CN102483073B - 螺旋桨式风扇、成型用模具和流体输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明的两个叶片的螺旋桨式风扇具有叶片(21A)和叶片(21B)、以及连接各叶片的连接部(31)。各叶片具有：周向边缘部(21a)，以中心轴(101)为中心延伸成具有直径D的圆弧形；前边缘部(21b)，配置在转动方向侧；后边缘部(21c)，配置在转动方向的相反侧；以及叶片前端边缘部(21d)，连接前边缘部(21b)和周向边缘部(21a)。包含后边缘部(21c)和周向边缘部(21a)的交点(21e)、且与中心轴(101)垂直的平面为γ。从与包含叶片前端边缘部(21d)和中心轴(101)的平面平行的方向观察螺旋桨式风扇时，中心轴(101)的线上的、平面γ与叶片(21A)的前边缘部(21b)和叶片(21B)的后边缘部(21c)的连接部分之间的距离H满足0.028≤H/D≤0.056的关系。由此，可以提供在节能性和节省资源设计方面做出较大贡献的螺旋桨式风扇、成型用模具和流体输送装置。

Description

螺旋桨式风扇、成型用模具和流体输送装置

技术领域

本发明一般涉及螺旋桨式风扇、成型用模具和流体输送装置，特别涉及用于送风机的螺旋桨式风扇；用树脂成型这种螺旋桨式风扇的成型用模具；以及具有这种螺旋桨式风扇的空气调节机的室外机、空气净化机、加湿机、除湿机、暖风机、冷却装置、换气装置等流体输送装置。

背景技术

关于以往的螺旋桨式风扇，例如在日本专利公开公报特开平3－88999号中公开了一种轴流风扇，该轴流风扇分别向螺旋桨式叶片的正压力面提供正压力、向负压力面提供负压力，来提高螺旋桨式叶片的升力，同时也提高了强度(专利文献1)。专利文献1中公开的轴流风扇具有多个螺旋桨式叶片，多个螺旋桨式叶片形成在轮毂的外周部上，从轮毂轴心朝向半径方向外侧延伸。

此外，日本专利公开公报特开2000－314399号中公开了一种螺旋桨式风扇，不需要对转动轴孔部分的轴毂部进行再加工，就能很好地进行浇口处理(专利文献2)。专利文献2中公开的螺旋桨式风扇具有圆筒形或圆锥形的轮毂部、以及与轮毂部设置成一体的叶片部。

此外，日本专利公开公报特开昭64－397号(专利文献3)、日本专利公开公报特开2008－240526号(专利文献4)和日本专利公开公报特开2004－132211号(专利文献5)也公开了各种螺旋桨式风扇。

专利文献1：日本专利公开公报特开平3－88999号

专利文献2：日本专利公开公报特开2000－314399号

专利文献3：日本专利公开公报特开昭64－397号

专利文献4：日本专利公开公报特开2008－240526号

专利文献5：日本专利公开公报特开2004－132211号

以往在送风机或冷却机中使用螺旋桨式风扇，例如在空调的室外机中附设有用于向热交换器进行送风的螺旋桨式风扇。螺旋桨式风扇具有风扇的中心部附近比风扇的外周一侧的圆周速度慢、送风能力弱的特性。如果在送风路径内设置例如热交换器等压力损失大的阻力物，则因这样的特性造成在风扇外周一侧向顺向送风，但在风扇的中心部附近产生逆流，其结果，导致风扇的压力流量特性在高静压区域变差。

另一方面，如上述专利文献1和2公开的那样，公知的是如下结构的螺旋桨式风扇：在转动中心上设置大的轮毂部，并且从该轮毂部的外周伸出多个叶片。在这种螺旋桨式风扇中，由于利用大的轮毂部封闭风扇的中心部附近的逆流区域，所以可以防止逆流，抑制风扇的压力流量特性在高静压区域内产生恶化。此外，叶片通常具有迎角，如果从叶片的基端部直接延长，则多个叶片的基端部之间成为扭转的位置关系，但是通过设置大的轮毂部，可以简单地一体形成进行送风的多个叶片。

然而，在设置有大的轮毂部的上述螺旋桨式风扇中，产生了多种如下所述的新问题。

即，第一个问题是：虽然可以一定程度地抑制压力流量特性在高静压区域内产生恶化，但是在低压大风量区域内，不能充分且有效地利用转动中心部，降低了送风效率。此外，第二个问题是：由于具有大的轮毂部，使螺旋桨式风扇本身的重量变大，所以增加了驱动用电动机的负载，从而增大了电耗。此外，第三个问题是：增加了材料费用，从而增加了制造成本。考虑到当前的地球环境，这三个问题会使节能性和节省资源设计方面存在显著的不足。

发明内容

为了解决上述课题，本发明的目的是提供在节能性和节省资源设计方面做出较大贡献的螺旋桨式风扇、成型用模具和流体输送装置。

本发明一方面的螺旋桨式风扇是两个叶片的螺旋桨式风扇。螺旋桨式风扇包括构成两个叶片的第一叶片和第二叶片、以及连接第一叶片和第二叶片的连接部。第一叶片和第二叶片在周向上分开设置，伴随以虚拟的中心轴为中心转动进行送风。从中心轴的轴向观察螺旋桨式风扇，在描绘出使第一叶片和第二叶片在周向上分开的最小的虚拟圆时，连接部配置在该虚拟圆的内侧。第一叶片和第二叶片的各叶片包括：周向边缘部，以中心轴为中心延伸成具有直径D的圆弧形；前边缘部，配置在转动方向一侧；后边缘部，配置在转动方向的相反一侧，并与周向边缘部连接；以及叶片前端边缘部，连接前边缘部和周向边缘部，并朝向转动方向突出。第一叶片的前边缘部和第二叶片的后边缘部通过连接部连接。把包含第一叶片和第二叶片各自的后边缘部与周向边缘部的交点、且与中心轴垂直的平面确定为γ。从与包含第一叶片和第二叶片的叶片前端边缘部以及中心轴的平面平行的方向观察螺旋桨式风扇时，在中心轴的线上的、平面γ与第一叶片的前边缘部和第二叶片的后边缘部的连接部分之间的距离H满足0.028≤H/D≤0.056的关系，连接部在第一叶片和第二叶片之间延伸，并且在连接第一叶片的基端部和第二叶片的基端部的区域上，具有用于伴随转动进行送风、且从螺旋桨式风扇的气流送出方向的吸入侧向吹出侧送出空气的翼面状的表面。

按照这种结构的螺旋桨式风扇，通过使平面γ与第一叶片的前边缘部和第二叶片的后边缘部的连接部分之间的距离H为叶片的周向边缘部直径D的0.028倍以上，在第一叶片的前边缘部和第二叶片的后边缘部的连接部分上，叶片变成以与中心轴垂直的平面为基准，更朝向中心轴的轴向弯曲倾斜。由此，使空气容易从叶片的转动中心附近的正压面(空气吹出侧的翼面)流入，可以有效地提高螺旋桨式风扇的送风能力。此外，通过使距离H为叶片的周向边缘部直径D的0.056倍以下，可以防止叶片在第一叶片的前边缘部和第二叶片的后边缘部的连接部分过度倾斜。由此，可以防止由于在正压面相反一侧的负压面(空气吸入侧的翼面)产生空气流的剥离，而导致螺旋桨式风扇的送风能力降低。其结果，可以实现在节能性和节省资源设计方面做出较大贡献的两个叶片的螺旋桨式风扇。

此外，按照这种结构的螺旋桨式风扇，通过在连接部上形成用于伴随转动进行送风的翼面状的表面，在叶片的转动中心附近也可以向顺向送风，可以提高送风能力。

本发明另一方面的螺旋桨式风扇是三个叶片的螺旋桨式风扇。螺旋桨式风扇包括构成三个叶片的第一叶片、第二叶片和第三叶片，以及连接第一叶片、第二叶片和第三叶片的连接部。第一叶片、第二叶片和第三叶片在周向上分开设置，伴随以虚拟的中心轴为中心转动进行送风。从中心轴的轴向观察螺旋桨式风扇，在描绘出使第一叶片、第二叶片和第三叶片在周向上分开的最小的虚拟圆时，连接部配置在该虚拟圆的内侧。第一叶片、第二叶片和第三叶片的各叶片包括：周向边缘部，以中心轴为中心延伸成具有直径D的圆弧形；前边缘部，配置在转动方向一侧；后边缘部，配置在转动方向的相反一侧，并与周向边缘部连接；以及叶片前端边缘部，连接前边缘部和周向边缘部，并朝向转动方向突出。第二叶片配置成相对于第一叶片在转动方向一侧相邻，第三叶片配置成相对于第二叶片在转动方向一侧相邻。第一叶片的前边缘部和第二叶片的后边缘部通过连接部连接。把包含第一叶片、第二叶片和第三叶片各自的后边缘部与周向边缘部的交点、且与中心轴垂直的平面确定为γ。从与包含第三叶片的叶片前端边缘部和中心轴的平面成直角的方向观察螺旋桨式风扇时，中心轴的线上的、平面γ与第一叶片的前边缘部和第二叶片的后边缘部的连接部分之间的距离H满足0.028≤H/D≤0.056的关系，连接部在第一叶片、第二叶片和第三叶片中相邻的叶片之间延伸，并且在连接相邻叶片的基端部之间的区域上，具有用于伴随转动进行送风、且从螺旋桨式风扇的气流送出方向的吸入侧向吹出侧送出空气的翼面状的表面。

按照这种结构的螺旋桨式风扇，通过使平面γ与第一叶片的前边缘部和第二叶片的后边缘部的连接部分之间的距离H为叶片的周向边缘部直径D的0.028倍以上，在第一叶片的前边缘部和第二叶片的后边缘部的连接部分上，叶片变成以与中心轴垂直的平面为基准，更朝向中心轴的轴向弯曲倾斜。由此，空气容易从叶片的转动中心附近的正压面(空气吹出侧的翼面)流入，可以有效提高螺旋桨式风扇的送风能力。此外，通过使距离H为叶片周向边缘部直径D的0.056倍以下，可以防止叶片在第一叶片的前边缘部和第二叶片的后边缘部的连接部分过度倾斜。由此，可以防止由于与正压面相反一侧的负压面(空气吸入侧的翼面)上产生空气流的剥离，而导致螺旋桨式风扇的送风能力降低。其结果，可以实现在节能性和节省资源设计方面做出较大贡献的三个叶片的螺旋桨式风扇。

此外，按照这种结构的螺旋桨式风扇，通过在连接部上形成用于伴随转动进行送风的翼面状的表面，在叶片的转动中心附近也可以向顺向送风，从而可以提高送风能力。

此外优选的是，虚拟圆的直径d满足0.14≤d/D的关系。按照这种结构的螺旋桨式风扇，可以防止因连接部的尺寸相对于叶片外周尺寸过小，而导致螺旋桨式风扇的强度不足。

此外优选的是，上述任意一项记载的螺旋桨式风扇由树脂成型。按照这种结构的螺旋桨式风扇，可以实现重量轻且刚度高的螺旋桨式风扇。

本发明的成型用模具用于对上述任意一项记载的螺旋桨式风扇进行树脂成型。按照这种结构的成型用模具，可以制造重量轻且刚度高的树脂制的螺旋桨式风扇。

本发明的流体输送装置包括上述任意一项记载的螺旋桨式风扇。按照这种结构的流体输送装置，由于具有本发明的螺旋桨式风扇，所以可以实现在节能性和节省资源设计方面做出较大贡献的流体输送装置。

如以上说明的那样，按照本发明，可以提供在节能性和节省资源设计方面做出较大贡献的螺旋桨式风扇、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中的两个叶片的螺旋桨式风扇的侧视图。

图2是表示从图1中箭头II所示方向(吸入侧)观察的螺旋桨式风扇的俯视图。

图3是表示从图1中箭头III所示方向(吹出侧)观察的螺旋桨式风扇的俯视图。

图4是从吸入侧观察图1中的螺旋桨式风扇的立体图。

图5是表示图1中的螺旋桨式风扇一个例子的俯视图。

图6是表示把图5中的螺旋桨式风扇在双点划线X所示位置切断时的断面形状的立体图。

图7是表示把图5中的螺旋桨式风扇在双点划线Y所示位置切断时的断面形状的立体图。

图8是表示把图5中的螺旋桨式风扇在双点划线Z所示位置切断时的断面形状的立体图。

图9是表示图1中的螺旋桨式风扇的另一侧视图。

图10是用于说明图1中的螺旋桨式风扇的机理的图。

图11是用于说明图1中的螺旋桨式风扇的机理的另一图。

图12是用于说明图1中的螺旋桨式风扇的机理的又一图。

图13是用于说明图1中的螺旋桨式风扇的机理的再一图。

图14是表示相对于图9中的螺旋桨式风扇成为第一比较例的螺旋桨式风扇的侧视图。

图15是表示相对于图9中的螺旋桨式风扇成为第二比较例的螺旋桨式风扇的侧视图。

图16是用于说明图9中的螺旋桨式风扇的机理的图。

图17是用于说明图9中的螺旋桨式风扇的机理的另一图。

图18是表示本发明实施方式1中的三个叶片的螺旋桨式风扇的侧视图。

图19是表示从图18中箭头XIX所示方向(吸入侧)观察的螺旋桨式风扇的俯视图。

图20是表示从图18中箭头XX所示方向(吹出侧)观察的螺旋桨式风扇的俯视图。

图21是从吸入侧观察图18中的螺旋桨式风扇的立体图。

图22是表示图18中的螺旋桨式风扇的另一侧视图。

图23是表示图1中螺旋桨式风扇的H/D和风量之间关系的曲线图。

图24是表示图1中螺旋桨式风扇的d/D和最大应力之间关系的曲线图。

图25是表示用于制造螺旋桨式风扇的成型用模具的断面图。

图26是表示使用螺旋桨式风扇的空气调节机的室外机的图。

附图标记说明

10、50 螺旋桨式风扇，21、21A、21B、21C 叶片，21a 周向边缘部，21b 前边缘部，21c 后边缘部，21d 叶片前端边缘部，21e 交点，26 翼面，26q 正压面，26p 负压面，31 连接部，36 翼面，41 轮毂部，61 成型用模具，62 固定侧模具，63 可动侧模具，72驱动用电动机，73 送风机，74 室外热交换器，75 室外机，76 电动机角铁，101 中心轴，102 虚拟圆，210、220 平面。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行说明。在下面参照的附图中，相同或相应的构件采用相同的附图标记。

(实施方式1)

[对两个叶片的螺旋桨式风扇结构的说明]

图1是表示本发明实施方式1中的两个叶片的螺旋桨式风扇的侧视图。图2是表示从图1中箭头II所示方向(吸入侧)观察的螺旋桨式风扇的俯视图。图3是表示从图1中箭头III所示方向(吹出侧)观察的螺旋桨式风扇的俯视图。图4是从吸入侧观察图1中的螺旋桨式风扇的立体图。

参照图1到图4，本实施方式的螺旋桨式风扇10是两个叶片的螺旋桨式风扇，例如由加入了玻璃纤维的AS(丙烯腈-苯乙烯)树脂等合成树脂一体成型。

螺旋桨式风扇10具有叶片21A和叶片21B(以下在不特别区分的情况下称为叶片21)、以及把叶片21A和叶片21B相互连接的连接部31。螺旋桨式风扇10以作为虚拟轴的中心轴101为中心转动，从图1中的吸入侧向吹出侧进行送风。

如图2中所示，从中心轴101的轴向观察螺旋桨式风扇10，在描绘使叶片21A和叶片21B在中心轴101的周向相互分开的最小的虚拟圆102的情况下，连接部31确定在虚拟圆102的内侧，叶片21A和叶片21B确定在虚拟圆102的外侧。

在螺旋桨式风扇10的转动轴、即中心轴101的周向上，等间隔配置叶片21A和叶片21B。叶片21A和叶片21B做成相同形状，做成在使一个叶片以中心轴101为中心朝向另一个叶片转动的情况下，两者的形状一致。

叶片21包括：前边缘部21b，位于螺旋桨式风扇10的转动方向一侧；后边缘部21c，位于转动方向的相反一侧；以及周向边缘部21a，相对于中心轴101位于最外周一侧。周向边缘部21a以中心轴101为中心延伸形成具有直径D的圆弧形。周向边缘部21a做成其圆弧形延伸的一端连接在后边缘部21c上。

叶片21还具有叶片前端边缘部21d。叶片前端边缘部21d做成连接在周向边缘部21a和前边缘部21b之间。叶片前端边缘部21d具有镰刀状的尖锐形状。周向边缘部21a做成其圆弧形延伸的另一端通过叶片前端边缘部21d连接在前边缘部21b上。在形成有叶片前端边缘部21d的叶片21上，叶片前端边缘部21d被设置成位于螺旋桨式风扇10的转动方向最前端一侧。

在从中心轴101的轴向观察螺旋桨式风扇10的情况下，叶片21的外形由前边缘部21b、叶片前端边缘部21d、周向边缘部21a和后边缘部21c构成。

在叶片21上形成伴随螺旋桨式风扇10转动进行送风(把空气从吸入侧向吹出侧送出)的翼面26。

在与吸入侧和吹出侧面对的一侧分别形成翼面26。在前边缘部21b、叶片前端边缘部21d、周向边缘部21a和后边缘部21c包围的区域形成翼面26。在前边缘部21b、叶片前端边缘部21d、周向边缘部21a和后边缘部21c包围的区域的整个表面上形成翼面26。在从前边缘部21b朝向后边缘部21c的周向上，由从吸入侧向吹出侧倾斜的弯曲面，分别形成叶片21A和叶片21B的翼面26。

翼面26由正压面26q和负压面26p构成，该负压面26p配置在正压面26q的背面一侧。正压面26q形成在翼面26的与吹出侧面对的一侧，负压面26p形成在翼面26的与吸入侧面对的一侧。在螺旋桨式风扇10转动时，伴随在翼面26上产生空气流，产生在正压面26q上相对较大、在负压面26p上相对较小的压力分布。

配置在虚拟圆102外周上的叶片21A的基端部和叶片21B的基端部利用配置在中心轴101的轴周围的连接部31相互连接。

连接部31在与吸入侧和吹出侧面对的一侧分别具有翼面36，形成翼型。从叶片21A的翼面26和叶片21B的翼面26分别连续形成翼面36。通过翼面36连续形成叶片21A的翼面26和叶片21B的翼面26。在本实施方式中，在连接叶片21A和叶片21B的方向上，由于叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c相对，且叶片21B的前边缘部21b和叶片21A的后边缘部21c相对，所以叶片21A一侧的翼面36的倾斜方向和叶片21B一侧的翼面36的倾斜方向隔着中心轴101成为扭转的位置关系。随着从叶片21A和叶片21B的翼面26分别连接在连接部31的翼面36上，翼面的倾斜变小，叶片21A一侧的翼面36和叶片21B一侧的翼面36几乎在通过中心轴101的线上平滑地连接。即，叶片21A、21B和连接部31一体且连续地正切形成，分别形成翼面26和翼面36。

在本实施方式的螺旋桨式风扇10中，在连接部31中连接叶片21A的基端部和叶片21B的基端部的区域，形成伴随转动进行送风的翼面状。

如在图4中最清楚地表示的那样，叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c通过连接部31连接，叶片21B的前边缘部21b和叶片21A的后边缘部21c通过连接部31连接。虚拟圆102描绘成与叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分相接，且与叶片21B的前边缘部21b和叶片21A的后边缘部21c的连接部分相接。

连接部31做成随着从叶片21A的前边缘部21b一侧的基端部朝向叶片21B的后边缘部21c一侧的基端部，从气流送出方向的吸入侧向吹出侧延伸，并且随着从叶片21B的前边缘部21b一侧的基端部朝向叶片21A的后边缘部21c一侧的基端部，从气流送出方向的吸入侧向吹出侧延伸。连接部31做成具有从螺旋桨式风扇10的气流送出方向的吸入侧向吹出侧送出空气的功能。

叶片21A、叶片21B以及连接部31具有薄壁的形状，且一体成型。即，在本实施方式的螺旋桨式风扇10中，作为一个物体的两个叶片以中心轴101为中心向其外周一侧延伸，且由叶片21A、叶片21B以及连接部31一体成型。螺旋桨式风扇10包括叶片21A、叶片21B以及连接部31，该连接部31连接叶片21A的基端部和叶片21B的基端部，并且螺旋桨式风扇10一体成型。

螺旋桨式风扇10具有作为转动轴部的轮毂部41。轮毂部41是把螺旋桨式风扇10连接在未图示的电动机的输出轴上的部分，该电动机作为螺旋桨式风扇10的驱动源。轮毂部41为圆筒形，在与中心轴101重合的位置连接在连接部31上。轮毂部41做成从吸入侧的翼面36向中心轴101的轴向延伸。在本实施方式的螺旋桨式风扇10中，轮毂部41是驱动叶片21A和叶片21B以连接叶片21A的基端部和叶片21B的基端部的区域为转动中心转动的构件，与螺旋桨式风扇10设置成一体。

另外，轮毂部41的形状不限于圆筒形，也可以根据与电动机的输出轴的连接结构适当变更。轮毂部41可以做成从吹出侧的翼面36延伸，也可以做成从吸入侧和吹出侧的翼面36延伸。

连接部31做成从轮毂部41的外周面向其外周一侧延伸。换句话说，在从中心轴101的轴向观察螺旋桨式风扇10的情况下，连接部31做成与中心轴101垂直相交的虚拟线Z上的连接部31外边缘、距中心轴101的最小距离L1，大于该虚拟线Z上的轮毂部41外边缘、距中心轴101的距离L2(参照图2)。

图5是表示图1中的螺旋桨式风扇一个例子的俯视图。图6是表示把图5中的螺旋桨式风扇在双点划线X所示位置切断时的断面形状的立体图。图7是表示把图5中的螺旋桨式风扇在双点划线Y所示位置切断时的断面形状的立体图。图8是表示把图5中的螺旋桨式风扇在双点划线Z所示位置切断时的断面形状的立体图。在图6和图7中表示了叶片21的断面，在图8中表示了连接部31的断面。

参照图6和图7，叶片21做成翼型形状，连接前边缘部21b和后边缘部21c的周向的断面形状的厚度，从叶片中心附近分别向前边缘部21b和后边缘部21c越来越薄，且在比叶片中心靠近前边缘部21b一侧的位置上具有最大厚度。参照图8，连接部31做成与上述说明的叶片21具有同样的翼型形状。即，在本实施方式的螺旋桨式风扇10被做成在从叶片21的周向边缘部21a朝向中心轴101的任意断面位置上都具有翼型的断面形状。

另外，以上对由合成树脂一体成型的螺旋桨式风扇10进行了说明，但本发明的螺旋桨式风扇不限于树脂制品。例如也可以对一张金属板进行扭转加工做成螺旋桨式风扇10，也可以由具有曲面的一体的薄壁件做成螺旋桨式风扇10。在这些情况下，也可以把单独成型的轮毂部41与螺旋桨式风扇10的转动中心连接。

参照图2，在叶片21A和叶片21B的各叶片中，周向边缘部21a和后边缘部21c在交点21e相连。交点21e存在于描绘直径D的圆弧的周向边缘部21a的端部和连接在该端部上的后边缘部21c之间的相交位置上。叶片21A的交点21e和叶片21B的交点21e在中心轴101的轴向上具有相同的高度。

在图2中确定了包括叶片前端边缘部21d和中心轴101的虚拟平面210，该叶片前端边缘部21d连接前边缘部21b和周向边缘部21a。

图9是表示图1中的螺旋桨式风扇的另一侧视图。在图9中表示从与图2中的平面210平行的箭头IX所示方向观察的螺旋桨式风扇10。

参照图9，在图中确定了包括叶片21A和叶片21B中的交点21e、且与中心轴101垂直的平面γ。在从图9中所示方向观察螺旋桨式风扇10的情况下，叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c通过连接部31连接。该叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分做成随着从叶片21A的前边缘部21b朝向叶片21B的后边缘部21c，边与中心轴101交叉，边从气流送出方向的吸入侧向吹出侧延伸。

在设定叶片21的周向边缘部21a的直径为D，且中心轴101的线上的、平面γ与叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分之间的距离为H的情况下，本实施方式的螺旋桨式风扇10满足0.028≤H/D≤0.056关系。

参照图2，在内侧确定连接部31的虚拟圆102的直径为d的情况下，本实施方式的螺旋桨式风扇10中，虚拟圆102的直径d被设定为叶片21的周向边缘部21a的直径D的0.14倍以上。即，本实施方式的螺旋桨式风扇10被做成满足0.14≤d/D的关系。

此外，在本发明中，该虚拟圆102的直径d和叶片21的直径D的关系式并不是必须的。此外，在满足0.14≤d/D关系的螺旋桨式风扇中，也可以不满足0.028≤H/D≤0.056的关系。

[对螺旋桨式风扇所起的作用、效果的说明]

下面对本实施方式的螺旋桨式风扇10所起的作用、效果进行说明。

首先，在本实施方式的螺旋桨式风扇10中，设置有连接在叶片21A和叶片21B之间的翼型的连接部31。按照这种结构，以往作为轮毂部不能充分利用的转动中心部，可以作为具有翼型的断面形状和大的迎角的叶片有效利用。由此，可以大幅度提高圆周速度比外周一侧慢的中心部附近的送风能力，可以大幅度改善风扇整体的送风性能。

通过增加进行送风的叶片面积，在相同转速下可以增加风量。此外，通过把以往存在于转动中心部的较大轮毂部的大部分替换成具有翼型断面形状的连接部31，可以减少螺旋桨式风扇的重量。由此，可以减轻驱动用电动机的负荷，也可以减少相同风量下的电耗。

图10到图13是用于说明图1中的螺旋桨式风扇的机理的图。

在图10中，表示了比较用的螺旋桨式风扇。参照图10，在比较用的螺旋桨式风扇110中，在转动中心设置有轮毂部141，此外，把叶片121(121A、121B)设置成从该轮毂部141向其外周一侧延伸。叶片121的形状与图2中的叶片21大体相同。

参照图10到图13，对本实施方式的螺旋桨式风扇10的上述机理进行详细说明。通过驱动风扇的叶片21转动，使风通过风扇的翼面26上。此时，风首先碰到叶片21的前边缘部21b，此后沿翼面26流动，从叶片21的后边缘部21c流出。

考虑叶片21运动中在最靠近中心的位置附近产生的现象。在比较用的螺旋桨式风扇110(参照图11)的情况下，风从叶片21的基端部和轮毂部141相接位置的前边缘部21b(图11中的S1)流入翼面26。此后，由于在转动的同时受到离心力的影响，所以流线成为比同心圆稍稍向外侧扩宽的形状，描绘出图11中的R1。比该R1靠向内侧的斜线部(面积A)不能完成送风用送风机的工作。

对此，本实施方式的螺旋桨式风扇10的轮毂部41非常小，与比较用的螺旋桨式风扇110相比，由于到更接近中心的位置都作为叶片动作，所以风从叶片21的基端部和连接部31的边界附近的前边缘部21b(图12中的S2)流入翼面36。此后，流线比同心圆稍稍向外侧扩宽，描绘出图12中的R2。与比较用的螺旋桨式风扇110相同，比该R2靠向内侧的斜线部(面积B)不能完成送风用送风机的工作。在图13中表示了这两者不能完成送风用送风机工作的区域的面积差(A－B)。

在航空工程学中，众所周知的是升力与面积成比例。该面积差(A－B)部分使本实施方式的螺旋桨式风扇10的风扇产生的升力变大。此外，公知的是，利用升力的反作用产生的反作用力来进行送风，如果升力变大，则其反作用力也变大，从而增大了送风能力。

基于以上的原因，在本实施方式的螺旋桨式风扇10中，可以利用配置在转动中心的连接部31来提高送风能力。

本实施方式的螺旋桨式风扇10满足0.028≤H/D≤0.056的关系(D：叶片21的周向边缘部21a的直径，H：中心轴101的线上的、平面γ与叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分之间的距离)。下面对该结构所起的作用、效果进行说明。

图14是表示相对于图9中的螺旋桨式风扇成为第一比较例的螺旋桨式风扇的侧视图。图15是表示相对于图9中的螺旋桨式风扇成为第二比较例的螺旋桨式风扇的侧视图。

图14表示的螺旋桨式风扇中，平面γ与叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分之间的距离为H1，并且满足H1/D＜0.028的关系。图15表示的螺旋桨式风扇中，平面γ与叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分之间的距离为H2，并且满足H2/D＞0.056的关系。

参照图14，在H1/D的值为小于0.028范围的第一比较例的螺旋桨式风扇的情况下，叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分相对于与中心轴101垂直的平面以小角度倾斜延伸。在这种情况下，空气从叶片21A的前边缘部21b流入，从叶片21B的后边缘部21c流出，不能在转动中心附近把空气强制向中心轴101的轴向送出，有损于送风效果。

图16和图17是用于说明图9中的螺旋桨式风扇的机理的图。

另一方面，参照图9、图16和图17，满足0.028≤H/D的关系的本实施方式的螺旋桨式风扇10与第一比较例的螺旋桨式风扇相比，叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分相对于与中心轴101垂直的平面以大角度倾斜，成为更朝向中心轴101的轴向弯曲的形状。

在这种情况下，如图16中所示，与图12中的S2相比，风从更接近叶片21的基端部和连接部31的边界的前边缘部21b(图16中的S3)流入翼面26，所以在叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分附近，空气容易流入正压面26q一侧。此后，流线比同心圆稍稍向外侧扩宽，描绘出图16中的R3。比该R3靠向内侧的斜线部(面积C)不能完成送风用送风机的工作。在图17中表示了与图12中的螺旋桨式风扇相比，不能完成送风用送风机工作的区域的面积差(B－C)。

参照图15，在H2/D的值为大于0.056范围的第二比较例的螺旋桨式风扇的情况下，叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分成为相对于与中心轴101垂直的平面以更大角度倾斜的状态。在这种结构中，在叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分附近，空气容易流入正压面26q一侧，另一方面，有可能在负压面26p一侧产生空气流的剥离。

对此，在满足H/D≤0.056关系的本实施方式的螺旋桨式风扇10中，在叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分上，防止了叶片21过度倾斜，可以防止在负压面26p一侧产生空气流的剥离。

基于以上原因，利用满足0.028≤H/D≤0.056关系的本实施方式的螺旋桨式风扇10，可以实现优良的送风能力。

从以上说明的作用、效果导出的效果可以列举如下。

(1)由于可以增加相同转速时的风量，所以可以降低噪声。(近年来，例如在空气调节机中，为了提高节能效果，存在有增加风量的倾向。因此噪声变大，存在有损于居住环境舒适感的问题。而按照本实施方式的螺旋桨式风扇10，不增大噪声就可以增加风量。)

(2)由于可以提高压力流量特性，所以可以提高风扇性能。(近年来，例如在空气调节机中，为了提高节能效果，存在有伴随热交换器能力的增加压力损失也变大的倾向。如果热交换器的压力损失变大，则风量降低(折衷选择的关系)，所以不能充分得到增加热交换器能力的效果。而按照本实施方式的螺旋桨式风扇10，由于可以提高压力流量特性，所以即使对于压力损失大的热交换器，也可以抑制风量的降低，其结果，可以充分得到增加热交换器能力的效果。)

(3)可以提高风扇效率，降低电耗。(近年来，例如在空气调节机中，为了提高节能效果，有增加风量的倾向。因此，存在电动机的电耗增加的问题。而按照本实施方式的螺旋桨式风扇10，即使增加风量也可以抑制电动机电耗的增加。在不增加风量的情况下，由于提高了效率，所以可以降低电动机的电耗。)

(4)通过减轻重量，可以减少材料，并且还可以降低电动机的电耗。(如果风扇的重量大，则电动机轴的轴承损失等增加，增加了多余的电耗。而按照本实施方式的螺旋桨式风扇10，可以大幅度减轻风扇的重量，其结果，由于可以减少电动机轴的轴承损失等，所以可以降低电动机的电耗。)

其结果，按照本发明实施方式1的螺旋桨式风扇10，可以获得在对保护地球环境、节能性、节省资源设计方面做出很大贡献的螺旋桨式风扇。

此外，在本实施方式的螺旋桨式风扇10中，虚拟圆102的直径d被确定为叶片21的周向边缘部21a的直径D的0.14倍以上的值。由此，可以防止起到连接叶片21A的基端部和叶片21B的基端部作用的连接部31的尺寸变得比叶片的外周尺寸过小。其结果，可以充分确保螺旋桨式风扇10的强度。

[三个叶片的螺旋桨式风扇结构的说明]

下面对采用图1中的螺旋桨式风扇10结构的三个叶片的螺旋桨式风扇的结构进行说明。此外，对于与图1中的螺旋桨式风扇10重复的结构不再反复进行说明。

图18是表示本发明实施方式1的三个叶片的螺旋桨式风扇的侧视图。图19是表示从图18中箭头XIX所示方向(吸入侧)观察的螺旋桨式风扇的俯视图。图20是表示从图18中箭头XX所示方向(吹出侧)观察的螺旋桨式风扇的俯视图。图21是从吸入侧观察图18中的螺旋桨式风扇的立体图。

参照图18到图21，本实施方式的螺旋桨式风扇50是三个叶片的螺旋桨式风扇。螺旋桨式风扇50包括：叶片21A、叶片21B和叶片21C(以下在不特别区分的情况下称为叶片21)，在周向上分开设置，伴随以中心轴101为中心转动进行送风；以及连接部31，把叶片21A、叶片21B和叶片21C相互连接。

如图19中所示，从中心轴101的轴向观察螺旋桨式风扇50，在描绘出使叶片21A、叶片21B和叶片21C在中心轴101的周向相互分开的最小的虚拟圆102的情况下，连接部31被确定在虚拟圆102的内侧，叶片21A、叶片21B和叶片21C被确定在虚拟圆102的外侧。

叶片21A、叶片21B和叶片21C在螺旋桨式风扇50的转动轴、即中心轴101的周向上等间隔配置。叶片21A、叶片21B和叶片21C做成相同的形状。叶片21B被配置成相对于叶片21A在螺旋桨式风扇50的转动方向一侧相邻，叶片21C被配置成相对于叶片21B在螺旋桨式风扇50的转动方向一侧相邻。

配置在虚拟圆102外周上的叶片21A的基端部、叶片21B的基端部和叶片21C的基端部，利用配置在中心轴101的轴周围的连接部31相互连接。在本实施方式的螺旋桨式风扇50中，以中心轴101为中心在其外周一侧延伸的作为一个物体的三个叶片，由叶片21A、叶片21B、叶片21C以及连接部31一体成型。

如在图21中最清楚表示的那样，叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c通过连接部31连接，叶片21B的前边缘部21b和叶片21C的后边缘部21c通过连接部31连接，叶片21C的前边缘部21b和叶片21A的后边缘部21c通过连接部31连接。虚拟圆102描绘成与叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分相连、与叶片21B的前边缘部21b和叶片21C的后边缘部21c的连接部分相连、且与叶片21C的前边缘部21b和叶片21A的后边缘部21c的连接部分相连。

螺旋桨式风扇50具有作为中心轴部的轮毂部41。连接部31做成从轮毂部41的外周面向其外周一侧延伸。换句话说，在从中心轴101的轴向观察螺旋桨式风扇50的情况下，连接部31做成通过中心轴101的虚拟线Z上的、距中心轴101的连接部31的最小长度L1，大于该虚拟线Z上的、距中心轴101的轮毂部41的长度L2(参照图19)。

参照图19，在本实施方式的三个叶片的螺旋桨式风扇50中，在叶片21A、叶片21B和叶片21C的各叶片中，周向边缘部21a和后边缘部21c在交点21e相连。叶片21A的交点21e、叶片21B的交点21e和叶片21C的交点21e在中心轴101的轴向上具有相同的高度。

图中确定了包含叶片21C的叶片前端边缘部21d和中心轴101的虚拟平面220，该叶片前端边缘部21d连接前边缘部21b和周向边缘部21a。

图22是表示图18中的螺旋桨式风扇的另一侧视图。在图22中，表示从与图19中的平面220垂直的箭头XXII所示方向观察的螺旋桨式风扇50。

参照图22，确定了包括叶片21A、叶片21B和叶片21C的交点21e、且与中心轴101垂直的平面γ。在从图22中所示方向观察螺旋桨式风扇50的情况下，叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c通过连接部31连接。

在设定叶片21的周向边缘部21a的直径为D，中心轴101的线上的、平面γ与叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分之间的距离为H的情况下，本实施方式的螺旋桨式风扇50满足0.028≤H/D≤0.056的关系。

这种结构的三个叶片的螺旋桨式风扇50也具有与上述的两个叶片的螺旋桨式风扇10相同的作用、效果。

[用于确认作用、效果的实施例的说明]

下面对为了确认本实施方式的螺旋桨式风扇10、50所起的作用、效果的实施例进行说明。

图23是表示图1中的螺旋桨式风扇的H/D和风量之间关系的曲线图。

参照图23，在本实施例中，准备H(平面γ与叶片21A的前边缘部21b和叶片21B的后边缘部21c的连接部分之间的距离)/D(叶片21的周向边缘部21a的直径D)的值不同的多种螺旋桨式风扇，以一定的转速转动。测量各螺旋桨式风扇的风量，把其测量结果汇总成图23中的曲线图。在本实施例中，直径D为460mm，转速为1000rpm。

此外，在图23中，纵轴表示以H/D＝0.028时测量的风量值为基准(100％)，在各H/D时测量的风量大小。

如图23中所示，随着H/D的值增加，风量增加，H/D的值在0.042附近风量为最大值，H/D的值再增加则风量减小。其结果，确认了在以H/D＝0.042为中心的0.028≤H/D≤0.056的范围内可以得到大风量。

图24是表示图1中的螺旋桨式风扇的d/D和最大应力之间关系的曲线图。

参照图24，在本实施例中，模拟测量了伴随d(虚拟圆102的直径)/D(叶片21的周向边缘部21a的直径)变化，螺旋桨式风扇的最大应力如何变化，把其结果汇总成图24中所示的曲线图。该模拟是以中心轴101为中心使螺旋桨式风扇转动，求出了因离心力载荷而作用在整个螺旋桨式风扇上的应力。转速固定为1000rpm，并且作用在整个螺旋桨式风扇上的应力值中最大的应力为最大应力。

此外，在图24中，纵轴表示以d/D＝0.195时测量的最大应力的值为基准(100％)，在各d/D时测量的最大应力的大小。

测量的结果是随着d/D的值减小，即随着连接部31的尺寸相对于叶片外周的比例变小，螺旋桨式风扇10的最大应力逐渐变大。此时，如果d/D的值在小于0.14的范围，则最大应力显著变大，螺旋桨式风扇10的强度显著降低。其结果，可以确认在0.14≤d/D的范围内可以确保螺旋桨式风扇10的强度。

此外，在上述实施例中，以两个叶片的螺旋桨式风扇10为例对风量、最大应力进行了测量，在三个叶片的螺旋桨式风扇50的情况下也可以得到与图23和图24中所示内容相同的测量结果。

(实施方式2)

在本实施方式中，首先对成型用模具的结构进行说明，该成型用模具用于采用树脂对实施方式1的各种螺旋桨式风扇进行成型。

图25是表示用于制造螺旋桨式风扇的成型用模具的断面图。参照图25，成型用模具61具有固定侧模具62和可动侧模具63。利用固定侧模具62和可动侧模具63确定了型腔，该型腔与螺旋桨式风扇形状大体相同，用于注入流动性的树脂。

在成型用模具61中也可以设置未图示的加热器，该加热器用于提高注入型腔中的树脂的流动性。例如在采用加入了玻璃纤维的AS树脂那样的增加了强度的合成树脂时，设置这种加热器特别有效。

此外，在图25所示的成型用模具61中，虽然假设由固定侧模具62形成螺旋桨式风扇的正压面一侧表面，由可动侧模具63形成负压面一侧表面，但也可以由固定侧模具62形成螺旋桨式风扇的负压面一侧表面，由可动侧模具63形成螺旋桨式风扇的正压面一侧表面。

螺旋桨式风扇可以采用金属材料，通过由冲压加工进行的扭转成型来一体形成螺旋桨式风扇。这种成型由于难以对厚的金属板进行扭转，并且厚的金属板的重量也很重，所以通常采用薄的金属板。在这种情况下，在大的螺旋桨式风扇中难以保证强度(刚度)。对此，虽然可以采用比叶片部分厚的金属板形成的、被称为星形轮(スパイダー)的部件，把叶片部分固定在转动轴上，但导致重量变重、风扇平衡变差。此外，由于一般使用薄的、具有一定厚度的金属板，所以不能使叶片部分的断面形状为翼型。

对此，通过采用树脂来形成螺旋桨式风扇，可以同时解决这些问题。

接着，作为具有实施方式1的螺旋桨式风扇10的流体输送装置的一个例子，对空气调节机的室外机进行说明。

图26是表示采用螺旋桨式风扇的空气调节机的室外机的图。参照图26，空气调节机的室外机75具有送风机73，该送风机73包括实施方式1的螺旋桨式风扇10和驱动用电动机72。利用该送风机73送出流体。此外，在室外机75内设置有室外热交换器74，利用送风机73有效地进行热交换。另外，送风机73用电动机角铁76设置在室外机75上。

按照这种结构，由于室外机75具有实施方式1中说明的螺旋桨式风扇10，所以可以抑制噪声的产生，使运转声音变得安静。

此外，由于利用螺旋桨式风扇10提高了送风效率，所以本室外机75也可以降低能耗。另外，在使用实施方式1中说明的螺旋桨式风扇50的情况下，也可以得到同样的效果。

另外，在本实施方式中，作为流体输送装置的一个例子，以空气调节机的室外机为例进行了说明，但是通过将本螺旋桨式风扇应用于其它的送出流体的装置，例如空气净化机、加湿机、电风扇、暖风机、冷却装置、换气装置等，也可以获得同样的效果。

以上公开的实施方式全部为举例说明，本发明并不限定于上述实施方式。本发明的范围并不由上述说明来表示，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任意变形。

(工业实用性)

本发明主要应用于空气净化机和空气调节机等具有送风功能的家用电器。

Claims (10)

1.一种螺旋桨式风扇，是两个叶片的螺旋桨式风扇，其特征在于包括：

构成两个叶片的第一叶片(21A)和第二叶片(21B)，在周向上分开设置，伴随以虚拟的中心轴(101)为中心转动进行送风；以及

连接部(31)，从所述中心轴(101)的轴向观察螺旋桨式风扇，在描绘出使所述第一叶片(21A)和所述第二叶片(21B)在周向上分开的最小的虚拟圆(102)时，所述连接部(31)配置在所述虚拟圆(102)的内侧，并连接所述第一叶片(21A)和所述第二叶片(21B)，

所述第一叶片(21A)和所述第二叶片(21B)的各叶片包括：周向边缘部(21a)，以所述中心轴(101)为中心延伸成具有直径D的圆弧形；前边缘部(21b)，配置在转动方向一侧；后边缘部(21c)，配置在转动方向的相反一侧，并与所述周向边缘部(21a)连接；以及叶片前端边缘部(21d)，连接所述前边缘部(21b)和所述周向边缘部(21a)，并朝向转动方向突出，

所述第一叶片(21A)的所述前边缘部(21b)和所述第二叶片(21B)的所述后边缘部(21c)通过所述连接部(31)连接，

将包含所述第一叶片(21A)和所述第二叶片(21B)各自的所述后边缘部(21c)与所述周向边缘部(21a)的交点(21e)、且与所述中心轴(101)垂直的平面确定为γ，

从与包含所述第一叶片(21A)和所述第二叶片(21B)的所述叶片前端边缘部(21d)以及所述中心轴(101)的平面(210)平行的方向观察螺旋桨式风扇时，所述中心轴(101)的线上的、所述平面γ与所述第一叶片(21A)的所述前边缘部(21b)和所述第二叶片(21B)的所述后边缘部(21c)的连接部分之间的距离H满足0.028≤H/D≤0.056的关系，

所述连接部(31)在所述第一叶片(21A)和所述第二叶片(21B)之间延伸，并且在连接所述第一叶片(21A)的基端部和所述第二叶片(21B)的基端部的区域上，具有用于伴随转动进行送风、且从螺旋桨式风扇的气流送出方向的吸入侧向吹出侧送出空气的翼面状的表面(36)。

2.根据权利要求1所述的螺旋桨式风扇，其特征在于，所述虚拟圆(102)的直径d满足0.14≤d/D的关系。

3.根据权利要求1所述的螺旋桨式风扇，其特征在于，所述螺旋桨式风扇由树脂成型。

4.一种成型用模具，其特征在于，对权利要求3所述的螺旋桨式风扇进行树脂成型。

5.一种流体输送装置，其特征在于包括权利要求1所述的螺旋桨式风扇。

6.一种螺旋桨式风扇，是三个叶片的螺旋桨式风扇，其特征在于包括：

构成三个叶片的第一叶片(21A)、第二叶片(21B)和第三叶片(21C)，在周向上分开设置，伴随以虚拟的中心轴(101)为中心转动进行送风；以及

连接部(31)，从所述中心轴(101)的轴向观察螺旋桨式风扇，在描绘出使所述第一叶片(21A)、所述第二叶片(21B)和所述第三叶片(21C)在周向上分开的最小的虚拟圆(102)时，所述连接部(31)配置在所述虚拟圆(102)的内侧，并且连接所述第一叶片(21A)、所述第二叶片(21B)和所述第三叶片(21C)，

所述第一叶片(21A)、所述第二叶片(21B)和所述第三叶片(21C)的各叶片包括：周向边缘部(21a)，以所述中心轴(101)为中心延伸成具有直径D的圆弧形；前边缘部(21b)，配置在转动方向一侧；后边缘部(21c)，配置在转动方向的相反一侧，并与所述周向边缘部(21a)连接；以及叶片前端边缘部(21d)，连接所述前边缘部(21b)和所述周向边缘部(21a)，并朝向转动方向突出，

所述第二叶片(21B)配置成相对于所述第一叶片(21A)在转动方向一侧相邻，所述第三叶片(21C)配置成相对于所述第二叶片(21B)在转动方向一侧相邻，

所述第一叶片(21A)的所述前边缘部(21b)和所述第二叶片(21B)的所述后边缘部(21c)通过所述连接部(31)连接，

将包含所述第一叶片(21A)、所述第二叶片(21B)和所述第三叶片(21C)各自的所述后边缘部(21c)与所述周向边缘部(21a)的交点(21e)、且与所述中心轴(101)垂直的平面确定为γ，

从与包含所述第三叶片(21C)的所述叶片前端边缘部(21d)和所述中心轴(101)的平面(220)成直角的方向观察螺旋桨式风扇时，所述中心轴(101)的线上的、所述平面γ与所述第一叶片(21A)的所述前边缘部(21b)和所述第二叶片(21B)的所述后边缘部(21c)的连接部分之间的距离H满足0.028≤H/D≤0.056的关系，

所述连接部(31)在所述第一叶片(21A)、所述第二叶片(21B)和所述第三叶片(21C)中相邻的叶片之间延伸，并且在连接相邻叶片的基端部之间的区域上，具有用于伴随转动进行送风、且从螺旋桨式风扇的气流送出方向的吸入侧向吹出侧送出空气的翼面状的表面(36)。

7.根据权利要求6所述的螺旋桨式风扇，其特征在于，所述虚拟圆(102)的直径d满足0.14≤d/D的关系。

8.根据权利要求6所述的螺旋桨式风扇，其特征在于，所述螺旋桨式风扇由树脂成型。

9.一种成型用模具，其特征在于，对权利要求8所述的螺旋桨式风扇进行树脂成型。

10.一种流体输送装置，其特征在于包括权利要求6所述的螺旋桨式风扇。