CN103403355B - 贯流风扇、成型用模具和流体输送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够发挥良好送风能力的贯流风扇、用于制造该贯流风扇的成型用模具和具有该贯流风扇的流体输送装置。该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)具有：配置在内周一侧的、使空气流入、流出的内边缘部(26)；以及配置在外周一侧的、使空气流入、流出的外边缘部(27)。在风扇叶片(21)上形成有在内边缘部(26)和外边缘部(27)之间延伸的翼面(23)。翼面(23)包括：正压面(25)，配置在贯流风扇(10)的转动方向一侧；以及负压面(24)，配置在正压面(25)的背面一侧。当沿垂直于贯流风扇(10)的转动轴的平面切断风扇叶片(21)时，风扇叶片(21)具有形成有从正压面(25)凹陷的凹部(57)的叶片断面形状。

Description

贯流风扇、成型用模具和流体输送装置
技术领域
本发明涉及贯流风扇、成型用模具和流体输送装置，特别涉及用于空气调节机和空气净化机等的贯流风扇、用于制造该贯流风扇的成型用模具以及具有该贯流风扇的流体输送装置。
背景技术
关于以往的贯流风扇，例如日本专利公开公报特开2007-21352号公开了一种空气净化机，该空气净化机设置面积较小且能够提高送风能力(专利文献1)。在专利文献1公开的空气净化机中，在左右端部分别具有吸气口和吹出口的主体内，配置有由电动机驱动的纵向长的横流风扇。
此外，作为公开了以往各种风扇的文献，还包括日本专利公开公报特开平8-261197号(专利文献2)、日本实用新型公开公报昭59-62293号(专利文献3)、日本专利公开公报特开2009-36187号(专利文献4)、日本专利公开公报特开2008-157113号(专利文献5)、以及日本专利公开公报特开2005-233126号(专利文献6)。
专利文献1：日本专利公开公报特开2007-21352号
专利文献2：日本专利公开公报特开平8-261197号
专利文献3：日本实用新型公开公报昭59-62293号
专利文献4：日本专利公开公报特开2009-36187号
专利文献5：日本专利公开公报特开2008-157113号
专利文献6：日本专利公开公报特开2005-233126号
近年来，为了保护地球环境，要求家用电气设备进一步节能化。例如众所周知的是，空气调节机(空调)和空气净化机这样的电气设备的效率在很大程度上依赖于其内置的送风机的效率。此外，众所周知的是，通过使设置在作为转动物体的送风机上的风扇叶片的重量轻量化，可以降低用于驱动风扇叶片转动的电动机的电力消耗，从而提高送风机或流体输送装置的效率。
然而，风扇叶片的断面形状所采用的翼型(aerofoil)原本设想应用于飞机的机翼，主要是在航空工学领域被发现的。因此，翼型的风扇叶片主要适用于高雷诺数区域，而不一定适用于家用空气调节机和空气净化机等低雷诺数区域使用的风扇叶片的断面形状。
此外，当风扇叶片的断面形状采用翼型或双重圆弧时，从风扇叶片的前边缘30～50％的范围上存在厚壁部。因此，风扇叶片的重量变大，成为转动时的摩擦损失等增大的原因。但是，如果仅使风扇叶片轻量化，则有可能会降低风扇叶片的强度，从而产生断裂和其他质量问题。
由于以上原因，为实现家用空气调节机和空气净化机等电气设备的节能化，低雷诺数区域使用的风扇叶片需要采用适当的叶片断面形状。此外，要求叶片断面形状升阻比高且叶片轻薄、强度高。
作为送风机使用的风扇有贯流风扇(横流风扇)，该贯流风扇形成平行于风扇转动轴的平面状吹出气流。空气调节机是上述贯流风扇用途的代表例子。在要求家用电气设备进一步节能的背景下，空气调节机的低电力消耗被优先考虑。为了降低上述空气调节机的电力消耗，需要增加风量。如果使风量增加则提高了热交换器的蒸发和冷凝的性能，并且可以相应地降低压缩机的电力消耗。但是，由于当风量增加时，风扇的电力消耗增大，压缩机的电力消耗降低部分与风扇的电力消耗增大部分的差值为电力消耗的降低部分，不能最大限度地得到增加风扇风量的效果。此外，作为增加风扇风量的方法而提高同一风扇转速时，空气调节机的噪音增大。
此外，空气净化机是贯流风扇用途的另一个例子。空气净化机要求增加集尘能力、即增加风量，并降低噪音，但这两者之间存在二律背反的关系。
为了满足上述两者，不仅要降低来自空气净化机的吸入口和吹出口的噪音，还必须根本性地降低送出空气的贯流风扇的噪音。此外，为了增加风量，需要提高贯流风扇的转速。当提高贯流风扇的转速时，需要考虑使对风扇的输入功率降低。此外，需要提高风扇叶片的强度，以便能够承受随着贯流风扇转速的增加而产生的离心力的增大。
发明内容
为了解决上述课题，本发明的目的在于提供能够发挥良好送风能力的贯流风扇、用于制造该贯流风扇的成型用模具和具有该贯流风扇的流体输送装置。
本发明提供一种贯流风扇，所述贯流风扇由树脂形成，其特征在于，所述贯流风扇包括沿周向相互隔开间隔设置的多个叶片部，所述叶片部具有：配置在内周一侧的、使空气流入、流出的内边缘部；以及配置在外周一侧的、使空气流入、流出的外边缘部，在所述叶片部上形成有翼面，所述翼面在所述内边缘部和所述外边缘部之间延伸，并且所述翼面包括：正压面，配置在所述贯流风扇的转动方向一侧；以及负压面，配置在所述正压面的背面一侧，当沿垂直于贯流风扇的转动轴的平面切断所述叶片部时，所述叶片部具有仅在所述正压面和所述负压面中的所述正压面上形成有所述凹部的叶片断面形状，所述凹部具有沿贯流风扇的转动轴延伸的槽断面，所述槽断面的侧面以从所述凹部的深度为最大的点向其两侧升起的方式形成，所述叶片部具有弯曲部，所述弯曲部通过在所述内边缘部和所述外边缘部之间延伸的所述叶片断面形状的中心线弯曲而成，所述凹部形成在所述弯曲部上，所述凹部形成在所述内边缘部和所述外边缘部的附近，所述叶片部整体上具有在与所述内边缘部和所述外边缘部相邻的位置上厚度相对较小、越向所述内边缘部和所述外边缘部之间的叶片中央部厚度越逐渐变大的叶片断面形状，所述叶片部的厚度从所述内边缘部和所述外边缘部越向所述叶片中央部越逐渐增大，而到达所述凹部则变为减小。
按照上述结构的贯流风扇，当贯流风扇转动时，在各叶片部上交替产生从外边缘部流入、通过翼面、再从内边缘部流出的空气流、以及从内边缘部流入、通过翼面、再从外边缘部流出的空气流。此时，通过在从正压面凹陷而形成的凹部生成空气流的旋涡(二次流)，使通过正压面的空气流(主流)沿在凹部产生的旋涡的外侧流动。由此，叶片部的形成有旋涡的部分显示出叶片断面形状被厚壁化的厚壁叶片的效果。其结果，可以提高贯流风扇的送风能力。
此外，本发明提供另一种贯流风扇，所述贯流风扇由树脂形成，其特征在于，所述贯流风扇包括沿周向相互隔开间隔设置的多个叶片部(21)，所述叶片部(21)具有：配置在内周一侧的、使空气流入、流出的内边缘部(26)；以及配置在外周一侧的、使空气流入、流出的外边缘部(27)，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(26)和所述外边缘部(27)之间延伸，并且所述翼面(23)包括：正压面(25)，配置在所述贯流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，当沿垂直于贯流风扇的转动轴的平面切断所述叶片部(21)时，所述叶片部(21)具有仅在所述正压面(25)和所述负压面(24)中的所述正压面(25)上形成有所述凹部(57、71、72、73、74)的叶片断面形状，所述凹部(57、71、72、73)具有沿贯流风扇的转动轴延伸的槽断面，所述槽断面的侧面以从所述凹部(57、71、72、73)的深度为最大的点向其两侧升起的方式形成，所述叶片部(21)具有弯曲部(41)，所述弯曲部(41)通过在所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)之间延伸的所述叶片断面形状的中心线(106)弯曲而成，所述凹部(57、71、72、73、74)形成在所述弯曲部(41)上，所述凹部(71)形成在所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)之间的叶片中央部上，所述叶片部(21)整体上具有在与所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)相邻的位置上厚度相对较小、越向所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)之间的叶片中央部厚度越逐渐变大的叶片断面形状，所述叶片部(21)的厚度从所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)越向所述叶片中央部越逐渐增大，而到达所述凹部则变为减小。
按照上述结构的贯流风扇，在空气流的主流相对于翼面强有力地按压的正压面一侧，利用形成在凹部的旋涡来降低主流和翼面之间的摩擦阻力，而在空气流的主流从翼面脱离的方向上作用有力的负压面一侧，可以避免形成在凹部的旋涡成为使主流脱离的主要原因。
此外优选的是，凹部具有沿贯流风扇的转动轴延伸的槽断面。槽断面的侧面以从凹部的深度为最大的点向其两侧升起的方式形成。按照上述结构的贯流风扇，在凹部形成的旋涡成为从翼面更加隆起的形态。在这种情况下，由于空气流的主流在上述隆起形态的旋涡的外侧流动，所以可以更有效地得到厚壁叶片的效果。
此外优选的是，叶片部具有弯曲部，该弯曲部通过在内边缘部和外边缘部之间延伸的叶片断面形状的中心线弯曲而成。凹部形成在弯曲部上。按照上述结构的贯流风扇，通过在叶片部上设置弯曲部，来形成从正压面凹陷的凹部。
此外优选的是，凹部形成在内边缘部和外边缘部的附近。按照上述结构的贯流风扇，可以在内边缘部和外边缘部的附近，利用凹部产生上述效果，从而产生较高的升力。
此外优选的是，凹部形成在内边缘部和外边缘部之间的叶片中央部。按照上述结构的贯流风扇，可以在叶片中央部利用凹部产生上述效果，从而使叶片部作为叶片稳定地发挥能力。
此外优选的是，凹部沿贯流风扇的转动轴方向从翼面的一端延伸至另一端。按照上述结构的贯流风扇，由于在沿贯流风扇的转动轴方向从翼面的一端延伸至另一端而形成的凹部生成空气流的旋涡，所以可以更有效地提高贯流风扇的送风能力。
此外优选的是，凹部在正压面上、沿连接内边缘部和外边缘部的方向重复出现。按照上述结构的贯流风扇，由于在正压面上重复出现的凹部生成空气流的旋涡，所以可以更有效地提高贯流风扇的送风能力。
此外优选的是，当沿垂直于贯流风扇的转动轴的平面切断叶片部时，该叶片部具有形成有从正压面凹陷的多个凹部的叶片断面形状。按照上述结构的贯流风扇，由于分别在多个凹部生成旋涡，所以可以更有效地提高贯流风扇的送风能力。
此外优选的是，贯流风扇由树脂形成。按照上述结构的贯流风扇，可以得到重量轻且强度高的树脂制的贯流风扇。
本发明还提供一种成型用模具，用于对上述贯流风扇进行成型。按照这种结构的成型用模具，可以制造重量轻且强度高的树脂制的贯流风扇。
本发明还提供一种流体输送装置，其具有送风机，该送风机包括：上述任意一个贯流风扇；以及驱动电动机，与贯流风扇连接，使多个叶片部转动。按照这种结构的流体输送装置，可以保持较高的送风能力，并且可以降低驱动电动机的电力消耗。
如上所述，按照本发明，可以提供能够发挥良好的送风能力的贯流风扇、用于制造该贯流风扇的成型用模具和具有该贯流风扇的流体输送装置。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的贯流风扇的侧视图。
图2是表示沿图1中的II-II线的贯流风扇的断面立体图。
图3是表示设置在图1中的贯流风扇上的风扇叶片的断面图。
图4是表示使用了图1中所示的贯流风扇的空气调节机的断面图。
图5是放大表示图4中的空气调节机的吹出口附近的断面图。
图6是表示在图4中的空气调节机的吹出口附近产生的空气流的断面图。
图7是表示在图5中所示的上游区域内、在风扇叶片翼面上产生的现象的断面图。
图8是示意性表示图7中所示的风扇叶片的图。
图9是表示在图5中所示的下游区域内、在风扇叶片翼面上产生的现象的断面图。
图10是示意性表示图9中所示的风扇叶片的图。
图11是表示图1中的贯流风扇的第一变形例的断面图。
图12是表示图1中的贯流风扇的第二变形例的断面图。
图13是表示图1中的贯流风扇的第三变形例的断面图。
图14是表示图1中的贯流风扇的第四变形例的断面图。
图15是表示图1中的贯流风扇的第五变形例的断面图。
图16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17是表示本实施例中贯流风扇的风量和驱动用电动机的电力消耗之间的关系的曲线图。
图18是表示本实施例中贯流风扇的风量和噪音值之间关系的曲线图。
图19是表示本实施例中贯流风扇的压力流量特性的曲线图。
附图标记说明
10贯流风扇；12、12A、12B叶轮；13外周框；13a、13b端面；21风扇叶片；23翼面；24负压面；25正压面；26内边缘部；27外边缘部；31点；41、41A、41B弯曲部；57、57p、57q、71、72、72p、72q、73、73p、73q、73r、73s、74、74p、74q、74r、74s凹部；61、66空气流；63、68、162旋涡；101中心轴；106中心线；110空气调节机；115送风机；120室内机；122箱体；122A外壳；122B前面板；124吸入口；125吹出口；126送风通道；128空气过滤器；129室内侧热交换器；131横百叶板；132纵百叶板；141上游区域；142下游区域；146上游外侧空间；147内侧空间；148下游外侧空间；151前壁部；152后壁部；153、154突出部；156上侧导向件；157下侧导向件；210成型用模具；212可动侧模具；214固定侧模具；216型腔。
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。另外，以下参照的附图中，相同或相应的构件采用相同的附图标记。
(实施方式1)
图1是表示本发明实施方式1的贯流风扇的侧视图。图2是表示沿图1中II-II线的贯流风扇的断面立体图。
参照图1和图2，本实施方式的贯流风扇(横流风扇)10具有多个风扇叶片21。贯流风扇10的整体外观为大体圆筒形，多个风扇叶片21配置在上述大体圆筒形的侧面上。贯流风扇10由树脂一体形成。贯流风扇10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10利用转动的多个风扇叶片21，向垂直于作为转动轴的中心轴101的方向送风。当从中心轴101的轴向观察时，贯流风扇10相对于中心轴101从一侧的外侧空间将空气吸入风扇的内侧空间，并且相对于中心轴101将吸入的空气向另一侧的外侧空间送出。贯流风扇10在垂直于中心轴101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10形成与中心轴101平行的平面状的吹出气流。
贯流风扇10在适合于家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10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上，多个风扇叶片21以中心轴101为中心、沿其周向相互隔开间隔设置。
贯流风扇10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面向沿中心轴101的轴向的一个方向。端面13b配置在端面13a的背面一侧，并面向沿中心轴101的轴向的另一个方向。
外周框13设置在沿中心轴101的轴向相邻的叶轮12之间。
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。
多个风扇叶片21具有相互相同的形状。在本实施方式中，多个风扇叶片21以随机的间距沿以中心轴101为中心的周向配置。
风扇叶片21具有内边缘部26和外边缘部27。内边缘部26配置在风扇叶片21内周侧的端部。外边缘部27配置在风扇叶片21外周侧的端部。风扇叶片21从内边缘部26向外边缘部27、向以中心轴101为中心的周向倾斜。风扇叶片21从内边缘部26向外边缘部27、向贯流风扇10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10的转动方向一侧，负压面24配置在正压面25的背面一侧。在贯流风扇10转动时，伴随在翼面23上产生空气流，产生在正压面25上相对较大、而在负压面24上相对较小的压力分布。风扇叶片21在内边缘部26和外边缘部27之间，具有以正压面25一侧凹陷、负压面24一侧凸起的方式整体弯曲的形状。
图3是表示设置在图1中的贯流风扇上的风扇叶片的断面图。图3中表示了沿垂直于作为贯流风扇10的转动轴的中心轴101的平面切断风扇叶片21时，风扇叶片21的叶片断面形状。
参照图1至图3，风扇叶片21沿中心轴101的轴向上任意位置被切断时都具有相同的叶片断面形状。风扇叶片21整体上具有如下叶片断面形状，即，在与内边缘部26和外边缘部27相邻的位置上厚度(正压面25和负压面24之间的长度)相对较小，越向内边缘部26和外边缘部27之间的叶片中央部厚度越逐渐变大。
风扇叶片21具有在翼面23的正压面25上形成有凹部57的叶片断面形状。凹部57以从正压面25凹陷的方式形成。凹部57以从在内边缘部26和外边缘部27之间弯曲延伸的正压面25凹陷的方式形成。当设想正压面25在内边缘部26和外边缘部27之间连续弯曲延伸时，在形成有凹部57的位置上，凹部57使正压面25不连续。凹部57位于从内边缘部26和外边缘部27向叶片中央部一侧远离的位置上。
凹部57仅形成在正压面25和负压面24中的正压面25上。即，在负压面24上未形成凹部。负压面24在内边缘部26和外边缘部27之间连续弯曲延伸。
在图3中所示的断面中，凹部57具有沿中心轴101的轴向延伸的槽断面。凹部57的槽断面在中心轴101的轴向的风扇叶片21的一端和另一端之间连续延伸。凹部57的槽断面在中心轴101的轴向的风扇叶片21的一端和另一端之间直线状延伸。凹部57的槽断面从中心轴101的轴向的翼面23的一端延伸到另一端。
凹部57的槽断面的侧面从凹部57的深度h1、h2为最大的点31向其两侧升起。凹部57的槽断面的侧面整体由弯曲面构成。凹部57在其槽底没有平面部分。凹部57具有U形的槽断面。
在本实施方式中，在正压面25上形成有多个凹部57(凹部57p和凹部57q)。凹部57形成在内边缘部26和外边缘部27的附近。更具体地说，在内边缘部26的附近形成有凹部57p，并且在外边缘部27的附近形成有凹部57q。凹部57p形成在比内边缘部26和外边缘部27之间的叶片中央部更接近内边缘部26的位置上，凹部57q形成在比内边缘部26和外边缘部27之间的叶片中央部更接近外边缘部27的位置上。
图3中表示了风扇叶片21的叶片断面形状的厚度方向(连接正压面25和负压面24的方向)上的中心线106。风扇叶片21在中心线106向内周侧延伸的前端具有内边缘部26，并且在中心线106向外周侧延伸的前端具有外边缘部27。
风扇叶片21的叶片断面形状的厚度T从内边缘部26沿中心线106向外边缘部27逐渐增大，而到达凹部57p则变为减小。风扇叶片21的叶片断面形状的厚度T从外边缘部27沿中心线106向内边缘部26逐渐增大，而到达凹部57q则变为减小。凹部57的形成有凹部57p的位置的风扇叶片21的厚度T1与形成有凹部57q的位置的风扇叶片21的厚度T2彼此相等。另外，在图3中，以凹部57的深度h1、h2为最大的点31为基准，来确定形成凹部57的位置。
风扇叶片21具有弯曲部41，该弯曲部41由风扇叶片21的叶片断面形状的中心线106在内边缘部26和外边缘部27之间弯曲而成。在上述弯曲部41上形成有凹部57。弯曲部41在形成有凹部57的位置上以向负压面24一侧凸起的方式弯曲。在本实施方式中，风扇叶片21在内边缘部26和外边缘部27之间具有两个弯曲部41。风扇叶片21在内边缘部26附近配置有弯曲部41A、在外边缘部27附近配置有弯曲部41B。弯曲部41A在正压面25上形成凹部57p，弯曲部41B在正压面25上形成凹部57q。
对如上所述的本发明实施方式1的贯流风扇10的结构进行总结说明，本实施方式的贯流风扇10包括沿周向相互隔开间隔设置的多个作为叶片部的风扇叶片21。风扇叶片21具有：配置在内周一侧的、使空气流入、流出的内边缘部26；以及配置在外周一侧的、使空气流入、流出的外边缘部27。在风扇叶片21上形成有在内边缘部26和外边缘部27之间延伸的翼面23。翼面23包括：正压面25，配置在贯流风扇10的转动方向一侧；以及负压面24，配置在正压面25的背面一侧。当沿垂直于贯流风扇10转动轴的平面切断风扇叶片21时，风扇叶片21具有形成有从正压面25凹陷的凹部57的叶片断面形状。
接着，对使用了图1中的贯流风扇10的空气调节机(空调)的结构进行说明。
图4是表示使用了图1中所示的贯流风扇的空气调节机的断面图。参照图4，空气调节机110包括：室内机120，设置在室内，并设置有室内侧热交换器129；以及未图示的室外机，设置在室外，并设置有室外侧热交换器和压缩机。通过配管连接室内机120和室外机，上述配管用于使制冷剂气体在室内侧热交换器129和室外侧热交换器之间循环。
室内机120具有送风机115。送风机115包括：贯流风扇10；未图示的驱动电动机，用于使贯流风扇10转动；以及箱体122，伴随贯流风扇10的转动，产生规定的气流。
箱体122具有外壳122A和前面板122B。外壳122A被室内的壁面支撑，前面板122B装拆自如地安装在外壳122A上。前面板122B的下端部和外壳122A的下端部之间的间隙形成吹出口125。吹出口125形成为沿室内机120的宽度方向延伸的大体矩形，并且朝向前下方设置。前面板122B的上表面上形成有栅格状的吸入口124。
在与前面板122B相对的位置上设置有空气过滤器128，用于捕集、除去从吸入口124吸入的空气中含有的尘埃。在前面板122B和空气过滤器128之间形成的空间中，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128上的尘埃。
在箱体122的内部形成有送风通道126，该送风通道126使空气从吸入口124向吹出口125流动。在吹出口125上设置有：纵百叶板132，能够改变左右方向的吹出角度；以及多个横百叶板131，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。
在送风通道126路径上的贯流风扇10和空气过滤器128之间，配置有室内侧热交换器129。室内侧热交换器129具有弯曲形状的未图示的制冷剂管，上述制冷剂管沿上下方向并列设置成多层、且沿前后方向并列设置成多列。室内侧热交换器129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系统运转。通过使制冷循环系统运转，当制冷运转时，将室内侧热交换器129冷却成比周围温度低，当制热运转时，将室内侧热交换器129加热成比周围温度高。
图5是放大表示图4中的空气调节机的吹出口附近的断面图。参照图4和图5，箱体122具有前壁部151和后壁部152。前壁部151和后壁部152相互隔开间隔相对配置。
贯流风扇10配置在送风通道126的路径上、且位于前壁部151和后壁部152之间的位置上。在前壁部151上形成有突出部153，该突出部153向贯流风扇10的外周面突出，并使贯流风扇10和前壁部151之间的间隙变小。在后壁部152上形成有突出部154，该突出部154向贯流风扇10的外周面突出，并使贯流风扇10和后壁部152之间的间隙变小。
箱体122具有上侧导向部156和下侧导向部157。在比贯流风扇10靠向空气流下游侧的位置上，送风通道126由上侧导向部156和下侧导向部157来确定。
上侧导向部156和下侧导向部157分别与前壁部151和后壁部152相连，并向吹出口125延伸。上侧导向部156和下侧导向部157以上侧导向部156为内周一侧、下侧导向部157为外周一侧的方式，使由贯流风扇10送出的空气弯曲，并向前下方引导该空气。上侧导向部156和下侧导向部157使送风通道126的断面面积从贯流风扇10越向吹出口125越扩大。
在本实施方式中，前壁部151和上侧导向部156与前面板122B一体形成。后壁部152和下侧导向部157与外壳122A一体形成。
图6是表示在图4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和图6，在送风通道126的路径上形成有：上游外侧空间146，位于比贯流风扇10靠向空气流上游侧的位置上；内侧空间147，位于贯流风扇10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148，位于比贯流风扇10靠向空气流下游侧的位置上。
贯流风扇10转动时，以突出部153、154为边界，在送风通道126的上游区域141中形成从上游外侧空间146通过风扇叶片21的翼面23向内侧空间147流动的空气流161，并且以突出部153、154为边界，在送风通道126的下游区域142中形成从内侧空间147通过风扇叶片21的翼面23向下游外侧空间148流动的空气流161。此时，在与前壁部151相邻的位置上形成有空气流的旋涡162。
图7是表示在图5中所示的上游区域内、在风扇叶片翼面上产生的现象的断面图。图8是示意性表示图7中所示的风扇叶片的图。
参照图7和图8，当上游区域141内形成从上游外侧空间146向内侧空间147流动的空气流时，在风扇叶片21的翼面23上产生从外边缘部27流入、通过翼面23、再从内边缘部26流出的空气流。此时，在形成于正压面25上的凹部57中生成沿顺时针方向的空气流的旋涡63(二次流)。由此，通过翼面23的空气流的主流61沿在凹部57中生成的旋涡63的外侧流动。
图9是表示在图5中所示的下游区域内、在风扇叶片翼面上产生的现象的断面图。图10是示意性表示图9中所示的风扇叶片的图。
参照图9和图10，当在下游区域142内形成从内侧空间147向下游外侧空间148流动的空气流时，在风扇叶片21的翼面23上产生从内边缘部26流入、通过翼面23、再从外边缘部27流出的空气流。此时，在形成于正压面25上的凹部57中生成沿逆时针方向的空气流的旋涡68(二次流)。由此，通过翼面23的空气流的主流66沿在凹部57中生成的旋涡68的外侧流动。
即，在贯流风扇10中，如果风扇叶片21从上游区域141向下游区域142移动，则翼面23上的空气的流动方向反转，并且在凹部57中产生的旋涡的转动方向也随之反转。
在本实施方式的贯流风扇10中，尽管风扇叶片21具有薄壁的叶片断面形状，但形成旋涡(二次流)的凹部57的深度部分，显示出叶片断面形状被厚壁化的厚壁叶片的效果。其结果，能够大幅度增加风扇叶片21上产生的升力。此外，凹部57形成在内边缘部26和外边缘部27的附近。由此，在内边缘部26和外边缘部27的附近，可以由凹部57产生上述效果，从而可以产生较高的升力。
在这种贯流风扇10中，形成在凹部内的空气流的旋涡发挥降低主流和翼面23之间的摩擦阻力的功能。由于与负压面24相比正压面25的主流和翼面23之间的摩擦阻力大，所以在本实施方式中，通过在正压面25上形成凹部57，来降低主流和正压面25之间的摩擦阻力。另一方面，如果在凹部内形成空气流的旋涡，则以上述旋涡为起点，可能产生主流脱离。由于与正压面25相比负压面24上容易产生上述主流的脱离，所以在本实施方式中，通过不在负压面24上形成凹部，进一步可靠地防止主流脱离。
以下，对降低上述摩擦阻力的效果和防止主流脱离的效果进行详细说明。
如果考虑贯流风扇的普通尺寸和普通风速(风量)，在贯流风扇相邻的风扇叶片21之间流动的空气的雷诺数较小，成为Re＝103～104的区域。在上述区域中，相对于惯性，空气的粘性非常大(即，成为具有粘性的流体)，在风扇叶片21之间成为主流的空气与翼面23之间的摩擦阻力变大。即，为了提高贯流风扇的效率，降低上述主流与翼面23之间的摩擦阻力为上策。因此，在本实施方式的贯流风扇10中，在形成于翼面23上的凹部57内形成不是空气流主流的二次流，通过得到在凹部57内转动的旋涡，降低了主流和翼面23之间的摩擦阻力。
如果考虑利用圆木来搬运巨石的情况，则比较容易理解这种机理。在这种情况下，圆木用作“滚轮”，起到降低巨石和地面之间的摩擦阻力的作用。在本实施方式的贯流风扇10中，将地面置换为翼面23，将巨石置换为粘性较大的空气(主流61、66)，将圆木置换为在凹部57内产生的旋涡63、68。即，在本实施方式中，通过使形成在凹部57内的旋涡63、68起到圆木的作用，降低了主流61、66与翼面23之间的摩擦阻力。
接着，因以下说明的原因，主流61、66与翼面23之间的摩擦阻力成为正压面25一侧＞＞负压面24一侧。
由于正压面25配置在贯流风扇10的转动方向一侧，所以风扇叶片21转动时，主流61、66强有力地按压正压面25，其结果，进一步使主流61、66与翼面23之间的摩擦阻力变大。相对于此，由于负压面24配置在与贯流风扇10的转动方向相反的一侧，所以风扇叶片21转动时，在负压面24上作用有使主流61、66离开翼面23的(脱离)方向的力，其结果，进一步使主流61、66与翼面23之间的摩擦阻力变小。在本实施方式的贯流风扇10中，考虑主流61、66和翼面23之间的摩擦阻力在正压面25上进一步变大，所以在正压面25上形成凹部57。
相对于此，如上所述，在负压面24一侧作用有使主流61、66从翼面23脱离的方向的力。特别是在贯流风扇10的上游侧的空气流道中压力损失较大时，上述情况变得显著，负压面24一侧的主流61、66有可能脱离翼面23。如果产生这种气流脱离，则不能发挥风扇叶片21作为叶片的作用，节能性变差，并且因所述脱离产生紊流而导致噪音增大。另一方面，如果在凹部内形成旋涡，则可能以上述旋涡为起点促进气流脱离。因此，在本实施方式的贯流风扇10中，在负压面24上未形成凹部。
另外，即使在负压面24上形成凹部的情况下，也可以通过使形成在负压面24上的凹部数量比形成在正压面25上的凹部数量少，从而在负压面24一侧，在降低摩擦阻力的效果(优点)和脱离的风险(缺点)之间得到平衡。
按照这种结构的本发明实施方式1的贯流风扇10，可以在适合于家用电气设备等的风扇的低雷诺数区域内，使伴随风扇叶片21的转动产生的升力大幅度增大。由此，可以降低用于驱动贯流风扇10的电力消耗。
此外，按照本发明实施方式1的空气调节机110，通过使用送风能力良好的贯流风扇10，可以降低用于驱动贯流风扇10的驱动电动机的电力消耗。由此，可以实现有助于节能的空气调节机110。
另外，本实施方式以空气调节机为例进行了说明，但本发明的贯流风扇也可以应用于其他流体输送装置，例如空气净化机、加湿机、冷却装置、换气装置等。
(实施方式2)
在本实施方式中，对实施方式1的贯流风扇10的各种变形例进行说明。
图11是表示图1中的贯流风扇的第一变形例的断面图。参照图11，风扇叶片21整体上具有如下叶片断面形状，即，在与内边缘部26和外边缘部27相邻的位置上厚度相对较小，而越向内边缘部26和外边缘部27之间的叶片中央部厚度越逐渐变大。
本变形例中，风扇叶片21具有在翼面23的正压面25上形成有凹部71的叶片断面形状。凹部71位于内边缘部26和外边缘部27之间的叶片中央部的位置上。凹部71以包含距内边缘部26的距离与距外边缘部27的距离相等的、正压面25上的位置的方式形成。
按照这种结构，通过在凹部71中生成空气流的旋涡(二次流)，使通过翼面23的空气流(主流)沿在凹部71中产生的旋涡的外侧流动。由此，能够得到抑制在叶片中央部产生的气流的脱离的效果，从而可以稳定地发挥风扇叶片21作为叶片的能力。
图12是表示图1中的贯流风扇的第二变形例的断面图。参照图12，本变形例中，风扇叶片21的厚度T在内边缘部26和外边缘部27之间、偏向作为内边缘部26和外边缘部27中的任意一方的内边缘部26的位置上成为最大。风扇叶片21整体上具有如下叶片断面形状，即，在与内边缘部26相邻的位置上厚度相对较大，而经由内边缘部26和外边缘部27之间的叶片中央部越向外边缘部27厚度越逐渐变小。
风扇叶片21具有在翼面23的正压面25上形成有凹部72的叶片断面形状。在正压面25上形成有多个凹部72(凹部72p和凹部72q)。凹部72形成在内边缘部26和外边缘部27的附近。更具体地说，在内边缘部26的附近形成有凹部72p，在外边缘部27的附近形成有凹部72q。凹部72使形成有凹部72p的位置的风扇叶片21的厚度T1与形成有凹部72q的位置的风扇叶片21的厚度T2彼此相等。凹部72p的深度h1大于凹部72q的深度h2。
按照这种结构，在图5中所示的空气调节机110中，可以使风扇叶片21在通过下游区域142时产生特别大的升力。例如，当在下游区域142配置有成为送风阻力的构件时等，特别需要在下游区域142提高送风能力时，能够更适当且有效地得到送风性能。
另外，与图12中所示的形态相反，风扇叶片21整体上也可以具有如下叶片断面形状，即，在与外边缘部27相邻的位置上厚度相对较大，而经由内边缘部26和外边缘部27之间的叶片中央部越向内边缘部26厚度越逐渐变小。在这种情况下，根据与上述同样的理由，特别需要在上游区域141提高送风能力时，能够得到适合的效果。
另外，风扇叶片21的整体的断面形状并不限于实施方式1和变形例1、2说明的形态，也可以具有其他形态。
图13是表示图1中的贯流风扇的第三变形例的断面图。图14是表示图1中的贯流风扇的第四变形例的断面图。图15是表示图1中的贯流风扇的第五变形例的断面图。
参照图13至图15，风扇叶片21整体上具有如下叶片断面形状，即，在与内边缘部26相邻的位置上厚度相对较大，而经由内边缘部26和外边缘部27之间的叶片中央部越向外边缘部27厚度越逐渐变小。
参照图13和图14，风扇叶片21具有在翼面23的正压面25上形成有凹部73的叶片断面形状。在正压面25上形成有多个凹部73(凹部73p、凹部73q、凹部73r和凹部73s)。多个凹部73位于内边缘部26的附近的位置。在图13中所示的变形例中，凹部73具有大体U形的槽断面。在图14中所示的变形例中，凹部73具有大体V形的槽断面。
参照图15，风扇叶片21具有在翼面23的正压面25上形成有凹部74的叶片断面形状。在正压面25上形成有多个凹部74(凹部74p、凹部74q、凹部74r和凹部74s)。多个凹部74位于内边缘部26的附近的位置。凹部74具有大体梯形的槽断面。凹部74在其槽底具有平面部分。多个凹部74以相邻的凹部74之间未形成正压面25的方式连续配置。凹部74(例如凹部74p)的槽断面的侧面和与上述凹部74相邻的凹部74(例如凹部74q)的槽断面的侧面直接连接。
如以上变形例所示，也可以在正压面25上形成三个以上的多个凹部73、74。此外，凹部73、74可以采用各种槽断面形状。当比较图13和图14中所示的槽断面和图15中所示的槽断面时，具有从凹部73的深度最大的点向其两侧升起的形状的图13和图14中所示的槽断面，使在凹部73中形成的旋涡成为从翼面23更加隆起的形态。在这种情况下，由于空气流的主流在上述隆起形态的旋涡的外侧流动，所以可以更有效地得到厚壁叶片的效果。
(实施方式3)
在本实施方式中，对制造图1中的贯流风扇10时所使用的成型用模具进行说明。
图16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16，成型用模具210具有固定侧模具214和可动侧模具212。通过固定侧模具214和可动侧模具212来确定型腔216，该型腔216与贯流风扇10形状基本相同，并且能够注入流动性树脂。
为了提高注入型腔216内的树脂的流动性，也可以在成型用模具210上设置未图示的加热器。例如当使用加入了玻璃纤维的AS(acrylonitrile-styrene丙烯腈-苯乙烯共聚物)树脂那样增加了强度的合成树脂时，设置这种加热器特别有效。
按照上述结构的成型用模具210，能够通过树脂成型制造具有升阻比高、轻薄、强度高的叶片断面形状的贯流风扇。
(实施方式4)
本实施方式中，将图1中所示的贯流风扇10、以及具有翼面23上未形成凹部的风扇叶片的比较用贯流风扇，分别组装到图4中所示的空气调节机110上，并对使用上述空气调节机110进行的各种实施例进行说明。
在以下说明的实施例中，使用直径为长度为600mm的贯流风扇10和比较用贯流风扇，其中风扇叶片21的大小和配置等、除了凹部的有无以外的形状均相同。
图17是表示本实施例中贯流风扇的风量和驱动用电动机的电力消耗(输入功率)之间的关系的曲线图。参照图17，在本实施例中，当使用贯流风扇10时和使用比较用贯流风扇时，分别边改变风量边测量了各风量时的驱动用电动机的电力消耗。根据测量结果确认到：与比较用贯流风扇相比，贯流风扇10在相同风量时的驱动用电动机的电力消耗降低。
图18是表示本实施例中贯流风扇的风量和噪音值之间的关系的曲线图。参照图18，在本实施例中，当使用贯流风扇10时和使用比较用贯流风扇时，分别边改变风量边测量了各风量时的噪音值。根据测量结果确认到：与比较用贯流风扇相比，贯流风扇10在相同风量时的噪音值降低。
图19是表示本实施例中贯流风扇的压力流量特性的曲线图。图中表示了一定转速下的贯流风扇10和比较用贯流风扇的压力流量特性(P：静压-Q：风量)。参照图19，与比较用贯流风扇相比，贯流风扇10特别是提高了在较小风量区域中的P-Q特性。
另外，可以适当组合如上所述的实施方式1～2记载的贯流风扇的结构，来构成新的贯流风扇。此外，在实施方式1、3中说明的成型用模具和流体输送装置，也可以应用于实施方式1～2记载的各种贯流风扇、以及由它们组合而成的贯流风扇。
以上公开的实施方式全部为举例说明，本发明并不限定于此。本发明的保护范围不限定于上述说明，而是由权利要求来表示，并且包含与本发明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和空气调节机等具有送风功能的家用电气设备。

Claims (11)

1.一种贯流风扇，所述贯流风扇由树脂形成，其特征在于，
所述贯流风扇包括沿周向相互隔开间隔设置的多个叶片部(21)，所述叶片部(21)具有：配置在内周一侧的、使空气流入、流出的内边缘部(26)；以及配置在外周一侧的、使空气流入、流出的外边缘部(27)，
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(26)和所述外边缘部(27)之间延伸，并且所述翼面(23)包括：正压面(25)，配置在所述贯流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，
当沿垂直于贯流风扇的转动轴的平面切断所述叶片部(21)时，所述叶片部(21)具有仅在所述正压面(25)和所述负压面(24)中的所述正压面(25)上形成有凹部(57、71、72、73、74)的叶片断面形状，
所述凹部(57、71、72、73)具有沿贯流风扇的转动轴延伸的槽断面，
所述槽断面的侧面以从所述凹部(57、71、72、73)的深度为最大的点向其两侧升起的方式形成，
所述叶片部(21)具有弯曲部(41)，所述弯曲部(41)通过在所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)之间延伸的所述叶片断面形状的中心线(106)弯曲而成，
所述凹部(57、71、72、73、74)形成在所述弯曲部(41)上，
所述凹部(57、72)形成在所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)的附近，
所述叶片部(21)整体上具有在与所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)相邻的位置上厚度相对较小、越向所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)之间的叶片中央部厚度越逐渐变大的叶片断面形状，
所述叶片部(21)的厚度从所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)越向所述叶片中央部越逐渐增大，而到达所述凹部则变为减小。
2.一种贯流风扇，所述贯流风扇由树脂形成，其特征在于，
所述贯流风扇包括沿周向相互隔开间隔设置的多个叶片部(21)，所述叶片部(21)具有：配置在内周一侧的、使空气流入、流出的内边缘部(26)；以及配置在外周一侧的、使空气流入、流出的外边缘部(27)，
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(26)和所述外边缘部(27)之间延伸，并且所述翼面(23)包括：正压面(25)，配置在所述贯流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，
当沿垂直于贯流风扇的转动轴的平面切断所述叶片部(21)时，所述叶片部(21)具有仅在所述正压面(25)和所述负压面(24)中的所述正压面(25)上形成有凹部(57、71、72、73、74)的叶片断面形状，
所述凹部(57、71、72、73)具有沿贯流风扇的转动轴延伸的槽断面，
所述槽断面的侧面以从所述凹部(57、71、72、73)的深度为最大的点向其两侧升起的方式形成，
所述叶片部(21)具有弯曲部(41)，所述弯曲部(41)通过在所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)之间延伸的所述叶片断面形状的中心线(106)弯曲而成，
所述凹部(57、71、72、73、74)形成在所述弯曲部(41)上，
所述凹部(71)形成在所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)之间的叶片中央部上，
所述叶片部(21)整体上具有在与所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)相邻的位置上厚度相对较小、越向所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)之间的叶片中央部厚度越逐渐变大的叶片断面形状，
所述叶片部(21)的厚度从所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)越向所述叶片中央部越逐渐增大，而到达所述凹部则变为减小。
3.根据权利要求1或2所述的贯流风扇，其特征在于，所述凹部(57、71、72、73、74)沿贯流风扇的转动轴方向从所述翼面(23)的一端延伸至另一端。
4.根据权利要求1或2所述的贯流风扇，其特征在于，所述凹部(57、72、73、74)在所述正压面(25)上、沿连接所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)的方向重复出现。
5.根据权利要求3所述的贯流风扇，其特征在于，所述凹部(57、72、73、74)在所述正压面(25)上、沿连接所述内边缘部(26)和所述外边缘部(27)的方向重复出现。
6.根据权利要求1或2所述的贯流风扇，其特征在于，当沿垂直于贯流风扇的转动轴的平面切断所述叶片部(21)时，所述叶片部(21)具有形成有从所述正压面(25)凹陷的多个所述凹部(57、72、73、74)的叶片断面形状。
7.根据权利要求3所述的贯流风扇，其特征在于，当沿垂直于贯流风扇的转动轴的平面切断所述叶片部(21)时，所述叶片部(21)具有形成有从所述正压面(25)凹陷的多个所述凹部(57、72、73、74)的叶片断面形状。
8.根据权利要求4所述的贯流风扇，其特征在于，当沿垂直于贯流风扇的转动轴的平面切断所述叶片部(21)时，所述叶片部(21)具有形成有从所述正压面(25)凹陷的多个所述凹部(57、72、73、74)的叶片断面形状。
9.根据权利要求5所述的贯流风扇，其特征在于，当沿垂直于贯流风扇的转动轴的平面切断所述叶片部(21)时，所述叶片部(21)具有形成有从所述正压面(25)凹陷的多个所述凹部(57、72、73、74)的叶片断面形状。
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至9中任意一项所述的贯流风扇进行成型。
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(115)，所述送风机(115)包括：权利要求1至9中任意一项所述的贯流风扇；以及驱动电动机，与所述贯流风扇连接，使多个所述叶片部(21)转动。
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