CN104024649B - 轴流风扇 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轴流风扇(70)，其用于抑制应力集中于凹部。该轴流风扇(70)具有叶片(91)，该叶片(91)在后缘形成有朝向前缘侧凹陷的凹部(101)，在凹部(101)的前缘侧的边缘部，在正压面侧和负压面侧形成有从叶片(91)的截面观察为R形状的应力缓和部(105)，从叶片的截面观察，负压面侧的应力缓和部(105a)的半径(ra)大于正压面侧的应力缓和部(105b)的半径(rb)。

Description

轴流风扇
技术领域
本发明涉及轴流风扇，尤其涉及具有叶片的轴流风扇，该叶片在后缘形成有朝向前缘侧凹陷的凹部。
背景技术
过去有如专利文献1(日本特开2003－206894号公报)所示的具有叶片的轴流风扇，该叶片在后缘形成有朝向前缘侧凹陷的凹部。
发明内容
发明要解决的问题
在轴流风扇中，根据旋转时的离心力而产生诸如叶片向外周侧扩展的变形。此时，在上述过去的在叶片形成有凹部的轴流风扇中，应力容易集中于凹部。
用于解决问题的手段
本发明的课题是在轴流风扇中抑制应力集中于凹部，该轴流风扇具有叶片，该叶片在后缘形成有朝向前缘侧凹陷的凹部。
第一方面的轴流风扇是具有叶片的轴流风扇，该叶片在后缘形成有朝向前缘侧凹陷的凹部，在凹部的前缘侧的边缘部，在正压面侧和负压面侧形成有从叶片的截面观察为R形状的应力缓和部，从叶片的截面观察，负压面侧的应力缓和部的半径大于正压面侧的应力缓和部的半径。
第二方面的轴流风扇是根据第一方面所述的轴流风扇，应力缓和部呈半径1mm以上的R形状。
第三方面的轴流风扇是根据第一或者第二方面所述的轴流风扇，凹部是V字形状的凹陷。
在凹部中应力最容易集中的部分是前缘侧的边缘部。因此，为了抑制应力集中于凹部，缓和前缘侧的边缘部的应力最有效。
因此，在该轴流风扇中，如上所述在凹部的前缘侧的边缘部，在正压面侧和负压面侧形成有从叶片的截面观察为R形状的应力缓和部。
由此，在该轴流风扇中，能够缓和凹部的前缘侧的边缘部处的应力，能够抑制应力集中于凹部。
第四方面的轴流风扇是根据第三方面所述的轴流风扇，俯视观察叶片时，凹部具有从叶片的后缘朝向前缘侧的两个直线部、和连接两个直线部的前缘侧的端部之间的弯曲部，前缘侧的边缘部是弯曲部。
在该轴流风扇中，在V字形状的凹部中，在应力最容易集中的弯曲部形成有应力缓和部。
由此，在该轴流风扇中，能够有效抑制应力集中于V字形状的凹部。
第五方面的轴流风扇是根据第四方面所述的轴流风扇，俯视观察叶片时，弯曲部呈半径8mm以上的R形状。
在该轴流风扇中，将作为前缘侧的边缘部的弯曲部的、俯视观察叶片时的R形状形成为半径8mm以上，因而能够进一步缓和前缘侧的边缘部的应力，进一步抑制应力集中于凹部。
附图说明
图1是示出将室外单元的顶板卸下的状态的俯视图，该室外单元采用了作为本发明的一实施方式的轴流风扇的室外风扇。
图2是采用了本发明的一实施方式的室外风扇的室外单元的主视图。
图3是本发明的一实施方式的室外风扇的立体图。
图4是本发明的一实施方式的室外风扇的负压面侧俯视图。
图5是本发明的一实施方式的室外风扇的正压面侧俯视图。
图6是图4的A部的放大图。
图7是图5的B部的放大图。
图8是图6及图7的I-I剖视图。
图9是变形例的室外风扇的凹部的放大图，是对应于图6的图。
图10是示出在变形例的室外风扇的直线部形成的应力缓和部的图，是图9的II-II剖视图。
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的轴流风扇的实施方式。另外，本发明的轴流风扇的具体结构不限于下述的实施方式，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行变更。并且，在下面的说明中，说明将本发明应用于构成室外单元的轴流风扇的示例，但不限于此，也能够应用于被用作其它用途的轴流风扇。
(1)室外单元的整体结构
图1和图2是示出空调装置的室外单元2的图，该室外单元采用了作为本发明的一实施方式的轴流风扇的室外风扇70。其中，图1是示出将室外单元2的顶板57卸下的状态的俯视图。图2是室外单元2的主视图。另外，在下面的说明中，只要没有特殊说明，“上”、“下”、“左”、“右”、和“前面”、“侧面”、“背面”、“顶面”、“底面”等表示方向和面的词语，是指将图2所示的室外单元2作为前面时的方向和面。
室外单元2具有这样的构造(所谓箱型构造)：由沿铅直方向延伸的分隔板58将单元壳体51的内部空间分割为左右部分，由此形成送风机室S1和机械室S2。室外单元2构成为，从单元壳体51的背面及侧面的一部分将室外空气吸入单元壳体51内，从单元壳体51的前面吹出室外空气。室外单元2主要具有单元壳体51、压缩机21、室外热交换器24、包括连接这些设备的制冷剂管的制冷剂回路构成部件、室外风扇70(轴流风扇)和喇叭口80。另外，在此说明送风机室S1靠近单元壳体51的左侧面形成，机械室S2靠近单元壳体51的右侧面形成的示例，但也可以左右颠倒。
单元壳体51形成为大致长方体状，主要收纳压缩机21、室外热交换器24、包括连接这些设备的制冷剂管的制冷剂回路构成部件和室外风扇70。单元壳体51具有底板52、送风机室侧侧板53、机械室侧侧板54、送风机室侧前板55、机械室侧前板56和顶板57。
底板52是构成单元壳体51的底面部分的金属制的板状部件。在底板52的下侧设有被固定于现场安装面的两个基础腿59、60。
送风机室侧侧板53是构成单元壳体51的靠近送风机室S1的侧面部分的金属制的板状部件。送风机室侧侧板53的下部被固定于底板52。在送风机室侧侧板53形成有通过室外风扇70被吸入单元壳体51内的室外空气的吸入口53a。
机械室侧侧板54是构成单元壳体51的靠近机械室S2的侧面部分的一部分、和单元壳体51的靠近机械室S2的背面部分的金属制的板状部件。机械室侧侧板54的下部被固定于底板52。在此，机械室侧侧板54覆盖机械室S2的侧面中靠近背面的部分。在送风机室侧侧板53的背面侧的端部和机械室侧侧板54的送风机室S1侧的端部之间，形成有通过室外风扇70被吸入单元壳体51内的室外空气的吸入口53b。
送风机室侧前板55是构成单元壳体51的送风机室S1的前面部分和单元壳体51的机械室S2的前面部分的一部分的金属制的板状部件。在送风机室侧前板55设有吹出口55a，该吹出口55a用于将通过室外风扇70被吸入单元壳体51内的室外空气吹出到外部。吹出口55a的前侧被风扇格栅55b覆盖。送风机室侧前板55的下部被固定于底板52，其左侧面侧的端部被固定于送风机室侧侧板53的前面侧的端部。
机械室侧前板56是在试运转和维修时卸下的金属制的板状部件，以便从单元壳体51的前面侧进入机械室S2对被配置在机械室S2内的设备进行检修等。机械室侧前板56是构成单元壳体51的机械室S2的前面部分的一部分和单元壳体51的机械室S2的侧面部分的一部分的金属制的板状部件。机械室侧前板56的送风机室S1侧的端部被固定于送风机室侧前板55的机械室S2侧的端部，其背面侧的端部被固定于机械室侧侧板54的前面侧的端部。另外，在此，单元壳体51的机械室S2的侧面部分的一部分由送风机室侧前板55构成，但也可以由机械室侧前板56构成。并且，送风机室侧前板55和机械室侧前板56也可以是一体的部件。
顶板57是构成单元壳体51的顶面部分的金属制的板状部件。顶板57被固定于送风机室侧侧板53和机械室侧侧板54、送风机室侧前板55。
分隔板58是被配置在底板52上的沿铅直方向延伸的金属制的板状部件。分隔板58将单元壳体51的内部空间分割成左右部分，由此形成靠近左侧面的送风机室S1和靠近右侧面的机械室S2。分隔板58呈其前后方向的中央部分向送风机室S1侧突出地弯曲的形状。分隔板58的下部被固定于底板52，其前面侧的端部被固定于送风机室侧前板55，其背面侧的端部被固定于室外热交换器24的机械室S2侧的端部。
室外风扇70是主要将轮毂71、和从轮毂71的外周缘突出地形成的多个(此处为3片)叶片91通过树脂一体成形的螺旋桨式的轴流风扇。室外风扇70以与单元壳体51的前面面对的方式被设于送风机室S1内。更具体地讲，室外风扇70以与在送风机室侧前板55形成的吹出口55a面对的方式被设于室外热交换器24的前面侧的位置。在此，在叶片91的后缘形成有朝向叶片91的前缘侧凹陷的凹部101，以便提高送风性能和抑制噪声。室外风扇70由被配置在室外风扇70和室外热交换器24的前后方向之间的风扇马达89驱动而旋转。风扇马达89由在顶板57和底板52之间沿铅直方向延伸的风扇马达座61支撑。另外，关于室外风扇70的具体结构在后面叙述。
喇叭口62是具有中央开口的喇叭形状的开口部62a的部件，被设于室外风扇70的外周侧。即，喇叭口62与室外风扇70同样地以与单元壳体51的前面面对的方式被设于送风机室S1内，其开口部62a包围室外风扇70的外周。喇叭口62被固定于单元壳体51的前面。并且，喇叭口62的靠近送风机室侧侧板53的部分与室外热交换器24的前侧端接近配置。并且，喇叭口62的靠近机械室S1的部分与分隔板58接近配置。
室外热交换器24是大致呈L字形状的热交换器面板，在送风机室S1内以沿着单元壳体51的左侧面及背面的方式被配置在底板52上。
压缩机21是纵式圆筒形状的密闭式压缩机，被配置在机械室S2内。
另外，在此省略了图示，但压缩机21以外的设备和制冷剂管等制冷剂回路构成部件也配置在机械室S2内。
(2)室外风扇的具体结构
下面，使用图3～图8说明作为本实施方式的轴流风扇的室外风扇70的具体结构。在此，图3是室外风扇70的立体图。图4是室外风扇70的负压面侧俯视图。图5是室外风扇70的正压面侧俯视图。图6是图4的A部的放大图。图7是图5的B部的放大图。图8是图6及图7的I-I剖视图。另外，在下面的说明中，设室外风扇70的轴心(旋转中心)为轴心O，设其轴线为旋转轴线O-O。并且，设沿着旋转轴线O-O的方向为轴向，设从轴向观察室外风扇70的状态为俯视观察，设与该俯视观察垂直的方向(即，观察在沿着旋转轴线O-O的方向将室外风扇70切断的截面的方向)为截面观察。
室外风扇70如上所述是主要将轮毂71、和从轮毂71的外周缘突出地形成的多个(此处为3片)叶片91通过树脂一体成形的螺旋桨风扇。另外，叶片91的数量不限于3片，也可以是4片以上等。
叶片91具有前进及前倾的叶片形状。并且，叶片91的壁厚在与轮毂71的连接根部处比较厚，随着朝向外周侧而变薄。在叶片91的后缘形成的凹部101配置于比连接根部靠外周侧的位置。在此，将在使室外风扇70旋转时空气流入的一侧(空气的流通方向的上游侧)的面设为负压面91a，将其相反侧(空气的流通方向的下游侧)的面设为正压面91b。
凹部101是V字形状的凹陷。具体地讲，俯视观察叶片91时，凹部101主要具有从叶片91的后缘朝向前缘侧的两个直线部102、103、和连接两个直线部102、103的前缘侧的端部102a、103a之间的弯曲部104。内周侧直线部102是形成凹部101的V字形状的靠内周的一边的大致直线状的部分。外周侧直线部103是形成凹部101的V字形状的靠外周的一边的大致直线状的部分。弯曲部104是与两个直线部102、103的顶点部对应的部分。弯曲部104从直线部102、103的前缘侧的端部102a、103a向前缘侧突出地弯曲。在此，弯曲部104形成半径为R的R形状。
在利用风扇马达89驱动由这种轴流风扇构成的室外风扇70旋转时，由于旋转时的离心力而产生诸如叶片91向外周侧扩展的变形。此时，应力容易集中于凹部101。并且，凹部101中应力最容易集中的部分是前缘侧的缘部，此处是与两个直线部102、103的顶点部对应的弯曲部104。因此，为了抑制应力集中于凹部101，缓和作为前缘侧的边缘部的弯曲部104的应力最有效。
因此，在轴流风扇70中，在凹部101的前缘侧的边缘部(此处指弯曲部104)，在正压面91b侧和负压面91a侧形成有从叶片91的截面观察为R形状的应力缓和部105。应力缓和部105具有负压面91a侧的负压面侧应力缓和部105a和正压面91b侧的正压面侧应力缓和部105b。负压面侧应力缓和部105a形成半径ra的R形状，正压面侧应力缓和部105b形成半径rb的R形状。
由此，在轴流风扇70中，能够缓和凹部101的前缘侧的边缘部(此处指弯曲部104)的应力，能够抑制应力集中于凹部101。
在此，应力缓和部105优选设半径ra和rb为1mm以上，以便明确得到缓和应力的效果。例如，在叶片径和叶片壁厚相同的两个室外风扇中，对于在一个室外风扇形成半径ra和rb为1mm以上的应力缓和部105、在另一个室外风扇不形成应力缓和部105的情况，进行凹部101处的应力分析得到如下结果，在形成有应力缓和部105的室外风扇中，与不形成应力缓和部105的室外风扇相比，凹部101的应力降低20％以上。
另外，在室外风扇70中，将作为前缘侧的边缘部的弯曲部104在俯视观察叶片91时的R形状设为半径8mm以上。由此，能够进一步缓和前缘侧的边缘部的应力，能够进一步抑制应力集中于凹部101。
(3)变形例
在上述实施方式的室外风扇70(参照图3～图8)中，仅在对应力集中的抑制最有效的凹部101的作为前缘侧的边缘部的弯曲部104形成应力缓和部105。但是，不限于此，也可以是在直线部102、103也形成应力缓和部105。
例如，也可以如图9和图10所示，在作为前缘侧的边缘部的弯曲部104形成应力缓和部105a、105b，并且在直线部102、103的负压面91a侧也形成直线部应力缓和部105c。在此，应力缓和部105c是与在弯曲部104的负压面91a侧形成的负压面侧应力缓和部105a连续地形成的半径rc的R形状。
由此，在本变形例的室外风扇70中，不仅在前缘侧的边缘部的弯曲部104，而且在直线部102、103也形成应力缓和部105，因而能够进一步抑制应力集中于凹部101。
产业上的可利用性
本发明能够广泛应用于具有叶片的轴流风扇，该叶片在后缘形成有朝向前缘侧凹陷的凹部。
标号说明
70轴流风扇；91叶片；101凹部；102、103直线部；104弯曲部；105应力缓和部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003－206894号公报

Claims (5)

1.一种轴流风扇(70)，该轴流风扇具有叶片(91)，该叶片(91)在后缘形成有朝向前缘侧凹陷的凹部(101)，
在所述凹部的前缘侧的边缘部，在正压面侧和负压面侧形成有从所述叶片的截面观察为R形状的应力缓和部(105)，从所述叶片的截面观察，负压面侧的所述应力缓和部(105a)的半径(ra)大于正压面侧的所述应力缓和部(105b)的半径(rb)。
2.根据权利要求1所述的轴流风扇(70)，其中，
所述应力缓和部(105)呈半径1mm以上的R形状。
3.根据权利要求1或2所述的轴流风扇(70)，其中，
所述凹部(101)是V字形状的凹陷。
4.根据权利要求3所述的轴流风扇(70)，其中，
俯视观察所述叶片(91)时，所述凹部(101)具有从所述叶片的后缘朝向前缘侧的两个直线部(102、103)、和连接所述两个直线部的前缘侧的端部之间的弯曲部(104)，
所述前缘侧的边缘部是所述弯曲部。
5.根据权利要求4所述的轴流风扇(70)，其中，
俯视观察所述叶片(91)时，所述弯曲部(104)呈半径8mm以上的R形状。
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