CN1093922C - 轴流风扇 - Google Patents

Abstract

在轮毂(2)的外周上设有数个叶片(2)的轴流风扇，上述各叶片(2)从风扇中心到任意距离的剖面形状设定为：使叶片厚度从叶片前缘(2a)逐渐地变厚、然后到该叶片后缘(2b)又逐渐地变薄的形式，并且当把前述叶片前缘(2a)到叶片厚度为最大的位置的弧线长度设为L、前述任意距离的叶片前缘(2a)到叶片后缘(2b)的弧线长度设为L₀时，把L/L₀设定在0.27～0.35的范围。这样，即使空气流向叶片(2)的流入角度发生变化也能防止空气动力性能的降低。

Description

轴流风扇

技术领域

本发明涉及空气调节器用室外机等所使用的轴流风扇，更详细地说，是关于一种叶片形状经过改善的轴流风扇。

背景技术

以往，轴流风扇一直作为空气调节器用室外机的送风装置使用。

图11和图12是普通的空气调节器用室外机的横剖平面简图及正面简图。如图所示，空气调节器用室外机内设有轴流风扇A，该轴流风扇A在轮毂1外周上设有数个(例如3个)叶片2。在该轴流风扇A的吸入侧配设有横剖面为L形的热交换器B，同时在该轴流风扇A的排出侧配设有格状排出格栅C。符号D是压缩机，E是将配设轴流风扇A与热交换器B的热交换器室F和配设压缩机D的机械室G隔开的隔板。

另一方面，作为公知的轴流风扇1，其叶片2(为了方便，与图11、12中的叶片用相同的符号表示)的结构如图13所示，从前缘2a到后缘2b具有大体相同的叶片厚度(例如，参照日本特开昭55-112898号公报)。

在上述公知例结构的轴流风扇的情况下，叶片形状设计成使空气朝叶片2的前缘2a以最佳角度(即，实线箭头所示的角度)流入。

但是，在上述构成的空气调节器用室外机的场合，机械室G侧封闭，因此吸入空气从热交换器B的2个面吸入，流入轴流风扇A的空气流动方向容易改变。此外，在暖气设备运转时，作为蒸发器使用的热交换器B上易结霜，这种结霜会引起流动阻力不均匀，结果使流入轴流风扇A的空气方向发生变动。

因此，导致空气流入叶片2的角度也发生变化，叶片2周围的流动不一定成为最佳状态。即是说，在把具有图13所示叶片结构的轴流风扇作为图11、12的室外机的轴流风扇A使用的场合，从叶片前缘2a流入的空气如图13中的虚线箭头所示，是以比设计角度大的角度或小的角度流入的，气流从叶片面上分离，结果，降低了风扇的空气动力性能，使空气动力噪音增大。

发明的公开

鉴于此，本发明的目的是提供一种轴流风扇，即使在空气流入叶片的角度变动的场合，仍能尽量抑制气流从叶片面上的分离。

为了完成上述目的，关于本发明的基本结构，在轮毂的外周上设有数个叶片轴流风扇中，上述各叶片从风扇中心到任意距离的剖面形状设定为：使叶片厚度从叶片前缘逐渐地变厚、然后到该叶片后缘又逐渐地变薄的形式，并且当把前述叶片前缘到叶片厚度为最大的位置的弧线长度设为L、前述任意距离的叶片前缘到叶片后缘的弧线长度设为L₀时，把L/L₀设定在0.27～0.35的范围。

根据上述构成，能得到空气动力性能良好的机翼叶片形状，即使空气流入角度发生变化，也能防止气流从叶片面的分离，从而提高了风扇的空气动力性能并降低了空气动力噪音。另外，当L/L₀＜0.27时，叶片厚度最大的位置过分靠近叶片前缘一侧，流入空气会过早地发生分离，L/L₀＞0.35时，叶片厚度最大的位置过分靠近叶片后缘一侧，朝回转方向后侧的叶片的空气流入通路受到了限制，空气动力噪音变大。

在本发明的基本结构中，在前述叶片厚度的最大值tmax和前述弧线长度L₀之比tmax/L₀设定在0.04～0.12的范围的场合，叶片厚度的最大值tmax相对于叶片的弧线长度L₀的比率对于机翼叶片形状是最合适的状态，从而大幅度地提高了空气动力性能。

此外，在前述叶片厚度的最大值tmax和前述弧线长度L₀之比tmax/L₀设定成随着距离风扇中心的距离R的2倍和风扇外径D₀之比2R/D₀的增大而减小的形式的场合，叶片厚度的最大值tmax至少在接近叶片的外周时变小，能有效地防止流入空气从叶片外周端的分离。

在前述各叶片的压力面的外周侧，对从叶片外周端到按预定尺寸S靠近内侧位置之间进行光滑切削而形成弯曲面，这时，空气能顺利地从叶片外周端流入，能有效地抑制叶片外周端附近的气流分离。在这种场合，如果把前述从叶片根部到叶片外周端的用于连接叶片最大厚度位置的曲线长度设为W₀时，该曲线上的S/W₀设定在0.16～0.25的范围，则可以有效地抑制叶片外周侧的气流分离。

再者，前述弯曲面有时是在从靠近距离叶片前缘预定距离的后缘侧的位置到叶片后缘之间形成。这是由于采用了机翼叶片形状，使叶片前缘侧的叶片厚度变薄，即使在叶片前缘侧不形成弯曲面，也几乎不会产生气流分离现象，从而最好在该部分上不形成弯曲面。

另外，前述弯曲面有时是在从叶片前缘到靠近距离叶片后缘预定距离的前缘侧的位置之间形成。这是由于采用机翼叶片形状，使叶片后缘侧的叶片厚度变薄，所以在不形成弯曲面的情况下，也几乎不产生气流分离，不仅如此，而且一旦形成弯曲面，在叶片后缘侧有可能产生气流泄漏现象，因此最好在该部分上不形成弯曲面。

另外，前述弯曲面有时是从靠近距离叶片前缘预定距离的后缘侧位置到靠近距离叶片后缘预定距离的前缘侧位置之间形成。这是由于采用机翼叶片形状，使叶片前缘侧和后缘侧的叶片厚度变薄，所以在不形成弯曲面的情况下，也几乎不产生气流分离，不仅如此，而且一旦形成弯曲面，在叶片后缘侧有可能产生气流泄漏现象，因此最好在该部分上不形成弯曲面。

还有，在前述各叶片的后缘侧外周部的压力面上不形成前述弯曲面的部分，通过把叶片外周端的压力面和负压面间光滑地进行切削而形成圆弧面，在这种场合，能确保在叶片厚度变薄的部分空气顺利地流入，同时能有效地抑制气流泄漏及因气流泄漏引起的气流紊乱的现象。

另外，在前述各叶片中形成有中空部的场合，通过采用机翼叶片形状，虽然增大叶片的厚度，但是还能减轻叶片的重量。

再者，在前述中空部形成于叶片本体和相对该叶片本体接合的盖板之间的场合，能很容易地形成该中空部。

附图的简单说明

图1是本发明第1实施例的轴流风扇的正面图。

图2是图1的II-II放大剖面图。

图3是图1的III-III放大剖面图。

图4是表示本发明第1实施例轴流风扇的L/L₀与比噪音的关系的特性曲线图。

图5是表示本发明第1实施例轴流风扇的S/W₀与比噪音的关系的特性曲线图。

图6是表示本发明第1实施例轴流风扇的2R/D₀与tmax/L₀的关系的特性曲线图。

图7是本发明第2实施例的轴流风扇的正面图。

图8是本发明第3实施例的轴流风扇的正面图。

图9是图8的IX-IX放大剖面图。

图10是本发明第4实施例的轴流风扇的正面图。

图11是普通空气调节器用室外机的横剖平面图。

图12是普通空气调节器用室外机的正面图。

图13是以往轴流风扇叶片的剖面图。

实施发明的最佳形式

以下，参照附图详述本发明的几个最佳实施例。其中，图1至图3及图7至图10，图11至图13示出的同一部分用相同符号表示。

第1实施例

图1至图3示出了本发明第1实施例的轴流风扇。

该轴流风扇与背景技术所述的一样，具有在圆筒状轮毂1的外周上设置数个叶片2的结构。

前述各叶片2从风扇中心到任意距离的剖面形状为使叶片厚度从叶片前缘2a逐渐变厚、然后到叶片后缘2b又逐渐变薄的机翼形状。

而且，当前述叶片前缘2a到叶片厚度为最大的位置(即，曲线X所表示的位置)的弧线长度设为L、前述任意距离的叶片前缘2a到叶片后缘2b的弧线长度设为L₀时，把L/L₀设定在0.27～0.35的范围。此外，将前述叶片厚度的最大值tmax和前述弧线长度L₀之比tmax/L₀设定在0.04～0.12的范围。这样做时，叶片厚度的最大值tmax相对于叶片2的弧线长度L₀的比率对于机翼叶片形状是最合适的状态，从而大幅度地提高了空气动力性能。

进一步，如图2所示，前述各叶片2具有在叶片本体4和与该叶片本体4相对接的盖板5之间形成的中空部3。这样做时，通过采用机翼叶片形状，虽然增大叶片的厚度，但是通过把叶片本体4和盖板5接合的简易手段，能减轻叶片2的重量。

通过上述构成，能得到空气动力性能良好的机翼叶片形状，因此，即使象使用于例如空气调节器用室外机上那样、空气流向叶片2的流入角度易发生变动时，也能抑制气流从叶片面上的分离，实现提高风扇的空气动力性能及降低空气动力噪音的目的。而且，叶片厚度的最大值tmax和叶片2的弧线长度L₀之比对于机翼叶片形状成为最佳状态，极大地提高了空气动力性能。再者，当L/L₀＜0.27时，叶片厚度最大的位置靠近叶片前缘2a一侧，流入空气会过早地发生分离，L/L₀＞0.35时，叶片厚度最大的位置靠近叶片后缘2b一侧，朝回转方向后侧的叶片2的空气流入通路受到了限制，空气动力噪音变大(参照图4)。

此外，前述叶片厚度的最大值tmax和前述弧线长度L₀之比tmax/L₀设定成如图6的曲线Y所示的那样，即随着距离风扇中心的距离R的2倍和风扇外径D₀之比的增大而减小的形式。于是，叶片厚度的最大值tmax至少在接近叶片2的外周时变小，能有效地防止流入空气从叶片2的外周端2e的分离。

而且，如图3所示，在前述各叶片2的压力面2c的外周侧，对从叶片外周端2e到靠近预定尺寸S的内侧位置之间进行光滑切削而形成弯曲面2g。并且，当把从叶片根部2f到叶片外周端2e之间用于连接叶片2的最大厚度位置的曲线X的长度设为W₀时，该曲线X上的S/W₀设定在0.16～0.25的范围内。这样，空气能顺利地从叶片外周端2e流入，能有效地抑制叶片外周端2e附近的气流分离(参照图5)。但是，当S/W₀＜0.16时，由于形成弯曲面2g而产生的效果不明显，而当S/W₀＞0.25时，不能确保机翼叶片形状，同时使空气动力性能降低。

第2实施例

图7中示出了本发明的第2实施例的轴流风扇。

在这种场合，在叶片2的压力面2c的外周部，从靠近距离叶片前缘2a预定距离K₁的后缘侧的位置到叶片后缘2b之间形成弯曲面2g。其他的结构、作用和效果与第1实施例相同，其说明省略。

这样做是由于，把叶片2做成机翼叶片形状，使叶片前缘2a侧的叶片厚度变薄，于是，即使在叶片前缘2a侧不形成弯曲面，也几乎不会产生气流分离现象，从而有望在该部分上不形成弯曲面2g。另外，前述预定距离K₁最好是到叶片厚度不太厚的位置(叶片外周面2e长度的7％的程度)。

第3实施例

图8与图9示出了本发明的第3实施例的轴流风扇。

在这种场合，在叶片2的压力面2c的外周部，从叶片前缘2a到靠近距离叶片后缘2b预定距离K₂的前缘侧的位置之间形成弯曲面2g。而且，如图9所示，在前述各叶片2的后缘侧外周部的压力面2c上不形成弯曲面2g的那一部分上，对叶片外周端2e的压力面2c和负压面2d光滑地进行切削而形成圆弧面2h。其他的构成和作用效果与第1实施例相同，其说明省略。

这样做是由于，采用机翼叶片形状，使叶片后缘2b侧的叶片厚度变薄，所以在不形成弯曲面的情况下，也几乎不产生气流分离，不仅如此，而且一旦形成弯曲面2g，在叶片后缘2b侧有可能产生气流泄漏现象，因此在该部分上最好不形成弯曲面2g。而且，能确保在叶片厚度变薄的部分(即，叶片后缘侧外周侧)空气顺利地流入，同时能有效地抑制气流泄漏及气流泄漏引起的气流紊乱的现象。另外，前述预定距离K₂最好是到叶片厚度不太厚的位置(叶片外周面2e长度的25％的程度)。

第4实施例

图10示出了本发明的第4实施例的轴流风扇。

在这种场合，在叶片2的压力面2c外周部，从靠近距离叶片前缘2a预定距离K₁的后缘侧的位置到靠近距离叶片后缘2b预定距离K₂的前缘侧位置之间形成弯曲面2g。即是说，采用第2实施例和第3实施例并用的形式。其他的构成和作用效果与第1～3实施例相同，其说明省略。产业上利用的可能性

以上叙述的本发明的轴流风扇可以用于空气调节器等方面。

Claims (11)

1、一种轴流风扇，在轮毂(1)的外周上设有数个叶片(2，2，…)，其特征是，上述各叶片(2)从风扇中心到任意距离的剖面形状设定为：使叶片厚度从叶片前缘(2a)逐渐地变厚、然后到该叶片后缘(2b)又逐渐地变薄的形式，并且当把前述叶片前缘(2a)到叶片厚度为最大的位置的弧线长度设为L、前述任意距离的叶片前缘(2a)到叶片后缘(2b)的弧线长度设为L₀时，把L/L₀设定在0.27～0.35的范围。

2、根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征是，前述叶片厚度的最大值tmax和前述弧线长度L₀之比tmax/L₀设定在0.04～0.12的范围。

3、根据权利要求2所述的轴流风扇，其特征是，前述叶片厚度的最大值tmax和前述弧线长度L₀之比tmax/L₀设定成随着距离风扇中心的距离R的2倍和风扇外径D₀之比2R/D₀的增大而减小的形式。

4、根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征是，在前述各叶片(2)的压力面(2c)的外周侧，通过从叶片外周端(2e)到靠近预定尺寸S的内侧位置之间进行光滑切削而形成弯曲面(2g)。

5、根据权利要求4所述的轴流风扇，其特征是，当把前述从叶片(2)的根部(2f)到叶片外周端(2e)之间的用于连接叶片(2)的最大厚度位置的曲线(X)的长度设为W₀时，该曲线(X)上的S/W₀设定在0.16～0.25的范围。

6、根据权利要求4所述的轴流风扇，其特征是，前述弯曲面(2g)是在从靠近距离叶片前缘(2a)预定距离的后缘侧的位置到叶片后缘(2b)之间形成。

7、根据权利要求4所述的轴流风扇，其特征是，前述弯曲面(2g)是在从叶片前缘(2a)到靠近距离叶片后缘(2b)预定距离的前缘侧的位置之间形成。

8、根据权利要求4所述的轴流风扇，其特征是，前述弯曲面(2g)是在从靠近距离叶片前缘(2a)预定距离的后缘侧的位置到靠近距离叶片后缘(2b)预定距离的前缘侧的位置之间形成。

9、根据权利要求6所述的轴流风扇，其特征是，在前述各叶片(2)的后缘侧外周部的压力面(2c)上不形成前述弯曲面(2g)的部分，通过把叶片外周端(2e)的压力面(2c)和负压面(2d)间光滑地进行切削而形成圆弧面(2h)。

10、根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征是，在前述各叶片(2)中形成有中空部(3)。

11、根据权利要求10所述的轴流风扇，其特征是，前述中空部(3)是在叶片本体(4)和相对该叶片本体(4)接合的盖板(5)之间形成。

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