專利名稱：設(shè)計(jì)支援裝置及設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)及設(shè)計(jì)支援方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明被用于采用貫流式通風(fēng)機(jī)等各種通風(fēng)機(jī)的通風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確切地說，本發(fā)明涉及通過模擬高效送風(fēng)的風(fēng)路、通風(fēng)機(jī)形狀及工作條件等來設(shè)計(jì)優(yōu)良的結(jié)構(gòu)。
空調(diào)室內(nèi)機(jī)所用的貫流式通風(fēng)機(jī)的布置情況如表示空調(diào)室內(nèi)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的

圖14的截面圖所示地是這樣的，即不存在通風(fēng)機(jī)外殼，通風(fēng)機(jī)周圍的熱交換器與噴嘴等的組成部件代替了通風(fēng)機(jī)外殼。因此，由于在貫流式通風(fēng)機(jī)風(fēng)扇周圍的部件形狀產(chǎn)生的通風(fēng)性能不能理論論證，所以很難定量設(shè)計(jì)，因而，依靠大量實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)來完成設(shè)計(jì)。在圖14中，1是貫流式通風(fēng)機(jī)的翼片，2是在空調(diào)內(nèi)由翼片產(chǎn)生的通風(fēng)所通過的風(fēng)道，3是由風(fēng)道2向外吹風(fēng)的吹風(fēng)口，4是將大氣吸入空調(diào)內(nèi)的吸氣口，5是具有使冷卻介質(zhì)通過內(nèi)部配管的并被設(shè)計(jì)成與該配管外部連接的散熱部的熱交換器。在圖14中說明工作情況，如果風(fēng)如圖所示地流動(dòng)，則通過翼片1的轉(zhuǎn)動(dòng)而從吸氣口4流入的大氣利用通過使冷卻介質(zhì)流過內(nèi)部配管的且被設(shè)計(jì)成與該配管外部連接的散熱部而于吸入空氣進(jìn)行熱交換的熱交換器5如在冷氣設(shè)備中被冷卻并沿風(fēng)道2外形流動(dòng)，而從吹風(fēng)口3送出的風(fēng)經(jīng)過熱交換。就是好所，這種空調(diào)的通風(fēng)結(jié)構(gòu)形成了從吸入空氣到吹出空氣的風(fēng)道。
為了提高考慮在貫流式通風(fēng)機(jī)風(fēng)扇周圍的部件形狀的送風(fēng)性能設(shè)計(jì)的生產(chǎn)率，存在這樣一種設(shè)計(jì)方法，即通過計(jì)算預(yù)測(cè)出在風(fēng)扇周圍與空調(diào)內(nèi)部的流動(dòng)并且事先掌握并送風(fēng)性能。不過，在這些計(jì)算中，由于所用軟件操作復(fù)雜，所以必須掌握流體力學(xué)的專業(yè)知識(shí)，并且形狀輸入與計(jì)算條件設(shè)定需要時(shí)間，從而未必就會(huì)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率的提高。
相反地，為了提高風(fēng)扇設(shè)計(jì)的生產(chǎn)率，例如在特開平5-101148號(hào)公報(bào)中，在軸流風(fēng)扇的設(shè)計(jì)中，提出了能夠自由設(shè)定決定由圖15所示的翼片的四點(diǎn)A、B、C、D的坐標(biāo)值與圖16所示的翼片入口角α與出口角β的分布構(gòu)成的風(fēng)扇的形狀的參數(shù)的計(jì)算系統(tǒng)。這樣一來，定義了這四點(diǎn)A、B、C、D有平滑曲線連接而成的四邊形。以這個(gè)四邊形為翼片的平面形狀，在圖15的AD邊上自動(dòng)作出分割點(diǎn)11、12、...1n并且在邊BC上作出分割點(diǎn)t1、t2...tn。在各分割點(diǎn)11、…1n上入口角從α1到αn地并且同樣在分割點(diǎn)t1、...tn上出口角β1到βn地用多條三次曲線連接連接邊AD和邊BC的相對(duì)分割點(diǎn)的線段，從而決定了翼片形狀。
通過利用這種計(jì)算系統(tǒng)，通過只輸入成為翼根部的A及B的坐標(biāo)以及成為端點(diǎn)的C及D的坐標(biāo)以及入口角與出口角的分布等設(shè)計(jì)參數(shù)，在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)計(jì)算出翼片形狀，能夠把軸流風(fēng)扇的輪廓形狀與翼片的三維坐標(biāo)值輸出給顯示器與輸出裝置，從而能夠在短時(shí)間內(nèi)做出多個(gè)翼片形狀的圖。
不過，根據(jù)上述計(jì)算系統(tǒng)，雖然軸流風(fēng)扇設(shè)計(jì)能夠自由地設(shè)定參數(shù)并且在短時(shí)間內(nèi)根據(jù)風(fēng)扇定形來制圖，但為了實(shí)現(xiàn)用制作需要時(shí)間的復(fù)雜曲面構(gòu)成的風(fēng)扇的性能評(píng)估，實(shí)際上只有裝入機(jī)器中，才能作出判斷。因而，在決定上述計(jì)算系統(tǒng)所適用的風(fēng)扇的情況之前，反復(fù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作、實(shí)驗(yàn)的解決方式是必然的。
在所算出的風(fēng)扇形狀的情況下，象空調(diào)室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)這樣地，風(fēng)道形狀因周圍的熱交換器、噴嘴等結(jié)構(gòu)部件而不同，除了送風(fēng)性能受很大影響外，很難提供一種含有定量性的支援最佳設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)以便不用完成在裝入實(shí)制品狀態(tài)下的驗(yàn)證。因此，風(fēng)扇與風(fēng)道的最佳設(shè)計(jì)是根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)而摸索完成的。因而，存在著獲得能效高的風(fēng)扇要花費(fèi)大量時(shí)間和精力的問題。此外，在不能使用大量積累數(shù)據(jù)的部門中，在不能滿足性能的狀態(tài)下進(jìn)行制造，因此，不僅在銷售等環(huán)境對(duì)策方面，也在商業(yè)買賣方面存在許多問題。
本發(fā)明的目的是提供這樣一種裝置，即在風(fēng)扇設(shè)計(jì)等過程中，確定風(fēng)扇形狀和風(fēng)道形狀并且迅速進(jìn)行在將風(fēng)扇裝入空調(diào)中的狀態(tài)下的操作狀態(tài)和送風(fēng)性能的預(yù)測(cè)，從而能夠減少實(shí)驗(yàn)反復(fù)次數(shù)。此外，本發(fā)明使用在任何地方都能獲得的裝置地在短時(shí)間內(nèi)獲得性能優(yōu)良的通風(fēng)結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明在無論何人在何地制造風(fēng)扇的情況下都能不用投入大量勞力和資金地獲得具有性能優(yōu)良的通風(fēng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)并且能夠簡(jiǎn)單地制造出風(fēng)扇。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援裝置具有使用包括通風(fēng)機(jī)與風(fēng)道組成部件的通風(fēng)結(jié)構(gòu)的形狀數(shù)據(jù)制成網(wǎng)格計(jì)算數(shù)據(jù)的網(wǎng)格生成裝置；通過在所述網(wǎng)格生成裝置中制成的數(shù)據(jù)與所輸入的計(jì)算條件計(jì)算出至少包括流經(jīng)所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)的空氣的風(fēng)速的性能的通風(fēng)計(jì)算裝置；根據(jù)所述通風(fēng)計(jì)算裝置的計(jì)算結(jié)果求出在所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的速度分布特性、風(fēng)量及壓力的通風(fēng)特性中的至少一個(gè)特性的性能處理裝置；輸入所述網(wǎng)格生成裝置所用的通風(fēng)結(jié)構(gòu)的形狀數(shù)據(jù)并且輸出所述性能處理裝置所求得的在通風(fēng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的速度分布特性、風(fēng)量及壓力的通風(fēng)特性中的至少一個(gè)特性的輸入輸出裝置。
所述輸入輸出裝置通過通信線路輸入輸出數(shù)據(jù)。
貫流式通風(fēng)機(jī)、軸流式風(fēng)扇、多翼片式鼓風(fēng)機(jī)等各種通風(fēng)機(jī)可以用于所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)所用的通風(fēng)機(jī)。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援裝置具有存儲(chǔ)所述性能處理裝置所求出的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，通過所述輸入輸出裝置而從外面存入所述數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)可以取出。
所述性能處理裝置具有能夠演算流過設(shè)置在所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的熱交換器的空氣的速度與流過熱交換器的空氣壓力與流過所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)的空氣的流體噪音中的至少一個(gè)的功能。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援裝置具有讀取包括風(fēng)扇形狀在內(nèi)的形狀數(shù)據(jù)并推導(dǎo)出空調(diào)室內(nèi)機(jī)的內(nèi)部壓力和所吹出的風(fēng)量及空氣速度中的至少一個(gè)地進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的裝置，希望所述進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的裝置指定出計(jì)算范圍并進(jìn)行抽取在指定范圍內(nèi)的內(nèi)部壓力與空氣速度中的至少一個(gè)和/或在輸出裝置上顯示出速度分布曲線和送風(fēng)特性曲線中的至少一個(gè)的工作。
所述進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的裝置具有多個(gè)處理器，通過在這些處理器之間的電子數(shù)據(jù)收發(fā)，這些處理器受到控制。
所述進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的裝置具有能夠抽取風(fēng)扇周圍速度數(shù)據(jù)的功能。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)具有輸入翼片形狀與風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)參數(shù)地計(jì)算出風(fēng)扇形狀的裝置、根據(jù)所述風(fēng)扇形狀來決定風(fēng)道形狀的裝置、利用所述風(fēng)道形狀進(jìn)行任意操作狀態(tài)的性能計(jì)算的裝置、從所述性能計(jì)算中挑選出來地顯示出特定性能的裝置。
計(jì)算并制作出風(fēng)扇形狀的裝置作為翼片形狀與風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)參數(shù)地輸入風(fēng)扇外徑R0、風(fēng)扇內(nèi)外徑比R比、翼片的入口角β1和出口角β2、翼片中央的厚度L中、翼片前緣與后緣的圓弧徑(半徑R4、R5)、與翼片配置有關(guān)的系數(shù)(翼片數(shù)N、系數(shù)α、k)并且它具有根據(jù)所輸入的風(fēng)扇外徑R0和風(fēng)扇內(nèi)外徑比R比求出翼片前緣的圓弧中心C4的裝置；確定翼片入口角在所述圓弧中心C4變?yōu)樗斎氲囊砥肟诮铅?并且翼片出口角在風(fēng)扇外徑R0的圓周Y上變?yōu)樗斎氲某隹诮铅?的點(diǎn)C5并且確定在連接所述圓弧中心C4、C5的線段的垂直二等分線V上任意點(diǎn)C1的裝置；定義以連接點(diǎn)C4、C1的線段為半徑的圓弧并使該圓弧成為翼片中心線L的裝置；從連接所述圓弧中心C4、C5的線段的垂直二等分線V與翼片中心線L的交點(diǎn)X起，把點(diǎn)C6、C7限定在沿所述半徑方向并相對(duì)以連接點(diǎn)C1、C4的線段為半徑的圓弧增減翼片中央厚度L中的1/2的位置上的裝置；確定以由所輸入的翼片前緣和翼片后緣的圓弧徑(半徑R4、R5)構(gòu)成的所述點(diǎn)C4、C5為中心的圓弧E、F的并且為了作為以所述點(diǎn)C4、C5為中心的圓弧E、F與通過所述點(diǎn)C6的圓弧G的切點(diǎn)地求出以所述點(diǎn)C4、C5為中心的圓弧的起點(diǎn)E1與終點(diǎn)F2而使由所輸入的翼片前緣與翼片后緣的圓弧徑(半徑R4、R5)構(gòu)成的兩圓弧E、F與通過點(diǎn)C6的圓弧G相切地求出通過所述點(diǎn)C6的圓弧G的中心C2的裝置；為了作為以所述點(diǎn)C4、C5為中心的圓弧E、F與通過所述點(diǎn)C7的圓弧H的切點(diǎn)地求出以所述點(diǎn)C4、C5為中心的圓弧E、F的起點(diǎn)F1與終點(diǎn)E2而使由所輸入的翼片前緣與翼片后緣的圓弧徑(半徑R4、R5)構(gòu)成的各圓弧E、F與通過點(diǎn)C7的圓弧相切地求出通過所述點(diǎn)C7的圓弧的中心C3的裝置；只按照翼片數(shù)N把翼片形狀配置于所述風(fēng)扇外徑R0上并且翼片間距相等或按照以下式公式定義的θ確定配置形式的裝置(其中θ是以風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸為中心的相鄰翼片所成角度，N是翼片數(shù)，α是系數(shù)，k是系數(shù))θ＝θ0+α·dθ·sin(k·θ0)θ0＝(i-1)dθ (i＝1-N)dθ＝2π/N。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援方法具有使用包括通風(fēng)機(jī)與風(fēng)道組成部件的通風(fēng)結(jié)構(gòu)的形狀數(shù)據(jù)制成網(wǎng)格計(jì)算數(shù)據(jù)的網(wǎng)格生成步驟；通過在所述網(wǎng)格生成步驟中制成的數(shù)據(jù)與所輸入的計(jì)算條件算出至少包括流經(jīng)所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)的空氣的風(fēng)速的性能的通風(fēng)計(jì)算步驟；根據(jù)所述通風(fēng)計(jì)算步驟的計(jì)算結(jié)果求出在所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的速度分布特性、風(fēng)量及壓力的通風(fēng)特性中的至少一個(gè)特性的性能處理步驟；輸入所述網(wǎng)格生成步驟所用的通風(fēng)結(jié)構(gòu)的形狀數(shù)據(jù)并且輸出所述性能處理步驟所求得的通風(fēng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的速度分布特性、風(fēng)量及壓力的通風(fēng)特性中的至少一個(gè)特性的輸入輸出步驟。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援方法具有讀取包括風(fēng)扇形狀在內(nèi)的行數(shù)據(jù)并推導(dǎo)出空調(diào)室內(nèi)機(jī)的內(nèi)部壓力、吹出風(fēng)量及空氣速度中的至少一個(gè)地進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的步驟，希望所述進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的步驟指定出計(jì)算范圍并進(jìn)行抽取在指定范圍內(nèi)的內(nèi)部壓力與空氣速度中的至少一個(gè)和/或在輸出裝置上顯示出速度分布曲線和送風(fēng)特性曲線中的至少一個(gè)的工作。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援方法具有輸入翼片形狀與風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)參數(shù)地計(jì)算出風(fēng)扇形狀的步驟、根據(jù)所述風(fēng)扇形狀來決定風(fēng)道形狀的步驟、利用所述風(fēng)道形狀進(jìn)行任意操作狀態(tài)的性能計(jì)算的步驟、從所述性能計(jì)算中挑選出來地顯示出特定性能的步驟。
此外，本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援方法可以利用在計(jì)算上實(shí)施各步驟處理的程序來實(shí)現(xiàn)。所述程序能夠記錄在記錄載體并且由計(jì)算機(jī)的中央處理器讀出地得以實(shí)施。
由于本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援裝置具有使用包括通風(fēng)機(jī)與風(fēng)道組成部件的通風(fēng)結(jié)構(gòu)的形狀數(shù)據(jù)制成網(wǎng)格計(jì)算數(shù)據(jù)的網(wǎng)格生成裝置；通過在所述網(wǎng)格生成裝置中制成的數(shù)據(jù)與所輸入的計(jì)算條件計(jì)算出至少包括流經(jīng)所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)的空氣的風(fēng)速的性能的通風(fēng)計(jì)算裝置；根據(jù)所述通風(fēng)計(jì)算裝置的計(jì)算結(jié)果求出在所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的速度分布特性、風(fēng)量及壓力的通風(fēng)特性中的至少一個(gè)特性的性能處理裝置；輸入所述網(wǎng)格生成裝置所用的通風(fēng)結(jié)構(gòu)的形狀數(shù)據(jù)并且輸出所述性能處理裝置所求得的在通風(fēng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的速度分布特性、風(fēng)量及壓力的通風(fēng)特性中的至少一個(gè)特性的輸入輸出裝置，所述實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單地獲得性能優(yōu)良的通風(fēng)結(jié)構(gòu)。
此外，由于所述輸入輸入裝置通過通信線路輸入輸出數(shù)據(jù)，所以實(shí)現(xiàn)了在短時(shí)間內(nèi)獲得制造時(shí)適于安排的商品。
由于貫流式通風(fēng)機(jī)、軸流式風(fēng)扇、多翼片式鼓風(fēng)機(jī)等各種通風(fēng)機(jī)可以用于本發(fā)明設(shè)計(jì)支援裝置的通風(fēng)結(jié)構(gòu)所用的通風(fēng)機(jī)，所以實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單地獲得多種通風(fēng)結(jié)構(gòu)。
此外，本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援裝置的存儲(chǔ)由性能處理裝置所求結(jié)果的數(shù)據(jù)庫是可以通過輸入輸出裝置從外面讀取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，所以獲得了使用起來有優(yōu)勢(shì)的裝置。
由于本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援裝置的所述性能處理裝置具有能夠演算流過熱交換器的空氣的速度或壓力或流體噪音中的至少一個(gè)的功能，所以不僅可靠地獲得了通風(fēng)性能，還獲得了熱交換性能。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援裝置具有讀取包括風(fēng)扇形狀在內(nèi)的形狀數(shù)據(jù)并推導(dǎo)出空調(diào)室內(nèi)機(jī)的內(nèi)部壓力和所吹出的風(fēng)量及空氣速度中的至少一個(gè)地進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的裝置，希望所述進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的裝置指定出計(jì)算范圍并進(jìn)行抽取在指定范圍內(nèi)的內(nèi)部壓力與空氣速度中的至少一個(gè)和/或在輸出裝置上顯示出速度分布曲線和送風(fēng)特性曲線中的至少一個(gè)的工作，從而能夠事先在風(fēng)扇安裝在機(jī)器上的各種條件下評(píng)估性能并且在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行最佳機(jī)器的開發(fā)。
此外，本發(fā)明的所述進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的裝置具有多個(gè)處理器，通過在這些處理器之間的電子數(shù)據(jù)收發(fā)來控制這些處理器，從而可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送并且使設(shè)計(jì)工作高效化。
在本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援裝置中，所述進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的裝置具有能夠抽取風(fēng)扇周圍速度數(shù)據(jù)的功能，從而迅速完成了性能計(jì)算結(jié)果的評(píng)估并且在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了性能強(qiáng)的風(fēng)扇開發(fā)。
此外，本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)具有輸入翼片形狀與風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)參數(shù)地計(jì)算出風(fēng)扇形狀的裝置、根據(jù)所述風(fēng)扇形狀來決定風(fēng)道形狀的裝置、利用所述風(fēng)道形狀進(jìn)行任意操作狀態(tài)的性能計(jì)算的裝置、從所述性能計(jì)算中挑選出來地顯示出特定性能的裝置，所以能夠在機(jī)器上預(yù)測(cè)風(fēng)扇工作狀態(tài)，并且可以在短時(shí)間內(nèi)開發(fā)、制造和銷售使用風(fēng)扇的機(jī)器和商品。
此外，本發(fā)明的設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)能夠依靠系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行風(fēng)扇形狀的制作計(jì)算，從而可以在短時(shí)間內(nèi)完成各種形狀的風(fēng)扇設(shè)計(jì)。
圖1是本發(fā)明的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是示意表示本發(fā)明通風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)支援裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明所用的市售軟件作成的計(jì)算網(wǎng)格圖。
圖4是在本發(fā)明的貫流式通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)支援裝置中制作出的除風(fēng)扇外的熱交換器、噴嘴等的計(jì)算網(wǎng)格圖。
圖5是在本發(fā)明的貫流式通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)支援裝置中制作出的風(fēng)扇的計(jì)算網(wǎng)格圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行的風(fēng)扇形狀自動(dòng)制成順序的流程圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行的風(fēng)扇形狀自動(dòng)制成順序的說明圖。
圖8是與根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行的流動(dòng)的模擬有關(guān)的設(shè)定順序的流程圖。
圖9是與根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行的流動(dòng)的模擬有關(guān)的結(jié)果處理順序的流程圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明可用的一個(gè)例子的軸流式風(fēng)扇的模型圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明可用的一個(gè)例子的多翼式鼓風(fēng)機(jī)的模型圖。
圖12是根據(jù)本發(fā)明可用的一個(gè)例子的離心式鼓風(fēng)機(jī)的模型圖。
圖13是示意地表示根據(jù)本發(fā)明可用的設(shè)計(jì)支援裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖14是與傳統(tǒng)技術(shù)說明有關(guān)的空調(diào)室內(nèi)機(jī)的截面圖。
圖15是傳統(tǒng)技術(shù)的翼片形狀的定義圖。
圖16是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)確定的翼片形狀的截面圖。
實(shí)施例1本實(shí)施例例如涉及決定空調(diào)室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)的風(fēng)扇與機(jī)殼形狀的計(jì)算方法。圖1是裝有與貫流式通風(fēng)機(jī)與機(jī)殼形狀有關(guān)的設(shè)計(jì)支援裝置的計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，它們分別構(gòu)成了被稱為工程工站的計(jì)算機(jī)。SW1是制圖裝置，以下稱其為CAD軟件(或簡(jiǎn)稱CAD)，SW2是專用軟件制作商開發(fā)銷售的并且以下稱為市售的且用于通用的形狀制作和計(jì)算網(wǎng)格生成的形狀網(wǎng)格計(jì)算軟件，SW3是市售或自制的流體計(jì)算軟件，CAD軟件SW1與形狀網(wǎng)格計(jì)算軟件SW2和流體計(jì)算軟件SW3用相同的數(shù)據(jù)傳送線連接。SW4是用與CAD軟件SW1、形狀網(wǎng)格計(jì)算軟件SW2、流體計(jì)算軟件SW3相同的數(shù)據(jù)傳送線連接的獨(dú)自設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)。設(shè)計(jì)者利用設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)SW4來處理CAD軟件SW1與熱交換器、吹風(fēng)噴嘴等空調(diào)室內(nèi)機(jī)的形狀數(shù)據(jù)，結(jié)果數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳送線被送往形狀網(wǎng)格計(jì)算軟件SW2。接著，設(shè)計(jì)者利用設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)SW4地使相對(duì)形狀網(wǎng)格計(jì)算軟件SW2經(jīng)過演算處理的結(jié)果數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳送線送往流體計(jì)算軟件SW3。接著，設(shè)計(jì)者利用設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)SW4地使數(shù)據(jù)在流體計(jì)算軟件SW3中進(jìn)行演算處理并作為結(jié)果地算出空調(diào)室內(nèi)機(jī)的吹風(fēng)量特性等數(shù)據(jù)并考慮判斷可否將結(jié)果數(shù)據(jù)用到說明書中。
如圖1所示，設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)SW4在設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)SW4外連接CAD軟件SW1與形狀網(wǎng)格計(jì)算軟件SW2和流體計(jì)算軟件SW3地只進(jìn)行操作指示與數(shù)據(jù)接受傳送。此外，在設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)SW4中具有CAD軟件SW1、形狀網(wǎng)格計(jì)算軟件SW2、流體計(jì)算軟件SW3中的至少一個(gè)的場(chǎng)合也行。
圖2是表示設(shè)計(jì)支援裝置(方法)的結(jié)構(gòu)即演算過程的示意框圖，圖3是用裝載形狀制作裝置7的軟件制成的一個(gè)例子，它是在用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)制成的空調(diào)室外機(jī)的配管計(jì)算網(wǎng)格，各網(wǎng)格是計(jì)算網(wǎng)格，來自配管的引出線表示固定方的約束條件。在活用具有裝載形狀制作裝置7的軟件的計(jì)算計(jì)算網(wǎng)格的自動(dòng)生成功能的計(jì)算網(wǎng)格的分割生成功能中設(shè)置特征。圖4是在該裝置中制成的除風(fēng)扇外的熱交換器和噴嘴等形狀和受配置影響的風(fēng)道部的計(jì)算網(wǎng)格，圖5是在該裝置中制成的風(fēng)扇的計(jì)算網(wǎng)格。
以下，利用表示設(shè)計(jì)支援裝置的大致結(jié)構(gòu)的圖2的框圖來說明用于進(jìn)行空調(diào)室內(nèi)機(jī)的貫流式通風(fēng)機(jī)與機(jī)殼的形狀確定和性能確認(rèn)的數(shù)據(jù)處理順序。首先，6是用CAD制成的形狀數(shù)據(jù)被送往形狀制成裝置7的CAD形狀數(shù)據(jù)傳送裝置。數(shù)據(jù)傳送在與線路相連的CAD和CAD形狀數(shù)據(jù)傳送裝置之間沒有使用軟盤和磁盤等磁載體地進(jìn)行利用線路的電子數(shù)據(jù)傳送。圖1所示的CAD軟件SW1指示送往形狀網(wǎng)格計(jì)算軟件SW2的輸送信息。由此有來，可以進(jìn)行快速的處理。
在圖2中，通過CAD形狀數(shù)據(jù)傳送裝置6而從CAD中輸出的熱交換器、吹風(fēng)噴嘴等(風(fēng)道組成部件)的空調(diào)室內(nèi)機(jī)的形狀數(shù)據(jù)因數(shù)據(jù)形式各式各樣而不能按原樣用于計(jì)算。7是形狀制作裝置，它可以計(jì)算地重新定義形狀并且分割計(jì)算網(wǎng)格。使圖1的形狀網(wǎng)格計(jì)算軟件SW2投入工作。形狀制作裝置7利用市售的通用形狀制作及計(jì)算網(wǎng)格生成軟件。
8是不使用磁載體而經(jīng)過線路地將由形狀制作裝置7制成的形狀數(shù)據(jù)如裝置10的形狀數(shù)據(jù)作為電子數(shù)據(jù)地傳送的室內(nèi)機(jī)形狀數(shù)據(jù)傳送裝置，圖1所示的形狀網(wǎng)格計(jì)算軟件SW2指示出送往流體計(jì)算軟件SW3的輸送數(shù)據(jù)。其結(jié)果處理速度變得很快。
9是輸入是構(gòu)成翼片與風(fēng)扇的形狀的參數(shù)(翼片形狀和風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)參數(shù))的風(fēng)扇外徑R0、風(fēng)扇內(nèi)外徑比R比、翼片的入口角β1和出口角β2、翼片中央的厚度L中、翼片前緣與后緣的圓弧徑(半徑R4、R5)、與翼片配置有關(guān)的系數(shù)(翼片數(shù)N、系數(shù)α、k)并自動(dòng)制成風(fēng)扇的形狀與計(jì)算網(wǎng)格的風(fēng)扇形狀計(jì)算網(wǎng)格制作裝置。代替它地，也可以從數(shù)據(jù)庫中使用過去制成、記錄的風(fēng)扇形狀與計(jì)算網(wǎng)格。風(fēng)扇形狀計(jì)算網(wǎng)格制作裝置9對(duì)應(yīng)于來自圖1的設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)SW4末端的指示而在形狀網(wǎng)格計(jì)算軟件SW2中進(jìn)行數(shù)據(jù)演算處理的工作。
10是合成在形狀制作裝置7與風(fēng)扇形狀計(jì)算網(wǎng)格制作裝置9中制成的數(shù)據(jù)的計(jì)算網(wǎng)格制作及條件設(shè)定裝置。在這里，在市售的流體計(jì)算軟件SW3中合成在風(fēng)扇形狀計(jì)算網(wǎng)格制作裝置9中生成的風(fēng)扇計(jì)算網(wǎng)格與在形狀制作裝置7中生成的除風(fēng)扇外的熱交換器與吹風(fēng)噴嘴等部件的計(jì)算網(wǎng)格，從形成一個(gè)整體的計(jì)算網(wǎng)格。為了計(jì)算包括轉(zhuǎn)動(dòng)中的貫流式通風(fēng)機(jī)的空調(diào)室內(nèi)機(jī)的空氣流動(dòng)，必須將是計(jì)算條件的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、使計(jì)算停止的時(shí)間等計(jì)算條件輸入計(jì)算網(wǎng)格制作及條件設(shè)定裝置10中。
11是計(jì)算執(zhí)行裝置，計(jì)算執(zhí)行裝置具有市售或自制的流體計(jì)算軟件SW3并且其特征是它能夠活用如實(shí)際機(jī)器那樣地使具有計(jì)算網(wǎng)格的風(fēng)扇部轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，而且它計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)中的貫流式通風(fēng)機(jī)的空調(diào)室內(nèi)機(jī)的流動(dòng)。
12是顯示空氣流動(dòng)的計(jì)算結(jié)果的曲線表示裝置。在這里，在輸出裝置上顯示出在后述的計(jì)算結(jié)果處理裝置13中設(shè)定的空調(diào)室內(nèi)機(jī)的送風(fēng)特性曲線和風(fēng)扇周圍的速度分布曲線。
13是根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇所示數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果處理裝置。為了評(píng)估空調(diào)室內(nèi)機(jī)吹風(fēng)量特性，要制成表示室內(nèi)機(jī)內(nèi)部的壓力與吹風(fēng)量的關(guān)系的送風(fēng)特性的曲線地根據(jù)計(jì)算獲得的吹風(fēng)口速度分布算出吹風(fēng)量并且抽取出室內(nèi)機(jī)的壓力值?；蛘?，為了制成評(píng)估風(fēng)扇性能所需的風(fēng)扇周圍的速度分布曲線，抽取風(fēng)扇周圍的速度數(shù)據(jù)。根據(jù)評(píng)估結(jié)果來比較多種形狀，或者利用曲線判斷如何獲得理想性能。此外，同樣求出流經(jīng)熱交換器的空氣的壓力。
14是計(jì)算空調(diào)室內(nèi)機(jī)的熱交換器的熱交換量的熱交換器通風(fēng)風(fēng)速抽取裝置。為了利用用本實(shí)施例的裝置獲得的通過熱交換器的空氣的速度，根據(jù)該計(jì)算的計(jì)算結(jié)果，只抽取流經(jīng)熱交換器的空氣的速度。
15是計(jì)算由通過空調(diào)室內(nèi)機(jī)的通風(fēng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣產(chǎn)生的流體噪音的流體噪音計(jì)算裝置。
此外，計(jì)算網(wǎng)格制作及條件設(shè)定裝置10、計(jì)算執(zhí)行裝置11、計(jì)算結(jié)果處理裝置13、熱交換器通風(fēng)風(fēng)速抽取裝置14例如是構(gòu)成進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的裝置的多個(gè)處理裝置。
在計(jì)算網(wǎng)格制作及條件設(shè)定裝置10、計(jì)算執(zhí)行裝置11、計(jì)算結(jié)果處理裝置13、熱交換器通風(fēng)風(fēng)速抽取裝置14、流體噪音計(jì)算裝置15的各裝置內(nèi)的演算及在各裝置間的電子數(shù)據(jù)收發(fā)是在設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)SW4的指示下在流體計(jì)算軟件SW3中進(jìn)行的，在設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)SW4的末端顯示出結(jié)果。不僅能確認(rèn)通風(fēng)性能，而且能確認(rèn)一體包含在通風(fēng)結(jié)構(gòu)中的機(jī)器的其它性能如熱交換器性能，從而形成了獲得容易使用效果效果的裝置。
接著，依據(jù)處理順序來說明該實(shí)施例的貫流式通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算順序。首先，在CAD形狀數(shù)據(jù)傳送裝置6中，將由CAD制成的空調(diào)室內(nèi)機(jī)的熱交換器、吹風(fēng)噴嘴等的形狀數(shù)據(jù)送往形狀制作裝置7。使用者只用按下作為輸入裝置地相連的鼠標(biāo)的按鈕，就能在與線路相連的預(yù)定CAD和CAD形狀數(shù)據(jù)傳送裝置6之間經(jīng)過線路地發(fā)出并瞬時(shí)傳送復(fù)制電子數(shù)據(jù)的命令。由此一來，使用者可以不用準(zhǔn)備軟盤與磁盤等磁載體并把數(shù)據(jù)復(fù)制到該載體上地進(jìn)行聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)傳送。
用CAD制成的形狀數(shù)據(jù)也被輸入計(jì)算網(wǎng)格制作及條件設(shè)定裝置10中，但不能用于數(shù)據(jù)形式不同的計(jì)算。因而，在形狀制作裝置7中活用通過CAD形狀數(shù)據(jù)傳送裝置6傳送的熱交換器等形狀數(shù)據(jù)，重新定義熱交換器與吹風(fēng)噴嘴等的形狀并且活用計(jì)算網(wǎng)格的自動(dòng)生成功能地只輸入計(jì)算網(wǎng)格的一個(gè)邊的長度，從而自動(dòng)制作出計(jì)算網(wǎng)格。
在室內(nèi)機(jī)形狀數(shù)據(jù)傳送裝置8中，由形狀制作裝置7生成的室內(nèi)機(jī)內(nèi)部的熱交換器和吹風(fēng)噴嘴的形狀和計(jì)算網(wǎng)格被送入計(jì)算網(wǎng)格制作及條件設(shè)定裝置10中，傳送方法與CAD和CAD數(shù)據(jù)傳送裝置6一樣地是在與線路相連的計(jì)算網(wǎng)格制作及條件設(shè)定裝置10與室內(nèi)機(jī)形狀數(shù)據(jù)傳送裝置8之間沒有使用軟盤和磁盤等磁載體地通過線路來輸送電子數(shù)據(jù)。
在風(fēng)扇形狀計(jì)算網(wǎng)格制作裝置9中，輸入貫流式通風(fēng)機(jī)的形狀參數(shù)(翼片與風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)參數(shù))并且按照以下方法自動(dòng)生成圖4所示的風(fēng)扇形狀與計(jì)算網(wǎng)格。
用風(fēng)扇形狀計(jì)算網(wǎng)格制作裝置9進(jìn)行計(jì)算的順序如圖6所示。此外，圖7是說明計(jì)算順序的圖。首先，如作為步驟S1地所示地，根據(jù)所輸入的風(fēng)扇的外徑R0與風(fēng)扇內(nèi)外徑比R比求出翼片前緣的圓弧中心C4((R0/2)×R比)。接著，作為步驟S2地，確定翼片入口角在中心C4上變?yōu)樗斎氲囊砥肟诮铅?以及翼片出口角在半徑R0/2的圓周上變?yōu)樗斎氲囊砥隹诮铅?的點(diǎn)C5，并且在連接點(diǎn)C4、C5的線段的垂直二等分線上確定任意點(diǎn)C1地將其輸入風(fēng)扇形狀計(jì)算網(wǎng)格制作裝置9。接著，作為步驟S3地，將點(diǎn)C6、C7定義在從連接點(diǎn)C4、C5的線段的垂直二等分線V及翼片的中心線L的交點(diǎn)X起沿半徑方向增減所輸入的翼片中央厚度L中的1/2的位置上。隨后，作為步驟S5地，求出以點(diǎn)C4、C5為中心地由所輸入的翼片前緣和翼片后緣的圓弧徑(半徑R4、R5)的圓弧構(gòu)成的且為了在該圓弧與翼片前緣和翼片后緣的相切點(diǎn)求出該圓弧的起點(diǎn)與終點(diǎn)而經(jīng)過使翼片前緣和翼片后緣的圓弧與經(jīng)過C7的圓弧相切的C6的圓弧的中心C2?；蛘撸瑫r(shí)在步驟S5中，求出由所輸入的翼片前緣和翼片后緣的圓弧徑構(gòu)成的且使各自圓弧與通過C7的圓弧相切地經(jīng)過C7的圓弧的中心C3。接著，作為步驟S6地，將從步驟S1-S5所確定的翼片的形狀按照翼片數(shù)N培植在半徑為R0/2的圓周上。翼片間距是相等的，或者是按照通過以下公式定義的θ來確定配置方式。在這里，如傳統(tǒng)例的圖14所示地，θ被稱為為以風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸為中心時(shí)的相鄰翼片的配置角度。以下，作為本發(fā)明實(shí)施例地說明θ設(shè)定方法。
θ＝θ0+α·dθ·sin(k·θ0)、θ0＝(i-1)dθ(i＝1-N)、dθ＝2π/N，其中N是個(gè)數(shù)，α、k是系數(shù)。
在上式中，如果α＝0，則翼片間距相等。當(dāng)把常數(shù)值帶入α、k，則翼片間距成為不等間距。
在計(jì)算網(wǎng)格制作及條件設(shè)定裝置10中，活用流體計(jì)算軟件并按照以下方式合成由形狀制作裝置8生成的除風(fēng)扇外的熱交換器的形狀與計(jì)算網(wǎng)格以及由風(fēng)扇形狀計(jì)算網(wǎng)格制作裝置9生成的風(fēng)扇的形狀計(jì)算望個(gè)，從而決定風(fēng)道形狀。此外，計(jì)算網(wǎng)格制作及條件設(shè)定裝置10設(shè)定為實(shí)現(xiàn)計(jì)算所需的條件。
計(jì)算網(wǎng)格制作及條件設(shè)定裝置10例如是根據(jù)風(fēng)扇形狀決定風(fēng)道的手段(工作過程)。
在圖8中畫出了由計(jì)算網(wǎng)格制作及條件設(shè)定裝置10進(jìn)行的計(jì)算順序。首先，作為步驟S11地，由計(jì)算網(wǎng)格制作及條件設(shè)定裝置10讀取通過室內(nèi)機(jī)形狀數(shù)據(jù)傳送裝置8而從形狀制作裝置7中數(shù)據(jù)傳送的除風(fēng)扇外的熱交換器等形狀和計(jì)算網(wǎng)格，接著，讀取由風(fēng)扇形狀計(jì)算網(wǎng)格制作裝置8制成的風(fēng)扇的形狀和計(jì)算網(wǎng)格。在由形狀制作裝置7和風(fēng)扇形狀計(jì)算網(wǎng)格制作裝置9制作形狀時(shí)，以風(fēng)扇中心為坐標(biāo)原點(diǎn)地使之保持一致，在這個(gè)階段中，完成形狀·計(jì)算網(wǎng)格的合成。作為步驟S11地，在相當(dāng)于熱交換器的部分上，作為損失系數(shù)地輸入以N次式類似于實(shí)驗(yàn)及模擬所得的熱交換器前后的壓力差和空氣速度差的關(guān)系時(shí)的系數(shù)和熱交換器厚度除以高度的值。接著，作為步驟S13地，通過在大氣中解放的那部分的壓力值與成為壁的那部分的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行邊界條件的定義。接著，作為步驟S14地，輸入成為風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)格的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、角速度。接著，作為步驟S15地，輸入在計(jì)算開始時(shí)、結(jié)束時(shí)和計(jì)算過程中保存計(jì)算結(jié)果的頻率。
以下，在圖2的計(jì)算執(zhí)行裝置11中，活用流體計(jì)算軟件，一邊象實(shí)際風(fēng)扇那樣地使風(fēng)扇的部分計(jì)算網(wǎng)格轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊計(jì)算出包含轉(zhuǎn)動(dòng)中的貫流式通風(fēng)機(jī)的空調(diào)室內(nèi)機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)。
計(jì)算執(zhí)行裝置11例如是采用由計(jì)算網(wǎng)格制作及條件設(shè)定裝置10決定的風(fēng)道形狀來計(jì)算任意工作狀態(tài)的性能的手段(工作過程)。
曲線表示裝置12是根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇曲線表示數(shù)據(jù)的裝置。在這里，為了評(píng)估空調(diào)室內(nèi)機(jī)吹風(fēng)量特性，以制作代表室內(nèi)機(jī)內(nèi)部的壓力與吹風(fēng)量關(guān)系的送風(fēng)特性曲線為目的地根據(jù)計(jì)算所得的吹風(fēng)口的速度分布算出吹風(fēng)量，并根據(jù)計(jì)算所得的室內(nèi)機(jī)內(nèi)部的壓力分布算出抽取壓力值的平均值?；蛘?，為了制作評(píng)估風(fēng)扇性能所需的風(fēng)扇周圍的速度分布曲線，同樣從計(jì)算所得的室內(nèi)機(jī)內(nèi)部的速度分布中抽取風(fēng)扇周圍的速度數(shù)據(jù)。
計(jì)算結(jié)果處理裝置13是為了計(jì)算出設(shè)計(jì)者所需的室內(nèi)機(jī)內(nèi)部壓力或風(fēng)扇周圍或熱交換器周邊的風(fēng)量或風(fēng)速而將計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)送往曲線表示裝置12的裝置。
熱交換器通風(fēng)風(fēng)速抽取裝置14是在計(jì)算空調(diào)室內(nèi)機(jī)的熱交換器的熱交換量的裝置中為了利用通過本實(shí)施例所獲熱交換器的空氣的速度而根據(jù)該計(jì)算的計(jì)算結(jié)果只抽取通過熱交換器的空氣的速度的裝置。該結(jié)果能夠反映在熱交換器設(shè)計(jì)與是流過熱交換器的冷卻介質(zhì)的周期的冷凍周期或水周期的設(shè)計(jì)中。流體噪音計(jì)算裝置15是計(jì)算空調(diào)室內(nèi)機(jī)的流體噪音的裝置，它根據(jù)計(jì)算結(jié)果并通過空調(diào)室內(nèi)機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)的速度壓力及紊流能量的數(shù)據(jù)算出噪音發(fā)生源及噪音值。由此一來，可以設(shè)計(jì)出性能高的靜音空調(diào)。
在圖9中畫出了計(jì)算結(jié)果處理順序。首先，為了計(jì)算平均壓力，作為步驟S21地讀取計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，接著，作為步驟S22地，表示以壓力、速度中實(shí)施結(jié)果處理的項(xiàng)為壓力的場(chǎng)合。作為步驟S23地，定義需要計(jì)算空氣壓力的數(shù)據(jù)的任意空調(diào)室內(nèi)機(jī)的局部的線段、圓弧的起點(diǎn)與終點(diǎn)。作為步驟S24地，從全部計(jì)算結(jié)果中抽取所定義的線段、圓弧的壓力。作為步驟S25地，通過在步驟S23中定義的線段位置算出室內(nèi)機(jī)內(nèi)部的平均壓力。作為步驟S26地，制作出以吹風(fēng)量數(shù)據(jù)為目的的送風(fēng)特性曲線。
還畫出了在步驟S26中制作送風(fēng)特性曲線的情況。在作為步驟S21地讀取計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)后，表示出作為步驟S22地選擇速度計(jì)算實(shí)例的場(chǎng)合。接著，作為步驟S33地，定義出需要計(jì)算空氣速度數(shù)據(jù)的任意空調(diào)的室內(nèi)機(jī)局部的線段、圓弧的始點(diǎn)和終點(diǎn)。作為步驟34地從所有計(jì)算結(jié)果中抽取在所定義的線段、圓弧上的速度。作為步驟S35地，通過在步驟S33中定義的線段的位置算出吹風(fēng)口的速度。接著，在步驟S36中算出吹風(fēng)量。最后，作為步驟S26地，制作出以吹風(fēng)量數(shù)據(jù)為目的的送風(fēng)特性曲線。
在步驟S45中畫出了算出熱交換器通風(fēng)風(fēng)速的場(chǎng)合。在作為步驟S33地定義了需要算出空氣速度數(shù)據(jù)的任意空調(diào)室內(nèi)機(jī)的局部的線段、圓弧的始點(diǎn)和終點(diǎn)后，在步驟S44中，從所示有計(jì)算結(jié)果中抽出在所定義線段、圓弧上的熱交換器周邊的空氣速度。作為步驟S45地，通過在步驟S33中定義的線段位置算出熱交換器通風(fēng)風(fēng)速。也可以設(shè)計(jì)出因求出風(fēng)速分布狀態(tài)而熱交換率高的熱交換器。
在步驟S55中，表示制作貫流式通風(fēng)機(jī)周圍的速度分布曲線的場(chǎng)合。在作為步驟S33地定義了需要算出風(fēng)扇周圍空氣速度數(shù)據(jù)的任意空調(diào)室內(nèi)機(jī)周圍的線段、圓弧的始點(diǎn)和終點(diǎn)后，在步驟S54中，從全部計(jì)算結(jié)果中抽出在所定義線段、圓弧上的貫流式通風(fēng)機(jī)周圍的空氣速度。作為步驟S55地，通過在步驟S33中定義的線段的位置制作出貫流式通風(fēng)機(jī)周圍速度分布曲線。由此一來，重新考慮風(fēng)扇結(jié)構(gòu)如翼片間距等，從而通過在機(jī)器上的檢驗(yàn)而簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)了性能提高。
在本實(shí)施例的裝置中，通過使用這些裝置，能夠大幅度縮短貫流式通風(fēng)機(jī)性能計(jì)算的計(jì)算數(shù)據(jù)輸入時(shí)間，并且能夠在短時(shí)間內(nèi)評(píng)估很多風(fēng)扇性能，在空調(diào)中能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的貫流式通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)。此外，從一個(gè)裝置中控制多個(gè)裝置地，能夠在連續(xù)流動(dòng)中處理從貫流式通風(fēng)機(jī)性能計(jì)算的風(fēng)扇形狀輸入到結(jié)果處理這段過程，從而使用者無需進(jìn)行多余數(shù)據(jù)傳送，從而實(shí)現(xiàn)了工作高效化。
圖10表示空調(diào)室外機(jī)與冷庫機(jī)械室冷卻用軸流風(fēng)扇。中心輪轂成一體地形成了翼片1。本發(fā)明決定了是在上述發(fā)明實(shí)施例中說明的且圖面所示的空調(diào)室內(nèi)機(jī)的貫流式通風(fēng)機(jī)及機(jī)殼的風(fēng)道形狀，此外，本發(fā)明不僅限定用于試計(jì)算送風(fēng)量等性能的設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)及設(shè)計(jì)支援裝置，而且可以用于決定圖10所示軸流風(fēng)扇形狀和冷庫冷氣通風(fēng)道的周邊形狀確定等中并且能夠在不脫離本發(fā)明宗旨的反內(nèi)設(shè)計(jì)出各種變形方式地實(shí)施本發(fā)明。在軸流風(fēng)扇中，翼片形狀的略微膨脹等影響了性能，并且成為在翼片上引導(dǎo)空氣的漏斗口等的通風(fēng)導(dǎo)向部的機(jī)殼的形狀左右性能。
貫流式通風(fēng)機(jī)從外界吸入空氣并大致向相反的外周部噴出空氣。軸流風(fēng)扇從前面吸入空氣并且沿離心方向及后面吹送空氣。離心鼓風(fēng)機(jī)從中央部分吸入空氣并向外周吹送空氣。這些通風(fēng)機(jī)的通風(fēng)結(jié)構(gòu)且尤其是風(fēng)扇吸氣部與吹風(fēng)部的通風(fēng)結(jié)構(gòu)對(duì)使用目的、所獲性能有很大影響。圖11表示空調(diào)室內(nèi)機(jī)等所用的多翼片送風(fēng)機(jī)。本發(fā)明決定了是在上述發(fā)明實(shí)施例中說明的且圖面所示的空調(diào)室內(nèi)機(jī)的貫流式通風(fēng)機(jī)及機(jī)殼的風(fēng)道形狀，此外，本發(fā)明不僅限定用于試計(jì)算送風(fēng)量等性能的設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)及設(shè)計(jì)支援裝置，而且可以用于決定圖11所示的多翼片送風(fēng)機(jī)形狀設(shè)計(jì)和送風(fēng)機(jī)周邊狀確定等中并且能夠在不脫離本發(fā)明宗旨的反內(nèi)設(shè)計(jì)出各種變形方式地實(shí)施本發(fā)明。
圖12表示空調(diào)室內(nèi)機(jī)的離心鼓風(fēng)機(jī)，它具有從中央吸入空氣并外周側(cè)吹送空氣的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明決定了是在上述發(fā)明實(shí)施例中說明的且圖面所示的空調(diào)室內(nèi)機(jī)的貫流式通風(fēng)機(jī)及機(jī)殼的風(fēng)道形狀，此外，本發(fā)明不僅限定用于試計(jì)算送風(fēng)量等性能的設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)及設(shè)計(jì)支援裝置，而且可以用于決定圖11所示的離心鼓風(fēng)機(jī)形狀設(shè)計(jì)和送風(fēng)機(jī)周邊狀確定等中并且能夠在不脫離本發(fā)明宗旨的反內(nèi)設(shè)計(jì)出各種變形方式地實(shí)施本發(fā)明。
與決定是在上述實(shí)施例中說明的且在圖面所示的空調(diào)室內(nèi)機(jī)的貫流式通風(fēng)機(jī)等的風(fēng)扇和機(jī)殼的風(fēng)道形狀并且用于試計(jì)算送風(fēng)量等性能的設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)及設(shè)計(jì)支援裝置有關(guān)的本發(fā)明不局限于與同一工場(chǎng)內(nèi)的線路相連的多臺(tái)計(jì)算機(jī)，而是如圖13所示地，以計(jì)算執(zhí)行部為計(jì)算機(jī)中心，可以由國內(nèi)其它工場(chǎng)和海外工場(chǎng)通過國際互聯(lián)網(wǎng)和專用線路進(jìn)行形狀輸入和制作，在執(zhí)行計(jì)算后，再通過國際互聯(lián)網(wǎng)和專用線路將計(jì)算結(jié)果顯示在國內(nèi)其它工場(chǎng)、海外工場(chǎng)中。此外，計(jì)算結(jié)果保存在計(jì)算機(jī)中心中并且能夠作為計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)庫地任意檢索過去的分析結(jié)果。畫出了設(shè)計(jì)支援裝置的結(jié)構(gòu)即大致的演算過程。圖13是表示送風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的一個(gè)例子的系統(tǒng)圖。
20例如是設(shè)計(jì)制造空調(diào)的海外工場(chǎng)，制作用CAD進(jìn)行風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)并用通信線路22進(jìn)行傳送。來自CAD形狀數(shù)據(jù)傳送裝置6和是CAD的風(fēng)扇形狀制作裝置7的形狀數(shù)據(jù)通過確認(rèn)裝置23被送走。確認(rèn)裝置根據(jù)事前指定的文字、記號(hào)和編號(hào)等發(fā)出基于與來自該工場(chǎng)數(shù)據(jù)的事項(xiàng)及委托項(xiàng)目共同約定的預(yù)定暗號(hào)等的信號(hào)。結(jié)果數(shù)據(jù)處理的費(fèi)用處理等也安全進(jìn)行。外部通信線路22通過有線、無線的或通過國際互聯(lián)網(wǎng)專用線路向設(shè)置在國內(nèi)的計(jì)算機(jī)中心21發(fā)送信號(hào)。盡管描述的是海外工場(chǎng)20根據(jù)圖面換算出數(shù)值數(shù)據(jù)并作為數(shù)值數(shù)據(jù)地進(jìn)行通信的情況，但也可以通信圖面數(shù)據(jù)。如果計(jì)算機(jī)中心21有了能夠網(wǎng)格計(jì)算的基本數(shù)據(jù)，則在計(jì)算機(jī)中心21中進(jìn)行后續(xù)處理是可行的。計(jì)算機(jī)中心21(設(shè)計(jì)支援裝置的一個(gè)例子)從海外接收通風(fēng)結(jié)構(gòu)的形狀數(shù)據(jù)并且在換算數(shù)據(jù)以便計(jì)算的計(jì)算網(wǎng)格制作及條件設(shè)定裝置10(網(wǎng)格制作手段的一個(gè)例子)、處理計(jì)算的計(jì)算執(zhí)行裝置11(通風(fēng)計(jì)算手段的一個(gè)例子)和獲得所需輸出值的計(jì)算結(jié)果處理裝置13(性能處理手段的一個(gè)例子)中進(jìn)行程序處理。在計(jì)算機(jī)中心21中，能夠在短時(shí)間內(nèi)處理大量計(jì)算并且具有處理從許多工場(chǎng)每次送來的演算依據(jù)的編程能力。
盡管在圖13中沒有畫出來，與計(jì)算結(jié)果處理裝置13一起地，在計(jì)算機(jī)中心21配備了熱交換器通風(fēng)風(fēng)速抽取裝置14(性能處理手段的一個(gè)例子)、流體噪音計(jì)算裝置15(性能處理手段的一個(gè)例子)。
此外，如上所述地，計(jì)算機(jī)中心21只能與同外界約定的工場(chǎng)外的部門通過確認(rèn)裝置24(輸入輸出手段的一個(gè)例子)進(jìn)行輸入輸出，從而能夠取走數(shù)據(jù)和其它費(fèi)用及特別處理等。通過這種確認(rèn)裝置24，能夠向需要通風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的海外工廠傳松計(jì)算結(jié)果。此外，在海外工場(chǎng)中，也直接在計(jì)算機(jī)中心21的數(shù)據(jù)庫25中獲取過去依賴的設(shè)計(jì)內(nèi)容，從而在象海外工廠20這樣的個(gè)別空調(diào)制造工廠中，不需要具有昂貴的程序和被稱為維修的成本和電能，同時(shí)，無論何時(shí)都能獲得所需的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。因此，相應(yīng)于金屬模具等可用設(shè)備的狀況地廉價(jià)且時(shí)間短地制造出適應(yīng)商品行銷和商品環(huán)境的且具有優(yōu)良通風(fēng)結(jié)構(gòu)的商品。就是說，所獲性能是預(yù)定商品的前提，生產(chǎn)的投資減少，并且可以進(jìn)行對(duì)應(yīng)于工場(chǎng)設(shè)備等情況的靈活工作，雖然通過通信進(jìn)行聯(lián)系，但將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫25內(nèi)，從而經(jīng)常輸出過去資料的服務(wù)也是可行的。
此外，在數(shù)據(jù)庫25中，為了最佳設(shè)計(jì)風(fēng)扇，在風(fēng)扇的每個(gè)種類和能力的每個(gè)階段內(nèi)存儲(chǔ)了基于大量實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)的補(bǔ)正系數(shù)，并且它們可以在進(jìn)行圖9所示演算處理時(shí)被用于計(jì)算補(bǔ)正。此外，設(shè)置在風(fēng)道系統(tǒng)中的過濾器和吸入格柵等的壓力損失也與形狀計(jì)算數(shù)據(jù)、熱交換器壓力損失系數(shù)和外界條件一起被存儲(chǔ)起來。通過能利用這樣的計(jì)算機(jī)中心21的外工場(chǎng)的調(diào)查，結(jié)果，進(jìn)行最終評(píng)估的實(shí)驗(yàn)次數(shù)銳減，不僅電能減少，無用產(chǎn)品數(shù)也大幅度減少。此外，在大幅度減少試驗(yàn)并評(píng)估試制產(chǎn)品的負(fù)荷和時(shí)間的同時(shí)，如果這樣的計(jì)算自己進(jìn)行，則不必進(jìn)行自由使用計(jì)算所用軟件的教育，從而節(jié)省了這樣的體制、人才和時(shí)間。此外，也不需要環(huán)境條件輸入等對(duì)策。盡管在上述說明中揭示了海外工場(chǎng)的例子，但是計(jì)算機(jī)中心21可以具有依靠程序分析處理通風(fēng)結(jié)構(gòu)并修正程序的技術(shù)并且具有風(fēng)扇和通風(fēng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)并且根據(jù)場(chǎng)合而進(jìn)行成皮的試制實(shí)驗(yàn)和為此所需的裝置，而且可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)行通過通信而引起外界注意的通風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的有價(jià)系統(tǒng)，無論來自何地，國內(nèi)或是海外，從需要通風(fēng)的對(duì)手那里都獲得了定單。另一方面，交付定單方盡早獲得了基于最新技術(shù)的設(shè)計(jì)并且可以不需要設(shè)計(jì)所需設(shè)備投資和試制實(shí)驗(yàn)等評(píng)估地容易進(jìn)行早期商品傳播。
盡管上述設(shè)計(jì)支援裝置及設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)的處理是用軟件(程序)實(shí)現(xiàn)的，但是也可以只用硬件或軟、硬件組合地實(shí)現(xiàn)。在用程序?qū)崿F(xiàn)的場(chǎng)合中，程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器和盤片等記錄載體上并且由計(jì)算機(jī)的中央處理器讀取地進(jìn)行處理。
此外，在上述說明中，“裝置”、“手段”的用語和“步驟”、“工作過程”的用語是能夠置換的。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)計(jì)支援裝置，其特征在于，它具有使用包括通風(fēng)機(jī)與風(fēng)道組成部件的通風(fēng)結(jié)構(gòu)的形狀數(shù)據(jù)制成網(wǎng)格計(jì)算數(shù)據(jù)的網(wǎng)格生成裝置；通過在所述網(wǎng)格生成裝置中制成的數(shù)據(jù)與所輸入的計(jì)算條件計(jì)算出至少包括流經(jīng)所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)的空氣的風(fēng)速的性能的通風(fēng)計(jì)算裝置；根據(jù)所述通風(fēng)計(jì)算裝置的計(jì)算結(jié)果求出在所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的速度分布特性、風(fēng)量及壓力的通風(fēng)特性中的至少一個(gè)特性的性能處理裝置；輸入所述網(wǎng)格生成裝置所用的通風(fēng)結(jié)構(gòu)的形狀數(shù)據(jù)并且輸出所述性能處理裝置所求得的在通風(fēng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的速度分布特性、風(fēng)量及壓力的通風(fēng)特性中的至少一個(gè)特性的輸入輸出裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)支援裝置，其特征在于，所述輸入輸入裝置通過通信線路輸入輸出數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)計(jì)支援裝置，其特征在于，貫流式通風(fēng)機(jī)、軸流式風(fēng)扇、多翼片式鼓風(fēng)機(jī)等各種通風(fēng)機(jī)可以用于所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)所用的通風(fēng)機(jī)。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的設(shè)計(jì)支援裝置，其特征在于，它具有存儲(chǔ)所述性能處理裝置所求出的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，可以通過所述輸入輸出裝置從外面讀取存在所述數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的設(shè)計(jì)支援裝置，其特征在于，所述性能處理裝置具有能夠演算流過設(shè)置在所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的熱交換器的空氣的速度與流過熱交換器的空氣壓力與流過所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)的空氣的流體噪音中的至少一個(gè)的功能。
6.一種設(shè)計(jì)支援裝置，其特征在于，它具有讀取包括風(fēng)扇形狀在內(nèi)的形狀數(shù)據(jù)并推導(dǎo)出空調(diào)室內(nèi)機(jī)的內(nèi)部壓力和所吹出的風(fēng)量及空氣速度中的至少一個(gè)地進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的裝置，希望所述進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的裝置指定出計(jì)算范圍并進(jìn)行抽取在指定范圍內(nèi)的內(nèi)部壓力與空氣速度中的至少一個(gè)和/或在輸出裝置上顯示出速度分布曲線和送風(fēng)特性曲線中的至少一個(gè)的工作。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)計(jì)支援裝置，其特征在于，所述進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的裝置具有多個(gè)處理器，通過在這些處理器之間的電子數(shù)據(jù)收發(fā)，這些處理器受到控制。
8.如權(quán)利要求6或7所述的設(shè)計(jì)支援裝置，其特征在于，所述進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的裝置具有能夠抽取風(fēng)扇周圍速度數(shù)據(jù)的功能。
9.一種設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)，其特征在于，它具有輸入翼片形狀與風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)參數(shù)地計(jì)算出風(fēng)扇形狀的裝置；根據(jù)所述風(fēng)扇形狀來決定風(fēng)道形狀的裝置；利用所述風(fēng)道形狀進(jìn)行任意操作狀態(tài)的性能計(jì)算的裝置；從所述性能計(jì)算中挑選出來地顯示出特定性能的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)，其特征在于，計(jì)算并制作出風(fēng)扇形狀的裝置作為翼片形狀與風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)參數(shù)地輸入風(fēng)扇外徑R0、風(fēng)扇內(nèi)外徑比R比、翼片的入口角β1和出口角β2、翼片中央的厚度L中、翼片前緣與后緣的圓弧徑(半徑R4、R5)、與翼片配置有關(guān)的系數(shù)(翼片數(shù)N、系數(shù)α、k)并且它具有根據(jù)所輸入的風(fēng)扇外徑R0和風(fēng)扇內(nèi)外徑比R比求出翼片前緣的圓弧中心C4的裝置；確定翼片入口角在所述圓弧中心C4變?yōu)樗斎氲囊砥肟诮铅?并且翼片出口角在風(fēng)扇外徑R0的圓周Y上變?yōu)樗斎氲某隹诮铅?的點(diǎn)C5并且確定在連接所述圓弧中心C4、C5的線段的垂直二等分線V上任意點(diǎn)C1的裝置；定義以連接點(diǎn)C4、C1的線段為半徑的圓弧并使該圓弧成為翼片中心線L的裝置；從連接所述圓弧中心C4、C5的線段的垂直二等分線V與翼片中心線L的交點(diǎn)X起，把點(diǎn)C6、C7限定在沿所述半徑方向并相對(duì)以連接點(diǎn)C1、C4的線段為半徑的圓弧增減翼片中央厚度L中的1/2的位置上的裝置；確定以由所輸入的翼片前緣和翼片后緣的圓弧徑(半徑R4、R5)構(gòu)成的所述點(diǎn)C4、C5為中心的圓弧E、F的并且為了作為以所述點(diǎn)C4、C5為中心的圓弧E、F與通過所述點(diǎn)C6的圓弧G的切點(diǎn)地求出以所述點(diǎn)C4、C5為中心的圓弧的起點(diǎn)E1與終點(diǎn)F2而使由所輸入的翼片前緣與翼片后緣的圓弧徑(半徑R4、R5)構(gòu)成的兩圓弧E、F與通過點(diǎn)C6的圓弧G相切地求出通過所述點(diǎn)C6的圓弧G的中心C2的裝置；為了作為以所述點(diǎn)C4、C5為中心的圓弧E、F與通過所述點(diǎn)C7的圓弧H的切點(diǎn)地求出以所述點(diǎn)C4、C5為中心的圓弧E、F的起點(diǎn)F1與終點(diǎn)E2而使由所輸入的翼片前緣與翼片后緣的圓弧徑(半徑R4、R5)構(gòu)成的各圓弧E、F與通過點(diǎn)C7的圓弧相切地求出通過所述點(diǎn)C7的圓弧的中心C3的裝置；只按照翼片數(shù)N把翼片形狀配置于所述風(fēng)扇外徑R0上并且翼片間距相等或按照以下式公式定義的θ確定配置形式的裝置(其中θ是以風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸為中心的相鄰翼片所成角度，N是翼片數(shù)，α是系數(shù)，k是系數(shù))θ＝θ0+α·dθ·sin(k·θ0)θ0＝(i-1)dθ (i＝1-N)dθ＝2π/N。
11.一種設(shè)計(jì)支援方法，其特征在于，它具有使用包括通風(fēng)機(jī)與風(fēng)道組成部件的通風(fēng)結(jié)構(gòu)的形狀數(shù)據(jù)制成網(wǎng)格計(jì)算數(shù)據(jù)的網(wǎng)格生成步驟；通過在所述網(wǎng)格生成步驟中制成的數(shù)據(jù)與所輸入的計(jì)算條件算出至少包括流經(jīng)所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)的空氣的風(fēng)速的性能的通風(fēng)計(jì)算步驟；根據(jù)所述通風(fēng)計(jì)算步驟的計(jì)算結(jié)果求出在所述通風(fēng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的速度分布特性、風(fēng)量及壓力的通風(fēng)特性中的至少一個(gè)特性的性能處理步驟；輸入所述網(wǎng)格生成步驟所用的通風(fēng)結(jié)構(gòu)的形狀數(shù)據(jù)并且輸出所述性能處理步驟所求得的通風(fēng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的速度分布特性、風(fēng)量及壓力的通風(fēng)特性中的至少一個(gè)特性的輸入輸出步驟。
12.一種設(shè)計(jì)支援方法，其特征在于，它具有讀取包括風(fēng)扇形狀在內(nèi)的行數(shù)據(jù)并推導(dǎo)出空調(diào)室內(nèi)機(jī)的內(nèi)部壓力、吹出風(fēng)量及空氣速度中的至少一個(gè)地進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的步驟，希望所述進(jìn)行性能計(jì)算和結(jié)果處理的步驟指定出計(jì)算范圍并進(jìn)行抽取在指定范圍內(nèi)的內(nèi)部壓力與空氣速度中的至少一個(gè)和/或在輸出裝置上顯示出速度分布曲線和送風(fēng)特性曲線中的至少一個(gè)的工作。
13.一種設(shè)計(jì)支援方法，其特征在于，它具有輸入翼片形狀與風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)參數(shù)地計(jì)算出風(fēng)扇形狀的步驟、根據(jù)所述風(fēng)扇形狀來決定風(fēng)道形狀的步驟、利用所述風(fēng)道形狀進(jìn)行任意操作狀態(tài)的性能計(jì)算的步驟、從所述性能計(jì)算中挑選出來地顯示出特定性能的步驟。
14.記錄下使如權(quán)利要求11-13之一所述的設(shè)計(jì)支援方法的各步驟的處理在計(jì)算機(jī)上實(shí)施的程序的記錄載體。
15.使如權(quán)利要求11-13之一所述的設(shè)計(jì)支援方法的各步驟的處理在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的程序。
全文摘要
在風(fēng)扇等的設(shè)計(jì)中,由周圍的組成部件造成的風(fēng)道形狀對(duì)送風(fēng)性能有很大影響,如果不進(jìn)行在裝入實(shí)際產(chǎn)品的狀態(tài)下的檢驗(yàn),就不得不反復(fù)設(shè)計(jì)、制作、實(shí)驗(yàn)。通過確定風(fēng)扇形狀和風(fēng)道形狀并且通過預(yù)測(cè)在將風(fēng)扇裝入空調(diào)中的狀態(tài)下的操作狀態(tài)和送風(fēng)性能,除了能夠提供具有定量性的且支援最佳設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)外,還能夠由一個(gè)裝置控制多個(gè)裝置地在連續(xù)流動(dòng)中處理從形狀輸入到結(jié)果處理過程并減少實(shí)驗(yàn)反復(fù)次數(shù)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1368604SQ0112200
公開日2002年9月11日 申請(qǐng)日期2001年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月31日
發(fā)明者月居和英, 清嶋成明, 吉橋淳, 羽下誠司 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社