螺旋桨式风扇的制作方法

1.本发明涉及一种螺旋桨式风扇


背景技术：

2.空调机的室外机内部具有螺旋桨式风扇。近年来，为了提高空调机的节能性能，试图增大螺旋桨式风扇的风量。而螺旋桨式风扇存在下述倾向：扇叶外周部的风速较快，随着靠近作为扇叶的旋转中心的内周部而风速降低。作为补偿扇叶内周部处的风速下降的技术，提出了专利文献1至4的方案，为了通过提高螺旋桨式风扇的风速来增加风量，对螺旋桨式风扇进行了大径化及高速旋转化等。
3.专利文献1：日本特开2010
‑
101223号公报
4.专利文献2：国际公开第2011/0011890号
5.专利文献3：日本特表2003
‑
503643号公报
6.专利文献4：日本特开2004
‑
116511号公报


技术实现要素：

7.然而，在像专利文献1至4所记载的那样对螺旋桨式风扇进行了大径化、高速旋转化时，扇叶的外周部与内周部的风速差会进一步增大，出现因风速差而引起的问题。为弥补扇叶内周部处的风速(风量)的不足而对螺旋桨式风扇进行大径化及高速旋转化，结果导致扇叶外周部的风速加快，因此，在扇叶处产生的气流可能会与室外机中扇叶周围的结构体相干涉，从而产生噪音。此外，由于与扇叶的外周部相比内周部的风速较慢，所以内周部处产生的风因离心力而流到外周部，从而扰乱外周部处产生的风的流动。扇叶外周部的气流被内周部的气流扰乱，结果导致从外周部送出的风量减小。
8.本发明是鉴于上述问题而作出的，旨在提供一种能够提高扇叶内周部的风速的螺旋桨式风扇。
9.本申请公开的螺旋桨式风扇的一实施方式，包括：轮毂，其具有绕中心轴的侧面；以及多个扇叶，其设置于轮毂的侧面。多个扇叶具有叶面部，该叶面部从与轮毂的侧面连接的基端延伸至外缘，且具有位于基端侧的内周部和位于外缘侧的外周部。在多个扇叶的内周部，在叶面部的正压面上分别形成有内周扇叶，该内周扇叶从轮毂的侧面朝外缘侧延伸。内周扇叶从叶面部的正压面朝正压侧突出，并且内周扇叶的旋转方向上的前缘形成为，从基准线向扇叶的旋转方向上的前缘侧远离地弯曲，基准线将与轮毂的侧面连接的内周扇叶的基端中位于正压面上的下端、和从侧面朝扇叶的外缘侧延伸而位于正压面上的内周扇叶的外缘连接，将基准线的长度设为l、基准线与内周扇叶的前缘的距离的最大值设为h时，满足h/l≥0.1。
10.根据本申请公开的螺旋桨式风扇的一实施方式，能够提高扇叶的内周部处的风速。
附图说明
11.图1是具有实施例1的螺旋桨式风扇的室外机的外观立体图。
12.图2是从正压侧观察实施例1的螺旋桨式风扇时的立体图。
13.图3是从正压侧观察实施例1的螺旋桨式风扇时的俯视图。
14.图4是从负压侧观察实施例1的螺旋桨式风扇时的俯视图。
15.图5是实施例1的螺旋桨式风扇的侧视图。
16.图6是从正压侧观察实施例1的螺旋桨式风扇的内周扇叶时的主要部分放大图。
17.图7是从正压侧观察实施例1的螺旋桨式风扇的第一开口时的主要部分放大立体图。
18.图8是从负压侧观察实施例1的螺旋桨式风扇的第一开口时的主要部分放大立体图。
19.图9是用于说明实施例1的螺旋桨式风扇的第二叶素的主要部分放大侧视图。
20.图10是用于说明实施例1的螺旋桨式风扇的内周扇叶的第一叶素及第二叶素的弯曲形状的示意图。
21.图11是用于说明实施例1的螺旋桨式风扇的第一叶素的h/l与螺旋桨式风扇的风量及效率之间的关系的曲线图。
22.图12是用于说明实施例1的螺旋桨式风扇的第一叶素的扇叶角度的侧视图。
23.图13是用于说明实施例1的螺旋桨式风扇的第一叶素的扇叶角度与风量及效率之间的关系的曲线图。
24.图14是用于说明实施例1的螺旋桨式风扇的第一叶素及第二叶素的大小的示意图。
25.图15是表示实施例1的螺旋桨式风扇中风量与输入之间的关系的曲线图。
26.图16是表示实施例1的螺旋桨式风扇中风量与转速之间的关系的曲线图。
27.图17是表示实施例1的螺旋桨式风扇中风量与静压之间的关系的曲线图。
28.图18是用于说明实施例1的螺旋桨式风扇的扇叶的加强筋的主要部分放大侧视图。
29.图19是从正压侧观察实施例2的螺旋桨式风扇时的俯视图。
30.图20是从正压侧观察实施例2的螺旋桨式风扇的第一叶素及第二叶素时的立体图。
31.图21是从负压侧观察实施例2的螺旋桨式风扇的第一叶素及第二叶素时的立体图。
32.图22是用于说明实施例2的螺旋桨式风扇的第一叶素及第二叶素从负压面向负压侧突出的形状的立体图。
33.图23是用于说明实施例2的螺旋桨式风扇的第一叶素及第二叶素从负压面向负压侧突出的形状的主要部分剖视图。
34.图24是用于说明实施例2的螺旋桨式风扇的第一叶素及第二叶素所产生的空气流动的侧视图。
35.图25是将实施例2的螺旋桨式风扇中风量与输入之间的关系与实施例1进行比较表示的曲线图。
36.图26是将实施例2的螺旋桨式风扇中风量与转速之间的关系与实施例1进行比较表示的曲线图。
具体实施方式
37.以下，基于附图来对本申请公开的螺旋桨式风扇的实施例进行详细说明。另外，以下的实施例并非构成对本申请公开的螺旋桨式风扇的限定。
38.实施例1
39.室外机的结构
40.图1是具有实施例1的螺旋桨式风扇的室外机的外观立体图。图1中，将室外机1的前后方向作为x方向，室外机1的左右方向作为y方向，室外机1的上下方向作为z方向。如图1所示，实施例1的室外机1构成空调机的一部分，且包括：压缩机3，其对制冷剂进行压缩；热交换器4，其使通过压缩机3的驱动而流入的制冷剂与外部气体进行热交换；螺旋桨式风扇5，其用于向热交换器4吹送外部气体；以及框体6，其内部收纳这些压缩机3、热交换器4及螺旋桨式风扇5。
41.室外机1的框体6具有：吸气口7，其用于吸入外部气体；和排气口8，其用于将在热交换器4与制冷剂进行热交换后的外部气体，从框体6内排出至外部。吸气口7设置于框体6的侧面6a、以及框体6的与正面6b相对的背面6c。排气口8设置于框体6的正面6b。热交换器4从背面6c配置到侧面6a。螺旋桨式风扇5与排气口8相对配置，通过风扇马达(未图示)而旋转。室外机1中，通过使螺旋桨式风扇5旋转，从吸气口7吸入的外部气体通过热交换器4，通过热交换器4后的空气从排气口8排出。像这样外部气体通过热交换器4时，外部气体在热交换器4与制冷剂进行热交换，热交换器4中流动的制冷剂在制冷运行时进行冷却或者制热运行时进行加热。另外，实施例1的螺旋桨式风扇5的用途并不仅限于室外机1。
42.以下，螺旋桨式风扇5中，螺旋桨式风扇5旋转时空气从螺旋桨式风扇5朝向排气口8流动的一侧，设为正压侧p，而其相反侧、即空气从热交换器4朝向螺旋桨式风扇5流动的一侧，设为负压侧n。
43.螺旋桨式风扇的结构
44.图2是从正压侧p观察实施例1的螺旋桨式风扇5时的立体图。图3是从正压侧p观察实施例1的螺旋桨式风扇5时的俯视图。图4是从负压侧n观察实施例1的螺旋桨式风扇5时的俯视图。图5是实施例1的螺旋桨式风扇5的侧视图。图5是从图3中v方向观察时的侧视图。
45.如图2、图3及图4所示，螺旋桨式风扇5包括作为旋转中心部的轮毂11、以及设置于轮毂11的多个扇叶12。轮毂11具有绕中心轴o的侧面11a，例如，形成为圆筒状。轮毂11中，在螺旋桨式风扇5的负压侧n的端部处轮毂11的中心轴o的位置，设有供未图示的风扇马达的轴固定的轮毂孔。轮毂11随着风扇马达的旋转而绕轮毂11的中心轴o向r方向(图2中顺时针方向)旋转。另外，轮毂11的形状不限于圆筒状，也可以形成为具有多个侧面11a的多棱形筒状。
46.扇叶12是螺旋桨式风扇5的叶片。如图2、图3及图5所示，在轮毂11的侧面11a，沿中心轴o周围隔开规定间隔地一体形成有多个扇叶12(实施例1中为五个扇叶12)。多个扇叶12在轮毂11的侧面11a从轮毂11的中心轴o朝径向延伸。多个扇叶12具有叶面部12c，其中叶面部12c从与轮毂11的侧面11a连接的基端12a延伸至外缘12b。各扇叶12在叶面部12c中具有
位于基端12a侧的内周部13a以及位于外缘12b侧的外周部13b。叶面部12c形成为，从基端12a侧朝外缘12b侧，沿螺旋桨式风扇5的旋转方向r的长度逐渐增大。螺旋桨式风扇5的扇叶12中，面向正压侧p的叶面设为正压面12p，面向负压侧n的叶面设为负压面12n(参见图5)。这些轮毂11和多个扇叶12例如由树脂材料或金属材料等制成。
47.如图2、图3及图4所示，扇叶12具有在螺旋桨式风扇5的旋转方向r上位于前方的前缘12
‑
f、以及在扇叶12的旋转方向r上位于后方的后缘12
‑
r。扇叶12的前缘12
‑
f的外周部13b侧形成为，朝向后缘12
‑
r侧凹陷地弯曲。在沿轮毂11的中心轴o的方向上，扇叶12的后缘12
‑
r的位置比前缘12
‑
f靠正压侧p，扇叶12的叶面部12c相对于中心轴o倾斜。
48.此外，在扇叶12的后缘12
‑
r设置有切口部14，其中切口部14将后缘12
‑
r分成内周部13a侧和外周部13b侧。切口部14形成为，从扇叶12的后缘12
‑
r朝前缘12
‑
f侧延伸，从沿中心轴o的方向观察，形成为朝前缘12
‑
f侧而前端逐渐变细的大致u字形状。
49.内周扇叶的形状
50.图6是从正压侧p观察实施例1的螺旋桨式风扇5的内周扇叶时的主要部分放大图。如图6所示，在多个扇叶12的内周部13a，在叶面部12c的正压面12p上分别形成有内周扇叶15，其中内周扇叶15从轮毂11的侧面11a朝外缘12b侧延伸。内周扇叶15从叶面部12c的正压面12p朝正压侧p突出，并且包括沿扇叶12的旋转方向r排列配置的第一叶素15a及第二叶素15b。
51.第一叶素15a配置于扇叶12的前缘12
‑
f侧，与轮毂11的侧面11a和叶面部12c连接。第二叶素15b配置于扇叶12的后缘12
‑
r侧，与第一叶素15a相邻，且与轮毂11的侧面11a和叶面部12c连接。由于叶面部12c具有第一叶素15a及第二叶素15b，所以在扇叶12的内周部13a通过第一叶素15a及第二叶素15b能提高风速。
52.图7是从正压侧p观察实施例1的螺旋桨式风扇5的第一开口16时的主要部分放大立体图。图8是从负压侧n观察实施例1的螺旋桨式风扇5的第一开口16时的主要部分放大立体图。如图7所示，在叶面部12c中第一叶素15a与第二叶素15b之间，形成有从负压侧n穿通叶面部12c至正压侧p的第一开口16。也即是说，第一开口16是穿通叶面部12c的通孔。第一开口16延伸至从轮毂11的侧面11a朝扇叶12的外缘12b侧延伸出的第一叶素15a的外缘e1附近。如图6所示，从沿中心轴o的方向观察，第一开口16以与彼此相对的第一叶素15a的叶面和第二叶素15b的叶面分别连续的方式开口。此外，如图8所示，扇叶12的负压面12n具有与正压面12p上第一开口16的开口边缘平滑连续的倾斜面19a、19b、19c。
53.此外，如图6所示，在叶面部12c的正压面12p侧，从轮毂11的侧面11a朝扇叶12的外缘12b侧延伸出的第一叶素15a的外缘e1、与从轮毂11的侧面11a朝扇叶12的外缘12b侧延伸出的第二叶素15b的外缘e2之间，从轮毂11的侧面11a相对于叶面部12c的径向开放，以使从叶面部12c的负压侧n经过第一开口16而朝向正压侧p的气流，从第一开口16沿叶面部12c的正压面12p朝扇叶12的外缘12b侧(从侧面11a朝叶面部12c的外缘12b侧)流动。换言之，如图7所示，第一叶素15a及第二叶素15b形成为，在第一叶素15a的外缘e1与第二叶素15b的外缘e2之间，确保有与第一开口16连续的空间g，且在外缘e1与外缘e2之间，正压面12p上不存在妨碍从第一开口16朝向扇叶12的外缘12b侧的气流的部分。
54.图9是用于说明实施例1的螺旋桨式风扇5的第二叶素15b的主要部分放大侧视图。图9中，表示第二叶素15b与叶面部12c的位置关系。如图9所示，第二叶素15b形成为，经由第
一开口16跨叶面部12c的正压面12p和负压面12n。因此，叶面部12c的正压面12p与负压面12n在第二叶素15b的前缘15b
‑
f侧的叶面上连接在一起。因此，第二叶素15b的旋转方向r上的第二叶素15b的前缘15b
‑
f，在沿中心轴o的方向上从负压面12n向负压侧n突出，其位置比负压面12n靠负压侧n。此外，第二叶素15b的前缘15b
‑
f侧的部分形成为，其厚度朝前缘15b
‑
f逐渐减小。
55.通过像这样形成第二叶素15b，到达扇叶12的负压面12n的内周部13a的空气经过第一开口16，沿第一叶素15a与第二叶素15b之间流动，而从负压侧n向正压侧p顺利流过，因此能提高扇叶12的内周部13a的风速。此外，由于第二叶素15b具有向叶面部12c的负压面12n侧突出的部分，所以能将从负压侧n流入的空气朝第一开口16引导，使风沿第二叶素15b朝正压侧p流动，进一步提高扇叶12的内周部13a处的风速。
56.此外，在叶面部12c中扇叶12的后缘12
‑
r与第二叶素15b之间，形成有将叶面部12c从负压侧n穿通至正压侧p的第二开口17。也即是说，第二开口17是穿通叶面部12c的通孔。第二开口17从轮毂11的侧面11a，朝叶面部12c的外缘12b侧延伸至第二叶素15b的外缘e2附近。如图6所示，从沿中心轴o的方向观察，第二开口17与第二叶素15b的叶面连续地开口。此外，如图8所示，扇叶12的负压面12n中形成有倾斜面20，其中倾斜面20与正压面12p上第二开口17的开口边缘平滑连续。通过像这样在叶面部12c中形成第二开口17，使从负压侧n向正压侧p流动的空气经过第二开口17沿第二叶素15b流动，因此能提高扇叶12的后缘12
‑
r侧内周部13a的风速。
57.其结果是，与不具有各个第一叶素15a、第二叶素15b、第一开口16及第二开口17的情况相比，具有第一叶素15a、第二叶素15b、第一开口16及第二开口17的本实施方式的螺旋桨式风扇5，能提高内周部13a处的风速。另外，虽然本实施例1的内周扇叶15具有两个叶素即第一叶素15a及第二叶素15b，但也可以形成为具有三个以上的叶素。
58.第一叶素及第二叶素的弯曲形状
59.图10是用于说明实施例1的螺旋桨式风扇5的内周扇叶15的第一叶素15a及第二叶素15b的弯曲形状的示意图。如图6及图10所示，第一叶素15a形成为，从叶面部12c的正压面12p朝正压侧p突出，并且第一叶素15a的旋转方向r上的前缘15a
‑
f朝扇叶12的前缘12
‑
f侧凸出地弯曲。更具体地，第一叶素15a的前缘15a
‑
f形成为，从图10所示的第一基准线s1向扇叶12的前缘12
‑
f侧远离地弯曲，其中，第一基准线s1是将与轮毂11的侧面11a连接的第一叶素15a的基端中位于正压面12p上的下端e3、和位于正压面15p上的第一叶素15a的外缘e1用直线连接而成的。
60.与第一叶素15a同样地，第二叶素15b也形成为，从叶面部12c的正压面12p朝正压侧p突出，并且第二叶素15b的旋转方向r上的前缘15b
‑
f朝扇叶12的前缘12
‑
f侧(第一叶素15a侧)凸出地弯曲。更具体地，如图10所示，第二叶素15b的前缘15b
‑
f形成为，从第二基准线s2向第一叶素15a侧(扇叶12的前缘12
‑
f侧)远离地弯曲，其中，第二基准线s2是将与轮毂11的侧面11a连接的第二叶素15b的基端中前缘15b
‑
f所在的下端e4、和第二叶素15b的前缘15b
‑
f的外缘e2直线状连接而成的。
61.此外，由于第二叶素15b形成为经由第一开口16跨叶面部12c的正压面12p和负压面12n，所以如图7所示，具有在正压面12p上朝扇叶12的后缘12
‑
r侧弯曲而成的外缘e2、以及在负压面12n上朝扇叶12的后缘12
‑
r侧弯曲而成的外缘e2’。因此，形成第一开口16的边
缘部的、叶面部12c的一部分12d，沿第二叶素15b的在第一叶素15a侧的叶面上向轮毂11的侧面11a侧延伸。本实施例1的第二叶素15b中，正压面12p上的外缘e2与负压面12n上的外缘e2’(参见图10)，在中心轴o的径向上形成于相同位置。
62.另外，虽然未图示，但第二叶素15b的前缘15b
‑
f也可以与第一叶素15a的前缘15a
‑
f同样地形成为，前缘15b
‑
f位于正压面12p上。在此情况下，形成为从第二基准线s2向第一叶素15a侧远离地弯曲，其中，第二基准线s2是将与轮毂11的侧面11a连接的第二叶素15b的基端中位于正压面12p上的下端e4、和位于正压面15p上的第二叶素15b的外缘e2连接而成的。
63.将上述的第一基准线s1的长度设为l(mm)，且第一基准线s1与第一叶素15a的前缘15a
‑
f之间的距离(到第一基准线s1的垂线上与前缘15a
‑
f的交点为止的长度)的最大值、即最大间距设为h(mm)时，如上述那样形成的第一叶素15a的弯曲形状满足下列式子。
64.h/l≥0.1(式1)
65.图11是用于说明实施例1的螺旋桨式风扇5的第一叶素15a的h/l与螺旋桨式风扇5的风量及效率之间的关系的曲线图。图11中，横轴为第一叶素15a的h/l的值，图11中表示的是h/l的值为0.1～0.2的范围。并且，纵轴为螺旋桨式风扇5的风量(m3/h)及效率η(＝风量q/输入)(m3/h/w)。此外，风量q1和效率η1分别表示在使螺旋桨式风扇5在空调机的额定负荷下旋转时的风量和效率，且风量q2和效率η2分别表示在使螺旋桨式风扇5在比空调机的额定负荷高的负荷下旋转时的风量和效率。不管是额定负荷时还是高负荷时，效率η1、η2从其峰值(均为h/l的值为0.2时的值)下降不太多的情况是较为理想的。
66.如图11所示，与不具有第一叶素15a的结构相比，实施例1的螺旋桨式风扇5的扇叶12能够增加扇叶12的内周部13a的风量，而在增加内周部13a的风量时，优选h/l的值为0.2以上。此外，如果h/l的值为0.1以上且不到0.2，虽然风量q1、q2减小，但风量q1的减小能抑制在10％(额定负荷时)，风量q2的减小能抑制在20％(高负荷时)，因此为容许范围(如果h/l的值不到0.1，则风量q减小从而与没有设置第一叶素15a的结构的风量相差很小)。
67.第一叶素的扇叶角度
68.图12是用于说明实施例1的螺旋桨式风扇5的第一叶素15a的扇叶角度的侧视图。如图6及图12所示，将从叶面部12c的正压面12p突出的第一叶素15a的顶点设为a、从中心轴o到顶点a的距离设为r1、第一叶素15a的旋转方向r上的前缘15a
‑
f中与中心轴o的距离为距离r1的点设为b时，沿连接顶点a与点b的方向的第一叶素15a的全长，为第一叶素15a的扇叶弦长w1。此时，如图12所示形成为，沿第一叶素15a的扇叶弦的方向与正交于中心轴o的平面m(通常所说的“旋转面”)所成的、第一叶素15a的扇叶角度θ，在规定的第一角度以上且比第一角度大的第二角度以下的范围内。另外，顶点a是第一叶素15a上位于最靠正压侧p的点，即从正压面12p突出的突出量为最大的点。
69.图13是用于说明实施例1的螺旋桨式风扇5的第一叶素15a的扇叶角度θ与螺旋桨式风扇5的风量及效率之间的关系的曲线图。图13中，横轴为第一叶素15a的扇叶角度θ，纵轴为螺旋桨式风扇5的风量(m3/h)及效率η(m3/h/w)。此外，风量q11和效率η11分别表示在使螺旋桨式风扇5在空调机的额定负荷下旋转时的风量和效率，且风量q12和效率η12分别表示在使螺旋桨式风扇5在比空调机的额定负荷高的负荷下旋转时的风量和效率。
70.如图13所示，在第一叶素15a的扇叶角度θ为87度时，额定负荷时的效率η11及高负
荷时的效率η12分别达到峰值。此外，在额定负荷时，第一叶素15a的扇叶角度θ为87度时，螺旋桨式风扇5的风量11达到峰值。此外，在额定负荷时，将扇叶角度θ设在作为第一角度的40度以上且作为第二角度的90度以下的范围内时，螺旋桨式风扇5的效率η11从其峰值的减小可抑制在10％左右。此外，在高负荷时，即使在第一叶素的扇叶角度为20度的情况下，螺旋桨式风扇5的效率η12从其峰值的减小也可抑制在不到10％。
71.因此，与不具有第一叶素15a的结构相比，实施例1的螺旋桨式风扇5的扇叶12能够增加扇叶12的内周部13a的风量，而通过将第一叶素15a的扇叶角度θ设为87度，能够使额定负荷时的风量q11、效率η11及高负荷时的效率η12达到峰值。另外，本实施例1的螺旋桨式风扇5中，在第一叶素15a的扇叶角度θ为87度时，风量q11、效率η11及效率η12达到峰值，其是根据螺旋桨式风扇的尺寸、形状等而变化的固有的值。
72.作为第一叶素15a的扇叶角度θ的范围，只要在作为第一角度的20度以上且在作为第二角度的90度以下，就能够获得使螺旋桨式风扇5的额定负荷时的风量q11及效率η11、以及高负荷时的风量q12及效率η12均提高的效果。若考虑在螺旋桨式风扇5的额定负荷时及高负荷时这两种情况下，都将效率η11、η12从其峰值的减小抑制在10％左右，则第一叶素15a的扇叶角度θ的范围优选在作为第一角度的40度以上且在作为第二角度的90度以下。另外，对于第二叶素15b的扇叶角度，也优选形成在与第一叶素15a的扇叶角度θ相同程度的范围内。
73.第一叶素及第二叶素的扇叶弦长
74.第一叶素15a的扇叶弦长w1，如上所述是沿连接顶点a与点b的方向的第一叶素15a的全长。如图6所示，在第二叶素15b中，也与第一叶素15a的扇叶弦长w1同样地，将从叶面部12c的正压面12p突出的第二叶素15b的顶点设为c、从中心轴o到顶点c的距离设为r2、第二叶素15b的旋转方向r上的前缘15b
‑
f中与中心轴o的距离为距离r2的点设为d时，沿连接顶点c与点d的方向的第二叶素15b的全长，为第二叶素15b的扇叶弦长w2。顶点c是第二叶素15b上位于最靠正压侧p的点，即从正压面12p突出的量为最大的点。并且，第一叶素15a的扇叶弦长w1被设为比第二叶素15b的扇叶弦长w2长的尺寸。
75.另外，由于如上所述第二叶素15b的前缘15b
‑
f从负压面12n向负压侧n突出，所以第二叶素15b的扇叶弦长w2是包括从叶面部12c的负压面12n向负压侧n延伸的部分、以及从正压面12p向正压侧p延伸的部分在内的全长。
76.第一叶素及第二叶素的大小
77.图14是用于说明实施例1的螺旋桨式风扇5的第一叶素15a及第二叶素15b的大小的示意图。如图14所示，将第一叶素15a及第二叶素15b投影到沿轮毂11的中心轴o的平面(图14的纸面)上、亦即螺旋桨式风扇5的子午截面(将螺旋桨式风扇5沿中心轴o截断而成的截面)上时，第一叶素15a与第二叶素15b在子午截面上重叠的部分的面积，为第一叶素15a在子午截面上的面积的75％以下。
78.此外，在沿轮毂11的中心轴o的方向上，第二叶素15b的顶点c的位置，比第一叶素15a的顶点a的位置靠正压侧p。换言之，第二叶素15b的顶点c的位置，比第一叶素15a的顶点a的位置靠近正压侧p的轮毂11的端面11b。
79.此外，如图5、图14所示，第一叶素15a具有：上缘15a
‑
u，其从轮毂11的侧面11a逐渐靠向正压侧p同时延伸到顶点a；以及侧缘15a
‑
s，其从顶点a延伸到正压面15p上的第一叶素
15a的外缘e1。与第一叶素15a同样地，第二叶素15b也具有：上缘15b
‑
u，其从轮毂11的侧面11a逐渐靠向正压侧p同时延伸到顶点c；以及侧缘15b
‑
s，其从顶点c延伸到正压面15p上的第二叶素15b的外缘e2。
80.实施例1与比较例的螺旋桨式风扇的静压的比较
81.参见图15至图17，对实施例1与比较例的螺旋桨式风扇的静压的变化进行说明。与实施例1的螺旋桨式风扇5的不同之处在于，比较例的螺旋桨式风扇不具有内周扇叶15。图15是表示实施例1的螺旋桨式风扇5中风量与输入之间的关系的曲线图。图16是表示实施例1的螺旋桨式风扇5中风量与转速之间的关系的曲线图。图17是表示实施例1的螺旋桨式风扇5中风量与静压之间的关系的曲线图。图15至图17中，实施例1由实线表示，比较例由虚线表示。图15及图16是以在实施例1与比较例之间比较风量
‑
输入或风量
‑
转速时静压相同(恒定)为前提的。
82.图15表示，螺旋桨式风扇的风量为q21(m3/h)时的输入(投入功率)为w1(w)，螺旋桨式风扇的风量为q22(m3/h)时的输入(投入功率)为w2(w)。其中，风量q22比风量q21大。图16表示，螺旋桨式风扇的风量为q21(m3/h)时的转速为rf1(min
‑1)，螺旋桨式风扇的风量为q22(m3/h)时的转速为rf2(min
‑1)。其中，转速rf2比转速rf1高。也即是说表示，如果实施例1及比较例中风量相同，则输入(投入功率)和转速相同。另外，图15及图16中，通过将相同的实施例1的实线与比较例的虚线错开表示，使各输入
‑
风量特性和各转速
‑
风量特性容易辨识。
83.另一方面，如图17所示，当静压为pa1(pa)时，螺旋桨式风扇的风量在比较例中为q21(m3/h)，而在实施例1中为q31(m3/h)，且实施例1的风量q31为高于比较例的风量q21的值。此外，当静压为pa2(pa)时，螺旋桨式风扇的风量在比较例中为q22(m3/h)，而在实施例1中为q32(m3/h)，且实施例1的风量q32为高于比较例的风量q22的值。
84.也即是说，如果静压相同均为pa1(pa)，则与比较例相比实施例1中，风量从q21(m3/h)增大到q31(m3/h)。此外，如果静压相同均为pa2(pa)，则与比较例相比实施例1中，风量从q22(m3/h)增大到q32(m3/h)。换言之，在实施例1中，即使在与比较例相比静压较高的情况下，也能够确保与比较例相同的风量。也即是说，如图17所示，根据实施例1，能够实现对螺旋桨式风扇5的风量的増大。图17中也是以在实施例1与比较例之间比较风量
‑
输入或风量
‑
转速时静压相同(恒定)为前提的。
85.因此，通过使实施例1的螺旋桨式风扇5所包括的内周扇叶15构成为具有如上所述的内周扇叶15的形状、扇叶角度θ的形状，在具有多个内周扇叶15的情况下，还在内周扇叶15彼此之间设置第一开口16，并且各内周扇叶15的形状的相对关系满足规定的关系，从而能实现对螺旋桨式风扇5的内周部13a处风量的増大。也即是说，上述的各特征各自使螺旋桨式风扇5的内周部13a处的风速提高，从而有利于增大内周部13a的风量。
86.图18是用于说明实施例1的螺旋桨式风扇5的扇叶12的加强筋的主要部分放大侧视图。如图18所示，轮毂11的侧面11a上形成有作为加强部件的加强筋18，其中加强筋18连接扇叶12的后缘12
‑
r和与该后缘12
‑
r相邻的下一个扇叶12的前缘12
‑
f。加强筋18分别形成于多个扇叶12各自的后缘12
‑
r与前缘12
‑
f之间，且形成为连接后缘12
‑
r与前缘12
‑
f的板状。与第二叶素15b相对的加强筋18的正面，与第二开口17连续地形成。
87.例如，随着扇叶12的个数增加而使扇叶12整体的大小减小，并且叶面部12c中形成
有第二开口17，因此会存在下述风险：扇叶12中第二开口17与扇叶12的后缘12
‑
r之间的部分的机械强度降低。即使在此情况下，由于在相邻的扇叶12彼此之间形成有加强筋18，所以通过加强筋18也能够适当地增加扇叶12的后缘12
‑
r的强度。换言之，通过设置加强筋18，能够在叶面部12c中确保第二开口17较大。
88.实施例1的效果
89.如上所述，实施例1的螺旋桨式风扇5的内周扇叶15，如使用图10已作说明的，形成为从叶面部12c的正压面12p朝正压侧p突出，并且内周扇叶15的旋转方向r上的前缘15a
‑
f从第一基准线s1向扇叶12的旋转方向上的前缘12
‑
f侧远离地弯曲，其中，第一基准线s1是将与轮毂11的侧面11a连接的内周扇叶15的基端中位于正压面12p上的下端e3、和从侧面11a朝扇叶12的外缘12b侧延伸而位于正压面12p上的内周扇叶15的外缘e1连接而成，将第一基准线s1的长度设为l，且第一基准线s1与内周扇叶15的前缘15a
‑
f之间的最大间距设为h时，满足h/l≥0.1。由此，能提高扇叶12的内周部13a处的风速，从而能够增大扇叶12的内周部13a处的风量。具体地，能够在螺旋桨式风扇5的额定负荷时及高负荷时两种情况下分别提高风量q1、q2与效率η1、η2。因此，与不具有内周扇叶15的螺旋桨式风扇相比，螺旋桨式风扇5中，由于相同转速下的风量增加，所以能够减小为了获得与不具有内周扇叶15的螺旋桨式风扇相同的风量所需的转速。其结果，能够改善空调机的节能性能。
90.此外，实施例1的螺旋桨式风扇5的叶面部12c中，在第一叶素15a与第二叶素15b之间，形成有从负压侧n穿通叶面部12c至正压侧p的第一开口16。由此，如使用图6已作说明的，由于空气从螺旋桨式风扇5的负压侧n经过第一开口16向正压侧p流动，所以能够提高扇叶12的内周部13a处的风速。
91.此外，如使用图7及图9已作说明的，实施例1的螺旋桨式风扇5中的第二叶素15b形成为，经由第一开口16跨叶面部12c的正压面12p和负压面12n。在扇叶12上设置第二叶素15b时，第一开口16与第二叶素15b需共用一部分结构。而若只是将第二叶素15b配置于扇叶12，则会成为第二叶素15b的一部分封住第一开口16的形状。因此，由于第二叶素15b形成为经由第一开口16跨叶面部12c的正压面12p和负压面12n，所以空气能够从负压侧n平滑地流到正压侧p。由此，因为借助于第二叶素15b，空气能从负压侧n经过第一开口16而容易地流到正压侧p，所以能够进一步提高扇叶12的内周部13a处的风速。
92.此外，如使用图6已作说明的，在实施例1的螺旋桨式风扇5的扇叶12的叶面部12c中，扇叶12的旋转方向r上的后缘12
‑
r与第二叶素15b之间，形成有从负压侧n穿通叶面部12c至正压侧p的第二开口17。由此，在扇叶12的内周部13a处空气容易从负压侧n流到正压侧p，因而能够提高内周部13a处的风速。
93.此外，如使用图18已作说明的，实施例1的螺旋桨式风扇5的轮毂11的侧面11a上形成有加强筋18，其中加强筋18连接扇叶12的旋转方向r上的后缘12
‑
r和与该后缘12
‑
r相邻的下一个扇叶12的前缘12
‑
f。由此，能够抑制因在叶面部12c中形成有第二开口17而导致扇叶12的后缘12
‑
r的机械强度的降低。
94.以下，参照附图对其他实施例进行说明。实施例2中，对与上述实施例1相同的结构，赋予与实施例1相同的符号并省略说明。
95.实施例2
96.实施例2的螺旋桨式风扇25的扇叶12其特征包括：下述的内周扇叶35的第一叶素
35a及第二叶素35b从负压面12n向负压侧n突出。另外，实施例1的螺旋桨式风扇5中，第一叶素15a的前缘15a
‑
f及第二叶素15b的前缘15b
‑
f也是从负压面12n向负压侧n稍微突出的(图12)。然而，与实施例1不同，实施例2中的第一叶素35a及第二叶素35b所确保的从负压面12n向负压侧n突出的突出量，与实施例1相比较大。
97.内周扇叶的形状
98.图19是从正压侧p观察实施例2的螺旋桨式风扇25时的俯视图。图20是从正压侧p观察实施例2的螺旋桨式风扇25的第一叶素35a及第二叶素35b时的立体图。图21是从负压侧n观察实施例2的螺旋桨式风扇25的第一叶素35a及第二叶素35b时的立体图。
99.如图19、图20及图21所示，实施例2的螺旋桨式风扇25中的内周扇叶35包括第一叶素35a及第二叶素35b，其中，第一叶素35a及第二叶素35b从叶面部12c的正压面12p向正压侧p突出，并且沿扇叶12的旋转方向r排列配置。
100.如图19及图20所示，在叶面部12c中第一叶素35a与第二叶素35b之间，形成有从负压侧n穿通叶面部12c至正压侧p的第一开口36。此外，在叶面部12c中扇叶12的后缘12
‑
r与第二叶素35b之间，形成有将叶面部12c从负压侧n朝正压侧p穿通的第二开口37。
101.第一叶素35a从叶面部12c的负压面12n向负压侧n突出，并且从叶面部12c的正压面12p向正压侧p突出(参见图23)。如图19所示，第一叶素35a形成为，第一叶素35a的旋转方向r上的前缘35a
‑
f朝扇叶12的前缘12
‑
f侧凸出地弯曲。此外，如图19及图20所示，第一叶素35a的前缘的外周部13b侧，与叶面部12c的前缘12
‑
f的内周部13a侧连续地形成，且在第一叶素35a与前缘35a
‑
f与叶面部12c的前缘12
‑
f之间的分界部分，形成有朝扇叶12的后缘12
‑
r侧凹陷的凹部39。
102.与第一叶素35a同样地，第二叶素35b也从叶面部12c的负压面12n向负压侧n突出，并且从叶面部12c的正压面12p向正压侧p突出(参见图23)。如图19所示，第二叶素35b形成为，第二叶素35b的旋转方向r上的前缘35b
‑
f朝扇叶12的前缘12
‑
f侧(第一叶素35a侧)凸出地弯曲。此外，实施例2的第一叶素35a及第二叶素35b的其他的形状形成为与上述实施例1的第一叶素15a及第二叶素15b的各形状相同。
103.实施例2的主要部分
104.图22是用于说明实施例2的螺旋桨式风扇25的第一叶素35a及第二叶素35b从负压面12n向负压侧n突出的形状的立体图。图23是用于说明实施例2的螺旋桨式风扇25的第一叶素35a及第二叶素35b从负压面12n向负压侧n突出的形状的主要部分剖视图。
105.如图22及图23所示，第一叶素35a及第二叶素35b从叶面部12c的负压面12n向负压侧n突出。换言之，第一叶素35a的前缘35a
‑
f及第二叶素35b的前缘35b
‑
f形成为位于负压侧n。
106.另外，虽然实施例2中第一叶素35a及第二叶素35b两者都从叶面部12c的负压面12n向负压侧n突出，但也可以是例如仅第二叶素35b突出，而并非仅限于内周扇叶35的所有叶素都从叶面部12c的负压面12n向负压侧n突出的结构。
107.这里，参照图19，对图23所示叶面部12c的截面的定义进行说明。如图19所示，以经过轮毂11的径向上的第一开口36的外缘e5且沿轮毂11的周向的圆j为基准，沿与圆j在外缘e5处相切的切线k截断扇叶12而得到的截面，为图23所示截面。
108.第一叶素及第二叶素的作用
109.图24是用于说明实施例2的螺旋桨式风扇25的第一叶素35a及第二叶素35b所产生的空气流动的侧视图。如图24所示，实施例2中产生了从负压侧n朝正压侧p流动的空气流t1、t2，其中，空气流t2与实施例1不同。实施例1中，经过第一开口16的空气沿第一叶素15a及第二叶素15b的各正压面流动。而实施例2中，由于适当地确保了第一叶素35a及第二叶素35b从负压面12n向负压侧n突出的突出量，所以容易将沿负压面12n上流动的空气像空气流t2那样引导至第一开口36。实施例2中，由于沿负压面12n上被引导至第一开口36的空气，会被第二叶素35b的正压面12p兜住，所以从负压侧n沿第二叶素35b而引入到正压侧p的风量增加。因此，扇叶12的内周部13a处的风速得以提高。
110.实施例2中的第一叶素35a及第二叶素35b，从叶面部12c的正压面12p向正压侧p突出，并且从负压面12n朝负压侧n突出，特别是从负压面12n朝负压侧n突出的形状，对螺旋桨式风扇5的风量的増大具有主导作用。再加之，第一叶素35a及第二叶素35b中，通过使第一叶素35a及第二叶素35b的各扇叶弦长较长来适当地确保从正压面12p向正压侧p突出的形状，能起到提高扇叶12的内周部13a的风速并增大内周部13a的风量的作用。
111.因此，在螺旋桨式风扇25中第一叶素35a及第二叶素35b的各扇叶弦长一定的条件下，通过使第一叶素35a及第二叶素35b相对于叶面部12c靠负压侧n配置，以使其从负压面12n朝负压侧n突出的突出量增大，能够进一步增大扇叶12的内周部13a处的风量并进一步提高风速。再加之，通过使第一叶素35a及第二叶素35b靠叶面部12c的负压侧n配置，能够有效地利用风扇马达的旋转轴的周围的空置空间。因此，由于能够减小风扇马达和螺旋桨式风扇25在室外机1内部所占的空间，所以能够将室外机1构造得更紧凑，从而实现室外机1的小型化。
112.实施例2与实施例1的比较
113.参照图25及图26，对实施例2的螺旋桨式风扇25与实施例1的螺旋桨式风扇5进行比较。与实施例2的不同之处在于，实施例1的螺旋桨式风扇5中，第一叶素15a及第二叶素15b从负压面12n向负压侧n突出的突出量，比实施例2的螺旋桨式风扇25的小。图25是将实施例2的螺旋桨式风扇25中风量与输入之间的关系与实施例1进行比较表示的曲线图。图26是将实施例2的螺旋桨式风扇25中风量与转速之间的关系与实施例1进行比较表示的曲线图。图25及图26中，实施例2由实线表示，实施例1由虚线表示。图25及图26是以在实施例2与实施例1之间比较风量
‑
输入或风量
‑
转速时静压相同(恒定)为前提的。
114.如图25所示，当风扇马达的输入(w)为同一值时，实施例2的螺旋桨式风扇25较之于实施例1的螺旋桨式风扇5，风量(m3/h)增大。此外，如图26所示，当风扇马达的转速(min
‑1)为同一值时，实施例2的螺旋桨式风扇25较之于实施例1的螺旋桨式风扇5，风量(m3/h)增大。因此，由图25及图26清楚可知，通过像实施例2那样适当地确保第一叶素35a及第二叶素35b从负压面12n向负压侧n突出的突出量，扇叶12的内周部13a处的风速能得到提高。
115.实施例2的效果
116.实施例2的螺旋桨式风扇25的内周扇叶35包括多个叶素，其中，多个叶素从叶面部12c的负压面12n向负压侧n突出，并且沿扇叶12的旋转方向r排列配置。多个叶素具有配置于扇叶12的前缘12
‑
f侧的第一叶素35a、以及配置于扇叶12的后缘12
‑
r侧而与第一叶素35a相邻的第二叶素35b，且在叶面部12c中第一叶素35a与第二叶素35b之间，形成有从负压侧n穿通叶面部12c至正压侧p的第一开口36。由此，能提高扇叶12的内周部13a处的风速，能够
增大扇叶12的内周部13a处的风量，从而能够增大螺旋桨式风扇5整体的风量。因此，螺旋桨式风扇5的效率得以提高，从而能够改善空调机的节能性能。
117.而且，螺旋桨式风扇25中，通过使第一叶素35a及第二叶素35b相对于叶面部12c靠负压侧n配置，以使其从负压面12n朝负压侧n突出的突出量增大，能够进一步增大扇叶12的内周部13a处的风量并进一步提高风速。再加之，通过使第一叶素35a及第二叶素35b靠叶面部12c的负压侧n配置，能够有效地利用风扇马达的旋转轴的周围的空置空间。因此，由于能够减小风扇马达和螺旋桨式风扇25在室外机1内部所占的空间，所以能够将室外机构造得更紧凑，从而实现室外机1的小型化。
118.再者，与实施例1中的第一叶素15a及第二叶素15b同样地，实施例2中的第一叶素35a及第二叶素35b从正压面12p朝正压侧p突出。由此，因为第一叶素35a及第二叶素35b的各扇叶弦长增大，各扇叶弦长得以适当地确保，所以能够提高沿第一叶素35a及第二叶素35b流动的空气的风速，并增大扇叶12的内周部13a处的风量。然而，对于第一叶素35a及第二叶素35b，与从正压面12p朝正压侧p突出的形状相比，从叶面部12c的负压面12n朝负压侧n突出的形状更为重要，适当地确保向负压侧n突出的突出量，有利于增大风量。
119.符号说明
120.5、25 螺旋桨式风扇
121.11 轮毂
122.11a 侧面
123.12 扇叶
124.12
‑
f 前缘
125.12
‑
r 后缘
126.12a 基端
127.12b 外缘
128.12c 叶面部
129.12p 正压面
130.12n 负压面
131.13a 内周部
132.13b 外周部
133.15、35 内周扇叶
134.15a、35a 第一叶素
135.15a
‑
f、35a
‑
f 前缘
136.15b、35b 第二叶素
137.15b
‑
f、35b
‑
f 前缘
138.16、36 第一开口
139.17、37 第二开口
140.18 加强筋(加强部件)
141.o 中心轴
142.r 旋转方向
143.n 负压侧
144.p 正压侧
145.θ 扇叶角度
146.a、c 顶点
147.e1、e2、e2
’ꢀ
外缘
148.e3、e4 下端
149.r1、r2 距离

技术特征：
1.一种螺旋桨式风扇，其特征在于，包括：轮毂，其具有绕中心轴的侧面；以及多个扇叶，其设置于所述轮毂的所述侧面，所述多个扇叶具有叶面部，所述叶面部从与所述轮毂的所述侧面连接的基端延伸至外缘，且具有位于所述基端侧的内周部和位于所述外缘侧的外周部，在所述多个扇叶的内周部，在所述叶面部的正压面上分别形成有内周扇叶，所述内周扇叶从所述轮毂的所述侧面朝所述外缘侧延伸，所述内周扇叶从所述叶面部的所述正压面朝正压侧突出，并且所述内周扇叶的旋转方向上的前缘形成为，从基准线向所述扇叶的旋转方向上的前缘侧远离地弯曲，所述基准线将与所述轮毂的所述侧面连接的所述内周扇叶的基端中位于所述正压面上的下端、和从所述侧面朝所述扇叶的所述外缘侧延伸而位于所述正压面上的所述内周扇叶的外缘连接，将所述基准线的长度设为l、所述基准线与所述内周扇叶的所述前缘的距离的最大值设为h时，满足h/l≥0.1。2.根据权利要求1所述的螺旋桨式风扇，其特征在于，所述内周扇叶包括多个叶素，所述多个叶素沿所述扇叶的旋转方向排列配置，多个叶素之中配置于所述扇叶的旋转方向上的前缘侧的第一叶素满足h/l≥0.1。3.根据权利要求2所述的螺旋桨式风扇，其特征在于，所述内周扇叶具有第二叶素，所述第二叶素配置于所述扇叶的旋转方向上的后缘侧，与所述第一叶素相邻，在所述叶面部中所述第一叶素与所述第二叶素之间，形成有从负压侧穿通所述叶面部至所述正压侧的第一开口。4.根据权利要求3所述的螺旋桨式风扇，其特征在于，所述第二叶素形成为，经由所述第一开口跨所述叶面部的所述正压面和负压面。5.根据权利要求3或4所述的螺旋桨式风扇，其特征在于，在所述叶面部中所述扇叶的旋转方向上的后缘与所述第二叶素之间，形成有从所述负压侧穿通所述叶面部至所述正压侧的第二开口。6.根据权利要求1至5中任一项所述的螺旋桨式风扇，其特征在于，所述轮毂的所述侧面上形成有加强部件，所述加强部件连接所述扇叶的旋转方向上的后缘和与该后缘相邻的下一个所述扇叶的所述前缘。7.根据权利要求3至5中任一项所述的螺旋桨式风扇，其特征在于，所述多个叶素从所述叶面部的负压面朝所述负压侧突出。
技术总结
螺旋桨式风扇包括：轮毂(11)，其具有绕中心轴(O)的侧面(11a)；以及多个扇叶，其设置于轮毂的侧面。在多个扇叶的内周部，在叶面部的正压面上分别形成有内周扇叶，该内周扇叶从轮毂的侧面朝外缘侧延伸。内周扇叶从叶面部的正压面朝正压侧突出，并且内周扇叶的旋转方向(R)上的前缘(15a


技术研发人员：泽田大贵 船田和也
受保护的技术使用者：富士通将军股份有限公司
技术研发日：2019.11.22
技术公布日：2021/6/29