專利名稱：葉輪和送風(fēng)機(jī)及使用其的空氣調(diào)節(jié)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于空氣調(diào)節(jié)機(jī)等的室外機(jī)的具備軸流、或斜流等葉輪的送風(fēng)機(jī)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，空氣調(diào)節(jié)機(jī)中，作為地球溫暖化等的應(yīng)對(duì)，節(jié)能正在急劇發(fā)展，促進(jìn)設(shè)備的低輸入化。另一方面，尋求制熱舒適性的提高等，室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)的熱交換性能的提高，在熱交換器的高性能化的同時(shí)，還需要室內(nèi)、室外的送風(fēng)機(jī)的高效率高性能。目前，從大風(fēng)量且低噪音的觀點(diǎn)出發(fā)，室外機(jī)的送風(fēng)機(jī)使用軸流式、或斜流式的送風(fēng)機(jī)。但是，為了促進(jìn)空氣調(diào)節(jié)機(jī)的更節(jié)能，室外機(jī)的送風(fēng)機(jī)也需要低輸入化，作為室外機(jī)尋求維持規(guī)定的風(fēng)量，并且使送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)效率進(jìn)一步提高。圖11 圖13表示現(xiàn)有的空氣調(diào)節(jié)機(jī)用室外單元所搭載的螺旋槳式風(fēng)扇〔例如參照專利文獻(xiàn)1〕。圖11、圖12中，101為螺旋槳式風(fēng)扇，在安裝于風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸A的輪轂102 上設(shè)有同一形狀的兩個(gè)翼103，翼103在相當(dāng)于風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)中的空氣流的流出部的翼后緣部 103a設(shè)有向與空氣流相反方向凹的大致圓弧狀、或V字狀、或多角形狀的后緣凹部10 。另外，一翼103以風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸A為中心在180° 士 5°的范圍內(nèi)以與另一翼103相反的狀態(tài)配置。例如，一翼103和另一翼103相對(duì)于風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸A軸對(duì)稱地配置。104是在螺旋槳式風(fēng)扇101的排出側(cè)的周圍設(shè)有翼103和保持規(guī)定余隙設(shè)置的孔環(huán)。另外，如圖13所示，本室外機(jī)單元111在單元主體112內(nèi)收容有平面L形狀的室外熱交換器113、之前所述的螺旋槳式風(fēng)扇101、孔環(huán)104、風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)114所構(gòu)成的室外送風(fēng)回路115、壓縮機(jī)116、四通閥、倒相器(inverter)等(未圖示)。室外送風(fēng)回路115和壓縮機(jī)116之間由隔板117隔開(kāi)。其次，對(duì)專利文獻(xiàn)1所記載的螺旋槳(propeller)式風(fēng)扇、以及空氣調(diào)節(jié)機(jī)用室外單元的作用進(jìn)行說(shuō)明。首先，利用風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)114經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸A來(lái)驅(qū)動(dòng)螺旋槳式風(fēng)扇101 旋轉(zhuǎn)，并且經(jīng)由室外熱交換器113將室外空氣導(dǎo)入螺旋槳式風(fēng)扇101內(nèi)。此時(shí)，通過(guò)翼103 和設(shè)于翼103周圍的孔環(huán)104施加動(dòng)壓和靜壓，形成送風(fēng)作用。另外，在通過(guò)室外熱交換器 113時(shí)，通過(guò)壓縮機(jī)116的動(dòng)作與在室外熱交換器113的管內(nèi)流動(dòng)的制冷劑進(jìn)行熱交換。在此，翼103在相當(dāng)于風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)中的空氣流的流出部的翼后緣部103a設(shè)有向與空氣流相反方向凹陷的大致圓弧狀、或V字狀、或多角形狀的后緣凹部103b，由此，翼后緣部 103a的形狀不會(huì)復(fù)雜化，可以較小地形成翼103的面積，將通過(guò)沿著葉尾渦流、即翼的正壓面和負(fù)壓面的空氣流的流動(dòng)在翼后緣部103a的下流部沖突而產(chǎn)生的渦流抑制為較小，來(lái)抑制流動(dòng)損耗的增大。由此，在使螺旋槳式風(fēng)扇101的轉(zhuǎn)速上升而實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的增加時(shí)，能夠?qū)⒔o予風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)114的負(fù)荷抑制為較小，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能性的提高。圖14 圖16表示其它現(xiàn)有的空氣調(diào)節(jié)機(jī)用的送風(fēng)機(jī)葉輪(例如參照專利文獻(xiàn) 2)。如圖14、圖15所示，空氣調(diào)節(jié)用送風(fēng)機(jī)葉輪151在旋轉(zhuǎn)軸中心固定有電動(dòng)機(jī)150的軸， 以截面為大致圓錐臺(tái)狀的輪轂153為中心放射狀地設(shè)有三個(gè)薄截面的翼152。而且，如圖 14所示，在空氣調(diào)節(jié)機(jī)用送風(fēng)機(jī)葉輪151的輪轂153的旋轉(zhuǎn)軸中心固定有電動(dòng)機(jī)150的軸，且將其收納于沿著翼152外周端的旋轉(zhuǎn)軌跡的適宜的外殼159內(nèi)。在此，如圖16(a)、(b)和(C)所示，對(duì)于翼152的半徑方向的截面形狀，在比中點(diǎn)線E-E附近更外周端6側(cè)由相對(duì)于風(fēng)上側(cè)呈凹形狀的曲線構(gòu)成，在比中點(diǎn)線E-E附近更靠輪轂153側(cè)由相對(duì)于風(fēng)上側(cè)呈凸形狀的曲線構(gòu)成。并且，在比中點(diǎn)線E-E附近更外周側(cè)為相對(duì)于風(fēng)上側(cè)呈凹形狀的曲線的曲率半徑按翼152的前緣巧4側(cè)的半徑方向截面部、翼152 的弦長(zhǎng)的中央附近的半徑方向截面部、翼152的后緣155附近的半徑方向截面部的順序，其值增大。即，在設(shè)翼152的前緣IM側(cè)的半徑方向截面部的曲率半徑為rl、翼152的弦長(zhǎng)的中央附近的半徑方向截面部的曲率半徑為r2、翼152的后緣155附近的半徑方向截面部的曲率半徑為r3時(shí)，曲率半徑的大小的關(guān)系為rl < r2 < r3。其次，對(duì)專利文獻(xiàn)1所記載的空氣調(diào)節(jié)機(jī)用的送風(fēng)機(jī)葉輪的作用進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)利用電動(dòng)機(jī)150使空氣調(diào)節(jié)機(jī)用送風(fēng)機(jī)葉輪151旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生送風(fēng)作用，此時(shí)，通過(guò)翼152和設(shè)于翼152的周圍的孔環(huán)159施加動(dòng)壓和靜壓，形成送風(fēng)作用。而且，通過(guò)上述的構(gòu)成，從風(fēng)下側(cè)即翼152的壓力面158朝向風(fēng)上側(cè)即負(fù)壓面157，產(chǎn)生通過(guò)翼外周端156和外殼159 之間的泄流。由此，通過(guò)翼2自體自身的上述凹狀的曲線部促進(jìn)在翼152的外周附近的負(fù)壓面157產(chǎn)生的葉梢渦流(翼端渦流)的生成，實(shí)現(xiàn)低噪音化。另外，葉梢渦流在翼的負(fù)壓面157產(chǎn)生，在翼152的弦長(zhǎng)的中心附近的更后緣155 的位置，存在從翼152的負(fù)壓面157剝離的趨勢(shì)。但是，凹形狀的曲線的曲率半徑按翼152 的前緣1 側(cè)的半徑方向截面部、翼152的弦長(zhǎng)的中心附近的半徑方向截面部、翼152的后緣155附近的半徑方向截面部的順序，其值增大，翼152的后緣155附近的半徑方向截面部側(cè)的曲率半徑r3充分增大，因此，后緣附近的凹部不會(huì)阻礙該葉梢渦流的剝離現(xiàn)象。因此， 渦流剝離導(dǎo)致的損失減少，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的效率提高。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2005-140081號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2003-148395號(hào)公報(bào)但是，在上述現(xiàn)有的構(gòu)成中，翼103、152的外周側(cè)、或外周端103d、156附近，翼弦長(zhǎng)比輪轂側(cè)103c等、半徑方向的中心附近長(zhǎng)，另外，用于靠近翼端渦流，所以作為翼的工作量的比率增大，來(lái)自翼的前緣10;3e、lM側(cè)的流動(dòng)靠近。因此，即使是翼的壓力面103P、158、 負(fù)壓面103S、157，也不能抑制摩擦損失的增加。另外，外周端附近的權(quán)利要求1所述的螺旋槳式中，翼弦長(zhǎng)仍長(zhǎng)，因此，對(duì)于將葉尾渦流抑制為較小是有限的。另外，在專利文獻(xiàn)1、2所記載的送風(fēng)機(jī)中，螺旋槳式風(fēng)扇101、送風(fēng)機(jī)葉輪151的排出側(cè)的周圍由孔環(huán)104、159包圍周圍，因此，從翼103、152的吸入側(cè)的外周流入氣流。此時(shí)， 如圖13、圖14所示，由于孔環(huán)的吸入側(cè)為具有端部l(Ma、159a的形狀，所以在端部104a、 159a附近剝離流動(dòng)，紊亂的流動(dòng)從翼103、152的吸入側(cè)的外周流入翼間，翼103、152的外周側(cè)、或外周端103d、156附近的負(fù)壓面103S、157的葉梢渦流在后緣103a、155附近發(fā)生紊亂，不能抑制渦流變動(dòng)帶來(lái)的損失。另外，葉尾渦流也發(fā)生紊亂，難以將葉尾渦流的變動(dòng)帶來(lái)的損失抑制為較小。另外，也難以抑制伴隨葉梢渦流、葉尾渦流的變動(dòng)導(dǎo)致的送風(fēng)噪音的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述現(xiàn)有的課題而提出的，其目的在于提供一種送風(fēng)機(jī)和空氣調(diào)節(jié)機(jī)，在用于空氣調(diào)節(jié)機(jī)的室外單元的送風(fēng)的軸流式、或斜流式的具有葉輪的送風(fēng)機(jī)中，流動(dòng)靠向翼的外周側(cè)，抑制翼的壓力面、負(fù)壓面的摩擦損失的增加，并且在使用包圍翼的排出側(cè)外周的孔環(huán)的情況下，抑制來(lái)自翼的吸入側(cè)外周的流入氣流的渦流(紊亂)，將伴隨在翼外周側(cè)的葉梢渦流(翼端渦流)、葉尾渦流(翼后流渦流)的變動(dòng)的損失抑制為較小，且將向送風(fēng)機(jī)的輸入抑制為較低，且抑制伴隨葉梢渦流、葉尾渦流的變動(dòng)產(chǎn)生的送風(fēng)噪音的增加，空氣調(diào)節(jié)機(jī)確保用于實(shí)現(xiàn)使用送風(fēng)機(jī)的規(guī)定的熱交換能力的送風(fēng)量，并且抑制設(shè)備的輸入的降低和室外送風(fēng)噪音的增加。為解決所述現(xiàn)有的課題，本發(fā)明提供一種葉輪，由設(shè)于旋轉(zhuǎn)中心的輪轂和設(shè)于所述輪轂的周圍的多個(gè)葉片構(gòu)成，所述葉片的半徑方向的截面形狀在外周側(cè)為相對(duì)于吸入側(cè)呈凹形狀的曲線，在輪轂側(cè)為相對(duì)于吸入側(cè)呈凸形狀的曲線，所述輪轂側(cè)的凸形狀曲線為大致圓弧狀，隨著從所述葉片的前緣側(cè)向后緣側(cè)去，大致圓弧狀的凸形狀曲線的曲率半徑的值減小。根據(jù)該構(gòu)成，從葉片的輪轂側(cè)的前緣朝向后緣側(cè)，凸形狀曲線的曲率半徑減小，由此，形成于其凸形狀部的壓力面?zhèn)鹊陌枷輳娜~片前緣朝向后緣逐漸變窄。因此，流入輪轂側(cè)的凸形狀部的壓力面?zhèn)鹊臍饬骶哂性綇娜~片通過(guò)作用于氣流的離心力而朝向后緣越大的半徑方向成分，其被吹導(dǎo)向形成于壓力面?zhèn)鹊陌枷?，且從葉片后緣向葉輪的排出側(cè)排出。另外，對(duì)于流入輪轂側(cè)的凸部的負(fù)壓面?zhèn)鹊臍饬?，在比凸部頂點(diǎn)更內(nèi)周側(cè)，凸形狀越朝向后緣側(cè)，朝向外周側(cè)的流動(dòng)越沿凸部在周方向流動(dòng)，從后緣向葉輪的排出側(cè)排出。因此，在葉輪的由多個(gè)葉片形成的翼間，輪轂側(cè)的流動(dòng)因作用于氣流的離心力而靠向外周側(cè)的情況被抑制，從輪轂側(cè)的葉片的后緣側(cè)排出。而且，相比輪轂側(cè)翼弦長(zhǎng)度長(zhǎng)， 另外，通過(guò)將葉梢渦流導(dǎo)向外周側(cè)的凹部的負(fù)壓面?zhèn)龋词勾龠M(jìn)了外周側(cè)的流動(dòng)，來(lái)自輪轂側(cè)的流動(dòng)也不會(huì)靠向外周側(cè)，不會(huì)使外周側(cè)的氣流的流速增大，抑制了葉片的外周側(cè)的壓力面、負(fù)壓面的摩擦損失的增加。本發(fā)明的葉輪中，在外周側(cè)促進(jìn)葉梢渦流的生成，抑制葉梢渦流的崩潰帶來(lái)的葉片外周側(cè)的流動(dòng)的紊亂，并且，抑制輪轂側(cè)的流動(dòng)因作用于氣流的離心力而靠向外周側(cè)，使其從葉片的后緣側(cè)排出。其結(jié)果是，葉片的外周側(cè)，翼弦長(zhǎng)度長(zhǎng)，另外，通過(guò)將葉梢渦流導(dǎo)向外周側(cè)的凹部的負(fù)壓面?zhèn)?，即使促進(jìn)外周側(cè)的流動(dòng)，來(lái)自輪轂側(cè)的流動(dòng)也不會(huì)靠向外周側(cè)， 外周側(cè)的氣流的流速也不會(huì)增大，抑制了葉片的外周側(cè)的壓力面、負(fù)壓面的摩擦損失的增加。因此，搭載有這種葉輪的送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)噪音的增加被抑制，并且，送風(fēng)機(jī)的空力效率提高，實(shí)現(xiàn)了送風(fēng)機(jī)用電動(dòng)機(jī)的低輸入化。另外，搭載有這種送風(fēng)機(jī)的空氣調(diào)節(jié)機(jī)確保用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的熱交換能力的送風(fēng)量，并且能夠抑制設(shè)備的輸入的降低和室外送風(fēng)噪音的增加。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式1的有一部分旋轉(zhuǎn)軌跡的送風(fēng)機(jī)的子午截面圖；圖2是表示同實(shí)施方式1的葉輪的旋轉(zhuǎn)軌跡的子午截面圖；圖3是同實(shí)施方式1的葉輪的正面圖；圖4(a)是圖3的A-O(同葉輪的前緣側(cè)半徑方向)截面圖，(b)是圖3的B_0(同葉輪的翼的弦長(zhǎng)的中央附近的半徑方向)截面圖，(c)是圖3的C_0(同葉輪的后緣側(cè)半徑方向)截面圖；圖5是同實(shí)施方式1的空氣調(diào)節(jié)機(jī)的室外單元的截面圖；圖6是表示同實(shí)施方式1的圓筒型輪轂的直徑的葉輪外徑之比、和在確保了規(guī)定的空力特性(風(fēng)量、靜壓)的條件下的送風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)的輸入的關(guān)系的特性圖；圖7是表示同實(shí)施方式1的其它葉輪的旋轉(zhuǎn)軌跡的子午截面圖；圖8是同實(shí)施方式1的其它葉輪的正面圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施方式2的有一部分旋轉(zhuǎn)軌跡的送風(fēng)機(jī)的子午截面圖；圖10是表示同實(shí)施方式2的第一孔環(huán)和第二孔環(huán)的半徑方向的間隔S和葉輪外徑D2之比、和在確保了規(guī)定的空力特性(風(fēng)量、靜壓)的條件下的送風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)的輸入的關(guān)系的特性圖；圖11是現(xiàn)有的葉輪的正面圖；圖12是現(xiàn)有的葉輪的立體圖；圖13是現(xiàn)有的空氣調(diào)節(jié)機(jī)的室外單元的截面圖；圖14是現(xiàn)有的其它有一部分旋轉(zhuǎn)軌跡的送風(fēng)機(jī)的子午截面圖；圖15是現(xiàn)有的其它送風(fēng)機(jī)的正面圖；圖16 (a)是圖15的A-0(同葉輪的前緣側(cè)半徑方向)截面圖，(b)是圖15的B-0(同葉輪的翼的弦長(zhǎng)的中央附近的半徑方向)截面圖，(c)是圖15的C-O (同葉輪的后緣側(cè)半
徑方向)截面圖。
符號(hào)說(shuō)明
1 送風(fēng)機(jī)
2 葉輪
3 電動(dòng)機(jī)
4、17 孔環(huán)
5、16 輪轂
6:葉片
12 熱交換器
14 箱體
18 第一孔環(huán)
l&i:開(kāi)放端
19 第二孔環(huán)
20 彎曲部
具體實(shí)施例方式權(quán)利要求1所記載的發(fā)明為由設(shè)于旋轉(zhuǎn)中心的輪轂和設(shè)于上述輪轂的周圍的多個(gè)葉片構(gòu)成的葉輪，上述葉片的半徑方向的截面形狀在外周側(cè)為相對(duì)于吸入側(cè)呈凹形狀的曲線，在輪轂側(cè)為相對(duì)于吸入側(cè)呈凸形狀的曲線，上述輪轂側(cè)的凸形狀曲線為大致圓弧狀， 隨著從上述葉片的前緣側(cè)向后緣側(cè)去而大致圓弧狀的凸形狀曲線的曲率半徑的值減小。通過(guò)設(shè)為這樣的構(gòu)成，從葉片的輪轂側(cè)的前緣向后緣側(cè)去，凸形狀曲線的曲率半
6徑減小，由此，形成于其凸形狀部的壓力面?zhèn)鹊陌枷輳娜~片前緣向后緣去逐漸減窄。因此， 流入輪轂側(cè)的凸形狀部的壓力面?zhèn)鹊臍饬骶哂性綇娜~片通過(guò)作用于氣流的離心力而朝向后緣越大的半徑方向成分，其被導(dǎo)向形成于壓力面?zhèn)鹊陌枷?，且從葉片后緣向葉輪的排出側(cè)排出。另外，流入輪轂側(cè)的凸部的負(fù)壓面?zhèn)鹊臍饬饕彩菑耐共宽旤c(diǎn)起在內(nèi)周側(cè)凸形狀的傾斜越朝向后緣側(cè)越急，因此，朝向外周側(cè)的流動(dòng)沿凸部在周方向流動(dòng)，從后緣向葉輪的排出側(cè)排出。因此，在由葉輪的多個(gè)葉片形成的翼間，輪轂側(cè)流動(dòng)因作用于氣流的離心力而靠向外周側(cè)的情況被抑制，從輪轂側(cè)的葉片的后緣側(cè)排出。其結(jié)果是，在外周側(cè)，翼弦長(zhǎng)度比輪轂側(cè)長(zhǎng)，促進(jìn)葉梢渦流的生成，抑制葉梢渦流的崩潰帶來(lái)的葉片外周側(cè)的流動(dòng)的紊亂，并且翼弦長(zhǎng)度比輪轂側(cè)長(zhǎng)，即使通過(guò)將葉梢渦流導(dǎo)向外周側(cè)的凹部的負(fù)壓面?zhèn)?，促進(jìn)外周側(cè)的流動(dòng)，來(lái)自輪轂側(cè)的流動(dòng)也不會(huì)靠向外周側(cè)， 外周側(cè)的氣流的流速也不會(huì)增大，從而抑制了在葉片的外周側(cè)的壓力面、負(fù)壓面的摩擦損失的增加。在權(quán)利要求2所記載的發(fā)明中，將上述輪轂制成上述葉片的前緣的內(nèi)徑和后緣的內(nèi)徑大致位同一直徑的大致圓筒形。通過(guò)設(shè)為這種構(gòu)成，流入輪轂側(cè)的凸部形狀的壓力面?zhèn)?、?fù)壓面?zhèn)鹊臍饬骶皇軆A斜的斜流型輪轂阻礙而沿周方向流動(dòng)，因此，即使在輪轂側(cè)，也能夠?qū)⒘鲃?dòng)損失的增加抑制為較小，能夠?qū)⒂扇~輪所產(chǎn)生的損失抑制為更低。在權(quán)利要求3所記載的發(fā)明中，在設(shè)上述大致圓筒形輪轂的直徑為D1、上述葉輪的外徑為D2的情況下，設(shè)D1/D2為0. 135 0. 368.通過(guò)設(shè)為這種構(gòu)成，通過(guò)使圓筒型輪轂的直徑最佳化，在確保規(guī)定的空力特性 (風(fēng)量、靜壓)的條件下，流入輪轂側(cè)的凸部形狀的壓力面?zhèn)?、?fù)壓面?zhèn)鹊臍饬骶飨蛑芊较?，最大限度地發(fā)揮在輪轂側(cè)的流動(dòng)損失的抑制效果，而且，翼弦長(zhǎng)度比輪轂側(cè)長(zhǎng)，另外，即使通過(guò)將葉梢渦流導(dǎo)向外周側(cè)的凹部的負(fù)壓面?zhèn)?，促進(jìn)外周側(cè)的流動(dòng)，來(lái)自輪轂側(cè)的流動(dòng)也不會(huì)靠向外周側(cè)，能夠?qū)⑼庵軅?cè)的氣流的流速抑制為較低，能夠最大限度地發(fā)揮抑制葉片的外周側(cè)的壓力面、負(fù)壓面的摩擦損失的增加的效果。在權(quán)利要求4所記載的發(fā)明中，設(shè)定由電動(dòng)機(jī)、如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的葉輪、和包圍上述葉輪的排出側(cè)的周圍的孔環(huán)所構(gòu)成的送風(fēng)機(jī)。通過(guò)這種構(gòu)成，抑制在輪轂側(cè)的流動(dòng)損失，且翼弦長(zhǎng)度長(zhǎng)，另外，即使通過(guò)將葉梢渦流導(dǎo)向外周側(cè)的凹部的負(fù)壓面?zhèn)?，促進(jìn)外周側(cè)的流動(dòng)，也能夠?qū)⑼庵軅?cè)的氣流的流速抑制為較低，能夠抑制葉片的外周側(cè)的壓力面、負(fù)壓面的摩擦損失的增加，抑制搭載有這種葉輪的送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)噪音的增加，并且，送風(fēng)機(jī)的空力效率提高，可以實(shí)現(xiàn)送風(fēng)機(jī)用電動(dòng)機(jī)的低輸入化。在權(quán)利要求5所記載的發(fā)明中，上述孔環(huán)包圍上述葉輪的排出側(cè)外周，由以排出側(cè)前端部為開(kāi)放端的大致圓筒形的第一孔環(huán)、設(shè)于上述第一孔環(huán)的外側(cè)的大致同心圓狀且軸方向高度比第一孔環(huán)高的第二孔環(huán)、將第一孔環(huán)的吸入側(cè)和第二孔環(huán)的吸入側(cè)平滑地連結(jié)的彎曲部所構(gòu)成。根據(jù)這種構(gòu)成，由于第二孔環(huán)和第一孔環(huán)的吸入側(cè)在平滑的彎曲部連結(jié)，且吸入
7側(cè)沒(méi)有端部，所以氣流在從未被孔環(huán)包圍的葉片的外周流入時(shí)，成為未剝離的順暢的流動(dòng)， 流入翼間。而且，在葉片的外周側(cè)、或外周端附近，負(fù)壓面的葉梢渦流在后緣附近不發(fā)生紊亂，葉梢渦流變動(dòng)帶來(lái)的損失被抑制。另外，將葉尾渦流的變動(dòng)帶來(lái)的損失抑制為較小。其結(jié)果是，在具有軸流式、或斜流式的葉輪的送風(fēng)機(jī)中，流動(dòng)靠葉片的外周側(cè)，抑制了在葉片的壓力面、負(fù)壓面的摩擦損失的增加，同時(shí)，在使用了包圍葉片的排出側(cè)外周的孔環(huán)的情況下，抑制來(lái)自葉片的吸入側(cè)外周的流入氣流的紊亂，將伴隨在葉片外周側(cè)的葉梢渦流、葉尾渦流的變動(dòng)的損失抑制為極小，進(jìn)一步提高送風(fēng)機(jī)的空氣效率，將向送風(fēng)機(jī)用電動(dòng)機(jī)的輸入抑制為極低，且可以抑制伴隨葉梢渦流、葉尾渦流的變動(dòng)導(dǎo)致的送風(fēng)噪音的增加。在權(quán)利要求6所記載的發(fā)明中，在將第一孔環(huán)和第二孔環(huán)的半徑方向的間隔設(shè)為 S，將上述葉輪的外徑設(shè)為D2的情況下，S/D2為0. 020 0. 092。根據(jù)這種構(gòu)成，通過(guò)將第一孔環(huán)和第二孔環(huán)的半徑方向的間隔最佳化，從而在確保了規(guī)定的空力特性(風(fēng)量、靜壓)的條件下，氣流從未被孔環(huán)包圍的葉片的外周流入時(shí)， 成為將流動(dòng)向翼間的剝離抑制為最小的順暢的流動(dòng)。而且，最大限度地發(fā)揮在葉片的外周側(cè)或外周端附近且在負(fù)壓面的后緣附近的葉梢渦流變動(dòng)的抑制效果，將葉梢渦流變動(dòng)帶來(lái)的損失設(shè)為最小。另外，將葉尾渦流的變動(dòng)帶來(lái)的損失設(shè)為最小。在權(quán)利要求7所記載的發(fā)明中，提供一種空氣調(diào)節(jié)機(jī)，其包括進(jìn)行空氣和制冷劑的熱交換的翅片管型的熱交換器、如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的葉輪或權(quán)利要求4 6中任一項(xiàng)所述的送風(fēng)機(jī)、和收納上述熱交換器和上述送風(fēng)機(jī)的箱體。根據(jù)這種構(gòu)成，抑制權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的葉輪、或送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)噪音的增加，并且能夠使送風(fēng)機(jī)的空力效率得到提高，實(shí)現(xiàn)送風(fēng)機(jī)用的電動(dòng)機(jī)的低輸入化，搭載有這種送風(fēng)機(jī)的空氣調(diào)節(jié)機(jī)能夠確保用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的熱交換能力的送風(fēng)量，并且能夠抑制設(shè)備的輸入降低和室外送風(fēng)噪音的增加。下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，本發(fā)明不受該實(shí)施方式限定。(實(shí)施方式1)圖1是本發(fā)明實(shí)施方式1的有一部分旋轉(zhuǎn)軌跡的送風(fēng)機(jī)的子午截面圖。圖2是表示同實(shí)施方式1的葉輪的旋轉(zhuǎn)軌跡的子午截面圖。圖3是同實(shí)施方式1的葉輪的正面圖。 圖4(a)是圖3的A-O截面(同葉輪的前緣側(cè)半徑方向截面圖)，〔b〕是圖3的B-O截面(同葉輪的翼的弦長(zhǎng)的中央附近的半徑方向截面圖)，〔C〕是圖3的C-O截面(同葉輪的后緣側(cè)半徑方向截面圖)。圖5是同實(shí)施方式1的空氣調(diào)節(jié)機(jī)的室外單元的截面圖。圖6是表示同實(shí)施方式1的圓筒型輪轂的直徑與葉輪外徑的比、和確保了規(guī)定的空力特性(風(fēng)量、靜壓)的條件的送風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)的輸入的關(guān)系的圖。圖7是表示同實(shí)施方式1的其它葉輪的旋轉(zhuǎn)軌跡的子午截面圖。圖8是同實(shí)施方式1的其它葉輪的正面圖。首先，如圖1所示，送風(fēng)機(jī)1由葉輪2、電動(dòng)機(jī)3、包圍葉輪2的排出側(cè)周圍的喇叭狀 (bell mouth、喇叭口、錐形孔)的孔環(huán)4所構(gòu)成。在喇叭狀的孔環(huán)的吸入側(cè)具有端部如。另外，如圖2、圖3所示，葉輪2由與電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)軸3a連結(jié)的圓筒型的輪轂5、 和配設(shè)于輪轂5的周圍的兩個(gè)葉片6構(gòu)成。而且，葉片6如圖3所示，外周側(cè)6a相對(duì)于輪轂側(cè)6b向葉輪2的旋轉(zhuǎn)方向前傾。
另外，如圖4(a)、(b)和(c)所示，葉片6的半徑方向的截面形狀為在比葉片6的半徑方向的中央附近更外周側(cè)6a相對(duì)于吸入側(cè)呈凹形狀的曲線，比葉片6的半徑方向的中央附近更靠輪轂6b側(cè)由相對(duì)于吸入側(cè)呈凸形狀的曲線所構(gòu)成。另外，在比葉片6的半徑方向的中央附近更靠輪轂側(cè)6b，相對(duì)于吸入側(cè)呈凸形狀的曲線的曲率半徑以按葉片6的前緣7側(cè)的半徑方向截面部、葉片的弦長(zhǎng)的中央附近的半徑方向截面部、葉片的后緣8附近的半徑方向截面部的順序其值減小的方式構(gòu)成。S卩，在以葉片6的前緣7側(cè)的半徑方向截面部的曲率半徑為R1、葉片6的弦長(zhǎng)的中央附近的半徑方向截面部的曲率半徑為R2、葉片6的后緣8附近的半徑方向截面部的曲率半徑為R3時(shí)，曲率半徑的大小的關(guān)系為Rl > R2 > R3。關(guān)于如上構(gòu)成的送風(fēng)機(jī)1，以下說(shuō)明其動(dòng)作。首先，通過(guò)電動(dòng)機(jī)3經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸3a使葉輪2旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，利用葉片6和設(shè)于葉片6的排出側(cè)的周圍的孔環(huán)4施加動(dòng)壓和靜壓，生成送風(fēng)作用。在次，如圖4所示，葉片6的半徑方向的截面形狀在外周側(cè)6a為相對(duì)于吸入側(cè)呈凹形狀的曲線，在輪轂側(cè)6b為相對(duì)于吸入側(cè)呈凸形狀的曲線，輪轂側(cè)6b的凸形狀曲線為大致圓弧狀，隨著從上述葉片的前緣7側(cè)向后緣8側(cè)去，大致圓弧狀的凸形狀曲線的曲率半徑的值減小，由此，形成于凸形狀的輪轂側(cè)6b的壓力面9側(cè)的凹陷11從葉片6的前緣7朝向后緣8逐漸縮窄。因此，流入輪轂側(cè)6b的凸形狀部的壓力面9側(cè)的氣流具有越從葉片6通過(guò)作用于氣流的離心力而朝向后緣8越大的半徑方向成分，其被導(dǎo)向形成于壓力面9側(cè)的凹陷11，且從葉片6的后緣8向葉輪2的排出側(cè)排出。另外，流入凸形狀的輪轂側(cè)6b的負(fù)壓面10側(cè)的氣流也在比凸形狀的頂點(diǎn)更靠?jī)?nèi)周側(cè)6b’呈凸形狀的傾斜越朝向后緣8側(cè)越急，因此，朝向外周側(cè)6a的流動(dòng)沿凸部在周方向流動(dòng)，從后緣8向葉輪2的排出側(cè)排出。因此，在由葉輪2的兩個(gè)葉片6形成的翼間，輪轂側(cè)6b的流動(dòng)通過(guò)作用于氣流的離心力而靠向外周側(cè)6a的情況被抑制，從輪轂側(cè)6b的葉片6的后緣8側(cè)排出。其結(jié)果是，葉片6的外周側(cè)6a相比輪轂側(cè)6b翼弦長(zhǎng)度長(zhǎng)，促進(jìn)葉梢渦流的生成， 抑制葉梢渦流的崩潰導(dǎo)致的葉片6的外周側(cè)6a的流動(dòng)的紊亂，同時(shí)，即使通過(guò)將葉梢渦流導(dǎo)向凹狀的外周側(cè)6a的負(fù)壓面10側(cè)，促進(jìn)外周側(cè)6a的流動(dòng)，來(lái)自輪轂側(cè)6b的流動(dòng)也不會(huì)靠近外周側(cè)6a，外周側(cè)6a的氣流的流速不會(huì)增大，抑制了在葉片6的外周側(cè)6a的壓力面 9、負(fù)壓面10的摩擦損失的增加。另外，如圖2、圖3所示，通過(guò)將葉輪2的輪轂5制成葉片6的前緣7的內(nèi)徑和后緣 8的內(nèi)徑為大致同一直徑的大致圓筒形，流入凸形狀的輪轂側(cè)6b的壓力面9側(cè)、負(fù)壓面10 側(cè)的氣流相比傾斜的斜流型輪轂均不會(huì)被阻礙而向周方向流動(dòng)，因此，即使在輪轂側(cè)6b，也能夠?qū)⒘鲃?dòng)損失的增加抑制為極小，相比斜流型的輪轂的情況，能夠?qū)⒂扇~輪2產(chǎn)生的損失抑制地更低。另外，在此，在設(shè)圓筒型的輪轂5的外徑為D1，葉輪2的外徑為D2的情況下，通過(guò)將D1/D2設(shè)為0. 135 0. 368，如圖6的圓筒型輪轂的直徑Dl的葉輪外徑D2的比D1/D2、 和在確保規(guī)定的空力特性(風(fēng)量、靜壓)的條件下的送風(fēng)機(jī)1的電動(dòng)機(jī)3相對(duì)于現(xiàn)有的送風(fēng)機(jī)的輸入比的關(guān)系的特性圖所示，可以實(shí)現(xiàn)將相對(duì)于現(xiàn)有的送風(fēng)機(jī)的輸入低輸入化至1 以下的趨勢(shì)。
另外，如圖5所示，分體式空氣調(diào)節(jié)機(jī)15的室外單元由進(jìn)行空氣和制冷劑的熱交換的翅片管型的熱交換器12、葉輪2、電動(dòng)機(jī)3、孔環(huán)4所構(gòu)成的送風(fēng)機(jī)1、和收納熱交換器 12、送風(fēng)機(jī)1與壓縮機(jī)13的箱體14構(gòu)成，由此，能夠抑制送風(fēng)機(jī)1的送風(fēng)噪音的增加，并且送風(fēng)機(jī)1的空力效率得到提高，實(shí)現(xiàn)送風(fēng)機(jī)1用電動(dòng)機(jī)3的低輸入化，搭載有這種送風(fēng)機(jī)1 的空氣調(diào)節(jié)機(jī)15可確保用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的熱交換能力的送風(fēng)量，并且能夠抑制設(shè)備的輸入的降低和室外送風(fēng)噪音的增加。另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式1中，將輪轂3制成圓筒型，但如圖7、圖8所示，即使為傾斜型的輪轂16，也能夠發(fā)揮在輪轂側(cè)6b的流動(dòng)損失的抑制效果，進(jìn)而相比輪轂側(cè)6b，翼弦長(zhǎng)度長(zhǎng)，另外即使通過(guò)將葉梢渦流導(dǎo)入凹狀的外周側(cè)6a的負(fù)壓面10側(cè)，促進(jìn)外周側(cè)6a 的流動(dòng)，來(lái)自輪轂側(cè)6b的流動(dòng)也不會(huì)靠向外周側(cè)6a，將外周側(cè)6a的氣流的流速抑制為極低，可發(fā)揮抑制在葉片6的外周側(cè)6a的壓力面9、負(fù)壓面10的摩擦損失的增加的效果。另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式1中，即將葉片6的個(gè)數(shù)設(shè)為2個(gè)，但即使為3個(gè)以上， 也能夠得到同樣的效果。另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式1中，將孔環(huán)4設(shè)為僅包圍葉輪2的排出側(cè)的構(gòu)成，但即使為包圍葉輪的外周全域的構(gòu)成，也能夠得到同樣的效果。(實(shí)施方式2)圖9是本發(fā)明實(shí)施方式2的有一部旋轉(zhuǎn)軌跡的送風(fēng)機(jī)的子午截面圖。圖10是表示同實(shí)施方式2的第一孔環(huán)和第二孔環(huán)的半徑方向的間隔S和葉輪外徑D2的比、在確保規(guī)定的空力特性(風(fēng)量、靜壓)的條件下的送風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)的輸入的關(guān)系的特性的圖。另外， 對(duì)于與之前的實(shí)施方式1相同的構(gòu)成要件，標(biāo)注同一符號(hào)并省略說(shuō)明。如圖9所示，17是包圍葉輪2的排出側(cè)外周的孔環(huán)，由以排出側(cè)前端部為開(kāi)放端 18a的大致圓筒形的第一孔環(huán)18、設(shè)于第一孔環(huán)18的外側(cè)的大致同心圓狀且軸方向高度比第一孔環(huán)高的第二孔環(huán)19、將第一孔環(huán)的吸入側(cè)18b和第二孔環(huán)19的吸入側(cè)19b平滑地連接的彎曲部20構(gòu)成。由此，由于在連接第一孔環(huán)18和第二孔環(huán)19的彎曲部20，在吸入側(cè)沒(méi)有端部，所以在從未被孔環(huán)18包圍的葉片6的外周流入氣流時(shí)，成為未剝離的順暢的氣流，流入翼間。 而且，在葉片6的外周側(cè)6a、外周端6d附近，在后緣附近負(fù)壓面10的葉梢渦流不發(fā)生紊亂， 葉梢渦流變動(dòng)帶來(lái)的損失被抑制。另外，葉尾渦流的變動(dòng)造成的損失被抑制為極小。其結(jié)果是，在具有圓筒形的輪轂5的葉輪2的送風(fēng)機(jī)1中，流動(dòng)偏向葉片6的外周側(cè)6a，抑制了在葉片6的壓力面9、負(fù)壓面10的摩擦損失的增加，同時(shí)，在使用包圍葉片6的排出側(cè)外周的孔環(huán)18、19的情況下，抑制了來(lái)自葉輪6的吸入側(cè)外周的流入氣流的紊亂，將伴隨在葉片6的外周側(cè)6a的葉梢渦流、葉尾渦流的變動(dòng)的損失抑制為極小，使送風(fēng)機(jī)1的空氣效率進(jìn)一步提高，將送風(fēng)機(jī)1向電動(dòng)機(jī)3的輸入抑制為極低，且抑制伴隨葉梢渦流、葉尾渦流的變動(dòng)的送風(fēng)噪音的增加。另外，在此，在設(shè)第一孔環(huán)18和第二孔環(huán)19的半徑方向的間隔為S，葉輪2的外徑為D2的情況下，S/D2為0. 020 0. 092，由此，如圖10的兩個(gè)孔環(huán)18、19之間的間隔S和葉輪外徑D2的比S/D2、在確保了規(guī)定的空力特性(風(fēng)量、靜壓)的條件的送風(fēng)機(jī)1的電動(dòng)機(jī)3相對(duì)于現(xiàn)有的具有孔環(huán)4的送風(fēng)機(jī)1的輸入之比的關(guān)系的特性圖所示，能夠?qū)崿F(xiàn)使相對(duì)于現(xiàn)有的具有孔環(huán)4的送風(fēng)機(jī)1的輸入低輸入化至1以下的趨勢(shì)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上，本發(fā)明的葉輪和送風(fēng)機(jī)，在葉片外周側(cè)，促進(jìn)葉梢渦流的生成，抑制葉梢渦流的崩潰導(dǎo)致的葉片外周側(cè)的流動(dòng)的紊亂，并且，即使促進(jìn)外周側(cè)的流動(dòng)，來(lái)自輪轂側(cè)的流動(dòng)也不會(huì)靠向外周側(cè)，外周側(cè)的氣流的流速也不會(huì)變大，抑制了在葉片的外周側(cè)的壓力面、 負(fù)壓面的摩擦損失的增加。另外，未被孔環(huán)包圍的吸入側(cè)外周的流動(dòng)也順暢地流入，抑制了在葉片的外周側(cè)的葉梢渦流、葉尾渦流的變動(dòng)。因此，抑制了搭載有這種葉輪的送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)噪音的增加，并且送風(fēng)機(jī)的空力效率提高，實(shí)現(xiàn)送風(fēng)機(jī)用的電動(dòng)機(jī)的低輸入化。因此，可以兼得使用這種葉輪、送風(fēng)機(jī)的室外單元的送風(fēng)效率的提高和作為熱泵單元的較高的熱交換能力，可以更低噪音化，因此，不僅家庭用、公司用等空氣調(diào)節(jié)的空氣調(diào)節(jié)機(jī)、家庭用冰箱及自動(dòng)售貨機(jī)等冷凍冷藏設(shè)備、熱水機(jī)等的熱泵設(shè)備、進(jìn)而具有熱電耦零件的電子設(shè)備，而且還可以應(yīng)用于AV設(shè)備、廢熱回收設(shè)備等用途。
權(quán)利要求
1.一種葉輪，其特征在于由設(shè)于旋轉(zhuǎn)中心的輪轂和設(shè)于所述輪轂的周圍的多個(gè)葉片構(gòu)成，所述葉片的半徑方向的截面形狀在外周側(cè)為相對(duì)于吸入側(cè)呈凹形狀的曲線，在輪轂側(cè)為相對(duì)于吸入側(cè)呈凸形狀的曲線，所述輪轂側(cè)的凸形狀曲線為大致圓弧狀，隨著從所述葉片的前緣側(cè)向后緣側(cè)去，大致圓弧狀的凸形狀曲線的曲率半徑的值減小。
2.如權(quán)利要求1所述的葉輪，其特征在于將所述輪轂制成所述葉片的前緣的內(nèi)徑和后緣的內(nèi)徑大致為同一直徑的大致圓筒形。
3.如權(quán)利要求2所述的葉輪，其特征在于在將所述大致圓筒形輪轂的直徑設(shè)為D1，所述葉輪的外徑設(shè)為D2的情況下，D1/D2為 0. 135 0. 368。
4.一種送風(fēng)機(jī)，其特征在于，包括 電動(dòng)機(jī)；如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的葉輪；和包圍所述葉輪的排出側(cè)周圍的孔環(huán)。
5.如權(quán)利要求4所述的送風(fēng)機(jī)，其特征在于 所述孔環(huán)包括包圍所述葉輪的排出側(cè)外周、且以排出側(cè)前端部為開(kāi)放端的大致圓筒形的第一孔環(huán)； 設(shè)于所述第一孔環(huán)的外側(cè)、大致同心圓狀且軸方向高度比第一孔環(huán)高的第二孔環(huán)；和將第一孔環(huán)的吸入側(cè)與第二孔環(huán)的吸入側(cè)平滑地連接的彎曲部。
6.如權(quán)利要求5所述的送風(fēng)機(jī)，其特征在于在將第一孔環(huán)和第二孔環(huán)的半徑方向的間隔設(shè)為S，所述葉輪的外徑設(shè)為D2的情況下，S/D2 為 0. 020 0. 092。
7.一種空氣調(diào)節(jié)機(jī)，其特征在于，包括進(jìn)行空氣和制冷劑的熱交換的翅片管型的熱交換器；如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的葉輪、或權(quán)利要求4 6中任一項(xiàng)所述的送風(fēng)機(jī)；和收納所述熱交換器和所述送風(fēng)機(jī)的箱體。
全文摘要
本發(fā)明涉及葉輪和送風(fēng)機(jī)及使用其的空氣調(diào)節(jié)機(jī)，在具有軸流式或斜流式的葉輪的送風(fēng)機(jī)中，抑制流動(dòng)靠向葉片外周側(cè)，且將伴隨在外周側(cè)的摩擦損失的增加、葉梢渦流、葉尾渦流的變動(dòng)的損失抑制為較小，將電動(dòng)機(jī)輸入抑制為極低。葉輪由設(shè)于旋轉(zhuǎn)中心的輪轂和設(shè)于所述輪轂的周圍的多個(gè)葉片構(gòu)成，所述葉片的半徑方向的截面形狀在外周側(cè)為相對(duì)于吸入側(cè)呈凹形狀的曲線，在輪轂側(cè)為相對(duì)于吸入側(cè)呈凸形狀的曲線，所述輪轂側(cè)的凸形狀曲線為大致圓弧狀，隨著從所述葉片的前緣側(cè)向后緣側(cè)去，大致圓弧狀的凸形狀曲線的曲率半徑的值減小。
文檔編號(hào)F04D29/38GK102168686SQ20111004864
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者井上雄二, 木田琢己, 田積欣公, 野間富之 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社