送風機的製作方法
2023-05-19 18:59:57 1
本申請以2014年9月18日提交的日本專利申請2014-190016號以及2015年4月15日提交的日本專利申請2015-083573號為基礎,其公開內容作為參照編入本申請。
技術領域
本發明涉及送風機。
背景技術:
作為以往的軸流送風機,有在葉片的前緣部設置鋸齒的軸流送風機(例如,參照專利文獻1、2)。若設置鋸齒,則在氣流流入葉片的前緣部時產生從鋸齒的斜邊部分向葉片的負壓面側的繞流。該繞流是向負壓面下降的下降流。通過該下降流,將從鋸齒的頂部向葉片的後緣部流經葉片的負壓面上的主流壓在葉片的負壓面,從而抑制主流從負壓面剝離。由此,通過緩和葉片的翼面附近的氣流的紊流並抑制在翼面上的壓力變動,使軸流送風機的低噪聲化變得可能。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2000-87898號公報
專利文獻2:日本特開2014-88788號公報
但是,本發明的發明人們對上述的鋸齒的效果進行了實際驗證,並發現由於以下的理由而不能充分得到期望的效果。
即,一個葉片的翼面上的氣流的方向根據翼面上的風扇徑向的位置而不同。因此,伴隨有由鋸齒產生的下降流的主流在負壓面上碰撞並產生氣流的紊流。其結果,導致不能充分地發揮抑制主流從負壓面上剝離的抑制效果。這樣的缺點不限於軸流送風機,也同樣產生於具備在葉片設置有鋸齒的離心風扇、貫流風扇的其他的送風機。
技術實現要素:
本發明鑑於上述問題,以提供能夠提高鋸齒的效果的送風機為目的。
本發明的第一方式的送風機具備風扇,該風扇具有多個葉片,並通過旋轉來產生氣流。多個葉片具有前緣部和鋸齒,該鋸齒設置於前緣部的至少一部分。鋸齒具有多個前端部和多個凹部,多個前端部和多個凹部相互交替地排列。多個葉片具有負壓面和一個以上的肋,該一個以上的肋從負壓面突出。肋以凹部為起點向多個葉片的後緣部延伸。
由此,在葉片的負壓面側,伴隨有由相鄰的前端部產生的下降流的主流沿著以凹部為起點向後緣部延伸的肋流動,因此能夠使流經負壓面上的氣流的方向一致。因此,能夠抑制伴隨有由鋸齒產生的下降流的主流之間的碰撞,並發揮抑制主流在負壓面上剝離的抑制效果。
或者,本發明的第二方式的送風機具備軸流風扇,該軸流風扇具有配置於風扇軸心的周圍的多個葉片,並以風扇軸心為中心旋轉。多個葉片各自具有:負壓面、正壓面、前緣部以及後緣部。負壓面形成風扇軸心方向上的一方側的翼面,該一方側是空氣流上遊側。正壓面形成負壓面的相反側的翼面。前緣部位於旋轉方向前方。後緣部位於旋轉方向後方。在葉片的前緣部設置有具有多個前端部與多個凹部的鋸齒。多個前端部與多個凹部沿前緣部相互交替地排列。在葉片的負壓面,設置有從負壓面突出的一個或多個肋。肋以凹部為起點,向後緣部延伸。
由此,能夠通過肋來使流經負壓面上的氣流的方向一致,因此能夠防止伴隨有由鋸齒產生的下降流的主流的碰撞。因此,能夠發揮由鋸齒產生的下降流所引起的抑制主流從負壓面上剝離的抑制效果。
或者,本發明的第三方式的送風機具備軸流風扇,該軸流風扇具有配置於風扇軸心的周圍的多個葉片,並以風扇軸心為中心旋轉。多個葉片各自具有負壓面、正壓面、前緣部以及後緣部。負壓面形成風扇軸心方向上的一方側的翼面,該一方側是空氣流上遊側。正壓面形成負壓面的相反側的翼面。前緣部位於旋轉方向前方。後緣部是位於旋轉方向後方的後緣部。在葉片的前緣部設置有多個前端部與多個凹部相互交替地多個排列的鋸齒。多個前端部與多個凹部沿前緣部相互交替地排列。在葉片的負壓面設置有從負壓面突出的多個第一肋。在葉面的正壓面設置有從正壓面突出的多個第二肋。多個第一肋以及多個第二肋以凹部為起點,以後緣部為終點,沿以風扇軸心為中心的圓的周向延伸。將鋸齒的形成區域中比軸流風扇的徑向中央位置更靠近軸流風扇的內周側的部分作為鋸齒的內周部分。將比軸流風扇的徑向中央位置更靠近軸流風扇外周側的部分作為鋸齒的外周部分。鋸齒的外周部分的多個第一肋以及多個第二肋的個數比鋸齒的內周部分的多個第一肋以及多個第二肋的個數多。多個第二肋的個數比多個第一肋的個數多。
由此,將多個第二肋相對於鋸齒的多個凹部中一部分的凹部設置,使第二肋的個數比第一肋的個數多。由此,能夠使流經正壓面上的氣流的方向一致,因此能夠使從後緣部噴出的氣流的方向在負壓面側與正壓面側相同。因此,能夠使從後緣部噴出的氣流穩定。
因此,根據本發明,與未設置肋的情況相比,能夠提高鋸齒的效果。
附圖說明
圖1是第一實施方式的軸流送風機的主視圖。
圖2是圖1的Ⅱ-Ⅱ線處的剖面圖。
圖3是從風扇軸心方向上的空氣流上遊側觀察到的葉片的俯視圖。
圖4是圖3的葉片的立體圖。
圖5是圖3的Ⅴ-Ⅴ線處的剖面圖。
圖6是表示在圖4的Ⅵ部分處的空氣流的圖。
圖7是比較例的軸流送風機中的葉片的立體圖。
圖8是表示在圖7的Ⅷ部分處的空氣流的圖。
圖9是第二實施方式中的葉片的立體圖。
圖10是第三實施方式中的葉片的立體圖。
圖11是第四實施方式中的葉片的立體圖。
圖12是第五實施方式中的葉片的立體圖。
圖13是第六實施方式中的葉片的立體圖。
圖14是表示在第一實施方式、第六實施方式以及比較例中的軸流送風機的噪聲水平的測定結果的圖。
圖15是第七實施方式中的葉片的立體圖。
圖16是在圖15的ⅩⅥ-ⅩⅥ線處的剖面圖。
圖17是其他的實施方式中的葉片的立體圖。
具體實施方式
以下,基於附圖對本發明的實施方式進行說明。此外,在以下的各實施方式相互之間,對於彼此相同或等同的部分,標註相同的符號來進行說明。並且,在各實施方式中,在僅對構成要素的一部分進行說明的情況下,關於構成要素的其他的部分,能夠應用在先實施方式中說明過的構成要素。
(第一實施方式)
在本實施方式中,對將本發明的送風機應用於沿軸向吹送空氣的軸流送風機1的例子進行說明。首先,利用圖1、2對本實施方式的軸流送風機1的整體結構進行說明。此外,圖1是從空氣流上遊側觀察到的軸流送風機1的主視圖。此外,圖1、2中的表示上下方向的箭頭D1、表示左右方向的箭頭D2、表示前後方向的箭頭D3是表示在將軸流送風機1搭載於車輛的狀態下的方向。
本實施方式的軸流送風機1是安裝於車輛用散熱器2並向散熱器2供給空氣的車輛用送風機。散熱器2是通過車輛行駛用發動機的冷卻水與空氣的熱交換來將冷卻水冷卻的熱交換器。
如圖2所示,軸流送風機1相對於散熱器2配置於車輛後方側的通過散熱器2的空氣流的下遊側。軸流送風機1是吸引並向車輛後方吹出通過散熱器2的空氣的裝置。
軸流送風機1具備軸流風扇10、護罩20、電動機30。電動機30是驅動軸流風扇10旋轉的電動機。電動機30具有旋轉軸31。電動機30通過支架32而固定於護罩20。支架32是支承電動機30的支承部件。
軸流風扇10通過電動機30而以軸流風扇10的軸心CL1為中心旋轉。圖1中的箭頭DR1方向是軸流風扇10的旋轉方向。軸流風扇10構成為具有電動機安裝部11、多個葉片12、環部13。
電動機安裝部11是安裝於電動機30的旋轉軸31的圓筒狀的部件。在電動機安裝部11的側壁的外側支承有多個葉片12。此外,電動機安裝部11也稱為輪轂部。
多個葉片12從電動機安裝部11放射狀地延伸。多個葉片12主要是等間隔地配置於電動機安裝部11的周圍。
環部13是設置於軸流風扇10的外周部的圓環狀的部件。更具體而言,如圖1所示,環部13是以風扇軸心CL1為中心的圓環狀,如圖2所示,環部13是向風扇軸心方向延伸規定長度的圓筒狀的部件。
環部13具有圓筒狀的側壁131。環部13與多個葉片12的各自的外周端部連結。換言之,在環部13的側壁131,形成有與多個葉片12分別連結的連結部132。此外,這裡所說的連結不僅是指分體形成的葉片12與環部13連接的狀態,也包含一體地形成的葉片12與環部13連續的狀態。在本實施方式中,電動機安裝部11、多個葉片12以及環部13是用聚丙烯等的樹脂一體地形成。
在環部13的側壁131的空氣流上遊側端部,形成有剖面圓弧狀的喇叭口133。
護罩20形成供通過散熱器2後的空氣向軸流風扇10流動的空氣流路20c。護罩20由聚丙烯等的樹脂形成。護罩20在散熱器2側形成有供空氣流入的空氣流入口20a,並且在其相反側形成有供空氣流出的空氣流出口20b。在護罩20的內部中的空氣流出口20b側的部分,配置有軸流風扇10。
更具體而言,護罩20具有空氣流入部21、空氣流出部22、中間部23。
空氣流入部21是形成空氣流入口20a的部分。空氣流入部21的空氣流入側與散熱器2連結。空氣流入口20a與散熱器2相對並且沿風扇軸心方向開口。空氣流入口20a的中心位置與風扇軸心CL1一致。
空氣流入口20a的形狀與散熱器2的形狀對應。即,如圖1所示,當從風扇軸心方向看時,空氣流入口20a是沿車輛寬度方向(左右方向)D2延伸的邊比沿車輛的上下方向D1延伸的邊長的橫長的長方形形狀。因此,車輛的左右方向D2上的空氣流入部21的內壁與軸流風扇10的距離L2比上下方向D1上的空氣流入部21的內壁與軸流風扇10的距離L1大。
空氣流出部22是形成有空氣流出口20b的部分,在空氣流出部22的內部配置有軸流風扇10。軸流風扇10旋轉,因此在空氣流出部22中,環部13與護罩20分離並形成有間隙部24。即,按照上述空氣流出部22,在本實施方式中,空氣流出部22在環部13的徑向外側構成與環部13相對的筒狀的部分。
空氣流出口20b沿風扇軸心方向開口。空氣流出口20b的形狀與軸流風扇10的形狀對應。即,當從風扇軸心方向看時,空氣流出口20b是圓形狀。空氣流出口20b的中心位置與風扇軸心CL1一致。
並且,在本實施方式中,為了使空氣流出口20b的半徑與環部件13的下遊側端部的內徑相同,空氣流出部22的空氣流最下遊部221相對於與環部件13相對的部分222更向內側突出。在空氣流出部22的空氣流最下遊部221與環部件13之間,形成有供空氣向間隙部24流入的空氣入口25。
中間部23形成將空氣從空氣流入部21引導到空氣流出部22的空氣流路。在中間部23中,左右方向D2上的空氣流入部21的內壁與軸流風扇10的距離L2從空氣流入部21向空氣流出部22逐漸變小。因此,中間部23的流路剖面積(開口面積)從空氣流入部21向空氣流出部22逐漸變小。
通過使中間部23介於空氣流入部21與空氣流出部22之間,護罩20內部的空氣流路20c的流路剖面積在從空氣流入部21到空氣流出部22的過程中縮小。
在像這樣構成的軸流送風機1中,當通過電動機30的旋轉軸31旋轉而使軸流風扇10旋轉時,如圖2中的箭頭F1所示,通過散熱器2後的空氣被吸入軸流風扇10,並從軸流風扇10與風扇軸心CL1平行地被吹出。
此時,通過軸流風扇10的旋轉來將空氣流路20c內的空氣吹送到空氣流出口20b。因此,在護罩20內,空氣流出口20b側的位置A1處的壓力比軸流風扇10的空氣吸入側的位置A2處的壓力高。因此,如圖2中的箭頭F2所示,從軸流風扇10流出的空氣的一部分從空氣入口25通過間隙部24逆流到軸流風扇10的吸入側。在本實施方式中,在軸流風扇10的外周設置有環部13,因此與未設置有環部13的情況相比,該逆流F2被降低。此外,在環部13的前端側設置有喇叭口133,因此與未設置有喇叭口133的情況相比,與逆流F2合流的軸流風扇10的空氣流入側的紊流被抑制。
接著,利用圖3、4、5對本實施方式的軸流送風機1的主要特徵部分進行說明。
如圖5所示,多個葉片12各自形成有由負壓面121與正壓面122構成的翼面,負壓面121配置於風扇軸心方向上的空氣流上遊側,正壓面122配置於負壓面121的相反側。換言之,多個葉片12各自具有負壓面121與正壓面122,負壓面121形成風扇軸心方向上的一方側的翼面,該一方側是空氣流上遊側,正壓面122形成風扇軸心方向上的另一方側的翼面,該另一方側是負壓面121的相反側。多個葉片12各自還具有位於旋轉方向DR1的前方的前緣部123以及位於旋轉方向DR1的後方的後緣部124。多個葉片12各自具有規定的迎角α、規定的翼弦長L12。
並且,如圖3、4所示,多個葉片12各自具有前緣部123,前緣部123具有鋸齒40。鋸齒40具有多個前端部41與多個凹部42,多個前端部41與多個凹部42沿前緣部123相互交替地排列。此外,在葉片12的負壓面121,設置有從負壓面121的表面突出的多個肋51。
鋸齒40是將三角狀的突起部多個排列而形成。突起部中包含突起部的前端的部分是前端部41,相鄰突起部之間的凹陷是凹部42。
各肋51以前緣部123的凹部42為起點51a,向後緣部124延伸。換言之,各肋51以前緣部123中的與凹部42對應的位置為起點51a,向後緣部124延伸。具體而言,各肋51以前緣部123中的與凹部42對應的位置為起點51a,以後緣部124上的位置為終點51b。例如,此時,各肋51從起點51a到終點51b連續地延伸。換言之,各肋51從前緣部123的凹部42遍及到後緣部124地配置。各肋51相互平行地延伸。
更具體而言,各肋51的起點51a位於凹部42中最深的部分。並且,終點51b是後緣部124上的在以風扇軸心CL1為中心的圓周向上與起點51a對應的點。因此,各肋51向以軸流風扇10的風扇軸心CL1為中心的圓周向平行地延伸。換言之,各肋51的中心軸以軸流風扇10的風扇軸心CL1的位置為中心,並通過各肋51被設置的起點呈圓弧狀地延伸。
在本實施方式中,對於全部多個凹部42,均設置有肋51。因此,鋸齒40的凹部42的個數與肋51的個數一致。
並且,各肋51的高度h1設定為比形成於翼面上的氣流的邊界層高。此外,以葉片12為基準的葉片12周圍的空氣流的相對速度在葉片12的內周側比在外周側慢。因此,後述的在負壓面121上的伴隨有下降流F5的主流F4的流動越靠近葉片12的內周側越難以從負壓面121剝離。因此,即使位於葉片12的內周側的肋51的高度h1比位於葉片12的外周側的肋51的高度h1低,也能夠得到後述由肋51產生的效果。
在此,在本實施方式中,各肋51的高度h1設定為從軸流風扇10的外周側向內周側逐漸變低。換言之,各肋51的高度h1設定為從軸流風扇10的徑向內側(內周側)向徑向外側(外周側)逐漸變高。
在此,將本實施方式的軸流送風機1與圖7所示的比較例的軸流送風機J1相比較。比較例的軸流送風機J1與本實施方式的軸流送風機1的不同點僅在於在葉片12的負壓面121未形成有肋51。
在圖1、2所示的本實施方式的軸流送風機1以及比較例的軸流送風機J1中,流入軸流風扇10的空氣流具有與軸流風扇10的風扇軸心CL1垂直的方向,即,朝向風扇軸心CL1的方向的速度成分。並且,通過軸流風扇10的空氣流的以葉片為基準的相對速度在軸流風扇10的外周側比在內周側快。由此,位於軸流風扇10的外周部分的空氣流變為縮流。此外,作為產生縮流的一個主要原因,例舉有護罩20內部的空氣通路的流路剖面積在從空氣流入部21到空氣流出部22的過程中縮小。
此外,在本實施方式的軸流送風機1以及比較例的軸流送風機J1中,左右方向D2上的空氣流入部21的內壁與軸流風扇10的距離L2比上下方向D1上的空氣流入部21的內壁與軸流風扇10的距離L1大,因此通過軸流風扇10的空氣流在左右方向上的縮流傾向強。即,在本實施方式的結構中,護罩20內部的空氣通路的流路剖面積的縮小程度在左右方向上比上下方向大,因此在左右方向上,縮流傾向強。
並且,在本實施方式的軸流送風機1以及比較例的軸流送風機J1中,在環部13的內周面附近的連結部132的空氣流下遊側的區域A3(參照圖2),產生空氣流的滯流。由於該滯流的產生,上述軸流風扇10的外周側與內周側的流速差擴大,因此助長了軸流風扇10的外周部分的縮流。由此,在本實施方式的軸流送風機1以及比較例的軸流送風機J1中,一個葉片12的翼面上的氣流的方向根據在翼面上的風扇徑向的位置而不同。具體而言,如圖6、8所示,流入葉片12的氣流F3的方向在葉片12的內周側與在外周側不同。流入葉片12的內周側的氣流F3a朝向以風扇軸心CL1為中心的圓的周向,流入葉片12的外周側的氣流F3b比流入葉片12的內周側的氣流F3a更朝向風扇軸心CL1側。
因此,如圖8所示,在比較例中,伴隨有由鋸齒40產生的下降流F5的主流F4在負壓面121上碰撞,並產生氣流的紊流F6。其結果,導致不能充分地發揮鋸齒40的效果,即,抑制主流F4在負壓面121上的剝離的抑制效果。此外,圖8中的下降流F5是在氣流F3流入葉片12的前緣部123時,從前端部41的斜邊部分繞到葉片12的負壓面121側並向負壓面121下降的空氣流。並且,圖8中的主流F4是在葉片12的負壓面121上從頂端部41的頂部朝向葉片12的後緣部124的空氣流。並且,圖8中的一點點劃線是將主流F4的流動方向投影於負壓面121的線。圖6中的一點點劃線與圖8中的一點點劃線相同。
與此相對,如圖6所示,在本實施方式中,通過多個肋51,能夠使在負壓面121上流動的氣流的方向一致,因此能夠防止伴隨有由鋸齒40產生的下降流F5的主流F4的碰撞。因此,能夠發揮由鋸齒40產生的下降流F5所引起的抑制主流F4從負壓面121上剝離的抑制效果。其結果,能夠緩和翼面附近的氣流的紊流,因此使抑制作為噪聲產生的主要原因的翼面壓力變動變得可能,使低噪聲化變得可能。
在此,鋸齒40的頂端部41是在流入葉片12的前緣部123的氣流繞到葉片12的負壓面121側時,產生向葉片12的負壓面121側下降的下降流(縱渦流)的部位。
與此相對,在鋸齒40中,鋸齒40的凹部42是對葉片12的負壓面121側的下降流的產生沒有任何幫助,反而產生使葉片12的負壓面121側的下降流紊亂的氣流的部位。
鑑於該問題,在本實施方式中,將肋51的起點51a設定於鋸齒40的無助於下降流的產生的凹部42。由此,肋51自身不構成阻礙鋸齒40的下降流的產生的主要原因,因此能夠充分地發揮鋸齒40的抑制主流剝離的抑制效果。
並且,在本實施方式中,通過在葉片12的負壓面121側設置肋51,能夠抑制沿葉片12的翼面的氣流與葉片12的外側的氣流(例如,流經間隙部24的氣流)的幹涉。由此,能夠抑制因葉片12的翼面的氣流的紊流而導致的紊流噪聲(寬帶噪聲)的產生。此外,能夠抑制因沿翼面的氣流與葉片12的外側的氣流的幹涉而導致的旋轉噪聲的產生。
尤其是,在本實施方式中,肋51在突出方向上的高度從軸流風扇10的徑向內側向徑向外側逐漸變高,因此能夠更有效地抑制因沿翼面的氣流與葉片12的外側的氣流的幹涉而導致的旋轉噪聲的產生。
(第二實施方式)
本實施方式相對於第一實施方式,減少了肋51的個數,本實施方式其他的結構與第一實施方式相同。
如圖9所示,在本實施方式中,僅將多個肋51相對於鋸齒40的多個凹部42中每隔一個排列的凹部42設置。由此,在本實施方式中,肋51的個數比凹部42的個數少,凹部42的個數與肋51的個數不一致。
如本實施方式這樣,即使肋51的個數比凹部42的個數少,與在負壓面121不設置肋51的情況相比較,也能夠發揮通過由鋸齒40產生的下降流F5而引起的抑制主流F4在負壓面121上剝離的抑制效果。
並且,在負壓面121設置多個肋51會在流經負壓面121上的氣流中產生新的固定壁面,導致來自肋51自身的新的渦流產生。因此,不優選設置不必要的肋51,如本實施方式這樣,優選將設置的肋51的個數設定地儘可能少。因此,根據本實施方式,與相對於全部的凹部41均設置肋51的情況相比較,能夠抑制來自肋51的新的渦流產生。
此外,本實施方式在如下情況有效:即使葉片12的外周側與內周側的氣流的方向的差異小,且不相對於全部的凹部42設置肋51,而僅相對於多個凹部42的一部分設置肋51,也能夠得到充分的抑制主流F4在負壓面121上的剝離的抑制效果。
(第三實施方式)
本實施方式與第二實施方式同樣地相對於第一實施方式減少肋51的個數。此外,鋸齒40中外周部分的肋51的個數比內周部分的肋51的個數多。本實施方式的其他的結構與第一實施方式相同。
如圖10所示,在本實施方式中,除從內周側開始位於第一和第二位置的凹部42以外,分別相對於從外周側開始位於從第一到第五位置的凹部42設置肋51。
在此,將鋸齒40的形成區域中比軸流風扇10的徑向中央位置更靠近軸流風扇10的內周側的部分作為鋸齒40的內周部分。並且,將鋸齒40的形成區域中比軸流風扇10的徑向中央位置更靠近軸流風扇10的外周側的部分作為鋸齒40的外周部分。此時,在本實施方式中,從外周側開始的第一、二、三個凹部42位於鋸齒40的外周部分,從內周側開始的第一、二、三個凹部42位於鋸齒40的內周部分。因此,在本實施方式中,在鋸齒40的外周部分設置有三個肋51,在鋸齒40的內周部分設置有一個肋51。因此,在本實施方式中,鋸齒40的外周部分的肋51的個數比內周部分的肋51的個數多。
如以上說明的那樣,在本實施方式中,僅將多個肋51相對於鋸齒40的多個凹部42中一部分凹部42設置,因此取得與第二實施方式相同的效果。
此外,在本實施方式中,將多個肋51以鋸齒40的外周部分的個數比內周部分的個數多的方式設置。由此,通過下述的理由,在僅將多個肋51相對於多個凹部42中一部分凹部42設置的情況下,能夠充分地發揮抑制主流F4從負壓面上剝離的抑制效果。
軸流風扇10的內周側不容易受到產生於環部13附近的滯流的影響,因此縮流的傾向弱,軸流風扇10的外周側因產生於環部件13附近的滯流的影響,縮流傾向強。因此,通過使鋸齒40的內周部分的肋51的個數少,並使外周部分的肋51的個數多,能夠使流經負壓面121上的氣流的方向一致,從而能夠防止伴隨有由鋸齒40產生的下降流的主流的碰撞。
此外,在本實施方式中,在鋸齒40的外周部分設置有三個肋51,在鋸齒40的內周部分設置有一個肋51,但只要滿足肋51的設置數在鋸齒40的外周部分比內周部分多的關係,也可以改變鋸齒40的外周部分與內周部分各自的肋51的設置數。例如,也可以僅相對於從外周側開始位於第一、二、三個的凹部42設置肋51,從而使鋸齒40的外周部分的肋51的個數為三,內周部分為零。
(第四實施方式)
本實施方式相對於第一實施方式,增加肋52的設置,該肋52設置於葉片12的正壓面122,本實施方式的其他的結構與第一實施方式相同。
如圖11所示,在本實施方式中,與第一實施方式相同,在葉片12的負壓面121上,相對於鋸齒40的全部多個凹部42設置肋51。此外,在葉片12的正壓面122上,相對於鋸齒40的全部多個凹部42也設置肋52。在以下,將設置於負壓面121的肋51稱為第一肋51,將設置於正壓面122的肋52稱為第二肋52。
與第一實施方式相同,以前緣部123的凹部42為起點52a,以後緣部124為終點52b連續地延伸。換言之,以前緣部123中與凹部42對應的位置為起點52a,以後緣部124上的位置為終點52b。此時,與在第一實施方式中說明的多個第一肋51相同,多個第二肋52各自從起點52a到終點52b連續地延伸。但是,多個第二肋52的各自的高度h2均相同,且與位於最外周的第一肋51的高度h1相同。
然而,如第一實施方式那樣,在葉片12的負壓面121與正壓面122中僅在負壓面121設置肋51的情況下,從葉片12的後緣部124噴出的氣流在負壓面121側沿肋51噴出,在正壓面122側隨縮流噴出。因此,導致從葉片12的後緣部124噴出的氣流的方向在正壓面122側與在負壓面121側不同,導致從葉片12的後緣部124噴出的氣流產生紊流。
與此相對,在本實施方式中,在負壓面121設置有多個第一肋51,此外,在正壓面122也設置有多個第二肋52。由此,能夠使從葉片12的後緣部124噴出的氣流的方向在負壓面121側與在正壓面122側相同,能夠使從葉片12的後緣部124噴出的氣流穩定。
此外,在本實施方式中,鋸齒40的凹部42的個數與第一肋51的個數、第二肋52的個數一致,第一肋51與第二肋52一一對應地設置。因此,使從葉片的後緣部124噴出的氣流穩定的效果最好。
並且,在使從葉片12的後緣部124噴出的氣流的方向在負壓面121側與正壓面122側一致的觀點中,希望如同本實施方式,將第二肋52設置為在風扇軸心方向上與第一肋51互相重疊。
(第五實施方式)
本實施方式相對於第四實施方式,減少了第一肋51的個數與第二肋52的個數,本實施方式的其他的結構與第四實施方式相同。
如圖12所示,在本實施方式中,僅將多個第一肋51相對於鋸齒40的多個凹部42中一部分的凹部42設置。具體而言,與第二實施方式相同,僅將第一肋51相對於排列在前緣部123的多個凹部42中每隔一個的凹部42分別設置。因此,根據本實施方式,能夠取得與第二實施方式相同的效果。
並且,在本實施方式中,僅將多個第二肋52相對於鋸齒40的多個凹部42中一部分的凹部42設置。具體而言,第二肋部52相對於從外周側開始的第一、二、三個的凹部42分別設置。
在此,如同第二實施方式的說明,在葉片12的翼面設置多個肋會在流經翼面上的氣流中產生新的固定壁面,導致來自肋自身的新的渦流產生。根據本實施方式,使第二肋52的個數比凹部42的個數少,與相對於全部的凹部42設置第二肋52的情況相比較,能夠抑制來自第二肋52的新的渦流產生。
並且,在本實施方式中,第二肋52的個數比第一肋51的個數少。此外,鋸齒40中外周部分的第二肋52的個數比內周部分的第二肋52的個數多。如同第三實施方式的說明,縮流的傾向在軸流風扇10的外周側比內周側強。在此,在減少第二肋52的個數的情況下,將第二肋52以鋸齒40的外周部分的個數比內周部分的個數多的方式設置是有效的。
(第六實施方式)
本實施方式與第五實施方式同樣地相對於第四實施方式,減少了第一肋51的個數與第二肋52的個數。但是,本實施方式與第五實施方式的不同點在於第二肋52的個數比第一肋51的個數多。
如圖13所示,在本實施方式中,不將多個第一肋51設置於從內周側開始的位於第一、二、三位置的凹部42,而分別相對於從外周側開始的位於第一、二、三、四位置的凹部42設置。並且,不將多個第二肋52設置於位於最內側的凹部42,而相對於從外周側開始的第一、二、三、四、五、六個凹部42設置第二肋52。
像這樣,在本實施方式中,鋸齒40的外周部分的第一肋51的個數比內周部分的第一肋51的個數多。此外,鋸齒40的外周部分的第二肋52的個數比內周部分的第二肋52的個數多。由此,在本實施方式中,也能夠取得與第三、第五實施方式相同的效果。
然而,通過一個葉片12的負壓面121後的氣流到達在軸流風扇10的旋轉方向DR1上的下一個葉片12的正壓面122。因此,在一個葉片12的正壓面122與負壓面121中,縮流、紊流的影響在正壓面122比負壓面121強。
在此,在將多個第二肋52相對於鋸齒40的多個凹部42中一部分的凹部42設置的情況下,如本實施方式這樣,優選使第二肋52的個數比第一肋51的個數多。由此,能夠使流經正壓面122上的氣流的方向一致,因此能夠使從葉片12的後緣部124噴出的氣流的方向在負壓面121側與正壓面122側相同,能夠使從葉片12的後緣部124噴出的氣流穩定。
在此,圖14表示第一實施方式、第六實施方式以及比較例的軸流送風機的噪聲水平的測定結果。此外,比較例的軸流送風機J1是在第一實施方式的軸流送風機1中去除設置於負壓面121的肋51後的軸流送風機。並且,當將鋸齒40的凹部42的個數設為N時,第一實施方式的軸流送風機1中將第一肋51的個數與凹部42的個數設為相同的N,第六實施方式的軸流送風機1中將第一肋51的個數設為N-3,第二肋52的個數設為N-1。
如圖14所示,與比較例相比較,能夠確認第一實施方式的軸流送風機的噪聲被降低,第六實施方式的軸流送風機的噪聲被進一步降低。通過該測定結果,了解到本實施方式能夠最低噪聲化。
(第七實施方式)
接著,利用圖15以及圖16對第七實施方式進行說明。圖15是第七實施方式中葉片12的立體圖。圖16是在圖15的ⅩⅥ-ⅩⅥ線處的剖面圖。此外,圖15所示的ⅩⅥ-ⅩⅥ線是通過葉片12的周向(翼弦方向)的中央部的曲線。因此,圖16表示在周向(翼弦方向)的中央部切斷葉片12時的葉片12的剖面圖。
在本實施方式中,與第一實施方式的不同點在於相對於葉片12的正壓面122增加多個第二凹部53。在本實施方式中,省略對於與第一實施方式相同或等同的部分的說明,或簡略化地說明。
如圖15所示,在本實施方式中,與第一實施方式同樣地以與鋸齒40的各凹部42全部對應的方式將肋51設置於葉片12的負壓面121側。
在此,如第四實施方式說明的那樣,在葉片12的負壓面121側與正壓面122側,氣流的方向有不同的傾向。並且,若葉片12的負壓面121側與正壓面122側的氣流的方向不同,則當負壓面121側的氣流與正壓面122側的氣流在葉片12的後緣部124交叉時,產生作為噪聲產生的主要原因的三維的渦流。
在此,如圖16所示,在葉片12的正壓面122上,與設置於葉片12的負壓面121側的各肋51對應,設置有多個向負壓面121側凹陷的第二凹部53。即,在本實施方式中,相對於鋸齒40全部的凹部(第一凹部)42均形成有第二凹部53。因此,在本實施方式中,鋸齒40的第一凹部42的個數與第二凹部53的個數一致。
各第二凹部53實現使葉片12的正壓面122側的氣流整流的功能。在此,各凹部53以葉片12的正壓面122側的前緣部123的第一凹部42為起點52a,以後緣部124為終點52b,連續地延伸。換言之,以葉片12的正壓面122側的前緣部123中與第一凹部42對應的位置為起點52a,以後緣部124上的位置為終點52b。本實施方式的各第二凹部53從起點52a到終點52b連續地延伸。具體而言,本實施方式的各第二凹部53沿以軸流風扇10的風扇軸心CL1為中心的圓周向延伸。
在本實施方式中,用剖面V字狀的槽構成各第二凹部53。並且,在確保葉片12的強度的觀點中,希望將各第二凹部53的寬度設定為肋51的寬度以下,並且將各第二凹部53的深度設定為葉片12的板厚的一半以下。
本實施方式的其他的結構與第一實施方式相同。根據本實施方式的結構,能夠通過多個肋51來抑制伴隨有由鋸齒40產生的下降流的主流的碰撞,因此能夠發揮鋸齒40的抑制主流剝離的抑制效果。
並且,在本實施方式中,配置成相對於葉片12的正壓面122設置多個第二凹部53的結構。由此,葉片12的正壓面122側的氣流通過沿各第二凹部53從鋸齒40的凹部42向葉片12的後緣部124流動而被整流。因此,葉片12的負壓面121側與正壓面122側的氣流的方向容易一致,能夠抑制當負壓面121側的氣流與正壓面122側的氣流在葉片12的後緣部124交叉時的三維的渦流的產生。
其結果,能夠充分地抑制由葉片12的翼面的氣流的紊流而導致的噪聲的產生。此外,通過抑制葉片12的翼面的氣流的紊流,能夠抑制電動機30的驅動轉矩,因此能夠實現軸流送風機1的風扇效率的提高。
此外,在本實施方式中,肋51的個數、第二凹部53的個數與鋸齒40的凹部42的個數一致,肋51與第二凹部53一一對應地設置。因此,使從葉片12的後緣部124噴出的氣流穩定的效果最高。
並且,在使從葉片12的後緣部124噴出的氣流的方向在負壓面121側與正壓面122側一致的觀點中,希望如同本實施方式這樣,將第二凹部53設置為在風扇軸心方向上與肋51重疊。這在抑制伴隨第二凹部53的形成而導致的葉片12的強度降低的觀點中同樣有效。
(其他的實施方式)
本發明不限定於上述的實施方式,如下所述,在不脫離本發明主旨的範圍內能夠進行適當的變更。
(1)在上述各實施方式中,肋(第一肋)51以及第二肋52都以凹部42為起點,以後緣部124為終點51b、52b,但如圖17所示,也能夠以葉片12的前緣部123與後緣部124之間的位置為終點51b、52b。即,在上述各實施方式中,第一肋51以及第二肋52都是向翼弦長方向的全範圍延伸的形狀,但也可以是從凹部42僅向翼弦長方向的一部分的範圍延伸的形狀。
即使如此,與不在葉片12的翼面121、122設置肋51、52的情況相比較,能夠使翼面上的氣流的方向一致,因此能夠得到與上述各實施方式相同的效果。但是,在提高使翼面上的氣流的方向一致的效果的觀點中,第一肋51以及第二肋52優選兩者都以後緣部124的位置為終點51b、52b。
並且,在上述各實施方式中,第一肋51以及第二肋52兩者都是為沿圓弧狀延伸的形狀,但只要是向後緣部124延伸的形狀,也可以是其他的形狀。例如,第一肋51以及第二肋52也可以是在以風扇軸心CL1為中心並通過各肋51、52的起點51a、52a的圓上與通過起點51a、52a的切線平行延伸的形狀。像這樣,第一肋51以及第二肋52也可以是直線狀延伸的形狀。
(2)在上述各實施方式中,肋51(第一肋51)的起點51a位於凹部42的最深的部分,但只要在能夠防止伴隨有由鋸齒40產生的下降流F5的主流F4的碰撞的範圍內,也可以從凹部42的最深的部分偏離。該情況對於第四~第六實施方式中的第二肋52的起點52a也相同。
(3)在上述各實施方式中,相對於一個葉片12設置的肋(第一肋)51的個數為多個,但也可以變為一個。同樣,也可以將相對於一個葉片12設置的第二肋52的個數變為一個。此外,在該情況下,由於在葉片12的內周側與外周側流經翼面上的氣流的方向不同,因此優選將第一肋51、第二肋52設置於鋸齒40的中央部。即使如此,與不在葉片12的翼面121、122設置肋51、52的情況相比較,能夠使翼面上的氣流的方向一致,因此能夠得到與上述各實施方式相同的效果。
(4)在上述各實施方式中,將肋(第一肋)51設置於全部多個葉片12,但也可以僅相對於多個葉片12的一部分設置第一肋51。同樣,也可以僅相對於多個葉片12的一部分設置第二肋52。即使如此,與不在葉片12的翼面121、122設置肋51、52的情況相比較,能夠使翼面上的氣流的方向一致,因此能夠得到與上述各實施方式相同的效果。
(5)在上述各實施方式中,鋸齒40設置於葉片12的前緣部123的一部分,但也可以設置於前緣部123的全部。並且,鋸齒40的前端部41是頂部尖的三角形狀,但也可以是頂部具有圓形的形狀。同樣,鋸齒40的凹部42也可以是底部具有圓形的形狀。
(6)上述各實施方式的葉片12不取決於是直翼、前進翼還是後退翼等。對於任何一種葉片,在葉片12的翼面上的氣流的方向不同且在葉片12的內周側與外周側流經翼面上的氣流的方向不同的情況下,本發明的應用有效。
(7)在上述各實施方式中,相對於具有護罩20以及環部13的軸流送風機1應用本發明,但相對於不具有護罩20以及環部13的一方或兩方的軸流送風機1也能夠應用本發明。即,本發明能夠應用於一個葉片的翼面上的氣流的方向根據翼面上的風扇徑向的位置而不同的軸流送風機。
(8)在上述第七實施方式中,將凹部53設置為在葉片12的正壓面122側從前緣部123向後緣部124連續地延伸的形狀。但是,也可以是一部分不連續的形狀。
並且,如第七實施方式那樣,希望與設置於葉片12的負壓面121側的肋51對應,在正壓面122形成多個第二凹部53,但只要設置一個以上第二凹部53即可。例如,也可以對應於相鄰的肋51的一方形成第二凹部53,使第二凹部53的個數比肋51的個數少。此外,只要從後緣部124噴出的氣流的方向在葉片12的負壓面121側與正壓面122側變為相同的方向,則第二凹部53的形狀不限於圓弧狀,也可以是直線狀。
此外,在第七實施方式中,用剖面V字狀的槽構成第二凹部53。但是,例如,也可以用剖面為U字狀的槽、剖面為四邊形的槽構成第二凹部53。
並且,在第七實施方式中說明的第二凹部53是與在第四~六實施方式中說明的第二肋52同樣地使葉片12的正壓面122側的氣流整流的結構。因此,也可以將第四~六實施方式的第二肋52調換為第二凹部53。
(9)在上述各實施方式中,相對於具備軸流風扇10的軸流送風機1應用本發明的送風機。但是,例如,也可以將本發明的送風機應用於具備離心風扇、貫流風扇等的送風機。
(10)在上述各實施方式中,相對於冷卻發動機的冷卻模塊的送風機應用本發明的送風機。但是,本發明的送風機可以相對於在車輛用的空調裝置中使用的送風機應用,也可以相對於用於車輛用以外的家庭用、工業用的送風機應用。
(11)上述各實施方式並不是相互無關的,除了明顯不可能組合的情況,能夠進行適當地組合。並且顯而易見,在上述各實施方式中,除了特別明確表示是必須的情況以及從原理上被認為是必須的情況等,構成實施方式的要素並不是必須的。