且,设置于前述框体中的底面上的出气口的宽度尺寸,被形成为小于前述多个侧面中的对向的一对侧面的间距, 其特征在于, 在前述框体的内部的前述离心风机与出气口之间,配置有整流板,所述整流板所具有的外径大于前述离心风机的外径,且外周边缘形成为圆形。
2.如权利要求1所述的送风单元,其特征在于,前述整流板形成为圆板的圆板状整流板。
3.如权利要求1所述的送风单元,其特征在于,前述整流板是圆环状整流板,所述圆环状整流板是在圆板的中央部分形成有圆形的孔。
4.如权利要求1所述的送风单元,其特征在于,前述整流板是圆锥台状整流板,所述圆锥台状整流板是在中央部分形成有圆形的孔,并且形成为圆锥台形状,侧面随着从中央往外周而向气流的下流侧倾斜。
5.如权利要求1?4中的任一项所述的送风单元,其特征在于,前述整流板的外径被设定为离心风机的外径的150?170%。
6.如权利要求3所述的送风单元,其特征在于,前述圆环状整流板的外径与内径的尺寸差异,被设定为离心风机的外径的20?60%。
7.如权利要求4所述的送风单元,其特征在于,从侧面观察时,前述圆锥台状整流板的侧面的倾斜角,被设定为O?20°。
【文档编号】F04D29/44GK103671268SQ201310079904
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年3月13日 优先权日:2012年8月30日
【发明者】川浪隆幸, 高桥胜巳, 松本显 申请人:东普雷股份有限公司

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