本發(fā)明涉及一種風機葉輪。
背景技術：
專利文獻1中記載的現有的風機葉輪如下所示。圖14是現有的風機葉輪的立體圖。圖15是該風機葉輪的側視圖。圖16是該風機葉輪的主視圖。圖17和圖18是用于說明該風機葉輪的葉片上大致沿著等流線e1-e2(參照圖16)的圓周方向的截面形狀的圖。
如圖14至圖16所示，風機葉輪102具有大致圓柱狀的輪轂103和設置在輪轂103上的多個(三個)葉片104。
每個葉片104形成為翼形形狀，其中厚壁的厚度從上風側的前緣105到下風側的后緣106改變到位置105m。并且，從位置105m到后緣106，形成為大致一定的壁厚形狀。
在圖17和圖18中示出了上述現有葉片104的具體截面。在圖17中，從葉片104的前緣105到后緣106的翼弦長的50％的位置被設定為位置105m(50％)。圖17所示的葉片104在從前緣105到位置105m(50％)的區(qū)域中具有最大壁厚tmax。此外，在圖18中，從葉片104的前緣105到后緣106的翼弦長的85％的位置被設定為位置105m(85％)。圖18所示的葉片104在從前緣105到位置105m(85％)的區(qū)域中具有最大壁厚tmax。圖17和圖18所示的葉片104形成為從位置105m到后緣106基本一定的壁厚形狀(t1＝t2)。忽略在前緣105的外周側向前方突出的三角尖端部104a(參見圖16)，前緣105被認為是直線，并且從葉片104的內周側到外周側，位置105m以相同比率設定。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2010-242665號公報
技術實現要素：
在上述現有技術的風機葉輪中，在規(guī)定的條件下，能夠提高風量性能，能夠降低噪聲。然而，利用上述現有葉片104的翼形形狀，不能抑制前緣剝離。因此，在通常條件下發(fā)生前緣剝離。而且，由于前緣剝離引起的氣流干擾，風量性能劣化，噪聲上升。此外，葉片104的尖端部附近形成翼形，導致葉片104的重量增加，強度下降。
本發(fā)明旨在解決上述現有問題，目的在于提供一種風機葉輪，即使在各種條件下也能夠抑制前緣剝離，提高風量性能和降低噪聲。
在本發(fā)明中，通過將葉片的前緣部形成為橢圓形或圓形，并且進一步通過將中間部形成為翼形形狀，能夠抑制剝離。因此，在各種條件下形成平滑的流場。結果，能夠提高風量性能，進一步降低噪聲。
本發(fā)明的風機葉輪能夠通過提高送風性能并降低噪聲來抑制風量性能的劣化和湍流噪聲的增加。此外，能夠抑制生產率的劣化。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的實施方式1的風機葉輪的立體圖。
圖2是本發(fā)明的實施方式1的風機葉輪的側視圖。
圖3是本發(fā)明的實施方式1的風機葉輪的主視圖。
圖4是本發(fā)明的實施方式1的風機葉輪的葉片的截面圖。
圖5是本發(fā)明的實施方式1的風機葉輪的葉片的截面圖。
圖6是用于說明本發(fā)明的實施方式1的風機葉輪的葉片的壁厚分布的圖。
圖7是用于說明本發(fā)明的實施方式1的風機葉輪的壁厚分布的圖。
圖8是本發(fā)明的實施方式1的風機葉輪的葉片的截面圖。
圖9是用于說明本發(fā)明的實施方式1的風機葉輪的壁厚分布的圖。
圖10是本發(fā)明的實施方式2的風機葉輪的主視圖。
圖11是本發(fā)明的實施方式2的風機葉輪的葉片的截面圖。
圖12是本發(fā)明的實施方式3的風機葉輪的立體圖。
圖13是本發(fā)明的實施方式3的風機葉輪的側視圖。
圖14是現有的風機葉輪的立體圖。
圖15是現有的風機葉輪的側視圖。
圖16是現有的風機葉輪的俯視圖。
圖17是現有的風機葉輪的截面圖。
圖18是現有的風機葉輪的截面圖。
具體實施方式
第1方面的風機葉片包括：輪轂；和設置在輪轂的周圍的多個葉片。在葉片的圓周方向的截面中，前緣部具有橢圓形或圓形，而且中間部具有翼形形狀。結果，能夠抑制剝離。因此，湍流減少，風量性能提高，并且降低流體噪聲。此外，后緣部形成為一定的壁厚形狀。因此，能夠進行穩(wěn)定的成型和生產。這里，“一定”包括大致一定。
在第2方面中，特別是在第1方面中，在葉片的圓周方向的截面中，在尖端部側前端部，前緣側具有翼形形狀，后緣側具有一定壁厚，中間區(qū)域部從翼形形狀逐漸變?yōu)榫哂幸欢ū诤竦男螤?。結果，在尖端部附近，由于薄壁形狀，能夠減輕重量，能夠提高強度。這里，“一定”包括大致一定。
在第3方面中，特別是在第2方面中，在葉片的圓周方向的截面形狀中，設從前緣至后緣的長度為100％時，葉片的具有最大壁厚的位置在離前緣0％～20％的位置。結果，進一步抑制了前緣剝離，這使得能夠實現風量性能的提高和噪聲的降低。
在第4方面中，特別是在第3方面中，葉片在圓周方向上的截面在后緣部逐漸變薄。結果，抑制后緣剝離，提高風量性能，降低噪聲。
在第5方面中，特別是在第1方面中，在輪轂與葉片接合的接合部，前緣側的壁厚大于后緣側的壁厚。由此，能夠提高接合部的強度。
下面參照圖1～圖13對本發(fā)明的實施方式進行說明。此外，本發(fā)明不受該實施方式限定。
(實施方式1)
圖1是本發(fā)明的實施方式1的風機葉輪的立體圖。圖2是風機葉輪的側視圖。圖3是風機葉輪的主視圖。圖4和圖5分別示出了在該風機葉輪的葉片中大致沿著圖3所示的等流線a1-a2、b1-b2的圓周方向的截面形狀。
圖1～圖3中，風機葉輪2具有大致圓柱狀的輪轂3和設置于輪轂3的多個(本實施方式中兩個)葉片4。在本實施方式中，輪轂為圓柱狀，但本發(fā)明不限于此，也可以是圓錐臺的輪轂，也可以是圓柱狀和圓錐臺形的組合。
葉片4具有作為上風側的前緣5和作為下風側的后緣6。此外，葉片4具有作為輪轂相反側的端部的尖端部7。
葉片4構成為圓周方向的截面形狀根據葉片4的半徑方向位置連續(xù)地變化。在以下的說明中，將對應于葉片4的與輪轂3連接的安裝葉根部分和葉片4的外周端的中心區(qū)域及其附近的區(qū)域稱作中央部60。在葉片4的半徑方向上，比中央部60靠輪轂3的一側稱為“輪轂側”，比中央部60靠尖端部7的一側稱為“尖端部側”。
圖4是大致沿著葉片4的輪轂側的等流線a1-a2的圓周方向的截面圖。對該位置處的葉片4的截面形狀進行說明。葉片4的前緣5側前端具有橢圓形狀。在前緣5側前端的下游方向上，具有翼形形狀，在后緣6附近，壁厚一定(包括大致一定)。即，在前緣5的前端附近(以下稱為前緣部15)為橢圓形。另外，在后緣6附近(以下稱為后緣部16)，壁厚一定(包括大致一定)。而且，設置在前緣部15與后緣部16之間的中間部17，以平滑地連接前緣部15和后緣部16的方式具有厚壁變化的翼形形狀。
圖5是沿著葉片4的半徑方向的中央部60的等流線b1-b2的圓周方向的截面圖。對中央部60的葉片4的截面形狀進行說明。前緣5側前端具有圓弧形狀。在前緣5側前端的下游方向上，形成為翼形，后緣6附近具有一定的壁厚(包括大致一定)。也就是說，前緣部15是圓弧形的。在后緣部16中，壁厚是一定的(包括基本一定)。而且，中間部17是以平滑地連接前緣部15和后緣部16的方式壁厚變化的翼形形狀。
即，葉片4的中央部的圓周方向的截面上的前緣部15的前緣側，是與葉片4的輪轂側的圓周方向的截面上的前緣部15的前緣側相比更接近正圓的圓弧形。換句話說，在葉片4的輪轂側的圓周方向的截面上的前緣部15的前緣側，是與葉片4的中央部60的圓周方向的截面上的前緣部15的前緣側相比更向葉片4的壁厚方向偏平的圓弧形。
圖6和圖7分別是表示在大致沿等流線a1-a2的截面、大致沿等流線b1-b2的截面上的葉片4的壁厚分布。如圖6所示，在大致沿等流線a1-a2的截面中，前緣部15具有橢圓形狀。而且，在中間部17中，形成為翼形形狀，并且后緣部16的壁厚是一定的(包括大致一定)。而且，優(yōu)選在大致沿著等流線a1-a2的截面中，設葉片4從前緣5到后緣6的長度為100％時，最大壁厚：tmax的位置在從葉片4的前緣5起0％～20％的位置。更優(yōu)選最大壁厚：tmax的位置在從葉片4的前緣5起18％的位置。
無論是在橢圓形的前緣部15具有最大壁厚的情況下，還是在翼形形狀的中間部分17具有最大壁厚的情況下，最大壁厚的位置都優(yōu)選從葉片的前緣起0％～20％的位置。這是因為前緣剝離傾向于在從前緣起0％至20％的區(qū)域發(fā)生。根據上述結構，通過抑制前緣剝離，能夠形成具有較少湍流的平滑流場。結果，能夠提高送風性能并降低噪聲。
此外，如圖7所示，在大致沿著等流線b1-b2的截面中，前緣部15具有圓弧形狀。而且，在中間部17中，形成為翼形形狀，并且后緣部16的壁厚是一定的(包括大致一定)。而且，優(yōu)選地在大致沿著等流線b1-b2的截面中，設葉片4從前緣5到后緣6的長度為100％時，最大壁厚：tmax的位置在從葉片4的前緣5起0％～20％的位置。更優(yōu)選最大壁厚：tmax的位置在從葉片4的前緣5起18％的位置。
無論是在圓弧形狀的前緣部15具有最大壁厚的情況下，還是在翼形形狀的中間部分17具有最大壁厚的情況下，最大壁厚的位置都優(yōu)選從葉片的前緣起0％～20％的位置。這是因為前緣剝離傾向于在從前緣起0％至20％的區(qū)域發(fā)生。根據上述結構，通過抑制前緣剝離，能夠形成具有較少湍流的平滑流場。結果，能夠提高送風性能并降低噪聲。
根據上述結構，本實施方式的葉片4能夠抑制葉片前端的前緣剝離，能夠形成具有較小湍流的平滑流場。因此，能夠提高送風性能并降低噪聲。此外，后緣部16的壁厚薄且一定(包括大致一定)。結果，在成型部件使用樹脂等的情況下，生產率提高。還可以減輕重量并提高對轉速的強度。
圖8是在風機葉輪的葉片4中大致沿著圖3所示的等流線c1-c2的圓周方向的截面圖。圖9是表示大致沿著等流線c1-c2的截面上的壁厚分布的圖。在尖端部7附近(以下也稱為尖端部側前端部80)，下游區(qū)域的大部分區(qū)域形成為具有薄壁且具有一定(包括大致一定)的壁厚。此外，在上游區(qū)域具有平緩的翼形，類似于下游側的形狀(薄的一定的壁厚)。更具體地說，如圖9所示，在大致沿著等流線c1-c2的截面中，從前緣5到后緣6的葉片4的長度的大約1/2的區(qū)域是薄的翼形形狀，剩余的約1/2區(qū)域具有一定的壁厚(包括基本一定)。前緣側和后緣側之間的中間區(qū)域90構成為從翼形形狀逐漸變化到一定的壁厚。
像這樣，通過將尖端部側前端部80做成薄壁的大致一定的壁厚，離心力導致的負荷降低，耐旋轉斷裂的強度提高。此外，成型性穩(wěn)定，生產率也提高。此外，由于輪轂3附近的截面形狀具有翼形，所以從輪轂3附近的翼形形狀逐漸變化，以確保性能。
(實施方式2)
圖10是本發(fā)明的實施方式2的風機葉輪的主視圖。圖11是在該風機葉輪的葉片中大致沿著圖10所示的輪轂側的等流線d1-d2的圓周方向的截面圖。
本實施方式中，僅對與實施方式1不同的點進行說明。在本實施方式中，葉片4的后緣6附近的截面在大致沿著等流線d1-d2的截面逐漸變薄。特別地，從后緣6的負壓面8側逐漸變薄并且連接到壓力面9側。換句話說，在大致沿著等流線d1-d2的截面中，壓力面9是大致平面。或者，壓力面9是曲率大于負壓面8的曲率的面。
通過采用這種形狀，可以抑制后緣剝離。而且，實現了風量性能的提高和噪聲的降低。
(實施方式3)
圖12和圖13是本發(fā)明的實施方式3的風機葉輪的立體圖和側視圖。在本實施方式中，僅對與實施方式1或2不同的點進行說明。在本實施方式中，如圖12和圖13所示，葉片4的形成為翼形的部分與輪轂3連接的安裝葉根部分4b的壁厚大。葉片4的前緣5的安裝葉根部分4b是當通過風機葉輪2的旋轉向葉片4施加大的離心力時最容易破裂的部分。因此，通過增大安裝葉根部分4b的壁厚來加強，能夠抑制由于翼形引起的重量增加，即由于旋轉期間離心力的增加而導致的破壞。
對于葉片4的安裝葉根部分4b的加強，如圖12和圖13所示，僅利用前緣5附近也可以獲得大的效果，但是也可以加強整個安裝葉根部分4b。
如上所述，在本實施方式的葉片4中，在輪轂3與葉片4的接合部，前緣5側的壁厚大于后緣6側的壁厚。因此，接合部的強度提高。
如上所述，本發(fā)明的風機葉輪，在斜流風機和軸流風機的風機葉輪中，葉片的前緣部15形成為橢圓形或圓形，中間部17形成翼形形狀，從而提高送風性能并降低湍流噪聲。此外，后緣部16的壁厚是一定的(包括大致一定的)。結果，在成型部件使用樹脂等的情況下，生產率提高。另外，能夠減輕重量，對轉速的強度提高。此外，僅通過在載荷大的部位增加強度，能夠實現輕而強的斜流型葉輪等。
產業(yè)上的可利用性
如上所述，本發(fā)明的風機葉輪實現了送風性能的提高和湍流噪聲的降低。此外，生產率提高。另外，能夠減輕重量，對轉速的強度提高。因此，能夠適用于斜流型葉輪和軸流式型葉輪等用途。而且，這種斜流型葉輪和軸流式型葉輪等能夠用作家用空調或商用空氣調節(jié)機的風機。
附圖標記說明
2、102風機葉輪
3、103輪轂
4、104葉片
104a三角尖端部
4b安裝葉根部分
5、105前緣
6、106后緣
7尖端部
8負壓面
9壓力面
15前緣部
16后緣部
17中間部
60中央部
80尖端部側前端部
90中間區(qū)域。