TWI844829B

TWI844829B - 旋葉扇、風扇、及循環風扇

Info

Publication number: TWI844829B
Application number: TW111108787A
Authority: TW
Inventors: 金井茉莉
Original assignee: 日商西羅卡電器有限公司
Priority date: 2021-03-17
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2024-06-11

Abstract

本發明涉及旋葉扇、風扇以及循環風扇，能夠有效率地送風。旋葉扇以旋轉軸為中心進行旋轉並向與前述旋轉軸平行的第一方向送風，旋葉扇具備：轂部，其以前述旋轉軸為中心進行旋轉；以及在前述轂部的外周面設置的多個葉片，前述多個葉片各自包括與前述轂部的前述外周面接合的第一部分以及與前述第一部相比遠離前述旋轉軸的第二部分，前述第一部分和第二部分各自具有旋轉方向的後部相對於前部而朝向前述第一方向彎曲的形狀，前述後部相對於前述前部的彎曲角度，是前述第二部分的前述彎曲角度大於前述第一部分的前述彎曲角度。

Description

旋葉扇、風扇、及循環風扇

本發明涉及旋葉扇、風扇、及循環風扇。

在專利文獻1中公開了風扇、循環風扇所使用的旋葉扇的形狀。先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本專利第6143725號公報

發明所要解決的問題

在風扇、循環風扇等設備所使用的旋葉扇，為了降低該設備的功耗和/或噪音而謀求有效率地送風。

因此，本發明的目的在於提供能夠有效率地送風的旋葉扇。用於解決問題的方法

為了實現上述目的，作為本發明的一個方面的旋葉扇是以旋轉軸為中心進行旋轉並向與前述旋轉軸平行的第一方向送風的旋葉扇，前述旋葉扇的特徵在於，具備：轂部，其以前述旋轉軸為中心進行旋轉；以及在前述轂部的外周面設置的多個葉片，前述多個葉片各自包括與前述轂部的前述外周面接合的第一部分以及與前述第一部相比遠離前述旋轉軸的第二部分，前述第一部分和第二部分各自具有旋轉方向的後部相對於前部而朝向前述第一方向彎曲的形狀，前述後部相對於前述前部的彎曲角度，是前述第二部分的前述彎曲角度大於前述第一部分的前述彎曲角度。發明的效果

根據本發明，能夠提供例如能夠有效率地送風的旋葉扇。

以下，參照附圖詳細說明實施型態。此外，以下的實施型態並非用於限定申請專利範圍涉及的發明，另外，發明也不需要實施型態中說明的全部特徵的組合。也可以將實施型態中說明的多個特徵中的兩個以上特徵任意組合。另外，對相同或同樣的結構標注相同附圖標記，省略重複的說明。

對本發明的一實施型態的旋葉扇10進行說明。本實施型態的旋葉扇10是用於將氣體(例如空氣)進行送風的風扇，能夠應用於風扇(包括掌上型風扇)和/或循環風扇等設備。以下，對將本實施型態的旋葉扇10應用(搭載)於風扇1的例子進行說明。

圖1示出應用了本實施型態的旋葉扇10的風扇1的外觀。風扇1例如能具備：旋葉扇10；電機部2，其對旋葉扇10進行旋轉驅動；罩部3，其覆蓋旋葉扇10；以及控制部4。電機部2具有安裝有旋葉扇10的轉動軸2a以及對該轉動軸2a進行旋轉驅動的電機2b，由電機2b對轉動軸2a進行旋轉驅動，由此能夠以轉動軸2a的旋轉軸A為中心來對旋葉扇10進行旋轉驅動。罩部3是為了防止用戶接觸旋葉扇10而覆蓋旋葉扇10的構件，罩部3設置有用於使氣體通過的多個開口。本實施型態的罩部3構成為，具有將旋葉扇10的前側覆蓋的前側罩3a以及設置於電機部2並將旋葉扇10的後側覆蓋的後側罩3b，將前側罩3a與後側罩3b連接由此覆蓋旋葉扇10整體。另外，控制部4例如包括處理器、記憶體等，藉由控制向電機部2的供電來控制旋葉扇10的旋轉。

這裡，在圖1的風扇1中，轉動軸2a構成為電機2b的一部分，但不限於此，也可以經由傳動帶或齒輪等動力傳遞機構將電機2b的動力傳遞至轉動軸2a，由此對轉動軸2a進行旋轉驅動。另外，圖1的風扇1是用安裝構件5將旋葉扇10安裝於電機部2的轉動軸2a的結構，但也可以是不使用安裝構件5而將旋葉扇10安裝於轉動軸2a的結構。

[旋葉扇的結構] 接著，對本實施型態的旋葉扇10的結構進行說明。圖2是示出本實施型態的旋葉扇10的結構例的圖。圖2的(a)示出旋葉扇10的前視圖，圖2的(b)示出旋葉扇10的立體圖，圖2的(c)示出旋葉扇10的側視圖。以下，將與旋葉扇10的旋轉軸A平行的方向作為Z軸方向並且將在與Z軸方向平行的面內相互正交的兩個軸方向作為X軸方向與Y軸方向來進行說明。在以下的說明中記載為“X軸方向”的情況下，能將其定義為包含+X方向和-X方向。對於“Y軸方向”和“Z軸方向”也一樣。另外，在圖中，用虛線箭頭表示旋葉扇10的旋轉方向Dr。

如上所述，本實施型態的旋葉扇10構成為，被安裝於電機部2的轉動軸2a，並且以該轉動軸2a的旋轉軸A為中心進行旋轉由此向與旋轉軸A平行的第一方向(本實施型態中為+Z方向)送風。旋葉扇10具備：轂部11，其以旋轉軸A為中心進行旋轉；以及在轂部11的外周面設置的多個葉片12。轂部11是在電機部2的轉動軸2a安裝的部分，在本實施型態的情況下，轂部11形成為圓柱狀，並且設置有供轉動軸2a貫通的貫通孔11a。另外，多個葉片12是以旋轉軸A為中心並藉由旋葉扇10(轂部11)旋轉來向前方(第一方向(+Z方向))送風的構件。將多個葉片12各自構成為板狀，以能夠藉由旋轉來向前方送風的方式相對於與旋轉軸A垂直的面而傾斜地配置。本實施型態的旋葉扇10由五個葉片12構成，但葉片12的個數不限於五個。

如圖2的(a)所示，多個葉片12各自包括與轂部11的外周面接合的第一部分P ₁以及與第一部分P ₁相比遠離旋轉軸A的第二部分P ₂，第一部分P ₁和第二部分P ₂雙方具有相對於旋轉方向Dr的前部(前端部)使後部(後端部)朝向+Z方向彎曲的形狀。而且，旋轉方向Dr的後部相對於前部的彎曲角度構成為，第二部分P ₂的彎曲角度大於第一部分P ₁的彎曲角度。在本實施型態的情況下，各葉片12包括第一面12a以及第二面12b，第一面12a作為旋轉方向Dr的前部，第二面12b作為旋轉方向Dr的後部。第一面12a相對於與旋轉軸A垂直的面(XY面)傾斜。另外，第二面12b是與第一面12a連續的面，設置於旋轉方向Dr的第一面的後側，以相對於第一面12a而向+Z方向撓曲的方式傾斜。藉由這樣構成各葉片12，能夠隨著旋葉扇10的旋轉而有效率地向旋葉扇10的前方(+Z方向)送風，因而能夠降低功耗和噪音。

另外，各葉片12具有以旋轉軸A為中心的半徑方向(放射方向)的端部朝向-Z方向(與第一方向相反的第二方向)彎曲的形狀。在本實施型態的情況下，如圖2的(a)所示，各葉片12在半徑方向的端部具有第三面12c。第三面12c是與第一面12a連續的面，設置於第一面12a的半徑方向外側，以相對於第一面12a而向-Z方向彎曲(撓曲)的方式傾斜。藉由在各葉片12設置該第三面12c，尤其在噪音方面能夠更有利。

以下，對一個葉片12的具體形狀進行說明。圖3是用於說明葉片12的形狀的圖。圖3的(a)示出從前方觀察旋葉扇10的圖，圖3的(b)~(e)分別示出圖3的(a)的各位置X ₁~X ₄處的葉片12的截面形狀。圖3的(b)示出位置X ₁處的葉片12的截面形狀，圖3的(c)示出位置X ₂處的葉片12的截面形狀。此外，圖3的(d)示出位置X ₃處的葉片12的截面形狀，圖3的(e)示出位置X ₄處的葉片12的截面形狀。位置X ₁是圖2的(a)所示的第一部分P ₁所包含的位置，位置X ₂~X ₄(特別是位置X ₂~X ₃)中的至少一個是圖2的(a)所示的第二部分P ₂所包含的位置。在此，各位置X ₁~X ₄在本實施型態中被定義為X軸方向的位置，但也可以被理解為以旋轉軸A為中心的半徑方向的位置。另外，在本實施型態中示出各位置X ₁~X ₄處的YZ截面，但也可以理解為沿著旋轉方向Dr的截面，即使這樣理解，也能成為同樣的葉片12的截面形狀。

如圖3的(b)~(d)所示，本實施型態的葉片12的旋轉方向Dr的前部(第一面12a)構成為，相對於與旋轉軸A垂直的面(XY面)傾斜，並且相對於該面的角度α(傾斜角度)隨著遠離旋轉軸A而減小。即，葉片12的前部(第一面12a)以位置X ₂處的角度α ₂小於位置X ₁處的角度α ₁、位置X ₃處的角度α ₃小於位置X ₂處的角度α ₂的方式傾斜(扭轉)。作為一個例子，包含位置X ₁的第一部分P ₁處的角度α較佳設定在15度~25度的範圍內，包含位置X ₂~X ₃中的至少一個的第二部分P ₂處的角度α較佳設定在3度~20度的範圍內。另外，圖3的(e)所示的位置X ₄處的角度α ₄與位置X ₃處的角度α ₃為相同程度。

如圖3的(b)~(d)所示，葉片12的旋轉方向Dr的後部(第二面12b)構成為，相對於前部(第一面12a)而彎曲，並且相對於該前部的角度β(彎曲角度)隨著遠離旋轉軸A而增大。即，葉片12的後部(第二面12b)以位置X ₂處的角度β ₂大於位置X ₁處的角度β ₁、位置X ₃處的角度β ₃大於位置X ₂處的角度β ₂的方式，相對於第一面12a而彎曲(撓曲)。作為一個例子，包含位置X ₁的第一部分P ₁處的角度β較佳設定在5度~15度的範圍內，包含位置X ₂~X ₃中的至少一個的第二部分P ₂處的角度β較佳設定在15度~35度的範圍內。另外，圖3的(e)所示的位置X ₄處的角度β ₄與位置X ₃處的角度β ₃為相同程度。

在此，葉片12的後部(第二面12b)較佳構成為，隨著遠離旋轉軸A而葉片12的厚度增厚。參照圖3的(b)~(d)，位置X ₂處的後部的厚度T ₂與位置X ₁處的後部的厚度T ₁相同，但位置X ₃處的後部的厚度T ₃比位置X ₁處的後部的厚度T ₁厚。藉由採用該結構，能夠提高葉片12的剛性，降低旋葉扇10旋轉時葉片12的振動，因此，能夠減少振動引起的送風紊亂，並且在降低功耗以及降低雜訊方面也有利。

另外，圖3的(e)中示出了包含第一面12a的半徑方向外側的端部(第三面12c)的位置X ₄處的截面。該端部(以下有時表述為外側端部)是從第一面13a向旋轉方向Dr突出的部分，並且如上所述，以相對於第一面12a而向-Z方向彎曲(屈曲)的方式傾斜。以下，參照圖4對外側端部(第三面12c)的結構進行說明。

圖4是用於說明葉片12的形狀的圖。圖4的(a)示出從前方觀察旋葉扇10的圖，圖4的(b)~(d)分別示出圖4的(a)的各位置Y ₁~Y ₃處的葉片12的截面形狀(XZ截面形狀)。圖4的(b)示出位置Y ₁處的葉片12的截面形狀，圖4的(c)示出位置Y ₂處的葉片12的截面形狀。另外，圖4的(d)示出位置Y ₃處的葉片12的截面形狀。在此，各位置Y ₁~Y ₃在本實施型態中定義為Y軸方向的位置，但也可以被理解為以旋轉軸A為中心的角度。另外，在本實施型態中示出各位置Y ₁~Y ₃處的XZ截面，但也可以理解為沿著以旋轉軸A為中心的半徑方向的截面，即使這樣理解，也能成為同樣的葉片12的截面形狀。

本實施型態的葉片12的外側端部(第三面12c)以相對於第一面12a而以角度θ向-Z方向彎曲(撓曲)的方式傾斜。具體地，在位置Y ₁，不包含向-Z方向彎曲的外側端部，但在位置Y ₂，相對於第一面12a而外側端部以角度θ ₂向-Z方向彎曲，在位置Y ₃，相對於第一面12a而外側端部以角度θ ₃向-Z方向彎曲。角度θ ₂與角度θ ₃為相同程度，作為一個例子，角度θ較佳設定在20度~30度的範圍內。

[效果] 接著，對由於本實施型態的旋葉扇10的形狀的效果進行說明。在此，作為與本實施型態的旋葉扇10的比較對象，使用圖5所示的以往的旋葉扇20。圖5是示出以往的旋葉扇20的結構例的圖。圖5的(a)示出以往的旋葉扇20的前視圖，圖5的(b)示出以往的旋葉扇20的立體圖。以往的旋葉扇20是一般廣泛普及的風扇，具備在風扇1的轉動軸2a安裝的轂部21以及在轂部21的外周面設置的多個葉片22。以往的旋葉扇20具有與本實施型態的旋葉扇10相同的大小，並且具有與本實施型態的旋葉扇10相同個數的葉片22。但是，在以往的旋葉扇20中，沒有設置本實施型態的旋葉扇10的上述第二面12b和第三面12c。

圖6~圖7示出本實施型態的旋葉扇10與以往的旋葉扇20的比較結果。圖6是示出功耗[W]相對於旋葉扇的轉速[RPM(Rotations Per Minute)]的圖，圖7是示出噪音[dBA]相對於風量[m ³/min]的圖。如圖6~圖7所示，本實施型態的旋葉扇10具有上述形狀，因而與以往的旋葉扇20相比較而言，能夠相對於轉速而降低功耗(高效率)以及相對於風量而降低噪音(靜音)。

本發明不限定於上述實施型態，能夠在不脫離發明的精神和範圍的情況下進行各種變更和變形。

10:旋葉扇 11:轂部 12:葉片 12a:第一面 12b:第二面 12c:第三面

[圖1]是應用了本實施型態的旋葉扇的風扇的外觀圖。 [圖2]是示出本實施型態的旋葉扇的結構例的圖。 [圖3]是用於說明本實施型態的旋葉扇的葉片的形狀的圖。 [圖4]是用於說明本實施型態的旋葉扇的葉片的形狀的圖。 [圖5]是示出以往的旋葉扇的結構例的圖。 [圖6]是示出本實施型態的旋葉扇與以往的旋葉扇的比較結果(相對於轉速的功耗)的圖。 [圖7]是示出本實施型態的旋葉扇與以往的旋葉扇的比較結果(相對於風量的噪音)的圖。

10:旋葉扇

11:轂部

11a:貫通孔

12:葉片

12a:第一面

12b:第二面

12c:第三面

A:旋轉軸

Dr:旋轉方向

P₁:第一部分

P₂:第二部分

Claims

一種旋葉扇，以旋轉軸為中心進行旋轉，並向與前述旋轉軸平行的第一方向送風，前述旋葉扇的特徵在於，具備：轂部，其以前述旋轉軸為中心進行旋轉；以及在前述轂部的外周面設置的多個葉片，前述多個葉片各自包括與前述轂部的前述外周面接合的第一部分以及與前述第一部分相比遠離前述旋轉軸的第二部分，前述第一部分和第二部分各自具有旋轉方向的後部相對於前部而朝向前述第一方向彎曲的形狀，前述後部相對於前述前部的彎曲角度，是前述第二部分的前述彎曲角度大於前述第一部分的前述彎曲角度。
如請求項1所述的旋葉扇，其中，前述第一部分的前述彎曲角度在5度~15度的範圍內，前述第二部分的前述彎曲角度在15度~35度的範圍內。
如請求項1所述的旋葉扇，其中，前述第二部分的前述後部的厚度比前述第一部分的前述後部的厚度厚。
如請求項1所述的旋葉扇，其中，在前述第一部分以及前述第二部分的各部分，前述旋轉方向的前述前部相對於與前述旋轉軸垂直的面傾斜，前述前部相對於前述面的傾斜角度，是前述第二部分的前述傾斜角度小於前述第一部分的前述傾斜角度。
如請求項4所述的旋葉扇，其中，前述第一部分的前述傾斜角度在15度~25度的範圍內，前述第二部分的前述傾斜角度在3度~20度的範圍內。
如請求項1所述的旋葉扇，其中，前述多個葉片各自具有以前述旋轉軸為中心的半徑方向的端部朝向與前述第一方向相反的第二方向彎曲的形狀。
如請求項6所述的旋葉扇，其中，前述多個葉片各者之前述端部朝向前述第二方向彎曲的角度，在20度~30度的範圍內。
如請求項1所述的旋葉扇，其中，前述前部，是由對於與前述旋轉軸呈垂直之面傾斜的第一面所構成，前述後部，是由在前述旋轉方向設在前述第一面的後側且與前述第一面連續的第二面所構成，構成前述後部的前述第二面，是以相對於構成前述前部的前述第一面向前述第一方向撓曲的方式來配置，前述彎曲角度，是前述第二面相對於前述第一面的角度。
如請求項8所述的旋葉扇，其中，前述第一面對於與前述旋轉軸呈垂直之面的傾斜角度，是前述第二部分比前述第一部分還小。
如請求項8所述的旋葉扇，其中，前述多個葉片各者，具有設在以前述旋轉軸為中心的半徑方向的端部且與前述第一面連續的第三面，前述第三面，相對於前述第一面，往與前述第一方向相反的第二方向以20度~30度之範圍的角度來彎曲。
如請求項10所述的旋葉扇，其中，作為使前述第二面相對於前述第一面彎曲的角度來設定的前述彎曲角度，在前述第一部分是在5度~15度的範圍內，在前述第二部分是在15度~35度的範圍內。
如請求項11所述的旋葉扇，其中，前述第一面對於與前述旋轉軸呈垂直之面的傾斜角度，在前述第一部分是在15度~25度的範圍內，在前述第二部分是在3度~20度的範圍內。
一種風扇，其特徵在於，具備請求項1至12中的任一項所述的旋葉扇。
一種循環風扇，其特徵在於，具備請求項1至12中的任一項所述的旋葉扇。