CN111133201B - 螺旋桨式风扇以及轴流式鼓风机 - Google Patents

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Abstract

在从内周缘(Rc)到第1交界位置(Re1)的区域内，旋翼的斜置角具有第1斜置角分布，该第1斜置角分布具有极小值，在从所述第1交界位置(Re1)到外周缘(Rd)的区域内，旋翼的斜置角具有第2斜置角分布，该第2斜置角分布随着向所述外周缘(Rd)去而增加，并包含将旋翼的半径设为变量的n次函数。所述n为从1到2的值且不包含1。由此，能够抑制外周部的高度，并且能够实现低噪音和高效率化。

Description

螺旋桨式风扇以及轴流式鼓风机
技术领域
本发明涉及用于通风扇和空调等的螺旋桨式风扇以及轴流式鼓风机。
背景技术
在轴流式鼓风机的螺旋桨式风扇的旋翼中，为了低噪音化，谋求起向旋转方向的前进化和向气流上游侧的倾斜化。在近年来，为了进一步的低噪音化，提出了使旋翼的外周部侧向气流的上游侧折曲，从而降低由叶梢涡流(日文：翼端渦)产生的干扰。
在专利文献1中示出了：在旋翼的内周部侧，使旋翼以一定的第1前倾角向上游侧倾斜；在外周部侧，使旋翼以大于上述第1前倾角的第2前倾角向上游侧倾斜。
在专利文献2中示出了：使旋翼的斜置角(日文：食違い角)在从内周缘到外周缘的范围内直线性地增加。另外，在专利文献2中示出了：将内周部侧的斜置角设为具有极小值的分布，将外周部侧的斜置角设为具有极大值的分布。
在专利文献3中示出了：将旋翼的内周部侧的前进角的分布设为2次函数，将外周部侧的前进角分布设为线性分布。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4680840号公报
专利文献2：日本专利第6005256号公报
专利文献3：日本再表2015/125306号
发明内容
发明要解决的课题
通过进行专利文献1～3的形状参数设定，能够实现低噪音化以及风扇效率的提高。但是，寻求能够进一步改善性能的形状参数的变更。
本发明是鉴于所述而做成的，目的在于获得能够达成进一步的低噪音化和风扇效率提高的螺旋桨式风扇以及轴流式鼓风机。
用于解决课题的方案
为了解决上述的问题而达成目的，本发明的螺旋桨式风扇包括被进行旋转驱动的毂部和呈放射状安装于所述毂部并沿旋转轴方向产生气流的多个旋翼。所述旋翼的内周部侧的径向截面相对于所述气流的方向具有凸形状，所述旋翼的外周部侧的径向截面相对于所述气流的方向具有凹形状。在前缘侧区域，所述旋翼的径向截面向所述气流的上游侧倾斜，随着向前缘去，倾斜角增大，在后缘侧区域，所述旋翼的径向截面向所述气流的下游侧倾斜，随着向后缘去，倾斜角增大。在从内周缘到第1交界位置的区域内，所述旋翼的斜置角具有第1斜置角分布，该第1斜置角分布具有极小值，在从所述第1交界位置到外周缘的区域内，所述旋翼的斜置角具有第2斜置角分布，该第2斜置角分布随着向所述外周缘去而增加，并包含将所述旋翼的半径设为变量的n次函数。所述n是从1到2的值，不包含1。
发明效果
采用本发明，能将旋翼在从内周缘到外周缘的范围设为适合于气流的形状，从而能够降低起因于叶梢涡流的噪音，提高风扇效率。
附图说明
图1是表示轴流式鼓风机的一例的立体图。
图2是表示螺旋桨式风扇的一例的立体图。
图3是表示叶梢涡流的发生的示意图。
图4是沿本实施方式的旋翼的径向剖切后得到的剖视图。
图5是示意地表示本实施方式的旋翼在多个剖切位置处的截面形状和叶梢涡流及径向流动的图。
图6是表示多个剖切位置的图。
图7是表示旋翼与半喇叭口(日文：ハーフベルマウス)的位置关系的图。
图8是表示旋翼与全喇叭口(日文：フルベルマウス)的位置关系的图。
图9是表示在使用了半喇叭口时气流相对于旋翼的态的图。
图10是表示在使用了全喇叭口时气流相对于旋翼的状态的图。
图11是用于说明斜置角的定义的图。
图12是表示本实施方式的旋翼的斜置角的分布的一例的图。
图13是表示比较例1以及比较例2的旋翼的斜置角的分布的图。
图14是对第1区域内的比较例1的斜置角和比较例2的斜置角进行比较而表示的展开剖视图。
图15是对第2区域内的比较例1的斜置角和比较例2的斜置角进行比较而表示的展开剖视图。
图16是表示比较例1的旋翼的示意图。
图17是表示比较例2的旋翼的示意图。
图18是用于说明前进角的定义的图。
图19是表示本实施方式的旋翼的前进角的分布的一例的图。
图20是表示前进角的增加率较小的情况下的比较例3的翼形状的俯视图。
图21是表示前进角的增加率较大的情况下的比较例3的翼形状的俯视图。
图22是表示本实施方式的旋翼的俯视图。
图23是用于说明前倾角的定义的图。
图24是表示本实施方式的旋翼的翼弦中心线的图。
图25是表示本实施方式的旋翼的前倾角的分布的一例的图。
图26是表示使用半喇叭口时的实施例1、实施例2以及比较例5的旋翼的风扇效率特性、比噪音(日文：比騒音)特性以及静压特性的图。
图27是表示使用全喇叭口时的实施例1、实施例2以及比较例5的旋翼的风扇效率特性、比噪音特性以及静压特性的图。
图28是表示使用半喇叭口时的实施例1、实施例3以及比较例5的旋翼的风扇效率特性、比噪音特性以及静压特性的图。
图29是表示使用全喇叭口时的实施例1、实施例3以及比较例5的旋翼的风扇效率特性、比噪音特性以及静压特性的图。
图30是表示使用半喇叭口时的实施例1以及比较例5的前倾角分布函数的次数与比噪音的关系的图。
图31是表示使用半喇叭口时的实施例1以及比较例5的前倾角分布函数的次数与风扇效率的关系的图。
图32是表示使用半喇叭口时的实施例1以及比较例5的前倾角分布函数的次数与最小比噪音的关系的图。
图33是表示使用半喇叭口时的实施例1以及比较例5的前倾角分布函数的次数与最高风扇效率的关系的图。
图34是表示使用全喇叭口时的实施例1以及比较例5的前倾角分布函数的次数与比噪音的关系的图。
图35是表示使用全喇叭口时的实施例1以及比较例5的前倾角分布函数的次数与风扇效率的关系的图。
图36是表示使用全喇叭口时的实施例1以及比较例5的前倾角分布函数的次数与最小比噪音的关系的图。
图37是表示使用全喇叭口时的实施例1以及比较例5的前倾角分布函数的次数与最高风扇效率的关系的图。
具体实施方式
以下，基于附图详细地说明本发明的实施方式的螺旋桨式风扇以及轴流式鼓风机。另外，本实施方式并不限定本发明。
实施方式.
图1是表示实施方式的轴流式鼓风机100的一例的立体图。图2是表示实施方式的螺旋桨式风扇10的一例的立体图。轴流式鼓风机100包括螺旋桨式风扇10、主体20、喇叭口30、马达(未图示)和马达固定构件(未图示)。在喇叭口30的内侧配置有螺旋桨式风扇10和马达。螺旋桨式风扇10具有圆柱状的毂部2和具有同一三维立体形状的多个旋翼1。
毂部2由马达旋转驱动，以旋转轴O为中心沿箭头W方向旋转。各旋翼1呈放射状安装于毂部2的外周。旋翼1具有作为旋转方向W的前方的端部的前缘1a、作为旋转方向W的后方的端部的后缘1b、作为内周部侧(毂部2侧)的端部的内周缘1c和作为外周部侧的端部的外周缘1d。通过使螺旋桨式风扇10旋转，使旋翼1沿箭头A方向产生气流。在图1中示出了5片旋翼1，在图2中示出了3片旋翼1。作为旋翼1的片数，也可以采用其他片数。
图3表示螺旋桨式风扇10的1个旋翼1。当因螺旋桨式风扇10的旋转而产生箭头A方向的气流时，在旋翼1的翼压力面与翼负压面之间产生压力差。由此，在旋翼1的外周部，如图3所示，自压力较高的翼压力面向压力较低的翼负压面产生泄漏涡流。将该泄漏涡流称为叶梢涡流5。如图4所示，在气流的方向A上，上游侧的翼面成为压力较低的负压面1f，下游侧的面成为压力较高的压力面1g。另外，以下将旋转轴O设为Z轴，将与Z轴垂直的两个轴设为X轴以及Y轴来进行说明。
图4是表示实施方式的旋翼1的径向形状的剖视图。旋翼1在毂部2侧的径向截面相对于气流的方向A具有凸形的形状，并且在外周部侧的径向截面相对于气流的方向A具有凹形的形状。即，旋翼1在内周部侧具有凸形的顶点部m1，在外周部侧具有凹形的顶点部m2。因而，旋翼1的截面是内周部侧相对于气流具有凸形形状且外周部侧相对于气流具有凹形形状的S字形。
另外，旋翼1的径向截面形状在从前缘1a到后缘1b的范围变化。即，在前缘侧区域，旋翼1向气流的方向A的上游侧倾斜，随着向前缘1a去，倾斜角θ变大。在后缘侧区域，旋翼1向气流的方向A的下游侧倾斜，随着向后缘1b去，倾斜角θ增大。图5是示意地表示实施方式的旋翼1的径向截面的翼形状和叶梢涡流及径向流动的图。图5的(a)表示沿着图6中的O-D1的各截面形状，图5的(b)表示沿着图6中的O-D2的各截面形状，图5的(c)表示沿着图6中的O-D3的各截面形状，图5的(d)表示沿着图6中的O-D4的各截面形状。另外，在图6中，O-D1是使连结旋转轴O和前缘1a的后端Fr的线延长至外周缘1d后得到的线。O-D4是连结旋转轴O和后缘1b的前端Rf的线。
如O-D1截面以及O-D2截面所示，比翼中央C靠前缘1a侧的区域即旋翼1的前缘侧区域，向气流A的上游侧倾斜，另外，在O-D1截面的倾斜角θ(O-D1)变得大于在O-D2截面的倾斜角θ(O-D2)。即，在前缘侧区域，随着向前缘1a去，倾斜角θ变大。翼中央C对应于O-D1和O-D4所成的角的平分线。另外，在图5中，倾斜角θ设为连结内周缘1c与外周部侧的顶点部m2的线段和XY平面所成的角度。旋翼1的前缘侧区域形成为能够适合于向叶梢涡流5以及翼外周部去的横向吸入流9的那样的形状。
如O-D3截面以及O-D4截面所示，比翼中央C靠后缘1b侧的区域即旋翼1的后缘侧区域，向气流A的下游侧倾斜，另外，在O-D4截面的倾斜角θ(O-D4)变得大于在O-D3截面的倾斜角θ(O-D3)。即，在后缘侧区域，随着向后缘1b去，倾斜角θ变大。这样，旋翼1的后缘侧区域形成为控制叶梢涡流5并且不会使升压后的内周部侧的流动的离心方向成分14泄漏的那样的形状，防止了效率下降。
另外，在实施方式的旋翼1中，从外周部侧的顶点部m2到外周缘1d的区域即外侧凹部的曲率半径值R2，具有随着自前缘1a向后缘1b去而逐渐减小的分布。即，R2(O-D1)>R2(O-D2)>R2(O-D3)>R2(O-D4)。另外，曲率半径值R2的逐渐减小的比例，随着靠近后缘1b而减小。
这样，在图4以及图5所示的实施方式的旋翼1中，在外周部产生的叶梢涡流5能自翼表面平滑地脱离，并且叶梢涡流5形成为不集中而扩散的那样的形状，通过使起因于叶梢涡流5的紊乱减弱，能够减小噪音的产生。
螺旋桨式风扇10配置于包围螺旋桨式风扇地进行气流的升压以及整流的喇叭口30的内部。图7是使用了旋翼1和半喇叭口30a的轴流式鼓风机的截面示意图。半喇叭口30a以使包含前缘1a的区域开放的方式包围旋翼1。图8是使用了旋翼1和全喇叭口30b的轴流式鼓风机的截面示意图。全喇叭口30b以从侧部覆盖旋翼1整体的方式包围旋翼1。半喇叭口30a以及全喇叭口30b均具有吸入侧曲面Rin、具有圆筒形状的直线部ST和排出侧曲面Rout。
图9是表示使用了旋翼1和半喇叭口30a的轴流式鼓风机的气流的分布的图。具有半喇叭口30a的轴流式鼓风机的旋翼1的前缘1a侧较大地开放，所以横向吸入流9和自前缘1a向后缘1b去的翼内部的气流11流入旋翼1。因此，叶梢涡流5自旋翼1的前缘1a侧大幅地增强。另外，翼内部的气流11随着自前缘1a向后缘1b去，其状况变化，所以叶梢涡流5的状况依据轴向的位置而大幅地不同。
图10是表示使用了旋翼1和全喇叭口30b的轴流式鼓风机的气流分布的图。具有全喇叭口30b的轴流式鼓风机的前缘1a侧几乎不开放，所以也几乎没有横向吸入流9。因而，向旋翼1的气流大概只是翼内部的气流11。因此，不是自前缘1a开始生成叶梢涡流5，而是自开始了一定程度的升压的点开始产生叶梢涡流5。
这样，即使在使用了相同的旋翼1的情况下，叶梢涡流5的位置也根据喇叭口形状的不同而变化。
另外，也有在同一制品内设定有半喇叭口30a和全喇叭口30b这两种喇叭口的情况，在专用地设计与半喇叭口30a和全喇叭口30b分别相匹配的旋翼时，旋翼所花费的成本成为两倍。这样，也有即使喇叭口形式不同但也使用同一旋翼的情况，寻求即使喇叭口形式不同但也能达成低噪音且高效率送风的旋翼。
为此，在本实施方式中，提出了将旋翼1的从内周缘1c到外周缘1d分为内侧的第1区域和外侧的第2区域，来定义构成旋翼1的形状参数中的斜置角、前进角以及前倾角，从而能够实现低噪音化以及风扇效率提高的第1区域的形状以及第2区域的形状。
首先，说明本实施方式的斜置角ξ。图11是沿图6所示的任意半径的圆弧6-6'剖切旋翼1，将圆弧6-6'的圆筒面展开为平面的展开剖视图。斜置角ξ是翼弦线41和线段42所成的角。翼弦线41是将旋翼1的剖切面40的前缘1a与上述剖切面40的后缘1b连结起来的直线。线段42是与上述旋转轴O平行且与前缘1a相交的直线。
图12是表示本实施方式的斜置角ξ的分布的一例的图。在图12中，横轴对应于旋翼1的半径R，纵轴表示斜置角ξ。在图12中，实线Ls表示本实施方式的斜置角ξ的分布，虚线Lv1表示比较例1的斜置角ξ的分布。线段Ls的左端是与毂部2相连接的内周缘1c的半径位置Rc处的斜置角ξc，线段Ls的右端表示外周缘1d的半径位置Rd处的斜置角ξd。本实施方式的斜置角ξ在从半径位置Rc到交界位置Re1的第1区域AR1具有第1斜置角分布Ls1，在从交界位置Re1到半径位置Rd的第2区域AR2具有与第1斜置角分布Ls1不同的第2斜置角分布Ls2。
第1斜置角分布Ls1在靠近交界位置Re1的位置Rmin具有极小值ξmin。位置Rmin是第1区域AR1的中点与交界位置Re1之间。第1斜置角分布Ls1具有斜置角ξ自半径位置Rc朝向半径位置Rmin逐渐减少，斜置角ξ自半径位置Rmin朝向交界位置Re1逐渐增加的那样的分布。第2斜置角分布Ls2具有以与第1斜置角分布Ls1平滑地连接的方式使斜置角ξ逐渐增大的那样的分布。第2斜置角分布Ls2具有由将半径R设为变量的1～2次函数定义的分布。但第2斜置角分布Ls2不包含1次函数。将第2斜置角分布Ls2定义为向下凸的函数。图12所示的第2斜置角分布Ls2是1.2次函数。另外，与第1斜置角分布Ls1的减少率的绝对值相比，将第2斜置角分布Ls2的增加率的绝对值设定为较大。
图13是表示比较例1的斜置角ξ的分布Lv1和比较例2的斜置角ξ的分布Lv2的图。在专利文献2中示出比较例1以及比较例2。在分布Lv1中，斜置角ξ以一定的增加率直线性地(像一次函数那样地)增加。在分布Lv2中，与本实施方式的斜置角ξ同样，具有从内周缘1c的半径位置Rc到交界位置Re'的第1区域AR1'的分布和从交界位置Re'到外周缘1d的半径位置Rd的第2区域AR2'的分布。在第1区域AR1'中，斜置角ξ从半径位置Rc到半径位置Re'曲线性地逐渐减少，在半径位置Re'具有极小值。半径位置Rc处的斜置角ξ成为旋翼1整体的斜置角ξ的最大值。在第2区域AR2'中，斜置角ξ自交界位置Re'逐渐增加而达到极大值，自极大值的半径位置朝向半径位置Rd逐渐减少。
图14是将第1区域AR1'内的比较例1的斜置角与比较例2的斜置角进行比较而表示的展开剖视图。图14是以图13所示的半径R1'剖切比较例1以及比较例2的旋翼，将剖切后的圆筒面展开为平面的图。虚线43对应于比较例1，粗实线44对应于比较例2。ξR11表示比较例1的半径R1'处的斜置角，ξR12表示比较例2的半径R1'处的斜置角。根据图14，在第1区域AR1'中，比较例2的翼比比较例1的翼更放倒。
图15是将第2区域AR2'内的比较例1的斜置角与比较例2的斜置角进行比较而表示的展开剖视图。图15是以图13所示的半径R2'剖切比较例1以及比较例2的旋翼，将剖切后的圆筒面展开为平面的图。虚线45对应于比较例1，粗实线46对应于比较例2。ξR21表示比较例1的半径R2'处的斜置角，ξR22表示比较例2的半径R2'处的斜置角。根据图15，在第2区域AR2'中，比较例2的翼比比较例1的翼更立起。
图16是表示比较例1的旋翼的示意图。图17是表示比较例2的旋翼的示意图。如图16以及图17所示，比较例2的外周缘处的翼高度H2比比较例1的翼高度H1大。
这样，通过采用像比较例2那样的斜置角的分布，在流速快的区域和流速慢的区域，相对于气流的翼角度被分别设定为适当的值，从而实现低噪音化以及高效率化。但是，如图17所示，外周部处的翼高度增大。虽然在沿高度方向具有足够富余的制品的情况下没有问题，但在进一步寻求薄型化的情况下，难以采用像比较例2那样的斜置角分布。
那么，在本实施方式中，通过具有图12所示的那样的斜置角分布，能够抑制与制品高度增大相关的外周部高度，并且能够实现斜置角分布的适当化。本实施方式的翼形状的外周部侧成为与比较例1同样的形状，内周部侧成为与比较例2同样的形状。因而，在本实施方式中，能够抑制外周部的高度，并且能使翼的角度与气流的角度相匹配。由此，能够减小翼的前缘剥离以及后流涡流损失，实现低噪音和高效率化。此外，在流速慢的第1区域AR1，具有具备极小值的分布，从而能够调整第2区域AR2的斜置角，并且能够平滑地与第2区域AR2连接。
接下来，说明本实施方式的前进角δθ。图18是用于说明前进角δθ的俯视图。在图18中，g是翼弦中心线。翼弦中心线g是从内周缘1c到外周缘1d将各半径位置处的前缘1a与后缘1b的中点连结起来的线。将直线51与直线54所成的角定义为前进角δθ，上述直线51连结旋转轴O与内周缘1c的上述中点52，上述直线54连结旋转轴O与交点53，上述交点53是任意半径的圆弧与翼弦中心线g的交点。
图19是表示本实施方式的前进角δθ的分布的一例和比较例3的前进角δθ的分布的图。实线对应于本实施方式，虚线对应于比较例3。在比较例3中，前进角δθ自内周缘1c朝向外周缘1d直线性地增加。在采用了比较例3的分布的情况下，如图18所示，外周部成为三角翼形状。在三角翼形状的情况下，自三角翼产生剥离涡流，利用所产生的剥离涡流能够抑制前缘剥离涡流以及叶梢涡流，从而能够实现低噪音化。
图20是表示前进角的增加率较小的情况下的比较例3的翼形状的图。图21是表示前进角的增加率比图20大的情况下的比较例3的翼形状的图。图20中的内周缘1c的长度与图21中的内周缘1c的长度相等。另外，图20中的外周缘1d的长度与图21中的外周缘1d的长度相等。图21中的外周缘1d的前进角δθ2比图20中的外周缘1d的前进角δθ1大。
如图21所示，在采用了前进角δθ的增加率较大的直线分布的情况下，与图20相比，能够进一步实现低噪音化，但会产生翼根部的强度不足等的问题，无法在外周部设定较大的前进角。
本实施方式的旋翼的前进角如图19的实线所示，具有在第1区域AR1和第2区域AR2不同的分布。第1区域AR1是从对应于内周缘1c的半径位置Rc到交界位置Re2的区域。第2区域AR2是从交界位置Re2到外周缘1d的区域。前进角δθ在第1区域AR1内具有自半径位置Rc朝向交界位置Re2逐渐增加的直线分布。前进角δθ在第2区域AR2内具有从交界位置Re2到半径位置Rd逐渐增加的1～2次函数分布。即，在第2区域AR2的前进角δθ具有将半径R设为变量的1～2次函数。但在第2区域AR2的前进角δθ不含有1次函数。在第2区域AR2的前进角δθ被定义为向下凸的1～2次函数。在图19中，作为第2区域AR2的分布函数，示出了1.2次函数。在第1区域AR1的直线分布与在第2区域AR2的1.2次的函数分布平滑地连接。在第2区域AR2的前进角δθ的分布的增加率最好比在第1区域AR1的前进角δθ的分布的增加率大。
图22表示在采用了图19所示的本实施方式的前进角分布的情况下的旋翼形状的一例。通过采用本实施方式的前进角分布，在翼外周部能确保低噪音化用的三角翼形状，并且能够增大在翼内周部的翼面积，增大在翼根部的强度。
接下来，说明本实施方式的前倾角δz。图23是用于说明前倾角δz的定义的图。图23是将前倾角δz固定的旋翼旋转投影于包含旋转轴O和X轴的平面的图。前倾角δz是翼弦中心线g'与垂直于旋翼1的旋转轴O的平面所成的角，将向上游侧去的方向设为正。图24是表示翼外周部向上游侧折弯的本实施方式的旋翼1的翼弦中心线g的图，是将旋翼旋转投影于包含旋转轴O和X轴的平面的图。
图25是表示本实施方式的前倾角δz的分布的一例和比较例4的前倾角δz的分布的图。实线对应于本实施方式，虚线对应于比较例4。在专利文献1中表示比较例4。在比较例4以及本实施方式中，前倾角δz具有从内周缘1c的半径位置Rc到交界位置Re3的第1区域AR1的分布和从交界位置Re3到外周缘1d的半径位置Rd的第2区域AR2的分布。
在比较例4中，第1区域AR1的前倾角δz为固定值δz1，第2区域AR2的前倾角δz以成为将半径R设为变量的n次函数(1≤n)的方式进一步向上游侧倾斜。通过采用比较例4那样的前倾角分布，能够控制在翼外周部产生的叶梢涡流，减少起因于叶梢涡流的紊乱，能够达成低噪音化。
相对于此，在本实施方式中，第1区域AR1的前倾角δz与比较例4同样，为固定值δz1，第2区域AR2的前倾角δz成为将半径R设为变量的2～5次函数分布，从而实现进一步的低噪音化。在图25中，在第2区域AR2，比较例4表示为2次函数，本实施方式表示为3次函数。在2～5次函数中，2～3次函数特别合适。
参照图26～图37，说明本实施方式的旋翼的评价结果。图26～图37表示使直径为260(mm)的旋翼以一定转速进行了旋转时的评价结果。图26～图37中所用的总压基准的比噪音Kt、静压基准的比噪音Ks、总压基准的风扇效率Et和静压基准的风扇效率Es，是根据以下的算式定义的计算值。
Kt＝SPLA－10Log(Q·PT2.5)
Q：风量[m3/min]
PT：总压[Pa]
SPLA：噪音特性(A校正后)[dB]
Ks＝SPLA－10Log(Q·PS2.5)
Q：风量[m3/min]
PS：静压[Pa]
SPLA：噪音特性(A校正后)[dB]
Et＝(PT·Q)/(60·PW)
Q：风量[m3/min]
PT：总压[Pa]
PW：轴动力[W]
Es＝(PS·Q)/(60·PW)
Q：风量[m3/min]
PS：静压[Pa]
PW：轴动力[W]
另外，A校正是根据人的听觉特性减小低频声音的校正，例如是基于由JIS C1502-1990规定的A特性的校正。
图26是表示使用了图7所示的半喇叭口30a时的比较例5的旋翼、实施例1的旋翼和实施例2的旋翼的各种特性的图。用虚线表示比较例5，用实线表示实施例1，用点划线表示实施例2。图26的(a)表示风扇效率Es与风量的关系，图26的(b)表示比噪音Kt与风量的关系，图26的(c)表示静压PS与风量的关系。比较例5的旋翼具有图4以及图5所示的旋翼形状，具有在图12中用虚线表示的斜置角分布Lv1，具有在图19中用虚线表示的前进角分布，并且具有在图25中用虚线表示的前倾角分布。实施例1的旋翼以及实施例2的旋翼是图4以及图5所示的旋翼，具有在图12中用实线表示的斜置角分布，并且具有在图19中用实线表示的前进角分布，具有在图25中用实线表示的前倾角分布。实施例1的旋翼的作为在第2区域AR2的斜置角分布而设定的函数的次数为1.2，作为在第2区域AR2的前进角分布而设定的函数的次数为1.2，并且作为在第2区域AR2的前倾角分布而设定的函数的次数为3。实施例2的旋翼的作为在第2区域AR2的斜置角分布而设定的函数的次数为2，作为在第2区域AR2的前进角分布而设定的函数的次数为2，并且作为在第2区域AR2的前倾角分布而设定的函数的次数为3。
在使用了半喇叭口30a的情况下，采用实施例1以及实施例2的旋翼，与比较例5相比，如图26的(c)所示，关于在静压＝0的开放点的开放风量，能够实现+2(％)的改善，关于静压，能够实现最大+7.8(％)的改善。另外，如图26的(a)所示，关于风扇效率Es，能够实现最大+3.5个点的改善。另外，如图26的(b)所示，关于比噪音Kt，能够实现最大－1(dB)的改善。
图27是表示使用了图8所示的全喇叭口30b时的上述的比较例5的旋翼、上述的实施例1的旋翼和上述的实施例2的旋翼的各种特性的图。用虚线表示比较例5，用实线表示实施例1，用点划线表示实施例2。图27的(a)表示风扇效率Es与风量的关系，图27的(b)表示比噪音Kt与风量的关系，图27的(c)表示静压PS与风量的关系。
在使用了全喇叭口30b的情况下，采用实施例1以及实施例2的旋翼，与比较例5相比，如图27的(c)所示，关于开放风量，能够实现+3.6(％)的改善，关于静压，能够实现最大+7.8(％)的改善。另外，如图27的(a)所示，关于风扇效率Es，能够实现最大+7个点的改善。另外，如图27的(b)所示，关于比噪音Kt，能够实现最大－1.5(dB)的改善。
根据图26和图27的评价结果，实施例1以及实施例2的旋翼无论喇叭口的形态怎样，都能实现送风特性、噪音特性以及风扇效率特性的改善。
图28是表示使用了图7所示的半喇叭口30a时的上述的比较例5的旋翼、上述的实施例1的旋翼和实施例3的旋翼的各种特性的图。用虚线表示比较例5，用实线表示实施例1，用点划线表示实施例3。图28的(a)表示风扇效率Es与风量的关系，图28的(b)表示比噪音Kt与风量的关系，图28的(c)表示静压PS与风量的关系。实施例3的旋翼与实施例1和实施例2的旋翼同样，具有图4以及图5所示的旋翼形状，具有在图12中用实线表示的斜置角分布，具有在图19中用实线表示的前进角分布，并且具有在图25中用实线表示的前倾角分布。实施例3的旋翼的作为在第2区域AR2的斜置角分布而设定的函数的次数为1.2，作为在第2区域AR2的前进角分布而设定的函数的次数为1.2，并且作为在第2区域AR2的前倾角分布而设定的函数的次数为4。
在使用了半喇叭口30a的情况下，采用实施例3的旋翼，与比较例5相比，如图28的(c)所示，关于开放风量，能够实现+2.2(％)的改善，关于静压，能够实现最大+5.9(％)的改善。另外，如图28的(a)所示，关于风扇效率Es，能够实现最大+4个点的改善。另外，如图28的(b)所示，关于比噪音Kt，能够实现最大－3(dB)的改善。
图29是表示使用了图8所示的全喇叭口30b时的上述的比较例5的旋翼、上述的实施例1的旋翼和上述的实施例3的旋翼的各种特性的图。用虚线表示比较例5，用实线表示实施例1，用点划线表示实施例3。图29的(a)表示风扇效率Es与风量的关系，图29的(b)表示比噪音Kt与风量的关系，图29的(c)表示静压PS与风量的关系。
在使用了全喇叭口30b的情况下，采用实施例3的旋翼，与比较例5相比，如图29的(c)所示，关于开放风量，能够实现+3(％)的改善，关于静压，能够实现最大+6.9(％)的改善。另外，如图29的(a)所示，关于风扇效率Es，能够实现最大+12个点的改善。另外，如图29的(b)所示，关于比噪音Kt，能够实现最大－2(dB)的改善。
根据图28和图29的评价结果，实施例3的旋翼无论喇叭口的形态怎样，都能实现送风特性、噪音特性以及风扇效率特性的改善。
接下来，使用图30～图37说明实施例1的旋翼的前倾角的次数。图30是表示使用了图7所示的半喇叭口30a时的上述的比较例5的旋翼和上述的实施例1的旋翼在开放点的比噪音特性的图。图30表示用作在第2区域AR2的前倾角分布的函数的次数与在开放点的比噪音Kt的关系。使次数从1.2次变化至5次。另外，在比较例5的旋翼中，作为在第2区域AR2的前倾角分布，如上述那样使用2次函数。如图30所示，在实施例1的旋翼的情况下，在次数为1.2时，比噪音Kt变得比比较例5大，但在次数为2～7的区域内，比噪音Kt比比较例5得到改善。
图31是表示使用了图7所示的半喇叭口30a时的上述的比较例5的旋翼和上述的实施例1的旋翼在开放点的风扇效率特性的图。图31表示用作在第2区域AR2的前倾角分布的函数的次数与在开放点的风扇效率Et的关系。使次数从1.2次变化至5次。如图31所示，在实施例1的旋翼的情况下，在所有的次数，风扇效率Et都比比较例5得到改善。
图32是表示使用了图7所示的半喇叭口30a时的上述的比较例5的旋翼和上述的实施例1的旋翼的施加静压时的最小比噪音特性的图。图32表示用作在第2区域AR2的前倾角分布的函数的次数与施加静压时的最小比噪音Ks的关系。使次数从1.2次变化至5次。如图32所示，在次数为1.2时，比噪音Ks变得比比较例5大，但在次数为2～5的区域内，比噪音Ks比比较例5得到改善。
图33是表示使用了图7所示的半喇叭口30a时的上述的比较例5的旋翼和上述的实施例1的旋翼的最高风扇效率特性的图。图33表示用作在第2区域AR2的前倾角分布的函数的次数与最高风扇效率Esmax的关系。使次数从1.2次变化至5次。如图33所示，在所有的次数，最高风扇效率Esmax都比比较例5得到改善。
图34是表示使用了图8所示的全喇叭口30b时的上述的比较例5的旋翼和上述的实施例1的旋翼在开放点的比噪音特性的图。图34表示用作在第2区域AR2的前倾角分布的函数的次数与在开放点的比噪音Kt的关系。使次数从1.2次变化至5次。如图34所示，在实施例1的旋翼的情况下，在所有的次数，比噪音Kt都比比较例5得到改善。
图35是表示使用了图8所示的全喇叭口30b时的上述的比较例5的旋翼和上述的实施例1的旋翼在开放点的风扇效率特性的图。图35表示用作在第2区域AR2的前倾角分布的函数的次数与在开放点的风扇效率Et的关系。使次数从1.2次变化至5次。如图35所示，在实施例1的旋翼的情况下，在次数为1.2时，风扇效率Et与比较例5大概相同。另外，在实施例1的旋翼的情况下，在次数为5的情况下，风扇效率Et比比较例5差，但在2次～4次的区域内，风扇效率Et比比较例5得到改善。
图36是表示使用了图8所示的全喇叭口30b时的上述的比较例5的旋翼和上述的实施例1的旋翼的施加静压时的最小比噪音特性的图。图36表示用作在第2区域AR2的前倾角分布的函数的次数与施加静压时的最小比噪音Ks的关系。使次数从1.2次变化至5次。如图36所示，在实施例1的旋翼的情况下，在所有的次数，比噪音Ks都比比较例5得到改善。
图37表示使用了图8所示的全喇叭口30b时的上述的比较例5的旋翼和上述的实施例1的旋翼的最高风扇效率特性的图。图37表示用作在第2区域AR2的前倾角分布的函数的次数与最高风扇效率Esmax的关系。使次数从1.2次变化至5次。如图37所示，在次数2～次数5，最高风扇效率Esmax都比比较例5得到改善。
如图30～图37所示，采用本实施方式，在将前倾角δz在第2区域的分布设为2次～5次函数时，无论喇叭口的形态如何，都能实现送风特性、噪音特性以及风扇效率特性的改善。
如以上说明的那样，采用本实施方式，在从内周缘到第1交界位置Re1的区域内，旋翼的斜置角ξ具有第1斜置角分布，该第1斜置角分布具有极小值，在从第1交界位置Re1到外周缘的区域内，旋翼的斜置角ξ具有第2斜置角分布，该第2斜置角分布随着向上述外周缘去而增加，并包含将上述旋翼的半径设为变量的n次函数。上述n为从1到2的值，不包含1。因而，采用本实施方式，能够抑制外周部的高度，并且能够实现低噪音和高效率化。
另外，在本实施方式中，在从内周缘到第2交界位置Re2的区域内，旋翼的前进角δθ具有直线性地增加的第1前进角分布，在从第2交界位置Re2到外周缘的区域内，旋翼的前进角δθ具有第2前进角分布，该第2前进角分布随着向上述外周缘去而增加，并包含将半径设为变量的m次函数。上述m为从1到2的值，不包含1。因而，采用本实施方式，在翼外周部，能够确保低噪音化用的三角翼形状，并且能够增大在翼根部的强度。
另外，在本实施方式中，在从内周缘到第3交界位置Re3的区域内，旋翼的前倾角δz具有作为固定值的第1前倾角分布，在从第3交界位置Re3到外周缘的区域内，旋翼的前倾角δz具有第2前倾角分布，该第2前倾角分布随着向外周缘去而增加，并包含将半径设为变量的p次函数。上述p为从2到5的值。因而，采用本实施方式，能够实现进一步的低噪音化。
以上的实施方式所示的结构表示本发明的内容的一例，既能与其他公知的技术组合，也能在不脱离本发明的主旨的范围内省略、改变结构的一部分。
附图标记说明
1、旋翼；1a、前缘；1b、后缘；1c、内周缘；1d、外周缘；2、毂部；5、叶梢涡流；10、螺旋桨式风扇；30、喇叭口；30a、半喇叭口；30b、全喇叭口；100、轴流式鼓风机；g、翼弦中心线；O、旋转轴；W、旋转方向；ξ、斜置角；δθ、前进角；δz、前倾角。

Claims (5)

1.一种螺旋桨式风扇，其特征在于，包括被旋转驱动的毂部和呈放射状安装于所述毂部并沿旋转轴方向产生气流的多个旋翼，
所述旋翼的内周部侧的径向截面相对于所述气流的方向具有凸形状，所述旋翼的外周部侧的径向截面相对于所述气流的方向具有凹形状，
在前缘侧区域，所述旋翼的径向截面向所述气流的上游侧倾斜，随着向前缘去，倾斜角增大；在后缘侧区域，所述旋翼的径向截面向所述气流的下游侧倾斜，随着向后缘去，倾斜角增大，
在从内周缘到第1交界位置的区域内，所述旋翼的斜置角具有第1斜置角分布，该第1斜置角分布具有极小值；在从所述第1交界位置到外周缘的区域内，所述旋翼的斜置角具有第2斜置角分布，该第2斜置角分布随着向所述外周缘去而增加，并包含将所述旋翼的半径设为变量的n次函数，所述n是从1到2的值且不包含1，
在从所述内周缘到第2交界位置的区域内，所述旋翼的前进角具有直线性地增加的第1前进角分布；在从所述第2交界位置到所述外周缘的区域内，所述旋翼的前进角具有第2前进角分布，该第2前进角分布随着向所述外周缘去而增加，并包含将所述半径设为变量的m次函数，所述m是从1到2的值且不包含1。
2.根据权利要求1所述的螺旋桨式风扇，其特征在于，
在从所述内周缘到第3交界位置的区域内，所述旋翼的前倾角具有作为固定值的第1前倾角分布；在从所述第3交界位置到所述外周缘的区域内，所述旋翼的前倾角具有第2前倾角分布，该第2前倾角分布随着向外周缘去而增加，并包含将所述半径设为变量的p次函数，所述p是从2到5的值。
3.根据权利要求1所述的螺旋桨式风扇，其特征在于，
所述第2斜置角分布的变化率比所述第1斜置角分布的变化率大。
4.根据权利要求1所述的螺旋桨式风扇，其特征在于，
所述第2前进角分布的增加率比所述第1前进角分布的增加率大。
5.一种轴流式鼓风机，其特征在于，
所述轴流式鼓风机包括：
权利要求1～4中任一项所述的螺旋桨式风扇；
马达，所述马达对所述螺旋桨式风扇的所述毂部进行旋转驱动；以及
主体，所述主体包括配置于所述螺旋桨式风扇的周围的喇叭口。
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