涡轮风扇制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种能够降低噪音的涡轮风扇。涡轮风扇(1)所具备的多个叶片(4)具有厚壁部(10)、薄壁部(11)和台阶部(12)。厚壁部(10)是形成在前缘(8)侧的板厚较厚的部位。薄壁部(11)是与厚壁部(10)相比设置在后缘(9)侧且板厚比厚壁部(10)薄的部位。台阶部(12)是设置在厚壁部(10)与薄壁部(11)之间且板厚从厚壁部(10)侧朝向薄壁部(11)侧而向正压面侧减少的部位。而且，在与叶片(4)的旋转轴(Ax)垂直的剖视观察下，相对于形成厚壁部(10)的负压面的圆弧状的第一曲面(101)，形成薄壁部(11)的负压面的圆弧状的第二曲面(111)位于正压面侧，并且，第一曲面(101)和第二曲面(111)通过台阶部(12)的负压面(121)而连接。(111)通过台阶部(12)的负压面(121)而连接。(111)通过台阶部(12)的负压面(121)而连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮风扇
[0001]相关申请的相互参照
[0002]本申请以在2020年7月14日提出申请的日本专利申请号2020
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120669号为基础，并将其记载内容通过参照而编入于此。


[0003]本专利技术涉及涡轮风扇。

技术介绍

[0004]以往，已知有用于送风机的涡轮风扇。通常，涡轮风扇具有损失少而效率高这样的特征。但是，涡轮风扇存在如下的问题：在比叶片的后缘稍靠上游侧的负压面产生气流的剥离，由该剥离产生的速度梯度大的旋涡与叶片的后缘干涉，产生噪音。
[0005]专利文献1中记载的涡轮风扇所具备的叶片是下述的形状：前缘侧的板厚形成得较薄，并且，板厚朝向中央部逐渐变厚，板厚从该中央部进一步朝向后缘逐渐变薄。而且，在该叶片上，在板厚从前缘侧朝向中央部逐渐变厚的部位，在正压面侧和负压面侧分别设有台阶部。因此，该叶片形成为比台阶部靠下游侧的部位的板厚相比于比台阶部靠上游侧的部位的板厚大的形状。即，该台阶部也可以称为板厚从上游侧向下游侧变大的板厚增大部。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本专利6071394号公报
[0009]根据专利技术人们的研究，在上述的专利文献1所记载的涡轮风扇的结构中，沿着叶片的负压面的气流在台阶部剥离，形成速度梯度大的旋涡。而且，存在该旋涡与台阶部(即板厚增大部)干涉而产生噪音这样的问题。
[0010]另外，专利文献1中记载的涡轮风扇的结构并未解决如下的问题：在比叶片的后缘稍靠上游侧的负压面产生气流的剥离，由该剥离产生的速度梯度大的旋涡与叶片的后缘干涉而产生噪音。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于提供一种能够降低噪音的涡轮风扇。
[0012]根据本专利技术的一个观点，涉及一种涡轮风扇，该涡轮风扇具备：护罩，该护罩具有空气的吸入口；主板，该主板设置在该护罩的旋转轴方向上；以及多个叶片，该多个叶片在护罩与主板之间绕旋转轴设置。涡轮风扇所具备的多个叶片具有厚壁部、薄壁部和台阶部。厚壁部是形成于前缘侧的板厚较厚的部位。薄壁部是与厚壁部相比设置在后缘侧且板厚比厚壁部薄的部位。台阶部是设置在厚壁部与薄壁部之间且板厚从厚壁部侧朝向薄壁部侧而向正压面侧减少的部位。而且，在与叶片的旋转轴垂直的剖视观察下，相对于形成厚壁部的负压面的圆弧状的第一曲面，形成薄壁部的负压面的圆弧状的第二曲面位于正压面侧，并且，第一曲面和第二曲面通过台阶部的负压面而连接。
[0013]由此，能够以厚壁部与台阶部的边界为起点扰乱在沿着叶片的负压面的气流中产生的速度边界层，并以该边界为气流的剥离点产生紊流边界层，使主流从薄壁部的负压面向旋转方向后侧远离。因此，该涡轮风扇与未设置台阶部的一般的涡轮风扇相比，使沿着叶片的负压面的气流的剥离的产生位置向前方偏移、减小与叶片的后缘的负压面碰撞的气流的速度梯度，由此能够降低噪音。
[0014]另外，由于设置在叶片的中途的台阶部是板厚从上游侧朝向下游侧向正压面侧减少的形状，因此能够使在厚壁部与台阶部的边界(即气流的剥离点)产生的速度梯度大的旋涡与台阶部的负压面的干涉距离增大。因此，能够降低在厚壁部与台阶部的边界(即气流的剥离点)产生的噪音。
[0015]此外，附加于各构成要素等的带括号的参照符号表示该构成要素等与后述的实施方式中记载的具体的构成要素等的对应关系的一例。
附图说明
[0016]图1是沿着第一实施方式所涉及的涡轮风扇的旋转轴的剖视图。
[0017]图2是图1的II
‑
II线的剖视图。
[0018]图3是图2的III部分的放大图。
[0019]图4是用于说明由第一实施方式所涉及的涡轮风扇产生的空气流动的说明图。
[0020]图5是用于说明由比较例的涡轮风扇产生的空气流动的说明图。
[0021]图6是对第一实施方式所涉及的涡轮风扇的噪音和比较例的涡轮风扇的噪音进行比较的图表。
[0022]图7是表示在第一实施方式所涉及的涡轮风扇中板厚减少比例与低噪音效果的关系的图表。
[0023]图8是沿着第二实施方式所涉及的涡轮风扇的旋转轴的剖视图。
[0024]图9是沿着第三实施方式所涉及的涡轮风扇的旋转轴的剖视图。
[0025]图10是表示第四实施方式所涉及的涡轮风扇所具备的叶片的台阶部及其附近的放大图。
具体实施方式
[0026]以下，参照附图来对本专利技术的多个实施方式进行说明。此外，在以下的各实施方式彼此中相互相同或均等的部分标注相同的符号，并省略其说明。另外，关于在各实施方式中参照的附图，涡轮风扇的各结构的形状等是为了使说明变得容易理解而示意性地记载的，并非限定本专利技术。
[0027](第一实施方式)
[0028]参照附图对第一实施方式进行说明。本实施方式的涡轮风扇例如用于空调装置或换气装置等所具备的送风机。
[0029]如图1及图2所示，涡轮风扇1具备护罩2、主板3和多个叶片4。护罩2形成为圆环状，在其中央部具有用于吸入空气的吸入口5。护罩2是以从吸入口5朝向径向外侧逐渐接近主板3、并且沿着主板3的方式向径向外侧延伸的形状。此外，在图2中，用带有符号D1的虚线表示护罩2所具有的吸入口5的内径D1(即护罩2的内径)。
[0030]主板3形成为圆盘状，并设置于护罩2的旋转轴方向。主板3设置为与护罩2相对。主板3相对于涡轮风扇1的旋转轴Ax大致垂直地形成。此外，主板3不限于图1所示那样的平面状，例如也可以是中央部分向吸入口5侧突出这样的形状。主板3固定于电动机6的轴7，通过电动机6的驱动而以旋转轴Ax为中心旋转。
[0031]多个叶片4在主板3与护罩2之间绕旋转轴Ax设置。多个叶片4在旋转方向上以规定的间隔配置。多个叶片4从前缘8朝向后缘9而向旋转方向后方延伸。此外，叶片4的前缘8与护罩2的吸入口5的内径D1相比位于径向内侧。
[0032]本实施方式的涡轮风扇1是主板3、护罩2和多个叶片4一体形成的封闭式风扇。具体而言，多个叶片4的旋转轴Ax方向的一侧与主板3连接，旋转轴Ax方向的另一侧与护罩2连接。
[0033]涡轮风扇1通过电动机6的驱动而与轴7一起旋转。当涡轮风扇1旋转时，从吸入口5吸入的空气从叶片4的前缘8流过多个叶片4彼此之间的流路(以下称为“叶片间流路”)，从形成于叶片4的后缘9、护罩2和主板3之间的空气出口向径向外侧吹出。
[0034]接着，参照图1～图3对涡轮风扇1所具备的多个叶片4进行详细说明。此外，在图3中，为了容易观察图，省略了表示叶片4的剖面的阴影线。
[0035]如图1～图3所示，多个叶片4具有厚壁部10、薄壁部11以及台阶部12。
[0036]厚壁部10是叶片4中的形成于前缘8侧的板厚较厚的部位。在与叶片4的旋转轴Ax垂直的剖视观察下，厚壁部10的负压面形成为向正压面侧凸出的圆弧状的曲面。在以下的说明中，将厚壁部10的负压面的曲面称为第一曲面101。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涡轮风扇，具备：护罩(2)，该护罩具有空气的吸入口(5)；主板(3)，该主板设置在所述护罩的旋转轴(Ax)方向上；以及多个叶片(4)，该多个叶片在所述护罩与所述主板之间绕旋转轴设置，所述涡轮风扇的特征在于，多个所述叶片具有：厚壁部(10)，该厚壁部形成在前缘(8)侧且板厚较厚；薄壁部(11)，该薄壁部与所述厚壁部相比设置在后缘(9)侧，且板厚比所述厚壁部薄；以及台阶部(12)，该台阶部设置在所述厚壁部与所述薄壁部之间，且板厚从所述厚壁部侧朝向所述薄壁部侧而向正压面侧减少，在与所述叶片的旋转轴垂直的剖视观察下，相对于形成所述厚壁部的负压面的圆弧状的第一曲面(101)，形成所述薄壁部的负压面的圆弧状的第二曲面(111)位于正压面侧，并且，所述第一曲面和所述第二曲面通过所述台阶部的负压面(121)而连接。2.根据权利要求1所述的涡轮风扇，其特征在于，所述台阶部设置于将叶片长度三等分时的中央区域。3.根据权利要求1或2所述的涡轮风扇，其特征在于，所述叶片的前缘与所述护罩的所述吸入口的内径(D1)相比位于径向内侧，所述台阶部与所述护罩的所述吸入口的内径相比设置在径向外侧的位置。4.根据权利要求1至3中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：石井文也，小田修三，今东升一，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：