叶轮以及使用了该叶轮的轴流鼓风机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于换气扇、空调装置的叶轮以及使用了该叶轮的轴流鼓风机。
【背景技术】
[0002]以往，用于换气扇、空调装置等的轴流鼓风机具有如下结构:在壳体形成周缘具有喇叭口形状的开口，并在开口配置了具有旋转叶片的叶轮。在该轴流鼓风机中，主要是为了低噪声化，旋转叶片的一部分配置成突出到比喇叭口的高度高的位置。另外，在旋转叶片配置成不从喇叭口端部突出的情况下，通过将喇叭口的吸入侧的曲率形成得大而实现了低噪声化。
[0003]另外，提出了通过使叶轮的旋转叶片的形状为规定的三维曲面形状来实现低噪声化和高效率化(例如参照专利文献I 一 3)。在专利文献I中公开了如下内容:通过使连结叶片周缘部和叶片与毂部连接的连接位置的直线形成为规定的角度并且使叶片形成为规定的叶片安装角来抑制噪声。在专利文献2中公开了如下内容:减小吸入方向的前倾角并增大旋转方向前掠角来抑制噪声。在专利文献3中公开了一种轴流鼓风机，该轴流鼓风机具有如下叶片:使从毂部到规定的位置的第一区域的第一前倾角为恒定，并且使位于比第一区域靠外周侧的第二区域的第二前倾角形成得比第一前倾角大。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特公平2-2000号公报
[0007]专利文献2:日本特开平11-303794号公报
[0008]专利文献3:日本特许第3203994号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]如上述的专利文献I 一 3那样，通过使叶片形状为规定的三维立体形状，实现了低噪声化和高效率化，但对于在前缘外周附近的从叶片侧面的吸入并没有进行充分的考虑。
[0011]本发明是为了解决如上所述的课题而完成的，其目的在于提供一种考虑到横向吸入并能够实现低噪声化和高效率化的轴流鼓风机。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]本发明的旋转叶片具备:毂部，其具有圆柱状的外形；以及多个旋转叶片，其呈放射状地安装于毂部，旋转叶片具有:第一区域，其从连接到毂部的内周缘到规定的半径位置且具有第一叶片安装角分布；以及第二区域，其从与第一区域邻接的规定的半径位置到外周缘，且具有与第一叶片安装角分布不同的第二叶片安装角分布，第二叶片安装角分布具有叶片安装角从在第二区域内叶片安装角为极大的极大半径位置向外周缘减小的分布。
[0014]发明的效果
[0015]根据本发明的旋转叶片，将存在横向吸入的旋转叶片的第二区域的叶片安装角设为具有适合于与横向吸入量的流量增加相应的角度这样的第二叶片安装角分布，从而能够防止在叶片外周附近的流动的剥离，因此能够实现因横向吸入引起的噪声的减小以及高效率化。
【附图说明】
[0016]图1A是表示本发明的轴流鼓风机的实施方式I的立体图。
[0017]图1B是表示本发明的轴流鼓风机的实施方式I的立体图。
[0018]图2是表示本发明的叶轮的实施方式I的俯视示意图。
[0019]图3是表示本发明的叶轮的实施方式I的侧视示意图。
[0020]图4是图2的叶轮的旋转叶片在规定的半径位置处的圆筒截面展开图。
[0021]图5是表示图2的旋转叶片的叶片安装角度分布的图表。
[0022]图6是图2的旋转叶片在第一区域的半径位置Rl处的圆筒截面展开图。
[0023]图7是图2的旋转叶片在第二区域的半径位置R2处的圆筒截面展开图。
[0024]图8是表示比较例的叶轮的一例的侧视示意图。
[0025]图9是表示在未考虑横向吸入的情况下的相对速度矢量的示意图。
[0026]图10是表示在考虑了横向吸入的情况下的相对速度矢量的示意图。
[0027]图11是表示图2的叶轮的相对速度矢量与气流之间的关系的示意图。
[0028]图12是表示图8的比较例的叶轮的相对速度矢量与气流之间的关系的示意图。
[0029]图13是表示在使用了图2的叶轮和图8的比较例的叶轮的情况下的比噪声特性的图表。
[0030]图14是表示在使用了图2的叶轮和图8的比较例的叶轮的情况下的风扇效率特性的图表。
[0031]图15是表示在使用了图2的叶轮和图8的比较例的叶轮的情况下的最小比噪声之差的图表。
[0032]图16是表示在使用了图2的叶轮和图8的比较例的叶轮的情况下的最高风扇效率之差的图表。
[0033]图17是在使用了图2的叶轮和图8的比较例的叶轮的情况下、使用外周缘的按不同叶片安装角的展开剖视图来进行高度的比较的图表。
[0034]图18是表示本发明的叶轮的实施方式2的旋转叶片的叶片安装角度分布的图表。
[0035]图19是图18的旋转叶片在第一区域的半径位置Rl处的圆筒截面展开图。
[0036]图20是表示在使用了图2的叶轮、图8的比较例的叶轮以及图18的叶轮的情况下的风扇效率特性的图表。
[0037]图21是表示在使用了图2的叶轮、图8的比较例的叶轮以及图18的叶轮的情况下的风扇效率特性的图表。
【具体实施方式】
[0038]下面，参照【附图说明】本发明的叶轮以及使用了该叶轮的轴流鼓风机的实施方式。图1是表示本发明的轴流鼓风机的实施方式I的立体图，参照图1说明轴流鼓风机I。此夕卜，图1A表示从正面观察轴流鼓风机的立体图，图1B表示从背面观察轴流鼓风机I的立体图。图1的轴流鼓风机I具备:壳体2 ;叶轮10，其以旋转自如的方式配置于吸入口 ；以及马达M，其驱动叶轮使其旋转。壳体2以叶轮10旋转自如的方式收纳叶轮10并形成有开口3，该开口 3是供由叶轮产生的气流通过的风路，在开口 3的缘部形成有直径朝向空气流的上游侧扩大这样的喇叭口 4。
[0039]叶轮10具备:外形大致圆柱状的毂部11 ;以及多个旋转叶片12，其设置为呈放射状地安装于毂部11的外周。毂部11在旋转轴CL上连接到保持于壳体2的马达M，通过马达M驱动，使毂部11以旋转轴CL为中心在箭头RR方向上旋转，产生箭头A方向(参照图3)的气流。此外，例示了图1的叶轮10具有5片旋转叶片12的情况，但旋转叶片12的片数也可以是3片或者其他数量的多片。
[0040]图2是表示本发明的叶轮的实施方式I的俯视示意图，图3是表示本发明的叶轮的实施方式I的侧视示意图，参照图2和图3说明叶轮10的旋转叶片12。此外，在图2和图3中例示了 I片旋转叶片12，而安装于毂部11的其他的旋转叶片12也具有相同的形状。图2的旋转叶片12具有规定的三维立体形状，形成有前缘12a、后缘12b、内周缘12c以及外周缘12d这四个边，该前缘12a位于旋转方向RR的正向侧，该后缘12b位于旋转方向RR的反方向侧，该内周缘12c连接到毂部11，该外周缘12d位于壳体2侦1|。
[0041]旋转叶片12具有:第一区域AR1，其从毂部11到规定的半径位置(边界位置)Rd且具有第一叶片安装角分布Dll;以及第二区域AR2，其从边界位置Rd到外周缘12d且具有与第一叶片安装角分布D ξ I不同的第二叶片安装角分布D ξ 2。该边界位置Rd设定为，例如相对于从内周缘12c上的位置Rb到外周缘12d上的位置Rt之间的径向的长度，边界位置Rd = 0.7 X (Rt — Rb)。在此，图4是旋转叶片12在连结了前缘12a的中点与后缘12b的中点的线上的任意的点的展开剖视图。如图4所示，叶片安装角ξ是指叶片弦线SL与垂线HL所成的角ξ，该叶片弦线SL连结前缘12a和后缘12b，该垂线HL从旋转叶片12的前缘12a起与旋转轴CL平行地延伸。
[0042]图5是表示图2的旋转叶片12的叶片安装角分布的一例的图表。此外，在图5的表示叶片安装角?的分布的线段中，线段的左端是连接到毂部11的内周缘12c的半径位置Rb处的叶片安装角Ib，右端表示外周缘12d的半径位置Rt处的叶片安装角iU在图5中，第一区域ARl的第一叶片安装角分布Dl I具有叶片安装角ξ以平滑地连续的方式逐渐变大这样的分布，特别是，第一叶片安装角分布Dl I为叶片安装角ξ以恒定的增加率直线性(一次函数)地增加的分布。第一叶片安装角分布Dl I例如为如下的分布:设定为内周缘12c的半径位置Rb的叶片安装角Ib = 58°，设定为在边界位置Rd处的叶片安装角Cd = 64.46°，在半径位置Rb与边界位置Rd之间的第一区域ARl中叶片安装角ξ直线性地增加。
[0043]第二区域AR2的第二叶片安装角分布D ξ 2具有如下分布:叶片安装角ξ从边界位