CN1195943C - 轴流风扇 - Google Patents

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Abstract

一种轴流风扇，沿圆筒状的轮毂(1)的周面设置有多枚翼翅叶片(2)、随其旋转向轴向送风，上述叶片具有位于空气的流出方向的翼翅后缘部(2c)、位于空气的导入方向的翼翅前缘部(2b)以及形成外周的翼翅外周部，上述翼翅后缘部的轮廓线α形成向与空气的流出方向相反的导入方向凹陷的圆弧。采用本发明，可不使翼翅后缘部的形状复杂化而形成偏小的翼翅面积、提高成形性和降低成本，当转速上升、风量增加时，可将驱动电动机上的负荷抑制得较小，提高节能性。

Description

轴流风扇
发明所属技术领域
本发明涉及沿圆筒状的轮毂周面设置有多枚翼翅的叶片、随着其旋转而向轴向送风的轴流风扇。
从前的技术
作为送风机的风扇形态有多种，其中有将从风扇的轴向吸入的空气沿轴向吹出的轴流风扇。具有此种轴流风扇的送风机，例如被配置在构成空调机的室外机上，起到向室外热交换器输送外部空气的作用。
上述送风机由被安装固定在台架上的驱动电动机、被嵌装在该驱动电动机的旋转轴的轴流风扇所构成。通过选择该轴流风扇，可促进室外机的薄形化、并可确保热交换器的热交换效率。
图9所示的是现有的轴流风扇的形态。沿圆筒状的轮毂1的周面按一定的间隔设置有多枚叶片2A(在图中，只显示1枚)。
与叶片2A的轮毂1整体连续设置的部分称为根部a，当旋转方向为顺时针方向时，将旋转前侧称为翼翅前缘部b，旋转后侧称为翼翅后缘部c，将这些翼翅前缘部b外周端和翼翅后缘部c外周端连接的端部称为翼翅外周部d。
随这样的轴流风扇的旋转而向轴向送风，上述翼翅前缘部b成为空气的导入方向，翼翅后缘部c成为空气的流出方向。
作为结构上的特征，翼翅前缘部b的前端b1朝大于根部a的旋转侧端部的旋转方向侧较大地突出，而翼翅后缘部c的轮廓线c1在与旋转方向正交的方向形成直线状。
为此，翼翅前缘部b的前端b1能够提高刚性和降低噪音，但在翼翅后缘部c，使轴流风扇的转速上升实现风量的增加时，由于翼翅后缘部c的轮廓线c1大致构成直线状，因此，存在着如下的不良情况：翼后涡流、即沿翼翅正压面及负压面的空气流的流动在翼翅后缘部下游部冲突而产生大涡流，流动损耗增大，而构成送风机的驱动电动机上所受的负荷变大。
为了解决上述问题，本发明目的在于，提供一种轴流风扇，其不使翼翅后缘部的形状复杂化而可形成偏小的翼翅面积，实现成形性的提高和成本的降低化，当转速上升、风量增加时，可将驱动电动机上的负荷抑制得较小，提高节能性。
发明的公开
为了实现上述目的，技术方案1的轴流风扇是，沿圆筒状的轮毂周面设置有多枚翼翅的叶片，随其旋转向轴向送风，其特点在于，上述叶片具有位于空气流出方向的翼翅后缘部、位于空气导入方向的翼翅前缘部和形成外周的翼翅外周部，上述翼翅后缘部的轮廓线形成向与空气流出方向相反的导入方向凹陷的圆弧。
作为技术方案2、3，是在技术方案1所述的轴流风扇中，构成上述翼翅后缘部轮廓线的圆弧由1个曲线形成，或者由2个不同曲率的曲线相连形成。
作为技术方案4，是在技术方案1所述的轴流风扇中，当以相对于旋转轴垂直的平面为基准而将风扇旋转中心点O同翼翅后缘部的轮廓线α与翼翅外周部的轮廓线β之间的交点Q相连接的线设为OQ、将风扇旋转中心点O同翼翅前缘部的轮廓线γ与翼翅外周部的轮廓线β之间的交点S相连接的线设为OS、将上述OQ与OS之间所构成的角度设为θt、从翼翅后缘部轮廓线的圆弧中心点P各自与圆弧的2个端点G1、G2相连接的线段分别设为PG1、PG2时，线段PG1和线段PG2构成的角度θk被设定为相对于上述角度θt的0.7～0.8倍的大小。
作为技术方案5，是在技术方案2所述的轴流风扇中，构成上述翼翅后缘部轮廓线的圆弧由2个不同曲率的曲线所形成，当将各自的圆弧中心点设为T、U、将各自的圆弧端点设为J1、J2、J3时，上述OQ与OS之间所构成的角度θt被设定成相对于中心点T和端点J1连接的线段TJ1与中心点T和端点J2连接的线段TJ2所构成的角度θm同中心点U和端点J2连接的线段UJ2与中心点U和端点J3连接的线段UJ3所构成的角度θn相加的角度(θm+θn)的1.3～1.5倍的大小。
为了实现上述目的，技术方案6、7的轴流风扇是，沿圆筒状的轮毂周面设置有多枚翼翅的叶片，随其旋转向轴向送风，其特点在于，上述叶片具有位于空气流出方向的翼翅后缘部、位于空气导入方向的翼翅前缘部和形成外周的翼翅外周部，上述翼翅后缘部的轮廓线形成向与空气的流出方向相反的导入方向凹陷的V字状。
为了实现上述目的，技术方案8的轴流风扇是，沿圆筒状的轮毂周面设置有多枚翼翅的叶片，随其旋转向轴向送风，其特点在于，上述叶片具有位于空气流出方向的翼翅后缘部、位于空气导入方向的翼翅前缘部和形成外周的翼翅外周部，上述翼翅后缘部的轮廓线形成向与空气的流出方向相反的导入方向凹陷的梯形状。
作为技术方案9，是在技术方案1至8中任一项所述的轴流风扇中，当将上述翼翅后缘部的轮廓线α与上述翼翅外周部的轮线β之间的交点设为Q、将上述翼翅前缘部的轮廓线γ与翼翅外周部的轮线β之间的交点设为S、将通过上述交点Q而与风扇旋转轴Y垂直的平面设为QY、将通过交点S而与风扇旋转Y垂直的平面设为SY时，平面QY与上述翼翅后缘部轮廓线α之间的最大垂直距离HK被设定成相对平面QY与平面SY之间的垂直线Hf的10-20％的范围。
作为技术方案10，是在技术方案1至8中任一项所述的轴流风扇中，上述翼翅后缘部的轮廓线是连续设置上述凹状部和在风扇内周侧与外周侧的2处所形成的肩部而成，且当将上述内周侧的肩部长度设为L1、外周侧的肩部长度设为L2时，被设定为L1≥L2。
通过采用解决此类问题的方案，根据权利要求1至8的发明，即使是在送风机的转速上升、风量增加的情况下，由于能将电动机上的负荷抑制得较小，故在提高节能性的同时，不会使后缘部的形状复杂化，能够减少翼翅面积，提高成形性和降低成本。
图纸的简单说明
图1是表示本发明第1实施形态的从翼翅正面侧看到的轴流风扇整体的外形图。
图2是表示同一实施形态的从翼翅正面侧看到的轴流风扇一部分的外形图。
图3是表示本发明第2实施形态的从翼翅正面侧看到的轴流风扇一部分的外形图。
图4是表示本发明第3实施形态的从翼翅正面侧看到的轴流风扇一部分的外形图。
图5是表示本发明第4实施形态的从负压面侧看到的轴流风扇一部分的外形图。
图6是表示本发明第5实施形态的从翼翅正压面侧看到的轴流风扇一部分的外形图。
图7是表示本发明第6实施形态的从翼翅正压面侧看到的轴流风扇一部分的外形图。
图8是表示本发明第7实施形态的从翼翅正压面侧看到的轴流风扇一部分的外形图。
图9是现有的、从翼翅正压面侧看到的轴流风扇一部分的外形图。
发明的实施形态
以下，根据附图说明本发明的实施形态。
图1是从翼翅正压面侧看到轴流风扇的图，图2是从翼翅正压面侧看到风扇一部分的图，是用于说明第1实施形态的附图。
即，作为轴流风扇的基本构成，在圆筒状的轮毂1周面，按一定的间隔整体设置有多枚(这里为3枚)翼翅的叶片，随着叶片的旋转而向轴向送风。
与上述叶片2的轮毂1整体连续设置的部分称为根部2a，旋转前侧称为翼翅前缘部2b，旋转后侧称为翼翅后缘部2c，将这些翼翅前缘部2b外周端和翼翅后缘部2c外周端连接的端部称为翼翅外周部2d。
另外，当以随着轴流风扇的旋转产生的叶片2上的气流为基准时，上述翼翅前缘部2b为空气的导入方向，翼翅后缘部2c为空气的流出方向。不变的是上述翼翅前缘部2b的前端朝根部2a的旋转侧端部的旋转方向侧突出。
尤其，若将形成翼翅前缘部2b的轮廓线称为γ、将形成翼翅后缘部2c的轮廓线称为α、将形成翼翅外周部2d的轮廓线称为β，则此时的特征是，形成翼翅后缘部2c的轮廓线α形成向与空气的流出方向相反的导入方向凹陷的圆弧。
这样的形成翼翅后缘部2c的轮廓线α的圆弧在图中由1个曲线形成。另外，并不受此限定，也可以由2个不同曲率的曲线相连而形成。
一旦对具有上述翼翅后缘部2c的轮廓线α形成圆弧状的叶片2的轴流风扇进行旋转驱动，即便是在提高转速增加风量的情况下，翼翅后缘部涡流进一步减小，气流的损耗降低，能够将驱动电动机上的负荷抑制得较小，提高空调机的节能性。
图3是从翼翅正压面侧看到部分轴流风扇的附图，是用于说明第2实施形态的附图。
即，从与旋转轴垂直的平面看轴流风扇，将旋转中心点O同翼翅后缘部2c的轮廓线α与翼翅外周部2d的轮廓线β之间的交点Q相连接的线设为OQ。另外，将旋转中心点O同翼翅前缘部2b的轮廓线γ与翼翅外周部2d的轮廓线β之间的交点S相连接的线设为OS。并且，上述线段OQ和线段OS之间所构成的角度设为θt。
另外，从形成翼翅后缘部轮廓线α的圆弧中心点P各自与圆弧的2个端点G1、G2相连接的线段分别设为PG1、PG2。这些线段PG1和线段PG2构成的角度θk被设定为相对于上述角度θt的0.7～0.8倍的大小。
由此，翼翅后涡流进一步缩小，能够将驱动电动机上的负荷抑制得较小。
图4是从翼翅正压面侧看到部分轴流风扇的附图，是用于说明第3实施形态的附图。
即，翼翅后缘部2c的轮廓线α为圆弧状是不变的，在这里，其轮廓线由2个不同曲率的曲线形成。
将旋转中心点O同翼翅后缘部2c的轮廓线α与翼翅外周部2d的轮廓线β之间的交点Q相连接的线设为OQ，将旋转中心点O同翼翅前缘部2b的轮廓线γ与翼翅外周部2d的轮廓线β之间的交点S相连接的线设为OS，上述线段OQ和线段OS之间所构成的角度设为θt。
并且，在从翼翅外周部2d侧将各自的圆弧中心点设为T、U、从翼翅外周部侧将各自的圆弧端点分别设为J1、J2、J3的基础上，上述角度θt被设定为相对角度θm+θn的1.3～1.5倍的大小，角度θm+θn是线段TJ1与线段TJ2所构成的角度θm同线段UJ2与线段UJ3所构成的角度θn之和。
由此，翼翅后涡流进一步缩小，能够将驱动电动机上的负荷抑制得较小。
图5是从翼翅负压面侧看到部分轴流风扇的外形图，是用于说明第4实施形态的附图。
即，以翼翅后缘部2c的轮廓线α形成轮廓状为前提，将该轮廓线α与形成翼翅外周部2d的轮廓线β之间的交点设为Q，将上述翼翅前缘部2b的轮廓线γ与翼翅外周部2d的轮廓线β之间的交点设为S。另外，将通过上述交点Q而与风扇旋转轴Y垂直的平面设为QY，通过交点S而与风扇旋转轴Y垂直的平面设为SY。
此时，平面QY与上述翼翅后缘部的轮廓线α之间的最大垂直距离Hk被设定在相对于平面QY和SY之间的垂直线Hf的10～20％的范围。
由此，翼翅后涡流进一步缩小，能将驱动电动机一的负荷抑制得较小。
图6是从翼翅正压面侧看到部分轴流风扇的附图，是用于说明第5实施形态的附图。
即，形成上述翼翅后缘部2c的轮廓线α，是连续设置圆弧部α1、构成该圆弧两侧部的风扇内周侧和外周侧的2处曲线部α2、α3而成。
当将上述内周侧的曲线部α2的长度设为L1、将外周侧的曲线部α3的长度设为L2时，设定成L1≥L2。
由此，翼翅后涡流进一步缩小，能够将驱动电动机上的负荷抑制得较小。
图7是从翼翅正压面侧看部分轴流风扇的附图，是用于说明第6实施形态的附图。
即，是一种沿圆筒状的轮毂1周面设置有多枚(此处仅表示1枚)翼翅的叶片2、随其旋转而向轴向送风的轴流风扇。
上述叶片2具有在空气的导入方向的翼翅前缘部2b和在空气的流出方向的翼翅后缘部2c以及形成外周的翼翅外周部2d，将各自的轮廓线称为γ、αa、β。
此时的特征是，上述翼翅后缘部2c的轮廓线αb是形成向与空气的流出方向相反的导入方向凹陷的V字状。即便是此种形状，也能够得到与上述圆弧状同等的效果。
图8是从翼翅正压面侧看到部分轴流风扇的附图，是用于说明第7实施形态的附图。
即，是一种沿圆筒状的轮毂1周面设置有多枚(此处仅表示1枚)翼翅的叶片2、随其旋转而向轴向送风的轴流风扇。
上述叶片2具有在空气的导入方向的翼翅前缘部2b和在空气流出方向的翼翅后缘部2c以及形成外周的翼翅外周部2d，将各自的轮廓线称为γ、αb、β。
此时的特征是，上述翼翅片缘部2c的轮廓线αb是形成向与空气的流出方向相反的导入方向凹陷的梯形状的凹状。即便是这种形状，也能得到与上述圆弧状侧等的效果。
如上所述，本发明即便采用任一结构的轴流风扇，在送风机的转速上升、风量增加的情况下也能够将电动机上的负荷抑制得较小，在提高节能性的同时，不会使翼翅后缘部的形状复杂化，能够减少翼翅面积，并提高成形性和降低成本的。

Claims (4)

1.一种轴流风扇，沿圆筒状的轮毂周面设置有多枚翼翅的叶片，随其旋转向轴向送风，其特征在于，
上述叶片具有位于空气流出方向的翼翅后缘部、位于空气导入方向的翼翅前缘部和形成外周的翼翅外周部，
上述翼翅后缘部的轮廓线形成向与空气的流出方向相反的导入方向凹陷，
当以相对于旋转轴垂直的平面为基准，将风扇旋转中心点(O)同翼翅后缘部的轮廓线(α)与翼翅外周部的轮廓线(β)之间的交点(Q)相连接的线设为OQ、将风扇旋转中心点(O)同翼翅前缘部的轮廓线(γ)与翼翅外周部的轮廓线(β)之间的交点(S)相连接的线设为OS、上述OQ与OS之间所构成的角度设为θt、从翼翅后缘部轮廓线的圆弧中心点(P)各自与圆弧的两个端点(G1、G2)相连接的线段分别设为PG1、PG2时，线段PG1和线段PG2构成的角度(θk)被设定为相对于上述角度θt的0.7～0.8倍的大小。
2.一种轴流风扇，沿圆筒状的轮毂周面设置有多枚翼翅的叶片，随其旋转向轴向送风，其特征在于，
上述叶片具有位于空气流出方向的翼翅后缘部、位于空气导入方向的翼翅前缘部和形成外周的翼翅外周部，
上述翼翅后缘部的轮廓线形成向与空气的流出方向相反的导入方向凹陷，
构成上述翼翅后缘部轮廓线的圆弧由两个不同曲率的曲线相连而成，
当以相对于旋转轴垂直的平面为基准，将风扇旋转中心点(0)同翼翅后缘部的轮廓线(α)与翼翅外周部的轮廓线(β)之间的交点(Q)相连接的线设为OQ、将风扇旋转中心点(O)同翼翅前缘部的轮廓线(γ)与翼翅外周部的轮廓线(β)之间的交点(S)相连接的线设为OS、上述OQ与OS之间所构成的角度设为θt时，由上述两个不同曲率的曲线所形成的圆弧，当将各自的圆弧中心点设为T、U、将各自的圆弧端点设为J1、J2、J3时，上述OQ与OS之间所构成的角度(θt)被设定成相对于中心点T和端点J1连接的线段(TJ1)与中心点T和端点J2连接的线段(TJ2)所构成的角度(θm)同中心点U和端点J2连接的线段(UJ2)与中心点U和端点J3连接的线段(UJ3)所构成的角度(θn)相加的角度(θm+θn)的1.3～1.5倍的大小。
3.一种轴流风扇，沿圆筒状的轮毂周面设置有多枚翼翅的叶片，随其旋转向轴向送风，其特征在于，
上述叶片具有位于空气流出方向的翼翅后缘部、位于空气导入方向的翼翅前缘部和形成外周的翼翅外周部，
上述翼翅后缘部的轮廓线形成向与空气的流出方向相反的导入方向凹陷，
当将上述翼翅后缘部的轮廓线(α)与上述翼翅外周部的轮廓线(β)之间的交点设为Q、将上述翼翅前缘部的轮廓线(γ)与翼翅外周部的轮廓线(β)之间的交点设为S、将通过上述交点Q而与风扇旋转轴(Y)垂直的平面设为QY、通过交点S而与风扇旋转轴(Y)垂直的平面设为SY时，平面QY与上述翼翅后缘部的轮廓线(α)之间的最大垂直距离(Hk)被设定成相对平面QY与平面SY之间的垂直线(Hf)的10～20％的范围。
4.一种轴流风扇，沿圆筒状的轮毂周面设置有多枚翼翅的叶片，随其旋转向轴向送风，其特征在于，
上述叶片具有位于空气流出方向的翼翅后缘部、位于空气导入方向的翼翅前缘部和形成外周的翼翅外周部，
上述翼翅后缘部的轮廓线形成向与空气的流出方向相反的导入方向凹陷，
上述翼翅后缘部的轮廓线是连续设置上述凹状部和在风扇内周侧与外周侧两处所形成的肩部而成，且当将上述内周侧的肩部长度设为L1、外周侧的肩部长度设为L2时，被设定为L1≥L2。
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