专利名称：轴流风机的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如空调机或换气设备等所使用的轴流风机。
背景技术：
关于以往的轴流风机，使用图8进行说明。图8是以往的轴流风机的主视图。轴流风机包含叶轮I，该叶轮I具有:围绕轴心旋转的毂2 ;配置在所述毂2的外周部的多片翼
3。各翼3被前缘31、后缘32、内周端33和外周端34围绕。另外，至今，作为减小轴流风机的噪音的技术，公知以下技术。即，在叶片的前缘部整体上沿翼弦方向附加呈锯齿状的多个三角形的突起，通过分割吸入空气而形成纵向涡，在前缘部整体上抑制吸入空气的剥离，使气流附着在叶片上而减少乱流噪音，并抑制吹出空气向外周侧的泄漏，提高风机的效率(例如，参照专利文献I)。现有技术文献专利文献1:日本特开2000-87898号公报(第4页、图2)使用图9说明以往的轴流风机的问题。图9是表示以往的轴流风机的翼的前缘附近的流场的图。流入翼3的气流中包含上游紊乱涡流4。该上游紊乱涡流4随着向下游侧行进而增强，在翼面上诱发压力变动，产生噪音。另外，在专利文献I的现有技术中，在前缘部整体上附加了锯齿状的具有锋利的前端的突起，由此，不连续地分割流入翼的前缘的气流，因此，存在产生乱流而使噪音增大的问题。
发明内容
本发明是为解决所述问题而研发的，其目的是提供低噪音的轴流风机。技术方案I记载的发明中，叶轮具有:围绕轴心旋转的毂；配置在毂的外周部上的多片翼，其特征在于，翼的前缘呈在半径方向上连续地具有凹凸部的平滑的波形状。技术方案2记载的发明的特征在于，翼的前缘上的在半径方向上连续地具有凹凸部的平滑的波形状的凸部的顶点间的距离即间距越靠翼的外周侧越大。技术方案3记载的发明的特征在于，根据气流从翼的前缘流入时产生的上游紊乱涡流的范围的半径方向分布来决定翼的前缘上的沿半径方向连续地具有凹凸部的平滑的波形状的凸部的顶点间的距离即间距。技术方案4记载的发明的特征在于，具有围绕叶轮的喇叭口，喇叭口的高度比所述叶轮的高度大。技术方案5记载的发明的特征在于，具有围绕叶轮的喇叭口，喇叭口的高度比所述叶轮的高度小。发明的效果根据本发明的轴流风机，叶轮具有:围绕轴心旋转的毂；配置在所述毂的外周部上的多片翼，翼的前缘呈沿半径方向连续地具有凹凸部的平滑的波形状，由此能够实现低噪音化。另外，翼的前缘上的沿半径方向连续地具有凹凸部的平滑的波形状的凸部的顶点间的距离即间距越靠翼的外周侧越大，由此能够实现进一步的低噪音化。另外，根据气流从翼的前缘流入时产生的上游紊乱涡流的范围的半径方向分布来决定翼的前缘上的沿半径方向连续地具有凹凸部的平滑的波形状的凸部的顶点间的距离即间距，由此能够实现进一步的低噪音化。
图1是本发明的实施方式I的轴流风机的立体图。图2是本发明的实施方式I的轴流风机的主视图。图3是示意地表示本发明的实施方式I的轴流风机的翼的前缘附近的流场的图。图4是本发明的实施方式2的轴流风机的主视图。图5是示意地表示本发明的实施方式2的轴流风机的喇叭口的形态及流场的图。图6是本发明的实施方式3的轴流风机的主视图。图7是示意地表示本发明的实施方式3的轴流风机的喇叭口的形态及流场的图。图8是以往的轴流风机的主视图。图9是示意地表示以往的轴流风机的翼的前缘附近的流场的图。
具体实施例方式以下，参照附图对实施本发明的最佳实施方式进行说明。此外，关于附图标记，在图1 图9中，标注相同的附图标记的部件是相同或相当的部件，这在说明书的全文中是通用的。实施方式I图1 图3是用于说明本发明的实施方式I的轴流风机的图。具体来说，图1是本发明的实施方式I的轴流风机的立体图，图2是本发明的实施方式I的轴流风机的主视图，图3是示意地表示本发明的轴流风机的翼的前缘附近的流场的图。另外，图9是示意地表示以往的轴流风机的翼的前缘附近的流场的图。如图1 图2所示，本发明的轴流风机包含叶轮1，该叶轮I具有:围绕轴心旋转的毂2 ;配置在毂2的外周部上的多片翼3。各翼3被前缘31、后缘32、内周端33和外周端34围绕。而且，翼3的前缘31在从内周端33侧到外周端34侧的范围内呈沿半径方向连续地具有凹凸部的平滑的波形状。关于通过上述结构得到的效果，使用图3进行说明。流入翼3的气流中包含上游紊乱涡流4。包含该上游紊乱涡流4的气流通过翼3的前缘31时，发挥以下效果。前缘31在从内周端33侧到外周端34侧的范围内呈沿半径方向连续地具有凹凸部的平滑的波形状，由此，上游紊乱涡流4以半径方向长度变短的方式被截断，形成截断涡流4a。由此，上游紊乱涡流4被打乱，抑制了涡流的增大，所以能够减小噪音。另外，被截断的截断涡流4a的行进方向转向为呈波形状的前缘31的切线方向，因此，随着向下游侧行进，相邻的截断涡流4a彼此以相互削弱涡流的强度的方式干涉，作为整体形成比原先弱的涡流，因此能够减小噪音。
另外，为说明其他的噪音减小效果，关于涡量的等值线进行说明。图3及图9的虚线表示翼面上的涡量的等值线6。在以往的轴流风机中，如图9所示那样，涡量的等值线6大致呈线状，但关于本发明的轴流风机，由于涡流在上述过程中形成，所以如图3所示，涡量的等值线6在半径方向上呈波形。由此，能够减小相邻的涡流彼此的相关性，抑制涡流的增大，能够减小噪音。另外，如图2所示，通过平滑地形成波形状的凸部的顶点311，截断涡流时，不会发生急剧的气流的不连续，所以能够形成稳定的截断涡流4a，由此，能够减小噪音。实施方式2为实现噪音的进一步减小，优选采用以下结构。图4及图5是用于说明本发明的实施方式2的轴流风机的图。具体来说，图4是本发明的实施方式2的轴流风机的主视图，图5是示意地表示本发明的实施方式2的轴流风机的喇叭口的形态及流场的图。如图4所示，关于呈波形状的翼3的前缘31的凸部的顶点311，设相邻的凸部的顶点311之间的间距为L时，间距L以越靠翼3的外周侧越大的方式构成。另外，虽然在实施方式I中省略了说明，但如图5所示，轴流风机通常在叶轮I的外侧以与叶轮I之间隔开微小的间隙地围绕叶轮I的方式设置有喇叭口 5。以下说明通过上述结构得到的效果。在波形状的间距L和涡流的范围之间，具有以下关系。即，相对于涡流的范围，间距L过小时，相邻的涡流和涡流之间不能确保足够的距离，所以难以有效地产生截断、干涉。另外，相对于涡流的范围，间距L过大时，波形状相对于涡流的范围来说不能被视为波形状，不能充分地发挥截断涡流的效果。这表示，优选与要截断的上游紊乱涡流4的范围成正比地增大间距L。另一方面，如图5中的箭头7所示，流入翼3的气流的流速与叶轮I的半径成正比地变大，所以，越靠外周侧越大。这在例如如图5所示的喇叭口 5的高度H2比叶轮I的高度(翼3的轴向的最大高度)Hl大(H2>H1)的情况下，更加适合。此时，上游紊乱涡流4与流速成正比地变大，所以越靠外周侧，上游紊乱涡流4的范围越大。因此，间距L越靠翼3的外周侧越大地构成，由此，上游紊乱涡流4被有效地截断，能够进一步减小噪音。实施方式3作为实现进一步减小噪音的其他方法，优选采用以下结构。图6及图7是用于说明本发明的实施方式3的轴流风机的图。具体来说，图6是本发明的实施方式3的轴流风机的主视图，图7是示意地表示本发明的实施方式3的轴流风机的喇叭口的形态及流场的图。如图6所示，关于呈波形状的翼3的前缘31的凸部的顶点311，设相邻的凸部的顶点311之间的间距为L时，根据上游紊乱涡流4的范围的半径方向分布来决定间距L。另夕卜，如图7所示，在叶轮I的外侧，与叶轮I之间隔开微小的间隙地以围绕叶轮I的方式设置有喇叭口 5。以下说明通过上述结构得到的效果。波形状的间距L和涡流的范围之间的关系与实施方式2中说明的相同，因此省略说明。如图7所示，在喇叭口 5的高度H2比叶轮I的高度(翼3的轴向的最大高度)Hl小(H2 < Hl)的情况下，在翼3的外周端34的前缘31侧，从下游侧向上游侧产生部分地逆流的泄漏涡8。该情况下，在外周端34附近，气流不能充分地流入翼3，流入翼的气流如图7的箭头7所示，成为在翼3的半径方向中段附近最大的分布。因此，上游紊乱涡流4的范围的半径方向分布也成为在半径方向中段附近涡流的范围最大的分布，因此，通过与其相关地决定间距L，能够进一步减小噪音。像这样，通过与气流从翼的前缘流入时产生的上游紊乱涡流4的范围相匹配地增减间距L，能够实现噪音的进一步减小。上述说明仅是一例，即使由于其他条件上游紊乱涡流4的半径方向分布发生变化，通过与其相关地决定间距L，能够得到同样的噪音减小效果。附图标记的说明I叶轮，2毂，3翼，31前缘，311凸部的顶点，32后缘，33内周端，34外周端，4上游紊乱涡流，4a截断涡流，5喇叭口，6等值线，8泄漏涡。
权利要求
1.一种轴流风机，包括叶轮，该叶轮具有围绕轴心旋转的毂以及配置在所述毂的外周部上的多片翼，其特征在于， 所述翼的前缘形成为在半径方向上连续地具有凹凸部的平滑的波形状。
2.如权利要求1所述的轴流风机，其特征在于，所述翼的前缘上的在半径方向上连续地具有凹凸部的平滑的波形状的凸部的顶点间的距离即间距越靠翼的外周侧越大。
3.如权利要求1所述的轴流风机，其特征在于，根据气流从翼的前缘流入时产生的上游紊乱涡流的范围的半径方向分布，来决定所述翼的前缘上的在半径方向上连续地具有凹凸部的平滑的波形状的凸部的顶点间的距离即间距。
4.如权利要求1或2所述的轴流风机，其特征在于，具有围绕所述叶轮的喇叭口，所述喇叭口的高度比所述叶轮的高度大。
5.如权利要求1或3所述的轴流风机，其特征在于，具有围绕所述叶轮的喇叭口，所述喇叭口的高度比所述叶轮的高度小。
全文摘要
叶轮具有围绕轴心旋转的毂(2)；配置在所述毂(2)的外周部上的多片翼(3)，翼(3)的前缘(31)呈在半径方向上连续地具有凹凸部的平滑的波形状。而且，波形状的相邻的凸部的顶点(311)间的间距(L)越靠外周侧越大，或者根据上游紊乱涡流的范围的半径方向分布来决定。通过这样的结构，气流流入翼时产生的上游紊乱涡流以半径方向长度变短的方式被截断，上游紊乱涡流被打乱，抑制涡流的增大，并且在截断涡流时，也不会发生急剧的气流的不连续，从而能够减小噪音。
文档编号F04D29/38GK103140684SQ20118004532
公开日2013年6月5日 申请日期2011年8月8日 优先权日2010年9月21日
发明者中岛诚治, 新井俊胜, 森淳, 菊地仁, 青木普道, 柴田启子 申请人:三菱电机株式会社