軸流式鼓風機的製作方法

2023-05-06 10:50:46 1

專利名稱：軸流式鼓風機的製作方法
技術領域：
本發明涉及用作空調機室外機的鼓風機等的軸流式鼓風機。


圖10所示為傳統的軸流式鼓風機一例。該軸流式鼓風機1是在輪轂2周圍將多片葉片3、3、3在圓周方向的等分位置上成型或安裝成一體。
將各個葉片3在從輪轂2的中心o起的半徑方向任意距離r處沿圓周方向a-b剖切，葉片截面形狀如圖11所示，形成從葉片3的負壓面一側前緣部3a到葉片表面3c的流線形厚壁形狀3d。由於該厚壁形狀3d的存在，如圖12所示，從各葉片3的負壓面一側前緣部3a流入的氣流u就如箭頭所示那樣沿葉片表面3c的正、負壓兩面流動，具有抑制氣流u從葉片表面3c剝離、減小在葉片後緣部3b的後方形成的後渦流vf以降低鼓風噪音的效果。
然而，這種傳統的軸流式鼓風機1有如下問題，在將其作為鼓風機裝入空調機的室外機中並使該鼓風機的單位時間轉速(以下簡稱轉速)上升、以增加鼓風量時，會引起室外機內的靜壓上升，使氣流u對各葉片3的負壓面一側前緣部3a的流入角度發生變化，容易在葉片表面3c上發生氣流的剝離，會增大鼓風噪音。
鑑於上述情況，本發明的目的在於提供一種可抑制葉片負壓面發生的氣流剝離所導致的鼓風噪音增大、且便於成型、價格低廉的軸流式鼓風機。
技術方案1的發明是一種軸流式鼓風機，在輪轂周圍設有多片葉片，其特點是，在上述各個葉片的負壓面一側前緣部設有多個從其前緣端向葉片後緣圓滑地延續的流線形肋。
本發明通過各個葉片負壓面一側前緣部的多個流線形肋來促進各葉片的葉片表面邊界層從層流向渦流轉變。而與層流邊界層相比，渦流邊界層的氣流不易剝離，故既可提高鼓風性能，又能降低鼓風噪音。
技術方案2的發明是在方案1的軸流式鼓風機上，各流線形肋的沿該鼓風機旋轉方向延伸的中心軸通過以葉片外周前緣一側圓弧部的中心為中心點的圓弧與葉片前緣之間的交點，同時與該圓弧的切線平行。
本發明由於使各流線形肋的沿鼓風機旋轉方向的中心軸通過以葉片外周前緣一側圓弧部的中心為中心點的圓弧與葉片負壓面前緣之間的交點，同時與該圓弧的切線平行，故在從各葉片的負壓面一側前緣流入的氣流通過流線形肋之際，就如圖4和圖5所示，成為縱向渦流列，可使其在葉片表面轉變為渦流邊界層。這一作用可使成為鼓風噪音主要原因的後渦流的寬度縮小並降低鼓風噪音。
技術方案3的發明是在方案1或2的軸流式鼓風機上，將多個流線形肋分別等間隔地設置，且相對沿鼓風機半徑方向的負壓面一側前緣部的長度L，將其間隔設定為L/12。
本發明將多個流線形肋等間隔地設置，且相對沿鼓風機半徑方向的負壓面一側前緣部的長度L而以L/12的間隔設置，故即使發生鼓風機內的靜壓上升、氣流對於各葉片的負壓面一側前緣部的流入角度發生變化，也能降低鼓風噪音。
技術方案4的發明是在方案1～3的任一種軸流式鼓風機上，各流線形肋一體成型為如下形狀沿該鼓風機旋轉方向的截面的外側面成為圓弧，該圓弧外側面的靠葉片前緣端一側的圓弧曲面的半徑大於葉片內面一側的圓弧曲面半徑，本發明是在各流線形肋的沿鼓風機旋轉方向的圓弧截面上，使該葉片前緣端一側的圓弧曲面的半徑大於葉片內面一側的圓弧曲面的半徑，這樣可以使氣流通過流線形肋時穩定地發生縱向渦流，降低鼓風噪音的效果更加顯著。
技術方案5的發明是在方案1～4的任一種軸流式鼓風機上，各流線形肋的沿該鼓風機旋轉方向且靠葉片外周一側的長度k全都相等。
技術方案6的發明是在方案5的軸流式鼓風機上，將各流線形肋的沿該鼓風機旋轉方向且靠葉片外周一側的長度k與葉片外周弦長CL的關係設定為k∶CL＝1∶9。
技術方案5和6的發明使各流線形肋的沿鼓風機旋轉方向且靠葉片外周一側的長度k分別相等，同時將各葉片外周一側的長度k設定為k∶CL＝1∶9，故如圖6所示，可最大限度地降低鼓風噪音。
技術方案7的發明是在方案1～6的任一種軸流式鼓風機上，使各流線形肋的沿該葉片厚度方向的截面高度與從輪轂一側向葉片外周方向漸漸變薄的葉片前緣部截面的厚度相反，是從輪轂一側向葉片外周方向漸漸升高。
技術方案8的發明是在方案1～7的任一種軸流鼓風機上，在設多個流線形肋的最接近該葉片外周一側的流線形肋高度為h1、最接近輪轂一側的流線形肋高度為h2時，成為h1＝2h2。
採用技術方案7和8的發明，葉片前緣部的厚度如圖8所示，是從輪轂一側向葉片外周一側漸漸變薄，故在與該葉片厚度的變化相反，使流線形肋的截面高度h從輪轂一側向葉片外周方向漸漸升高，且在設葉片外周一側的流線形肋的高度為h1、輪轂一側的流線形肋的高度為h2時，如果成為h1＝2h2，則包含各流線形肋的高度和葉片前緣部厚度在內的前緣部的截面厚度在鼓風機半徑方向的任一部位都基本相等。從而，在通過樹脂成型將該軸流式鼓風機一體成型時，可以防止發生冷卻時間縮短和氣孔等。
以下是對附圖的簡單說明。
圖1是從本發明一實施形態的軸流式鼓風機的葉片負壓面一側看的局部省略主視圖。
圖2是從葉片負壓面一側看圖1軸流式鼓風機整體的立體圖。
圖3是沿圖1流線形肋的Xa-Xb線剖切的剖視圖。
圖4是說明圖1所示實施形態的作用的局部省略主視圖。
圖5是圖4所示各葉片的圓周方向剖視圖。
圖6的曲線圖表示圖1等實施形態的各葉片負壓面一側前緣部的長度L和各流線形肋間的間隔之比與降低鼓風噪音的效果之間的相對關係。
圖7是表示本發明一實施形態的各流線形肋的靠葉片外周一側的長度k與葉片外周的長度CL的局部省略主視圖。
圖8是本發明一實施形態的各葉片負壓面一側前緣部沿鼓風機半徑方向的剖視圖。
圖9是沿圖7的Ya-Yb線的剖視圖。
圖10是從傳統軸流式鼓風機的葉片負壓面一側看的主視圖。
圖11是以任意的半徑r沿圓周方向剖切圖10葉片時的葉片剖視圖。
圖12是表示圖10的傳統軸流式鼓風機的氣流的葉片剖視圖。
以下結合圖1～圖9說明本發明的實施形態。圖中相同或相當的部分用相同符號表示。
圖2是從本發明第1實施形態的軸流式鼓風機11的負壓面一側看的立體圖，圖1是省略了該軸流式鼓風機11局部的負壓面一側的主視圖。該軸流式鼓風機11是將多片葉片13、13、13在圓周方向的等分位置一體成型於或安裝於固定有未圖示的驅動電動機迴轉軸的圓筒狀輪轂12的外側圓周面上。
並且如圖1所示，軸流式鼓風機11在各葉片13的前緣部13a的負壓面一側前緣部13b處，沿鼓風機半徑方向並以規定間隔設排列著從其前緣圓角13c向後緣部13d圓滑地延續的多個流線形肋14。
另外，如圖1所示，各流線形肋14如下設置在設葉片外周前緣一側圓弧部13e的中心為P時，各流線形肋14的沿鼓風機旋轉方向延伸的中心軸分別通過以該P為中心點的多個異徑同心圓的各圓弧αn、αn…與前緣圓角13c的前緣端部之間的交點Sn，同時平行於各圓弧αn的切線。
又如圖1所示，多個流線形肋14沿鼓風機半徑方向以等間隔設置，其間隔相對負壓面一側前緣部13b沿鼓風機半徑方向的長度L而設定為L/12。
圖3表示將各流線形肋14沿其軸向、即圖1中Xa-Xb方向剖切後的剖切部截面的外側面(圖3是上側面)形成流線形圓弧狀截面的點。各流線形肋14的葉片前緣部13a一側(在圖1和圖3中是Xa一側)端部的圓弧曲面14a的半徑R1大於葉片後緣部13d一側(在圖1和圖3中是Xb一側)端部的圓弧曲面14b的半徑R2。
圖4是表示如此結構的軸流式鼓風機11之作用的局部省略主視圖，圖5是軸流式鼓風機11的各葉片13在圓周方向的剖視圖。如圖4和圖5所示，氣流u如圖中粗箭頭所示，從各葉片13的前緣圓角13c流入葉片內面13f一側，一旦通過多個流線形肋14，多股氣流u就如圖中小箭頭所示，分別變成縱向渦流列15，可以使其在葉片內面13f上轉變為渦流邊界層。該渦流邊界層較之層流邊界層更能抑制氣流的剝離，使成為鼓風噪音主要原因的後渦流的寬度縮小，故可以減輕鼓風噪音。
圖6表示將多個流線形肋14沿鼓風機半徑方向等間隔地並排設置、且針對負壓面一側前緣部13b在鼓風機半徑方向的長度L而將該間隔設定為L/12時降低噪音的效果。即，在將如此形成的軸流式鼓風機11裝入譬如空調機的室外機時，即使由於室外機內發生靜壓上升而使氣流相對葉片的沿鼓風機半徑方向的負壓面一側前緣部13b的流入角γ(見圖4)發生變化，也能降低鼓風噪音。
另外，如圖7所示，各流線形肋14的沿鼓風機旋轉方向且靠各葉片外周13g一側的長度k均相等，同時在設葉片外周13g的弦長為CL時，使k∶CL＝1∶9，這樣能夠進一步降低鼓風噪音。
圖8表示各葉片13的負壓面一側前緣部13b的沿鼓風機半徑方向的截面，該截面的厚度h0從輪轂12一側Za起向著葉片外周13g一側Zb漸漸變薄。
另一方面，如圖9所示，各流線形肋14的高度h從輪轂12一側Ya起向著葉片外周13g一側Yb漸漸升高，葉片外周13g一側的流線形肋的高度h1和輪轂12一側的流線形肋14的高度h2之間的關係為h1＝2h2。即各流線形肋14的高度h漸漸增加的方向與葉片負壓面一側前緣部13b的厚度漸漸增加的方向正相反，故包含該葉片負壓面一側前緣部13b的厚度h0在內的截面厚度h1在任何部位都是大致相等的。因此，可以防止或減輕軸流式鼓風機11用樹脂成型方法進行一體成型時發生冷卻時間縮短及氣孔等。
如上所述，本發明在各葉片的負壓面一側前緣部設置多個從該前緣端起圓滑地延續的流線形肋，且將這些流線形肋設置成下述狀態其中心軸通過以葉片外周前緣一側圓弧部的中心為中心點的圓弧與前緣端之間的交點，同時與該圓弧的切線平行，故可在葉片負壓面上產生氣流的縱渦流列、抑制氣流的剝離，進而縮小在葉片後緣端發生的後渦流寬度，降低鼓風噪音。而且由於將各肋做成流線形狀，故便於成型。
權利要求
1.一種軸流式鼓風機，在輪轂周圍設有多片葉片，其特徵在於，在上述各個葉片的負壓面一側前緣部設有多個從其前緣端向葉片後緣圓滑地延續的流線形肋。
2.根據權利要求1所述的軸流式鼓風機，其特徵在於，各流線形肋的沿該鼓風機旋轉方向延伸的中心軸通過以葉片外周前緣一側圓弧部的中心為中心點的圓弧與葉片前緣之間的交點，同時與該圓弧的切線平行。
3.根據權利要求1或2所述的軸流式鼓風機，其特徵在於，將多個流線形肋分別等間隔地設置，且相對沿鼓風機半徑方向的負壓面一側前緣部的長度L，將其間隔設定為L/12。
4.根據權利要求1～3任一項所述的軸流式鼓風機，其特徵在於，各流線形肋一體成型為如下形狀沿該鼓風機旋轉方向的截面的外側面成為圓弧，該圓弧外側面的靠葉片前緣端一側的圓弧曲面的半徑大於葉片內面一側的圓弧曲面半徑，
5.根據權利要求1～4任一項所述的軸流式鼓風機，其特徵在於，各流線形肋的沿該鼓風機旋轉方向且靠葉片外周一側的長度k全都相等。
6.根據權利要求5所述的軸流式鼓風機，其特徵在於，將各流線形肋的沿該鼓風機旋轉方向且靠葉片外周一側的長度k與葉片外周弦長CL的關係設定為k∶CL＝1∶9。
7.根據權利要求1～6任一項所述的軸流式鼓風機，其特徵在於，使各流線形肋的沿該葉片厚度方向的截面高度與從輪轂一側向葉片外周方向漸漸變薄的葉片前緣部截面的厚度相反，是從輪轂一側向葉片外周方向漸漸升高。
8.根據權利要求1～7任一項所述的軸流式鼓風機，其特徵在於，在設多個流線形肋的最接近該葉片外周一側的流線形肋高度為h1、最接近輪轂一側的流線形肋高度為h2時，成為h1＝2h2。
全文摘要
一種軸流式鼓風機,在輪載周圍設置多片葉片。在各葉片的負壓面前緣部設置多個從該前緣圓角起向葉片後緣圓滑地延續的流線形肋。在設葉片外周前緣一側的圓弧部的中心為P時,各流線形肋的中心軸通過以該P為中心點的圓弧與葉片前緣之間的交點,同時與該圓弧的切線平行。本發明的軸流式鼓風機可以抑制葉片負壓面發生的氣流剝離導致的鼓風噪音增大,且便於成型,價格低廉。
文檔編號F04D29/38GK1249408SQ9912070
公開日2000年4月5日 申請日期1999年9月23日 優先權日1998年9月30日
發明者石島滿義, 越谷哲彌, 清水知史 申請人:東芝開利株式會社