專利名稱：軸流送風(fēng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于換氣扇或空調(diào)等的軸流送風(fēng)機(jī)。
背景技術(shù)：
作為目前的軸流送風(fēng)機(jī)具有軸轂部和旋轉(zhuǎn)葉片，所述軸轂部安裝有旋轉(zhuǎn)葉片、進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)葉片由面對(duì)旋轉(zhuǎn)方向的葉片前緣部、面對(duì)旋轉(zhuǎn)方向的相反方向的葉片后緣部以及與上述軸轂部相對(duì)的葉片外周部形成一周，在這樣的軸流送風(fēng)機(jī)中，使對(duì)應(yīng)于存在于從上述軸轂部到位于上述葉片外周部之間的彎曲點(diǎn)之間的第一區(qū)域中的、各翼弦線中心點(diǎn)的第一前傾角一定，且使對(duì)應(yīng)于存在于上述第一區(qū)域和上述葉片外周部之間的第二區(qū)域中的、各翼弦線中心點(diǎn)的第二前傾角大于上述第一前傾角(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1日本專利第3203994號(hào)公報(bào) 但是，根據(jù)上述現(xiàn)有的技術(shù)，雖然可以降低因葉梢渦流引起的噪音，但通過(guò)在旋轉(zhuǎn)葉片上形成第一、第二前傾角，葉片外周部從軸轂部向前方(上游側(cè))突出很多，因此，軸流送風(fēng)機(jī)的軸方向的尺寸增加。因此，具有整個(gè)產(chǎn)品的尺寸增大的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述問(wèn)題而提出的，其目的在于獲得可不增加軸流送風(fēng)機(jī)的軸方向的尺寸、而降低噪音的軸流送風(fēng)機(jī)。
為了解決上述課題、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種軸流送風(fēng)機(jī)，具有軸轂部和多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片，所述軸轂部被電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)；所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片放射狀地安裝在所述軸轂部上、向旋轉(zhuǎn)軸方向送風(fēng)，其特征在于，使所述旋轉(zhuǎn)葉片的、從所述軸轂部到徑方向中間部的彎曲點(diǎn)的第一區(qū)域中的翼弦中心線，以大于0°的一定的第一前傾角向上游側(cè)傾斜，使從所述彎曲點(diǎn)到葉片外周部的第二區(qū)域中的翼弦中心線比所述第一前傾角更向上游側(cè)傾斜，且使所述葉片外周部上的翼弦中心線的切線的前傾角在30°～45°的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明，可起到以下效果，即，不增大旋轉(zhuǎn)葉片的軸方向尺寸，就可得到降低因葉梢渦流而引起的噪音、且送風(fēng)性能降低少的軸流送風(fēng)機(jī)。
圖1是軸流送風(fēng)機(jī)的葉輪的立體圖。
圖2是將葉輪向與旋轉(zhuǎn)軸直交的平面投影的平面投影圖。
圖3是將圖2中的各翼弦線中心點(diǎn)Pr’的軌跡以半徑R向包括旋轉(zhuǎn)軸和OX軸的垂直平面上旋轉(zhuǎn)投影的圖。
圖4是與表示本發(fā)明的實(shí)施方式的翼弦中心線Pr1的圖3相同的圖。
圖5是表示實(shí)施方式的各翼弦線中心點(diǎn)Pr2的軌跡(翼弦中心線Pr1)的定義方法的與圖4相同的圖。
圖6是實(shí)驗(yàn)性地求出實(shí)施方式的葉輪的流量系數(shù)與單位噪音KT、流量系數(shù)與風(fēng)扇效率ηs的關(guān)系的結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式 以下，根據(jù)附圖、就本發(fā)明的軸流送風(fēng)機(jī)的實(shí)施方式進(jìn)行具體說(shuō)明。但本發(fā)明并不受該實(shí)施方式的限制。
實(shí)施方式 圖1是軸流送風(fēng)機(jī)的葉輪的立體圖；圖2是將葉輪向與旋轉(zhuǎn)軸3直交的平面Sc投影的平面投影圖；圖3是從圖2中的軸轂部翼弦線中心點(diǎn)Pb’到外周部翼弦線中心點(diǎn)Pt’的各翼弦線中心點(diǎn)的軌跡圖，即，是關(guān)于Pb’-Pr’-Pt’、將任意半徑R上的各翼弦線中心點(diǎn)Pr’、向包括旋轉(zhuǎn)軸3和OX軸的垂直平面上以半徑R進(jìn)行旋轉(zhuǎn)投影的各翼弦線中心點(diǎn)Pr的軌跡圖；圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的各翼弦線中心點(diǎn)Pr2的軌跡的與圖3相同的圖；圖5是表示實(shí)施方式的各翼弦線中心點(diǎn)Pr2的軌跡的定義方法的與圖4相同的圖；圖6是實(shí)驗(yàn)性地求出實(shí)施方式的葉輪的流量系數(shù)與單位噪音(比騒音)KT、流量系數(shù)與風(fēng)扇效率ηs的關(guān)系的結(jié)果圖。
如1所示，實(shí)施方式的葉輪具有三根葉片，但本發(fā)明的葉輪的旋轉(zhuǎn)葉片數(shù)量也可以是其他數(shù)量。以下，主要就一個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片的形狀進(jìn)行說(shuō)明，其他旋轉(zhuǎn)葉片的形狀也是相同的形狀。
具有三維立體形狀的旋轉(zhuǎn)葉片1被無(wú)圖示的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，放射狀地安裝在圍繞旋轉(zhuǎn)軸3向箭頭4方向旋轉(zhuǎn)的圓柱形的軸轂部2的外周。通過(guò)旋轉(zhuǎn)葉片1的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生箭頭A方向的氣流。
一旦將圖1所示的旋轉(zhuǎn)葉輪1向與旋轉(zhuǎn)軸3直交的平面Sc(參照?qǐng)D3、圖4)投影，則形成圖2所示的旋轉(zhuǎn)葉片1的形狀。圖2所示的點(diǎn)Pb’表示從軸轂部2的外周上的葉片前緣部1b’到葉片后緣部1c’的翼弦線中心點(diǎn)(中點(diǎn))。
同樣，Pt’表示從葉片外周部1d上的葉片前緣部1b到葉片后緣部1c’的翼弦線中心點(diǎn)(中點(diǎn))。圖2所示的線Pr’表示從軸轂部的翼弦線中心點(diǎn)Pb’到外周部的翼弦線中心點(diǎn)Pt’的任意的半徑R上的各翼弦線中心點(diǎn)的軌跡(翼弦中心線)。
圖3是將從圖2中的軸轂部的翼弦線中心點(diǎn)Pb’到外周部的翼弦線中心點(diǎn)Pt’的各翼弦線中心點(diǎn)的軌跡(翼弦中心線)，即，關(guān)于Pb’-Pr’-Pt’，將在任意的半徑R上的各翼弦線中心點(diǎn)Pr’以半徑R向包括旋轉(zhuǎn)軸3和OX軸的垂直平面上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)投影后的各翼弦線中心點(diǎn)Pr’的軌跡(翼弦中心線)圖。
如圖3所示，向包括旋轉(zhuǎn)軸3和OX軸的垂直平面上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)投影后的翼弦中心線Pr(各翼弦線中心點(diǎn)Pr的軌跡)，可作為如下的線進(jìn)行表示，即，從軸轂部的翼弦線中心點(diǎn)Pb到葉片外周部的翼弦線中心點(diǎn)Pt，向空氣流的上游側(cè)傾斜的前傾角δz與垂直于旋轉(zhuǎn)軸3的平面Sc形成一定角度的線。
圖4的虛線所示的翼弦中心線Pr，是圖3所示的、前傾角δz為一定角度的旋轉(zhuǎn)葉片1的翼弦中心點(diǎn)的軌跡，使本發(fā)明的實(shí)施方式的翼弦中心線Pr1位于翼弦中心線Pr和OX軸(前傾角＝0°)所夾持的區(qū)域內(nèi)，所述翼弦中心線Pr是指從軸轂部的翼弦線中心點(diǎn)Pb到葉片外周部的翼弦中心點(diǎn)Pt’的區(qū)域中、前傾角為一定的情況下的翼弦線中心線，所述OX軸通過(guò)軸轂部的翼弦線中心點(diǎn)Pb、與旋轉(zhuǎn)軸3直交。
在翼弦線中心線Pr和翼弦線中心線Pr1中，軸轂部的翼弦線中心點(diǎn)Pb與葉片外周部的翼弦線中心點(diǎn)Pt在同一位置，葉片外周部的翼弦線中心點(diǎn)Pt從OX軸起的距離為H。
圖5表示實(shí)施方式的各翼弦線中心點(diǎn)Pr2的軌跡和前傾角。使從旋轉(zhuǎn)軸3起在任意半徑R處的翼弦線中心點(diǎn)為Pr2，使位于翼弦線中心線Pr1上的翼弦線中心點(diǎn)Pr2的、從與旋轉(zhuǎn)軸3直交的OX軸起的距離為L(zhǎng)s。
在實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)葉片1中，使從軸轂部2(半徑Rb)到徑方向中間部的彎曲點(diǎn)Pw為止的第一區(qū)域以一定的第一前傾角δzw向上游側(cè)傾斜，使從彎曲點(diǎn)Pw到葉片外周部的第二區(qū)域向上述第一區(qū)域的更上游側(cè)傾斜。
使翼弦中心線Pr1上的彎曲點(diǎn)Pw的半徑為Rw，使第二前傾角為δzt，該第二前傾角δzt是使連接葉片外周部上的翼弦線中心點(diǎn)Pt和軸轂部2的外周上的翼弦中心點(diǎn)Pb的線Pr向上游側(cè)傾斜的角。第一前傾角δzw用以下公式表示。
δzw＝tan-1(Ls/(R-Rb)) (Rb＜R≤Rw) 對(duì)應(yīng)于從彎曲點(diǎn)Pw到葉片外周部(半徑Rt)之間的第二區(qū)域中的任意半徑R處的翼弦線中心點(diǎn)Pr2的傾斜角δzd，如下所示地以成為半徑R的n次函數(shù)(1≤n)的方式形成，而且，使葉片外周部的翼弦線中心點(diǎn)Pt上的翼弦中心線Pr1的切線15的傾斜角δzs在30°～45°的范圍內(nèi)。
δzd＝α(R-Rb)n+δzw α＝(δzt-δzw)/(Rt-Rw)n (Rw＜R≤Rt) 另外，也可不將上述的前傾角δzd形成為半徑R的n次函數(shù)(1≤n)，而是使第二區(qū)域中的翼弦中心線Pr1以一定的前傾角直線形地向上游側(cè)傾斜。
如圖6所示，在上述的實(shí)施方式的軸流送風(fēng)機(jī)中，使彎曲點(diǎn)半徑Rw＝0.7×Rt，并通過(guò)半徑R的二次函數(shù)決定傾斜角δzd，該傾斜角δzd對(duì)應(yīng)于從彎曲點(diǎn)Pw到葉片外周部(半徑Rt)之間的第二區(qū)域中的任意半徑R處的翼弦線中心點(diǎn)Pr2，而且，圖6表示在如圖5所示那樣使葉片外周部的翼弦線中心點(diǎn)Pt上的翼弦中心線Pr1的切線15的傾斜角δzs＝30°的情況下以及使切線15的傾斜角δzs＝45°的情況下、實(shí)驗(yàn)性地求出的流量系數(shù)與單位噪音KT、流量系數(shù)與風(fēng)扇效率ηs的關(guān)系的結(jié)果。
如圖6所示，在葉片外周部的翼弦線中心點(diǎn)Pt上的旋轉(zhuǎn)葉片1的翼弦中心線Pr1的切線15的傾斜角δzs為30°的軸流送風(fēng)機(jī)中，在流量系數(shù)大的動(dòng)作區(qū)域中，與現(xiàn)有的、前傾角δz為一定的軸流送風(fēng)機(jī)相比較，降低了單位噪音KT(-2～-3dB(A))，并且提高了風(fēng)扇效率ηT(1％左右)。
并且，在葉片外周部的翼弦線中心點(diǎn)Pt上的翼弦中心線Pr1的切線15的傾斜角δzs為45°的軸流送風(fēng)機(jī)上，具有風(fēng)扇效率ηT稍微降低的動(dòng)作區(qū)域，但在開(kāi)放點(diǎn)上，與現(xiàn)有的、前傾角δz為一定的軸流送風(fēng)機(jī)相比較，降低了單位噪音KT(-2～-3dB(A))，且提高了風(fēng)扇效率ηT(0.5％左右)。
另外，流量系數(shù)、單位噪音KT以及風(fēng)扇效率ηT利用以下公式進(jìn)行定義。
Ф＝Q/((π2/4)D3·(1-υ2)N) KT＝SPLA-10LogQ·(PT2.5) ηT＝(PT·Q)/(60PW) Q風(fēng)量[m3/min] PT全壓[Pa] SPLA噪音特性(A修正)[dB(A)] D軸流送風(fēng)機(jī)外徑[m] υ軸轂比(＝軸轂部外徑/軸流送風(fēng)機(jī)外徑) N轉(zhuǎn)速[rpm] PW軸動(dòng)力[W] 如上所述，本發(fā)明的軸流送風(fēng)機(jī)適用于換氣扇、空調(diào)等。
權(quán)利要求
1.一種軸流送風(fēng)機(jī)，具有軸轂部和多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片，所述軸轂部被電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)；所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片放射狀地安裝在所述軸轂部上、向旋轉(zhuǎn)軸方向送風(fēng)，其特征在于，
使所述旋轉(zhuǎn)葉片的、從所述軸轂部到徑方向中間部的彎曲點(diǎn)的第一區(qū)域中的翼弦中心線，以大于0°的一定的第一前傾角向上游側(cè)傾斜，使從所述彎曲點(diǎn)到葉片外周部的第二區(qū)域中的翼弦中心線比所述第一前傾角更向上游側(cè)傾斜，且使所述葉片外周部上的翼弦中心線的切線的前傾角在30°～45°的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的軸流送風(fēng)機(jī)，其特征在于，連接所述軸轂部上的翼弦線中心點(diǎn)和所述第二區(qū)域中的翼弦線中心點(diǎn)的線向上游側(cè)的傾斜角，成為所述第二區(qū)域中的翼弦線中心點(diǎn)的半徑的n次函數(shù)(1≤n)。
3.如權(quán)利要求1所述的軸流送風(fēng)機(jī)，其特征在于，以一定的前傾角使所述第二區(qū)域中的翼弦中心線向上游側(cè)傾斜。
全文摘要
本發(fā)明的目的是獲得可不增加軸流送風(fēng)機(jī)的軸方向的尺寸、而降低噪音的軸流送風(fēng)機(jī)。該軸流送風(fēng)機(jī)，具有軸轂部(2)和多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片(1)，軸轂部(2)被電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)；多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片(1)放射狀地安裝在所述軸轂部(2)上、向旋轉(zhuǎn)軸(3)方向送風(fēng)，其中，使上述旋轉(zhuǎn)葉片(1)的、從所述軸轂部(2)到徑方向中間部的彎曲點(diǎn)Pw的第一區(qū)域中的翼弦中心線Pr1，以大于0°的一定的第一前傾角δzw向上游側(cè)傾斜，使從所述彎曲點(diǎn)Pw到葉片外周部的第二區(qū)域中的翼弦中心線Pr1比所述第一前傾角δzw更向上游側(cè)傾斜，且使所述葉片外周部上的翼弦中心線Pr1的切線(15)的前傾角δzs在30°～45°的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)F04D29/38GK101096965SQ20071011208
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者新井俊勝, 菊地仁, 荒木克己, 濱田慎悟, 中島誠(chéng)治, 青木普道 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社