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CN101331362A - 空调机的室外机 - Google Patents

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CN101331362A
CN101331362A CNA2007800007475A CN200780000747A CN101331362A CN 101331362 A CN101331362 A CN 101331362A CN A2007800007475 A CNA2007800007475 A CN A2007800007475A CN 200780000747 A CN200780000747 A CN 200780000747A CN 101331362 A CN101331362 A CN 101331362A
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CN
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fan
wind
propeller
air conditioner
propeller type
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伊势村修久
清水努
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

本发明通过改善静压效率来减小空调机的室外机的风扇马达输入功率，从而提高空调机的COP和降低运行消耗电力。在空调机的室外机(1)中，作为促进换热用的风扇而设有反转(相互反向地旋转)的两个螺旋桨式风扇(5、6)，具有使两个螺旋桨式风扇中的风上游侧螺旋桨式风扇(5)旋转的风扇马达(7)和将风扇马达(7)的旋转方向反转后进行传递的反转机构(8)，在风上游侧螺旋桨式风扇(5)的同一轴上的下游侧具有利用反转机构(8)进行反转的风下游侧螺旋桨式风扇(6)，风上游侧螺旋桨式风扇(5)和风下游侧螺旋桨式风扇(6)的叶片形状其弦形状的弯曲方向相反，形成为从同一轴心方向看大致呈线对称，在相互反向地旋转时，气流方向相同。

Description

空调机的室外机
技术领域
本发明涉及一种在空调机的室外机等中使用的促进换热用的送风机，尤其涉及提高送风机的风扇效率(静压效率)的技术。
背景技术
这种空调机用配管将具有换热器和送风机的室内机与具有压缩机、换热器及送风机的室外机相连而形成制冷循环，通过填充在制冷循环内的制冷剂的热输送进行制冷运行或供暖运行，从而进行室内的空气调节。在室外机中，送风机作为促进换热器换热的装置而由风扇和风扇马达构成，该送风机的风量很大程度地影响空调机的能力，并对包括噪音在内的性能具有较大的影响。
尤其是在供暖运行中，空气中的水分冷凝成露水而附着到室外机的换热器上，这会阻碍流过换热器的气流。当温度变得更低时，露水变为冰或霜而形成堵塞的状态，为了在这种状况下也能抑制风量的下降、减少噪音，提高送风机的风扇效率是很重要的。
已公开有与在空调机的室外机等中使用的促进换热用的送风机、以及以提高对其动压进行回收的效率来减少噪音为目的的后置静叶片相关的技术(例如参照日本专利JP2002-81695A)。
图19是现有空调机的室外机的横剖视图。室外机80在本体外箱84中具有：压缩机空间83、换热器81、促进换热用的风扇马达82和送风机85、回收动压的后置静叶片86、以及开口87，将送风机85和回收其动压的后置静叶片86从风的上侧起配置在风扇马达82的同一轴心上。
发明的公开
发明所要解决的技术问题
然而，在上述现有结构中，即使用后置静叶片86来回收送风机85的绝对速度C2的周向成分Vθ，静叶片的回收也不能完全回收Vθ，动压向静压的转换存在极限。即，在此所说的动压为Pd＝0.5×ρ×Vθ 2(ρ为密度，单位是kg·sec2·m4，C2和Vθ的单位为m/sec)。顺便提一下，在φ415mm的送风机85上安装了后置静叶片86时，动作点静压效率的提高的比率为大致7％左右。
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种空调机的室外机，通过提高送风机的风扇效率(静压效率)来增加静压和风量，对于送风阻抗也可抑制风量的下降并减少噪音。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述问题，本发明的空调机的室外机包括：压缩机、换热器、作为促进所述换热器换热用的风扇的两个螺旋桨式风扇，所述两个螺旋桨式风扇同轴地靠近设置，在相互反向地旋转(反转)时，气流方向相同。
由此，两个螺旋桨式风扇中的风上游侧的螺旋桨式风扇的尾流的旋转能量(旋转流附带的浪费的能量)可由靠近且反转(相互反向地旋转)的风下游侧的螺旋桨式风扇回收，并可使风下游侧的螺旋桨式风扇的尾流的旋转流大致变成零。即，与在空调机的室外机中仅使用一个尺寸较大的(深度与本发明的两个螺旋桨式风扇相同)螺旋桨式风扇时相比，可提高动作点静压效率，可增加静压和风量，对于送风阻抗也可抑制风量的下降并减少噪音。其结果是，可减小风扇马达输入功率，可提高空调机的COP(性能系数)和降低运行消耗电力以及噪音。
发明效果
由于本发明的空调机的室外机可用反转的风下游侧螺旋桨式风扇来回收风上游侧螺旋桨式风扇的尾流的旋转能量(旋转流附带的浪费的能量)并可使风下游侧螺旋桨式风扇的尾流的旋转流大致变成零，因此与在空调机的室外机中仅使用一个尺寸较大的螺旋桨式风扇时相比，可增加静压和风量，可提高动作点静压效率。其结果是，可减小风扇马达输入功率，可提高空调机的COP和减少运行消耗电力，对于送风阻抗也可抑制风量的下降并减少噪音。
此外，可提供一种送风机的效率优良的空调机的室外机，尤其是在供暖运行中，在空气中的水分冷凝成露水而附着到室外机的换热器上、并因温度变得更低而导致露水变成冰或霜而形成堵塞的状态、从而形成阻碍流过换热器的气流的情况下，也可抑制风量的下降并抑制噪音的增加。
附图说明
图1是本发明实施形态1的空调机的室外机的横剖视图。
图2是本发明实施形态1的空调机的室外机的风上游侧螺旋桨式风扇的A方向俯视图。
图3是本发明实施形态1的空调机的室外机的风下游侧螺旋桨式风扇的A方向俯视图。
图4是本发明实施形态1的空调机的室外机的螺旋桨式风扇的展弦比-风量特性图。
图5是表示本发明实施形态1的空调机的室外机的风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇的平方平均半径位置处的圆筒截面的展开叶栅和速度三角形的性能图。
图6是本发明实施形态1的空调机的室外机的风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇(对转风扇)的静压-风量特性图。
图7是本发明实施形态2的空调机的室外机的横剖视图。
图8是本发明实施形态4的空调机的室外机的风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇的子午面图。
图9是本发明实施形态4的空调机的室外机的风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇的半径方向剖视图。
图10是本发明实施形态5的空调机的室外机的风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇的子午面图。
图11是本发明实施形态5的空调机的室外机的风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇的半径方向剖视图。
图12是本发明实施形态6的空调机的室外机的风上游侧斜流式风扇的A方向俯视图。
图13是本发明实施形态1的空调机的室外机的风下游侧斜流式风扇的A方向俯视图。
图14是本发明实施形态6的空调机的室外机的风上游侧及风下游侧斜流式风扇的子午面图。
图15是本发明实施形态7的空调机的室外机的风上游侧及风下游侧斜流式风扇的子午面图。
图16是本发明实施形态7的空调机的室外机的风上游侧及风下游侧斜流式风扇的半径方向剖视图。
图17是本发明实施形态8的空调机的室外机的风上游侧及风下游侧斜流式风扇的子午面图。
图18是本发明实施形态8的空调机的室外机的风上游侧及风下游侧斜流式风扇的半径方向剖视图。
图19是现有实施例的空调机的室外机的横剖视图。
具体实施方式
第1发明包括：压缩机、换热器、作为促进所述换热器换热用的风扇的两个螺旋桨式风扇，所述两个螺旋桨式风扇同轴地靠近设置，在相互反向地旋转(反转)时，气流方向相同。
由此，两个螺旋桨式风扇中的风上游侧的螺旋桨式风扇的尾流的旋转能量(旋转流附带的浪费的能量)可由靠近且反转(相互反向地旋转)的风下游侧的螺旋桨式风扇回收，并可使风下游侧螺旋桨式风扇的尾流的旋转流大致变成零。即，与在空调机的室外机中仅使用一个尺寸较大的(深度相当于本发明的两个螺旋桨式风扇)螺旋桨式风扇时相比，可提高动作点静压效率，可增加静压和风量，或抑制因附着在换热器上的露水或霜等的送风阻抗而引起的风量下降并减少噪音。其结果是，可减小风扇马达的输入功率，可提高空调机的COP(性能系数)和减少运行消耗电力以及噪音。
在第2发明中，尤其是对第1发明的空调机的室外机而言，两个螺旋桨式风扇的叶片形状其弦形状的弯曲方向相反，从同一轴心方向看呈线对称，换言之，一个螺旋桨式风扇的平面形状在翻转时为相同形状或相似形状。因此，形状改变的只有轮毂，且为了发挥对转风扇的性能的设计变得容易。
在第3发明中，尤其是对第1或第2发明的空调机的室外机而言，与螺旋桨式风扇同轴地具有：一个风扇马达、以及将所述风扇马达的旋转方向反转后进行传递的反转机构，两个螺旋桨式风扇中的一个螺旋桨式风扇由所述风扇马达驱动，另一个螺旋桨式风扇由所述反转机构驱动。
由此，可用一个风扇驱动两个螺旋桨式风扇而使其相互反向地旋转，由于重量较重的风扇马达为一个，因此空调机的室外机的构成零件少，可低成本地轻量地生产。
在第4发明中，尤其是对第3发明的空调机的室外机而言，从风上游侧起依次配设有换热器、风扇马达、风上游侧螺旋桨式风扇、反转机构、风下游侧螺旋桨式风扇，所述风上游侧螺旋桨式风扇由所述风扇马达驱动，所述风下游侧螺旋桨式风扇由所述反转机构驱动。
采用上述结构，稍微远离换热器地配置两个螺旋桨式风扇，可在换热器与螺旋桨式风扇之间形成稍大的空间，因此可使换热器的风速分布变得均匀，可进一步促进换热。此外，也不会产生因换热器与风上游侧螺旋桨式风扇的干涉而引起的切风声。再者，由于在风下游侧螺旋桨式风扇的下游没有风扇马达，因此可减小通风阻抗。
在第5发明中，由于第3或第4发明的反转机构收容在风上游侧螺旋桨式风扇的轮毂内部或风下游侧螺旋桨式风扇的轮毂内部，或收容在风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇双方的轮毂内部，因此可使两个螺旋桨式风扇之间更靠近。
在第6发明中，对第1或第2发明而言，两个风扇马达分别安装在两个螺旋桨式风扇上，利用分别设有的风扇马达来驱动两个螺旋桨式风扇，因此可独立地调整两个螺旋桨式风扇的转速，可进行与运行状况相应的任意设定。
在第7发明中，对第3～第6发明而言，由于风扇马达为外转子式，因此通过在螺旋桨式风扇的轮毂内部构成风扇马达，无需风扇马达用的空间，因此可更有效地利用构成室外机的风路的空间，可实现换热器的风速分布的均匀化和噪音的减少。此外，可使室外机小型化。
在第8发明中，对于第1～第7发明而言，改变在同一轴上反转的两个螺旋桨式风扇(对转风扇)各自的转速进行设定，因此通过改变反转的两个螺旋桨式风扇的转速，各个螺旋桨式风扇的速度三角形变得不同，各个螺旋桨式风扇的叶栅的工作时间的时刻错开，从而各叶栅进行工作的时间轴不会干涉，也不会出现因高频而引起的离散噪音的峰值，还可实现低噪音。
在第9发明中，对于第1～第8发明而言，螺旋桨式风扇叶片半径方向的代表实际长度b与叶片的平方平均半径位置处的叶片弦长L的比值、即展弦比b/L为b/L≤1.1，所述螺旋桨式风扇的外周侧叶片弦长为轮毂侧叶片弦长以上。
由于各螺旋桨式风扇的外周侧弦长大于轮毂侧弦长，因此确保叶片端的叶片面积较大，可充分吸收空气动力负载地进行工作，从而实现各螺旋桨式风扇自身的风扇效率的提高和低噪音化。另外，若将展弦比b/L设定成≤1.1，则可增加同一噪音情况下的风量。
在第10发明中，对于第1～第9发明而言，在同一轴上反转的两个螺旋桨式风扇(对转风扇)的子午面(旋转投影图中的子午面)上的前缘相对于风的上侧呈凹状，在半径方向截面中叶片截面形状相对于风的上侧呈凹状，各个螺旋桨式风扇的外周侧弦长为轮毂侧弦长以上。
采用上述结构，风上游侧螺旋桨式风扇的尾流的旋转能量(旋转流附带的浪费的能量)可由反转的风下游侧螺旋桨式风扇回收，并可使风下游侧螺旋桨式风扇的尾流的旋转流大致变成零，因此与在空调机的室外机中仅使用一个尺寸较大的螺旋桨式风扇时相比，可增加静压和风量，可提高动作点静压效率。此外，因从同一轴上反转的两个螺旋桨式风扇的吸力面朝着压力面的泄漏气流而在螺旋桨式风扇的吸力面的顶边侧附近产生叶片端涡流，所述半径方向截面中叶片截面形状相对于风上游侧呈凹状的部分促进该叶片端涡流的产生，可使各个螺旋桨式风扇的叶片的流动状态变得最佳，因此可进一步提高动作点静压效率。再者，由于各个螺旋桨式风扇的外周侧弦长为轮毂侧弦长以上，因此可加强叶片端的负载而迅速、强烈地产生叶片端涡流并使其迅速衰竭，从而不会干涉后方叶片，可降低风扇噪音和提高风扇效率的性能。
在第11发明中，对于第1～第9发明而言，对于在同一轴上反转的两个螺旋桨式风扇(对转风扇)在子午面(旋转投影图)上的前缘，叶片中点附近的顶边侧相对于风上游侧呈凹状，轮毂侧呈凸状，半径方向截面中的叶片的截面形状为：顶边侧相对于风的上侧呈凹状，轮毂侧呈凸状，各个螺旋桨式风扇的外周侧弦长为轮毂侧弦长以上。
采用上述结构，风上游侧螺旋桨式风扇的尾流的旋转能量(旋转流附带的浪费的能量)可由反转的风下游侧螺旋桨式风扇回收，并可使风下游侧螺旋桨式风扇的尾流的旋转流大致变成零，因此与在空调机的室外机中仅使用一个尺寸较大的螺旋桨式风扇时相比，可增加静压和风量，可提高动作点静压效率。此外，因从同一轴上反转的两个螺旋桨式风扇的吸力面朝着压力面的泄漏气流而在螺旋桨式风扇的吸力面的顶边侧附近产生叶片端涡流，所述半径方向截面中叶片截面形状的顶边侧相对于风上游侧呈凹状的部分促进该叶片端涡流的产生。所述半径方向截面中叶片截面形状的轮毂侧凸状部分对从螺旋桨式风扇的叶片的外周侧向半径方向流入的流进行引导，因此促进叶片涡流的产生和径向流，从而可使各个螺旋桨式风扇的叶片的流动状态变得最佳，可进一步提高动作点静压效率。再者，由于各个螺旋桨式风扇的外周侧弦长大于轮毂侧弦长，因此可加强叶片端的负载而迅速、强烈地产生叶片端涡流并迅速使其衰竭，从而不会干涉后方叶片，可降低风扇噪音和提高风扇效率的性能。
在第12发明中，对于第1～第11发明而言，在同一轴上反转的两个促进换热用的风扇(对转风扇)使用斜流式风扇来代替螺旋桨式风扇，该斜流式风扇是各叶片形状设计成从同一轴心方向看大致呈线对称且叶片数为一片以上的斜流式风扇，斜流式风扇的轮毂形状形成为大致圆锥台状。
采用上述结构，风上游侧斜流式风扇的尾流的旋转能量(旋转流附带的浪费的能量)可由反转的风下游侧斜流式风扇回收，并可使风下游侧斜流式风扇的尾流的旋转流大致变成零，因此与在空调机的室外机中仅使用一个尺寸较大的斜流式风扇时相比，可增加静压和风量，可提高动作点静压效率。此外，斜流式风扇的静压基本上高于螺旋桨式风扇。在空调机的室外机中使用风扇直径大的风扇时，由与送风机的风扇直径和转速的相似法则可以明确，静压会变低。因此，在空调机的室外机中使用风扇直径大的风扇时，使用静压高的斜流式风扇是最佳的结构。这与提高动作点静压效率相关。再者，由于各个斜流式风扇的外周侧弦长大于轮毂侧弦长，因此可加强叶片端的负载而迅速、强烈地产生叶片端涡流并迅速使其衰竭，从而不会干涉后方叶片，可降低风扇噪音和提高风扇效率的性能。
下面参照附图对本发明的实施形态进行说明。本发明并不局限于该实施形态。
(实施形态1)
图1是本发明第1实施形态的空调机的室外机的横剖视图。图2是从图1的A方向看该室外机的风上游侧螺旋桨式风扇的俯视图。图3是从A方向看该室外机的风下游侧螺旋桨式风扇的俯视图。图4是各螺旋桨式风扇的展弦比-风量特性图，表示的是噪音为41dB时的风量。
在图1中，室外机1包括：换热器2、立式压缩机3、将压缩机室与送风路隔开的隔音板4、风上游侧螺旋桨式风扇5、风下游侧螺旋桨式风扇6、风扇马达7、对具有将风扇马达7的旋转方向反转传递的机理的齿轮等进行收容的反转机构8、开口9、前表面格栅10、以及风扇马达座11。风上游侧螺旋桨式风扇5和风下螺旋桨式风扇6作为对转风扇而起作用，是对换热器2形成送风作用来促进换热用的送风机。
在图2中，风上游侧螺旋桨式风扇5的叶片20由两片叶片构成，包括：构成外周缘的顶边21、前缘22、后缘23、以及轮毂24。单点划线B1是风上游侧螺旋桨式风扇5的平方平均半径位置处的叶片20的圆筒截面线。螺旋桨式风扇的叶片的平方平均半径位置处的叶片弦长为L，叶片在半径方向上的代表实际长度为b。在图3中，风下游侧螺旋桨式风扇6的叶片25由两片叶片构成，与风上游侧螺旋桨式风扇5一样，包括：顶边26、前缘27、后缘28、以及轮毂29。单点划线B2是风下游侧螺旋桨式风扇6的平方平均半径位置处的叶片20的圆筒截面线。空气的流动基本上是分别从前缘22、27流入并从后缘23、28流出。前缘22、27朝旋转方向前伸(前倾)。
风上游侧螺旋桨式风扇5和风下游侧螺旋桨式风扇6的叶片20、25的形状其弦形状的弯曲方向相反，设计成在三维坐标系中从同一轴心方向看大致分别呈线对称。换言之，对于两个螺旋桨式风扇5、6的形状而言，平面形状在翻转时为相同或相似形状，叶片弯曲成：在螺旋桨式风扇5、6相互反向地旋转时气流方向相同。由此，形状改变的只有轮毂，且为了发挥对转风扇的性能的设计变得容易。顺便提一下，在改变两个螺旋桨式风扇的转速时，经常将风下游侧螺旋桨式风扇6的转速设定成低于风上游侧螺旋桨式风扇5。
叶片的片数在本实施形态1中为两片，但并没有特别的限制。如图1～图3所示，在本实施形态1中，前缘22、27由螺旋线构成，风下游侧螺旋桨式风扇6的直径小于风上游侧螺旋桨式风扇5。但并不局限于此。也可以按如下形状构成：前缘22、27为直线状，将三角状的叶片(三角叶片)紧贴安装到直线状的前缘上，并使外周侧成为相同半径。
通过将各个螺旋桨式风扇的外周侧弦长构成得比轮毂侧弦长长来确保叶片端的叶片面积较大，可充分吸收空气动力负载地进行工作，从而实现各个螺旋桨式风扇自身的风扇效率的提高和低噪音化。另外，若将展弦比b/L设定成≤1.1，则如图4的噪音为41dB时的风量特性所示，可在相同的噪音情况下增大风量。
作为室外机1的结构，具有压缩机3、换热器2，作为促进换热用的风扇设置有反转的两个风扇、即风上游侧螺旋桨式风扇5和风下游侧螺旋桨式风扇6，具有在风上游侧螺旋桨式风扇5的上游侧的用于使风上游侧螺旋桨式风扇5旋转并被风扇马达座11支撑的一个风扇马达7、以及在风上游侧螺旋桨式风扇5下游侧的与风扇马达7同轴并使旋转方向成为反转的反转机构8，在反转机构8下游侧具有与风扇马达7同轴并反转的风下游侧螺旋桨式风扇6。
采用这样排列的结构，通过稍微远离换热器2地配置两个螺旋桨式风扇5、6，在换热器2与风上游侧螺旋桨式风扇5之间形成更大的空间，就可使换热器2的风速分布变得均匀，可进一步促进换热。尤其是在换热器2为图1所示的U字形状或未图示的L字形状时，由于风速分布容易变差，因此本实施形态更有效。此外，还可防止因换热器2与风上游侧螺旋桨式风扇5的干涉而引起的风切声。再者，由于在风下游侧螺旋桨式风扇6的下游没有风扇马达7和风扇马达座11，因此可减小通风阻抗，实现低噪音。
可提供一种送风机的效率优良的空调机的室外机，尤其是在供暖运行中，在空气中的水分冷凝成露水而附着到室外机的换热器上、并因温度变得更低而导致露水变成冰或霜而形成堵塞的状态、从而阻碍流过换热器的气流的情况下，也可抑制风量的下降并抑制噪音的增加。
也可将反转机构8收容在风上游侧螺旋桨式风扇5的轮毂24的内部或风下游侧螺旋桨式风扇6的轮毂29的内部，或收容到风上游侧螺旋桨式风扇5的轮毂24的内部和风下游侧螺旋桨式风扇6的轮毂29双方的轮毂24、29的内部，这样一来，可使室外机1进一步节省空间。同时，也可将风扇马达7作为外转子式的风扇马达而收容在风上游侧螺旋桨式风扇5的轮毂24的内部或风下游侧螺旋桨式风扇6的轮毂29的内部，可使室外机1进一步节省空间。对于反转机构8和风扇马达7而言，作为风扇的轮毂内部的利用方法可考虑各种组合，通过有效地活用它们，可实现节省空间。
采用上述结构，风上游侧螺旋桨式风扇5尾流的旋转能量(旋转流附带的浪费的能量)可由反转的风下游侧螺旋桨式风扇6来回收，并可使风下游侧的螺旋桨式风扇6尾流的旋转流大致变成零，因此与在空调机的室外机1中仅使用一个尺寸较大的螺旋桨式风扇时相比，可增加静压和风量，可提高动作点静压效率。其结果是，可减小风扇马达7的输入功率，从而可减小空调机的COP和运行消耗电力。虽然风扇马达7为一个，但利用内置在风上游侧螺旋桨式风扇5尾流的反转机构8中的齿轮形状等的组合，可将风扇马达7的轴的旋转方向变为相反旋转方向传递给风下游侧螺旋桨式风扇6，由于重量较大的风扇马达7为一个，因此空调机的室外机的构成零件少，可低成本地轻量地生产。由于前缘22和27朝旋转方向前伸，因此可提高叶片端的负载，从而可迅速、强烈地产生叶片端涡流并使其迅速衰竭，从而不会与后方叶片干涉，可改善风扇噪音和提高风扇效率的性能。
再用图5详细地说明性能。图5是表示各螺旋桨式风扇的平方平均半径位置处的圆筒截面的展开叶栅和速度三角形的性能图。气流以绝对速度C1流入叶片20的展开叶栅(图2中用B1圆筒截断并展开的叶栅)。U1为旋转速度，W1为相对速度。气流以绝对速度C2流入叶片25的展开叶栅。U2为旋转速度(U1＝U2)，W2为出口的相对速度。绝对速度C2的子午线流速为Cm2，周向成分为Vθ。展开叶栅25的出口的绝对速度为C3，旋转速度为U3(U3＜U2)，相对速度为W3，子午线流动为Cm3。由于周向成分Vθ被展开叶栅25完全回收，动压Pd转换成静压，因此总的静压增加。
Pd＝0.5×ρ×Vθ 2(ρ为密度，单位是kg/sec2·m4)
利用风扇马达7赋予展开叶栅25(图5中用B2圆筒截断并展开的叶栅)角转矩，从而使所述Cm2增速，成为绝对速度C3，旋转流成分极小。这样，子午线流速Cm3增加，Cm2＜Cm3，因此子午线流速的乘积即风量q(m3/min)增加。在此，保持相对速度W1＞W2的关系。在此，上述各流速的单位为(m/sec)。展开叶栅25的尾流C3的旋转流几乎接近零。
其结果是，如后述的图6，反转的两个螺旋桨式风扇(对转风扇)的静压-风量特性比仅使用一个单级的螺旋桨式风扇时增加。在此假定风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇的转速设定成550rpm，风扇直径为φ415mm。这意味着反转的两个螺旋桨式风扇(对转风扇)的风扇静压效率提高。由此，可减少空调机的COP和运行消耗电力。
图6是本发明的室外机的对转风扇的静压-风量特性图，比较由反转的两个螺旋桨式风扇构成的对转风扇的特性曲线与对转风扇内的一个(单级)螺旋桨式风扇的特性曲线进行表示。通过与在空调机的室外机1中仅使用一个具有与本发明的对转风扇相同深度的尺寸较大的螺旋桨式风扇(风扇直径为φ415mm)的情况比较，可由实验数据判明，在使用风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇5、6(对转风扇，风扇直径为φ415mm)时动作点静压效率其比率提高18％。
风下游侧螺旋桨式风扇6的直径也可小于风上游侧螺旋桨式风扇5的直径。这样可没有浪费地对风上游侧螺旋桨式风扇5尾流的旋转流的能量进行回收。即使风下游侧螺旋桨式风扇6的直径大于风上游侧螺旋桨式风扇5的直径，只要将风下游侧螺旋桨式风扇6的动作转速设定得更小，就可没有浪费地对风上游侧螺旋桨式风扇5尾流的旋转流的能量进行回收，子午线流速变成Cm3＞Cm2而可增速，风量增加。
由于风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇5、6外周缘的顶边21、26侧弦长大于轮毂24、29侧弦长(至少顶边21、26侧弦长的长度与轮毂24、29侧弦长相同)，因此可加强叶片端的负载，从而迅速、强烈地产生叶片端涡流并使其迅速衰竭，从而不会与后方叶片干涉，可降低风扇噪音和提高风扇效率的性能。
虽未图示，前缘22、27沿旋转方向前伸，但作为其它情况，即使风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇5、6呈线对称，前缘22、27沿旋转方向缩进，也可发挥对转风扇的效果。此外，若风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇5、6至少不是线对称，并保持图5所示的旋转叶栅的方向关系(叶片20与25的弯曲方向相反)，则也可以是前缘22、27中的任一方为沿旋转方向前伸和缩进的组合，在这些情况下也可发挥对转风扇的效果。作为叶片的截面形状，可以是薄叶片或机翼形状的厚叶片，若是厚叶片，则可通过对气流的边界层控制来减少脱流，可实现更低的噪音。
(实施形态2)
图7是本发明第2实施形态的空调机的室外机的横剖视图。在图7中，室外机1包括：换热器2、立式压缩机3、将压缩机室与送风路隔开的隔音板4、风上游侧螺旋桨式风扇5、风下游侧螺旋桨式风扇6、驱动风上游侧螺旋桨式风扇5的风扇马达7a、驱动风下游侧螺旋桨式风扇6的风扇马达7b、开口9、前表面格栅10、以及风扇马达座11a、11b。风上游侧螺旋桨式风扇5和风下螺旋桨式风扇6作为通过同轴地相互摆动来对换热器2形成送风作用的促进换热用的送风机(对转风扇)而起作用。两个风扇马达7a、7b为外转子式风扇马达，分别埋设在风上游侧螺旋桨式风扇5、风下游侧螺旋桨式风扇6的轮毂内部，与风扇形成为一体。
它们构成为从风上游侧依次是：换热器2、内置有外转子式风扇马达7a的风上游侧螺旋桨式风扇5、内置有另一个外转子式风扇马达7b的风下游侧螺旋桨式风扇6、前表面格栅10，且风上游侧螺旋桨式风扇5和风下游侧螺旋桨式风扇6的叶片形状其弦形状的弯曲方向相反，形成为在三维坐标系中从同一轴心方向看大致呈线对称并由两片叶片构成。
采用上述结构，风上游侧螺旋桨式风扇5的尾流的旋转能量(旋转流附带的浪费的能量)可由反转的风下游侧螺旋桨式风扇6回收，并可使风下游侧螺旋桨式风扇6的尾流的旋转流大致变成零，因此与在空调机的室外机1中仅使用一个尺寸较大的螺旋桨式风扇时相比，可增加静压和风量，可提高动作点静压效率。其结果是，可减小风扇马达7a、7b的输入功率，从而可减小空调机的COP和运行消耗电力。另外，虽说使用两个风扇马达7a、7b，但由于是必要风量和静压与在空调机的室外机1中仅使用一个尺寸较大的螺旋桨式风扇时相同的设计，可减少两个螺旋桨式风扇5、6(也称作对转风扇)各自受到的叶片负载，因此结果是，即使将两个风扇马达7a、7b的输入功率相加，也可小于仅使用一个尺寸较大的螺旋桨式风扇时的仅使用一个风扇马达时的输入功率。
两个风扇马达7a、7b为外转子式，相互反转，埋设在两个螺旋桨式风扇5、6的轮毂部内部，因此螺旋桨式风扇5、6与外转子式风扇马达7a、7b形成为一体，从而还可实现空调机的室外机的节省空间。在此，当然，即使风扇马达7a、7b不是外转子式风扇马达，而是将普通的使风扇马达轴旋转的风扇马达同轴地设置在风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇的外部，也只是占用空间而已，只要没有特别的妨碍就行。通过从风上游侧起按内置有外转子式风扇马达7a的风上游侧螺旋桨式风扇5、内置有另一个外转子式风扇马达7b的风下游侧螺旋桨式风扇6的顺序进行配置，在离开换热器2最远处配置两个螺旋桨式风扇5、6，可在换热器2与风上游侧螺旋桨式风扇5之间形成稍大的空间，可使换热器2的风速分布变得均匀，可进一步促进换热。此外，还可防止因换热器2与风上游侧螺旋桨式风扇5的干涉而引起的切风声。再者，由于在风下游侧螺旋桨式风扇6的下游没有风扇马达和风扇马达座，因此可减小通风阻抗，实现低噪音。
由于各个螺旋桨式风扇5、6的外周侧21、26弦长大于轮毂24、29侧弦长，因此可加强叶片端的负载而迅速、强烈地产生叶片端涡流并使其迅速衰竭，从而不会干涉后方叶片，可降低风扇噪音和提高风扇效率的性能。
(实施形态3)
用图1和图7对本发明的第3实施形态进行说明。由于符号标记和结构在实施形态1、2中进行了说明，因此省去。
提供一种空调机的室外机，改变在同一轴上反转的两个螺旋桨式风扇5、6(对转风扇)的转速进行设定，并具有作为促进换热用的风扇使用的两个螺旋桨式风扇5、6(对转风扇)。例如，在实施形态1中，可利用作为反转机构的反转机构8的传动比来设定风上游侧螺旋桨式风扇5的转速与风下游侧螺旋桨式风扇6的转速的比率。在实施形态2中，由于在各个螺旋桨式风扇5、6上配设有风扇马达7a、7b，因此可自由地设定各自的转速。
采用上述结构，由于可改变反转的两个螺旋桨式风扇5、6的转速，因此各个螺旋桨式风扇5、6的速度三角形不同，各个螺旋桨式风扇5、6的叶栅20、25工作时间的时刻错开，从而各叶栅20、25进行工作的时间轴不会干涉，也不会出现因高频而引起的离散噪音的峰值，还可实现低噪音。若各个螺旋桨式风扇5、6的外周侧21、26弦长大于轮毂24、29侧弦长，则可加强叶片端的负载而迅速、强烈地产生叶片端涡流并使其迅速衰竭，从而不会干涉后方叶片，可降低风扇噪音和提高风扇效率的性能。
(实施形态4)
图8是本发明第4实施形态的空调机的室外机的对转风扇的螺旋桨式风扇的子午面图。图9是图8所示螺旋桨式风扇的半径方向剖视图，表示的是上侧。各个风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇作为符号标记30进行统一。
在图8和图9中，螺旋桨式风扇30由两片叶片31构成，包括：前缘32、后缘33、轮毂34、以及顶边35。在同一轴上反转的两个螺旋桨式风扇30(对转风扇)的子午面(旋转投影图)上的前缘32相对于风上游侧呈凹状，各个螺旋桨式风扇30形成为从气流方向看呈线对称，半径方向截面中叶片31的截面形状形成为相对于风上游侧呈凹状。此外，提供一种具有这两个螺旋桨式风扇30的空调机的室外机。
采用上述结构，风上游侧螺旋桨式风扇30的尾流的旋转能量(旋转流附带的浪费的能量)可由反转的风下游侧螺旋桨式风扇30回收，并可使风下游侧螺旋桨式风扇30的尾流的旋转流大致变成零，因此与在空调机的室外机1中仅使用一个尺寸较大的螺旋桨式风扇时相比，可增加静压和风量，可提高动作点静压效率。另外，因从同一轴上反转的两个螺旋桨式风扇30的吸力面朝着压力面的泄漏气流而在螺旋桨式风扇的吸力面的顶边侧附近产生叶片端涡流，所述半径方向截面中叶片31的截面形状相对于风上游侧呈凹状的部分促进该叶片端涡流的产生，可使各个螺旋桨式风扇30的叶片31的流动状态变得最佳，因此可进一步提高动作点静压效率。在此，螺旋桨式风扇30的凹形叶片形状即使在任一方的风扇中采用也具有效果，但在双方中采用可进一步发挥本效果。
由于各个螺旋桨式风扇30的外周侧35弦长大于轮毂34侧弦长，因此可加强叶片端的负载而迅速、强烈地产生叶片端涡流并使其迅速衰竭，从而不会干涉后方叶片，可降低风扇噪音和提高风扇效率的性能。
(实施形态5)
图10是本发明第5实施形态的室外机的对转风扇的螺旋桨式风扇的子午面图。图11是图10所示螺旋桨式风扇的半径方向剖视图，表示的是上侧。各个风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇作为符号标记36进行统一。
在图10和图11中，螺旋桨式风扇36由两片叶片37构成，包括：前缘38、后缘39、轮毂40、以及顶边41。C-C是叶片37的中点线。对于在同一轴上反转的两个螺旋桨式风扇36(对转风扇)的子午面(旋转投影图)上的前缘38，叶片37的中点附近(C-C)的顶边侧41相对于风上游侧呈凹状，轮毂40侧呈凸状，对于半径方向截面中叶片37的截面形状，11边41侧相对于风上游侧呈凹状，轮毂40侧形成为凸状。此外，提供一种具有这两个螺旋桨式风扇36的空调机的室外机。
采用上述结构，风上游侧螺旋桨式风扇36的尾流的旋转能量(旋转流附带的浪费的能量)可由反转的风下游侧螺旋桨式风扇36回收，并可使风下游侧螺旋桨式风扇36的尾流的旋转流大致变成零，因此与在空调机的室外机1中仅使用一个尺寸较大的螺旋桨式风扇时相比，可增加静压和风量，可提高动作点静压效率。另外，因从同一轴上反转的两个螺旋桨式风扇36的吸力面朝着压力面的泄漏气流而在螺旋桨式风扇36的吸力面的顶边侧附近产生叶片端涡流，所述半径方向截面中叶片37的截面形状的顶边41侧相对于风上游侧呈凹状的部分促进该叶片端涡流的产生。所述半径方向截面中叶片36的截面形状的轮毂40侧的凸状部分对从螺旋桨式风扇36的叶片37的外周侧向半径方向流入的气流进行引导，因此促进叶片涡流的产生和径向流，从而可使各个螺旋桨式风扇36的叶片37的流动状态变得最佳，可进一步提高动作点静压效率。在此，螺旋桨式风扇36的凹凸形叶片形状即使在任一方的风扇中采用也具有效果，但在双方中采用可进一步发挥本效果。
由于各个螺旋桨式风扇36的外周侧41弦长大于轮毂40侧弦长，因此可加强叶片端的负载而迅速、强烈地产生叶片端涡流并迅速使其衰竭，从而不会干涉后方叶片，可降低风扇噪音和提高风扇效率的性能。
(实施形态6)
图12是本发明第6实施形态的室外机的风上游侧斜流式风扇的A方向俯视图，图13是风下游侧斜流式风扇的A方向俯视图，图14是风上游侧及风下游侧斜流式风扇的子午面图。各个风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇作为符号标记42进行统一。
在图12中，风上游侧斜流式风扇42包括：两片叶片43、沿旋转方向前伸的前缘44、后缘45、顶边46、以及轮毂47。在图13中，风下游侧斜流式风扇包括：两片叶片49、沿旋转方向前伸的前缘50、后缘51、顶边52、以及轮毂53。在同一轴上反转的两个促进换热用的风扇为斜流式风扇而不是螺旋桨式风扇，各个叶片43、49形状其弦形状的弯曲方向相反，是设计成在三维坐标系中从同一轴心方向看大致呈线对称且叶片数为两片的斜流式风扇42、48(对转风扇)，斜流式风扇42、48的轮毂47、53的形状形成为大致圆锥台状。此外，提供一种具有这两个斜流式风扇42、48的空调机的室外机。在此，风上游侧斜流式风扇42的旋转速度比风下游侧斜流式风扇48快。前缘44和50沿旋转方向前伸。该前缘44、50由螺旋线构成，但后缘45、51为直线状，也可如下构成：将三角状的叶片(三角叶片)紧贴直线状前缘而安装到外周侧，并使叶片43、49的半径相同。
采用上述结构，风上游侧斜流式风扇42的尾流的旋转能量(旋转流附带的浪费的能量)可由反转的风下游侧斜流式风扇48回收，并可使风下游侧斜流式风扇48的尾流的旋转流大致变成零，因此与在空调机的室外机1中仅使用一个尺寸较大的斜流式风扇时相比，可增加静压和风量，可提高动作点静压效率。此外，斜流式风扇的静压基本上高于螺旋桨式风扇。在空调机的室外机1中使用风扇直径大的风扇时，由与送风机的风扇直径和转速的相似法则可以明确，静压会变低。因此，在空调机的室外机1中使用风扇直径大的风扇时，使用静压高的斜流式风扇是最佳的结构。这与提高动作点静压效率相关。由于前缘44和50沿旋转方向前伸，因此可提高叶片端负载，从而可产生更强的叶片端涡流。虽迅速、强烈地产生叶片端涡流并使其迅速衰竭，但不会干涉后方叶片，风扇噪音、风扇效率的性能优良。
由于各个斜流式风扇42、48的外周侧46、52弦长大于轮毂47、53侧弦长(至少外周侧46、52弦长的长度与轮毂47、53侧弦长相同)，因此可加强叶片端的负载而迅速、强烈地产生叶片端涡流并迅速使其衰竭，从而不会干涉后方叶片，可降低风扇噪音和提高风扇效率的性能。
虽未图示，前缘44、50沿旋转方向前伸，但作为其它情况，即使风上游侧及风下游侧斜流式风扇42、48保持点对称性，前缘44、50沿旋转方向缩进，也可发挥对转风扇的效果。此外，若风上游侧及风下游侧斜流式风扇42、48至少不为线对称，并保持图5所示的旋转叶栅的方向关系(若沿用图5的话，则叶片20与25的弯曲方向相反)，则也可以是风上游侧及风下游侧斜流式风扇42、48的前缘44、48中的任一方为沿旋转方向前伸和缩进的组合，在这些情况下也可发挥对转风扇的效果。
(实施形态7)
用图15和图16来说明本发明的第7实施形态。图15是本发明的对转风扇的各个斜流式风扇的子午面图，图16是本发明的对转风扇的各个斜流式风扇的半径方向剖视图。各个风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇作为符号标记60进行统一。
在图15中，风上游侧及风下游侧斜流式风扇60的叶片61包括：前缘62、后缘63、顶边64、以及轮毂65。D-D为叶片61的中点线。构成具有两个斜流式风扇60的空调机，在同一轴上反转的两个促进换热用的风扇为斜流式风扇60(对转风扇)而不是螺旋桨式风扇，是设计成从同一轴心方向看大致对称且叶片数为两片的斜流式风扇60，斜流式风扇60的轮毂形状65形成为大致圆锥台状，对于斜流式风扇60的子午面(旋转投影图)上的前缘62，叶片的中点(D-D)附近的顶边64侧相对于风上游侧呈凹状，轮毂65侧呈凸状，对于半径方向截面中叶片61的截面形状，顶边64侧相对于风上游侧呈凹状，轮毂65侧呈凸状。
采用上述结构，风上游侧斜流式风扇60的尾流的旋转能量(旋转流附带的浪费的能量)可由反转的风下游侧斜流式风扇60回收，并可使风下游侧斜流式风扇60的尾流的旋转流大致变成零，因此与在空调机的室外机1中仅使用一个尺寸较大的斜流式风扇时相比，可增加静压和风量，可提高动作点静压效率。此外，斜流式风扇的静压基本上高于螺旋桨式风扇。在空调机的室外机1中使用风扇直径大的风扇时，由与送风机的风扇直径和转速的相似法则可以明确，静压会变低。因此，在空调机的室外机1中使用风扇直径大的风扇时，使用静压高的斜流式风扇是最佳的结构。这可提高动作点静压效率。
因从同一轴上反转的两个斜流式风扇60的吸力面朝着压力面的泄漏气流而在斜流式风扇60的吸力面的顶边64侧附近产生叶片端涡流，所述半径方向截面中叶片61的截面形状的顶边64侧相对于风上游侧呈凹状的部分促进该叶片端涡流的产生。所述半径方向截面中叶片61的截面形状的轮毂65侧的凸状部分对从斜流式风扇60的叶片的外周侧向半径方向流入的流进行引导，因此促进叶片端涡流和径向流，从而可使各个斜流式风扇60的叶片的流动状态变得最佳，可进一步提高动作点静压效率。在此，斜流式风扇60的凹凸形叶片形状即使在任一方的风扇中采用也具有效果，但在双方中采用可进一步发挥本效果。
由于各个斜流式风扇60的外周侧64弦长大于轮毂65侧弦长，因此可加强叶片端的负载而迅速、强烈地产生叶片端涡流并使其迅速衰竭，从而不会干涉后方叶片，可降低风扇噪音和提高风扇效率的性能。
(实施形态8)
用图17和图18来说明本发明的第8实施形态。图17是本发明的对转风扇的各个斜流式风扇的子午面图，图18是本发明的对转风扇的各个斜流式风扇的半径方向剖视图。在此，各个风上游侧及风下游侧斜流式风扇作为符号标记66进行统一。
在图17中，风上游侧及风下游侧斜流式风扇66的叶片67包括：前缘68、后缘69、顶边70、以及轮毂71。构成具有两个斜流式风扇66的空调机的室外机1，在同一轴上反转的两个促进换热用的风扇为斜流式风扇66(对转风扇)而不是螺旋桨式风扇，斜流式风扇66的轮毂71的形状形成为大致圆锥台状，是设计成从同一轴心方向看大致线对称且叶片数为两片的斜流式风扇66，斜流式风扇66的子午面(旋转投影图)上的前缘68相对于风上游侧呈凹状，半径方向截面中叶片67的截面形状相对于风上游侧呈凹状。
采用上述结构，风上游侧斜流式风扇66的尾流的旋转能量(旋转流附带的浪费的能量)可由反转的风下游侧斜流式风扇66回收，并可使风下游侧斜流式风扇66的尾流的旋转流大致变成零，因此与在空调机的室外机1中仅使用一个尺寸较大的斜流式风扇时相比，可增加静压和风量，可提高动作点静压效率。此外，斜流式风扇的静压基本上高于螺旋桨式风扇。在空调机的室外机1中使用风扇直径大的风扇时，由与送风机的风扇直径和转速的相似法则可以明确，静压会变低。因此，在空调机的室外机1中使用风扇直径大的风扇时，使用静压高的斜流式风扇是最佳的结构。这可提高动作点静压效率。另外，因从同一轴上反转的两个斜流式风扇66的吸力面朝着压力面的泄漏气流而在斜流式风扇66的吸力面的顶边侧70附近产生叶片端涡流，所述半径方向截面中叶片67的截面形状的相对于风上游侧呈凹状的部分促进该叶片端涡流的产生，可使各个斜流式风扇66的叶片67的流动状态变得最佳，因此可进一步提高动作点静压效率。在此，斜流式风扇66的凹形叶片形状即使在任一方的风扇中采用也具有效果，但在双方中采用可进一步发挥本效果。
由于各个斜流式风扇66的外周侧70弦长大于轮毂71侧弦长，因此可加强叶片端的负载而迅速、强烈地产生叶片端涡流并使其迅速衰竭，从而不会干涉后方叶片，可降低风扇噪音和提高风扇效率的性能。
工业上的可利用性
如上所述，在本发明的空调机的室外机中，风上游侧螺旋桨式风扇的尾流的旋转能量(旋转流附带的浪费的能量)可由反转的风下游侧螺旋桨式风扇回收，并可使风下游侧螺旋桨式风扇的尾流的旋转流大致变成零，因此与在空调机的室外机中仅使用一个尺寸较大的螺旋桨式风扇时相比，可增加静压和风量，可提高动作点静压效率。其结果是，可减小风扇马达的输入功率，减小空调机的COP和运行消耗电力，对于送风阻抗也可抑制风量的下降并减少噪音，可应用于室内空调机和店铺用标准空调机等各种空调机中。
此外，所述对转风扇可扩展到作为使用风扇的工业制品的民用设备中。即，也可作为换气扇、家庭用风扇、计算机冷却风扇等进行扩展。

Claims (12)

1.一种空调机的室外机，其特征在于，包括：压缩机、换热器、作为促进所述换热器换热用的风扇的两个螺旋桨式风扇，所述两个螺旋桨式风扇同轴地靠近设置，在相互反向地旋转时，气流方向相同。
2.如权利要求1所述的空调机的室外机，其特征在于，两个螺旋桨式风扇的叶片形状其弦形状的弯曲方向相反，从同一轴心方向看呈线对称。
3.如权利要求1或2所述的空调机的室外机，其特征在于，与螺旋桨式风扇同轴地具有：一个风扇马达、以及将所述风扇马达的旋转方向反转后进行传递的反转机构，两个螺旋桨式风扇中的一个螺旋桨式风扇由所述风扇马达驱动，另一个螺旋桨式风扇由所述反转机构驱动。
4.如权利要求3所述的空调机的室外机，其特征在于，从风上游侧起依次配设有换热器、风扇马达、风上游侧螺旋桨式风扇、反转机构、风下游侧螺旋桨式风扇，所述风上游侧螺旋桨式风扇由所述风扇马达驱动，所述风下游侧螺旋桨式风扇由所述反转机构驱动。
5.如权利要求3或4所述的空调机的室外机，其特征在于，反转机构收容在风上游侧螺旋桨式风扇的轮毂内部或风下游侧螺旋桨式风扇的轮毂内部，或收容在风上游侧及风下游侧螺旋桨式风扇双方的轮毂内部。
6.如权利要求1或2所述的空调机的室外机，其特征在于，两个风扇马达分别安装在两个螺旋桨式风扇上，利用分别设有的所述风扇马达来驱动所述两个螺旋桨式风扇。
7.如权利要求3至6中任一项所述的空调机的室外机，其特征在于，风扇马达为外转子式。
8.如权利要求1至7中任一项所述的空调机的室外机，其特征在于，改变在同一轴上反转的两个螺旋桨式风扇的转速进行设定。
9.如权利要求1至8中任一项所述的空调机的室外机，其特征在于，螺旋桨式风扇叶片半径方向的代表实际长度b与叶片的平方平均半径位置处的叶片弦长L的比值、即展弦比b/L为b/L≤1.1，所述螺旋桨式风扇的外周侧叶片弦长为轮毂侧叶片弦长以上。
10.如权利要求1至9中任一项所述的空调机的室外机，其特征在于，螺旋桨式风扇的子午面上的前缘相对于风的上侧呈凹状，在半径方向截面中叶片截面形状相对于风的上侧呈凹状，所述螺旋桨式风扇的外周侧弦长为轮毂侧弦长以上。
11.如权利要求1至9中任一项所述的空调机的室外机，其特征在于，对于螺旋桨式风扇的子午面上的前缘，叶片中点附近的顶边侧相对于风上游侧呈凹状，且轮毂侧呈凸状，对于半径方向截面中的叶片的截面形状，顶边侧相对于风的上侧呈凹状，且轮毂侧呈凸状，所述螺旋桨式风扇的外周侧弦长为轮毂侧弦长以上。
12.如权利要求1至11中任一项所述的空调机的室外机，其特征在于，作为促进换热用而使用轮毂形状形成为大致圆锥台形状的斜流式风扇来代替螺旋桨式风扇。
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