专利名称：横流风扇的制作方法
技术领域：
本发明涉及适于用作空调器室内风扇等的横流风扇，尤其涉及通过对叶片形状和安装节距的改良、达到降低送风噪音和提高送风性能的横流风扇。
通常，作为将此种横流风扇作为室内风扇组装入的空调器的一例可以如后述
图10所示。就是在室内机1的本体壳体2的前面侧2a上沿图的上下配设吸入格栅3和排出格栅4，通过风扇壳体5内的通风通路6使这些吸入格栅3和排出格栅4连通。
而且，在此通风通路6的室内侧热交换器7的下风侧设置作为室内风扇的横流风扇8，使从吸入格栅吸入本体壳体2内的室内空气在室内侧热交换器7进行热交换，用横流风扇8将冷风或暖风从格栅4向室外再次送风，构成冷、热空调。
而且，此种传统形式的横流风扇8，例如如后述图11所示，在左右一对圆板状端板8a、8b间设置使相对风扇轴0为平行的多个长形叶片8沿周向按所需的等间距(等间隔)横架设置在轴向的中间部按轴向所需的等间距并列设置环形分隔板8d。
此外，横流风扇8与图10所示风扇壳体5和前缘9共同构成送风机，在前缘(ノ－ズ)9、风扇壳体5和横流风扇8的间隙附近分成风吸入部分和风排出部分。尤其是在此两处的间隙部分由于相对横流风扇8的长形叶片8c的流速方向发生逆转，因此发生较大压力变动，此成为送风噪音的主声源。
因该压力变动引起的噪音如图14(A)的噪音波形N所示，将产生以横流风扇8的长形叶片8c的数目乘以转速(rps)表示的频率(Hz)的被称为叶片间距音的噪音Pa，且具有因压力变动波形陡峭，所以也易发生以此为基波的高次谐波(谐音Pb)的特性。
此外，图14(A)表示的是，横流风扇8的尺寸例如直径为88mm，全长为593mm，长叶片8c的数目为35，长叶片和风扇轴0平行，以转速为20(转/秒)运转时(Pa＝700Hz，Pb＝1400Hz)送风机噪音N的分析图。
而且，当横流风扇8和前缘9以及和风扇壳体5的间隙越小时，每转的风量有增加的倾向，但由于在此间隙部分的压力变动也增大，使旋转噪音N变大，其高次谐波成份也增加。使此间隙小到某种程度时，由于风量的增量大，所以存在在相同风量时的噪音值下降，送风性能提高的倾向。然而由于若使此间隙过份小，会使旋转噪音N相对变大，发生刺耳音等在听觉上也不理想，因此，不能使此间隙过小。
此外，在使用将长形叶片8c的纵向形成和风扇轴0平行的传统横流风扇8的送风机中，由于和横流风扇8一起构成送风机的前缘9、风扇壳体5是和风扇轴0平行的，因此，一个一个长形叶片8c其整个长度部分同时在短时间内从长形叶片8c和前缘9及风扇壳体5的各间隙附近通过，在长形叶片8c的长度部分的空间，同时发生压力变动，所以在一个长形叶片8c发生的压力变动的总和大，波形畸变也大，因此，如图14(A)所示，易发生较大的高次谐波成份。此波形畸变因前缘9、风扇壳体5和长形叶片8c的平行度而发生较大变化，也易使高次谐波频率和振幅变化。就是，在使用使长形叶片8c和风扇轴0平行的横流风扇8的送风机中，在旋转音N的高次谐波成份上极易发生大的个体差异。一般情况下，当这样的高次谐波进入噪音中时即具有易成为刺耳音的性质。此外当为使风量增加而使和前缘9的间隙以及和风扇壳体5的间隙变小时，旋转音N即显著变大，因而不能使间隙过小，因此不能达到使风量增加。
因此，在日本专利实用新型公报实公昭59-39196号、实开昭56-2092号，实开昭56-45196号等公报上分别记载的横流风扇和图12所示横流风机8e一样，提出通过将各叶片8f形成相对风扇轴0为非平行，使压力变动连续发生，从而使上述旋转噪音N降低的方案。
若这样，由于各叶片8f和前缘9，以及和风扇壳体5的间隙为非平行，所以在这些间隙附近的压力变动不是发生在叶片8f的全体，而是限定在间隙最小的场所附近，瞬间压力变动小，和将叶片形成和轴平行的风扇相比，其波形畸变变小。因此，如图14(B)所示，具有使旋转音N的高次谐波成份的谐音Pb等难以发生的性质。
此外，由于使在一个叶片8f上发生的音压沿纵长方向连续发生相位偏移，能使这些音压互相抵消，使音压总和变小，也能使旋转音N的基波自身变小。
然而，即使可利用相位偏移，也不可能在全声场完全消除旋转噪音N，此外，在制造上不可能使风扇轴0和叶片8f形成较大角度，因此不能将旋转噪音N的基波完全消除。因此形成仅使此频率音Pa十分突出地存在。进而，在此横流风扇中，将叶片8f的沿旋转方向的安装间隔限定成等间隔。因此，使旋转噪音N的基波Pa的频率成为单一频率，使送风噪音的频率特性具有在此频率上具有较大峰值，形成刺耳音的缺点。就是，如图14(B)所示，2倍波Pb基本消除，但仅有基波Pa异常突出。
此外，在图13所示其它传统横流风扇8g中，通过一方面将各叶片8h形成相对风扇轴0为平行，另一方面使各叶片8h的沿周向的间隔P为不等间隔，以使旋转噪音N分散来改善听感。但是，在此，如图14(c)所示，因上述理由容易使已分散的旋转噪音N频率的高次谐波成份发生，此外，由于其个体差异大，实际上尽管使频率分散，由于高次谐波成份刺耳，具有难以实际感到此效果的缺点。
就是，以以上的两种方法，多少能使噪音的旋转音N降低，所以通过使和前缘的间隙变狭小，能使风量增加若干，送风性能提高，然而由于若仅用前者则旋转音的基波N变大，而若仅用后者则高次谐波Pb的频率增加，从而不能使和前缘的间隙过小，使性能提高有限。
因此，本发明正是考虑上述问题而成立，目的在于，提供能使旋转噪音及其高次谐波减低、从而使噪音减低，听感改善，同时能使送风性能提高的横流风扇。
根据本发明的横流风扇，其特征在于将多个叶片形成相对风扇轴倾斜而成非平行的同时，使叶片的沿周向的安装间距为不等间距，其具体构造如下。
根据本发明的横流风扇，在一对圆板状或环状端板间，将多个叶片沿周向相隔所需的安装间距配置成环状，横向架设固定，在叶片的纵向中间部设置分隔板，，其特征在于，使上述各叶片相对风扇轴倾斜规定角度的同时，将上述叶片的安装间距设定成不等间隔。
此外，本发明特征还在于通过将多个叶片，沿周向相隔不等间隔配置成环状、且使按规定角度倾斜而一体地竖立设置在圆板状或环状分隔板的一侧面上、成一体地形成一段多叶片叶轮，将这些多段高叶片叶轮，相互间围绕风扇轴错开规定角度沿轴向依次层叠固定连接，将端板固定在该叠层两端的一多叶片叶轮一侧的上述各叶片顶端上，在另一侧的上述分隔板上形成能与旋转轴结合的轮壳。
再有，本发明特征还在于，将叶片形成使其在垂直于其轴方向的剖面上的厚度随着从分隔板一侧向其顶端侧逐渐变薄。
此外，本发明特征还在于，将叶片沿其纵向形成曲线状。
由于将多个叶片倾斜地竖立设置在分隔板一侧面上，使相对风扇轴形成非平行，能使在具有此叶片的横流风扇和前缘以及和风扇壳体的间隙中产生的压力发生连续变动。从而能降低横流风扇的旋转噪音。
此此，由于将多个叶片安装在分隔板上的周向安装间距设定成不等间隔，所以能将因多叶片的形状倾斜而降低的旋转音的峰值频率分散，从而能使刺耳感降低、听感改善。
由于把通过将各叶片和分隔板形成一体、将一段一段的多叶片叶轮形成一体，从而能使这些叶片和分隔板的安装角度精度稳定提高，且能减低送风性能的差异，而且，由于不需要用铆接等将各叶片固定在分隔板上，所以能选取较大的叶片扭转角度且不需要在分隔板上设置铆接固定用的间隙，从而能消除因气流流入此间隙而发生的吹笛音。
此外，由于将多段多叶片叶轮沿轴向依次层叠固定而一体地形成横流风扇，所以制造简单成本低，并且通过适当选择多叶片叶轮的层叠数，能容易变更风扇的轴向长度。而且，通过适当使多叶片叶轮相互间沿周向错开，即容易设定所谓段错开也能任意设定叶片形状。
由于使各叶片的垂直于风扇轴的剖面上的厚度从其根部向顶端变薄，能使注射成形后的多叶片叶轮从横型中拨出时的摩擦力减低，从而使拨模容易且使成形性良好。
由于通过将叶片本体使其沿纵向形成圆弧状等曲线状，从而能使叶片相对风扇轴非平行地倾斜，因此能使旋转噪音降低，且由于叶片本体上无剩余应力，能提高强度。
对附图的简单说明。
图1本发明横流风扇一实施例的主体图，图2为图1所示实施例的分解立体图，
图3为图1的详细放大图，图4为图2所示多叶片叶轮一侧的立体图，图5为图2所示多叶片叶轮又一例的立体图，图6为图5所示叶轮的仰视图。
图7为表示图1所示实施例横流风扇段错开角的立体图，图8为表示将本发明各实施例送风性能和传统例作相应比较时的图，图9为表示将本发明各实施例送风性能和传统例作相应比较时的表，图10为表示传统空调器的室内机一例的纵剖面图，图11为图10所示传统横流风扇的立体图，图12为表示另一传统横流风扇的立体图，图13为表示又一传统横流风扇的立体图，图14(A)、14(B)、14(C)分别表示分别由图11—13所示传统横流风扇旋转噪音的分布图，图14(D)、14(E)分别表示本发明各实例旋转噪音分布图。
以下，根据图1—9对本发明实施例进行说明，此外，图1—9中对同一或相当的部分使用同一标号。
图1为表示本发明一实施例总体组成的立体图，图2为图1的分解立体图，图3(A)、3(B)为将图1所示实施例沿轴方向分为两部分并作详细表示的立体图，在这些图中，横流风扇21为例如适于作为室内风扇组装入由图10所示空调器室内机1内的横流风扇。在左右一对端板22、23间配设使多个横断面圆弧状的叶片24配置成同心环状的同时，按规定角度倾斜进行横架固定、在各叶片24的轴向中间部分按所需的轴向间距配设分隔板25，通过使上述构造围绕风扇轴0旋转形成沿轴向送风。
如图2所示，横流风扇21是将多段分别形成一体的多叶片叶轮26沿轴向依次固定连接成同轴状，图2中右端的多叶片叶轮26的端板23，把能用固定螺丝等使与未图示的电动机等的旋转轴可自由折卸相结合的轮毂部27体地形成同轴状或一体性地形成在圆板状或环状分隔板25的外侧面上。
另一方面，图2中左端的端板22，将图中该端板右邻的多叶片叶轮26的各叶片24的顶端部嵌入固定在各嵌合槽22a内使轴28成同轴状一体地一体性地突出设置在其外侧面中央部。
而且，各多叶片叶轮26，如图2、图4所示，一方面，在环状分隔板25的一个面上形成可分别使相邻的多叶片叶轮26的各叶片24的顶端部嵌入固定的圆弧状嵌合凹部25a，另一方面，通过注射成型将多个叶片24沿周向按所需的安装间距成一体地竖立设置在分隔板25的另一面上。
将各叶片24的横断面形状构成为相对旋转方向前倾的圆弧状，通过模型成形使其旋转方向的前缘24a相对风扇轴0向旋转方向直线倾斜规定角度并成一体地形成在分隔板25上。然而，也可以如图5所示，将各叶片24的旋转方向的前缘24b呈曲线倾斜状地一体形成。
此外，如图4的仰视6所示，分别将各叶片形成使其横断面(垂直于轴的断面)的厚度从分隔板25侧的叶根部24c向叶片顶端部24d逐渐变薄那样形成顶端变薄状。
而且，如图6所示，分别使各多叶片叶轮26，其各分隔板25上的各叶片24的沿圆周方向的安装间距Pa、Pb、Pc……Pn按不等间隔设置。此外，如图7所示，使横流风扇21的轴向邻接的各多叶片叶轮26例如向旋转方向依次按错开角29按错开规定的段，连接固定成同心状。
接下来，首先，参照图14(A)—(B)对本实施例的噪音减低效果进行说明。此外，图14(B)—(E)表示用和为获得表示传统例噪音分布的图14(A)的实验数据的实验方法相同的条件进行的结果，也就是在横流风扇的尺寸、叶片24的数目以及转速上本实施例和传统例的实验条件相同。
首先，如图1等所示，将本实施例使各叶片24设置成相对风扇轴0倾斜成非平行，使在横流风扇21和图10中所示的前缘9和风扇壳体5的间隙中产生的压力连续变动。为此，在不设段错开角29，进而使各叶片24的沿周向的安装间距Pa—Pn为不等间隔场合，如图14(D)所示，能使旋转噪音峰值Pa和其谐音峰值Pb一起降低。
此外，因为将多个叶片24的沿周向安装间距Pa—Pn设定成不等间隔，即使在不设段错开角29的场合，也能使因各叶片24的倾斜形状而减低的旋转噪音N的峰值频率成份分散，从而能降低刺耳感改善听感。
此外，若根据本实施例，由于能使和图10所示的前缘9的间隙变小，能如图8、图9中符号A所示，使送风量大幅度增大，使送风性能提高。此外，图9中的非平行或平行表示叶片相对风扇轴0为非平行或平行。
而且，在按不等间隔设定多个叶片24的沿周向的安装间距Pa—Pn的同时，设置段错开角29的场合，由于能使其有相位差以使在夹着分隔板，而相邻的叶片24上发生的声压波因段错开角29而相互抵消，从而如图14(E)所示，能使因各叶片24的形状倾斜而降低的旋转噪音N进一步降低，而且，由于能使剩下的叶片间距噪音Pa的频率成份分散，从而能改善刺耳感和听感。此外，若根据本实施例，由于能使与图10所示的前缘9的间隙进一步变小，从而如图8、图9中符号B所示，能使送风量进一步大幅度增大，送风性能进一步提高。此外，图8、图9中的符号C、D、E分别表示在图11、图12，和图13中分别示出的横流风扇8、8e和8g的送风性能。
而且，由于本实施例将高段分别由分隔板25和各叶片24一体成形的多叶片叶轮26沿轴向连接固定，所以，通过适当调整其段数能容易改变横流风扇21的整体长度，通过适当选择段错开角29也很容易改变叶片24的形状，从而能使制造成本降低。
此外，由于多叶片叶轮26是将叶片24和分隔板25一体形成的，因而具有如下诸效果。
(1)由于不需要象传统例那样对叶片24进行扭转后加工，使不存在残余变形，从而能使叶片24和分隔板25的强度提高，同时能使分隔板25的安装角度等部件尺寸精度稳定和提高，因而能使送风性能的一致性提高。
(2)通过使叶片24的扭转角比传统手法的大，可达到大幅度减低噪音的目的。在传统的横流风扇中有采用铆接等将各叶片固定在分隔板上的构造的，由于在此传统的横流风扇中，当选取较大扭转角时将使铆接强度下降，因此，为了不使因叶片上有较大的残余变形而将叶片自身沿纵长方向形成圆弧形，而这样又将产生材料上的浪费问题。
(3)在本实施例中，在分隔板25的附近不发生如传统例上产生的吹笛音等异常音。就是，一般由于在横流风扇21的叶片24的面上必定产生沿轴向的流动，因而存在气体剧烈冲击分隔板25的特性。因此，在传统的铆接方式中，为了提高工作性，通常在加压点以外的部分开设间隙、但是，存在当轴向气流流入此间隙而产生吹笛音这样的问题。然而在本实施例中，由于在分隔板25不存在贯穿的间隙，因而几乎不发生由此两产生的吹笛音等异常音。
而且，由于分别将本实施例的各叶片24的垂直于风扇轴的断面的厚度形成从其根部24c向其叶片顶端部24d变细的形状，能使将注射成形后的多叶片叶轮26从金属模型拔出时摩擦力减小而容易拔出，同时能使成形性良好。
此外，由于通过使叶片24自身沿其纵长方向成圆弧曲线状，能使叶片24相对风扇轴非平行而倾斜，从而能旋转噪音N降低的同时，由于还能还使应力残留在叶片24自身上，从而能提高叶片强度。
此外，在本实施例中，将叶片24的沿周向的安装间距Pa—Pn设定为不等间隔然而也可以不是使全部的安装间距Pa—Pn不相同，例如，也不以使两个以上不同的间距相组合，在此场合，和全部间距不相同者相比，会使因峰值频率成份的分散而使刺耳感降低的效果较差，然而和相同间距者相比，其结果好。
如上所述的本发明，由于通过使多个叶片倾斜竖立设置在分隔板的一侧面上而形成相对风扇轴为非平行，能使在具有此叶片的横流风扇和前缘以及和风扇壳体的间隙处发生的压力发生连续变动，因此，能降低横流风扇的旋转噪音。
此外，由于将多个叶片安装在分隔板上的沿周向的安装间距设定为不等间隔，能使因多个叶片的形状倾斜而减低的旋转噪音的峰值频率分散，因此，能使刺耳感降低、听感改善。
此外，由于使各叶片和分隔板形成一体、将一段一段的多叶片叶轮形成一体，所以能稳定提高这些叶片和分隔板的安装角度的精度和降低送风性能的差异，并且由于不需要采用铆接将各叶片固定在分隔板上，所以能选取较大的叶片扭转角，又由于不需要在分隔板上设置铆接固定用的间隙，因而能防止因气流流入此间隙而发生的吹笛音的发生。
此外，由于使多段多叶片叶轮沿轴向依次重叠固定成一体，从而使制造简单且成本低，并且通过适当选择此多叶片叶轮的重叠数能容易改变风扇轴向长度。而且，由于能容易使多叶片叶轮相互间沿周向适当错开，即容易设定所谓段错开，也能任意设定叶片形状。
由于将各叶片形成沿垂直于风扇轴的断面的厚度从其叶根向其顶端变薄的形状，从而能使注射成型后的多叶片叶轮从模型拔出时的摩擦力减低、容易脱模，同时能使成形性良好。
由于通过将叶片自身形成沿其纵长方向成圆弧等曲线状，能使叶片相对风扇轴成非平行倾斜，从而能使旋转噪音降低，同时由于使叶片体上不残余有应力，能使强度提高。
权利要求
1.横流风扇，在一对圆板状或环状端板间将多个叶片沿周向相隔所需的安装间隔横架固定成环状，在叶片的纵向中间部设置分隔板，其特征在于，使上述各叶片相对风扇轴倾斜规定角度，同时将上述叶片的安装间隔设定成不等间隔。
2.根据权利要求1所述的横流风扇，其特征在于，通过将多个叶片沿周向按不等间隔配置成环状，且按规定角度倾斜而成一体地竖立设置在圆板状或环状分隔板一侧面上，而成一体地形成一段多叶片叶轮，将多段多叶片叶轮相互间围绕风扇轴相对错开规定角度沿轴向依次层叠固定连接，一方面在该叠层两端的多叶片叶轮的一侧的上述各叶片顶端上固定端板，另一方面，在上述分隔板上形成能与旋转轴接合的轮毂部。
3.根据权利要求2所述的横流风扇，其特征在于，所述叶片在垂直于风扇轴的剖面上的厚度随着从分隔板一侧向顶端一侧逐渐变薄。
4.根据权利要求3所述的横流风扇，其特征在于，将叶片形成使其沿纵向为曲线状的形状。
全文摘要
本发明涉及可作为空调器室内风扇的横流风扇，通过将多叶片按沿周向不等间隔，且倾斜规定角度竖立设置在分隔板的一侧面上，一体地形成一段多叶片叶轮，使多段多叶片叶轮相互间沿轴向依次相互错开一角度层叠固定，在叠层两端的叶轮一端的各叶片顶端上固定端板，在成为另一端的分隔板上形成能与旋转轴结合的轮毂部，具有噪音低、效率高、容易变更叶片形状和风扇长度，可靠性高等优点。
文档编号F04D17/00GK1118843SQ9510062
公开日1996年3月20日 申请日期1995年1月29日 优先权日1994年8月9日
发明者永守朗, 金野悟, 堀野博文, 小林 , 洋一郎 申请人:东芝株式会社