[发明专利]轴流风扇

说明书

技术领域

本发明涉及螺旋桨风扇等轴流风扇的结构。

背景技术

这种轴流风扇用作空调机用室外机单元的送风机。如图6所示，空调机用室外机单元具有箱型的外壳1。在外壳1的背面设置有空气吸入口10a。在外壳1内与空气吸入口10a相邻地配置有热交换器2。并且在外壳1内，在热交换器2的下游配置有风扇电动机12和通过风扇电动机12驱动的送风单元3。通过未图示的托架把风扇电动机12固定在外壳1中。

送风单元3具有作为轴流风扇的螺旋桨风扇4。如图6～图8所示，螺旋桨风扇4具有轮毂14和多个叶片13。各叶片13与轮毂14的外周面形成为一体。螺旋桨风扇4与风扇电动机12的驱动轴12a连接。另外，送风单元3具有：配置在螺旋桨风扇4的外周附近的喇叭口5；以及配置在螺旋桨风扇4的前方的风扇防护装置6。通过喇叭口5划分出位于螺旋桨风扇4后方的吸入区域X和位于螺旋桨风扇4前方的吹出区域Y。

作为上述室外机单元的问题点，其具有来自螺旋桨风扇4的噪音、和由于从螺旋桨风扇4吹出的空气与风扇防护装置6等碰撞而产生的噪音。为了降低这些噪音，以往例如使螺旋桨风扇4的叶片13的形状为最佳、采用空气动力性能优良的机翼型的翼片。

但即使使用了这些手法，当螺旋桨风扇4旋转时，如图8所示，在各叶片13的外周边缘附近，产生从压力高的压力面13d朝向压力低的负压面13e的空气流A1，由于该空气流A1，在各叶片13的外周边缘附近形成涡流A2。并且如图9和图10所示，由该涡流A2造成的气流的紊乱随着从上游趋向下游而逐渐增强，并且涡流A2的中心逐渐远离各叶片13的负压面13e。其结果为，涡流A2与各叶片13的压力面13d、喇叭口5的内周面以及风扇防护装置6等碰撞，可能导致送风机的噪音会进一步增大。

尤其是当涡流A2在离开各叶片13的负压面13e之后与后续的叶片13相干涉时，气流的紊乱会进一步加大，送风机的噪音可能会变得更大。

例如，如果为了使其变轻(降低成本)而缩短各叶片13的弦长，则各叶片13的叶栅性能会降低。因而，涡流A2变得容易离开各叶片13的负压面13e。如图11所示，相比于图10的情况，涡流A2更早地与后续的叶片13干涉。因此会更容易增大送风机的噪音。

为了应对这种问题，如图12和图13所示，提出了沿着各叶片13的外周边缘设置弯曲部13c的螺旋桨风扇(例如参照专利文献1)。弯曲部13c是通过把叶片13的外周边缘向负压面13e侧(吸入侧)折弯而形成的。弯曲部13c的宽度d形成为，从各叶片13的前边缘部13a随着靠向后边缘部13b而逐渐增大。

根据该结构，如图13和图14所示，气流A1从各叶片13的压力面13d通过弯曲部13c并平滑地绕到负压面13e。此时，在各叶片13的外周边缘附近，由于气流A1而形成有涡流A2。但由于该涡流A2的直径小，所以抑制了涡流A2与各叶片13的负压面13e上的气流A3的干涉。

而且如图9所示，涡流A2的直径从各叶片13的前边缘部13a起随着靠向后边缘部13b而逐渐增大。与此对应地，如果使各弯曲部13c的宽度d从各叶片13的前边缘部13a起随着靠向后边缘部13b而逐渐增大，则可以在各叶片13的外周边缘的整体范围内发挥上述作用效果，并且涡流A2不易离开各叶片13的负压面13e。

因而，即使为了实现重量的变轻而缩短各叶片13的弦长，在相邻的各叶片13之间涡流A2也不会相互干涉，从而送风机的下游处的气流紊乱减少。即，通过把该螺旋桨风扇组装到空调机用室外机单元，能有效降低送风机的噪音。

专利文献1：日本专利第3629702号公报

但当把弯曲部13c设置在各叶片13的外周边缘上的情况下，对于螺旋桨风扇4的增压工作做出很大贡献的翼片的翘曲变小，从而存在送风机的送风性能降低的问题。

因此，需要使弯曲部13c的宽度d不要过大。以往，弯曲部13c的宽度d的最大值优选被设定为小于等于从各叶片13的旋转中心到外周端位置的长度的15％。但即使优化弯曲部13c的宽度d，也无法避免一定程度的增压量的降低。

如图15所示，在现有的螺旋桨风扇4中，各叶片13的后边缘部13b沿着圆弧形成，并且相对于连接各叶片13的基端和外周边缘的直线L，向与各叶片13的旋转方向相反的方向较浅却大范围地突出。由此，可以充分确保各叶片13的翼片面积。

但在各叶片13中，吹出风速最大的部分是图15中用F-F’表示的区域。因此，如果不增大该区域中的翼片面积，则无法充分提高增压量。