专利名称：轴流风扇的制作方法
技术领域：
本发明涉及风扇、换气扇、取暖器等需要送出空气的设备的送风部的轴流风扇的形状。
背景技术：
图3以及图4是以往型的有5个扇叶的轴流风扇的说明图，图3是以往型5个扇叶风扇的正面图，图4是以往型5个扇叶的轴流风扇的立体图。图14是表示使得以往型5 个扇叶的轴流风扇回转时产生的风的扩散图。图16是保留以往型轴流风扇的扇叶形状，增加扇叶个数时的轴流风扇的说明图。以往，在一般的风扇等中，大多采用3个至5个扇叶的轴流风扇，特别是如图3和图4所示的5个扇叶的轴流风扇，由于制造上成形也容易，该形状多年没有发生变化的状况持续。而且，如图14所示，当直径30cm的5个扇叶以每分钟800转回转时，从该以往型轴流风扇产生的风，在从轴流风扇正面离开3米的地方，成为风的面积为直径50cm，几乎没扩散的风19。但是，在例如风扇中，如一般带有摇头功能那样，大多需要将产生的风送向宽广范围。另外，即使取暖器，为了使得热量扩散到居住空间，使用鼓风机，这种场合，送风范围宽广也容易将热量向空间传递。由此，为了送风利用轴流风扇的设备场合，可见使用时产生的风的面积大者，大多状况良好。如果使得例如巨大的轴流风扇回转，则可以得到大面积的风，但是，将其设置在现有的具有鼓风功能的器具的送风部，在器具被限定的空间中，不现实。因此，较好的是，希望不改变轴流风扇的直径，增大产生的风的扩散，即增大风的面积。还有，当转速相同场合，扇叶的面积越大，从轴流风扇产生的风量也越大。这样，若使得扇叶面积比5个扇叶等的以往型轴流风扇大的轴流风扇回转，则为了得到相同风量，以低于5个扇叶等的以往型轴流风扇的转速就行，具有实现噪音改善和消耗功率改善的可能性。但是，现在，在风扇、换气扇、取暖机等的轴流风扇中，几乎没有超过5个扇叶的轴流风扇，且也没有明显增大扇叶面积的轴流风扇。其主要原因可以考虑如下为了设计效率良好的轴流风扇，需要流体力学的知识等，且流体力学本身有很多未搞清楚的部分等，容易预见设计上的困难，预测批量生产时的问题等。例如，图16所示，为了增加轴流风扇的扇叶面积，一般，使得5个扇叶的轴流风扇 10的扇叶形状保持原样，而增加扇叶个数设为形状21场合，在扇叶根部，从轴流风扇正面看时，扇叶之间出现重叠22。在塑料成型时等使用批量生产时采用的二分割注塑成型模具场合，出现下切部，考虑批量制造场合，这不现实。另外，作为这种情况的一个解决对策，容易想到减细扇叶根部，使得扇叶之间不重叠，但是，回转时越接近扇叶外周的部分，受到的负荷越大，为了避免重叠使得扇叶根部变细，仅仅用该变细的根部支承上述扇叶外周，存在强度问题。因此，较好的是，在作为一般的批量生产方法的将模具分割为二的注塑成型加工可制造的形状中，希望既保持轴流风扇本身的强度，又增加轴流风扇的扇叶数量和面积。专利文献1 特开平10-14U85号公报专利文献2 特开2000-120590号公报专利文献3 特开2002-221191号公报专利文献4 特开2004-060447号公报
发明内容
本发明想要解决的课题在于，在为了送风而使用的轴流风扇中，尽管大多场合要求更大面积的风，但以往的轴流风扇不能提供上述要求，以及为了制造增大风量、低转速、 低噪音、节能型的轴流风扇，欲增加扇叶面积场合，既要求批量生产时的效率、又要求轴流风扇本身的强度，两者兼得很困难。为了解决上述课题的手段如下本发明轴流风扇特征在于该轴流风扇包括回转轴部，安装在回转驱动手段的回转轴；内侧扇叶群，与该回转轴部同轴地设在该回转轴部外侧；以及外侧扇叶群，与该内侧扇叶群同轴地设在该内侧扇叶群的外侧；该内侧扇叶群由以该回转轴部为中心放射状设置的多个内侧扇叶构成，该外侧扇叶群由以该回转轴部为中心放射状设置的多个外侧扇叶构成。即，本发明的特征在于在一边增大扇叶面积一边批量生产时的注塑成形加工时，为了能用上下二分割式的模具制造，设有回转轴部，相对回转轴成为同心圆、位于该回转轴部和风扇外周之间的中间环，将该回转轴部作为根部、达到该中间环的内侧扇叶群，将该中间环作为根部、达到风扇外周的外侧扇叶群；将该内侧扇叶群和该外侧扇叶群的数量、面积、形状、角度设为不同， 通过将该内侧扇叶群和该外侧扇叶群设为各自无关连的形状，从风扇正面看时，成为扇叶之间不重叠的形状，并且，该中间环能增加风扇整体的强度。又，本发明轴流风扇的特征在于通过将该内侧扇叶群和该外侧扇叶群的扇叶数量、面积、形状、角度设为不同，当风扇回转时，能使得从该内侧扇叶群产生的风的风速和从该外侧扇叶群产生的风的风速不同。即，本发明轴流风扇包括回转轴部；中间环，相对回转轴成为同心圆，位于该回转轴部和风扇外周之间；内侧扇叶，根部与该回转轴部结合，朝着以回转轴为中心时的放射方向延伸，达到该中间环，与该中间环结合；多个内侧扇叶群，使得该内侧扇叶成为朝着以回转轴为中心时的回转方向连续复制的形状；外侧扇叶，根部与该中间环结合，朝着以回转轴为中心时的放射方向，从正面看时，一边扩展一边达到风扇外周；多个外侧扇叶群，使得该外侧扇叶成为朝着以回转轴为中心时的回转方向连续复制的形状。又，本发明的轴流风扇特征在于该内侧扇叶和该内侧扇叶群相对回转方向具有迎角，与该回转轴部结合，该外侧扇叶和该外侧扇叶群相对回转方向具有迎角，与该中间环结合，该内侧扇叶的相对回转方向的前缘和该外侧扇叶的相对回转方向的前缘从风扇正面看时成为不连续的线，该内侧扇叶的相对回转方向的后缘和该外侧扇叶的相对回转方向的后缘从风扇正面看时成为不连续的线，该内侧扇叶组和该外侧扇叶群分别独立。与该中间环连结的内侧扇叶群和外侧扇叶群可以根据设计意图分别设定各自的数量、面积、角度、形状。在此，较好的是，将该内侧扇叶的迎角设为h，该外侧扇叶的迎角设为Ci2时，该迎角、和该迎角CI2具有αι< %的关系。在此，该内侧扇叶的迎角因场所不同场合，迎角α工为作为平均值的迎角，该外侧扇叶的迎角因场所不同场合，迎角α 2为作为平均值的迎角。又，较好的是，将该内侧扇叶的合计面积设为S1,该外侧扇叶的合计面积设为&时， 该面积S1和该面积&具有S1 < S2的关系。并且，较好的是，由该内侧扇叶群形成的风的速度V1和由该外侧扇叶群形成的风的速度\，具有1. < V2的关系。又，较好的是，从正面看轴流风扇时，内侧扇叶群的邻接的内侧扇叶间的间隙的合计面积\和内侧扇叶的合计面积S1之间的关系，具有12Si的关系。这是由于如以往技术的轴流风扇那样，若内侧扇叶之间的间隙大，则由外侧扇叶群形成的速度快且强的风， 从内侧扇叶之间的间隙吸入空气，该空气与由内侧扇叶形成的风合流使风速提高，因此，在内侧扇叶区域形成的风的速度和在外侧扇叶区域形成的风的速度的差不会过大。又，该中间环可以看作轴流风扇的回转轴和风扇外周的同心圆，在将其投影图作为正面时的侧面，其截面即使不是板状，也可以是椭圆，翼截面等其他形状。下面说明本发明的效果。图1和图2是表示本发明涉及的轴流风扇的图，图1是本发明涉及的轴流风扇的正面图，图2是本发明涉及的轴流风扇的立体图和电机的说明图。图3和图4是以往型的具有5个扇叶的轴流风扇的说明图。图14是表示使得以往型的5个扇叶的轴流风扇回转时产生的风的扩散的图。图15是表示使得本发明涉及的轴流风扇回转时产生的风的扩散的图。按照本发明，通过使中间环1的内侧扇叶2群和外侧扇叶3群的扇叶的个数、角度、形状各自不同，能使得回转时由中间环1的内侧和外侧挤出的风量不同，即，作为一个轴流风扇7回转时，可以改变在中间环1的内侧11和外侧12产生的风的风速，在轴流风扇正面的极近距离部位，可以使从中间环1的内侧11和外侧12各自挤出的空气产生密度差， 由此，使得从中间环的内侧11和外侧12产生的各自的风相互影响，具有能将通常只平缓地扩散行进的朝风的扩散方向的运动19变化到朝不同方向的运动的效果。另外，按照本发明，根据设计意图调整中间环1的内侧扇叶2群和外侧扇叶3群的各自扇叶的个数、角度、形状，当作为一个轴流风扇7回转时，可以调整中间环的内侧扇叶群和外侧扇叶群各自产生的风速的差，具有能有意识地调整因该差值产生的从轴流风扇正面产生的风的方向的变化的效果。又，按照本发明，根据设计意图，设定中间环1的外侧和内侧的各自扇叶群的个数、面积、形状，使得从中间环1的外侧12产生的风的风速V2比从中间环1的内侧11产生的风的风速V1明显快场合，由于在回转的轴流风扇正面的极近距离位置挤出的流体产生的密度差，从中间环1的外侧产生的风被引到从中间环1的内侧产生的密度低的风，可以使通常平缓地扩散行进的运动19改变为被卷入内侧方向行进的运动30，风从回转的轴流风扇正面集聚在例如数十厘米的近距离位置31，由于从回转的轴流风扇产生的涡流的运动能量，以及风聚集到一处的反作用，此后，改变为风大扩散行进的运动20，在从回转的轴流风扇正面离开例如:3m等的地方，与以往型的轴流风扇的风的扩散相比，具有可以使得大面积风发生的效果。即，按照本发明，根据设计意图，设定中间环1的外侧和内侧的各自的扇叶群的个数、面积、形状，在从回转的轴流风扇正面离开例如:3m的地方，与以往的3个或5个扇叶的轴流风扇10以相同转速回转时产生的风的面积相比，具有可以使得5倍以上的宽广面积的风产生的效果。又，按照本发明，从正面看时，内侧扇叶2的相对回转方向36的前缘32和外侧扇叶3的相对回转方向36的前缘33设为不连续的线，并且，从正面看时，内侧扇叶2的相对回转方向36的后缘34和外侧扇叶3的相对回转方向36的后缘35设为不连续的线，可以将内侧扇叶2群和外侧扇叶3群设为相互独立的形状，例如，即使增加中间环1的外侧扇叶 3群的个数，增大外侧总扇叶面积的情况下，也可以减少与回转轴连结的中间环1的内侧扇叶2群的个数，因此，排除在回转轴附近的扇叶之间的重叠，具有既能使得批量生产时的注塑成型容易，且可增大轴流风扇全体的总扇叶面积的效果。另外，按照本发明，中间环1自身使得轴流风扇全体的物理强度增加，即使在增大轴流风扇扇叶的总面积的情况下，用塑料注塑成型等一般的批量生产方法制造场合，也有能使其具有足够强度的效果。还有，按照本发明，在中间环1的内侧和外侧，各自的扇叶群形状不必是放射状地连续形成，可以独立，不必考虑批量生产时成为问题的扇叶的重叠，可以制造增多全体扇叶个数和增大扇叶总面积的轴流风扇，使其回转时，与以往的3个或5个扇叶的轴流风扇以相同转速回转时相比，具有可以使得风量多的风产生的效果。还有，按照本发明，在中间环1的内侧和外侧，能不考虑根部的扇叶重叠，不考虑制造后的强度不足问题，设定各自扇叶群的扇叶数量，因此，可显著增加扇叶的数量，例如， 从感觉上说，相比3个扇叶，5个扇叶的轴流风扇产生的风感到柔和，能使用比5个多的扇叶，具有能产生更柔和风的效果。
图1是本发明涉及的轴流风扇的正面图。图2是本发明涉及的轴流风扇和电机的立体图。图3是以往型的5个扇叶型的轴流风扇的正面图。
图4是以往型的5个扇叶型的轴流风扇的立体图。图5是本发明涉及的轴流风扇的三视图。图6是轴流风扇和用于安装轴流风扇的电机及其支承装置的说明图。图7是将本发明涉及的轴流风扇安装于风扇型电机支承装置的装置说明图。图8是将由以往型的5个扇叶构成的一般的轴流风扇安装于风扇型电机支承装置的装置说明图。图9是在测量轴流风扇的送风范围时使用的测量点的立体图。图10是从上方看测量轴流风扇的送风范围时使用的测量点的图。图11是本发明涉及的中间环设为多个时的轴流风扇的说明图。图12是将本发明涉及的轴流风扇安装于换气扇的说明图。图13是利用本发明涉及的轴流风扇的取暖器的说明图。图14是表示使得以往型5个扇叶的轴流风扇回转时产生的风的扩散的说明图。图15是表示使得本发明涉及的轴流风扇回转时产生的风的扩散的图。图16是使得以往型的轴流风扇的扇叶形状保持原状态，增加扇叶个数时的轴流风扇的说明图。符号说明如下1-中间环2-中间环的内侧扇叶3-中间环的外侧扇叶4-轴流风扇的回转轴部5-电机6-电机的回转轴7-本发明涉及的轴流风扇8-电机的支承装置9-安装本发明涉及的轴流风扇的风扇型送风装置10-由以往型的5个扇叶构成的一般的轴流风扇11-风速测量点12-风速测量点13-安装由以往型的5个扇叶构成的一般的轴流风扇的风扇型送风装置14-风速测量点15-风速测量点16-风速测量点17-安装本发明涉及的轴流风扇的换气扇型送风装置18-将本发明涉及的轴流风扇安装在送风功能部的取暖装置19-使得以往型的5个扇叶的轴流风扇回转时的风的扩散20-使得本发明涉及的轴流风扇回转时的风的扩散21-使以往型的5个扇叶的扇叶形状为原状态，扇叶增加到10个场合的轴流风扇22-从正面看时扇叶之间重叠部分23-中间环设为多个的本发明涉及的轴流风扇
24-本发明涉及的轴流风扇正面的极近距离位置的轴附近空间25-本发明涉及的轴流风扇正面的极近距离位置的外周附近空间30-使得本发明涉及的轴流风扇回转时的近距离的风的方向31-使得本发明涉及的轴流风扇回转时的风聚集位置
具体实施例方式下面，参照附图详细说明本发明的实施形态。在用于送风的轴流风扇中，以不改变轴流风扇的外径大小和转速、使得产生面积大、风量多、柔和的风为目的，在回转轴和风扇的外周之间设置与回转轴成同心圆的中间环，且将中间环内侧和外侧的各自扇叶群设为任意的形状、数量、面积的轴流风扇形状，既能很容易地实现批量生产、同时解决轴流风扇自身的强度问题。[实施例1]图1是本发明涉及的轴流风扇的正面图，图2是本发明涉及的轴流风扇和电机的立体图，图3是以往的5个扇叶型的轴流风扇的正面图，图4是以往的5个扇叶型的轴流风扇的立体图，图5是本发明涉及的轴流风扇的三视图，图6是用于安装轴流风扇的电机及其支承装置的说明图，图7是将本发明涉及的轴流风扇安装于风扇型电机支承装置的装置说明图，图8是将以往型的由5个扇叶构成的一般的轴流风扇安装于风扇型电机支承装置的装置说明图，图9和图10是在测量轴流风扇的送风范围时使用的测量点的说明图。图14 是表示使得以往型5个扇叶的轴流风扇回转时产生的风的扩散的说明图。图15是表示使得本发明涉及的轴流风扇回转时产生的风的扩散的图。在这些图中，符号1是位于轴流风扇的回转轴和风扇外周之间，与回转轴成为同心圆的中间环，在本实施例中，中间环1的直径为17cm。符号2是中间环1的内侧扇叶，且包含相连的扇叶群，中间环1的内侧扇叶群的个数为5个。符号3是中间环1的外侧扇叶， 且包含相连的扇叶群，中间环1的外侧扇叶群的个数为9个。且设有与电机5的回转轴6 通过螺钉等结合的轴流风扇的回转轴部4。中间环1、内侧扇叶2和与其相连的内侧扇叶群、外侧扇叶3和与其相连的外侧扇叶群、以及回转轴部4，作为一个塑料成型品结合，作为一个直径30cm的轴流风扇7回转。另外，轴流风扇7为了增大回转时产生的风量，在中间环1的内侧扇叶2群和外侧扇叶3群中，设定使得各扇叶面积变大。另外，设定各扇叶的形状和角度，使得中间环1的内侧和外侧的扇叶群回转时各自产生的风的风速的差变大，即使得从外侧扇叶3的群产生的风的速度V2大于从内侧扇叶2的群产生的风的速度义。将轴流风扇7安装于电机5的电机回转轴6，通过用螺钉等将其固定在支承装置 8，准备风扇型的送风装置9。接着，使送风机9的轴流风扇7以每分钟800转进行回转，以离开轴流风扇7的正面Icm的距离，在成为从内侧扇叶2和与其相连的内侧扇叶群的风的发生部的位置，即，在从回转轴向风扇的外周方向移动4cm的位置11测量其风速，同时，在成为从外侧扇叶3和与其相连的外侧扇叶群的风的发生部的位置，即，在从回转轴向风扇的外周方向移动IOcm 的位置12也测量风速，结果表示在表1中。风速的值为在各位置持续测量1分钟时，使用其平均值。
表1从回转轴向外径方向从回转轴向外径方向
本发明涉及的移动4cm的位置11移动IOcm的位置12轴流风扇73. 58m/s6. 23m/s 接着，准备由以往型的5个扇叶构成的直径30cm的一般的轴流风扇10，将其安装于电机5的电机回转轴6，利用螺钉等将其固定安装到支承上述各部分的装置8，准备风扇型的送风装置13。下面，使送风机13的轴流风扇10以每分钟800转进行回转，为了与表1对应，以离开轴流风扇10的正面Icm的距离，在从回转轴向风扇的外周方向移动km的位置14测量其风速，同时，在从回转轴向风扇的外周方向移动IOcm的位置15也测量风速，结果表示在表2。风速的值为在各位置持续测量1分钟时，使用其平均值。表2
由以往型的5个扇叶构成的轴流风扇10从回转轴向外径方向移动4cm的位置14从回转轴向外径方向移动IOcm的位置153. 30m/s4. 29m/s比较表1和表2，从回转轴向风扇的外周方向移动4cm的位置和移动IOcm的位置的风速的差异，表1场合为1. 74倍，表2场合为1. 3倍，由此可知，表1的由本发明构成的轴流风扇7与表2的由以往型的5个扇叶构成的轴流风扇10相比，回转时从轴流风扇的外周附近产生的风的风速，和从回转轴附近产生的风的风速的差变大。这时，表2所示的由以往型的5个扇叶构成的轴流风扇10，从风扇外周附近产生的风的风速和从回转轴附近产生的风的风速的差小，如图14所示，产生具有平稳扩散方向19 的风。还有，表1所示的本发明涉及的轴流风扇7，从风扇外周附近产生的风的风速和从回转轴附近产生的风的风速的差变大，因此，回转时，如图5所示，在风扇正面的极近距离位置的轴附近空间M和风扇的外周附近空间25中，挤出空气的批量生产生大的差异，即， 空气密度产生差异。并且，由于挤出空气产生密度差，从中间环1外侧产生的风，被引至从中间环1内侧产生的低密度风，通常平缓地扩散行进的运动19变化为向内侧方向卷入行进的运动30，风在离开轴流风扇7的正面约40cm的近距离位置31聚集，由于风聚集到一处的反作用，此后，风变化为大扩散行进的运动20。以下，记载有关该风扩散的测量结果。下面，将送风机9的轴流风扇7的回转轴设为水平，将其高度设为离地面60cm，以每分钟800转进行回转。为了调查风的扩散，在与轴流风扇7的回转轴相交的水平面，在轴流风扇7的正面方向，设定如图9以及图10所示的网眼状的测量间隔，设定以黑点16表示的多个测量点，在各点16测量风速，结果表示在表3。风速的值为在各位置持续测量2分钟，使用其平均值。表3 单位m/s
权利要求
1.一种轴流风扇，其特征在于该轴流风扇包括回转轴部，安装在回转驱动手段的回转轴；内侧扇叶群，与该回转轴部同轴地设在该回转轴部外侧；以及外侧扇叶群，与该内侧扇叶群同轴地设在该内侧扇叶群的外侧；该内侧扇叶群由以该回转轴部为中心放射状设置的多个内侧扇叶构成，该外侧扇叶群由以该回转轴部为中心放射状设置的多个外侧扇叶构成；由该内侧扇叶群形成的风的速度V1和由该外侧扇叶群形成的风的速度V2，具有1.5Vi < V2的关系。
2.根据权利要求1记载的轴流风扇，其特征在于上述内侧扇叶和上述外侧扇叶相对回转方向具有迎角，将该内侧扇叶的迎角设为α ” 该外侧扇叶的迎角设为α 2时，该迎角α ！和该迎角α 2具有α工< α 2的关系。
3.根据权利要求1或2记载的轴流风扇，其特征在于将上述内侧扇叶的合计面积设为S1，上述外侧扇叶的合计面积设为&时，该面积S1和该面积&具有S1 < S2的关系。
4.根据权利要求1至3中任一个记载的轴流风扇，其特征在于上述外侧扇叶群通过中间环设在上述内侧扇叶群的外侧。
5.根据权利要求1至4中任一个记载的轴流风扇，其特征在于从正面看轴流风扇时，上述内侧扇叶群的邻接的内侧扇叶间的间隙的合计面积\和上述内侧扇叶的合计面积S1之间的关系，具有Sg < 0. 12Si的关系。
6.根据权利要求1至5中任一个记载的轴流风扇，其特征在于上述内侧扇叶的相对回转方向的前缘和上述外侧扇叶的相对回转方向的前缘从风扇正面看时成为不连续的线，上述内侧扇叶的相对回转方向的后缘和上述外侧扇叶的相对回转方向的后缘从风扇正面看时成为不连续的线。
全文摘要
在风扇或取暖器等的用于送风的轴流风扇中，在与以往型的直径和转速相同时，能用二分割式模具制造，使得增大在前方产生的风的面积及风量，且保持风扇自身强度状态下，容易批量生产。本发明轴流风扇包括安装在回转驱动手段的回转轴的回转轴部，与该回转轴部同轴地设在该回转轴部外侧的内侧扇叶群，与该内侧扇叶群同轴地设在该内侧扇叶群外侧的外侧扇叶群；该内侧扇叶群由以该回转轴部为中心放射状设置的多个内侧扇叶构成，该外侧扇叶群由以该回转轴部为中心放射状设置的多个外侧扇叶构成；通过设计该内侧扇叶和该外侧扇叶的数量、面积、角度、形状，由该内侧扇叶群形成的风的速度V1和由该外侧扇叶群形成的风的速度V2，具有1.5V1＜V2的关系。
文档编号F04D29/38GK102227562SQ201080003301
公开日2011年10月26日 申请日期2010年6月24日 优先权日2009年6月28日
发明者寺尾玄 申请人:博姆达株式会社