軸流風扇的制作方法

軸流風扇的制作方法
【專利摘要】本實用新型的目的是提供能夠對產品價格的上升進行抑制并且獲得較高的靜壓效率的軸流風扇。本實用新型的軸流風扇具備：葉輪，其具有以等間隔配置于輪轂的外周部的葉片；轉子軸，其配置于上述葉輪的中心；馬達部，其使上述葉輪以上述轉子軸為軸旋轉；殼體，其包圍上述葉輪的外周；基座部，其支承上述馬達部；以及靜葉片，其將上述殼體和上述基座部連結，并位于氣流的排出口側。上述靜葉片的表面具有引導部，該引導部將沿上述表面流動的氣流從上述排出口的方向朝外部整流并引導。
【專利說明】軸流風扇

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及軸流風扇。

【背景技術】
[0002]在普通的軸流風扇的情況下，存在從排出口排出的氣流向外周方向擴散的趨勢，從而靜壓不升高。為解決上述問題，存在對靜葉片精心設計的例子(專利文獻I)。
[0003]在專利文獻I,用環狀的圈將靜葉片二分為內側和外側,使外側靜葉片的葉片寬度比內側靜葉片的葉片寬度大，由此在遠離中心軸的區域利用外側靜葉片使氣流的沿周向旋轉的成分高效地變換為中心軸方向，在靠近中心軸的區域，即使空氣的流量少也能夠減少氣流受到的抵抗的影響，而能夠提高靜壓-風量特性。
[0004]由此，在專利文獻I的結構中，與現有的軸流風扇相比，具有能夠獲得較高的靜壓效率(=(靜壓X風量)/消耗功率)的可能性。
[0005]專利文獻1:日本特開2008-261280號公報
[0006]然而，在專利文獻I所記載的靜葉片的結構中，從中心軸到哪的范圍作為內側靜葉片，從哪開始作為外側靜葉片比較好，以及內側靜葉片和外側靜葉片這兩個靜葉片分別設計成什么樣的形狀比較好等，需要設計的項目較多，為此而花費的費用較高。
[0007]另外，包含環狀的圈結構在內靜葉片的結構也復雜，因此模具等也較貴。
[0008]這樣，若靜葉片的構造變的復雜，則與此相隨制造成本增大，結果，導致產品價格上升。
實用新型內容
[0009]本實用新型是鑒于上述情況而完成的，其目的是提供能夠抑制產品價格升高并且獲得較高的靜壓效率的軸流風扇。
[0010]為實現上述目的，本實用新型通過下述結構把握。
[0011](I)本實用新型的軸流風扇具備:葉輪，其具有以等間隔配置于輪轂的外周部的葉片；轉子軸，其配置于上述葉輪的中心；馬達部，其使上述葉輪以上述轉子軸為軸旋轉；殼體，其包圍上述葉輪的外周；基座部，其支承上述馬達部；以及靜葉片，其將上述殼體和上述基座部連結，并位于氣流的排出口側，上述靜葉片在其表面具有引導部，該引導部將沿上述表面流動的氣流從上述排出口的方向朝外部整流并引導。
[0012](2)在上述(I)的結構中，上述引導部設置于上述靜葉片的朝向排出口側的面。
[0013](3)在上述(I)或(2)的結構中，上述引導部從上述靜葉片的上述基座部側到上述殼體側一體設置。
[0014](4)在上述(I)?(3)的結構中，上述引導部在剖視觀察下是具有與上述轉子軸平行的縱壁的L字型的槽。
[0015](5)在上述(I)?(3)的結構中，上述引導部在剖視觀察下是具有與上述轉子軸平行的縱壁的倒L字型的突起。
[0016](6)在上述⑴?(5)的結構中，上述引導部在上述靜葉片的沿著上述軸的方向上，設置于上述靜葉片的中央位置和排出口側的端部的中間。
[0017]根據本實用新型能夠提供對產品價格的上升進行抑制并且能夠獲得較高的靜壓效率的軸流風扇。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是示出本實用新型的軸流風扇的整體結構的縱剖視圖。
[0019]圖2是從圖1的排出口側觀察的圖。
[0020]圖3A是未設置槽的靜葉片的剖視圖。
[0021]圖3B是設置L字型的槽的靜葉片的剖視圖。
[0022]圖4A是示出從圖3A的靜葉片的情況下的排出口排出的氣流的圖。
[0023]圖4B是示出從圖3B的靜葉片的情況下的排出口排出的氣流的圖。
[0024]圖5A是示出靜壓-風量特性(P-Q)以及靜壓效率(效率)的圖表。
[0025]圖5B是示出消耗功率以及靜壓效率(效率)的圖表。
[0026]圖6是設置倒L字型的突起的靜葉片的剖視圖。
[0027]附圖標記
[0028]1...吸入口側；2...排出口側；10...葉輪；11...輪轂；12...葉片；20...轉子軸；21...軸承護罩；30...基座部；40...殼體；50...靜葉片；51、251...引導部；52...端部；53、253...引導面；54...中央位置；60...定子；61...絕緣體；62...定子鐵芯；63...線圈；70...轉子；71...轉子磁軛；72...轉子磁鐵；80...馬達部；90...流路；100、200、300...軸流風扇

【具體實施方式】
[0029]以下，參照附圖對用于實施本實用新型的方式(以下稱為“實施方式”)進行說明。
[0030]在實施方式的說明中，通觀整體對相同的部件標注相同的編號。
[0031 ](軸流風扇的整體結構)
[0032]基于圖1對本實用新型的第I實施方式的軸流風扇100的整體結構進行說明。
[0033]圖1是本實用新型的軸流風扇100的縱剖視圖。
[0034]如圖1所示，本實用新型的軸流風扇100具有:葉輪10，其具有以等間隔配置于輪轂11的外周部的葉片12 ;轉子軸20，其配置于葉輪10的中心，且固定于輪轂11 ;以及軸承護罩21，其旋轉自如地支承轉子軸20，軸流風扇100構成為軸承護罩21被固定于基座部30，并且包圍葉輪10的外周的殼體40通過靜葉片50而與基座部30連結。
[0035]此外，在第I實施方式中，將軸承護罩21設置于成形模具，向成形模具供給樹脂而一體成形殼體40、靜葉片50以及基座部30。
[0036]然而，也可以預先僅樹脂成形殼體40、靜葉片50以及基座部30，之后在基座部30的中央安裝軸承護罩21。
[0037]另外，定子60通過在軸承護罩21的外周設置有絕緣體61、定子鐵芯62以及線圈63而構成。
[0038]另一方面，轉子70由一體設置于葉輪10的輪轂11的內側的轉子磁軛71、以及安裝于該轉子磁軛71的內側的轉子磁鐵72構成。
[0039]此外，上述示出轉子磁軛71 —體設置于輪轂11的內側的情況，但也可以安裝于輪轂11的內側。
[0040]而且，馬達部80由定子60和轉子70構成，并且通過從電源部(未圖示)向線圈63供給電流而使具有葉片12的葉輪10旋轉。
[0041]通過上述葉輪10的旋轉，空氣從配置有葉輪10的一側(圖1的上部)的吸入口側I被吸入，通過殼體40內部從配置有靜葉片50的一側(圖1的下部)的排出口側2被排出。
[0042](第I實施方式)
[0043]基于圖1到圖5B對本實用新型的第I實施方式的軸流風扇100進行說明。
[0044]如圖1所示，在靜葉片50，在靜葉片50的朝向排出口側2的面上，從基座部30至殼體40形成有引導部51。
[0045]具體而言，通過在靜葉片50的表面形成L字型的槽來構成引導部51。
[0046]圖2是從圖1的排出口側2觀察的圖(其中，僅示出基座部30、殼體40以及靜葉片50，而省略葉輪10等的圖示)。
[0047]如圖2所示，上述引導部51設置于各個靜葉片50。
[0048]而且，如圖1所示，靜葉片50形成為在由基座部30和殼體40構成的流路90內將基座部30和殼體40連結。
[0049]從該流路90的部分觀察時，基座部30的外形形成為趨向排出口側2而朝中心側傾斜，并且殼體40的內形也形成為趨向排出口側2而朝中心側傾斜。
[0050]因此，流路90的排出口的角度朝向中心軸側。
[0051 ] 而且，氣流通過該流路90時，利用處于流路90內的靜葉片50將氣流的沿周向旋轉的成分變換為中心軸方向的成分。
[0052]圖3A以及圖3B是圖2的A-A線剖視圖，圖的上側表示排出口側2，圖的下側表示吸入口側I。即，是沿轉子軸20(未圖示)的軸向觀察靜葉片50的剖視圖。
[0053]如圖3A所示，在普通的軸流風扇300的情況下，靜葉片350趨向排出口側2而形成平緩的曲面。
[0054]其中，在靜葉片350的表面附近沿表面流動的氣流，強烈受到其表面的影響。
[0055]因此，如箭頭所示那樣，當靜葉片350的表面附近沿表面流動的氣流欲從靜葉片350的排出口側2的端部352向排出口側脫離時，與靜葉片350的曲面形狀相應地產生回流(以下，將該回流稱為“返回成分”)。
[0056]如箭頭所示，該返回成分不是朝向排出口側2的成分，因此對于將欲向排出口側2流動的氣流而言成為阻礙流動的重要因素。
[0057]因此，這樣的返回成分作為相對于欲向排出口側2流動的氣流的空氣阻力而發揮作用。
[0058]而且,若存在相對于氣流的空氣阻力，則施加于馬達的負載增大，因此消耗功率上升。
[0059]另一方面，在圖3B所示的本實用新型的軸流風扇100的靜葉片50的情況下，在比靜葉片50的排出口側2的端部52靠近前(吸入口側I)的位置設置有L字型的槽作為引導部51。
[0060]該L字型的槽具有與轉子軸20 (未圖示)大致平行的縱壁，該縱壁成為將在靜葉片50的表面附近沿表面流動的氣流向排出口側2的方向引導的引導面53。
[0061]S卩，如箭頭所示，在靜葉片50的表面附近沿表面流動過來的氣流沿引導面53流動，成為朝向排出口側2的方向的氣流，并從靜葉片50的表面脫離出去。
[0062]結果，到達靜葉片50的排出口側2的端部52的在靜葉片50的表面附近流動的氣流減少，而返回成分的產生受到抑制，上述那樣的空氣阻力也減少。
[0063]另外，被引導面53引導的氣流成為以朝向排出口側2的方式被整流的流動，由此被高效地從排出口向外部排出。
[0064]這樣，在靜葉片50的一部分設置有引導部51 (L字型的槽)，而降低相對于朝向排出口側2的氣流的空氣阻力，并且氣流被高效地從排出口向外部排出，由此，施加于馬達的負載減少，而能夠抑制消耗功率。
[0065]如圖3B所示，在靜葉片50的沿著中心軸方向的剖面觀察，即，在靜葉片50的沿著轉子軸20 (未圖示)的軸的方向上，該引導部51設置于靜葉片50的中央位置54和排出口側2的端部52的中間。
[0066]另一方面，若將設置有該引導部51的位置向吸入口側1(圖3B的下側)的方向移動，即，若使從引導部51到端部52的距離變長，則該效果減少。
[0067]考慮:在靜葉片50的表面附近沿表面流動的氣流由于引導部51而暫時減少，但之后在到達端部52的期間，在靜葉片50的表面附近流動的氣流逐漸增加。
[0068]因此，推測:隨著從引導部51到端部52的距離變長，在表面附近流動的氣流再次增加，與此相隨，返回成分也增加。
[0069]與之相反，在將設置有該引導部51的位置向排出口側2的端部52的方向移動的情況下，隨著向排出口側2的端部52的方向移動，該效果也減少。
[0070]推測:這是由于在氣流成為整流狀態并從靜葉片50的表面充分地離開之前，到達靜葉片50的排出口側2的端部52的氣流增加，而成為返回成分。
[0071]此外，推測:若引導部51接近至到達端部52的程度，則端部52本身的形狀發生變化，因此氣流更復雜地混亂。
[0072]這樣，設置引導部51的位置存在最佳的位置，如圖3B所示，作為其位置，在靜葉片50的沿著轉子軸20 (未圖示)的軸的方向上，優選靜葉片50的中央位置54和排出口側2的端部52的大致中間。
[0073]圖4A是示出從使用圖3A所示的靜葉片350的普通的軸流風扇300的排出口排出氣流的狀態的圖，圖4B是示出從在圖3B所示的靜葉片50的一部分設置有由L字型的槽構成的引導部51的本實用新型的軸流風扇100的排出口排出氣流的狀態的圖。
[0074]將圖4A和圖4B相比較可知，在圖4A中從排出口排出的氣流由于返回成分的影響，向排出口的方向流動的氣流的流動被阻礙混亂，結果，不成為直線地噴出的氣流，而產生朝向中央側的流動。
[0075]另外，由于向中央側流動的氣流彼此的影響，之后成為擴大那樣的發散的流動。
[0076]另一方面，在圖4B所示的本實用新型的軸流風扇100的情況下，能夠預測:從排出口排出的氣流的返回成分減少，生成直線地噴出的整流后的氣流，伴隨返回成分的空氣阻力也能夠降低。
[0077]參照圖5A以及圖5B對根據上述氣流的不同而效率等如何變化進行說明。
[0078]此外，圖5A以及圖5B所示的圖表中，記載為效率[% ]的是靜壓效率(=(靜壓X風量)/消耗功率)。
[0079]靜壓效率的上述公式是通常使用的評價公式，因此省略詳細的說明，作為簡單的描繪，是求出用于使葉輪旋轉而被投入的消耗功率(能量)中、多大比例的能量被轉換為氣流。因此，意味著是若靜壓效率高則效率優良的軸流風扇。
[0080]圖5A所示的圖表中左縱軸表示靜壓[Pa],橫軸表示風量[m3/min],右縱軸表示效率(靜壓效率)[% ]。
[0081]S卩，是示出靜壓-風量特性(P-Q)和靜壓效率(效率)的圖表。
[0082]另一方面，圖5B所示的圖表中左縱軸表示效率[% ],橫軸表示風量[m3/min],右縱軸表示消耗功率[W]。
[0083]圖表中所示的數據是在圖3A所示的靜葉片未設置槽的普通的軸流風扇300的數據、以及僅僅如圖3B所示那樣設置L字型的槽作為引導部51這一點不同的本實用新型的軸流風扇100的數據。
[0084]對作為上述軸流風扇的動作點使用的區域亦即中域(風量1.0OmVmin左右)進行觀察時，如圖5A所示那樣，該區域中的靜壓-風量特性(P-Q)在有無槽的情況下基本沒有差別。
[0085]然而，如上述那樣，本實用新型的軸流風扇100由于相對于氣流的空氣阻力被抑制，所以如圖5B所示那樣，在中域(風量1.0OmVmin左右)所需的消耗功率被抑制約2?31
[0086]結果，觀察圖5A、圖5B所示的靜壓效率(效率)時，可知:基于消耗功率的抑制效果，在風量是0.4?1.4mVmin的范圍內，本實用新型的軸流風扇100與無槽的現有的軸流風扇300相比靜壓效率變高。
[0087]尤其是在風量是0.60?1.20m3/min的區域(實際使用區域)中，能夠清楚地確認本實用新型的軸流風扇100的靜壓效率優良。
[0088]如上述那樣，本實用新型沿襲現有的軸流風扇的結構，并且在靜葉片50的表面設置有將沿表面流動的氣流從排出口向外部整流并引導的引導部51，由此使靜壓效率提高。
[0089]并且，由于引導部51是在靜葉片50的朝向排出口側的面上設置有L字型的槽這樣的極其簡單的結構，因此制造成本不會增加，能夠對產品價格的上升進行抑制。
[0090](第2實施方式)
[0091]基于圖6對本實用新型的第2實施方式的軸流風扇200說明。
[0092]在第I實施方式中，為了構成引導部51，在靜葉片50的表面設置具有與轉子軸20大致平行的縱壁的L字型的槽。
[0093]另一方面，如圖6所示，在第2實施方式中，為了構成該引導部251，在靜葉片250的表面設置具有與轉子軸20 (未圖示)大致平行的縱壁的倒L字型的突起。
[0094]即使這樣的結構，氣流沿引導面253像圖6中箭頭所示那樣流動，也能夠獲得與參照圖3B進行詳細說明了的狀態相同的狀態，能夠提高靜壓效率。
[0095]另外，該結構本身與L字型的槽相同，僅附加了簡單的結構。
[0096]由此，第2實施方式的軸流風扇200也能夠與第I實施方式相同地對產品價格的上升進行抑制。
[0097]以上，使用實施方式對本實用新型進行了說明，但本實用新型的技術的范圍不限定于上述實施方式所記載的范圍。
[0098]上述實施方式中，對以排出口的角度朝向中心軸側的方式形成流路90的情況進行了說明(參照第“17”段以及圖1)。
[0099]然而，也可以是例如排出口的角度與中心軸大致平行的流路，即，沿軸向直線形的流路，另外，也可以是排出口的角度朝向外側(與中心軸相反的方向)的流路。
[0100]其中，上述實施方式中具體示出的排出口的角度朝向中心軸側的流路90的情況，尤其是設有引導面的結構的效果較大。
[0101]因此，優選，形成排出口的角度朝向中心軸側那樣的流路90。
[0102]上述實施方式中，對引導部51 (251)的設置位置、流路90的狀態等，尤其是優選的方式進行了具體地說明。
[0103]然而，本實用新型不限定于上述具體的實施方式，只要不脫離本實用新型的精神，能夠進行各種各樣的變更或者改進，增加了上述那樣的變更或者改進的方式也能夠包含于本實用新型的技術的范圍內，從權利要求的記載中可知。
【權利要求】
1.一種軸流風扇，其特征在于，具備: 葉輪，其具有以等間隔配置于輪轂的外周部的葉片； 轉子軸，其配置于上述葉輪的中心； 馬達部，其使上述葉輪以上述轉子軸為軸旋轉； 殼體，其包圍上述葉輪的外周； 基座部，其支承上述馬達部；以及 靜葉片，其將上述殼體和上述基座部連結，并位于氣流的排出口側， 上述靜葉片在其表面具有引導部，該引導部將沿上述表面流動的氣流從上述排出口的方向朝外部整流并引導。
2.根據權利要求1所述的軸流風扇，其特征在于， 上述引導部設置于上述靜葉片的朝向排出口側的面。
3.根據權利要求1或2所述的軸流風扇，其特征在于， 上述引導部從上述靜葉片的上述基座部側到上述殼體側一體設置。
4.根據權利要求1或2所述的軸流風扇，其特征在于， 上述引導部在剖視觀察下是具有與上述轉子軸平行的縱壁的L字型的槽。
5.根據權利要求1或2所述的軸流風扇，其特征在于， 上述引導部在剖視觀察下是具有與上述轉子軸平行的縱壁的倒L字型的突起。
6.根據權利要求1或2所述的軸流風扇，其特征在于， 上述引導部在上述靜葉片的沿著上述軸的方向上，設置于上述靜葉片的中央位置和排出口側的端部的中間。
【文檔編號】F04D29/54GK204099285SQ201420409226
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月23日 優先權日:2013年7月26日
【發明者】太郎田敦, 樋口幸洋, 笹島知佳 申請人:美蓓亞株式會社