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螺旋桨式 风扇、螺旋桨式风扇装置及空气调节装置用室外机

阅读：924发布：2020-05-13

专利汇可以提供螺旋桨式风扇、螺旋桨式风扇装置及空气调节装置用室外机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且螺旋桨式风扇具备：毂部，所述毂部以旋转轴为中心进行旋转；及叶片，所述叶片固定于毂部的外周面，叶片在相对于旋转方向的后缘具有向正压面侧突出的第二突出部，第二突出部设置在比从叶片的内周端到外周端的径向距离的中心靠径向外侧的范围内，并具有突出高度成为最大的突出前端部、在比突出前端部靠径向内侧的位置开始突出的部分的第一基部及在比突出前端部靠径向外侧的位置开始突出的部分的第二基部，突出前端部在径向上相比第一基部位于所述第二基部侧。，下面是螺旋桨式风扇、螺旋桨式风扇装置及空气调节装置用室外机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种螺旋桨式风扇，其中，所述螺旋桨式风扇具备：
毂部，所述毂部以旋转轴为中心进行旋转；以及
叶片，所述叶片固定于所述毂部的外周面，
所述叶片在相对于旋转方向的前缘具有向负压面侧突出的第一突出部，所述第一突出部设置在比从所述叶片的内周端到外周端的径向距离的中心靠径向外侧的范围内，并具有突出高度成为最大的突出前端部、在比该突出前端部靠径向内侧的位置开始突出的部分的第一基部及在比该突出前端部靠径向外侧的位置开始突出的部分的第二基部，
所述突出前端部在径向上相比所述第一基部位于所述第二基部侧。
2.根据权利要求1所述的螺旋桨式风扇，其中，
所述第一突出部的突出形状由曲面构成。
3.一种螺旋桨式风扇，其中，所述螺旋桨式风扇具备：
毂部，所述毂部以旋转轴为中心进行旋转；以及
叶片，所述叶片固定于所述毂部的外周面，
所述叶片在相对于旋转方向的后缘具有向正压面侧突出的第二突出部，所述第二突出部设置在比从所述叶片的内周端到外周端的径向距离的中心靠径向外侧的范围内，并具有突出高度成为最大的突出前端部、在比该突出前端部靠径向内侧的位置开始突出的部分的第一基部及在比该突出前端部靠径向外侧的位置开始突出的部分的第二基部，
所述突出前端部在径向上相比所述第一基部位于所述第二基部侧。
4.根据权利要求3所述的螺旋桨式风扇，其中，
所述第二突出部的突出形状由曲面构成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的螺旋桨式风扇，其中，
所述突出前端部的突出高度比所述第一基部与所述第二基部的径向距离小。
6.一种螺旋桨式风扇装置，其中，
所述螺旋桨式风扇装置具备权利要求1～5中任一项所述的螺旋桨式风扇、喇叭口及风扇格栅，
所述喇叭口在俯视时包围所述螺旋桨式风扇的送风方向的下游侧的部分，所述螺旋桨式风扇的送风方向的上游侧的部分在俯视时位于所述喇叭口外，所述风扇格栅配置在所述螺旋桨式风扇的送风方向的下游。
7.一种空气调节装置用室外机，其中，
所述空气调节装置用室外机搭载有权利要求1～5中任一项所述的螺旋桨式风扇。

说明书全文

螺旋桨式风扇、螺旋桨式风扇装置及空气调节装置用室外机

技术领域

[0001] 本发明涉及螺旋桨式风扇、螺旋桨式风扇装置及空气调节装置用室外机。

背景技术

[0002] 作为以往的螺旋桨式风扇的形状，有如下形状。即，在具备旋转的毂部和呈放射状地设置在该毂部的外周的多个叶片的风扇中，叶片的中间部的安装角比叶片的根部的安装角及叶片的前端部的安装角中的每一个都大。

[0003] 在先技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本特开平8-284887号公报

发明内容

[0006] 发明要解决的课题

[0007] 在上述专利文献1所示的技术中，存在如下问题：由于不是使风扇的吹出气流的风速分布均匀化的形状，所以当在风扇的下游具有格栅等构造物的情况下，无法得到充分的噪音减少效果。

[0008] 本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种低噪音的螺旋桨式风扇。

[0009] 用于解决课题的方案

[0010] 用于实现上述目的的本发明是一种螺旋桨式风扇，具备：毂部，所述毂部以旋转轴为中心进行旋转；以及叶片，所述叶片固定于所述毂部的外周面，所述叶片在相对于旋转方向的前缘具有向负压面侧突出的第一突出部，所述第一突出部设置在比从所述叶片的内周端到外周端的径向距离的中心靠径向外侧的范围内，并具有突出高度成为最大的突出前端部、在比该突出前端部靠径向内侧的位置开始突出的部分的第一基部及在比该突出前端部靠径向外侧的位置开始突出的部分的第二基部，所述突出前端部在径向上相比所述第一基部位于所述第二基部侧。

[0011] 发明的效果

[0012] 根据本发明，通过减小风扇下游的风速的偏差，能够实现低噪音化。附图说明

[0013] 图1是本发明的实施方式1的空气调节装置用室外机的主视图。

[0014] 图2是俯视地示出本发明的实施方式1的空气调节装置用室外机的内部结构的图。

[0015] 图3是本发明的实施方式1的螺旋桨式风扇的立体图。

[0016] 图4是示出螺旋桨式风扇的叶尖涡(blade tip vortex)的流动的情形的图。

[0017] 图5是示出在螺旋桨式风扇的下游侧的风速分布的图。

[0018] 图6是本发明的实施方式2及实施方式3的螺旋桨式风扇的立体图。

具体实施方式

[0019] 以下，基于附图说明本发明的实施方式。此外，在附图中，相同的附图标记表示相同或者对应部分。另外，与多个叶片相关的附图标记仅对代表性的一个叶片进行标注。

[0020] 实施方式1.

[0021] 图1是本发明的实施方式1的空气调节装置用室外机的主视图。图2是俯视地示出本发明的实施方式1的空气调节装置用室外机的内部结构的图。图3是本发明的实施方式1的螺旋桨式风扇的立体图。

[0022] 如图1及图2所示，空气调节装置用室外机100具有壳体51。壳体51构成为具有左右一对侧面51a、51c、前表面51b、背面51d、上表面51e以及底面51f的框体。为了从外部吸入空气(参照箭头A)，侧面51a及背面51d具有开口部分。另外，在前表面51b形成有作为用于向外部吹出空气(参照箭头A)的开口部分的吹出口，在吹出口配置有喇叭口3，并且安装有格子状的风扇格栅4。

[0023] 在空气调节装置用室外机100的壳体51内，收容有螺旋桨式风扇1、风扇马达(驱动源)6及热交换器7。作为一例的螺旋桨式风扇1与风扇马达6连接，并利用该风扇马达6的驱动力进行旋转，所述风扇马达6配置于比螺旋桨式风扇1靠背面51d侧的位置。

[0024] 热交换器7配置在侧面51a和背面51d的附近，并以沿着上述侧面51a和背面51d的方式在俯视时呈大致L字形地延伸。

[0025] 在螺旋桨式风扇1的径向外侧配置有喇叭口3。喇叭口3沿着螺旋桨式风扇1的旋转方向形成环圈状(环状)。

[0026] 此外，图2、图3及图6中的箭头A例示空气的流动，但仅为便于说明的图示，并非准确地示出实际的流动。

[0027] 螺旋桨式风扇1具备毂部1a和多个叶片。作为一例，在本实施方式1中，螺旋桨式风扇1具备三个叶片2。

[0028] 毂部1a占据螺旋桨式风扇1的中心部。换句话说，螺旋桨式风扇1的旋转中心线RC通过毂部1a。毂部1a的形状没有特别限定，例如能够构成为圆柱状、截头圆锥体状、圆顶状。

[0029] 三个叶片2分别固定在毂部1a的外周面。叶片2在俯视时部分地由喇叭口3包围。即，各个叶片2的下游部在俯视时进入到由喇叭口3包围的喇叭口3的内侧的区域内，各个叶片2的上游部在俯视时伸出到由喇叭口3包围的喇叭口3的内侧的区域外。也就是说，各个叶片2的上游部位于比喇叭口3的上游端(入口端)靠上游侧的位置。将这样的螺旋桨式风扇1称为半开放型。另外，风扇格栅4配置于螺旋桨式风扇1的下游。

[0030] 作为本发明，没有特别限定，但在本实施方式1中，由于三个叶片2具有相同的形状，所以以下对一个叶片2进行说明。叶片2具有：在相对于旋转方向的前缘21具有向负压面2a侧突出的第一突出部31的形态及在相对于旋转方向的后缘22具有向正压面2b侧突出的第二突出部41的形态中的任一种形态或双方的形态。换句话说，在半径方向上的从内周端
23到外周端24之间的比半径比为0.5的位置靠外周侧的范围内，具有前缘21的一部分向负压面2a侧突出的形状和后缘22的一部分向正压面2b侧突出的形状中的至少一方的形状。
即，叶片2在比半径比为0.5的位置靠外周侧的范围具有前缘21的一部分向负压面侧突出的第一突出部31和后缘22的一部分向正压面侧突出的第二突出部41。

[0031] 在此，半径比表示将在俯视时某径向线上的、从旋转中心线RC到外周端24的径向距离设为R、且将在该径向线上观察到的从旋转中心线RC到叶片的任意位置的径向距离设为r时的r/R。换句话说，叶片2在半径方向上的从最内周到最外周之间的比半径比为0.5的位置靠外周侧的范围内，具有前缘21局部地向负压面2a侧突出的形状和后缘22局部地向正压面2b侧突出的形状中的至少一方的形状。图示例子的叶片2具有前缘21的一部分向负压面2a侧突出的形状和后缘22的一部分向正压面2b侧突出的形状这双方的形状。另外，根据另外的记述方式，关于在旋转中心线RC延伸的方向上观察到的送风方向(在图3中用箭头A例示的方向)，上述前缘21的一部分的突出是向送风方向的上游侧的突出，上述后缘22的一部分的突出是向送风方向的下游侧的突出。

[0032] 并且，当从径向在从内侧到外侧的方向上定义突出的开始和结束的情况下，前缘21的向负压面2a侧的突出部的突出高度成为最大的位置Rm及后缘22的向正压面2b侧的突出部的突出高度成为最大的位置Rm均构成为位于比突出开始半径R1与突出结束半径R2的平均半径靠外周侧的位置。换句话说，在第一突出部31及第二突出部41中的每一个中，将突出开始半径R1设为第一基部，将突出结束半径R2设为第二基部，将突出部的突出高度成为最大的位置设为突出部的突出前端部(最高点)的位置，当在旋转中心线的方向上投影地观察时，第一突出部31的突出前端部31a的位置存在于比第一突出部31的第一基部31b的半径与第一突出部31的第二基部31c的半径的平均半径靠外周侧的位置，第二突出部41的突出前端部41a存在于比第二突出部41的第一基部41b的半径与第二突出部41的第二基部41c的半径的平均半径靠外周侧的位置。并且，当用不同的表达进行说明时，第一突出部31设置在比从叶片的内周端到外周端的径向距离的中心靠径向外侧的范围内，并具有突出高度成为最大的突出前端部31a、在比突出前端部31a靠径向内侧的位置开始突出的部分的第一基部
31b及在比该突出前端部靠径向外侧的位置开始突出的部分的第二基部31c，突出前端部
31a在径向上相比第一基部位于第二基部侧。另外，第二突出部41设置在比从叶片的内周端到外周端的径向距离的中心靠径向外侧的范围内，并具有突出高度成为最大的突出前端部
41a、在比突出前端部41a靠径向内侧的位置开始突出的部分的第一基部41b及在比该突出前端部靠径向外侧的位置开始突出的部分的第二基部41c，突出前端部41a在径向上相比第一基部位于第二基部侧。

[0033] 使用图4及图5说明利用上述结构得到的效果。图4是示出螺旋桨式风扇的叶尖涡的流动的情形的图。在半开放型的螺旋桨式风扇1中，在叶片的外周端24的附近会产生称为叶尖涡B的旋涡。由于在位于比喇叭口3的上游端靠上游侧的位置的叶片2的上游部，相对于叶片2的正压面2b侧，负压面2a侧的压力较低，从而产生叶尖涡B，产生区域在比半径比为0.5的位置靠外周侧的范围。在叶尖涡B通过的区域，由于旋涡的作用而流速增加。

[0034] 图5是示出在螺旋桨式风扇的下游侧的风速分布的图，图5中的左侧的图示出在比较例的螺旋桨式风扇的下游侧的风速分布，图5中的右侧的图示出在本发明的实施方式1的螺旋桨式风扇的下游侧的风速分布。此外，比较例的螺旋桨式风扇是仅由没有前缘上的向负压面侧的突出部及后缘上的向正压面侧的突出部这双方的叶片构成的螺旋桨式风扇。另外，图中的等高线示出在位于螺旋桨式风扇的下游的平面内的风速分布。

[0035] 如图5中的左侧的图所示，在比较例的螺旋桨式风扇中，由于朝向下游流下的叶尖涡B(参照图4)的影响，在区域C中出现局部增速部。由于在螺旋桨式风扇1的下游存在风扇格栅4，所以若存在区域C这样的局部增速部，则通过风扇格栅4的风速的偏差变大，由此，在风扇格栅4的表面上的压力变动增大，会成为噪音增加的主要原因。

[0036] 另一方面，如图5中的右侧的图所示，在本发明的实施方式1的螺旋桨式风扇中，由于在半径方向上的从内周端23到外周端24之间的比半径比为0.5的位置靠外周侧的范围内，具有前缘21的一部分向负压面2a侧突出的形状和后缘22的一部分向正压面2b侧突出的形状中的至少一方的形状，所以能够使叶片负荷局部地增大，并在受到叶尖涡B的局部增速的半径区域中，使不是叶尖涡B的通过区域的区域D的风速增加，从而减小区域C与区域D的风速差。

[0037] 另外，如图5中的左侧的图所示，在I-I'截面的风速分布中，外周侧的速度梯度比内周侧的速度梯度大。在这样的前提下，在本实施方式1中，由于前缘21的向负压面2a侧的突出部的突出高度成为最大的位置Rm及后缘22的向正压面2b侧的突出部的突出高度成为最大的位置Rm均构成为位于比突出开始半径R1与突出结束半径R2的平均半径Ra靠外周侧的位置，所以能够有效地消除上述速度梯度并使叶片负荷局部地增大，能够在受到叶尖涡B的局部增速的半径区域中，使不是叶尖涡B的通过区域的区域D的风速增加，从而减小区域C与区域D的风速差。由此，通过减小通过风扇格栅4的风速的偏差并使风扇格栅4的表面压力变动减少，能够实现低噪音化。

[0038] 此外，本实施方式1的螺旋桨式风扇及空气调节装置用室外机也能够由仅具有第一突出部31及第二突出部41中的一方的叶片构成，在该情况下，也能够得到上述本实施方式的效果。

[0039] 实施方式2.

[0040] 图6是本发明的实施方式2及实施方式3的螺旋桨式风扇的立体图。此外，除了以下说明的部分，本实施方式2与上述实施方式1相同。

[0041] 如图6所示，螺旋桨式风扇1的叶片2的、在半径方向上的从内周端23到外周端24之间的比半径比为0.5的位置靠外周侧的范围内的前缘21的一部分的向负压面2a侧的突出形状及后缘22的一部分的向正压面2b侧的突出形状具有如下特征性截面：当在叶片的径向上延伸的截面中观察时由以大致圆弧状的曲线连接而成的平滑曲线构成，即，向负压面2a侧的突出形状及向正压面2b侧的突出形状是仅具有上述特征性截面的形状。换句话说，向负压面2a侧的突出形状及向正压面2b侧的突出形状由没有棱线的曲面构成。

[0042] 利用上述结构，能够使叶片负荷局部地增大而不会引起突出部处的流动的不连续，如图5所示，通过在受到叶尖涡B的局部增速的半径区域中，使不是叶尖涡B的通过区域的区域D的风速增加来有效地减小区域C与区域D的风速差，从而减小通过格栅的风速的偏差，并使格栅表面压力变动减少，由此能够进一步实现低噪音化。

[0043] 实施方式3.

[0044] 使用图6说明本发明的实施方式3的螺旋桨式风扇。此外，除了以下说明的部分，本实施方式3与上述实施方式1或实施方式2相同。

[0045] 如图6所示，螺旋桨式风扇1的叶片2的、在半径方向上的从内周端23到外周端24之间的比半径比为0.5的位置靠外周侧的范围内的、作为前缘21的一部分的向负压面2a侧的突出形状的最大高度的突出高度L1及作为后缘22的一部分的向正压面2b侧的突出形状的最大高度的突出高度L1构成为比突出开始半径R1到突出结束半径R2的径向距离L2小。

[0046] 利用上述结构，能够抑制突出部处的流动的急剧变化并使叶片负荷局部地增大，如图5所示，通过在受到叶尖涡B的局部增速的半径区域中，使不是叶尖涡B的通过区域的区域D的风速增加来有效地减小区域C与区域D的风速差，从而减小通过格栅的风速的偏差，并使格栅表面压力变动减少，由此能够进一步实现低噪音化。

[0047] 以上参照优选实施方式具体说明了本发明的内容，但是本领域技术人员当然能够基于本发明的基本技术思想和教导得到各种变形形态。

[0048] 在上述实施方式中，说明了将螺旋桨式风扇组装于空气调节装置用室外机的形态，但本发明的螺旋桨式风扇不限定于此。本发明能够作为具备上述螺旋桨式风扇、喇叭口及风扇格栅的螺旋桨式风扇装置而进行实施。喇叭口在俯视时包围螺旋桨式风扇的送风方向的下游侧的部分，螺旋桨式风扇的送风方向的上游侧的部分在俯视时位于喇叭口外，风扇格栅配置在螺旋桨式风扇的送风方向的下游。而且，将这样的螺旋桨式风扇装置与热交换器组合来实施的一个形态是作为之前说明的空气调节装置用室外机的实施方式。因此，若列举其他例子，本发明的螺旋桨式风扇装置能够用于制冷装置等空气调节装置以外的制冷循环装置(具备至少包括压缩机、冷凝器、膨胀装置及蒸发器的制冷回路的装置)，并且也能够作为不将具备热交换元件作为条件的换气装置、送风装置及干燥器而进行实施。

[0049] 另外，作为用于实施本发明的最佳形态，在上述说明的例子中，图示了叶片的数量为3个的情况，但本发明也能够作为3个以外的叶片数量的结构而进行实施，在该结构中，也能够得到上述优异的作用效果。

[0050] 另外，在上述实施方式中，例示了叶片具备前缘的一部分向负压面侧突出的形状和后缘的一部分向正压面侧突出的形状这双方的形态，但该形态仅为本发明的一例，与本发明相关的叶片可以是在前缘具有上述突出而在后缘没有上述突出的形态，或者，与本发明相关的叶片可以是在后缘具有上述突出而在前缘没有上述突出的形态。

[0051] 附图标记的说明

[0052] 1螺旋桨式风扇，1a毂部，2叶片，21前缘，22后缘，23内周端，24外周端，2a负压面，2b正压面，3喇叭口，4风扇格栅，7热交换器，31第一突出部，31a第一突出部的突出前端部，
31b第一突出部的第一基部，31c第一突出部31的第二基部，41第二突出部，41a第二突出部的突出前端部，41b第二突出部的第一基部，41c第二突出部的第二基部。

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