CN102297156B - 风扇、成型用模具和流体输送装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供风扇、成型用模具和流体输送装置。贯流风扇具有沿周向相互隔开间隔设置的多个风扇叶片(21)。风扇叶片(21)包括:内边缘部(27),配置在内周一侧;以及外边缘部(26),配置在外周一侧。在风扇叶片(21)上形成有由正压面(25)和负压面(24)构成的翼面(23),该翼面(23)在内边缘部(27)和外边缘部(26)之间延伸。风扇叶片(21)具有厚壁部配置成偏向内边缘部(27)的叶片断面形状,正压面(25)和负压面(24)之间的风扇叶片厚度在厚壁部处最大。在与外边缘部(26)相比更接近于配置有厚壁部的内边缘部(27)的位置上,形成有从翼面(23)凹陷的凹部(41)。按照这种结构,能够获得高送风能力。
Description
技术领域
本发明涉及风扇、成型用模具和流体输送装置,更具体地说,涉及贯流风扇或离心风扇等风扇、用于制造该风扇的成型用模具以及具有该风扇的流体输送装置。
背景技术
作为以往的风扇,例如专利文献1(日本专利公开公报特开2009-293616号)和专利文献2(日本专利公开公报特开2010-14123号)公开了一种横流风扇,该横流风扇抑制了风扇驱动用电动机的输入功率的增加。专利文献1、2公开的横流风扇具有向压力面一侧弯曲的叶片。在该叶片的外周侧边缘部上以规定间隔形成有多个切口部,多个所述切口部从外周侧边缘部沿直角方向切入。
近年来,为了保护地球环境,希望家庭用电气设备能够更加节能。例如,公知的是空气调节机(空气调节装置)或空气净化机这种电气设备的效率在很大程度上依存于安装在其内部的送风机的效率,因此,为了推进电气设备的节能化,需要提高送风机的送风能力。
送风机所使用的风扇可以例举贯流风扇(横流风扇)和离心风扇等,该贯流风扇形成与风扇的转动轴平行的平面状的吹出气流,该离心风扇从风扇的转动中心向其半径方向送出空气。在这些风扇中,作为提高风扇送风能力的常用方法,可以考虑增加风扇叶片的个数。按照这种方法,可以获得如下效果:由翼面粘性产生的增大向空气流传递的动量、以及由于相邻的风扇叶片之间的间隔缩小而有效地抑制空气流剥离区域的产生。其结果,可以获得良好的静压特性,并且可以提高风扇的送风能力。
然而,在增加了风扇叶片的个数的情况下,由于该增加的个数部分使风扇的重量变大,所以导致风扇叶片的驱动电动机的消耗电力增大。此外,如果使相邻的风扇叶片之间的间隔缩小,则由于这些叶片之间的流道阻力也增大,所以这也成为增大驱动电动机的消耗电力的原因之一。
另一方面,作为提高风扇送风能力的另一种方法,可以考虑采用具有翼型断面的风扇叶片。翼型断面是指如下断面形状:使风扇叶片的厚度为最大的厚壁部存在于偏向风扇叶片的内边缘部和外边缘部中的一个的位置上。在这种情况下,当空气从存在有厚壁部的内边缘部和外边缘部中的一个朝向另一个流动时,相邻的风扇叶片之间的流道形状成为拓宽流道,该拓宽流道沿空气的流动方向逐渐扩大。如果空气在这种拓宽流道中流动,则空气流的压力在下游恢复。因此,通过将厚壁部设置在最佳位置上,不增加风扇叶片的个数就可以得到良好的静压特性。
发明内容
为了解决上述课题,本发明的目的在于提供能够获得高送风能力的风扇、成型用模具和流体输送装置。
本发明提供一种风扇,该风扇具有沿周向相互隔开间隔设置的多个叶片部。叶片部包括:内边缘部,配置在内周一侧;以及外边缘部,配置在外周一侧。在叶片部上形成有由正压面和负压面构成的翼面,该翼面在内边缘部和外边缘部之间延伸。正压面配置在风扇的转动方向一侧,负压面配置在正压面的背面一侧。伴随风扇的转动,在翼面上产生流体流,该流体流在内边缘部和外边缘部之间流动。在沿与风扇的转动轴垂直的平面切断叶片部的情况下,叶片部具有厚壁部配置成偏向内边缘部和外边缘部中的一个的叶片断面形状,正压面和负压面之间的叶片部厚度在厚壁部处最大。在与内边缘部和外边缘部中的另一个相比,更接近于配置有厚壁部的内边缘部和外边缘部中的一个的位置上,形成有从翼面凹陷的凹部。凹部形成在正压面上,凹部从风扇转动轴方向上的叶片部的一端延伸至另一端,在沿与风扇的转动轴垂直的平面切断所述叶片部的情况下,所述叶片部的断面面积从所述一端朝向所述另一端逐渐变大,从所述翼面凹陷的所述凹部的断面面积为所述另一端一侧比所述一端一侧大,多个所述叶片部包括在所述叶片部上形成的所述凹部的形态彼此不同的第一叶片部和第二叶片部。
按照这种结构的风扇,当流体在相邻的叶片部之间从配置有厚壁部的内边缘部和外边缘部中的一个朝向它们中的另一个流动时,由于流体 流的压力恢复,所以可以得到良好的静压特性。另一方面,通过在接近于配置有厚壁部的内边缘部和外边缘部中的一个的位置上形成凹部,可以确保叶片部的强度,并且可以降低风扇的重量。此时,通过在凹部中生成流体流的旋涡(二次流),使通过翼面的流体流(主流)沿凹部中产生的旋涡的外侧流动。因此,即使在叶片部上形成有凹部,也可以使流体沿翼面稳定地流动。其结果,可以得到具有高送风能力的风扇。此外,按照这种结构的风扇,可以确保叶片部的强度,并且可以大幅度地降低风扇的重量。
此外,按照这种结构的风扇,与负压面相比,在正压面上较大的压力作用于通过翼面的流体流。因此,即使在正压面上形成有凹部,也可以使流体沿翼面稳定地流动。此外,可以使从翼面凹陷的凹部的断面面积变小,从而使翼面上的流体流稳定,并且可以大幅度地降低风扇的重量。
此外,优选的是,叶片部的形成有凹部的位置的厚度,在内边缘部和外边缘部之间的叶片部厚度的平均值以上。按照这种结构的风扇,可以防止叶片部的形成有凹部的位置的厚度过小,从而可以确保叶片部的强度。
此外,优选的是,多个凹部沿连接内边缘部和外边缘部的方向排列。按照这种结构的风扇,可以使从翼面凹陷的各凹部的断面面积变小,从而使翼面上的流体流稳定,并且可以大幅度地降低风扇的重量。
此外,优选的是,多个叶片部包括在叶片部上形成的凹部的形态彼此不同的第一叶片部和第二叶片部。
按照这种结构的风扇,通过使叶片部上形成的凹部的形态不同,在第一叶片部和第二叶片部之间,凹部中形成的流体流的旋涡的形状、大小和数量不同。在这种情况下,由于沿该旋涡的外侧流动的流体流也受到旋涡的形状、大小和数量的影响,所以可以使比凹部靠向下游的流体流的方向和速度在第一叶片部和第二叶片部之间不一致。由此,可以使叶片部的通过音的频率分散,从而可以抑制伴随风扇的驱动所产生的噪音。
此外,优选的是,叶片部的厚度从内边缘部和外边缘部中的一个朝向厚壁部逐渐变大,并且从厚壁部朝向内边缘部和外边缘部中的另一个逐渐变小。按照这种结构的风扇,在相邻的叶片部之间可以得到拓宽流道,该拓宽流道的流道断面从配置有厚壁部的内边缘部和外边缘部中的一个朝向它们中的另一个逐渐扩大。由此,可以使拓宽流道中流动的流体流的压力恢复。
此外,优选的是,厚壁部配置成与外边缘部相比偏向内边缘部。凹部在与外边缘部相比更接近内边缘部的位置上以从正压面凹陷的方式形成。在叶片部上还形成有追加凹部。追加凹部在与内边缘部相比更接近外边缘部的位置上以从负压面凹陷的方式形成。按照这种结构的风扇,通过形成追加凹部,可以进一步降低风扇的重量。此时,通过在追加凹部中生成流体流的旋涡,可以使流体沿负压面顺畅地流动。此外,由于与正压面相比,在负压面上流动的流体不会受到离心力的影响,所以可以抑制尘埃积存在追加凹部内。
此外,优选的是,从负压面凹陷的追加凹部的深度比从正压面凹陷的凹部的深度小。按照这种结构的风扇,可以防止在离开厚壁部的外边缘部一侧上使叶片部的厚度过小,从而可以确保叶片部的强度。
此外,优选的是,在沿周向排列的多个叶片部的内侧形成有内侧空间,在其外侧形成有外侧空间。上述记载的任意一个风扇都是贯流风扇,在从风扇的转动轴方向观察的情况下,该贯流风扇从相对于转动轴位于一侧的外侧空间向内侧空间吸入流体,并且向相对于转动轴位于另一侧的外侧空间送出吸入的流体。按照这种结构的风扇,可以得到轻量且具有高送风能力的贯流风扇。
此外,优选的是,在沿周向排列的多个叶片部的内侧形成有内侧空间,在其外侧形成有外侧空间。上述记载的任意一个风扇都是离心风扇,该离心风扇从内侧空间向外侧空间送出流体。厚壁部配置成与外边缘部相比偏向内边缘部。按照这种结构的风扇,可以得到轻量且具有高送风能力的离心风扇。
此外,优选的是,上述记载的任意一个风扇都由树脂形成。按照这 种结构的风扇,可以得到一种轻量且能够发挥高送风能力的树脂制的风扇。
本发明提供一种成型用模具,该成型用模具用于对上述记载的任意一个风扇进行成型。按照这种结构的成型用模具,可以制造树脂制的风扇。
本发明提供一种流体输送装置,该流体输送装置具有送风机,该送风机包括:上述记载的任意一个风扇;以及驱动电动机,与风扇连接,使多个叶片部转动。按照这种结构的流体输送装置,可以保持高送风能力,并且可以降低驱动电动机的消耗电力。
如上所述,按照本发明,可以提供具有高送风能力的风扇、成型用模具和流体输送装置。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的贯流风扇的立体图。
图2是表示构成图1中的贯流风扇的一个叶轮的立体图。
图3是表示沿图1中的III-III线的贯流风扇的断面图。
图4是表示图1中的贯流风扇所具有的风扇叶片的断面图。
图5是表示采用了图1中的贯流风扇的空气调节机的断面图。
图6是放大表示图5中的空气调节机的吹出口附近的断面图。
图7是表示在图5中的空气调节机的吹出口附近产生的空气流的断面图。
图8是表示制造图1中的贯流风扇时所使用的成型用模具的断面图。
图9是放大表示由图7中的双点划线IX包围的范围的断面图。
图10是示意性表示图9中所示的范围的空气通道的图。
图11是表示在图7中所示的下游区域内、在风扇叶片的翼面上产生的现象的断面图。
图12是表示在图7中所示的上游区域内、在风扇叶片的翼面上产生 的现象的断面图。
图13是表示贯流风扇的风量和驱动用电动机的消耗电力(输入功率)之间关系的曲线图。
图14是表示贯流风扇的静压特性的曲线图。
图15是表示图11中所示的风扇叶片的变形例的断面图。
图16是表示图2中的风扇叶片的立体图。
图17是表示沿图16中的XVII-XVII线的风扇叶片的断面图。
图18是表示沿图16中的XVIII-XVIII线的风扇叶片的断面图。
图19是表示图1中的贯流风扇的第一变形例的立体图。
图20是表示图19中的贯流风扇所具有的风扇叶片的断面图。
图21是表示将图19中的贯流风扇应用于空气调节机时的下游区域的断面图。
图22是表示图1中的贯流风扇的第二变形例的立体图。
图23是表示图22中的贯流风扇所具有的风扇叶片的断面图。
图24是表示图23中所示的风扇叶片的第一变形例的断面图。
图25是表示图23中所示的风扇叶片的第二变形例的断面图。
图26是表示图23中所示的风扇叶片的第三变形例的断面图。
图27是表示图23中所示的风扇叶片的第四变形例的断面图。
图28是表示图23中所示的风扇叶片的第五变形例的断面图。
图29是表示图1中的贯流风扇的第三变形例的断面图。
图30是表示本发明实施方式3的离心风扇的立体图。
图31是表示采用了图30中的离心风扇的送风机的断面图。
图32是表示沿图31中的XXXII-XXXII线的送风机的断面图。
图33是表示采用了图30中的离心风扇的空气净化机的断面图。
附图标记说明
10离心风扇,12、12A、12B、12C叶轮,13、13p、13q外周框,13a、13b端面,14圆盘部,16轴毂部,21、21A~21F风扇叶片,23翼面,24负压面,25正压面,26外边缘部,27内边缘部,28中心线,31一端,32另一端,40厚壁部,41、41A~41C、42、43、46、47凹部,51内周侧区域,52外周侧区域,55空气通道,100贯流风扇,101中心轴,105、107、111旋涡,160成型用模具,162可动侧模具,164固定侧模具,166型腔,210空气调节机,215送风机,220室内机,222外壳,222A机壳,222B前面板,224吸入口,225吹出口,226送风通路,228空气过滤器,229室内侧热交换器,231横百叶板,232纵百叶板,241上游区域,242下游区域,246上游外侧空间,247内侧空间,248下游外侧空间,251前方壁部,252后方壁部,253、254突出部,256上侧导向部,257下侧导向部,262强制旋涡,320送风机,326封装外壳,327吹出部,328驱动电动机,329外壳,329a导向壁,330吸入部,331内周侧空间,332外周侧空间,340空气净化机,341过滤器,342吸入口,343吹出口,344壳体,344a后壁,344b顶壁,345管道,350送风机,351驱动电动机,352外壳,352a导向壁,353吸入部,354吹出部。
具体实施方式
下面参照附图,对本发明的实施方式进行说明。而且,在以下所参照的附图中,相同或相应的构件采用相同的附图标记。
[实施方式1]
(贯流风扇的基本结构说明)
图1是表示本发明实施方式1的贯流风扇的立体图。图2是表示构成图1中的贯流风扇的一个叶轮的立体图。图3是表示沿图1中的III-III线的贯流风扇的断面图。
参照图1至图3,本实施方式的贯流风扇(横流风扇)100具有多个风扇叶片21。贯流风扇100的整体外观为大体圆筒形,多个风扇叶片21配置在该大体圆筒形的圆周面上。贯流风扇100由树脂一体形成。贯流风扇100以图中所示的虚拟的中心轴101为中心,沿箭头103所示的方 向转动。
贯流风扇100利用转动的多个风扇叶片21,向与作为转动轴的中心轴101垂直的方向送风。在从中心轴101的轴向观察的情况下,贯流风扇100相对于中心轴101从一侧的外侧空间向风扇的内侧空间吸入空气,并且相对于中心轴101向另一侧的外侧空间送出吸入的空气。贯流风扇100在与中心轴101垂直的平面内形成空气流,该空气流向与中心轴101交叉的方向流动。贯流风扇100形成与中心轴101平行的平面状的吹出气流。
在适合于家庭用电气设备等的风扇的低雷诺数区域的转速下,使用贯流风扇100。
贯流风扇100由沿中心轴101的轴向排列的多个叶轮12组合而成。在各叶轮12中,以中心轴101为中心,沿其周向相互隔开间隔设置有多个风扇叶片21。
贯流风扇100还具有作为支撑部的外周框13。外周框13是以中心轴101为中心呈环状延伸的环形。外周框13具有端面13a和端面13b。端面13a与沿中心轴101轴向的一个方向相对。端面13b配置在端面13a的背面一侧,与沿中心轴101轴向的另一个方向相对。
外周框13设置在沿中心轴101的轴向相邻的叶轮12之间。
仔细观察相邻配置的图1中的叶轮12A和叶轮12B,设置在叶轮12A上的多个风扇叶片21直立设置在端面13a上,并且沿中心轴101的轴向呈板状延伸。设置在叶轮12B上的多个风扇叶片21直立设置在端面13b上,并且沿中心轴101的轴向呈板状延伸。
在贯流风扇100的制造工序中,通过树脂成型来制造图2中所示的叶轮12。此外,通过使所得到的多个叶轮12相互连接,从而得到图1中的贯流风扇100的形态。
图3表示沿与作为贯流风扇100转动轴的中心轴101垂直的平面切断时的风扇叶片21的叶片断面。
参照图2、图3,风扇叶片21具有内边缘部27和外边缘部26。内 边缘部27配置在风扇叶片21的内周一侧。外边缘部26配置在风扇叶片21的外周一侧。风扇叶片21从内边缘部27朝向外边缘部26、向以中心轴101为中心的周向倾斜。风扇叶片21从内边缘部27朝向外边缘部26、向贯流风扇100的转动方向倾斜。
在风扇叶片21上形成有翼面23,该翼面23由正压面25和负压面24构成。正压面25配置在贯流风扇100的转动方向一侧,负压面24配置在正压面25的背面一侧。当贯流风扇100转动时,伴随在翼面23上产生空气流,产生了在正压面25上相对较大、在负压面24上相对较小的压力分布。风扇叶片21在内边缘部27和外边缘部26之间,具有以正压面25一侧凹下、负压面24一侧凸起的方式整体弯曲的叶片断面。风扇叶片21在内边缘部27和外边缘部26之间具有薄壁的叶片断面。
图4是表示图1中的贯流风扇所具有的风扇叶片的断面图。参照图4,图中表示了风扇叶片21的叶片断面的厚度方向(连接正压面25和负压面24的方向)的中心线28。
中心线28在叶片断面中延伸,把风扇叶片21的叶片断面分为正压面25一侧和负压面24一侧。中心线28可以由单一的圆弧构成,也可以由曲率不同的多个圆弧组合而成。风扇叶片21在中心线28朝向内周一侧延伸的前端上具有内边缘部27,在中心线28朝向外周一侧延伸的前端上具有外边缘部26。中心线28在内边缘部27和外边缘部26之间弯曲延伸。另外,中心线28在形成有后面叙述的凹部41的位置上,如图4中的虚线所示,表示在没有设置凹部41时的正压面25和负压面24之间的中心位置延伸。
正压面25和负压面24分别在内边缘部27和外边缘部26之间弯曲延伸。在把正压面25和负压面24之间的长度作为风扇叶片21的厚度的情况下,风扇叶片21在内边缘部27和外边缘部26之间的任意位置上具有厚度T。在本实施方式中,风扇叶片21的厚度T在内边缘部27和外边缘部26上为零。风扇叶片的厚度T在内边缘部27和外边缘部26之间连续变化。
在风扇叶片21的翼面23上确定有:内周侧区域51,距内边缘部27 比距外边缘部26近;以及外周侧区域52,距外边缘部26比距内边缘部27近。即,在连接内边缘部27和外边缘部26的中心线28的延伸方向上,内周侧区域51配置在内边缘部27一侧,外周侧区域52配置在外边缘部26一侧。内周侧区域51、外周侧区域52的边界位置和内边缘部27之间的翼面23(正压面25或负压面24)的长度,等于内周侧区域51、外周侧区域52的边界位置和外边缘部26之间的翼面23(正压面25或负压面24)的长度。
风扇叶片21具有厚壁部40。在连接内边缘部27和外边缘部26的中心线28上,风扇叶片21在厚壁部40具有最大的厚度Tmax。风扇叶片21的厚度T从内边缘部27朝向厚壁部40逐渐变大,在厚壁部40处为最大,并且从厚壁部40朝向外边缘部26逐渐变小。
厚壁部40配置成偏向内边缘部27和外边缘部26中的一个。在本实施方式中,厚壁部40配置成偏向内边缘部27和外边缘部26中的内边缘部27。厚壁部40配置在距内边缘部27比距外边缘部26近的内周侧区域51内。厚壁部40与内边缘部27相邻配置。厚壁部40配置在如下位置上:使内边缘部27和厚壁部40之间的翼面23的长度,比厚壁部40与内周侧区域51和外周侧区域52的边界位置之间的翼面23的长度小。整体观察,风扇叶片21具有在内周一侧相对较厚、在外周一侧相对较薄的叶片断面。
在沿与中心轴101垂直的平面切断风扇叶片21的情况下,风扇叶片21具有翼型(aerofoil)断面,该翼型断面具有厚壁部40,该厚壁部40配置成偏向内边缘部27和外边缘部26中的一个。
参照图2至图4,在风扇叶片21上形成有凹部41。以从翼面23凹陷的方式来形成凹部41。凹部41形成在与外边缘部26相比更接近于配置有厚壁部40的内边缘部27的位置上,即,形成在内周侧区域51内。在与配置有厚壁部40的内边缘部27相比更接近外边缘部26的位置上没有形成凹部,即,在外周侧区域52内没有形成凹部。
在本实施方式中,凹部41形成在正压面25上。在负压面24上没有形成凹部。凹部41形成在正压面25和负压面24中的一个上。正压面25 中,在内边缘部27和外边缘部26之间的形成有凹部41的位置上,翼面23为断续性的表面。另一方面,在没有形成凹部的负压面24中,翼面23在内边缘部27和外边缘部26之间连续延伸。
如图2中所示,风扇叶片21沿中心轴101的轴向在一端31和另一端32之间延伸。在图1中所示的贯流风扇100的形态中,一端31与外周框13的端面13b连接,另一端32与外周框13的端面13a连接。
凹部41为沿中心轴101的轴向延伸的槽状。凹部41沿中心轴101的轴向在风扇叶片21的一端31和另一端32之间连续延伸。凹部41沿中心轴101的轴向在风扇叶片21的一端31和另一端32之间呈直线状延伸。
在沿与中心轴101垂直的平面切断凹部41的情况下,凹部41具有三角形的断面。凹部41并不限定于这种形状,例如也可以具有梯形或圆弧形的断面。
在风扇叶片21上形成有多个凹部41(41A、41B、41C)。多个凹部41在正压面25和负压面24中的一个表面上沿连接内边缘部27和外边缘部26的方向排列。多个凹部41在正压面25上沿连接内边缘部27和外边缘部26的方向排列。
凹部41A配置成距内边缘部27最近,凹部41C配置成距内边缘部27最远,凹部41B配置在凹部41A和凹部41C之间。凹部41A、凹部41B和凹部41C具有彼此不同的断面形状。凹部41A、凹部41B和凹部41C具有彼此不同的槽深度。多个凹部41形成为距内边缘部27越远所配置的凹部41的槽深度越小。凹部41A、凹部41B和凹部41C在翼面23上具有彼此不同的开口宽度。
参照图1至图3,多个风扇叶片21具有彼此相同的叶片断面形状。在使风扇叶片21以中心轴101为中心转动的情况下,多个风扇叶片21的翼面23相互重合。随机排列多个风扇叶片21的相邻的风扇叶片21之间的间距。例如通过按照随机数正态分布、不等间隔地配置多个风扇叶片21,来实现这种随机间距。
多个叶轮12的风扇叶片21的排列彼此相同。即,在各叶轮12中, 排列多个风扇叶片21的间隔和以该间隔排列的风扇叶片21的顺序在多个叶轮12之间相同。
另外,多个风扇叶片21的排列并不限定于随机间距,也可以等间距排列。
在从中心轴101的轴向观察的情况下,以在相邻的叶轮12之间产生偏移角度R的方式,来层叠多个叶轮12。例如,仔细观察以例举的顺序相邻配置的图1中的叶轮12A、叶轮12B和叶轮12C,叶轮12B相对于叶轮12A层叠成:叶轮12A和叶轮12B的全部风扇叶片21从沿中心轴101的轴向重合的位置开始,以中心轴101为中心仅偏离了偏移角度R。此外,叶轮12C相对于叶轮12B层叠成:叶轮12B和叶轮12C的全部风扇叶片21从沿中心轴101的轴向重合的位置开始,以中心轴101为中心仅偏离了偏移角度R(从叶轮12A观察为2R)。
(空气调节机和成型用模具的结构说明)
图5是表示采用了图1中的贯流风扇的空气调节机的断面图。参照图5,空气调节机210包括:室内机220,设置在室内,并且设置有室内侧热交换器229;以及未图示的室外机,设置在室外,并且设置有室外侧热交换器和压缩机。通过配管连接室内机220和室外机,该配管用于使制冷剂气体在室内侧热交换器229和室外侧热交换器之间循环。
室内机220具有送风机215。送风机215包括:贯流风扇100;未图示的驱动电动机,用于使贯流风扇100转动;以及外壳222,用于伴随贯流风扇100的转动,产生规定的气流。
外壳222具有机壳222A和前面板222B。机壳222A被室内的墙面支撑,前面板222B装拆自如地安装在机壳222A上。前面板222B的下端部和机壳222A的下端部之间的间隙形成吹出口225。吹出口225为沿室内机220的宽度方向延伸的大体矩形,并且设置成面对前下方。在前面板222B的上表面上,形成有格子状的吸入口224。
在与前面板222B相对的位置上设置有空气过滤器228,用于捕集、除去从吸入口224吸入的空气中含有的尘埃。在前面板222B和空气过滤器228之间形成的空间内,设置有未图示的空气过滤器清扫装置。利用 空气过滤器清扫装置,自动地除去积存在空气过滤器228上的尘埃。
在外壳222的内部形成有送风通路226,该送风通路226使空气从吸入口224朝向吹出口225流动。在吹出口225中设置有:纵百叶板232,能够改变左右方向的吹出角度;以及多个横百叶板231,能够将上下方向的吹出角度改变成前上方、水平方向、前下方和正下方。
在送风通路226路径上的贯流风扇100和空气过滤器228之间,配置有室内侧热交换器229。室内侧热交换器229具有弯曲形状的未图示的制冷剂管,该制冷剂管沿上下方向并列设置成多层,并且沿前后方向并列设置成多列。室内侧热交换器229与设置在屋外的室外机的压缩机连接,利用压缩机的驱动使制冷循环运转。通过制冷循环的运转,当冷气装置运转时,将室内侧热交换器229冷却成比周围温度低,当暖气装置运转时,将室内侧热交换器229加热成比周围温度高。
图6是放大表示图5中的空气调节机的吹出口附近的断面图。参照图5、图6,外壳222具有前方壁部251和后方壁部252。前方壁部251和后方壁部252相互隔开间隔相对配置。
贯流风扇100配置成在送风通路226的路径上位于前方壁部251和后方壁部252之间。在前方壁部251上形成有突出部253,该突出部253朝向贯流风扇100的外周面突出,使贯流风扇100和前方壁部251之间的间隙变小。在后方壁部252上形成有突出部254,该突出部254朝向贯流风扇100的外周面突出,使贯流风扇100和后方壁部252之间的间隙变小。
外壳222具有上侧导向部256和下侧导向部257。在比贯流风扇100靠向空气流下游的位置上,由上侧导向部256和下侧导向部257确定送风通路226。
上侧导向部256和下侧导向部257分别与前方壁部251和后方壁部252相连,并且朝向吹出口225延伸。上侧导向部256和下侧导向部257以上侧导向部256为内周一侧、下侧导向部257为外周一侧的方式,使贯流风扇100送出的空气弯曲,并向前下方引导该空气。上侧导向部256和下侧导向部257从贯流风扇100越朝向吹出口225,使送风通路226 的断面面积越扩大。
在本实施方式中,前方壁部251和上侧导向部256与前面板222B一体形成。后方壁部252和下侧导向部257与机壳222A一体形成。
图7是表示在图5中的空气调节机的吹出口附近产生的空气流的断面图。参照图5至图7,在送风通路226的路径上形成有:上游外侧空间246,位于比贯流风扇100靠向空气流上游的位置上;内侧空间247,位于贯流风扇100的内侧(沿周向排列的多个风扇叶片21的内周一侧);以及下游外侧空间248,位于比贯流风扇100靠向空气流下游的位置上。
当贯流风扇100转动时,以突出部253、254为边界,在送风通路226的上游区域241中形成有空气流261,该空气流261从上游外侧空间246通过风扇叶片21的翼面23、并朝向内侧空间247,并且以突出部253、254为边界,在送风通路226的下游区域242中形成有空气流261,该空气流261从内侧空间247通过风扇叶片21的翼面23、并朝向下游外侧空间248。此时,在与前方壁部251相邻的位置上,形成有空气流的强制旋涡262。
另外,在本实施方式中,虽然以空气调节机为例进行了说明,但是本发明的贯流风扇也能够应用于其他送出流体的装置,例如空气净化机、加湿机、冷却装置或换气装置等。
图8是表示制造图1中的贯流风扇时所使用的成型用模具的断面图。参照图8,成型用模具160具有固定侧模具164和可动侧模具162。通过固定侧模具164和可动侧模具162来确定型腔166,该型腔166与贯流风扇100形状基本相同,用于注入流动性的树脂。
也可以在成型用模具160中设置未图示的加热器,该加热器用于提高注入型腔166内的树脂的流动性。例如在采用加入了玻璃纤维的AS(acrylonitrile-styrene丙烯腈-苯乙烯共聚物)树脂那样的增加了强度的合成树脂的情况下,设置这种加热器特别有效。
另外,后面叙述的实施方式3的离心风扇10也通过与图8中的成型用模具160结构相同的模具来制造。
(作用、效果的详细说明)
接着,在假设将贯流风扇100应用于图5至图7中的空气调节机的情况下,对本实施方式的贯流风扇100所起到的作用、效果进行说明。
图9是放大表示由图7中的双点划线IX包围的范围的断面图。图10是示意性表示图9中所示的范围的空气通道的图。
参照图9、图10,在下游区域242内,当形成从内侧空间247朝向下游外侧空间248的空气流时(参照图6),在相邻的风扇叶片21之间所形成的空气通道55内产生空气流,该空气流从内边缘部27流入并通过翼面23、再从外边缘部26流出。
在本实施方式的贯流风扇100中,风扇叶片21的厚度为最大的厚壁部40配置成偏向内边缘部27和外边缘部26中的内边缘部27。因此,相邻的风扇叶片21之间所形成的空气通道55在内周一侧具有相对较小的流道面积S1、在外周一侧具有较大的流道面积S2。按照这种结构,从内边缘部27流向外边缘部26的空气在拓宽流道内流动,该拓宽流道的流道断面从上游朝向下游扩大。
空气通道55内周一侧的空气流的压力和速度分别为P1和V1,空气通道55外周一侧的空气流的压力和速度分别为P2和V2,下游外侧空间248的压力为P3。在这种情况下,空气流的速度从空气通道55的内周一侧朝向外周一侧逐渐变小,另一方面,空气流的压力逐渐增大(V1>V2、P1<P2)。由此,从相邻的风扇叶片21之间的空气通道55送出的空气流的压力P2比下游外侧空间248的压力P3大,其结果,可以提高贯流风扇100的静压特性。
由于空气流的流速在下游区域242中比上游区域241变快,所以翼面23上的空气流容易产生剥离。本实施方式中,在这种空气流容易剥离的下游区域242中,通过得到由上述拓宽流道产生的压力恢复效果,从而大幅度提高了贯流风扇100的送风能力。
图11表示在图7中所示的下游区域内、在风扇叶片的翼面上产生的现象的断面图。参照图11,在下游区域242内,当形成从内侧空间247朝向下游外侧空间248的空气流时,在风扇叶片21的翼面23上产生空气流,该空气流从内边缘部27流入并通过翼面23,再从外边缘部26流 出。此时,在形成于正压面25的凹部41中,形成沿顺时针方向的空气流的旋涡105(二次流)。由此,通过翼面23的空气流106(主流)沿凹部41中产生的旋涡105的外侧流动。
对在凹部41中形成旋涡105的理由进行说明,如上所述,在适合于家庭用电气设备等的风扇的低雷诺数区域的转速下,使用贯流风扇100,并且,凹部41的尺寸至少比风扇叶片21的厚度T小。因此,相对于把内边缘部27和外边缘部26之间的距离作为尺寸比例来考虑的风扇叶片21周围的空气流的雷诺数,凹部41内的空气流的雷诺数较小,例如为10-1的数量级。因此,凹部41内的空气流成为具有粘性的气流,形成了沿凹部41的凹形的旋涡。
图12是表示在图7中所示的上游区域内、在风扇叶片的翼面上产生的现象的断面图。参照图12,在上游区域241内,当形成从上游外侧空间246朝向内侧空间247的空气流时,在风扇叶片21的翼面23上产生空气流,该空气流从外边缘部26流入并通过翼面23、再从内边缘部27流出。此时,在形成于正压面25上的凹部41中,形成沿逆时针方向的空气流的旋涡107(二次流)。由此,通过翼面23的空气流108(主流)沿凹部41中产生的旋涡107的外侧流动。
即,在贯流风扇100中,如果风扇叶片21从上游区域241向下游区域242移动,则翼面23上的空气的流动方向反转,伴随于此,在凹部41中产生的旋涡的转动方向也反转。
此外,在采用了具有翼型断面的风扇叶片的情况下,每一个风扇叶片的重量都变大。因此,风扇的整体重量也增大,导致风扇叶片的驱动电动机的消耗电力增大。对此,在本实施方式的贯流风扇100中,通过在风扇叶片21上形成凹部41,可以降低风扇叶片21的重量。此时,由于凹部41形成在偏向配置有厚壁部40的内边缘部27的位置上,所以可以防止因形成凹部41而导致风扇叶片21的强度大幅度下降。
另一方面,由于在风扇叶片21上形成了凹部41而导致翼面23上产生空气流的剥离。对此,通过在凹部41中形成涡流,使翼面23上的空气流犹如利用旋涡堵住凹部41。因此,空气不会在相邻的风扇叶片21 之间产生剥离,而是在内边缘部27和外边缘部26之间稳定地流动。特别是在本实施方式中,在正压面25上形成有多个凹部41。按照这种结构,可以使每个凹部41的断面面积变小,从而使翼面23上的空气流稳定,并且可以大幅度地降低风扇叶片21的重量。
此外,如图11、图12中所示,形成在凹部41中的旋涡105、107为从翼面23突出的形态,空气流106、108在上述旋涡105、107的外侧流动。因此,风扇叶片21在形成有旋涡105、107的位置上,犹如叶片断面形状被加厚的厚壁叶片。由此,实际上得到了与增加风扇叶片21的个数而使相邻的风扇叶片21之间的间隔变窄时同样的作用,从而可以防止在相邻的风扇叶片21之间产生空气流逆流的现象。
采用图1中所示的本实施方式的贯流风扇100和比较例1、比较例2的贯流风扇,实施如下所述的实施例。比较例1的贯流风扇具有的风扇叶片在内边缘部27和外边缘部26之间厚度基本均匀。比较例2的贯流风扇具有的风扇叶片与风扇叶片21的叶片断面形状相同,但是在风扇叶片上都没有形成凹部。上述贯流风扇的大小都是直径为中心轴101轴向的长度为600mm,并且风扇叶片的设置形态也相同。
图13是表示贯流风扇的风量和驱动用电动机的消耗电力(输入功率)之间关系的曲线图。参照图13,将图1中所示的本实施方式的贯流风扇100和比较例1、比较例2的贯流风扇应用于图5至图7中的空气调节机,边使风量变化、边测量各风量时的驱动用电动机的消耗电力。如图中所示,与比较例1、2的贯流风扇相比,本实施方式的贯流风扇100通过降低重量和提高送风能力,可以降低相同风量时的电动机的消耗电力。
图14是表示贯流风扇的静压特性的曲线图。参照图14,将图1中所示的本实施方式的贯流风扇100和比较例1、比较例2的贯流风扇应用于图5至图7中的空气调节机,测量各贯流风扇的静压特性(P:静压-Q:风量)。如图中所示,与比较例1、2的贯流风扇相比,本实施方式的贯流风扇100可以得到良好的静压特性。
图15是表示图11中所示的风扇叶片的变形例的断面图。参照图15, 图中所示变形例中,在风扇叶片21上除了形成有从正压面25凹陷的凹部41以外,还形成有从负压面24凹陷的凹部42。在凹部42中形成有沿逆时针方向的空气流的旋涡111,通过负压面24的空气流112沿凹部42中产生的旋涡111的外侧流动。
即使在采用了具有这种结构的风扇叶片21的情况下,也可以通过形成凹部41、42来降低风扇叶片21的重量,并且通过在凹部41、42中产生旋涡105、111,可以使翼面23上的空气流106、112稳定。此外,如上所述,风扇叶片21在形成有旋涡105、111的位置上,犹如叶片断面形状被加厚的厚壁叶片。此时,如果这种加厚效果过度,则负压面24上的空气流112变得不稳定,可能导致在比凹部42靠向下游的位置上产生剥离。另一方面,由于正压面25上的空气流106在空气通道55中受到更大的压力,所以与风扇叶片21的加厚效果无关,可以减少产生剥离的现象。
(贯流风扇的细部结构说明)
参照图4,风扇叶片21的形成有凹部41的位置的厚度,在内边缘部27和外边缘部26之间的风扇叶片21厚度的平均值以上。
更具体地说,当风扇叶片21的形成有凹部41A、凹部41B和凹部41C的位置的厚度分别为T1、T2和T3时,厚度T1、T2和T3在内边缘部27和外边缘部26之间的风扇叶片21厚度的平均值以上。例如在将内边缘部27和外边缘部26之间10等分后的各位置(除了形成有凹部41的位置以外)上测量风扇叶片21的厚度,根据得到的测量值来计算风扇叶片21厚度的平均值。
按照这种结构,可以防止风扇叶片21的形成有凹部41的各位置的厚度过小,从而可以充分确保风扇叶片21的强度。
图16是表示图2中的风扇叶片的立体图。图17是表示沿图16中的XVII-XVII线的风扇叶片的断面图。图18是表示沿图16中的XVIII-XVIII线的风扇叶片的断面图。在图17中表示了风扇叶片21的一端31一侧的断面,在图18中表示了风扇叶片21的另一端32一侧的断面。
参照图16至图18,采用图8中所示的成型用模具160,通过树脂成 型来形成风扇叶片21。此时,考虑可动侧模具162的起模斜度,风扇叶片21为相对于中心轴101的轴向产生倾斜的锥形。更具体地说,在沿与中心轴101垂直的平面切断风扇叶片21的情况下所得到的断面面积,从一端31朝向另一端32逐渐变大(S3<S4)。
在具有这种结构的风扇叶片21中,凹部41的断面面积为另一端32一侧比一端31一侧大(S5<S6)。凹部41的断面形状为沿中心轴101的轴向连续变化。凹部41的槽深度为另一端32一侧比一端31一侧大(H1<H2)。凹部41在翼面23上的开口宽度为另一端32一侧比一端31一侧大(B1<B2)。
按照这种结构,以在具有较大断面面积的另一端32一侧使凹部41的断面面积较大的方式,使凹部41的形状变化。由此,可以确保风扇叶片21的强度,并且可以大幅度地降低其重量。
对如上所述的本发明实施方式1的贯流风扇100的结构进行总结说明,作为本实施方式风扇的贯流风扇100具有多个作为叶片部的风扇叶片21,该风扇叶片21沿周向相互隔开间隔设置。风扇叶片21具有:内边缘部27,配置在内周一侧;以及外边缘部26,配置在外周一侧。风扇叶片21形成有由正压面25和负压面24构成的翼面23,该翼面23在内边缘部27和外边缘部26之间延伸。正压面25配置在风扇的转动方向一侧,负压面24配置在正压面25的背面一侧。伴随风扇的转动,在翼面23上产生作为流体流的空气流,该空气流在内边缘部27和外边缘部26之间流动。在利用与作为风扇转动轴的中心轴101垂直的平面切断风扇叶片21的情况下,风扇叶片21具有厚壁部40配置成偏向作为内边缘部27和外边缘部26中的一个的内边缘部27的叶片断面形状,正压面25和负压面24之间的厚度T在厚壁部40处最大。在与作为内边缘部27和外边缘部26中的另一个的外边缘部26相比、更接近作为配置有厚壁部40的内边缘部27和外边缘部26中的一个的内边缘部27的位置上,形成有从翼面23凹陷的凹部41。
按照这种结构的本发明实施方式1的贯流风扇100,由于风扇叶片21具有翼型断面,该翼型断面具有偏向内边缘部27配置的厚壁部40,所以可以得到良好的静压特性。另一方面,通过在接近于形成有厚壁部 40的内边缘部27的位置上形成凹部41,可以确保风扇叶片21的强度,并且可以降低其重量。此时,通过在凹部41中产生空气流的旋涡105、107,可以使翼面23上的空气流106、108稳定。因此,可以保持提高静压特性的效果,并且可以降低风扇叶片21的重量。其结果,可以得到轻量且发挥良好送风能力的贯流风扇100。
此外,按照本发明实施方式1的空气调节机210,通过采用轻量且发挥出良好送风能力的贯流风扇100,可以降低用于驱动贯流风扇100的驱动电动机的消耗电力。由此,可以得到有助于节能的空气调节机210。
[实施方式2]
在本实施方式中,对实施方式1的贯流风扇100和贯流风扇100所使用的风扇叶片21的各种变形例进行说明。
图19是表示图1中的贯流风扇的第一变形例的立体图。图20是表示图19中的贯流风扇所具有的风扇叶片的断面图。
参照图19、图20,在本变形例中,风扇叶片21除了形成有凹部41,还形成有作为追加凹部的凹部43。以从翼面23凹陷的方式形成凹部43。凹部43形成在与配置有厚壁部40的内边缘部27相比更接近外边缘部26的位置上,即,形成在外周侧区域52内。凹部43形成在负压面24上。
凹部43为沿中心轴101的轴向延伸的槽状。凹部43沿中心轴101的轴向在风扇叶片21的一端31和另一端32之间连续延伸。凹部43沿中心轴101的轴向在风扇叶片21的一端31和另一端32之间呈直线状延伸。
在沿与中心轴101垂直的平面切断凹部43的情况下,凹部43具有三角形的断面。凹部43并不限定于这种形状,例如也可以具有梯形或圆弧形的断面。在本变形例中,虽然在负压面24的外周侧区域52内形成有一个凹部43,但是也可以形成多个凹部43。
凹部43的槽深度比凹部41的槽深度小(H6<H3、H4、H5)。
图21是表示将图19中的贯流风扇应用于空气调节机时的下游区域的断面图。
参照图21,图中表示了在图6中的下游区域242内,形成有从内侧空间247朝向下游外侧空间248的空气流。此时,如箭头131所示,以中心轴101为中心朝向半径方向外侧的离心力,作用于通过相邻的风扇叶片21之间的空气上。在这种情况下,由于正压面25配置成与内周一侧相对,所以作用有离心力的空气,以被强有力地吹向正压面25的外周一侧的方式流动。由此,在将凹部设置在正压面25的外周侧区域52内的情况下,尘埃有可能积存在该凹部内。
另一方面,由于负压面24配置在正压面25的背面、面向外周一侧,所以空气不会强有力地吹向负压面24。因此,可以使尘埃不会堆积在凹部43内,并且通过设置凹部43可以得到使风扇叶片21轻量化的效果。
此外,在本变形例中,凹部43的槽深度比凹部41的槽深度小。按照这种结构,可以防止在与内周侧区域51相比更薄壁的外周侧区域52中使风扇叶片21的厚度变得过薄。此外,在采用图8中的成型用模具160对贯流风扇进行树脂成型的情况下,可以确保薄壁的外周侧区域52内的树脂的流动性。
图22是表示图1中的贯流风扇的第二变形例的立体图。图23是表示图22中的贯流风扇所具有的风扇叶片的断面图。
参照图22、图23,在本变形例中,厚壁部40配置成偏向内边缘部27和外边缘部26中的外边缘部26。厚壁部40配置在与内边缘部27相比更接近外边缘部26的外周侧区域52内。厚壁部40与外边缘部26相邻配置。厚壁部40配置在如下位置上:使外边缘部26和厚壁部40之间的翼面23的长度,比厚壁部40与内周侧区域51和外周侧区域52的边界位置之间的翼面23的长度小。整体观察,风扇叶片21具有在外周一侧相对较厚、在内周一侧相对较薄的叶片断面。
在风扇叶片21上形成有凹部46。以从翼面23凹陷的方式来形成凹部46。凹部46形成在与内边缘部27相比更接近于配置有厚壁部40的外边缘部26的位置上,即,形成在外周侧区域52内。在与配置有厚壁部40的外边缘部26相比更接近内边缘部27的位置上没有形成凹部,即,在内周侧区域51内没有形成凹部。凹部46形成在正压面25上。在负压
面24上没有形成凹部。在风扇叶片21上形成有多个凹部46。
将本变形例的贯流风扇应用于空气调节机的情况下,在图7中的上游区域241内,当形成从上游外侧空间246朝向内侧空间247的空气流时,可以在相邻的风扇叶片21之间的空气通道55内,得到由拓宽流道产生的压力恢复效果。
图24是表示图23中所示的风扇叶片的第一变形例的断面图。参照图24,本变形例中,在风扇叶片21上除了形成有凹部46以外,还形成有凹部47。凹部47形成在与内边缘部27相比更接近于配置有厚壁部40的外边缘部26的位置上,即,形成在外周侧区域52内。凹部47形成在负压面24上。凹部46和凹部47形成在隔着中心线28彼此相对的位置上。在风扇叶片21上形成有多个凹部47。
按照这种结构,利用形成在负压面24上的凹部47,可以进一步有效地得到降低风扇叶片21重量的效果。
图25是表示图23中所示的风扇叶片的第二变形例的断面图。参照图25,本变形例的风扇叶片21形成有凹部47的位置与图24所示的风扇叶片21不同。在本变形例中,凹部46和凹部47形成在隔着中心线28彼此偏移的位置上。凹部46和凹部47配置成沿中心线28呈交错状排列。
按照这种结构,可以防止在形成有凹部46和凹部47的位置上使风扇叶片21的厚度变得过薄,从而能够进一步得到充分地确保风扇叶片21强度的效果。
图26是表示图23中所示的风扇叶片的第三变形例的断面图。参照图26,本变形例的风扇叶片21形成有凹部47的数量与图25中所示的风扇叶片21不同。本变形例中,在风扇叶片21上形成有一个凹部47。
按照这种结构,与图25中所示的风扇叶片21相比,可以进一步可靠地防止负压面24上的空气流在比凹部47靠向下游的位置上产生剥离现象。
图27是表示图23中所示的风扇叶片的第四变形例的断面图。参照图27,与图25中所示的风扇叶片21相比,在本变形例中并没有形成凹部46,仅形成有从负压面24凹陷的凹部47。
图28是表示图23中所示的风扇叶片的第五变形例的断面图。参照图28,本变形例的风扇叶片21形成有凹部46的数量与图23中所示的风扇叶片21不同。在本变形例中,风扇叶片21形成有一个凹部46。凹部46配置在如下位置上:使凹部46与内周侧区域51和外周侧区域52的边界位置之间的翼面23的长度,比外边缘部26和凹部46之间的翼面23的长度小。
本变形例中,在接近外边缘部26的原本为厚壁形状的位置上没有设置凹部,而是在离开外边缘部26的壁厚较小的位置上设置凹部46。由此,在接近外边缘部26的位置上利用风扇叶片21本身、在设置有凹部46的位置上利用形成在凹部46中的涡流,来得到由厚壁叶片产生的提高静压特性的效果。
另外,图24至图28中所示的变形例也可以应用于将厚壁部40配置成偏向内边缘部27的风扇叶片21。
图29是表示图1中的贯流风扇的第三变形例的断面图。参照图29,在本变形例的贯流风扇中,多个风扇叶片21由多种风扇叶片21A、21B、21C、21D、21E、21F构成。在风扇叶片21A~21F中,通过彼此不同的形态来形成凹部41。风扇叶片21A~21F的各风扇叶片分别设置有多个。
凹部41的设置形态是指凹部41的形状(断面形状、槽深度、开口宽度等)、形成有凹部41的位置和凹部41的数量。本变形例中,在风扇叶片21A、21C上形成有三个凹部41,在风扇叶片21B、21D上形成有两个凹部41,在风扇叶片21E、21F上形成有一个凹部41。在风扇叶片21B、21C、21E上形成有槽深度相对大的凹部41,在风扇叶片21A、21D、21F上形成有槽深度相对小的凹部41。
风扇叶片21A、21B、21C、21D、21E、21F以中心轴101为中心沿周向以不规则(随机)的顺序排列。即,风扇叶片21A~21F不以具有规则性的顺序(例如,风扇叶片21A→21B→21C→21D→21E→21F→21A→21B→21C→21D→21E→21F→21A→21B……这样的顺序)重复排列。
图中所示的贯流风扇中,在规定的区间内,以中心轴101为中心沿顺时针方向,依次排列风扇叶片21A、21B、21C、21D、21E、21F、21C、 21B、21F、21A、21D、21E、21B、21F、21E、21C、21A、21D。
在上述例子中,作为随机配置风扇叶片21A~21F的方法,可以采用如下方法:把六种风扇叶片21A~21F作为一组考虑,依次配置风扇叶片21A~21F的排列顺序不同的多个组。另外,也可以采用如下方法:分别准备多个风扇叶片21A~21F的各风扇叶片,从中选择适当的风扇叶片依次排列。只要整体不具有规则性地排列风扇叶片21A~21F,也可以连续排列特定种类的风扇叶片。也可以在贯流风扇所使用的全部风扇叶片21上设置彼此形态不同的凹部41。所使用的风扇叶片21的种类优选为三种以上,更优选为四种以上。
按照这种结构,通过使凹部41的形态不同,在风扇叶片21A~21F中,凹部41中形成的空气流的旋涡的形状、大小和数量不同。在这种情况下,由于沿该旋涡外侧的空气流也受到旋涡的形状、大小和数量的影响,所以在风扇叶片21A~21F之间,可以使比凹部41靠向下游的空气流的方向和速度不一致。由此,可以使风扇叶片21的通过音的频率分散,从而可以抑制伴随风扇驱动所产生的噪音。
按照这种结构的本发明实施方式2的贯流风扇,同样可以得到实施方式1记载的效果。
[实施方式3]
在本实施方式中,首先,对本发明的风扇所使用的离心风扇的结构进行说明,接着,对采用了该离心风扇的送风机和空气净化机的结构进行说明。另外,本实施方式的离心风扇与实施方式1的贯流风扇100相比,局部结构相同。以下,不再对重复的结构进行说明。
(离心风扇的结构说明)
图30是表示本发明实施方式3的离心风扇的立体图。参照图30,本实施方式的离心风扇10具有多个风扇叶片21。离心风扇10的整体外观为大体圆筒形,多个风扇叶片21配置在该大体圆筒形的圆周面上。离心风扇10由树脂一体形成。离心风扇10以图30中所示的虚拟的中心轴101为中心,沿箭头103所示的方向转动。
离心风扇10利用转动的多个风扇叶片21,将从内周一侧吸入的空 气向外周一侧送出。离心风扇10利用离心力,从风扇的转动中心一侧向其半径方向送出空气。离心风扇10是西洛克风扇。在适合于家庭用电气设备等的风扇的低雷诺数区域的转速下,使用离心风扇10。
离心风扇10还具有作为支撑部的外周框13p和外周框13q。外周框13p和外周框13q以中心轴101为中心呈环状延伸。外周框13p和外周框13q分别配置在沿中心轴101的轴向隔开距离的位置上。在外周框13p上通过圆盘部14一体地形成有轴毂部16,该轴毂部16用于将离心风扇10与驱动电动机连接。
多个风扇叶片21以中心轴101为中心沿周向相互隔开间隔排列。多个风扇叶片21的中心轴101轴向的两端被外周框13p和外周框13q支撑。风扇叶片21直立设置在外周框13p上,并且朝向外周框13q沿中心轴101的轴向延伸。
风扇叶片21具有与实施方式1的图4中的风扇叶片21相同的叶片断面形状。即,风扇叶片21的厚度为最大的厚壁部40配置成偏向内边缘部27和外边缘部26中的内边缘部27。在风扇叶片21的与外边缘部26相比更接近配置有厚壁部40的内边缘部27的位置上,形成有凹部41。
在本实施方式的离心风扇10中,与实施方式1的贯流风扇100的不同点是等间隔地排列多个风扇叶片21。
(送风机和空气净化机的结构说明)
图31是表示采用了图30中的离心风扇的送风机的断面图。图32是表示沿图31中的XXXII-XXXII线的送风机的断面图。参照图31、图32,送风机320在封装外壳326内具有:驱动电动机328、离心风扇10和外壳329。
驱动电动机328的输出轴与轴毂部16连接,该轴毂部16与离心风扇10一体成型。外壳329具有导向壁329a。导向壁329a由配置在离心风扇10的外周上的大体3/4圆弧形成。导向壁329a将由风扇叶片21转动产生的气流向风扇叶片21的转动方向引导,并且使气流的速度增大。
在外壳329上形成有吸入部330和吹出部327。吸入部330位于中心轴101的延长线上。吹出部327从导向壁329a的一部分朝向导向壁 329a切线方向的一个方向敞开。吹出部327为方筒形,该方筒形从导向壁329a的一部分朝向导向壁329a切线方向的一个方向突出。
利用驱动电动机328的驱动,离心风扇10沿箭头103所示的方向转动。此时,从吸入部330向外壳329内吸入空气,并且从离心风扇10的内周侧空间331向外周侧空间332送出空气。向外周侧空间332送出的空气沿箭头304所示的方向周向流动,通过吹出部327向外部送风。
图33是表示采用了图30中的离心风扇的空气净化机的断面图。参照图33,空气净化机340具有:壳体344、送风机350、管道345和(HEPA:高性能过滤装置)过滤器341。
壳体344具有后壁344a和顶壁344b。在壳体344上形成有吸入口342,该吸入口342用于吸入设置有空气净化机340的室内的空气。吸入口342形成在后壁344a上。在壳体344上还形成有吹出口343,吹出口343向室内送出净化空气。吹出口343形成在顶壁344b上。一般来说,将空气净化机340设置在墙边,使后壁344a与室内的墙壁相对。
在壳体344的内部,过滤器341与吸入口342相对配置。通过吸入口342导入到壳体344内部的空气流经过滤器341。由此,除去空气中的异物。
送风机350用于向壳体344内部吸引室内的空气,并且通过吹出口343将过滤器341净化后的空气向室内送出。送风机350具有:离心风扇10、外壳352和驱动电动机351。外壳352具有导向壁352a。在外壳352上形成有吸入部353和吹出部354。
管道345作为导风通道,设置在送风机350的上方,将净化空气从外壳352导向吹出口343。管道345的下端与吹出部354相连,其上端的形状为敞开的方筒形。管道345将从吹出部354吹出的净化空气朝向吹出口343以层流方式引导。
在具有这种结构的空气净化机340中,利用送风机350的驱动使风扇叶片21转动,从吸入口342向壳体344内吸入室内的空气。此时,在吸入口342和吹出口343之间产生空气流,并且利用过滤器341除去吸入的空气中含有的尘埃等异物。
向外壳352内部吸入流经过滤器341后得到的净化空气。此时,被吸入到外壳352内的净化空气利用风扇叶片21周围的导向壁352a成为层流。成为层流的空气沿导向壁352a被导向吹出部354,从吹出部354向管道345内送风。从吹出口343向外部空间送出空气。
另外,在本实施方式中,虽然以空气净化机为例进行了说明,但是本发明的离心风扇也能够应用于其他送出流体的装置,例如空气调节机(空气调节装置)、加湿机、冷却装置或换气装置等。
按照这种结构的本发明实施方式3的离心风扇10和空气净化机340,同样可以得到实施方式1记载的效果。
可以将如上所述的实施方式1至3记载的风扇结构进行适当组合来构成新的风扇。例如,可以采用实施方式2中说明的各种风扇叶片,来构成实施方式3的离心风扇10。
本发明的实施方式全部为举例说明,本发明并不限定于此。本发明的范围并不限定于上述说明的内容,而是由权利要求来表示,并且包含与权利要求等同的内容和权利要求范围内的所有变更。
[工业实用性]
本发明主要应用于空气净化机或空气调节机等具有送风功能的家庭用电气设备中。
Claims (11)
1.一种风扇,其特征在于,所述风扇具有多个叶片部(21),多个所述叶片部(21)沿周向相互隔开间隔设置,并且所述叶片部(21)包括:内边缘部(27),配置在内周一侧;以及外边缘部(26),配置在外周一侧,
在所述叶片部(21)上形成有翼面(23),所述翼面(23)在所述内边缘部(27)和所述外边缘部(26)之间延伸,并且所述翼面(23)包括:正压面(25),配置在风扇的转动方向一侧;以及负压面(24),配置在所述正压面(25)的背面一侧,
伴随风扇的转动,在所述翼面(23)上产生流体流,所述流体流在所述内边缘部(27)和所述外边缘部(26)之间流动,
在沿与风扇的转动轴垂直的平面切断所述叶片部(21)的情况下,所述叶片部(21)具有厚壁部(40)配置成偏向所述内边缘部(27)和所述外边缘部(26)中的一个的叶片断面形状,所述正压面(25)和所述负压面(24)之间的叶片部厚度在所述厚壁部(40)处最大,
在与所述内边缘部(27)和所述外边缘部(26)中的另一个相比,更接近于配置有所述厚壁部(40)的所述内边缘部(27)和所述外边缘部(26)中的一个的位置上,形成有从所述翼面(23)凹陷的凹部(41、42、46、47),
所述凹部(41、46)形成在所述正压面(25)上,
所述凹部(41、42、46、47)从风扇转动轴方向上的所述叶片部(21)的一端(31)延伸至另一端(32),
在沿与风扇的转动轴垂直的平面切断所述叶片部(21)的情况下,所述叶片部(21)的断面面积从所述一端(31)朝向所述另一端(32)逐渐变大,从所述翼面(23)凹陷的所述凹部(41)的断面面积为所述另一端(32)一侧比所述一端(31)一侧大,
多个所述叶片部(21)包括在所述叶片部(21)上形成的所述凹部(41)的形态彼此不同的第一叶片部和第二叶片部。
2.根据权利要求1所述的风扇,其特征在于,所述叶片部(21)的形成有所述凹部(41)的位置的厚度,在所述内边缘部(27)和所述外边缘部(26)之间的所述叶片部(21)厚度的平均值以上。
3.根据权利要求1所述的风扇,其特征在于,多个所述凹部(41、42、46、47)沿连接所述内边缘部(27)和所述外边缘部(26)的方向排列。
4.根据权利要求1所述的风扇,其特征在于,所述叶片部(21)的厚度从所述内边缘部(27)和所述外边缘部(26)中的一个朝向所述厚壁部(40)逐渐变大,并且从所述厚壁部(40)朝向所述内边缘部(27)和所述外边缘部(26)中的另一个逐渐变小。
5.根据权利要求1所述的风扇,其特征在于,
所述厚壁部(40)配置成与所述外边缘部(26)相比偏向所述内边缘部(27),
所述凹部(41)在与所述外边缘部(26)相比更接近所述内边缘部(27)的位置上以从所述正压面(25)凹陷的方式形成,
在所述叶片部(21)上还形成有追加凹部(43),
所述追加凹部(43)在与所述内边缘部(27)相比更接近所述外边缘部(26)的位置上以从所述负压面(24)凹陷的方式形成。
6.根据权利要求5所述的风扇,其特征在于,从所述负压面(24)凹陷的所述追加凹部(43)的深度比从所述正压面(25)凹陷的所述凹部(41)的深度小。
7.根据权利要求1所述的风扇,其特征在于,
所述风扇是贯流风扇(100),
所述贯流风扇(100)在沿周向排列的多个所述叶片部(21)的内侧形成有内侧空间(247),在其外侧形成有外侧空间(246、248),
在从风扇的转动轴方向观察的情况下,所述贯流风扇(100)从相对于转动轴位于一侧的所述外侧空间(246)向所述内侧空间(247)吸入流体,并且向相对于转动轴位于另一侧的所述外侧空间(248)送出吸入的流体。
8.根据权利要求1所述的风扇,其特征在于,
所述风扇是离心风扇(10),
所述离心风扇(10)在沿周向排列的多个所述叶片部(21)的内侧形成有内侧空间(331),在其外侧形成有外侧空间(332),
所述离心风扇(10)从所述内侧空间(331)向所述外侧空间(332)送出流体,
所述厚壁部(40)配置成与所述外边缘部(26)相比偏向所述内边缘部(27)。
9.根据权利要求1所述的风扇,其特征在于,所述风扇由树脂形成。
10.一种成型用模具,其特征在于,所述成型用模具用于对权利要求1-9中任意一项所述的风扇进行成型。
11.一种流体输送装置,其特征在于,所述流体输送装置具有送风机(215、350),所述送风机(215、350)包括:权利要求1-9中任意一项所述的风扇(100、10);以及驱动电动机(351),与所述风扇(100、10)连接,使多个所述叶片部(21)转动。
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Legal Events
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |