轴流风扇及具有该轴流风扇的空气调节装置转让专利

申请号 : CN201580084357.5

文献号 : CN108350903B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 中岛诚治田所敬英水谷周平青山丰

申请人 : 三菱电机株式会社

摘要 :

本发明的轴流风扇具有多个叶片,该多个叶片具有形成在旋转方向的前进侧的前缘部、形成在外周侧的外周缘部、以及形成在内周侧的内周缘部,该多个叶片的形状为,所述外周缘部侧与所述内周缘部相比相对于流体的输送方向而向下游侧倾斜地形成,且所述外周缘部相对于所述输送方向而向上游侧弯曲地形成,在所述前缘部的所述外周缘部侧形成有所述前缘部的叶片入口角α局部性地变小的局部减少部。

权利要求 :

1.一种轴流风扇,其中,

所述轴流风扇具有多个叶片,

该多个叶片具有形成在旋转方向的前进侧的前缘部、形成在外周侧的外周缘部、以及形成在内周侧的内周缘部,该多个叶片的形状为,所述外周缘部侧与所述内周缘部相比相对于流体的输送方向而向下游侧倾斜地形成,且所述外周缘部相对于所述输送方向而向上游侧弯曲地形成,在所述前缘部的所述外周缘部侧形成有所述前缘部的叶片入口角局部性地变小的局部减少部,所述局部减少部在该局部减少部的前缘部具有所述叶片入口角成为极小值的极小点,所述局部减少部具有成为该局部减少部的两端部的中间位置的中间点,所述极小点形成在比所述中间点靠旋转轴心侧的位置。

2.根据权利要求1所述的轴流风扇,其中,

在旋转轴心的周围具有圆筒形状的轮毂部,

在将所述旋转轴心与所述轮毂部的外周面之间的距离即半径长度设为Rb、将从所述旋转轴心至所述外周缘部的最大半径长度设为Rt时,所述旋转轴心与所述极小点之间的距离即半径长度Rs满足0.1<(Rt-Rs)/(Rt-Rb)<0.5的关系。

3.根据权利要求1或2所述的轴流风扇,其中,

所述局部减少部形成在所述前缘部的半径方向长度中的外周缘部侧的一半长度内,所述局部减少部的所述叶片入口角以小于比所述局部减少部靠内周侧的所述叶片入口角的值形成。

4.根据权利要求1或2所述的轴流风扇,其中,

所述多个叶片的叶片弦线方向的截面形状为圆弧形状。

5.根据权利要求3所述的轴流风扇,其中,

所述多个叶片的叶片弦线方向的截面形状为圆弧形状。

6.根据权利要求4所述的轴流风扇,其中,

在将所述叶片入口角设为α、将旋转轴心与叶片弦线所成的角度设为斜置角γ、将所述前缘部的切线与所述后缘部的切线的交点的锐角侧的角度设为翘曲角θc时,该叶片入口角α满足α=γ+θc/2的关系,其中所述叶片弦线将所述前缘部与形成在旋转方向的后退侧的后缘部连结。

7.根据权利要求5所述的轴流风扇,其中,

在将所述叶片入口角设为α、将旋转轴心与叶片弦线所成的角度设为斜置角γ、将所述前缘部的切线与所述后缘部的切线的交点的锐角侧的角度设为翘曲角θc时,该叶片入口角α满足α=γ+θc/2的关系,其中所述叶片弦线将所述前缘部与形成在旋转方向的后退侧的后缘部连结。

8.一种空气调节装置,具有权利要求1~7中任一项所述的轴流风扇。

说明书 :

轴流风扇及具有该轴流风扇的空气调节装置

技术领域

[0001] 本发明涉及具备多个叶片的轴流风扇及具有该轴流风扇的空气调节装置。

背景技术

[0002] 以往的轴流风扇是沿着圆筒状的轮毂的周面具备多张叶片、叶片随着向轮毂施加的旋转力而旋转来输送流体的结构。轴流风扇由于叶片旋转而使存在于叶片间的流体与叶片面发生碰撞。流体碰撞的面的压力上升,将流体向成为叶片旋转时的中心轴的旋转轴线方向推出而使流体移动。
[0003] 在这样的轴流风扇中,为了实现低噪音化和高效率化而存在采用后倾叶片的例子,该后倾叶片在通过叶片的旋转轴心的半径方向的叶片截面中,相对于流体的输送方向而向下游侧倾斜。另外,存在形成有外周弯曲部(叶尖小翼)的例子,该外周弯曲部在叶片的外周缘部附近相对于流体的输送方向而向上游侧弯曲(参照专利文献1)。
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开2015-34503号公报

发明内容

[0007] 发明要解决的课题
[0008] 在这样的以往的轴流风扇中,在叶片的外周缘部侧,气流从叶片的正压面向负压面流入,产生涡状的叶端涡流。该叶端涡流从叶片的负压面分离地形成。于是,存下如下课题:从叶片的前缘部流入的流入气流与形成在叶片的负压面侧的叶端涡流发生碰撞,从而轴流风扇的送风效率下降、产生噪音等。
[0009] 本发明为了解决这样的轴流风扇的课题而作出,目的在于提供一种轴流风扇及具有该轴流风扇的空气调节装置,该轴流风扇抑制从叶片的前缘部流入的流入气流与形成在叶片的负压面侧的叶端涡流碰撞,使流入气流在叶端涡流上顺畅地流动,从而实现了低噪音化及高效率化。
[0010] 用于解决课题的方案
[0011] 本发明的轴流风扇具有多个叶片,该多个叶片具有形成在旋转方向的前进侧的前缘部、形成在外周侧的外周缘部、以及形成在内周侧的内周缘部,该多个叶片的形状为,所述外周缘部侧与所述内周缘部相比相对于流体的输送方向而向下游侧倾斜地形成,且所述外周缘部相对于所述输送方向而向上游侧弯曲地形成,在所述前缘部的所述外周缘部侧形成有所述前缘部的叶片入口角α局部性地变小的局部减少部。
[0012] 发明效果
[0013] 根据本发明的轴流风扇,在受到叶端涡流的影响的叶片的外周缘部侧设置使叶片入口角α局部性地减少的局部减少部,由此从叶片的前缘部流入的主气流在叶端涡流上稳定地流动,压力损失降低,从而能够实现轴流风扇的低噪音化和高效率化。

附图说明

[0014] 图1是实施方式1的轴流风扇的立体图。
[0015] 图2是实施方式1的叶片的图1中的半径方向(I-I)剖视图。
[0016] 图3是实施方式1的叶片的图1中的叶片弦线方向(II-II)剖视图。
[0017] 图4是实施方式1的叶片的图1中的叶片弦线方向(III-III)剖视图。
[0018] 图5是表示实施方式2的叶片入口角α的半径方向上的变化的说明图。
[0019] 图6是实施方式2的叶片的通过旋转轴心RC的剖视图。
[0020] 图7是表示实施方式2的变形例1的叶片入口角α的半径方向上的变化的说明图。
[0021] 图8是表示实施方式2的变形例2的叶片入口角α的半径方向上的变化的说明图。
[0022] 图9是实施方式4的轴流风扇的图1中的叶片弦线方向(II-II)剖视图。
[0023] 图10是采用了实施方式1~4的轴流风扇的空气调节装置的概要图。

具体实施方式

[0024] 实施方式1
[0025] <轴流风扇的整体结构>
[0026] 首先,说明实施方式1的轴流风扇100的整体结构。
[0027] 图1是实施方式1的轴流风扇的立体图。
[0028] 如图1所示,实施方式1的轴流风扇100具有:绕着成为轴流风扇100旋转时的中心轴的旋转轴心RC配置的圆筒形状的轮毂部1;以及配设在轮毂部1的外周面的多个叶片2。
[0029] 叶片2由位于旋转方向RT的前进侧的前缘部21、位于旋转方向RT的后退侧的后缘部22、形成外周缘的外周缘部23、以及形成内周缘的内周缘部24围绕而构成。
[0030] 如图1所示,前缘部21形成为将轮毂部1的外周面与外周缘部23连接,成为朝向旋转方向RT呈凹形的圆弧形状。
[0031] 同样如图1所示,后缘部22形成为将轮毂部1的外周面与外周缘部23连接,成为朝向旋转方向RT的相反方向呈凸形的圆弧形状。
[0032] 外周缘部23形成为将前缘部21的外周端与后缘部22的外周端连接,位于以旋转轴心RC为中心的大致圆周上。而且,叶片2的叶片弦线在外周缘部23的附近最长。
[0033] 叶片2相对于旋转轴心RC倾斜规定角度地形成。叶片2随着轴流风扇100的旋转而利用叶片面推动存在于叶片2之间的流体并向流体的输送方向F1输送。此时,叶片面中的推动流体而压力上升的面为正压面2a,正压面2a的背面且压力下降的面为负压面2b(参照后述的图2)。
[0034] 图2是实施方式1的叶片的图1中的半径方向(I-I)剖视图。
[0035] 如图2所示,实施方式1的轴流风扇100的叶片2的截面形状为在叶片2的半径方向上相对于流体的输送方向F1而向下游侧倾斜的后倾叶片。另外,叶片2的外周缘部23附近形成有相对于流体的输送方向F1而向上游侧弯曲的外周弯曲部26。于是,在叶片2的外周缘部23侧,气流从叶片2的正压面2a向负压面2b顺畅地流入,产生涡状的叶端涡流3。
[0036] <内周缘部24侧的前缘部21的结构>
[0037] 接下来,使用图3所示的叶片弦线方向剖视图来说明叶片2的内周缘部24侧的前缘部21的安装角度。
[0038] 图3是实施方式1的叶片的图1中的叶片弦线方向(II-II)剖视图。
[0039] 将叶片2的前缘部21处的负压面2b的切线设为前缘部切线21a,将与旋转轴心RC平行的直线设为轴心假想线RC’,将前缘部切线21a与轴心假想线RC’所成的角度设为叶片入口角α。另外,将前缘部21的内周缘部24侧即内周侧前缘部11的叶片入口角α特别设为叶片入口角α1。另外,将流入气流F2与轴心假想线RC’所成的角度设为流入角度β。
[0040] 于是,如图3所示,在内周侧前缘部11处,流入角度β与叶片入口角α1设定为大致同一角度。因此,在内周侧前缘部11处,流入到叶片2的负压面2b的流入气流F2形成沿着负压面2b顺畅地流动的主气流F3。
[0041] <外周缘部23侧的前缘部21的结构>
[0042] 接下来,使用图4所示的叶片弦线方向剖视图来说明叶片2的外周缘部23侧的前缘部21的安装角度。
[0043] 图4是实施方式1的叶片的图1中的叶片弦线方向(III-III)剖视图。
[0044] 与图3中的叶片2的内周缘部24侧的剖视图相同,将叶片2的前缘部21处的负压面2b的切线设为前缘部切线21a,将与旋转轴心RC平行的直线设为轴心假想线RC’,将前缘部切线21a与轴心假想线RC’所成的角度设为叶片入口角α2。另外,将流入气流F2与轴心假想线RC’所成的角度设为流入角度β。
[0045] 于是,叶片2的外周缘部23侧的前缘部21的叶片入口角α2以比叶片2的内周缘部24侧的前缘部21的叶片入口角α1小的角度形成。将前缘部21以叶片入口角α2形成的区域定义为局部减少部10。该叶片2的内周侧前缘部11的叶片入口角α1与作为局部减少部10的叶片入口角α2的交界设为例如图2所示的叶片2的半径方向长度的中间位置。
[0046] (效果)
[0047] 叶片2如上所述形成越靠外周缘部23侧则越相对于流体的输送方向F1向下游侧倾斜的后倾叶片的形状,且外周缘部23附近形成有相对于输送方向F1而向上游侧弯曲的外周弯曲部26。
[0048] 于是,叶片2的形状与前倾叶片的情况相比抑制了叶端涡流3的流速、涡径的大小,并且通过外周弯曲部26使气流从叶片2的正压面2a向负压面2b顺畅地流入,产生如图2、图4所示的涡状的叶端涡流3。
[0049] 通过这样的叶片2的结构,稳定地形成叶端涡流3,并且叶端涡流3从叶片2的负压面2b的表面隔开距离地形成。由此,能够抑制叶片2的负压面2b表面处的压力变动,实现轴流风扇100的低噪音化和消耗动力的降低。
[0050] 这样,叶片2的形状为后倾叶片且具有外周弯曲部26,从而叶端涡流3从叶片2的负压面2b的表面隔开距离地形成,因此能够实现轴流风扇100的低噪音化和消耗动力的降低,而从叶片2的前缘部21流入的主气流F3’会如图4所示越过叶端涡流3地流动。
[0051] 由此,从前缘部21流入的流入气流F2的流入角度β与前缘部21的叶片入口角α2由于从叶片2的负压面2b隔开距离地形成的叶端涡流3的影响而难以一致。需要说明的是,将叶片2的前缘部21的主气流F3’的流入方向21a’与轴心假想线RC’所成的角度设为主气流角α’。
[0052] 因此,在受到叶端涡流3的影响的叶片2的外周缘部23侧设置使叶片入口角α2与内周侧前缘部11的叶片入口角α1相比局部性地减少的局部减少部10,从而能够如图4所示使主气流角α’与流入角度β大体一致。于是,从叶片2的前缘部21流入的主气流F3’在叶端涡流3上稳定,压力损失降低,从而能够实现轴流风扇100的低噪音化和高效率化。
[0053] 实施方式2
[0054] 在实施方式1中,示出了叶片2的外周缘部23侧的前缘部21的叶片入口角α2以比叶片2的内周缘部24侧的前缘部21的叶片入口角α1小的角度形成的例子,但在实施方式2中,在确定了具有叶片入口角α2的局部减少部10的形状这一点上与实施方式1不同。由于其他的基本的轴流风扇100的结构与实施方式1相同,因此省略说明。
[0055] 对于实施方式2的叶片2的前缘部21的叶片入口角α,使用图5、6来说明其在半径方向上的变化。
[0056] 图5是表示实施方式2的叶片入口角α的半径方向上的变化的说明图。
[0057] 图6是实施方式2的叶片的通过旋转轴心RC的剖视图。
[0058] 在横轴使用半径方向比P=(R-Rb)/(Rt-Rb)作为表示叶片入口角α的对象位置的参数。在此,各变量如以下所示。
[0059] R:从旋转轴心RC至叶片入口角α的对象位置的半径长度
[0060] Rb:用从旋转轴心RC至轮毂部1的外周面的距离表示的轮毂部1的半径长度[0061] Rt:从旋转轴心RC至叶片2的外周缘部23的最大半径长度
[0062] 随着半径方向比P=(R-Rb)/(Rt-Rb)从半径方向比P=(R-Rb)/(Rt-Rb)为P=0(R=Rb)的叶片2的内周缘部24上(轮毂部1的外周面)向外周缘部23方向移动并增加,叶片入口角α增加。
[0063] 使此时的叶片入口角α的曲线为半径方向比P的函数而表示为例如下式(1)。
[0064] [数学式1]
[0065] α=A·P3-B·P2+C·P+D…(1)
[0066] 需要说明的是,A~D设为正的系数。
[0067] 而且,叶片入口角α在半径方向比P=(R-Rb)/(Rt-Rb)为P=1.0(R=Rt)的叶片2的外周缘部23的附近具有叶片入口角α的值局部性地减少的局部减少部10。
[0068] 如图5所示,该局部减少部10形成为叶片入口角α从上述式(1)的曲线向下方分离的半径方向比P的部分。
[0069] 由此,局部减少部10在一端侧具有第一交点A并在另一端侧具有第二交点C来作为从式(1)的曲线向下方分离的点。此时,在第一交点A处,叶片入口角α=αR1,半径长度R如图6所示为R1。
[0070] 另外,局部减少部10具有极小点B,该极小点B是叶片入口角α从第一交点A的叶片入口角α=αR1朝向外周缘部23侧减少而叶片入口角α转变为再次增加的点。此时,在极小点B处,叶片入口角α=αRs,半径长度R如图6所示为Rs。
[0071] 而且,局部减少部10具有第二交点C,该第二交点C是叶片入口角α从极小点B的叶片入口角α=αRs开始增加而再次与式(1)的曲线相交的点。此时,在第二交点C处,叶片入口角α=αR2,半径长度R如图6所示为R2。
[0072] 另外,具有半径长度R为R1与R2的中间的半径长度R=Rm的中间点D。
[0073] 由此,局部减少部10在叶片2的前缘部21形成在:从第一交点A的半径长度R=R1开始,通过成为极小点B的半径长度R=Rs,直至成为第二交点C的半径长度R=R2之间。即,局部减少部10以第一交点A和第二交点C为两端部形成。
[0074] 实施方式2的变形例2的叶片入口角α的局部减少部10形成为:如图5、6所示,成为极小点B的半径长度R=Rs比中间点D的半径长度R=Rm短,极小点B位于比中间点D靠内周缘部24侧的位置。
[0075] (效果)
[0076] 使用图6,说明通过上述那样的结构得到的效果。
[0077] 如图6所示,叶片入口角α的局部减少部10在叶片2的前缘部21形成在:从内周缘部24侧依次从成为第一交点A的半径长度R=R1开始,通过成为极小点B的半径长度R=Rs及成为中间点D的半径长度R=Rm,直至成为第二交点C的半径长度R=R2。
[0078] 于是,如图6所示,半径长度R=R1和R=R2的位置构成为与和叶端涡流3的外径相切的轴心假想线RC’相交。
[0079] 在此,实施方式2的叶片2为后倾叶片,因此从叶端涡流3的涡径达到最大值Lmax的叶端涡流3的中心3a落到负压面2b的垂线的位置在几何学上比半径长度R=Rm靠内周缘部24侧。
[0080] 即,在比成为中间点D的半径长度R=Rm小的半径长度R=Rs处,使叶片入口角α为极小值,由此,产生叶端涡流3的涡径的最大值Lmax的位置与叶片入口角α成为极小值的位置为大致同一位置。
[0081] 由此,即使在产生叶端涡流3的涡径的最大值Lmax的叶片2的半径长度R处,也能够使图4所示的主气流角α’与流入角度β大体一致。于是,从叶片2的前缘部21流入的主气流F3’在叶端涡流3上稳定,压力损失降低,从而能够实现轴流风扇100的低噪音化和高效率化。
[0082] <实施方式2的变形例1>
[0083] 图7是表示实施方式2的变形例1的叶片入口角α的半径方向上的变化的说明图。
[0084] 在实施方式2的轴流风扇100中,使叶片入口角α的曲线为半径方向比P的函数,表示为半径方向比P越增加则叶片入口角α也越增加的上述的式(1),但在变形例1的轴流风扇100中,采用半径方向比P越增加则叶片入口角α越减少的下式(2)的结构。其他的轴流风扇
100的结构与实施方式2相同。
[0085] [数学式2]
[0086] α=-E·P3+F·P2-G·P+H…(2)
[0087] 需要说明的是,E~H设为正的系数。
[0088] 表示叶片入口角α的变化的式(2)的曲线为如图7所示半径方向比P越增加则叶片入口角α越减少的结构。
[0089] 而且,与实施方式2相同,叶片入口角α在半径方向比P为P=1.0(R=Rt)的叶片2的外周缘部23的附近具有叶片入口角α的值局部性地减少的局部减少部10。
[0090] 如图7所示,该局部减少部10形成为叶片入口角α从上述式(2)的曲线向下方分离的半径方向比P的部分。
[0091] 由此,局部减少部10在一端侧具有第一交点A并在另一端侧具有第二交点C来作为从式(2)的曲线向下方分离的点。此时,在第一交点A处,叶片入口角α=αR1,半径长度R如图6所示为R1。
[0092] 另外,局部减少部10具有极小点B,该极小点B是叶片入口角α从第一交点A的叶片入口角α=αR1朝向外周缘部23侧减少而叶片入口角α转变为再次增加的点。此时,在极小点B处,叶片入口角α=αRs,半径长度R如图6所示为Rs。
[0093] 而且,局部减少部10具有第二交点C,该第二交点C是叶片入口角α从极小点B的叶片入口角α=αRs开始增加而再次与式(2)的曲线相交的点。此时,在第二交点C处,叶片入口角α=αR2,半径长度R如图6所示为R2。
[0094] 另外,具有半径长度R为R1与R2的中间的半径长度R=Rm的中间点D。
[0095] 由此,局部减少部10在叶片2的前缘部21形成在:从第一交点A的半径长度R=R1开始,通过成为极小点B的半径长度R=Rs,直至成为第二交点C的半径长度R=R2之间。即,局部减少部10以第一交点A和第二交点C为两端部形成。
[0096] 实施方式2的变形例2的叶片入口角α的局部减少部10形成为:如图6、7所示,成为极小点B的半径长度R=Rs比中间点D的半径长度R=Rm短,极小点B位于比中间点D靠内周缘部24侧的位置。
[0097] (效果)
[0098] 该实施方式2的变形例1的轴流风扇100的效果与上述实施方式2的轴流风扇100的效果相同。
[0099] 即,在比成为中间点D的半径长度R=Rm小的半径长度R=Rs处,使叶片入口角α为极小值,由此,产生叶端涡流3的涡径的最大值Lmax的位置与叶片入口角α成为极小值的位置为大致同一位置。
[0100] 由此,即使在产生叶端涡流3的涡径的最大值Lmax的叶片2的半径长度R处,也能够使图4所示的主气流角α’与流入角度β大体一致。于是,从叶片2的前缘部21流入的主气流F3’在叶端涡流3上稳定,压力损失降低,从而能够实现轴流风扇100的低噪音化和高效率化。
[0101] <实施方式2的变形例2>
[0102] 图8是表示实施方式2的变形例2的叶片入口角α的半径方向上的变化的说明图。
[0103] 在实施方式2及其变形例1的轴流风扇100中,将局部减少部10的两端部规定为与式(1)及式(2)的曲线相交的交点,但在变形例2的轴流风扇100中,在将局部减少部10的两端部规定为曲线上的2个极大点这一点上不同。其他的轴流风扇100的结构与实施方式2相同。
[0104] 变形例2的局部减少部10具有第一极大点Am,该第一极大点Am是如图8所示从半径方向比P=(R-Rb)/(Rt-Rb)为P=0(R=Rb)的叶片2的内周缘部24上(轮毂部1的外周面)开始连续增加的叶片入口角α转变为减少的点。此时,在第一极大点Am处,叶片入口角α=αR1m,半径长度R为R1。
[0105] 另外,局部减少部10具有极小点B,该极小点B是叶片入口角α从第一极大点Am减少而叶片入口角α转变为再次增加的点。此时,在极小点B处,叶片入口角α=αRs,半径长度R为Rs。
[0106] 而且,局部减少部10具有第二极大点Cm,该第二极大点Cm是叶片入口角α从极小点B增加而再次转为减少的点。此时,在第二极大点Cm处,叶片入口角α=αR2m,半径长度R为R2。
[0107] 另外,具有半径长度R为R1与R2的中间的半径长度R=Rm的中间点D。
[0108] 由此,局部减少部10在叶片2的前缘部21形成在:从第一极大点Am的半径长度R=R1开始,通过成为极小点B的半径长度R=Rs,直至成为第二极大点Cm的半径长度R=R2。即,局部减少部10以第一极大点Am和第二极大点Cm为两端部形成。
[0109] 于是,实施方式2的变形例2的叶片入口角α的局部减少部10形成为:如图8所示,成为极小点B的半径长度R=Rs比中间点D的半径长度R=Rm短,极小点B位于比中间点D靠内周缘部24侧的位置。
[0110] (效果)
[0111] 实施方式2的变形例2的轴流风扇100的效果与上述实施方式2的轴流风扇100具有的效果相同。
[0112] 即,在比成为中间点D的半径长度R=Rm小的半径长度R=Rs处,使叶片入口角α为极小值,由此,产生叶端涡流3的涡径的最大值Lmax的位置与叶片入口角α成为极小值的位置为大致同一位置。
[0113] 由此,即使在产生叶端涡流3的涡径的最大值Lmax的叶片2的半径长度R处,也能够使图4所示的主气流角α’与流入角度β大体一致。于是,从叶片2的前缘部21流入的主气流F3’在叶端涡流3上稳定,压力损失降低,从而能够实现轴流风扇100的低噪音化和高效率化。
[0114] 实施方式3
[0115] 在实施方式2的轴流风扇100中,确定了在叶片2的局部减少部10存在极小点B,但在实施方式3中,在确定了该极小点B的半径方向位置这一点上与实施方式2不同。其他的基本的轴流风扇100的结构与实施方式1、2相同,因此省略说明。
[0116] 在形成于叶片2的前缘部21的局部减少部10中,在将用从旋转轴心RC至轮毂部1的外周面的距离表示的轮毂部1的半径长度设为Rb、将从旋转轴心RC至叶片2的外周缘部23的最大半径长度设为Rt时,叶片入口角α达到极小的极小点B的半径长度Rs满足0.1<(Rt-Rs)/(Rt-Rb)<0.5。
[0117] (效果)
[0118] 实施方式3的轴流风扇100构成为使前缘部21的叶片入口角α达到极小的极小点B的半径长度Rs满足0.1<(Rt-Rs)/(Rt-Rb)<0.5,由此,使叶片入口角α局部性地减少的局部减少部10的区域与产生叶端涡流3的位置为大致同一位置。
[0119] 由此,能够使图4记载的主气流F3’的主气流角α’与叶片2的流入角度β大体一致。于是,从叶片2的前缘部21流入的主气流F3’在叶端涡流3上稳定,压力损失降低,从而能够实现轴流风扇100的低噪音化和高效率化。
[0120] 实施方式4
[0121] 图9是实施方式4的轴流风扇的图1中的叶片弦线方向(II-II)剖视图。
[0122] 实施方式4的轴流风扇100仅在规定了实施方式1~3的轴流风扇100的叶片截面这一点上不同。其他的结构与实施方式1~3的轴流风扇100相同,因此省略说明。
[0123] 如图9所示,在叶片2的叶片弦线方向的剖视图中,叶片2的截面形状为圆弧形状。
[0124] 将叶片2的前缘部21处的负压面2b的切线设为前缘部切线21a,将与旋转轴心RC平行的直线设为轴心假想线RC’,将前缘部切线21a与轴心假想线RC’所成的角度设为叶片入口角α。
[0125] 另外,将轴心假想线RC’与连结前缘部21和后缘部22的叶片弦线27所成的角度设为交错角γ。
[0126] 并且,将叶片2的前缘部21处的负压面2b的前缘部切线21a与后缘部22处的负压面2b的后缘部切线22a的交点的锐角侧的角度设为翘曲角θc。
[0127] 于是,实施方式4的叶片2的叶片入口角α构成为满足α=γ+θc/2。
[0128] (效果)
[0129] 实施方式4的轴流风扇100的叶片2是具有叶片入口角α满足上述的α=γ+θc/2的截面形状的圆弧,由此叶片2的表面变得平滑,在叶片2的负压面2b产生的叶端涡流3稳定。由此,如图4所示从叶片2的前缘部21流入的主气流F3’在叶端涡流3上稳定,压力损失降低,从而能够实现轴流风扇100的低噪音化和高效率化。
[0130] 上述实施方式1~4的轴流风扇100的各结构能够分别组合地构成。而且,通过它们的协同效果,如图4所示从叶片2的前缘部21流入的主气流F3’在叶端涡流3上更加稳定,压力损失降低,从而能够实现轴流风扇100的低噪音化和高效率化。
[0131] (在空气调节装置的应用)
[0132] 另外,上述实施方式1~4的轴流风扇100能够用作例如向空气调节装置的室内热交换器、室外热交换器输送热交换用的空气的鼓风机。
[0133] 图10是采用了实施方式1~4的轴流风扇的空气调节装置的概要图。
[0134] 空气调节装置具备图10所示的制冷循环装置50。制冷循环装置50利用制冷剂配管将压缩机51、冷凝器52、膨胀阀54和蒸发器53依次连接而构成。在冷凝器52配置有将热交换用的空气向冷凝器52输送的冷凝器用风扇52a。另外,在蒸发器53配置有将热交换用的空气向蒸发器53输送的蒸发器用风扇53a。
[0135] 通过将实施方式1~4的轴流风扇100用于这样的空气调节装置,能够提高冷凝器用风扇52a、蒸发器用风扇53a的送风效率,并提高空气调节装置的制冷制热性能。
[0136] 另外,例如,上述实施方式1~4的轴流风扇100能够用于换气扇、电风扇等。而且,除此之外能够用作输送空气等流体的鼓风机。
[0137] 通过将实施方式1~4的轴流风扇100用于这样的设备,能够实现送风装置的低噪音化和送风效率的提高。
[0138] 实施方式1~4的轴流风扇100中,
[0139] (1)具有多个叶片2,多个叶片2具有形成在旋转方向RT的前进侧的前缘部21、形成在外周侧的外周缘部23、以及形成在内周侧的内周缘部24,多个叶片2的形状为,外周缘部23侧与内周缘部24相比相对于流体的输送方向F1而向下游侧倾斜地形成,且外周缘部23相对于输送方向F1而向上游侧弯曲地形成,在前缘部21的外周缘部23侧形成有前缘部21的叶片入口角α局部性地变小的局部减少部10。
[0140] 于是,在受到叶端涡流3的影响的叶片2的外周缘部23侧设置使叶片入口角α与内周侧前缘部11的叶片入口角α相比局部性地减少的局部减少部10,从而能够如图4所示使主气流角α’与流入角度β大体一致。于是,从叶片2的前缘部21流入的主气流F3’在叶端涡流3上稳定,压力损失降低,从而能够实现轴流风扇100的低噪音化和高效率化。
[0141] (2)另外,在(1)记载的轴流风扇100中,局部减少部10在局部减少部10的前缘部21处具有叶片入口角α成为极小值的极小点B。
[0142] 于是,产生叶端涡流3的涡径的最大值Lmax的位置与叶片入口角α成为极小值的位置为大致同一位置。
[0143] 由此,即使在产生叶端涡流3的涡径的最大值Lmax的叶片2的半径长度R处,也能够使图4所示的主气流角α’与流入角度β大体一致。于是,从叶片2的前缘部21流入的主气流F3’在叶端涡流3上稳定,压力损失降低,从而能够实现轴流风扇100的低噪音化和高效率化。
[0144] (3)另外,在(2)记载的轴流风扇100中,局部减少部10具有成为局部减少部10的两端部的中间位置的中间点D,极小点B形成在比中间点D靠旋转轴心RC侧的位置。
[0145] 即,在比成为中间点D的半径长度R=Rm小的半径长度R=Rs处,使叶片入口角α为极小值,由此,产生叶端涡流3的涡径的最大值Lmax的位置与叶片入口角α成为极小值的位置为大致同一位置。
[0146] 由此,即使在产生叶端涡流3的涡径的最大值Lmax的叶片2的半径长度R处,也能够使图4所示的主气流角α’与流入角度β大体一致。于是,从叶片2的前缘部21流入的主气流F3’在叶端涡流3上稳定,压力损失降低,从而能够实现轴流风扇100的低噪音化和高效率化。
[0147] (4)另外,在(2)记载的轴流风扇100中,在旋转轴心RC的周围具有圆筒形状的轮毂部1,在将旋转轴心RC与轮毂部1的外周面之间的距离即半径长度设为Rb、将从旋转轴心RC至外周缘部23的最大半径长度设为Rt时,旋转轴心RC与极小点B之间的距离即半径长度Rs满足0.1<(Rt-Rs)/(Rt-Rb)<0.5的关系。
[0148] 于是,使叶片入口角α局部性地减少的局部减少部10的区域与产生叶端涡流3的位置为大致同一位置。
[0149] 由此,能够使图4记载的主气流F3’的主气流角α’与叶片2的流入角度β大体一致。于是,从叶片2的前缘部21流入的主气流F3’在叶端涡流3上稳定,压力损失降低,从而能够实现轴流风扇100的低噪音化和高效率化。
[0150] (5)另外,在(1)~(4)记载的轴流风扇100中,局部减少部10形成在前缘部21的半径方向长度中的外周缘部23侧的一半长度内,局部减少部10的叶片入口角α以小于比局部减少部10靠内周侧的叶片入口角α的值形成。
[0151] 于是,在受到叶端涡流3的影响的叶片2的外周缘部23侧设置使叶片入口角α与内周侧前缘部11的叶片入口角α相比局部性地减少的局部减少部10,从而能够如图4所示使主气流角α’与流入角度β大体一致。于是,从叶片2的前缘部21流入的主气流F3’在叶端涡流3上稳定,压力损失降低,从而能够实现轴流风扇100的低噪音化和高效率化。
[0152] (6)另外,在(1)~(5)记载的轴流风扇100中,多个叶片2的叶片弦线方向的截面形状为圆弧形状。
[0153] (7)另外,在(6)记载的轴流风扇100中,在将旋转轴心RC与叶片弦线27所成的角度设为斜置角γ、将前缘部21的切线与后缘部22的切线的交点的锐角侧的角度设为翘曲角θc时,叶片入口角α满足α=γ+θc/2的关系,其中上述叶片弦线27将前缘部21与形成在旋转方向的后退侧的后缘部22连结。
[0154] 于是,叶片2的表面变得平滑,在叶片2的负压面2b产生的叶端涡流3稳定。由此,如图4所示从叶片2的前缘部21流入的主气流F3’在叶端涡流3上稳定,压力损失降低,从而能够实现轴流风扇100的低噪音化和高效率化。
[0155] (8)另外,将(1)~(7)记载的轴流风扇100应用于空气调节装置。
[0156] 于是,冷凝器用风扇52a、蒸发器用风扇53a的送风效率提高,并能够提高空气调节装置的制冷制热性能。
[0157] 符号说明
[0158] 1轮毂部,2叶片,2a正压面,2b负压面,3叶端涡流,3a叶端涡流的中心,10局部减少部,11内周侧前缘部,21前缘部,21a前缘部切线,21a’主气流F3’的流入方向,22后缘部,22a后缘部切线,23外周缘部,24内周缘部,26外周弯曲部,27叶片弦线,50制冷循环装置,51压缩机,52冷凝器,52a冷凝器用风扇,53蒸发器,53a蒸发器用风扇,54膨胀阀,100轴流风扇,A第一交点,Am第一极大点,B极小点,C第二交点,Cm第二极大点,D中间点,F1流体的输送方向,F2流入气流,F3主气流,F3’主气流,Lmax叶端涡流的涡径的最大值,P半径方向比,RC旋转轴心,RC’轴心假想线,RT旋转方向,α叶片入口角,α'主气流角,α1内周侧前缘部的叶片入口角,α2局部减少部的叶片入口角,β流入角度,γ交错角,θc翘曲角。