CN104619992B - 横流风扇 - Google Patents

Abstract

一种横流风扇，在不降低横流风扇的强度的情况下抑制在中间板等产生的流路损失。多片叶片(40)从圆盘状或者圆环状的支撑板沿长度方向延伸。辅助环(60)的环部(61)位于多片叶片(40)的长度方向的中间部分，而且配置在多片叶片(40)的外端(40a)的外侧。辅助环(60)的多个连接部(62)从环部(61)延伸到多片叶片(40)的相邻叶片之间，并在相邻叶片之间与叶片(40)接合。辅助环的多个所述连接部分别与多片所述叶片的各负压面(40f)接合，而不与多片所述叶片的各压力面(40e)接合。

Description

横流风扇

技术领域

本发明涉及横流风扇，尤其是具有树脂制的叶片的横流风扇。

背景技术

空调机的室内机等所使用的横流风扇在配置于长度方向的两端的圆盘状或者圆环状的两个支撑板之间，配置有沿长度方向延伸的多片叶片。并且，如在专利文献1(日本特开平05－87086号公报)等中记载的那样，在两个支撑板之间配置有圆盘状或者圆环状的中间板，以便加强多片叶片的强度。

发明概要

发明要解决的问题

另外，在专利文献1中记载了如下技术：在设置多个支撑板时，由于多个支撑板而产生风量损失，导致流路损失增大。但是，如果为了减小由支撑板引起的流路损失而减少支撑板的张数，则导致横流风扇的强度下降。

发明内容

本发明的课题是在不降低横流风扇的强度的情况下，抑制在支撑板等产生的流路损失。

用于解决问题的手段

本发明的第一方面的横流风扇具有：圆盘状或者圆环状的支撑板；多片叶片，它们从支撑板沿长度方向延伸；以及辅助环，其具有环部和多个连接部，该环部位于多片叶片的长度方向的中间部分，而且配置在多片叶片的外端的外侧，所述多个连接部从环部延伸到多片叶片的相邻叶片之间，并在相邻叶片之间与叶片接合。

根据第一方面的横流风扇，辅助环通过仅延伸到相邻叶片之间的连接部与叶片接合来抑制流路损失，并且在多片叶片的长度方向的中间部分，环状的环部将多片叶片捆束，由此包括支撑板和多片叶片的风扇单元的强度得到加强。

本发明的第二方面的横流风扇是根据第一方面所述的横流风扇，辅助环的多个连接部分别与多片叶片的各负压面接合。

根据第二方面的横流风扇，叶片的负压面与连接部接合，叶片的压力面侧不用于连接，因而能够减少位于叶片的压力面侧的连接部。

本发明的第三方面的横流风扇是根据第二方面所述的横流风扇，辅助环的多个连接部形成为从环部朝向内侧突出的大致三角形状，大致三角形状的连接部的一边与叶片的负压面接合。

根据第三方面的横流风扇，将大致三角形状的连接部的一边与叶片的负压面接合，因而能够增大接合部分，而其它叶片的压力面侧的连接部的面积减小，所以能够将由于连接部而增加的流路损失抑制为较低程度。

本发明的第四方面的横流风扇是根据第二方面或者第三方面所述的横流风扇，辅助环的连接部与叶片的负压面接合的部分的长度为该叶片的叶弦长度的一半以下。

根据第四方面的横流风扇，连接部与叶片的负压面接合的部分的长度为叶弦长度的一半以下，因而能够减小连接部在相邻叶片之间占据的面积，增大叶片面有效面积。如果用辅助环支撑叶弦长度的一半的外周侧，则足以抑制因风扇旋转中的离心力或者外力而引起的叶片的挠曲。

本发明的第五方面的横流风扇是根据第一～第四方面中任意一个方面所述的横流风扇，辅助环的环部呈圆环状，而且环部的内周的半径与从横流风扇的中心轴到叶片的外端的距离相等或者在该距离以上。

根据第五方面的横流风扇，通过将环部的内周的半径设为与从中心轴到叶片的外端的距离相等或者在该距离以上，比环部的内周靠中心轴侧的空气流将不受环部阻碍，容易抑制流路损失。

本发明的第六方面的横流风扇是根据第一～第五方面中任意一个方面所述的横流风扇，辅助环与多片叶片一体成型。

根据第六方面的横流风扇，通过将辅助环与多片叶片一体成型，不需要辅助环与多片叶片的装配。

本发明的第七方面的横流风扇是根据第一～第六方面中任意一个方面所述的横流风扇，辅助环的环部的厚度随着从内周侧朝向外周侧而变薄。

根据第七方面的横流风扇，环部的厚度随着朝向外周侧而变薄，因而能够降低空气在辅助环的流体损失。

发明效果

在本发明的第一方面的横流风扇中，用辅助环加强横流风扇的风扇单元，因而能够在不降低横流风扇的强度的情况下延长叶片，削减过去在中间板等产生的流路损失，能够降低横流风扇的流路损失。

在本发明的第二方面的横流风扇中，通过去除叶片的压力面侧的连接部，能够增加压力面的有效叶片，改善送风性能，而且能够提高流路损失的抑制效果。

在本发明的第三方面的横流风扇中，能够利用三角形状的连接部的一边与叶片的负压面接合的构造，同时实现横流风扇的流路损失的降低和防止强度下降的效果的提高。

在本发明的第四方面的横流风扇中，能够有效地加强叶片，减小连接部在相邻叶片之间占据的面积，抑制流路损失。

在本发明的第五方面的横流风扇中，通过增大从环部的内周到外周的距离(环部的宽度)，能够抑制流路损失的增加，提高辅助环的强度。

在本发明的第六方面的横流风扇中，不需要辅助环与多片叶片的装配，能够削减成本。

在本发明的第七方面的横流风扇中，能够降低空气的流体损失，提高送风特性。

附图说明

图1是示出空调装置的室内机的概要的剖视图。

图2是示出一实施方式的横流风扇的叶轮的概要的立体图。

图3是用于说明横流风扇的叶轮的装配的一个工序的立体图。

图4是示出叶轮的端板的结构的一例的平面图。

图5是示出叶轮的风扇单元的结构的一例的立体图。

图6是示出叶轮的风扇单元的结构的一例的侧视图。

图7是示出风扇单元的支撑板的结构的一例的平面图。

图8是示出风扇单元的辅助环的结构的一例的剖视图。

图9是用于说明图5所示的风扇单元的结构的局部放大平面图。

图10是用于说明图6所示的风扇单元的结构的局部放大侧视图。

图11是示出与图5的风扇单元进行对比的其它风扇单元的结构的立体图。

具体实施方式

下面，关于本发明的一实施方式的横流风扇，以在空调装置的室内机中设置的横流风扇为例进行说明。

(1)室内机内的横流风扇

图1是示出空调装置的室内机1的截面的概况的图。室内机1具有主体外壳2、空气过滤器3、室内热交换器4、横流风扇10、垂直挡板5及水平挡板6。如图1所示，在主体外壳2的顶面的吸入口2a的下游侧，与吸入口2a对置地配置有空气过滤器3。在空气过滤器3的更下游侧配置有室内热交换器4。通过吸入口2a到达室内热交换器4的室内空气全部在空气过滤器3通过而被去除尘埃。

室内热交换器4是将前面侧热交换器4a和背面侧热交换器4b以从侧面观察呈倒V字状的方式连接而构成的。在从主体外壳2的顶面观察的俯视观察时，前面侧热交换器4a配置在与吸入口2a的大致前面侧一半对置的位置，背面侧热交换器4b配置在与吸入口2a的大致背面侧一半对置的位置。前面侧热交换器4a和背面侧热交换器4b都是通过将多个板翅片沿室内机1的宽度方向平行排列地安装于导热管而构成的。从吸入口2a吸入并通过空气过滤器3的室内空气，在穿过前面侧热交换器4a和背面侧热交换器4b之间时产生热交换，进行空气调和。

在室内热交换器4的下游侧，大致圆筒形状的横流风扇10沿着主体外壳2的宽度方向长长地延伸，和室内热交换器4一起与主体外壳2的宽度方向平行地设置。横流风扇10具有：叶轮20，其配置在被倒V字状的室内热交换器4夹着而被其包围的空间中；和风扇马达(未图示)，其用于驱动叶轮20。该横流风扇10使叶轮20向图1的箭头所示的方向A1(顺时针)旋转而产生气流。

与横流风扇10的下游的吹出口2b连接的吹出通道由涡旋部件2c构成背面侧。涡旋部件2c从正面观察具有与主体外壳2的吹出口2b的开口部大致相同的宽度。涡旋部件2c的上端位于比横流风扇10的上端靠上的位置，从侧面观察位于比圆筒状的横流风扇10的中心轴偏向背面侧的位置。涡旋部件2c的下端与吹出口2b的开口端连接。涡旋部件2c的引导面从截面观察呈在横流风扇10侧具有曲率中心的平滑的曲线形状，以便将从横流风扇10吹出的空气顺利且平静地引导到吹出口2b。

(2)横流风扇的叶轮的概略构造

图2示出了横流风扇10的叶轮20的概略构造。叶轮20例如是将端板21和4个风扇单元30接合而构成的。端板21配置在叶轮20的一端，在轴心O上具有金属制的旋转轴22。并且，在配置于叶轮20的另一端的风扇单元30中，与风扇马达轴(未图示)连接的毂部(未图示)通常设于该风扇单元30的中心部。或者，也存在配置于叶轮20的另一端的风扇单元30具有其它的结构的情况，如风扇单元30构成为具有与风扇马达的一部分接合的部件，而且在中心部具有金属轴等的结构。端板21的旋转轴22和叶轮20的另一端的风扇单元30的毂部(或者金属轴)被支撑着，叶轮20围绕轴心O旋转。该端板21采用与过去相同的端板。但是，端板21的构造不需要与过去相同，能够适当变更端板21的构造，以便适用本发明。

各风扇单元30分别具有多片叶片40、圆环状的支撑板50、和辅助环60。在装配叶轮20时，各风扇单元30自身的多片叶片40被熔接在相邻的风扇单元30的支撑板50或者端板21上。图3示出了相互相邻的两个风扇单元30被熔接的工序。两个风扇单元30重叠设置在夹具103上。该重叠的风扇单元30被夹具103和焊头(horn)102夹持。从振子101向焊头102供给超声波，所供给的超声波在焊头102中传播并供给到风扇单元30。由此，一个风扇单元30的叶片40和另一个风扇单元30的支撑板50通过超声波而熔接。同样，将风扇单元30和端板21夹在另一个夹具和焊头102之间，从振子101向焊头102供给超声波，由此将风扇单元30的叶片40和端板21熔接。在这样熔接时，在端板21形成有如图4所示数量与叶片40相同的凹部23，以便将叶片40定位于端板21。各凹部23具有比各叶片40的截面形状稍大的平面形状，因而各叶片40分别嵌入各凹部23中并嵌合于此。仅在多个凹部23中的一个凹部23形成有阶梯部23a，以便进行端板21和风扇单元30的定位。

(3)风扇单元的具体结构

本实施方式的风扇单元30的具体结构如图5～图10所示。图5是示出构成图2所示的叶轮20的多个风扇单元30中的一个风扇单元30的立体图，图6是该风扇单元30的侧视图。图5和图6所示的风扇单元30由以热塑性树脂为主材料通过注塑成型等一体成型的多片叶片40和支撑板50和辅助环60构成。风扇单元30的旋转方向是图5的箭头所示的方向A1。

(3-1)叶片

多片叶片40从圆环状的支撑板50的第一表面50a沿长度方向(沿着轴心O的方向)延伸。叶片40通过与支撑板50一体成型，从而叶片基部40c被固定在支撑板50的第一表面50a上，叶片40的长度方向的叶片基部40c的相反侧成为叶片末端部40d。叶片40的长度L1(从叶片基部40c到叶片末端部40d的尺寸)例如约为10cm。叶片40具有负压面40f和压力面40e。在风扇单元30向图5的箭头所示的方向A1旋转时，叶片40的压力面40e侧的压力升高，负压面40f侧的压力降低。

仅在多片叶片40中的一片叶片40的叶片末端部40d形成有切口部40i。该切口部40i是用于进行两个风扇单元30的定位的部分或者进行风扇单元30和端板21的定位的部分，是与上述的端板21的凹部23的阶梯部23a或者后述的风扇单元30的凹部51的阶梯部51c嵌合的部分。通过设置切口部40i，能够这样使各叶片40和端板21的各凹部23或者风扇单元30的各凹部51一对一地对应。在形成这样的定位时，能够使多片叶片40按照每组与注塑成型时的模具的多个组合模对应，能够以容易从组合模中取出的方式配置叶片40。具体而言，与相对于轴心O旋转对称地配置多片叶片40的方式相比，将多片叶片40配置成容易在叶片40脱离组合模的方向变更叶片40的倾斜度而取出的非旋转对称的形状。

(3-2)支撑板

图7表示从底面观察圆环状的支撑板50的状态，即从第二表面50b侧进行观察的状态。在支撑板50的与第一表面50a对置的第二表面50b形成有供叶片40嵌入的凹部51。各凹部51具有比各叶片40的截面形状稍大的平面形状，因而在将两个风扇单元30重叠时，各叶片40分别嵌入各凹部51中并嵌合于此。沿着支撑板50的内周形成有比第二表面50b高的环状的凸部52。凸部52的外周侧斜着倾斜，发挥在两个风扇单元30重叠时将叶片40引导至凹部51的作用。

叶片40的外端40a接触的凹部51的外周51a位于支撑板50的外周50c的内侧，叶片40的内端40b接触的凹部51的内周51b位于支撑板50的内周50d的外侧。换言之，从支撑板50的中心(轴心O上的点)到凹部51的外周51a的距离d1(到叶片40的外端40a的距离)，比从支撑板50的中心到外周50c的半径r1小。并且，从支撑板50的中心(轴心O上的点)到凹部51的内端51b的距离d2(到叶片40的内端40b的距离)，比从支撑板50的中心到内周50d的半径r2大。将该支撑板50设定成使支撑板50的宽度W1(半径r1-半径r2)大于从叶片40的外端40a到内端40b的半径方向的距离(距离d1-距离d2)，以便使支撑叶片40的强度保持较高的强度。

(3-3)辅助环

辅助环60位于叶片40的长度方向的中间部分，且从辅助环60到叶片基部40c的距离为，从叶片基部40c到叶片末端部40d的尺寸(叶片40的长度L1)的60％。辅助环60的配置位置优选从叶片基部40c离开长度L1的55％以上的距离，以便提高横流风扇20的强度，容易进行超声波焊接等装配工序。但是，不一定需要从叶片基部40c离开长度L1的55％以上，只要位于叶片40的长度方向的中间部分即可。根据上述的说明可知，叶片40的长度方向的中间部分的概念也包括位于些许偏离正中央的位置的形式。

图8示出了辅助环60和叶片40的接合部分的截面形状。图8所示的截面是沿与轴心O垂直的面切断时呈现的截面。在图9中，将从叶片40的叶片末端部40d朝向叶片基部40c观察时的辅助环60和叶片40和支撑板50局部放大进行图示。辅助环60主要由环部61和连接部62和连接辅助部63构成。环部61的外周61a的半径r3大于支撑板50的外周51a的半径r1。并且，环部61的外周61a的半径r3大于从辅助环60的中心(轴心O上的点)到叶片40的外端40a的距离d1。即，环部61的外周61a在所有叶片40的外端40a的外侧通过。在该辅助环60中，环部61的内周61b的半径r4大于支撑板50的内周51b的半径r2，而且稍微大于到叶片40的外端40a的距离d1，环部61的内周61b在叶片40的外端40a的外侧附近通过。

连接部62从轴心O的方向观察形成为从环部61朝向内侧突出的三角形状。呈三角形状的连接部62具有3个顶部62a、62b、62c，顶部62a、62b之间的边与环部61连接，顶部62a、62c之间的边与叶片40的负压面40f连接。另一方面，叶片40的压力面40e不与连接部62连接。连接部62与负压面40f连接的部分的长度L4(从顶部62a到顶部62c之间的长度)比叶弦长度L3的二分之一短。通过设定成使与负压面40f连接的部分的长度L4比叶弦长度L3的二分之一短，与设定成比叶弦长度L3的二分之一长的情况相比，送风特性得到改善。

在叶片40的外端40a附近形成有连接辅助部63。连接辅助部63是填埋叶片40的外端40a和连接部62和环部61之间的部分，用于辅助这三者的连接。

在图10中放大示出了从侧面观察的辅助环60的一部分。辅助环60具有叶片末端部40d侧的第一表面60a、叶片基部40c侧的第二表面60b、外周面60c和内周面60d。在连接该第一表面60a和外周面60c的部分形成有曲率半径R1的曲面60e，在连接该第二表面60b和外周面60c的部分形成有曲率半径R2的曲面60f。

辅助环60的厚度随着从内周侧朝向外周侧而变薄。即，辅助环60在外周面60c的厚度t2小于在叶片基部40c附近的厚度t1。更仔细地观察，将辅助环60设定成，使第一表面60a与相对于轴心O垂直的面相交的倾斜角θ1大于第二表面60b与该垂直的面相交的倾斜角θ2。另外，将辅助环60的厚度t1设定成小于支撑板50的厚度t3。

(4)变形例

(4-1)在上述实施方式中，说明了在一个风扇单元30设置一个辅助环60的情况，但也可以在一个风扇单元30设置多个辅助环60。

(4-2)在上述实施方式中，说明了环部61的外周61a的半径r3大于圆环状的支撑板50的外周51a的半径r1的情况，但也可以将环部61的外周61a的半径r3设定成与支撑板50的外周51a的半径r1相同。

(4-3)在上述实施方式中，说明了环部61的内周61b的半径r4比到叶片40的外端40a的距离d1稍大的情况，但也可以构成为半径r4与距离d1相等，环部61的内周61b在叶片40的外端40a通过。

(4-4)在上述实施方式中，说明了辅助环60的形状是圆环状的情况，但辅助环60的形状不限于圆环状，例如也可以是具有与叶片40的片数相同数量的角的多边形形状，还可以是在外周端具有锯齿(多个刻纹)的形状。

(5)特征

(5-1)如以上说明的那样，辅助环60的环部61位于多片叶片40的长度方向的中间部分，而且配置在多片叶片40的外端40a的外侧。并且，辅助环60的多个连接部62分别从环部61延伸到多片叶片40的相邻叶片之间，并在相邻叶片之间与叶片40接合。关于相邻叶片之间，换言之是指被多片叶片40中的一片叶片40的压力面40e、和与该叶片40相邻的叶片40的负压面40f夹着的区域。

辅助环60通过仅延伸到相邻叶片之间的连接部62而与叶片40接合来抑制流路损失。同时，在多片叶片40的长度方向的中间部分，圆环状的环部61将多片叶片40捆束，由此包括圆环状的支撑板50和多片叶片40的风扇单元30的强度得到加强。

例如，为了得到与长度L1的风扇单元30相似的单元，也可以考虑取代辅助环60的如图11所示的如下结构：用圆环状的支撑板150接合叶片140比较短的两个风扇单元130。在此，支撑板150的构造是与上述的支撑板50相同的构造。将这样的图11所示的两个风扇单元130与图5所示的一个风扇单元30相比，虽然构成叶轮时的强度大致相同，但是在如图11所示的结构中，支撑板150位于风扇单元的中间，因而与辅助环60的情况相比，两个风扇单元130的流路损失增大。另外，在如图11所示的结构中，增加了用于接合两个风扇单元130的工序，因而装配花费的成本也上升。

另外，在上述实施方式中说明了支撑板50是圆环状的情况，但在支撑板是圆盘状时，也能够与圆环状时一样地形成，在使用圆盘状的支撑板的情况下，也发挥与使用圆环状的支撑板50时相同的效果。

(5-2)在横流风扇10中，各连接部62与各叶片40的负压面40f接合，不与各叶片40的压力面40e接合。即使是设有辅助环60时，通过这样使连接部62不位于叶片40的压力面40e上，在压力面40e侧的损失降低，因而相比降低压力较小的负压面40f侧的损失，能够提高流路损失的抑制效果。

(5-3)另外，各连接部62形成为从环部61朝向内侧突出的三角形状。并且，三角形状的连接部60的一边(顶部62a和顶部62c之间的边)与叶片40的负压面40f接合。由于将三角形状的连接部62的一边与叶片40的负压面40f接合，因而能够按照连接部62的面积增大接合部分。另一方面，顶点中的一个位于其它叶片的压力面侧，因而能够将由于连接部而增加的流路损失抑制为较低的程度。根据这种构造，能够同时实现横流风扇10的流路损失的降低和防止强度下降的效果的提高。上述的连接部60的各顶部62a、62b、62c之间的边大致呈直线状，但各边也可以稍微凹凸。

(5-4)如图9所示，辅助环60的连接部62与叶片40的负压面40f接合的部分的长度L4为叶片40的叶弦长度L3的一半以下。因此，连接部62在相邻叶片之间占据的面积减小，能够抑制流路损失。

(5-5)环部61的内周的半径r4与从横流风扇10的中心轴的轴心O到叶片40的外端40a的距离d1相等或者在该距离d1以上，由此比环部61的内周靠中心轴侧的空气流将不受环部61阻碍。因此，容易抑制流路损失，并且通过增大从环部61的内周到外周的距离(环部的宽度W2)，能够提高辅助环60的强度。

(5-6)在上述横流风扇10中，辅助环60和多片叶片40是用树脂形成的，辅助环60通过注塑成型等与多片叶片40一体成型。通过将辅助环60与多片叶片一体成型，不需要辅助环与多片叶片的装配，能够削减成本。同样，支撑板50也是用树脂形成的，与多片叶片40和辅助环60同时通过注塑成型等而与辅助环60及多片叶片40一体成型。因此，通过减少装配工时而实现的成本削减效果进一步增大。

(5-7)另外，辅助环60的环部61的厚度随着从内周侧朝向外周侧而变薄。即，内周侧的厚度t1大于外周侧的厚度t2。因此，能够降低空气在辅助环60的流体损失，能够提高送风特性。并且，优选辅助环60的厚度从连接部62一直到环部61都是随着朝向外周侧而变薄。在这种情况下，能够进一步提高送风特性。另外，辅助环60的外周侧的厚度比内周侧薄，因而在注塑成型时容易从模具中取出横流风扇10的风扇单元30。

标号说明

10横流风扇；20叶轮；30风扇单元；40叶片；50支撑板；60辅助环。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本特开平05－87086号公报

Claims (8)

1.一种横流风扇，该横流风扇具有：

圆盘状或者圆环状的支撑板(50)；

多片叶片(40)，它们从所述支撑板沿长度方向延伸；以及

辅助环(60)，其具有环部(61)和多个连接部(62)，该环部位于多片所述叶片的长度方向的中间部分，而且配置在多片所述叶片的外端的外侧，所述多个连接部从所述环部延伸到多片所述叶片的相邻叶片之间，并在所述相邻叶片之间与所述叶片接合，

所述辅助环的多个所述连接部分别与多片所述叶片的各负压面(40f)接合，而不与多片所述叶片的各压力面(40e)接合。

2.根据权利要求1所述的横流风扇，其中，

所述辅助环的所述环部具有圆形的外周。

3.根据权利要求1或2所述的横流风扇，其中，

所述辅助环的多个所述连接部形成为从所述环部朝向内侧突出的大致三角形状，所述大致三角形状的所述连接部的一边与所述叶片的所述负压面接合。

4.根据权利要求1或2所述的横流风扇，其中，

所述辅助环的所述多个连接部延伸到多片所述叶片的所述相邻叶片之间的中途位置，并在所述相邻叶片之间的所述中途位置处与所述叶片接合。

5.根据权利要求4所述的横流风扇，其中，

所述辅助环的所述连接部与所述叶片的所述负压面接合的部分的长度(L4)为该叶片的叶弦长度(L3)的一半以下。

6.根据权利要求1或2所述的横流风扇，其中，

所述辅助环的所述环部呈圆环状，而且所述环部的圆形的内周的半径(r4)与从所述横流风扇的中心轴到所述叶片的外端(40a)的距离(d1)相等或者在该距离(d1)以上。

7.根据权利要求1或2所述的横流风扇，其中，

所述辅助环与多片所述叶片一体成型。

8.根据权利要求1或2所述的横流风扇，其中，

所述辅助环的所述环部的厚度随着从内周侧朝向外周侧而变薄。