專利名稱：軸向流動(dòng)送風(fēng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種送風(fēng)機(jī)，其例如用于空調(diào)的室外裝置，并且尤其涉及其葉片結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
例如如專利文獻(xiàn)I所揭示的，作為通過(guò)改進(jìn)葉片結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)高效率的傳統(tǒng)送風(fēng)機(jī)，具有如下的這種送風(fēng)機(jī)其包括通過(guò)徑向連接多個(gè)葉(葉片)到轂(輪轂)的外周而制成的葉輪，并且其中在葉片跨度方向上延伸的特定區(qū)域在特定寬度上沿著葉的后緣彎曲到負(fù)壓表面?zhèn)取?專利文獻(xiàn)I) JP-A-2003-13892 (段 20 到 30，圖 I 到 4)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，在特定寬度上沿著葉片的后緣彎曲到負(fù)壓表面?zhèn)鹊那闆r下，由于彎曲部分變成氣流和的阻力并且湍流產(chǎn)生，已經(jīng)具有導(dǎo)致輸入增加并且噪音增加的問(wèn)題。本發(fā)明致力于解決上述的傳統(tǒng)問(wèn)題，并且具有提供一種能夠減小噪音并且提高效率的送風(fēng)機(jī)的目標(biāo)。解決問(wèn)題的措施本發(fā)明的送風(fēng)機(jī)包括葉輪，在該葉輪中布置在周向上間隔地連接到輪轂周表面上的多個(gè)葉片，并且葉片的后緣具有凸形部分，其中其在徑向上的中間部分彎曲以便擴(kuò)展到吸入側(cè)。上述凸形部分在上述葉片的葉片弦方向上從上述葉片的前緣和后緣之間開始，到達(dá)上述葉片的后緣，上述凸形部分的頂點(diǎn)位于上述葉片的后緣。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，由于葉片的后緣具有凸形部分，其中在徑向上的中間部分彎曲以便擴(kuò)展到吸入側(cè)，氣體的排放速率在葉片的徑向上能夠變得均勻，并且變得能夠減小噪音和提聞效率。


圖I是根據(jù)實(shí)施例I的送風(fēng)機(jī)的主要部分截面圖。圖2是圖I所示葉輪的前視圖。圖3是沿圖2的線III-III的截面圖。圖4是沿圖2的線IV-IV的截面圖。圖5是沿圖2的線V-V的截面圖。圖6是沿圖2的線VI-VI的截面圖。
圖7是根據(jù)實(shí)施例I的葉輪的透視圖。圖8是根據(jù)實(shí)施例I的葉輪的側(cè)視圖。圖9是示出根據(jù)實(shí)施例I的送風(fēng)機(jī)的凸形部分的長(zhǎng)度和靜態(tài)壓力效率之間的關(guān)系的特性圖。圖10是根據(jù)實(shí)施例2的送風(fēng)機(jī)的主要部分截面圖。圖11是示出根據(jù)實(shí)施例2的送風(fēng)機(jī)的另一結(jié)構(gòu)實(shí)例的主要部分截面圖。圖12是示出根據(jù)實(shí)施例2的送風(fēng)機(jī)的另一結(jié)構(gòu)實(shí)例的主要部分截面圖。圖13是示出根據(jù)實(shí)施例2的送風(fēng)機(jī)的另一結(jié)構(gòu)實(shí)例的主要部分截面圖。
參考數(shù)字和符號(hào)的說(shuō)明I葉輪2輪轂3葉片3a前緣3b后緣3c輪轂側(cè)端部3d外周側(cè)端部(尖端)30凸形部分30a凸形部分的頂點(diǎn)4馬達(dá)5喇叭口
具體實(shí)施例方式圖I到9是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例I的送風(fēng)機(jī)的視圖，并且更具體地，圖I是送風(fēng)機(jī)的主要部分截面圖，圖2是圖I所示葉輪的前視圖，圖3是沿圖2的線III-III的截面圖，圖4是沿圖2的線IV-IV的截面圖，圖5是沿圖2的線V-V的截面圖，圖6是沿圖2的線VI-VI的截面圖，圖7是葉輪的透視圖，圖8是葉輪的側(cè)視圖，并且圖9是示出凸形部分的長(zhǎng)度和靜態(tài)壓力效率之間的關(guān)系的特性圖。順便提及，在各個(gè)截面圖中，省略了指示截面的剖面線。該送風(fēng)機(jī)是軸向流動(dòng)送風(fēng)機(jī)，并且構(gòu)造成使得葉輪I能夠由馬達(dá)4旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，其中在葉輪I中多個(gè)葉片3、3……以規(guī)定連接角度徑向連接到輪轂2的外周表面上，并且喇叭口5布置在葉輪I的外周側(cè)，以便圍繞葉輪I。順便提及，盡管圖2示出具有四個(gè)葉片3的葉輪1，并且圖7和8示出具有三個(gè)葉片3的葉輪1，但葉片3的數(shù)量不限于三或四個(gè)。如圖2到8所示，葉輪I的葉片3是“向前掠翼(forward swept wing)”,其中其前緣3a在旋轉(zhuǎn)方向上向前延伸，并且在葉片弦方向具有特定“翹曲(warp)”，其凹側(cè)表面是壓力表面3e，并且其凸側(cè)表面是負(fù)壓表面3f。順便提及，在圖2和圖4到6中，輪廓箭頭指示葉輪的旋轉(zhuǎn)方向，并且在圖I和圖3到6中，虛線箭頭指示風(fēng)(流體)流動(dòng)的方向。葉片3的主要特征點(diǎn)在于葉片3的后緣3b具有凸形部分，其中其在徑向上的中間部分彎曲以便擴(kuò)展到吸入側(cè)。更具體地，后緣3b的凸形部分30為使得其在徑向上的中間部分彎曲以便擴(kuò)展到吸入側(cè)并且在徑向上平滑地傾斜到兩端側(cè)，也即，到輪轂側(cè)端部3c和尖端(外周側(cè)端部)3d側(cè)。在大致軸向流動(dòng)送風(fēng)機(jī)的葉片3的排放側(cè)處的軸向流速的分布為使得如下詳細(xì)描述的，其在徑向上從輪轂2側(cè)到中間部分增加，并且從中間部分到頂端3d側(cè)降低。也即，在葉片3的輪轂2偵彳，由離心力導(dǎo)向流動(dòng)體到尖端3d偵彳，使得在輪轂2側(cè)處的體積流速降低，并且軸向流速降低。具有如下問(wèn)題由于如上所述，流速降低，從而效率下降。而且，具有如下的問(wèn)題由于不充分的體積流速而產(chǎn)生分離流動(dòng)體的翼表面，以及由于湍流而產(chǎn)生效率降低和噪音增加。而且，由于體積流速在徑向上在葉片3的中間部分處集中，從而流速增加。由于葉輪I的噪音主要比例于流速的六次冪增加，因此具有隨著流速增加噪音增加的問(wèn)題。而且，葉片3的在旋轉(zhuǎn)方向上的組件在徑向上在葉片3的中間部分附近較大，并且由于排放動(dòng)態(tài)壓力而引起的輸入損失成為一個(gè)問(wèn)題。而且，在葉片3的尖端3d側(cè)處，通過(guò)在葉片3的吸入側(cè)和排放側(cè)產(chǎn)生的壓力差或者由葉片3的前緣3a發(fā)展而來(lái)的翼尖端渦流，通過(guò)由作為在葉片3和外殼(喇叭口 5)之間的縫隙的尖端間隙所產(chǎn)生的泄漏流而降低體積流速。因此，由于不充分的體積流速而產(chǎn)生分離流動(dòng)體的翼表面，以及由于湍流而產(chǎn)生噪音增加。而且，由于流速降低，從而效率下降。當(dāng)在葉片3的外周部分處流速降低時(shí)，此處葉片3的外周速度高并且工作效率高，效率顯著下降。如上所述，在葉片3的徑向上在排放側(cè)處產(chǎn)生流速的分布，并且在輪轂2側(cè)和尖端3d側(cè)處流動(dòng)變慢，并且在中間部分流動(dòng)變快，并因此由于流速的分布而產(chǎn)生效率降低和噪音增加。另一方面，在該實(shí)施例中，由于葉片3的后緣3b具有凸形部分，其中徑向側(cè)的中間 部分彎曲以便擴(kuò)展到吸入側(cè)，在徑向上在葉片3的中間部分處集中的流動(dòng)體如圖3中箭頭所示沿著凸形部分30的傾斜流動(dòng)，并且由凸形部分30分開到輪轂2側(cè)和外周側(cè)。在葉片后緣3b的輪轂2偵彳，在徑向上在葉片3的中間部分處集中的流動(dòng)體沿著凸形部分30的傾斜流動(dòng)，并且流入輪轂2側(cè)，使得由于不充分的體積流速而引起的分開的流動(dòng)區(qū)域減小。由于體積流速增加，從而效率增加，由因分開而產(chǎn)生的湍流所引起的噪音降低，并且變得能夠提高葉輪I的效率并減少噪音。由于在徑向上葉片后緣3b的中間部分彎曲以便擴(kuò)展到吸入側(cè)，葉片3為流動(dòng)體給出在旋轉(zhuǎn)方向上的小的速率分量并且在徑向上流動(dòng)，并因此由于排放動(dòng)態(tài)壓力引起的損失下降，并變得能夠增加效率。而且，由于在葉片3的中間部分處集中的流動(dòng)體沿著凸形部分30的傾斜流動(dòng)并且供應(yīng)到輪轂2側(cè)和外周側(cè)，在葉片3的中間部分處的體積流速降低，并且葉片3的最大流速降低，使得噪音減小。在葉片后緣3b的尖端3d側(cè)處，由于在徑向上在葉片3的中間部分處集中的流動(dòng)體沿著凸形部分30的傾斜流動(dòng)并且流入葉片3的尖端3d側(cè)，由于不足的體積流速而引起的分開區(qū)域減小。由于體積流速增加，在葉片3的尖端3d側(cè)處的效率增加，由因分開而產(chǎn)生的湍流所引起的噪音減小，并且變得能夠提高葉輪I的效率并減少噪音。而且，在葉片3的尖端3d側(cè)處，由于葉片3的外周速度高，因葉片3為流體給出在旋轉(zhuǎn)方向上的速率分量而已經(jīng)不規(guī)則的速率分布變得均勻，因此變得能夠使得工作在葉片3的徑向上良好平穩(wěn)地進(jìn)行，并且葉片3的效率增加。而且，由于工作載荷在尖端3d側(cè)較大，壓力增加量較大，并且通過(guò)葉片3的靜態(tài)壓力的增加而變得能夠增加效率。如上所述，在該實(shí)施例中，由于葉片3的后緣3b具有凸形部分，其中在徑向上的中心部分?jǐn)U展到吸入側(cè)，在徑向上的葉片3的中間部分處集中的流動(dòng)體沿著凸形部分30的傾斜并且流入輪轂2側(cè)和尖端3d側(cè)，排放流動(dòng)體的體積流速在徑向上葉片3的輪轂2側(cè)、中間部分和尖端3d側(cè)的各個(gè)區(qū)域中變得均勻。因此，由于變得葉片3能夠在徑向上均勻工作，引起葉片3的效率損失的區(qū)域減小，并且葉片3的總效率能夠增加。另外，由于葉片3的排放流速變得均勻，最大流速降低，并且依賴于流速的六次冪的葉輪I的噪音減小。順便提及，當(dāng)凸形部分30的區(qū)域較窄時(shí)，也即，在徑向上的凸形部分30的長(zhǎng)度(在圖3中由M指示)相對(duì)于在徑向上葉片3的長(zhǎng)度(在圖3中由L指示)較短時(shí)，流動(dòng)體被分隔的區(qū)域減小，在葉片3的輪轂2側(cè)和尖端3d側(cè)處的分開區(qū)域的減小量變小，并且變得能夠減小由于分開而引起的損失。如上所述，當(dāng)在徑向上凸形部分30的長(zhǎng)度較短時(shí)，分開區(qū)域的減小較小，并且效率提高量下降。相反，當(dāng)凸形部分30的區(qū)域較寬，也即，在徑向上凸形部分的長(zhǎng)度M相對(duì)于在徑向上葉片3的長(zhǎng)度L較長(zhǎng)，流動(dòng)體被分隔的區(qū)域增加，被分隔的流動(dòng)體流入的區(qū)域減少，并因此，流入葉片3的輪轂2側(cè)和尖端3d側(cè)的量增加，使得排放流速的最大速度增加，并且噪音增加。圖9是示出在徑向上凸形部分的長(zhǎng)度相對(duì)在徑向上葉片的長(zhǎng)度的比率(M/L)和靜態(tài)壓力效率之間關(guān)系的特性圖。順便提及，在圖9中，在徑向上凸形部分的長(zhǎng)度相對(duì)在徑向上葉片的長(zhǎng)度由比率M/L表示，并且靜態(tài)壓力效率相對(duì)在不提供凸形部分的情況下的靜態(tài)壓力效率由比率表示。而且，圖9示出在除了葉輪I和喇叭口 5之外沒(méi)有任何事物阻擋風(fēng)流動(dòng)的情況下的特性，其是模擬結(jié)果。
盡管在葉片3的輪轂2側(cè)和尖端3d側(cè)處的分開區(qū)域根據(jù)喇叭口 5和外殼的存在、形狀差別、風(fēng)路徑形狀的差別等等而稍微不同，但是從圖9中理解到當(dāng)在徑向上凸形部分30的長(zhǎng)度處于在徑向上葉片3的長(zhǎng)度的20%到90%的范圍(O. 2L ^ M ^ O. 9L)內(nèi)，更優(yōu)選地，在40%到80%的范圍(O. 4L ^ M ^ O. 8L)內(nèi)，排放流動(dòng)被有效地控制，氣體的排放速率能夠在葉片的徑向上變得均勻，并且變得能夠更可靠地減小噪音和提高效率。實(shí)施例2圖10和11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的送風(fēng)機(jī)的主要部分截面圖，并且對(duì)應(yīng)于實(shí)施例I的圖3。在前面的實(shí)施例中，盡管凸形部分30的頂點(diǎn)30a位于在徑向上葉片3的后緣3b的中點(diǎn)附近，但是在該實(shí)施例中，其位于從徑向中點(diǎn)偏離到輪轂2側(cè)或尖端3d側(cè)的位置。由于其它結(jié)構(gòu)類似于實(shí)施例1，下面將主要描述與實(shí)施例I的不同點(diǎn)。圖10示出凸形部分30的頂點(diǎn)30a移動(dòng)到輪轂2側(cè)的情況。如上所述，當(dāng)后緣3b的凸形部分30的頂點(diǎn)30a移動(dòng)到輪轂2側(cè)時(shí)，當(dāng)在徑向上在葉片3的中間部分處集中的流動(dòng)體沿著凸形部分30的傾斜流動(dòng)時(shí)，分開流動(dòng)體的體積流速在輪轂2處較小并且在尖端3d側(cè)處變大。在由不足的體積流速而引起的大的分離在葉片3的尖端側(cè)3d處產(chǎn)生的情況下，由于體積流速增加，在葉片3的尖端3d側(cè)處的效率增加，由分離產(chǎn)生的湍流所引起的噪音減小，并且變得能夠提高葉輪I的效率并減小噪音。而且，在葉片3的尖端3d側(cè)，由于葉片3的外周速度高，其中葉片3為流體給出旋轉(zhuǎn)分量的工作量大，并因此壓力增加量大，并且變得能夠通過(guò)增加葉輪I的靜態(tài)壓力而增加效率。圖11示出凸形部分30的頂點(diǎn)30a移動(dòng)到尖端3d側(cè)的情況。如上所述，當(dāng)后緣3b的凸形部分30的頂點(diǎn)30a移動(dòng)到尖端3d側(cè)時(shí)，當(dāng)在徑向上在葉片3的中間部分處集中的流動(dòng)體沿著凸形部分30的傾斜流動(dòng)時(shí)，分開流動(dòng)體的體積流速在輪轂2側(cè)處變大并且在尖端3d側(cè)處變小。在由不足的體積流速而引起的大的分離在葉片3的輪轂2側(cè)處產(chǎn)生的情況下，由于體積流速增加，在葉片3的尖端3d側(cè)處的效率增加，由分離產(chǎn)生的湍流所引起的噪音減小，并且變得能夠提高葉輪I的效率并減小噪音。如上所述，通過(guò)凸形部分30的形狀，變得能夠控制引導(dǎo)到葉片3的輪轂2側(cè)的流動(dòng)體的體積流速相對(duì)引導(dǎo)到尖端3d側(cè)的流動(dòng)體的體積流速的比率，并且變得能夠控制在徑向上葉片3的工作分布。因此，在葉片3的徑向上的流體的吸入分布由于葉輪I的安裝形式而不規(guī)則的情況下，凸形部分30的頂點(diǎn)30a的位置根據(jù)流動(dòng)而移動(dòng)到輪轂2側(cè)或尖端3d側(cè)。也即，當(dāng)在輪轂2側(cè)處的體積流速根據(jù)葉輪I的特性而增加時(shí)，凸形部分30的頂點(diǎn)30a位置移動(dòng)到尖端3d側(cè)，并且當(dāng)在尖端3d側(cè)處的體積流速增加時(shí)，凸形部分30的頂點(diǎn)30a移動(dòng)到輪轂2偵U。因此，變得能夠使得葉輪I的排放體積流速分布均勻，并且變得能夠提高葉輪I的效率和減小噪音。如上所述，當(dāng)凸形部分30的頂點(diǎn)30a移動(dòng)到輪轂2側(cè)時(shí)，流動(dòng)體被吸取到尖端3d偵牝并且當(dāng)凸形部分30的頂點(diǎn)30a移動(dòng)到尖端3d側(cè)時(shí)，流動(dòng)體被吸取到輪轂2側(cè)，并因此變得能夠控制葉輪I的排放流動(dòng)。因此，同時(shí)在排放側(cè)處具有困難的產(chǎn)品安裝狀態(tài)下的風(fēng) 路徑中，當(dāng)凸形部分30的頂點(diǎn)30a的位置根據(jù)流動(dòng)而移動(dòng)到輪轂2側(cè)或尖端3d側(cè)時(shí)，變得能夠抑制在排放流動(dòng)體和風(fēng)路徑之間的干涉到最小，并且變得能夠提高包括風(fēng)路徑的送風(fēng)機(jī)的效率。順便提及，圖10和11示出凸形部分30的頂點(diǎn)30a的位置改變而提供凸形部分30的位置不改變而是與實(shí)施例I相同的情況，也即，凸形部分30的形狀在輪轂2側(cè)和外周側(cè)之間相對(duì)于頂點(diǎn)30a不軸對(duì)稱的情況。另一方面，如圖12和13所示，提供凸形部分30的位置可以改變，而凸形部分30的形狀不改變并且在輪轂2側(cè)和外周側(cè)之間相對(duì)于頂點(diǎn)30a軸對(duì)稱。同時(shí)在該情況下，由于凸形部分30的頂點(diǎn)30a能夠位于從徑向上的中點(diǎn)偏離到輪轂2側(cè)或尖端3d側(cè)的位置處，從而能夠獲得類似的效果。順便提及，同時(shí)在該實(shí)施例中，類似于實(shí)施例I的情況，當(dāng)在徑向上凸形部分30的長(zhǎng)度處于在徑向上葉片3的長(zhǎng)度的20 %到90 %的范圍內(nèi)，更期望地，在40 %到80 %的范圍內(nèi)，排放流動(dòng)體被有效地控制，空氣的排放速率能夠在徑向上變得均勻，并且變得能夠更可靠地減小噪音和提高效率。
權(quán)利要求
1.一種軸向流動(dòng)送風(fēng)機(jī)，其包括葉輪，該葉輪配置有在周向上間隔地安裝在輪轂的外周表面上的多個(gè)葉片，其特征在于， 上述葉片的后緣具有其徑向的中間部分以向吸入側(cè)鼓起的方式彎曲的凸形部分， 上述凸形部分在上述葉片的葉片弦方向上從上述葉片的前緣和后緣之間開始，到達(dá)上述葉片的后緣， 上述凸形部分的頂點(diǎn)位于上述葉片的后緣。
2.如權(quán)利要求I所述的軸向流動(dòng)送風(fēng)機(jī)，其特征在于，上述凸形部分在上述葉片的后緣處且在上述葉片的徑向上具有寬度。
3.如權(quán)利要求2所述的軸向流動(dòng)送風(fēng)機(jī)，其特征在于，上述凸形部分形成為越靠近上述葉片的后緣則上述葉片的徑向的寬度越大的形狀。
4.如權(quán)利要求I至權(quán)利要求3中的任意一項(xiàng)所述的軸向流動(dòng)送風(fēng)機(jī)，其特征在于，在葉片弦方向上，從上述葉片的前端到形成上述凸形部分的區(qū)域?yàn)橹?，上述葉片以壓力面?zhèn)劝枷荻?fù)壓面?zhèn)韧钩龅姆绞铰N曲，在形成有上述凸形部的后端，上述葉片以負(fù)壓面?zhèn)劝枷莸姆绞綇澢?br> 5.如權(quán)利要求I所述的軸向流動(dòng)送風(fēng)機(jī)，其特征在于，上述凸形部分的頂點(diǎn)位于上述葉片的徑向中點(diǎn)處。
6.如權(quán)利要求I所述的軸向流動(dòng)送風(fēng)機(jī)，其特征在于，上述凸形部分的頂點(diǎn)位于偏離到上述葉片的輪轂側(cè)的位置處。
7.如權(quán)利要求I所述的軸向流動(dòng)送風(fēng)機(jī)，其特征在于，上述凸形部分的頂點(diǎn)位于偏離到上述葉片的尖端側(cè)的位置處。
8.如權(quán)利要求I至權(quán)利要求7中的任意一項(xiàng)所述的軸向流動(dòng)送風(fēng)機(jī)，其特征在于，上述凸形部分的徑向的長(zhǎng)度處于上述葉片的徑向的長(zhǎng)度的20%到90%的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求I至權(quán)利要求7中的任意一項(xiàng)所述的軸向流動(dòng)送風(fēng)機(jī)，其特征在于，上述凸形部分的徑向的長(zhǎng)度處于上述葉片的徑向的長(zhǎng)度的40%到80%的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明通過(guò)改進(jìn)用于例如空調(diào)的室外裝置的送風(fēng)機(jī)的葉片結(jié)構(gòu)而提供一種能夠減小噪音并且提高效率的送風(fēng)機(jī)。其提供有葉輪(1)，在該葉輪(1)中布置在周向上間隔地連接到輪轂(2)周表面上的多個(gè)葉片(3)，并且葉片(3)的后緣具有凸形部分(30)，其中其在徑向上的中間部分彎曲以便擴(kuò)展到吸入側(cè)。凸形部分在葉片的葉片弦方向上從葉片的前緣和后緣之間開始，到達(dá)葉片的后緣，凸形部分的頂點(diǎn)位于葉片的后緣。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，空氣的排放速率沿著葉片(3)的徑向能夠變得均勻，并且變得能夠減小噪音和提高效率。
文檔編號(hào)F04D29/38GK102828997SQ201210337930
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月26日
發(fā)明者有永政廣, 加賀邦彥, 山田彰二, 加藤康明, 吉川浩司 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社