CN110573746A - 螺旋桨式风扇 - Google Patents

Abstract

螺旋桨式风扇具备设置在旋转轴上的轴部和设置在轴部的外周侧且具有前缘及后缘的翼，在前缘及后缘的至少一方形成有缺口，缺口具有张开角为锐角的一对侧缘部、和形成于一对侧缘部之间的底缘部，在底缘部形成有张开角为钝角的至少一个凸部。

Description

螺旋桨式风扇

技术领域

本发明涉及在翼的前缘及后缘的至少一方形成有缺口的螺旋桨式风扇。

背景技术

在专利文献1中记载有具备叶片的送风机。在叶片的前缘形成有由呈前端变细状地突出的多个突起构成的锯齿状部。突起具有随着从根部侧朝向前端侧去而相互接近的两个倾斜外缘部、和在突起的前端侧连接两个倾斜外缘部彼此的前端侧外缘部。两个倾斜外缘部彼此所成的角度为锐角。前端侧外缘部具有抑制向叶片的负压面侧上升的气流彼此碰撞的形状。在专利文献1中记载了如下的内容，即，根据该结构，能够抑制在突起的前端附近向叶片的负压面侧上升的气流彼此碰撞，因此能够有效地降低噪音。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-63912号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1的叶片的锯齿状部具有在相互邻接的两个突起的根部侧将倾斜外缘部彼此平滑地连接的曲线状的根部侧外缘部。隔着根部侧外缘部邻接的两个倾斜外缘部彼此呈锐角。在这样的结构中，由于叶片的旋转而产生的应力在根部侧外缘部局部地增大，因此存在叶片的强度降低的课题。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供一种能够在降低噪音的同时提高翼的强度的螺旋桨式风扇。

用于解决课题的技术方案

本发明的螺旋桨式风扇具备：轴部，设置在旋转轴上；以及翼，设置在所述轴部的外周侧，具有前缘和后缘，在所述前缘及所述后缘中的至少一方形成有缺口，所述缺口具有张开角为锐角的一对侧缘部、和形成于所述一对侧缘部之间的底缘部，在所述底缘部形成有张开角为钝角的至少一个第一凸部。

发明的效果

根据本发明，能够使在翼的缺口中产生应力集中的部分分散于第一凸部和隔着第一凸部而形成的两个凹部。另外，由于凸部的张开角为钝角，因此能够缓和在凸部及两个凹部各自的应力的增大。因此，能够在维持因在翼设置有缺口所带来的噪音降低效果的同时，提高翼的强度。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的螺旋桨式风扇的概略结构的主视图。

图2是放大表示本发明的实施方式1的螺旋桨式风扇的缺口30的图。

图3是放大表示图1的III部的一部分的图。

图4是放大表示比较例的螺旋桨式风扇的前缘的一部分的图。

图5是放大表示图1的V部的图。

图6是表示本发明的实施方式2的螺旋桨式风扇的概略结构的主视图。

图7是放大表示图6的VII部的图。

图8是表示本发明的实施方式3的螺旋桨式风扇的概略结构的主视图。

图9是放大表示图8的IX部的图。

图10是表示本发明的实施方式4的螺旋桨式风扇的概略结构的主视图。

图11是放大表示图10的XI部的图。

图12是表示本发明的实施方式5的螺旋桨式风扇的概略结构的主视图。

图13是放大表示图12的XIII部的图。

图14是表示本发明的实施方式6的螺旋桨式风扇的概略结构的主视图。

图15是放大表示图14的XV部的图。

图16是表示本发明的实施方式7的螺旋桨式风扇的概略结构的主视图。

图17是放大表示图16的XVII部的图。

具体实施方式

实施方式1

对本发明的实施方式1的螺旋桨式风扇进行说明。螺旋桨式风扇例如用于空调装置或换气装置等。图1是表示本实施方式的螺旋桨式风扇的概略结构的主视图。如图1所示，螺旋桨式风扇具有设置在旋转轴RC上且以旋转轴RC为中心旋转的毂10(轴部的一例)和设置在毂10的外周侧的多个板状的翼20。螺旋桨式风扇的旋转方向是图1中的箭头所示的逆时针方向。另外，在图1中，翼20的近前侧的面成为负压面，翼20的里侧的面成为压力面。

翼20具有前缘21、后缘22、外周缘23以及内周缘24。前缘21是位于翼20的旋转方向前方的缘部。后缘22是位于翼20的旋转方向后方的缘部。外周缘23是位于翼20的外周侧，设置在前缘21的外周端与后缘22的外周端之间的缘部。内周缘24是位于翼20的内周侧，设置在前缘21的内周端与后缘22的内周端之间的缘部。内周缘24与毂10的外周面连接。

在翼20的前缘21和后缘22中的至少一方形成有至少一个缺口。在翼20的前缘21的靠内周部分，沿着前缘21接连地形成有多个缺口30。在图1所示的例子中，形成有具有相同的缺口形状的10个左右的缺口30。由此，前缘21的靠内周部分的形状为锯齿状。在翼20的后缘22的径向中央部附近形成有一个缺口40。后缘22侧的缺口40与前缘21侧的多个缺口30分别比较，具有宽的缺口宽度和较深的缺口深度。如后所述，在缺口30、40的各自的内侧形成有至少一个凸部。

在此，关于缺口30、40的形状，以缺口30为例进行详细说明。图2是放大表示本实施方式的螺旋桨式风扇的缺口30的图。如图2所示，一个缺口30形成于具有相对高的高度且彼此相邻的两个峰部50之间。更具体而言，一个缺口30形成于一个峰部50的顶点101与另一个峰部50的顶点102之间。缺口30具有一对侧缘部31、32和形成于侧缘部31与侧缘部32之间的底缘部36。

缺口30的一方的侧缘部31与另一方的侧缘部32所成的角度成为侧缘部31与侧缘部32的张开角α(以下，有时称为“缺口30的张开角α”)。在侧缘部31、32为曲线状的情况下，侧缘部31的拐点103处的切线与侧缘部32的拐点104处的切线所成的角度成为侧缘部31与侧缘部32的张开角α。缺口30形成为越靠近图中上方的缘部内侧而宽度越窄，且越靠近图中下方的缘部外侧而宽度越宽。缺口30的张开角α为锐角(0°＜α＜90°)。

在缺口30的底缘部36形成有朝向缘部外侧凸出的凸部33(第一凸部的一个例子)。在隔着凸部33两侧分别形成有朝向缘部内侧凸出的两个凹部34、35。凹部34跨越底缘部36和侧缘部31而形成。凹部35跨越底缘部36和侧缘部32而形成。凸部33与凹部34之间的拐点105处的切线和凸部33与凹部35之间的拐点106处的切线所成的角度成为凸部33的张开角β。凸部33的张开角β为钝角(90°＜β＜180°)。凸部33由一个或多个圆弧构成。另外，凹部34、35分别由一个或多个圆弧构成。

拐点103处的切线与拐点105处的切线所成的角度为凹部34的张开角γ1。拐点104处的切线与拐点106处的切线所成的角度为凹部35的张开角γ2。优选张开角γ1以及开角γ2中的至少一方为钝角。在图2所示的例子中，凹部34的张开角γ1为钝角，凹部35的张开角γ2为锐角。

在与通过顶点101及顶点102的直线110(例如，与相邻的两个峰部50相切的切线)垂直的方向上，直线110与凹部34的最长的距离为凹部34的深度D1。同样地，在与直线110垂直的方向上，直线110与凹部35的最长的距离为凹部35的深度D2。深度D1和深度D2可以相同，也可以彼此不同。凸部33的高度比峰部50的高度低，因此凸部33与直线110既不接触也不交叉。

例如凸部33在翼20的径向上位于缺口30的中央部。即，将成为缺口30的内周端的顶点101与旋转轴RC的距离设为r1，将成为缺口30的外周端的顶点102与旋转轴RC的距离设为r2时，以旋转轴RC为中心的半径(r1+r2)/2的圆通过凸部33。由此，凸部33的一部分位于上述圆的内侧，凸部33的另一部分位于上述圆的外侧。这样，设置于缺口30的凸部33优选被配置成在上述圆的内侧及外侧这双方包含凸部33的至少一部分。即使在缺口30设置有多个凸部的情况下，多个凸部也优选被配置成在上述圆的内侧以及外侧这双方包含凸部的至少一部分。

图3是放大表示图1的III部的一部分的图。如图3所示，缺口30的张开角α为锐角。在缺口30的底缘部36形成有一个凸部33。隔着凸部33在两侧形成有两个凹部34、35。凸部33的张开角β为钝角。凹部34的深度D1比凹部35的深度D2深(D1＞D2)。

图4是放大表示比较例的螺旋桨式风扇的前缘的一部分的图。图4所示的比较例的缺口130与图3所示的本实施方式的缺口30同样地具有成为锐角的张开角。在比较例的结构中，由于能够利用缺口130进行流动的分散以及涡流的分散，因此能够将成为声源的涡流细分化。因此，在比较例的结构中，能够降低螺旋桨式风扇的噪音，并且能够提高螺旋桨式风扇的效率。然而，在比较例的缺口130中，与本实施方式的缺口30不同，在底缘部未形成凸部。因此，在比较例的结构中，由于翼20的旋转而产生的应力在缺口130的底缘部(例如，图4的D部)局部地增大，因此存在翼20的强度降低的情况。

与此相对，在图3所示的本实施方式的缺口30的底缘部36形成有具有钝角的张开角β的凸部33。另外，隔着凸部33在两侧形成有两个凹部34、35。在本实施方式的结构中，能够使产生应力集中的部分分散于包含凸部33附近的A部、凹部34附近的B部以及凹部35附近的C部在内的多个部位。另外，由于凸部33的张开角β为钝角，因此能够缓和在A部、B部以及C部各自的应力的增大。由此，能够防止因翼20的旋转而产生的应力局部增大，因此能够缓和应力集中。因此，根据本实施方式，能够在维持因设置缺口30而带来的螺旋桨式风扇的噪音降低效果以及效率提高效果的同时，提高翼20的强度。

图5是放大表示图1的V部的图。如图5所示，缺口40的张开角α为锐角。在缺口40的底缘部36形成有一个凸部33。凸部33的张开角β为钝角。隔着凸部33在两侧形成有两个凹部34、35。凹部34的深度D1与凹部35的深度D2相同(D1＝D2)。根据这样构成的缺口40，与图3所示的缺口30同样地，能够使产生应力集中的部分分散于多个部位。因此，能够在维持因设置缺口40而带来的螺旋桨式风扇的噪音降低效果以及效率提高效果的同时，提高翼20的强度。

如以上说明的那样，本实施方式的螺旋桨式风扇具备设置在旋转轴RC上的毂10(轴部的一例)和设置在毂10的外周侧且具有前缘21和后缘22的翼20。在前缘21及后缘22的至少一方形成有缺口30或缺口40。缺口30或缺口40具有张开角α为锐角的一对侧缘部31、32和形成于一对侧缘部31、32之间的底缘部36。在底缘部36形成有张开角β为钝角的至少一个凸部33(第一凸部的一例)。

根据该结构，能够使在缺口30或缺口40中产生应力集中的部分分散在凸部33和隔着凸部33而形成的两个凹部34、35。另外，由于凸部33的张开角β为钝角，因此能够缓和凸部33以及两个凹部34、35各自的应力的增大。因此，能够在维持由在翼20上设置缺口30、40而带来的螺旋桨式风扇的噪音降低效果以及效率提高效果的同时，提高翼20的强度。

另外，在本实施方式的螺旋桨式风扇中，凸部33在翼20的径向上位于缺口30或缺口40的中央部。根据该结构，能够使在缺口30或缺口40中产生应力集中的部分更有效地分散，因此能够进一步提高翼20的强度。

另外，在本实施方式的螺旋桨式风扇中，凸部33由一个或多个圆弧构成。根据该结构，能够缓和凸部33处的应力的增大，因此能够进一步提高翼20的强度。

另外，在本实施方式的螺旋桨式风扇中，在缺口30或缺口40形成有隔着凸部33配置在两侧的两个凹部34、35。两个凹部34、35中的至少一方的张开角度(例如，凹部34的张开角度γ1)为钝角。根据该结构，能够缓和在凹部34、35中的至少一方的应力的增大，因此能够进一步提高翼20的强度。

实施方式2

对本发明的实施方式2的螺旋桨式风扇进行说明。图6是表示本实施方式的螺旋桨式风扇的概略结构的主视图。图7是放大表示图6的VII部的图。本实施方式的螺旋桨式风扇在缺口40的形状上与实施方式1不同。此外，对具有与实施方式1相同的功能以及作用的构成要素标注相同的附图标记并省略其说明。

如图6和图7所示，在本实施方式中，缺口40的凹部34、35中的位于翼20的内周侧的凹部34的深度D1比位于翼20的外周侧的凹部35的深度D2深(D1＞D2)。缺口40的张开角α为锐角且凸部33的张开角β为钝角这一点与实施方式1相同。根据本实施方式，能够得到与实施方式1相同的效果。

实施方式3

对本发明的实施方式3的螺旋桨式风扇进行说明。图8是表示本实施方式的螺旋桨式风扇的概略结构的主视图。图9是放大表示图8的IX部的图。此外，对具有与实施方式1相同的功能以及作用的构成要素标注相同的附图标记并省略其说明。

如图8和图9所示，在本实施方式中，缺口40的凹部34、35中的位于翼20的内周侧的凹部34的深度D1比位于翼20的外周侧的凹部35的深度D2浅(D1＜D2)。缺口40的张开角α为锐角且凸部33的张开角β为钝角这一点与实施方式1相同。根据本实施方式，能够得到与实施方式1相同的效果。

实施方式4

对本发明的实施方式4的螺旋桨式风扇进行说明。图10是表示本实施方式的螺旋桨式风扇的概略结构的主视图。图11是放大表示图10的XI部的图。此外，对具有与实施方式1或3相同的功能以及作用的构成要素标注相同的附图标记并省略其说明。

如图10及图11所示，在本实施方式中，由于凸部33形成为三角形状，因此凸部33的前端33a成为棱尖状。其他方面与实施方式3相同。通过使凸部33的前端33a尖锐，促进缺口40中的流动的分散和涡流的分散。因此，能够更有效地细分化成为声源的涡流。因此，根据本实施方式，能够进一步降低螺旋桨式风扇的噪音，并且能够进一步提高螺旋桨式风扇的效率。

实施方式5

对本发明的实施方式5的螺旋桨式风扇进行说明。图12是表示本实施方式的螺旋桨式风扇的概略结构的主视图。图13是放大表示图12的XIII部的图。此外，对具有与实施方式1相同的功能以及作用的构成要素标注相同的附图标记并省略其说明。

如图12以及图13所示，在本实施方式的缺口40的底缘部36，多个凸部61、62、63、64(第一凸部的一例)和多个凹部65、66、67、68、69沿着底缘部36交替地形成。凸部61、62、63、64的张开角β均为钝角。凹部65、66、67、68、69各自的深度既可以相同，也可以彼此不同。

如上所述，在本实施方式的螺旋桨式风扇中，在底缘部36形成有多个凸部61、62、63、64(第一凸部的一例)。根据该结构，能够使产生应力集中的部分分散于更多的部位，因此能够进一步提高翼20的强度。

实施方式6

对本发明的实施方式6的螺旋桨式风扇进行说明。图14是表示本实施方式的螺旋桨式风扇的概略结构的主视图。图15是放大表示图14的XV部的图。此外，对具有与实施方式1或4相同的功能以及作用的构成要素标注相同的附图标记并省略其说明。

如图14和图15所示，在缺口40的侧缘部31、32中的位于螺旋桨式风扇的外周侧的侧缘部32，多个凸部71、72、73、74、75(第二凸部的一例)和多个凹部76、77、78、79沿着侧缘部32交替地形成。其他方面与实施方式4相同。

在本实施方式中，在图14中的虚线箭头所示的翼面上的气流集中于缺口40的外周侧的侧缘部32时，能够利用多个凸部71、72、73、74、75使在侧缘部32产生的大的剥离气流分散。由此，能够提高翼20的空气动力学性能。在此，在本实施方式中，凸部71、72、73、74、75各自的张开角为钝角，但由于在侧缘部32不易产生应力集中，因此凸部71、72、73、74、75各自的张开角也可以是锐角或直角。

如上所述，在本实施方式的螺旋桨式风扇中，在一对侧缘部31、32中的位于外周侧的侧缘部32形成有凸部71、72、73、74、75(第二凸部的一例)。根据该结构，能够提高翼20的空气动力学性能，因此能够进一步降低螺旋桨式风扇的噪音，并且能够进一步提高螺旋桨式风扇的效率。

实施方式7

对本发明的实施方式7的螺旋桨式风扇进行说明。图16是表示本实施方式的螺旋桨式风扇的概略结构的主视图。图17是放大表示图16的XVII部的图。此外，对具有与实施方式1相同的功能以及作用的构成要素标注相同的附图标记并省略其说明。

如图16及图17所示，翼20的后缘22中的比缺口40靠外周侧的部分以越靠外周侧越位于旋转方向前方的方式倾斜。另外，在翼20的后缘22中的比缺口40靠外周侧的位置形成有多个缺口80。本例的缺口80具有比缺口40窄的缺口宽度和浅的缺口深度，且具有比前缘21侧的缺口30宽的缺口宽度和深的缺口深度。缺口80的凹部34、35中的位于翼20的内周侧的凹部34的深度D1比位于翼20的外周侧的凹部35的深度D2深(D1＞D2)。由此，能够使凹部34及凹部35的朝向相对于图16中的虚线箭头所示的翼面上的气流一致，因此能够进一步使剥离气流整流。因此，能够提高翼20的空气动力学性能，因此能够进一步降低螺旋桨式风扇的噪音，并且能够进一步提高螺旋桨式风扇的效率。

上述的各实施方式能够相互组合地实施。

附图标记的说明

10毂、20翼、21前缘、22后缘、23外周缘、24内周缘、30缺口、31、32侧缘部、33凸部、33a前端、34、35凹部、36底缘部、40缺口、50峰部、61、62、63、64凸部、65、66、67、68、69凹部、71、72、73、74、75凸部、76、77、78、79凹部、80缺口、101、102顶点、103、104、105、106拐点、110直线、130缺口、RC旋转轴、α、β、γ1、γ2张开角。

Claims (6)

1.一种螺旋桨式风扇，其中，

该螺旋桨式风扇具备：

轴部，设置在旋转轴上；以及

翼，设置在所述轴部的外周侧，具有前缘和后缘，

在所述前缘及所述后缘中的至少一方形成有缺口，

所述缺口具有张开角为锐角的一对侧缘部、和形成于所述一对侧缘部之间的底缘部，

在所述底缘部形成有张开角为钝角的至少一个第一凸部。

2.根据权利要求1所述的螺旋桨式风扇，其中，

所述第一凸部在所述翼的径向上位于所述缺口的中央部。

3.根据权利要求1或2所述的螺旋桨式风扇，其中，

所述第一凸部由一个或多个圆弧构成。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的螺旋桨式风扇，其中，

在所述缺口形成有隔着所述第一凸部而配置于两侧的两个凹部，

所述两个凹部的至少一方的张开角为钝角。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的螺旋桨式风扇，其中，

在所述底缘部形成有多个所述第一凸部。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的螺旋桨式风扇，其中，

在所述一对侧缘部中的位于外周侧的侧缘部形成有第二凸部。