CN103717904A - 贯流式风扇 - Google Patents

Abstract

本发明的在轴向上连结有多个叶轮，该叶轮圆筒状地配置有多个叶片的贯流式风扇中，叶轮具有：具有比圆筒状配置的多个叶片的内端部的直径小的外径的环状或圆盘状的加强板；和以从各个叶片的内端部的一部分向圆筒状的径向内侧突出的方式形成的多个突起部，以加强板通过各个突起部与各个叶片的内端部连接的方式，叶片、突起部和加强板一体地成型。

Description

贯流式风扇

技术领域

本发明涉及在进行室内的供冷或供暖的空气调节机中使用的贯流式风扇。

背景技术

在作为家庭用空调机的空气调节机的室内机中使用的贯流式风扇，由于空气调节机的小型、节电化等，要求其送风性能（风量，噪音）的提高。此外，也要求以更高转速运转贯流式风扇或进一步扩大转速的可变幅度。因此，进行构成贯流式风扇的叶轮的叶片的薄壁化，并且增加玻璃纤维、碳纤维向作为叶片的形成材料的树脂材料的混入量，进行叶片自身的强度确保。

此外，近年来，为了达到节电化而增加室内机的风量，所以也要求贯流式风扇的大径化，但基于叶片的强度方面的情况，大径化逐渐达到极限。

于是，提出不损害叶片、叶轮的强度、加工精度，能够实现进一步大形化的贯流式风扇（例如参照专利文献1）。

图7到图9表示专利文献1记载的贯流式风扇的结构。如图7所示，贯流式风扇1包括多个叶轮2、端板3和端板4。这些各个叶轮2、端板3和端板4分别由树脂注射成型而形成。之后，使各自的连接部相互对接，由超声波熔接进行接合，由此完成贯流式风扇1。

如图8所示，叶轮2包括：环状基板5；从环状基板5的侧面延伸，排列成圆筒状的多个叶片6；通过叶片6的内端部（内周部）的连结部7使各叶片6之间相互连结的连接板8，各构成部件一体注射成型。此外，在连接板8的外周面，具有在使叶轮2彼此熔接接合时成为引导的引导面8a的引导凸部8b从叶片6延伸出来，一体形成。

该连接板8，为了确保叶轮2的部件等级上的尺寸精度和强度而设置，进而为了防止进行利用超声波熔接的接合时由于施加压力而导致的向叶片6的周向的偏移或向径向的扩散而设置。连接板8的宽度尺寸L1为了使对送风性能（风量、噪音）的影响为最小限度而设定为2mm左右，连接板8与各叶片6之间的连结部7的尺寸L2（即，连接板8的外周面与叶片6的内端部所重叠的长度尺寸）设定为1mm左右。此外，各叶片6的截面具有翼形形状。在相互接合的叶轮2的一方的连结部7形成熔接凸部6a，在另一方在环状基板5配置有熔接凹部6b。

此外，在圆板状的端板3形成有：在其轴心部分形成的用于将电机轴（未图示）插入固定于其中的凸起3a；各叶片6的熔接凸部6a所插入的熔接凹部3b；和组装时成为引导的引导凹部3c。

此外，在配置于与端板3相对的另一端的圆板状的端板4形成有：在其轴心部分配置的用于将轴4a插入其中的轴承（未图示）；用于插入到环状基板5的熔接凹部5b的熔接凸部4b；和组装时成为引导的引导凸部4c。

如图9所示，这样的现有的贯流式风扇1在空气调节机的室内机100中使用。室内机100包括热交换器101、作为送风单元的贯流式风扇1、风扇壳103、外箱104和栅格105等。

接着，说明这样结构的现有的贯流式风扇1的组装方法。首先，将端板3和叶轮2接合。此时，叶轮2的连接板8的外周面8a被引导而插入到端板3的引导凹部3c的内周面3d，接着，各叶片6的熔接凸部6a与端板3的熔接凹部3b嵌合，完成连接准备。之后，通过超声波熔接将各叶片6和端板3一体连接。此处，施加超声波能量的超声波熔接技术是公知的技术，省略说明。

接着，将连接有端板3的叶轮2和与叶轮2形状完全相同的另一叶轮2连接。其连接方法与上述端板3和叶轮2的连接方法相同。

以下，反复进行同样的过程，在连接多个叶轮2之后，最后连接端板4而完成贯流式风扇1。该端板4的连接方法也与上述端板3和叶轮2的连接方法同样。

这样的现有的贯流式风扇1的结构中，将连接板8配置在各叶片6的内周侧（比内端部更靠内侧），所以径向的厚度尺寸L3能够自由地设定为需要的尺寸。由此，能够确保连接板8的足够的强度，能够减少在连接板8的各叶片6间发生熔融或白化的可能性。

此外，对于装载有以上述方式构成的贯流式风扇1的室内机100，以下说明其动作。

贯流式风扇1以确保与风扇壳103的规定的背面间隙尺寸（Y2）地转动自如地被轴支承的状态，配置在热交换器101的下风侧中的风扇壳103内，由电机（未图示）使其旋转。

此外，室外机（未图示）通过配管与室内机100连接，构成制冷循环，制冷剂从上述室外机被供给至热交换器101。然后，当使贯流式风扇1旋转时，从室内导入的空气被热交换器101冷却，成为冷风从吹出口106吹出。

专利文献1的贯流式风扇1中，以将各叶片6间相互连结的连接板8与叶片6的内端部连接的方式，将连接板8和叶片6一体地通过注射成型而形成。这样通过注射成型而形成的成型品中，为了脱模而在成型品的外表面产生成为台阶的分型线（Parting line）。在专利文献1的叶轮2的结构中，在叶片6的内端部附近形成分型线（台阶）。具体地说，在与贯流式风扇1的旋转轴垂直的截面形状中，在叶片6的外表面产生台阶。

于是，如图10到图12所示，为了使在与连接板8相接的叶片6的内端部附近产生的台阶15变小，提出了在台阶15部分积极地设置倾斜部16的叶片结构（例如参照专利文献2）。这样的叶片结构中，能够使台阶15部分变小，由台阶15部分产生的紊乱成分变小，能够抑制送风性能的劣化并且抑制噪音的上升。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002－31080号公报

专利文献2：日本特开2004-124819号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，上述专利文献1、2记载的现有的结构中，虽然能够确保贯流式风扇的叶片的强度而进行大径化，但不能够消除在叶片外表面形成的台阶。即，现有的贯流式风扇采用设置有将各叶片间相互连结的连接板，以在该连接板的外周面连接叶片的内端部的方式，将连接板和叶片一体地成型的结构。在这样的结构中，为了脱模，在叶片外表面产生台阶（分型线）。

即使在该台阶的前后设置倾斜部，也不能够消除叶片外表面的台阶本身，由于台阶而产生气流剥离，叶轮内的气流紊乱，产生送风性能劣化、紊乱流体被放出到室内导致噪音上升的问题。

本发明的目的在于解决上述现有的问题，提供一种贯流式风扇，其能够确保叶片的强度地进行大径化，而且能够消除叶片外表面的台阶，抑制由台阶引起的剥离，能够抑制送风性能的劣化和噪音。

用于解决课题的方法

为了解决上述现有的问题，本发明的贯流式风扇在轴向上连结有多个叶轮，该叶轮圆筒状地配置有多个叶片，该贯流式风扇的特征在于：上述叶轮包括：具有比圆筒状配置的上述多个叶片的内端部的直径小的外径的环状或圆盘状的加强板；和以从各个上述叶片的内端部的一部分向圆筒状的径向内侧突出的方式形成的多个突起部，以上述加强板通过各个上述突起部与各个上述叶片的内端部连接的方式，上述叶片、上述突起部和上述加强板一体地成型。

发明效果

根据本发明，能够提供一种贯流式风扇，其能够确保叶片的强度地进行大径化，而且能够消除叶片外表面的台阶，抑制由台阶引起的剥离，能够抑制送风性能的劣化和噪音。

附图说明

图1是本发明的实施方式的贯流式风扇的分解截面图。

图2是表示实施方式1的贯流式风扇的一个叶轮的截面图。

图3是图2的叶轮的A-A线截面图。

图4是表示实施方式1的叶轮中的叶片、突起部、加强板的连结部位的主要部分（图3（a）部）截面图。

图5是图4的叶片、突起部、加强板的连结部位的B-B线截面图。

图6是表示本发明的实施方式2的贯流式风扇的一个叶轮的截面图。

图7是现有的贯流式风扇的分解截面图。

图8是表示现有的贯流式风扇的叶轮的立体图。

图9是使用现有的贯流式风扇的家庭用空气调节机的室内机的内部结构图。

图10是现有的另一种贯流式风扇的正面图。

图11是图10的贯流式风扇的X1-X2线截面图。

图12是图11的贯流式风扇的（b）部放大图。

具体实施方式

第一发明的贯流式风扇，在轴向上连结有多个叶轮，该叶轮圆筒状地配置有多个叶片，该贯流式风扇中，上述叶轮包括：具有比圆筒状配置的上述多个叶片的内端部的直径小的外径的环状或圆盘状的加强板；和以从各个上述叶片的内端部的一部分向圆筒状的径向内侧突出的方式形成的多个突起部，以上述加强板通过各个上述突起部与各个上述叶片的内端部连接的方式，上述叶片、上述突起部和上述加强板一体地成型。

根据这样的结构，使加强板的外径比叶片的内周径小，设置连结加强板和叶片的突起部，由此能够确保叶片的强度地进行大径化。此外，在一体地成型叶片、突起部和加强板时，使为了进行脱膜而形成的台阶（分型线）位于叶片以外的部分，例如配置在比叶片更靠径向内侧的位置的突起部等。由此，在叶片的截面形状没有台阶，能够防止由台阶引起的气流剥离，抑制由气流剥离引起的紊乱，抑制风量的下降、噪音的增加。由此，能够实现贯流式风扇，其能够确保叶片的强度地进行大径化，并且抑制叶片处的紊乱，抑制风量的下降、噪音的增加。

第二发明是，在第一发明的贯流式风扇中，上述突起部形成于上述叶轮的旋转轴方向的上述叶片端部，上述突起部与上述加强板的侧面连接。

根据这样的结构，将突起部和加强板形成在叶片端部，能够减少送风性能的影响。此外，在为比叶轮的轴向的高度更长的叶片的情况下也能够确保叶片的强度地构成贯流式风扇。

第三发明是，在第一发明或第二发明的贯流式风扇中，在使用模具将上述叶片、上述突起部和上述加强板一体地注射成型时产生的分型线，不产生在上述叶片的内端部与外端部之间。

根据这样的结构，不在发挥送风作用的叶片的表面形成发生气流剥离的分型线，所以能够抑制气流剥离引起的紊乱，抑制风量的下降、噪音的增加。

第四发明是，在第三发明的贯流式风扇中，上述分型线产生在上述突起部。

根据这样的结构，能够使在使用模具将上述叶片、上述突起部和上述加强板一体地注射成型时产生的分型线位于突起部，能够防止在叶片形成台阶。由此，能够抑制气流剥离引起的紊乱，抑制风量的下降、噪音的增加。

第五发明是，在第四发明的贯流式风扇中，以随着向比上述分型线更靠圆筒状的径向外侧的方向去、上述叶片和上述突起部的厚度变小，随着向比上述分型线更靠径向内侧的方向去、上述突起部的厚度变大的方式，形成上述叶片和上述突起部。

根据这样的结构，能够在突起部与加强板的连结部分确保为了得到必要的强度的突起部的厚度，并且能够在与叶片的内端部的连接部分沿着薄壁化的叶片的外表面连结突起部。由此，能够确保叶片的强度地进行大径化，并且在叶片不形成台阶等，能够抑制气流剥离的发生。

第六发明是，在第三发明到第五发明中任一发明的贯流式风扇中，上述叶片具有在内端部与外端部之间不具有台阶的平滑的翼形状，上述叶片的内端部与上述突起部的连接部分具有平滑的面。

根据这样的结构，不在叶片形成台阶等，此外，在突起部与叶片的连接部分也不形成台阶等，能够抑制气流剥离的发生。

第七发明是，在第一发明到第六发明中任一发明的贯流式风扇中，上述突起部的从上述叶片的内端部向圆筒状的径向内侧的突出长度，随着离开上述加强板而变小，上述突起部的上述叶轮的旋转轴方向的高度处于上述叶轮的旋转轴方向的高度的1%～15%的范围内。

根据这样的结构，能够由突起部充分地确保连结加强板和叶片的强度，并且抑制突起部整体的气流剥离的发生，能够抑制贯流式风扇的风量的下降、噪音的增加。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，并不由本实施方式限定本发明。

（实施方式1）

图1是本发明的实施方式1的贯流式风扇的分解截面图。图2是表示本实施方式1的贯流式风扇的一个叶轮的截面图。图3是图2的贯流式风扇的A-A线截面图。图4是表示本实施方式1的叶轮中的叶片、突起部、加强板的连结部分的主要部分截面图。图5是图4的连结部分的B-B截面图。另外，对于与现有技术文献（图7～图12）的贯流式风扇相同的结构部件标注相同的符号，省略说明。

在图1到图5中，贯流式风扇21具有在轴（旋转轴21x）向连结多个圆筒状地配置有多个叶片9的叶轮22，在两端设置有端板3、4的结构。在叶轮2的内侧设置有圆盘状的加强板10。加强板10的外径形成得比圆筒状配置的多个叶片9的内周的直径（即叶片9的内端部9a的直径）小。加强板10的侧面与多个叶片9的内端部9a通过突起部11连结。另外，多个叶片9、加强板10和突起部11通过树脂等的注射成型而一体地成型。另外，各个叶轮22彼此的接合结构以及叶轮22和端板3、4的接合结构采用与现有技术文献的贯流式风扇相同的结构，所以省略其说明。

此处，主要使用图4和图5，详细说明叶轮22所具有的叶片9、加强板10和突起部11的结构。在叶轮22的轴向上的叶片9的一方的端部9x（与环状基板5相反的一侧的端部），以从各叶片9的内端部9a向径向内向（向旋转轴21x去的方向）突出的方式形成有突起部11。

如图4所示，突起部11在俯视时具有大致三角形形状，以随着接近加强板10的侧面、从叶片9的内端部9a的突出长度变大，随着接近加强板10的侧面、突出长度变小的方式形成。加强板10形成为圆盘状，在其外周附近的侧面与突起部11连结。另外，加强板10的外周端位于比叶片9的内端部9a更靠径向内侧的位置。

如图5所示，叶片9具有在内端部9a与外端部9c之间不具有台阶的平滑的翼形状。从叶片9的内端部9a的一部分向径向内向突出形成的突起部11，具有使翼形状保持原样延伸的形状。另外，本实施方式1的叶轮22中，在轴向上，叶片9的端部9x的端面与加强板10的侧面（叶轮22的内部侧侧面）位于相同位置。

将加强板10和多个叶片9的内端部9a连结的突起部11中的与贯流式风扇21的旋转轴1x垂直的面的截面形状，在旋转轴1x的轴心侧具有台阶12。该台阶12由于注射成型用模具作为分型线形成在突起部11的外表面。如图4和图5所示，台阶12以沿着加强板10的外端面延伸的方式，形成于突起部11的外表面周围。

以随着从突起部11的台阶12向径向外向去、突起部11和叶片9的厚度（壁厚）变小，随着从突起部11的台阶12向径向内向去、突起部11的厚度（壁厚）变大的方式，形成各个叶片9和突起部11。

对于以上述方式构成的本实施方式1的贯流式风扇21，以下说明其动作、作用和效果。

首先，在构成叶轮22时，使加强板10的外径比叶片9的内端部9a的直径（内周径）小，并且设置连结加强板10和叶片9的突起部11，由此，能够在确保叶片9的强度的同时使叶轮22大径化而一体地成型。

此外，加强板10的外径比叶片9的内周径小，所以在注射成型时的脱模时，能够使在加强板10的外表面产生的分型线（即台阶12）在突起部11产生。即，以在突起部11中的与贯流式风扇21的旋转轴1x垂直的面处的截面形状中，分型线不是位于叶片9的内端部9a与外端部9c之间的部分，而是位于突起部10的外表面的方式进行模具的配置，由此能够在突起部11产生台阶12。由此，在叶片9的截面形状（从内端部9a到外端部9c之间）中没有台阶，从叶片9的内端部9a到外端部9c在压力面侧9p、负压面侧9s均不产生分型线，能够防止由台阶引起的气流剥离。由此，在使用一体化成型的叶轮22的贯流式风扇21中，能够抑制由气流剥离引起的紊乱，抑制贯流式风扇1的风量的下降、噪音的增加。

进一步，叶片9为从内端部9a到外端部9c没有台阶的平滑的翼形状，所以能够减少从叶片9产生的噪音。

此外，在叶片9的端部9x中，在比内端部9a更靠径向内向的位置的突起部11的外表面形成台阶12，由此与在叶片9的外表面形成台阶部的情况相比，能够抑制气流剥离，减少噪音。

此外，随着从突起部11的台阶12向径向外向去使突起部11的外周侧部分11b的壁厚逐渐变薄，随着从台阶12向径向内向去使突起部11的内周侧部分11a的壁厚逐渐变厚。由此，能够在加强板10与突起部11的连结部分（即内周侧部分11a）得到必要的强度，并且在与叶片9的内端部9a的连接部分（即外周侧部分11b），以沿着薄壁化后的翼形状的叶片9的外表面的平滑的面连结突起部11。由此，在叶片9不会形成台阶等，能够抑制气流剥离的产生。

此外，在圆筒状配置的多个叶片9的轴向与环状基板5相反的一侧的端部9x（在即一端侧），加强板10通过突起部11与叶片9的内端部9a连接。由此，在叶轮22的轴向的高度更长的情况下也能够确保叶片9的强度地构成贯流式风扇21。

由此，本实施方式1的贯流式风扇21能够确保叶片9的强度地进行大径化，而且在叶片9的部分不会产生台阶12和分型线。由此，在内置有这样的贯流式风扇21的空气调节机的室内机中，能够在增加风量达到节电的同时，尽可能地抑制气流剥离等引起的噪音的增加。

（实施方式2）

图6是表示本发明的实施方式2的贯流式风扇31所具有的叶轮32的主要部分的图。另外，对与上述实施方式1的贯流式风扇21相同的构成部件标注相同的附图标记并省略说明。

如图6所示，与加强板10连结的突起部13的从叶片9的内端部9a向径向内向的突出长度（图6中的左右方向的长度），以在轴向上随着从加强板10离开而逐渐变小的方式形成。突起部13的叶轮32的轴向的高度h（图6中的上下方向的长度）设定为叶片9（叶轮32）的轴向高度H的1%～15%的范围（即，h/H=1%～15%）。

通过像这样设定相对于叶轮32整体的突起部13的形状，能够充分地确保用于连结加强板10和叶片9的强度，并且将在突起部13整体或在突起部13形成的台阶12发生的气流剥离抑制得较小，抑制由气流剥离导致的突起部13处的紊乱。其结果是，能够尽可能地抑制贯流式风扇31的风量的下降、噪音的增加。

在上述实施方式中，以加强板为圆盘状的情况为例进行说明，但是加强板也可以形成为环状。

此外，以在轴向上，加强板10的内侧侧面和叶片9的端面位于相同位置的情况为例进行了说明，但是也能够采用其它各种位置关系。例如，只要是能够实现在叶轮彼此被连结时，环状基板5和加强板10配置在轴向上重叠的位置的位置关系即可，在这样的结构中，能够使环状基板5和加强板10的存在对送风性能的影响较小。

此外，分型线（台阶12）在突起部的外表面形成即可，形成的位置没有限定。

此外，对于各个叶轮和端板的接合结构，能够采用在现有技术文献中公开的结构，但也可以应用此外的公知的接合结构。

另外，通过适当组合上述各种实施方式中的任意的实施方式，能够达到各自所具有的效果。

本发明中，参照附图充分对优选的实施方式进行了说明，但是对本领域技术人员很明确，能过对其作出各种变形和修正。这样的变形、修正，只要不超出附加的权利要求的范围所表现的本发明的范围，就应被理解为包含在其中。

参照了2011年8月1日提出的日本专利申请No.2011-168102号的说明书、附图和权利要求的公开内容的全部，并在本说明书中引用其内容。

产业上的利用可能性

如上所述，本发明的上述结构的贯流式风扇，能够确保叶片的强度地进行大径化，进而能够充分抑制叶轮内的气流紊乱、风量性能劣化、紊乱流体向室内放出时噪音上升。此外，通过将这样的贯流式风扇应用于空气调节机的室内机，能够增加室内机的风量，达到空气调节机的节电化。

由此，不仅能够应用于家庭用空气调节机的分体型的室内单元、业务用空气调节机的室内单元，而且也能够应用于业务用的冷冻设备、商业用、工业用气帘设备的用途中。

附图符号说明

21、31 贯流式风扇

22、32 叶轮

9 叶片

9a 内端部

9c 外端部

9x 端部

10 加强板

11、13 突起部

11a 突起部的内周侧部分

11b 突起部的外周侧部分

12 台阶

Claims (7)

1.一种贯流式风扇，其特征在于：

在轴向上连结有多个叶轮，该叶轮圆筒状地配置有多个叶片，

所述叶轮包括：

具有比圆筒状配置的所述多个叶片的内端部的直径小的外径的环状或圆盘状的加强板；和

以从各个所述叶片的内端部的一部分向圆筒状的径向内侧突出的方式形成的多个突起部，

以所述加强板通过各个所述突起部与各个所述叶片的内端部连接的方式，所述叶片、所述突起部和所述加强板一体地成型。

2.如权利要求1所述的贯流式风扇，其特征在于：

所述突起部形成于所述叶轮的旋转轴方向的所述叶片端部，所述突起部与所述加强板的侧面连接。

3.如权利要求1或2所述的贯流式风扇，其特征在于：

在使用模具将所述叶片、所述突起部和所述加强板一体地注射成型时产生的分型线，不产生在所述叶片的内端部与外端部之间。

4.如权利要求3所述的贯流式风扇，其特征在于：

所述分型线产生在所述突起部。

5.如权利要求4所述的贯流式风扇，其特征在于：

以随着向比所述分型线更靠圆筒状的径向外侧的方向去、所述叶片和所述突起部的厚度变小，随着向比所述分型线更靠径向内侧的方向去、所述突起部的厚度变大的方式，形成所述叶片和所述突起部。

6.如权利要求3～5中任一项所述的贯流式风扇，其特征在于：

所述叶片具有在内端部与外端部之间不具有台阶的平滑的翼形状，所述叶片的内端部与所述突起部的连接部分具有平滑的面。

7.如权利要求1～6中任一项所述的贯流式风扇，其特征在于：

所述突起部的从所述叶片的内端部向圆筒状的径向内侧的突出长度，随着离开所述加强板而变小，所述突起部的所述叶轮的旋转轴方向的高度处于所述叶轮的旋转轴方向的高度的1%～15%的范围内。

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