螺旋桨式风扇、流体输送装置以及成型用模具的制作方法
【专利摘要】一种螺旋桨式风扇，在观察外周缘部(76)中的翼顶端部与外周后端部之间的至少一部分区域中的翼(70)的截面形状的情况下，在翼的翼面中的从外周缘部(76)向正压面(77)侧延伸的部分形成有随着远离外周缘部而直线状延伸的直线部(76L)，在翼的翼面中的从外周缘部向负压面(79)侧延伸的部分形成有圆弧状部(76R)，圆弧状部(76R)从外周缘部向负压面侧以圆弧状鼓起的方式弯曲之后延伸靠近轮毂部。能得到在低雷诺数的情况下也能发挥性能的螺旋桨式风扇。
【专利说明】
螺旋桨式风扇、流体输送装置以及成型用模具
技术领域
[0001]本发明涉及螺旋桨式风扇、流体输送装置以及成型用模具。
【背景技术】
[0002]流体输送装置使用螺旋桨式风扇来送出流体。流体输送装置的例子能举出吹风机、卷发吹风机、宠物用吹风机、空调室外机、园艺用鼓风机和电风扇等。
[0003]特许第3127850号(专利文献I)公开的螺旋桨式风扇的特征是，使翼的外周缘部(第I区域)附近的截面形状成为由以下部分形成的大致楔形:直线状延伸的负压面;从负压面的顶端缘以与负压面之间成规定的夹角的方式向压力面侧直线状延伸的直线面部；以及用向压力面侧鼓起的圆弧平滑地连接直线面部与压力面的圆弧面部。特开平06-147193号公报(专利文献2)公开的螺旋桨式风扇的特征是，使翼的外周缘部的压力面侧的角部成为按圆弧状平滑地切削而成的圆弧面。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:特许第3127850号
[0007]专利文献2:特开平06-147193号
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]在螺旋桨式风扇中设置的翼的外周缘部附近会产生翼端旋涡。翼端旋涡是在翼的外周缘部内卷，从正压面侧向负压面侧形成旋涡而产生的。翼端旋涡的形状容易受雷诺数影响，特别是，翼端旋涡(涡核)的直径会根据雷诺数而大为变动。具体地说，翼端旋涡的直径在高雷诺数的情况下比翼的代表厚度小，而在低雷诺数的情况下比翼的代表厚度大。与高雷诺数的情况相比，在低雷诺数的情况下翼端旋涡对翼面周围的气流造成的影响更大。
[0010]特许第3127850号(专利文献I)记载了:通过在翼的外周缘部附近不产生翼端旋涡地使空气从翼的外周缘部向翼的翼面顺畅地流入，能实现高的送风性能。然而，在低雷诺数的情况下，流体粘性的影响大，翼端旋涡的直径也大。翼端旋涡未完全形成在翼的外周缘部附近的结果是，翼端旋涡容易固定在翼的外周缘部的负压面侧的紧接下游侧的部分。在翼端旋涡固定的情况下，翼的周围的气流会恰好形成为与外周缘部具有向负压面侧大而圆地隆起的扭曲形状的翼的情况下的气流相同的状态。
[0011]因此，即使采用特许第3127850号(专利文献I)记载的翼，在低雷诺数的情况下，也不容易在翼的外周缘部附近不产生翼端旋涡地使空气从翼的外周缘部向翼的翼面顺畅地流入。反而可以认为，从翼的外周缘部流入翼面的气流会从翼面大量剥离，从而难以实现高的送风性能。
[0012]本发明的目的在于提供一种在低雷诺数的情况下也能发挥高送风性能的螺旋桨式风扇、具备这种螺旋桨式风扇的流体输送装置以及用于使这种螺旋桨式风扇成型的成型用模具。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]一种螺旋桨式风扇，接受旋转动力而绕旋转轴旋转，具备:轮毂部；以及多个翼，其从上述轮毂部向旋转半径方向的外侧伸出，上述翼包括:翼顶端部，其位于旋转方向上的最顶端;前缘部，其从上述翼顶端部延伸到上述轮毂部，形成旋转方向上的上述翼的前缘;后缘部，其设于上述前缘部的旋转方向上的后侧，从上述轮毂部向旋转半径方向的外侧延伸，形成旋转方向上的上述翼的后缘;外周后端部，其位于上述后缘部的旋转半径方向上的外侧的端部；以及外周缘部，其连接上述翼顶端部和上述外周后端部，形成旋转半径方向上的上述翼的外周缘，在观察上述外周缘部中的上述翼顶端部与上述外周后端部之间的至少一部分区域中的上述翼的截面形状的情况下，在上述翼的翼面中的从上述外周缘部向正压面侧延伸的部分形成有随着远离上述外周缘部而直线状延伸的直线部，在上述翼的翼面中的从上述外周缘部向负压面侧延伸的部分形成有圆弧状部，上述圆弧状部形成为从上述外周缘部向上述负压面侧以圆弧状鼓起的方式弯曲之后，延伸靠近上述轮毂部。
[0015]一种螺旋桨式风扇，接受旋转动力而绕旋转轴旋转，具备:轮毂部；以及多个翼，其从上述轮毂部向旋转半径方向的外侧伸出，上述翼包括:翼顶端部，其位于旋转方向上的最顶端;前缘部，其从上述翼顶端部延伸到上述轮毂部，形成旋转方向上的上述翼的前缘;后缘部，其设于上述前缘部的旋转方向上的后侧，从上述轮毂部向旋转半径方向的外侧延伸，形成旋转方向上的上述翼的后缘;外周后端部，其位于上述后缘部的旋转半径方向上的外侧的端部；以及外周缘部，其连接上述翼顶端部和上述外周后端部，形成旋转半径方向上的上述翼的外周缘，在观察上述外周缘部中的上述翼顶端部与上述外周后端部之间的至少一部分区域中的上述翼的截面形状的情况下，在上述翼的翼面中的从上述外周缘部向正压面侧延伸的部分形成有随着远离上述外周缘部而直线状延伸的第I直线部，在上述翼的翼面中的从上述外周缘部向负压面侧延伸的部分形成有:第2直线部，其从上述外周缘部向上述负压面侧直线状延伸，与上述第I直线部之间具有夹角；以及圆弧状部，其与上述第2直线部的延伸方向上的顶端部分连续，在圆弧状弯曲之后延伸靠近上述轮毂部。
[0016]优选上述外周缘部中的上述翼顶端部与上述外周后端部之间的至少一部分上述区域是位于从上述外周缘部中的上述翼顶端部到上述外周缘部的旋转方向上的中途部分为止的范围的区域。
[0017]优选在将与上述旋转轴平行的方向上的上述翼的厚度称为翼厚的情况下，上述翼中的旋转方向上的前侧的部分具有厚壁部，上述厚壁部沿着上述前缘部的一部分或者全部以带状延伸，并且是翼面的一部分鼓起而形成的，上述厚壁部具有在从上述前缘部起上述翼的翼弦长的20%以下的范围内形成最大翼厚的形状，当将用I条线连结上述厚壁部中的形成有最大翼厚的部分时所绘成的线设为最大翼厚线，将在沿着上述翼的翼弦长的方向上，上述最大翼厚线与上述前缘部之间的距离设为D时，上述最大翼厚线具有随着从旋转半径方向上的内侧去往外侧而距离D逐渐变大的部分。
[0018]优选在观察上述后缘部中的上述翼的截面形状的情况下，在上述翼的翼面中的从上述后缘部向上述正压面侧延伸的部分形成有随着远离上述后缘部而直线状延伸的另一直线部，在上述翼的翼面中的从上述后缘部向上述负压面侧延伸的部分形成有另一圆弧状部，上述另一圆弧状部从上述后缘部向上述负压面侧以圆弧状鼓起的方式弯曲之后延伸靠近上述轮毂部。
[0019]优选在观察上述后缘部中的上述翼的截面形状的情况下，在上述翼的翼面中的从上述后缘部向上述正压面侧延伸的部分形成有随着远离上述后缘部而直线状延伸的另一直线部，在上述翼的翼面中的从上述后缘部向上述负压面侧延伸的部分形成有:又一直线部，其从上述后缘部向上述负压面侧直线状延伸，与上述另一直线部之间具有夹角；以及另一圆弧状部，其与上述又一直线部的延伸方向上的顶端部分连续，在圆弧状弯曲之后延伸靠近上述轮毂部。
[0020]流体输送装置具备:流路形成构件，流体在其内部流通;驱动电机；以及螺旋桨式风扇，其由上述驱动电机驱动，配置在上述流路形成构件中。
[0021]优选当将上述螺旋桨式风扇的外径定义为DA(m)，将上述螺旋桨式风扇的旋转半径方向上的翼的最外周部分的圆周速度定义为V(m/s)，将上述流体的动力粘性系数定义为v(m2/s)，将上述螺旋桨式风扇的拉伸弹性模量定义为E(MPa)，定义为雷诺数=外径DAX圆周速度V/动力粘性系数V，定义为翼端位置变异系数=外径DAX圆周速度V/拉伸弹性模量E时，上述雷诺数小于1.0 X 16，并且上述翼端位置变异系数小于1.0 X 1-2o
[0022]成型用模具用于使上述螺旋桨式风扇成型。
[0023]发明效果
[0024]根据上述的构成，能得到在低雷诺数的情况下也能发挥送风性能的螺旋桨式风扇、具备这种螺旋桨式风扇的流体输送装置以及用于使这种螺旋桨式风扇成型的成型用模具。
【附图说明】
[0025]图1是示出实施方式I的流体输送装置的截面图。
[0026]图2是放大示出图1中的被II线包围的区域的截面图。
[0027]图3是示出实施方式I的螺旋桨式风扇的侧视图。
[0028]图4是示出实施方式I的螺旋桨式风扇的一部分(翼)的立体图。
[0029]图5是示出实施方式I的螺旋桨式风扇的俯视图。
[0030 ]图6是沿着图5中的V1-VI线的向视截面图。
[0031]图7是沿着图5中的VI1-VII线的向视截面图。
[0032]图8是沿着图5中的VII1-VIII线的向视截面图。
[0033]图9是沿着图5中的IX-1X线的向视截面图。
[0034]图10是沿着图5中的X-X线的向视截面图。
[0035]图11是沿着图5中的X1-XI线的向视截面图。
[0036]图12是沿着图5中的XI1-XII线的向视截面图。
[0037]图13是示出实施方式I的螺旋桨式风扇旋转时的样子的俯视图。
[0038]图14是示出实施方式I的螺旋桨式风扇旋转时的样子的侧视图。
[0039 ]图15是沿着图13中的XV-XV线的向视截面图。
[0040]图16是放大示出图15中的被XVI线包围的区域的图。
[0041]图17是用于说明实施方式I的螺旋桨式风扇的作用和效果的截面图。
[0042]图18是用于说明比较例的螺旋桨式风扇的作用和效果的截面图。
[0043]图19的(A)是示出实施方式I的变形例I的螺旋桨式风扇所具备的翼的截面图。(B)是示出实施方式I的变形例IA的螺旋桨式风扇所具备的翼的截面图。
[0044]图20是示出实施方式I的变形例2的螺旋桨式风扇所具备的翼的立体图。
[0045]图21是示出比较例I的螺旋桨式风扇的俯视图。
[0046]图22是沿着图21中的XXI1-XXII线的向视截面图。
[0047]图23是沿着图21中的XXII1-XXIII线的向视截面图。
[0048]图24是沿着图21中的XXIV-XXIV线的向视截面图。
[0049 ]图25是沿着图21中的XXV-XXV线的向视截面图。
[0050]图26是沿着图21中的XXV1-XXVI线的向视截面图。
[0051 ]图27是沿着图21中的XXVI1-XXVII线的向视截面图。
[0052]图28是沿着图21中的XXVII1-XXVIII线的向视截面图。
[0053]图29是示出比较例I的螺旋桨式风扇旋转时的样子的俯视图。
[0054]图30是示出比较例I的螺旋桨式风扇旋转时的样子的侧视图。
[0055]图31是沿着图29中的XXX1-XXXI线的向视截面图。
[0056]图32是放大示出图31中的被XXXII线包围的区域的图。
[0057]图33是示出具有比较例2的翼的螺旋桨式风扇旋转时的样子的截面图。
[0058]图34是放大示出图33中的被XXXIV线包围的区域的图。
[0059]图35是示出具有比较例3的翼的螺旋桨式风扇旋转时的样子的截面图。
[0060]图36是放大示出图35中的被XXXVI线包围的区域的图。
[0061]图37是示出实施例(上述实施方式I)的螺旋桨式风扇的翼的截面图。
[0062]图38是示出比较例I的螺旋桨式风扇的翼的截面图。
[0063]图39是示出比较例2的螺旋桨式风扇的翼的截面图。
[0064]图40是示出比较例3的螺旋桨式风扇的翼的截面图。
[0065]图41是示意性地示出实施例(上述实施方式I)和比较例I的翼周围的流体的行为的模型图。
[0066]图42是示意性地示出比较例2、3的翼周围的流体的行为的模型图。
[0067]图43是示出实施例(上述实施方式I)和上述比较例I?3的螺旋桨式风扇的压力流量特性(P-Q)特性的图。
[0068]图44是示出实施方式2的螺旋桨式风扇的立体图。
[0069]图45是示出实施方式2的螺旋桨式风扇的俯视图。
[0070]图46是详细示出实施方式2的螺旋桨式风扇的翼的俯视图。
[0071 ]图47是沿着图45中的XLVII线的截面图。
[0072]图48是沿着图45中的XLVIII线的截面图。
[0073]图49是沿着图45中的XLVIX线的截面图。
[0074]图50是沿着图45中的L线的截面图。
[0075]图51是沿着图45中的LI线的截面图。
[0076]图52是示出实施方式2的螺旋桨式风扇的另一俯视图。
[0077]图53是示出沿着图52所示的翼弦长LSl?LS4的部分的翼厚的图。
[0078]图54的(A)是示意性地示出实施方式2的螺旋桨式风扇旋转时的样子的截面图。(B)是用于说明实施方式2的螺旋桨式风扇的作用和效果的俯视图。(C)是用于说明实施方式2的螺旋桨式风扇的作用和效果的另一俯视图。
[0079]图55是示出实施方式2的比较例的螺旋桨式风扇的立体图。
[0080]图56是示出实施方式2的比较例的螺旋桨式风扇的俯视图。
[0081 ]图57是沿着图56中的LVII线的截面图。
[0082]图58是沿着图56中的LVIII线的截面图。
[0083]图59是沿着图56中的LVIX线的截面图。
[0084]图60是沿着图56中的LVX线的截面图。
[0085]图61是沿着图56中的LVXI线的截面图。
[0086]图62是示出实施方式2的比较例的螺旋桨式风扇的另一俯视图。
[0087]图63是沿着图62所示的翼弦长LTl?LT4的部分的翼厚的图。
[0088]图64是示意性地示出实施方式2的比较例的螺旋桨式风扇旋转时的样子的截面图。
[0089]图65是示出实施方式3的螺旋桨式风扇的俯视图。
[0090]图66是详细示出实施方式3的螺旋桨式风扇的翼的俯视图。
[0091 ]图67是示出实施方式4的螺旋桨式风扇的俯视图。
[0092]图68是详细示出实施方式4的螺旋桨式风扇的翼的俯视图。
[0093]图69是示出实施方式5的螺旋桨式风扇的俯视图。
[0094]图70是详细示出实施方式5的螺旋桨式风扇的翼的俯视图。
[0095]图71是用于说明实施方式6的流体输送装置所具备的螺旋桨式风扇的俯视图。
[0096]图72是示出实施方式7的流体输送装置的截面图。
[0097]图73是示出实施方式7的流体输送装置的另一截面图。
[0098]图74是示出实施方式7的螺旋桨式风扇的主视图。
[0099 ]图7 5是沿着图74中的LXXV-LXXV线的向视截面图。
[0100]图76是沿着图74中的LXXV1-LXXVI线的向视截面图。
[0101]图77是示出图74中的LXXVI1-LXXVII线的向视截面图。
[0102]图78是沿着图74中的LXXVII1-LXXVIII线的向视截面图。
[0103]图79是沿着图74中的LXXIX-LXXIX线的向视截面图。
[0104]图80是沿着图74中的LXXX-LXXX线的向视截面图。
[0105]图81是沿着图74中的LXXX1-LXXXI线的向视截面图。
[0106]图82是沿着图74中的LXXXI1-LXXXII线的向视截面图。
[0107]图83是沿着图74中的LXXXII1-LXXXIII线的向视截面图。
[0108]图84是沿着图74中的LXXXIV-LXXXIV线的向视截面图。
[0109]图85是示出实施方式8的流体输送装置的立体图。
[0110]图86是示出实施方式9的成型用模具的截面图。
[0111]图87是示出与实验例相关的实验条件和结果的图。
【具体实施方式】
[0112]以下，参照附图对各实施方式进行说明。有时对相同的部件和相当的部件标注相同的附图标记，而对重复的说明不进行重复。只要没有特别限制，一开始就打算适当地组合使用各实施方式所示的构成和各实验例所示的构成。
[0113][实施方式I]
[0114](整体构成)
[0115]图1是示出实施方式I的流体输送装置100的截面图。流体输送装置100是吹风机，具备主体部10、把持部18以及操作部19。主体部10包括外箱体11、内箱体12(流路形成构件)、驱动电机30、螺旋桨式风扇50、整流翼40以及加热器17。外箱体11和内箱体12均具有筒状的形状。外箱体11具有入口开口 13和出口开口 14，入口开口 13与出口开口 14连通。
[0116]内箱体12具有吸入口15和喷出口 16，流体(空气)流通于内部。吸入口 15位于入口开口 13侧，喷出口 16位于出口开口 14侧。驱动电机30、螺旋桨式风扇50和整流翼40配置在内箱体12中。在整流翼40的内侧设有电机支撑部44(参照图2)。驱动电机30配置为其输出轴31(参照图2)与主体部10的长边方向大致平行。
[0117]螺旋桨式风扇50被装配于驱动电机30。螺旋桨式风扇50配置在驱动电机30靠吸入口 15的一侧。螺旋桨式风扇50被配置为螺旋桨式风扇50的旋转轴(参照图2的旋转轴80)与主体部10的长边方向大致平行。螺旋桨式风扇50接受来自驱动电机30的旋转动力而绕旋转轴80旋转，产生从上游侧的入口开口 13和吸入口 15向下游侧的喷出口 16和出口开口 14流动的气流(空气流)。
[0118]图2是放大示出图1中的被II线包围的区域的截面图。为了便于图示，图2的截面图示为吸入口 15位于纸面的上侧，喷出口 16位于纸面的下侧。如上所述，螺旋桨式风扇50和整流翼40设置在内箱体12中。整流翼40配置在螺旋桨式风扇50的下游侧。整流翼40包括板状部42。板状部42在上游侧具有上游缘部43。上游缘部43沿着与螺旋桨式风扇50的旋转轴80垂直的方向延伸。
[0119](螺旋桨式风扇50)
[0120]图3是示出螺旋桨式风扇50的侧视图。图4是示出螺旋桨式风扇50的一部分(翼70)的立体图。图5是示出螺旋桨式风扇50的俯视图。
[0121]参照图2?图5，螺旋桨式风扇50接受来自驱动电机30(图2)的旋转动力而绕旋转轴80向箭头ARl方向旋转。螺旋桨式风扇50具备轮毂部60和4个翼70，例如是利用AS(aery 1nitri I e-styrene:丙稀臆-苯乙稀共聚物)、P0M(po lyoxymethy Iene:聚甲酸)、PP(polypropyIene:聚丙稀)以及PAGF(玻璃纤维增强聚酰胺)等合成树脂一体地制造成树脂成型品。螺旋桨式风扇50例如具有Φ54πιπι的外径和25mm的高度。
[0122](轮毂部60)
[0123]轮毂部60包括具有平滑的表面形状的外表面61。外表面61的上游端部62形成在外表面61中的最上游侧(顶点)的位置。外表面61的下游端63是形成在外表面61的最下游侧的位置的部位。旋转轴80形成为当螺旋桨式风扇50旋转时，旋转轴80通过上游端部62。
[0124](翼70)
[0125]参照图3?图5，4个翼70设于轮毂部60的外表面61，具有从外表面61向旋转半径方向的外侧伸出的形状。翼70包括翼顶端部71、前缘部72、根部73、后缘部74、外周后端部75和外周缘部76。
[0126]翼顶端部71位于螺旋桨式风扇50的旋转方向(箭头ARl方向)上的最顶端(前方侧)。前缘部72从翼顶端部71延伸到轮毂部60的外表面61，形成旋转方向上的翼70的前缘。前缘部72以大致圆弧状的方式延伸，随着从轮毂部60的外表面61去往旋转半径方向的外侧而向旋转方向的前方侧前进(参照图5)。根部73形成于翼70与轮毂部60的外表面61之间(交界处)。
[0127]后缘部74设置在前缘部72的旋转方向(箭头ARl方向)上的后侧，从轮毂部60的外表面61向旋转半径方向的外侧延伸，形成螺旋桨式风扇50的旋转方向(箭头ARl方向)上的翼70的后缘。后缘部74以随着从轮毂部60的外表面61去往旋转半径方向的外侧而向旋转方向的前方侧稍稍前进的方式延伸(参照图5)。
[0128]外周后端部75形成于旋转半径方向上的后缘部74的最外侧的端部(外侧端)。外周后端部75是连接后缘部74和外周缘部76的部分，是在后缘部74与外周缘部76之间曲率半径最小的部分。外周缘部76连接翼顶端部71和外周后端部75，形成旋转半径方向上的翼70的外周缘。
[0129]翼70整体上具有以翼顶端部71为顶端的镰状地尖细的形状。翼70具有随着从外周缘部76侧去往旋转半径方向的内侧而前缘部72和后缘部74之间的沿着旋转方向的方向上的宽度急剧地变小的形状。换言之，翼70具有随着从根部73去往旋转半径方向的外侧而前缘部72和后缘部74之间的沿着旋转方向的方向上的宽度急剧地变大的形状。外周缘部76整体上在翼顶端部71与外周后端部75之间按大致圆弧状延伸。
[0130]翼顶端部71、前缘部72、根部73、后缘部74、外周后端部75以及外周缘部76形成翼70的周缘。在被该周缘包围的区域内侧的整个区域中形成有翼70的翼面。翼70的翼面具有如下形状:前缘部72位于气流的流动方向上的上游侧，后缘部74位于气流的流动方向上的下游侧。
[0131]在螺旋桨式风扇50旋转时，在翼70的翼面的喷出口16(图2)侧的面上形成正压面77，在翼70的翼面的吸入口 15(图2)的面上形成负压面79。在螺旋桨式风扇50旋转时，翼70的翼面产生从吸入口 15向喷出口 16流动的气流。在螺旋桨式风扇50旋转时，随着在翼面上产生空气流而会产生如下压力分布:正压面77上的压力较大，负压面79上的压力相对较小。
[0132](翼70的周缘的详细结构)
[0133]图6?图12分别是沿着图5中的V1-VI线、VI1-VII线、VII1-VIII线、IX-1X线、X-X线、X1-XI线、XI1-XII线的向视截面图。为了便于说明，在图6?图12中记载了旋转轴80，但是翼70与旋转轴80的相对位置关系(翼70与旋转轴80之间的距离)有时会与图6?图12所示的情况不同。图6?图9示出外周缘部76的截面形状，图10示出后缘部74的截面形状，图11和图12示出前缘部72的截面形状。
[0134]参照图5?图9，观察外周缘部76中的翼顶端部71与外周后端部75之间的至少一部分区域中的翼70的截面形状。该截面形状是在用与旋转轴80平行的切剖面对翼70进行剖视的情况下得到的截面形状。在这种情况下，在从翼70的翼面中的外周缘部76向正压面77侧延伸的部分形成直线部76L。
[0135]直线部76L随着远离外周缘部76而直线状延伸。直线部76L具有随着从外周缘部76去往旋转轴80所处的一侧而在从负压面79侧去往正压面77侧的方向上倾斜延伸的形状。直线部76L的倾斜程度是在图6所示的情况下最陡峭，按图7?图9的顺序变平缓。另一方面，在翼70的翼面中的从外周缘部76向负压面79侧延伸的部分形成圆弧状部76R。圆弧状部76R从外周缘部76向负压面79侧以圆弧状鼓起的方式弯曲之后延伸接近轮毂部60(参照图4、图5
等)O
[0136]在本实施方式中，如上所述的直线部76L和圆弧状部76R是跨外周缘部76中的翼顶端部71与外周后端部75之间的全部区域而形成的(参照图4)。
[0137]参照图5和图10，观察后缘部74中的根部73与外周后端部75之间的至少一部分区域中的翼70的截面形状。在这种情况下，在翼70的翼面中的从后缘部74向正压面77侧延伸的部分形成有直线部74L(另一直线部)。
[0138]直线部74L随着远离后缘部74而直线状延伸。直线部74L具有随着从后缘部74去往旋转轴80所处的一侧而在从正压面77侧去往负压面79侧的方向上倾斜延伸的形状。另一方面，在翼70的翼面中的从后缘部74向负压面79侧延伸的部分形成圆弧状部74R(另一圆弧状部)。圆弧状部74R从后缘部74向负压面79侧以圆弧状鼓起的方式弯曲之后延伸靠近轮毂部60(参照图4、图5等)。位于直线部74L与圆弧状部74R之间的后缘部74的表面形状呈现以后缘部74为起点的尖锐形状(工、;形状)。在描绘以该尖锐形状为中心的夹角(在圆弧状部74R与直线部74L之间形成的角度)的情况下，该夹角(内角)例如为30°。
[0139]参照图5、图11和图12，观察前缘部72中的翼顶端部71与根部73之间的至少一部分区域中的翼70的截面形状。在这种情况下，能看到翼70的翼面中的从前缘部72向正压面77侧延伸的部分72L和翼70的翼面中的从前缘部72向负压面79侧延伸的部分72R。部分72L、72R具有如下形状:以前缘部72为起点，随着去往正压面77侧和负压面79侧而在翼70的厚度方向上大致均等地扩展延伸。前缘部72和部分72U72R均呈现以前缘部72为起点的尖锐形状。翼70如以上那样构成。
[0140](作用和效果)
[0141]图13和图14分别是示出螺旋桨式风扇50旋转时的样子的俯视图和侧视图。图15是沿着图13中的XV-XV线的向视截面图。图16是放大示出图15中的被XVI线包围的区域的图。
[0142]参照图13?图16(主要是图16)，在本实施方式的螺旋桨式风扇50中，在观察外周缘部76中的翼顶端部71与外周后端部75之间的至少一部分区域中的翼70的截面形状的情况下，在翼70的翼面中的从外周缘部76向正压面77侧延伸的部分形成有直线部76L，在翼70的翼面中的从外周缘部76向负压面79侧延伸的部分形成有圆弧状部76R。直线部76L随着远离外周缘部76而直线状延伸，圆弧状部76R从外周缘部76向负压面79侧以圆弧状鼓起的方式弯曲之后延伸靠近轮毂部60(参照图4、图5等)。
[0143]根据该构成，位于直线部76L和圆弧状部76R之间的外周缘部76的表面形状呈现以外周缘部76为起点的尖锐形状。以外周缘部76(尖锐部分)为起点，在向正压面77侧延伸的部分形成有直线部76L，在向负压面79侧延伸的部分形成有圆弧状部76R。根据这种表面形状，能在外周缘部76(尖锐部分)的表面附近产生翼端旋涡，并且能利用粘性的作用使产生的翼端旋涡固定于圆弧状部76R的表面附近(外周缘部76的更外侧部分附近)(参照图15、16)。
[0144]通过使翼端旋涡固定于圆弧状部76R的表面附近(外周缘部76的更外侧部分附近)，翼70周围的气流会沿着用线LLl(图13、15)表示的虚拟的翼的周围流动(参照图15中的箭头AR2)。即，固定于圆弧状部76R的表面附近(外周缘部76的更外侧部分附近)的翼端旋涡能与翼70协同，作为螺旋桨式风扇50的翼的一部分发挥功能。此时，在本实施方式中，以外周缘部76(尖锐部分)为起点，在向正压面77侧延伸的部分形成有直线部76L，在向负压面79侧延伸的部分形成有圆弧状部76R。因此，用线LLl(图13、15)表示的虚拟的翼的形状会具有从旋转方向上的前端部分向后端部分平滑延伸的流线形状。从翼70的外周缘部76流入翼面的气流几乎不会从翼面发生大的剥离，能实现高的送风性能。
[0145]除了上述作用和效果以外，用线LLl(图13、15)表示的虚拟的翼的弦长还比翼70的实际的弦长长。因此，翼70能发挥比实际的弦长还长的弦长的量的特性。换言之，能使为得到所希望的性能而需要的翼的弦长变短。而且，固定于圆弧状部76R的表面附近(外周缘部76的更外侧部分附近)的翼端旋涡会如厚壁翼那样动作而产生升力，因此也能使为得到所希望的性能而需要的翼的厚度变薄。综合考虑以上情况，根据本实施方式的螺旋桨式风扇50，即使在使弦长变短且使厚度变薄的情况下也能得到升力，既能变得轻型又能发挥高性能和高效率。
[0146]如上所述，位于直线部76L与圆弧状部76R之间的外周缘部76的表面形状呈现以外周缘部76为起点的尖锐形状。在描绘以该尖锐形状为中心的夹角(圆弧状部76R与直线部76L之间形成的角度)的情况下，优选该夹角(内角)为45°以上90°以下。在45°?90°中，更优选夹角为接近90°的值。如果将夹角设为约90°，则能将在夹角的尖锐部分产生的翼端旋涡阻滞在圆弧状部76R的表面附近，能将翼端旋涡更稳固地固定在外周缘部76的顶端的更外侧。因此，根据这些附加构成，能得到更高的效果。
[0147]参照图17，除了上述作用和效果以外，在本实施方式中，在观察后缘部74(参照图5和图10)中的后缘部74中的根部73与外周后端部75之间的至少一部分区域中的翼70的截面形状的情况下，在翼70的翼面中的从后缘部74向正压面77侧延伸的部分形成有直线部74L，在翼70的翼面中的从后缘部74向负压面79侧延伸的部分形成有圆弧状部74R。直线部74L随着远离后缘部74而直线状延伸，圆弧状部74R从后缘部74向负压面79侧以圆弧状鼓起的方式弯曲之后延伸靠近轮毂部60(参照图4、图5等)。
[0148]位于直线部74L与圆弧状部74R之间的后缘部74的表面形状呈现以后缘部74为起点的尖锐形状。在描绘以该尖锐形状为中心的夹角(圆弧状部74R与直线部74L之间形成的角度)的情况下，优选该夹角(内角)为约30°。后缘部74也具有与外周缘部76同样的尖锐形状，由此能使在后缘部74的下游侧产生的后流旋涡恰好作为螺旋桨式风扇50的翼的一部分发挥功能。与上述情况同样，即使在使弦长变短且使厚度变薄的情况下也能得到升力，既能变得轻型又能发挥高性能和高效率。
[0149]详细内容在后续的实施方式2(图44?图54(C))中说明，但是也可以在翼70的前缘部72形成如图11、图12所示的厚壁部(实施方式2的厚壁部78)。实施方式I中可采用的厚壁部(详细内容后述)是图11、图12中的位于比虚线72LS1 (图11)、72LS2(图12)靠图中下方位置的部分，形成于翼70的前缘部72附近。厚壁部以翼面的一部分鼓起的方式形成。形成厚壁部的作用和效果在实施方式2中详细说明。在不采用厚壁部这种构成的情况下，翼70的前缘部72附近的形状能表示为图11、图12中的位于比虚线72LS1、72LS2靠图中上方位置的部分。在这种情况下，优选使位于虚线72LS1、72LS2与部分72R之间的前缘部72的表面形状呈现以前缘部72为起点的尖锐形状。
[0150]图18是示出比较例的翼70Z的截面图。翼70Z是相对于图17所示的翼70的比较例。翼70Z的后缘部74与翼70(图10)不同，不具有尖锐形状。在后缘部74的下游侧产生的后流旋涡对于在翼70Z的周围流动的风(箭头AR3)来说会起到阻力的作用。因此，为了谋求提高性能和效率，优选采用具有如翼70(图10)这样的尖锐形状的构成。
[0151][变形例I]
[0152]参照图19(A)说明具有翼70A的螺旋桨式风扇。图19(A)与实施方式I的图6对应。观察外周缘部76中的翼顶端部71(参照图5)与外周后端部75(参照图5)之间的至少一部分区域中的翼70A的截面形状。该截面形状是用与旋转轴80平行的切剖面对翼70A进行剖视的情况下得到的截面形状。
[0153]在这种情况下，在翼70A的翼面中的从外周缘部76向正压面77侧延伸的部分形成有直线部76L(第I直线部)。直线部76L随着远离外周缘部76而直线状延伸。直线部76L具有随着从外周缘部76去往旋转轴80所处的一侧而在从负压面79侧去往正压面77侧的方向上倾斜延伸的形状。
[0154]另一方面，在翼70A的翼面中的从外周缘部76向负压面79侧延伸的部分形成有直线部76J(第2直线部)和圆弧状部76R。直线部76J以外周缘部76为起点向负压面79侧直线状延伸，与直线部76L之间具有夹角Θ。圆弧状部76R与直线部76J的延伸方向上的顶端部分76E平滑地连续，在圆弧状弯曲之后延伸接近轮毂部60(参照图4、图5等)。圆弧状部76R的弯曲方向是向负压面79侧凸起的方向。直线部76L、76J和圆弧状部76R是跨外周缘部76中的翼顶端部71与外周后端部75之间的全部区域而形成的(与图4所示的情况同样)。
[0155]根据该构成，位于直线部76L与直线部76J之间的外周缘部76的表面形状也会呈现以外周缘部76为起点的尖锐形状。以外周缘部76(尖锐部分)为起点，在向正压面77侧延伸的部分形成有直线部76L，在向负压面79侧延伸的部分形成有直线部76J。根据这种表面形状，能在外周缘部76(尖锐部分)的表面附近产生翼端旋涡，并且能利用粘性的作用使所产生的翼端旋涡固定于直线部76J的表面附近(外周缘部76的更外侧部分附近)。
[0156]通过使翼端旋涡固定于直线部76J的表面附近(外周缘部76的更外侧部分附近)，能得到与上述实施方式I的情况同样的作用和效果。即，固定于直线部76J的表面附近(外周缘部76的更外侧部分附近)的翼端旋涡能与翼70A协同，作为螺旋桨式风扇的翼的一部分发挥功能。虚拟的翼的形状具有从旋转方向上的前端部分向后端部分平滑延伸的流线形状。从翼70A的外周缘部流入翼面的气流几乎不会从翼面较大地剥离，能实现高的送风性能。即使在使弦长变短且使厚度变薄的情况下也能得到升力，既能实现轻型化又能发挥高性能和高效率。
[0157]优选夹角Θ为45°以上90°以下。在45°?90°中优选夹角为接近90°的值。如果将夹角Θ设为约90°，就能将在夹角的尖锐部分产生的翼端旋涡阻滞在直线部76J的表面附近，能将翼端旋涡更稳固地固定在外周缘部76的顶端的更外侧。因此，根据这些附加构成，能得到更高的效果。此外，在能形成夹角Θ的范围内或在大致能形成夹角Θ的范围内对形成于外周缘部76(图19(A))的尖锐形状部分添加圆角的情况下，能得到与上述实施方式I大致同样的作用和效果。
[0158][变形例1A]
[0159]参照图19(B)，说明具有翼70A1的螺旋桨式风扇。图19(B)与实施方式I的图10对应。观察后缘部74中的根部73(参照图5)与外周后端部75(参照图5)之间的至少一部分区域中的翼70A1的截面形状。该截面形状是用与旋转轴80平行的切剖面对翼70A1进行剖视的情况下得到的截面形状。
[0160]在这种情况下，在翼70A1的翼面中的从后缘部74向正压面77侧延伸的部分形成有直线部74L(另一直线部)。直线部74L随着远离后缘部74而直线状延伸。直线部74L具有随着从后缘部74去往旋转轴80所处的一侧而在从正压面77侧去往负压面79侧的方向上倾斜延伸的形状。
[0161]另一方面，在翼70A1的翼面中的从后缘部74向负压面79侧延伸的部分形成有直线部74J(又一直线部)和圆弧状部74R。直线部74J以后缘部74为起点向负压面79侧直线状延伸，与直线部74L之间具有夹角α。圆弧状部74R与直线部74J的延伸方向上的顶端部分74E平滑地连续，在圆弧状弯曲之后延伸靠近轮毂部60(参照图4、图5等)。圆弧状部74R的弯曲方向是向负压面79侧凸起的方向。直线部74L、74J和圆弧状部74R是跨后缘部74中的根部73与外周后端部75之间的全部区域而形成的(与图4所示的情况同样)。
[0162]根据该构成，位于直线部74L和直线部74J之间的后缘部74的表面形状也会呈现以后缘部74为起点的尖锐形状。后缘部74也具有与外周缘部76同样的尖锐形状，由此恰好能使在后缘部74的下游侧产生的后流旋涡作为螺旋桨式风扇的翼的一部分发挥功能。即使在使弦长变短且使厚度变薄的情况下也能得到升力，既能实现轻型化又能发挥高性能和高效率。此外，在能形成夹角α的范围内或能大致形成夹角α的范围内对形成于后缘部74(图19(B))的尖锐形状部分添加圆角的情况下，能得到与上述实施方式I大致同样的作用和效果。
[0163][变形例2]
[0164]参照图20说明具有翼70Β的螺旋桨式风扇。在翼70Β中，上述实施方式I的直线部76L和圆弧状部76R是跨外周缘部76中的翼顶端部71与外周后端部75之间的一部分区域而形成的。即，在此所说的一部分区域是位于从外周缘部76中的翼顶端部71到外周缘部76的旋转方向上的中途部分76Μ为止的范围的区域。图20所示的区域RR不具有如上述实施方式I的直线部76L和圆弧状部76R那样的构成。根据该构成，也能得到与上述实施方式I大致同样的作用和效果。也能将上述实施方式I的变形例1(图19(A))中的直线部76L、76J和圆弧状部76R的思想应用于本变形例。也能将上述实施方式I的变形例IA(图19(B))中的直线部74L、74J和圆弧状部74R的思想应用于本变形例。
[0165][比较例I]
[0166]参照图21?图32说明比较例I的螺旋桨式风扇50Z1。图21?图32分别与上述实施方式I的图5?图16对应。螺旋桨式风扇50Z1具备轮毂部60Z1和4个翼70Z1。
[0167]图22?图 28 分别是沿着图 21 中的 XXI1-XXII 线、XXII1-XXIII 线、XXIV-XXIV 线、XXV-XXV线、XXV1-XXVI线、XXVI1-XXVII线、XXVII1-XXVIII线的向视截面图。图22?图25示出了外周缘部76的截面形状，图26示出了后缘部74的截面形状，图27和图28示出了前缘部72的截面形状。如图22?图28所示，翼70Z1具有通过切断平板状的构件而得到的矩形的截面形状。
[0168]参照图22?图25，翼70Z1的翼面中的从外周缘部76向正压面77侧延伸的部分76V和翼70Z1的翼面中的从外周缘部76向负压面79侧延伸的部分76W、76Y具有与上述实施方式I的情况不同的形状。参照图26?图28，翼70Z1的翼面中的后缘部74附近的截面形状和翼70Z1中的前缘部72附近的截面形状也具有与上述实施方式I的情况不同的形状。
[0169]图29和图30分别是示出螺旋桨式风扇50Z1旋转时的样子的俯视图和侧视图。图31是沿着图29中的XXX1-XXXI线的向视截面图。图32是放大示出图31中的被XXXII线包围的区域的图。
[0170]参照图29?图3 2 (主要是图32 )，在比较例I的螺旋桨式风扇50ZI中，具有通过切断平板状的构件而得到的矩形的截面形状。根据这种表面形状，在翼端旋涡固定于外周缘部76的表面附近的情况下，翼70Z1的周围的气流恰好形成为与外周缘部76具有向负压面79侧大而圆地隆起的扭曲形状的翼的情况下的气流相同的状态(参照图31中的线LL2)。从翼70ZI的外周缘部76流入翼面的气流会从翼面大量剥离(参照图31中的箭头AR4)，因此难以实现高的送风性能。
[0171][比较例2]
[0172]图33是示出具有比较例2的翼70Z2的螺旋桨式风扇旋转时的样子的截面图。图34是放大示出图33中的被XXXIV线包围的区域的图。翼70Z2的翼面中的从外周缘部76向正压面77侧延伸的部分76V和翼70Z2的翼面中的从外周缘部76向负压面79侧延伸的部分76W具有与上述实施方式I的情况不同的形状。
[0173]翼70Z2的外周缘部76附近部分具有圆的圆弧状的截面形状。翼70Z2适合在飞机发动机、燃气轮机这样的高雷诺数区域中使用，但是不适合在电风扇的风扇、空调室外机用的风扇这样的低雷诺数区域中使用。因此，从翼70Z2的外周缘部76流入翼面的气流会从翼面大量剥离(参照图33的箭头AR4)，因此难以实现高的送风性能。
[0174][比较例3]
[0175]图35是示出具有比较例3的翼70Z3的螺旋桨式风扇旋转时的样子的截面图。图36是放大示出图35中的被XXXVI线包围的区域的图。翼70Z3的翼面中的从外周缘部76向正压面77侧延伸的部分76V和翼70Z3的翼面中的从外周缘部76向负压面79侧延伸的部分76W具有与上述实施方式I的情况不同的形状。
[0176]翼70Z3的外周缘部76附近部分具有与在开头说明的特许第3127850号(专利文献I)记载的构成类似的截面形状。翼70Z3也不大适合在低雷诺数区域中使用。因此，从翼70Z3的外周缘部76流入翼面的气流会从翼面大量剥离(参照图35的箭头AR4)，因此难以实现高的送风性能。
[0177][关于与负荷的大小相应的性能]
[0178]图37是示出实施例(上述实施方式I)中的螺旋桨式风扇的翼70的截面图。图38?图40分别是示出上述比较例I?3的螺旋桨式风扇的翼70Z1 (图21?图32)、70Z2(图33、34)、70Z3(图35、36)的截面图。如上所述，翼70、70Z1、70Z2、70Z3仅在外周缘部76的形状上不同。
[0179]图41是示意性地示出实施例(上述实施方式I)和比较例I的翼周围的流体的行为的模型图。图42是示意性示出比较例2、3的翼周围的流体的行为的模型图。在图41和图42中，按作用于螺旋桨式风扇的翼的负荷的每种大小(4种)示出翼周围的流体的行为。基准负荷是指所谓的设计点附近(在设计时点设想的负荷(压力损失程度))。对于图中示出的性能A?D，按A、B、C、D的顺序，评价是降低的。
[0180]如图41、42所示，可知在实施例(实施方式I)的情况下，即使负荷变大，也能在外周缘部76(尖锐部分)的表面附近产生翼端旋涡，并且能利用粘性的作用使产生的翼端旋涡固定于圆弧状部76R的表面附近(外周缘部76的更外侧部分附近)。因此，在实施例(实施方式I)的情况下，翼端旋涡固定于圆弧状部76R的表面附近(外周缘部76的更外侧部分附近)。翼70周围的气流沿着翼面(特别是负压面)行进，因此会产生适当的升力。通过升力的作用能发挥高性能和高效率。也能从上述实施方式I的变形例I (图19(A))的构成得到该效果。
[0181]图43是示出实施例(上述实施方式I)和上述比较例I?3的螺旋桨式风扇的压力流量特性(P-Q)特性的图。在比较例I的情况下，气流容易从翼面剥离，存在所谓的喘振(Surging)区域。所谓的失速余量小，因此能进行高效运转的动作区域窄。因此，可以说在作用的是中负荷和高负荷的情况下，难以发挥足够的性能。
[0182]另一方面，在比较例2的情况下，气流不容易从翼面剥离，喘振区域小。能在大范围的负荷区域中发挥某种程度的性能。然而，在将具有该构成的风扇用在低雷诺区域中的情况下，气流会从翼面大量剥离，无法得到实施例(实施方式I)的情况那样的效果。
[0183]比较例3试图实现基准负荷(设计点)下的高性能化。虽然能在基准负荷附近抑制翼端旋涡的影响因而能发挥性能，但是当比基准负荷大的负荷作用于翼面时，气流会从翼面大量剥离，无法实现实施例(实施方式I)的情况那样的效果。
[0184]综合考虑以上情况，根据实施例(实施方式I)的螺旋桨式风扇，不仅能期待在基准负荷(设计点)下发挥高性能，在高负荷区域中也能发挥一定的性能。可以说实施例(实施方式I)的螺旋桨式风扇能在大的负荷范围中使用。也能从上述实施方式I的变形例1(图19)的构成得到该效果。
[0185][实施方式2]
[0186](螺旋桨式风扇50F)
[0187]参照图44?图54(C)说明实施方式2的螺旋桨式风扇50F。在此，仅针对与上述实施方式I和变形例1、2的不同点进行说明(在后述的实施方式3以后也同样)。在实施方式2中公开的构成与上述实施方式I和变形例1、2中的任意一个均能组合。
[0188]图44和图45分别是示出螺旋桨式风扇50F的立体图和俯视图。螺旋桨式风扇50F具备轮毂部60F和翼70F。图46是详细示出翼70F的俯视图。图47?图51分别是沿着图45中的XLVII线、XLVIII线、XLIX线、L线和LI线的截面图。图52是示出螺旋桨式风扇50F的另一俯视图，图53是示出图52中示出的沿着翼弦长LSl?LS4的部分的翼厚的图。
[0189]如图44?图53所示，在螺旋桨式风扇50F的翼70F中，在将与旋转轴80平行的方向上的翼的厚度称为翼厚的情况下，翼70F中的旋转方向(箭头ARl方向)上的前方侧的部分具有厚壁部78，该厚壁部78沿着前缘部72的一部分或者全部以带状延伸，并且是翼面的一部分鼓起而形成的。在此所说的翼厚是指翼的正压面77侧的面与负压面79侧的面之间的距离。关于翼面的一部分鼓起而形成的厚壁部78，优选其具有向正压面侧鼓起的形状，也可以具有向正压面侧和负压面侧均鼓起的形状。
[0190]具体地说，厚壁部78具有在从前缘部72起翼70F的翼弦长的20%以下的范围内形成最大翼厚的形状，当将用I条线连结厚壁部78中的形成有最大翼厚的部分时所绘成的线设为最大翼厚线78M，将在沿着翼70F的翼弦长的方向上最大翼厚线78M与前缘部72之间的距离设为D时，最大翼厚线78M具有随着从旋转半径方向上的内侧去往外侧而距离D逐渐变大的部分。翼弦长是指将翼形状的前缘部72和后缘部74连结起来的线段的长度。厚壁部78具有如下形状:随着远离前缘部72而逐渐变厚，在最大翼厚线78M的位置上翼厚最大。
[0191]在本实施方式中，在翼弦长的约5%的位置形成有最大翼厚线78M。如图46所示，当用百分比表示前缘部72的长度时，从半径方向内侧起到30%附近为止，距离D增加(D1<D2<D3)，然后缓缓减少。如图47?图49所示，厚壁部78具有向正压面侧鼓起的形状。如图50和图51所示，在翼顶端部71附近的位置没有形成厚壁部78，翼面的一部分不鼓起。
[0192](作用和效果)
[0193]图54(A)是示意性地示出螺旋桨式风扇50F旋转时的样子的截面图。翼70F具有厚壁部78，顶端细，从翼顶端部71产生的翼顶端旋涡小，因此，旋涡的能量强，直进性高的风会到达远处。具体地说，螺旋桨式风扇50F旋转时，从翼70F的正压面向负压面从翼端产生强的翼端旋涡，旋涡的能量变强，因此，直进性高的风会到达远处。
[0194]在此，如果翼端旋涡弱，则能量会发生散逸，直进性降低，旋涡不会到达远处。对该翼端旋涡紧密相关的是循环。由于存在厚壁部78，该循环(环流)在翼端与从正压面向负压面内卷的气流高效地合流，远离翼端而成为翼端旋涡。该翼端旋涡越强，旋涡的能量就越强，直进性高的风就会到达远处。因此，能将头发吹开而使风到达头皮。如果循环强，则旋涡的能量变强，直进性高的风会到达远处。
[0195]另外，通过产生强的旋涡成分能对风赋予旋转成分(V0)，风所具有的能量会上升。另一方面，即使初始速度的VO相同，也就是说即使风量相等，如果旋转成分弱则上述旋涡也会散逸，风所具有的能量会变小。因此，通过对风赋予旋转成分来使风的直进性变高，翼顶端旋涡维持得长。
[0196]升力会作用于翼70F，根据伯努利定理，该升力为ΔΡ= ρ( Au广2/2，流速的差用Δu表示。在翼面产生了升力的情况下，对于吹出风速，在负压面侧由于翼周围的旋涡相对地产生了+Au(m/S)的流速差，在正压面侧由于翼周围的旋涡而产生了-Au(m/S)的流速差。在翼面上始终生成有使翼上面的气流加速的循环，循环在整个翼上是连续的，由此在翼上下产生压力差，表现为升力(参照图54(A)中的白箭头)。
[0197]如图53所示，在想要维持风扇的送风性能的情况下，可以将最大翼厚位置设置为到翼弦长的20%为止，另外，在重视风扇的送风性能和通过强化在翼端产生的翼端旋涡而使风吹到头皮这两者之间的平衡的情况下，优选设置为到15%为止。在想要专门利用在翼端产生的翼端旋涡而使风到达头皮的情况下，优选设置为到10%为止，由此能得到显著的效果。
[0198]另外，根据具有如Dl<D2<D3这样宽度变大的部分的构成，能防止厚壁部/翼弦长极端降低，能适当强化整个翼区域的循环。而且，根据该构成，能从根部73附近逐渐扩展到最大厚度位置的宽度。根据该构成，能在要使循环变强的翼的径向中央部附近使循环变强，并且能防止翼的根部附近阻力增加，因此能更适当地强化整个翼区域内的环流。
[0199]假如设为连结最大厚度位置的线(最大翼厚线78M)与前缘部72之间的距离D逐渐变小的构成，则在翼的循环的跨度方向上的整个区域内循环的大小会不同，因此，整个翼区域的平衡被破坏，从翼端产生的翼端旋涡变弱。翼弦长在根部是短的，因此也可以认为如果使厚壁部78的宽度(弦长方向的长度)过大则抗力会增大，性能会降低。另外，在翼顶端部71的一侧(翼的外侧)环流强，如果对该部分的环流进行强化则会破坏整个翼区域内的环流的平衡。
[0200]而另一方面，根据翼70F，其是还有利于产生升力的形状，能实现具有高直进性和强风压的送风，而且即使在由于高速旋转而受到大的离心力的情况下，由于提高了前根部73F的强度，因此也能降低超高速旋转时发生损坏等的可能性。在旋转时翘曲的翼顶端部会处于圆周上，从而能在旋转时也不会与外壳发生干扰的范围内最高效地使用风扇。
[0201]参照图54(B)和图54(C)，从以上这样的厚壁部得到的作用和效果能与从实施方式I的构成得到的作用即将翼端旋涡固定在外周缘部76的更外侧部分附近的效果(利用翼端旋涡如厚壁翼那样动作而产生升力的效果)相配合。
[0202]具体地说，上述翼端旋涡和在翼面上产生的循环对彼此造成的影响大。例如，在翼面上的循环强的情况下，容易形成翼端旋涡。为了有效地使在外周缘部76产生的循环变强，可以使图54(B)中的用双点划线表示的区域LSR中的循环变强。用双点划线表示的区域LSR是翼的径向上的大致内侧的部分之中从翼顶端部71到后缘部74乃至轮毂部为止的区域。为了有效地使循环变强，采用将厚壁部78设置于前缘部72的构成是有效的。通过强化翼面上的循环，易于形成翼端旋涡。能使外周缘部76的翼端旋涡变强而保持稳定的翼型，还能使螺旋桨式风扇的性能提高例如30 %左右。如参照图11和图12所述的那样，在实施方式I的螺旋桨式风扇中也采用了厚壁部这种构成。优选除了改善外周缘部76的形状以外，还采用厚壁部78这种构成来进一步提高螺旋桨式风扇的性能。
[0203][实施方式2的比较例]
[0204](螺旋桨式风扇50G)
[0205]图55和图56分别是示出实施方式2的比较例的螺旋桨式风扇50G的立体图和俯视图。螺旋桨式风扇50G具备轮毂部60G和翼70G。图57?图61分别是沿着图56中的LVII线、LVIII线、LIX线、LX线和LXI线的截面图。图62是示出螺旋桨式风扇50G的另一俯视图，图63是示出沿着图62所示的翼弦长LTl?LT4的部分的翼厚的图。螺旋桨式风扇50G不具有与实施方式2的厚壁部78相当的部位，而是具有从前缘部72起在翼70G的翼弦长的30%附近形成最大翼厚的形状(参照图63)。
[020?]图64是示意性地示出实施方式2的比较例的螺旋桨式风扇50G旋转时的样子的截面图。在螺旋桨式风扇50G中，循环(环流)与在翼端从正压面向负压面内卷的气流高效地合流，远离翼端而产生翼端旋涡的情况少。在螺旋桨式风扇50G中没有形成厚壁部78，因此，根据翼的形状和迎角，生成了使翼负压面的气流加速(Au)的环流。由此，在翼上下产生压力差，产生了升力。
[0207]将图54(A)与图64进行对比，在主流的速度U相同时，厚壁部78的存在会对翼面附近的气流造成影响。在实施方式2的翼70F中，在翼70F的负压面侧流动的风量增加，翼70F的负压面侧的气流被进一步加速(图54(A)中的△ Y >图64中的Au)。在翼70F的正压面侧流动的风量减少，翼70F的正压面侧的气流被进一步减速。因此，在实施方式2的翼70F中，翼70F周围的循环被强化，在翼端产生的旋涡被进一步强化。旋涡的能量变强，因此能实现具有高的直进性和强风压的送风。
[0208][实施方式3]
[0209]参照图65和图66说明实施方式3的螺旋桨式风扇50H。图65是示出螺旋桨式风扇50H的俯视图，图66是详细示出螺旋桨式风扇50H的翼70H的俯视图。螺旋桨式风扇50H具备轮毂部60H和4个翼70H。螺旋桨式风扇50H的直径为39mm，高度为15mm。厚壁部78的最大翼厚线78M与实施方式2的情况同样，具有如下形状:到前缘部72的40%程度为止距离D增加(与图41所示的DI <D2 <D3同样)，然后缓缓减少。
[0210][实施方式4]
[0211]参照图67和图68说明实施方式4的螺旋桨式风扇50H1。图67是示出螺旋桨式风扇50H1的俯视图，图68是详细示出螺旋桨式风扇50H1的翼70H1的俯视图。螺旋桨式风扇50H1具备轮毂部60H1和3个翼70H1。厚壁部78的最大翼厚线78M具有如下形状:到前缘部72的30 %程度为止距离D缓缓增加(D1 <D2<D3)，自此直到外侧100 %附近，距离D在从前缘部72起翼弦长的20%以下的范围内进一步扩展。
[0212][实施方式5]
[0213]参照图69和图70说明实施方式5的螺旋桨式风扇50H2。图69是示出螺旋桨式风扇50H2的俯视图，图70是详细示出螺旋桨式风扇50H2的翼70H2的俯视图。螺旋桨式风扇50H2具备轮毂部60H2和3个翼70H2。厚壁部78的最大翼厚线78M具有如下形状:到前缘部72的30%程度为止距离D缓缓增加(D1 <D2<D3)，自此直到外侧100%附近，距离D是固定的。
[0214][实施方式6]
[0215]图71是用于说明实施方式6的流体输送装置所具备的螺旋桨式风扇的俯视图。参照图71，在从与旋转轴80平行的方向俯视翼70H3的情况下，当设将旋转轴80和翼顶端部71连结起来的线段的长度为Rl，设轮毂部60与前缘部72相交的部分为前根部73F，设将旋转轴80和前根部73F连结起来的线段的长度为R2，设将旋转轴80和厚壁部78(未图示)中的位于旋转半径方向上的最外侧的部分ZT连结起来的线段的长度为R3时，优选0.4<(R3-R2)/(R1-R2)的关系成立。
[0216]S卩，当从前缘部72向翼顶端部71弯曲的点(拐点)CQ处于前缘部72的长度的大体
0.4(40%)附近时，送风效率会变高。因此，通过将厚壁部78至少设置到该拐点附近区域为止，能进一步发挥使循环强化来强化翼端旋涡的效果。
[0217][实施方式7]
[0218]图72和图73是示出实施方式7的流体输送装置200的截面图。流体输送装置200是空调室外机，具备壳体21、热交换器22、电机角铁23、驱动电机30和螺旋桨式风扇50K。壳体21能作为流体在内部流通的流路形成构件发挥功能。螺旋桨式风扇50K配置在壳体21中。螺旋桨式风扇50K例如具有Φ466πιπι的外径和163mm的高度。在壳体21中还配置有未图示的喇叭口。喇叭口是设有圆弧状的孔洞的板状体，相对于螺旋桨式风扇50K的外径隔开规定的间隙配置。喇叭口和螺旋桨式风扇配置在同轴上。
[0219]图74是示出螺旋桨式风扇50K的主视图。螺旋桨式风扇50K具备轮毂部60K和2个翼70K。图 75?图 84 分别是沿着图 74 中的 LXXV-LXXV 线、LXXV1-LXXVI 线、LXXVI1-LXXVII 线、LXX VII1-LXX VIII 线、LXXIX-LXXIX 线、LXXX-LXXX 线、LXXX1-LXXXI 线、LXXXI1-LXXXII 线、LXXXII1-LXXXIII线、LXXXIV-LXXXIV线的向视截面图。图75?图78示出外周缘部76的截面形状，图79?图81示出后缘部74的截面形状，图82?图84示出前缘部72的截面形状。
[0220]参照图75?图78，观察外周缘部76中的翼顶端部71与外周后端部75之间的至少一部分区域中的翼70K的截面形状。该截面形状是用与旋转轴80平行的切剖面对翼70K进行剖视的情况下得到的截面形状。在这种情况下，与上述实施方式I同样，在翼70K的翼面中的从外周缘部76向正压面77侧延伸的部分形成有直线部76L。
[0221 ]直线部76L随着远离外周缘部76而直线状延伸。直线部76L具有随着从外周缘部76去往旋转轴80所处的一侧而在从负压面79侧去往正压面77侧的方向上倾斜延伸的形状。直线部76L的倾斜程度在图75所示的情况下最陡峭，按图76?图78的顺序变平缓。另一方面，在翼70K的翼面中的从外周缘部76向负压面79侧延伸的部分形成有圆弧状部76R。圆弧状部76R从外周缘部76向负压面79侧圆弧状弯曲之后延伸靠近轮毂部60K(参照图74)。
[0222]位于直线部76L与圆弧状部76R之间的外周缘部76的表面形状会呈现以外周缘部76为起点的尖锐形状。在描绘以该尖锐形状为中心的夹角(圆弧状部76R与直线部76L之间形成的角度)的情况下，优选该夹角(内角)为45°以上90°以下。在45°?90°中，更优选夹角为接近90°的值。例如，夹角为70°。
[0223]参照图75、图79?图81，观察后缘部74中的根部73与外周后端部75之间的至少一部分区域中的翼70Κ的截面形状。在这种情况下，在翼70Κ的翼面中的从后缘部74向正压面77侧延伸的部分形成有直线部74L(另一直线部)。
[0224]直线部74L随着远离后缘部74而直线状延伸。直线部74L具有随着从后缘部74去往旋转轴80所处的一侧而在从正压面77侧去往负压面79侧的方向上倾斜延伸的形状。另一方面，在翼70Κ的翼面中的从后缘部74向负压面79侧延伸的部分形成有圆弧状部74R(另一圆弧状部)。圆弧状部74R从后缘部74向负压面79侧圆弧状弯曲之后延伸靠近轮毂部60K(参照图 74)。
[0225]参照图75、图82?图84，观察前缘部72中的翼顶端部71与根部73之间的至少一部分区域中的翼70K的截面形状。在这种情况下，能观察到翼70K的翼面中的从前缘部72向正压面77侧延伸的部分72L和翼70K的翼面中的从前缘部72向负压面79侧延伸的部分72R。部分72U72R具有如下形状:以前缘部72为起点，随着去往正压面77侧和负压面79侧而在翼70K的厚度方向上大致均等地扩展延伸。翼70K为如上的构成。
[0226]此外，也可以与上述实施方式2(图44?图54(C))的情况同样，在前缘部72形成如图82?84所示的厚壁部(实施方式2的厚壁部78)。在实施方式7中可采用的厚壁部是图82?84中的位于比虚线721^1、721^2、721^3靠图中下方位置的部分，形成在翼701(的前缘部72附近。形成厚壁部能得到的作用和效果与在上述实施方式2中详细说明的是同样的。在不采用厚壁部这种构成的情况下，翼70的前缘部72附近的形状会表示为图82?84中的位于比虚线72LS1、72LS2、72LS3靠图中上方位置的部分。在这种情况下，优选位于虚线72LS1、72LS2、72LS3与部分72R之间的前缘部72的表面形状呈现以前缘部72为起点的尖锐形状。
[0227]当螺旋桨式风扇50K旋转时，会从上游向下游产生气流。在这种螺旋桨式风扇50K中，为了在低静压下得到大风量，即为了提高送风性能，一般采用使孔洞的厚度变薄，使翼向上游侧突出的结构。翼70K相对于孔洞从孔洞前缘突出，从孔洞后缘突出。此外，孔洞前缘也是喇叭口的前缘。这样，翼70K相对于孔洞前缘是大为突出的。
[0228][实施方式8]
[0229]图85是示出实施方式8的流体输送装置300的立体图。流体输送装置300是园艺用鼓风机，具备壳体28、筒体29、驱动电机30和螺旋桨式风扇50。壳体28能作为流体在内部流通的流路形成构件发挥功能。螺旋桨式风扇50能具有与在实施方式I中说明的螺旋桨式风扇同样的构成，配置在壳体28中。在本实施方式中，螺旋桨式风扇50的直径为110_，高度为40mm，能设置4个翼。
[0230][实施方式9]
[0231]在本实施方式中，说明制造上述各实施方式的螺旋桨式风扇时使用的成型用模具400。图86是示出成型用模具的截面图。参照图16，成型用模具400具有可动侧模具401和固定侧模具402。利用可动侧模具401和固定侧模具402，规定了与上述各实施方式的螺旋桨式风扇大致相同形状的用于注入流动性的树脂的腔体。根据这样构成的成型用模具400，能通过树脂成型来制造上述各实施方式的螺旋桨式风扇。
[0232][实验例]
[0233]图87是示出关于用于制造螺旋桨式风扇的材料的物理性质进行的实验及其结果的图。该实验包括实验例I?5。实验例1、2涉及吹风机(参照图1)，仅在用于制造螺旋桨式风扇的材料(拉伸弹性模量)上相互不同。实验例I为PP，实验例2为Ρ0Μ。
[0234]实验例3、4涉及空调室外机(参照图72、73)，仅在用于制造螺旋桨式风扇的材料(拉伸弹性模量)上相互不同。实验例3为ASGF20，实验例4为ASCF20。实验例5涉及园艺用鼓风机(参照图85)。实验例5的风扇的材质为PA6-GF30。
[0235]图中的风机外径是旋转轴80与旋转半径方向上的翼的最外周部分之间的距离的2倍的值。圆周速度是根据转速算出的，是旋转半径方向上的翼的最外周部分的圆周速度。动力粘性系数是由室温(20°C)环境下的空气决定的值。
[0236]将螺旋桨式风扇的外径定义为DA(m)，将螺旋桨式风扇的旋转半径方向上的翼的最外周部分的圆周速度定义为V(m/s)，将流体的动力粘性系数定义为v(m2/S)，将螺旋桨式风扇的拉伸弹性模量定义为E(MPa)。雷诺数是通过算式(外径DAX圆周速度V/动力粘性系数V)定义的值，翼端位置变异系数是通过算式(外径DAX圆周速度V/拉伸弹性模量E)定义的值。
[0237]实验例I?5的雷诺数的值均小于1.0X 106，这属于低雷诺区域。在该低雷诺区域的条件下，实验例I?5的翼端位置变异系数均小于1.0X 10—2。对于图中所示的性能A?C，按A、B、C的顺序，评价是降低的。
[0238]当翼端(靠近翼的外周缘部76侧的部分)翘曲时，在翼外缘部外侧保持的旋涡、翼面以及气流之间的角度关系会发生变动。在由于转速而导致翼端的翘曲量大为变动的情况下，上述角度会由于转速而大为变动。为了抑制这些变动，而抑制转速所导致的翼端的翘曲量。即，将雷诺数设为小于1.0 X 106，且将翼端位置变异系数设为小于1.0 X 10—2，由此能使翼端旋涡适当地固定，能将其积极地活用为翼，能实现高的送风性能。更优选地，翼端位置变异系数也可以小于1.0 X 10 一3。
[0239]以上说明了实施方式、变形例、实施例和实验例，但是上述公开内容在所有方面均为例示而非限制性的。本发明的技术范围由权利要求表示，意在包括与权利要求等同的含义和范围内的全部变更。
[0240]附图标记说明
[0241]10:主体部；11:外箱体;12:内箱体;13:入口开口； 14:出口开口； 15:吸入口； 16:喷出口； 17:加热器；18:把持部；19:操作部；21、28:壳体;22:热交换器；23:电机角铁;29:筒体;30:驱动电机;31:输出轴;40:整流翼;42:板状部；43:上游缘部；44:电机支撑部；50、50卩、506、50!1、50!11、50!12、501(、5021:螺旋桨式风扇；60、6(^、606、60!1、60!11、60!12、601(、6021:轮毂部；61:外表面；62:上游端部、63:下游端；70、7(^、7(?、7(^、706、70!1、70!11、70!12、70!13、701(、702、7021、7022、7023:翼；71:翼顶端部；72:前缘部；721^、721?、76￥、76￥、76￥、21':部分;73:根部；73F:前根部;74后缘部;74L、76J、76L:直线部;74R、76R:圆弧状部;75:外周后端部;76:外周缘部;76E:顶端部分;76M:中途部分;77:正压面;78:厚壁部;78M:最大翼厚线；79:负压面;80:旋转轴;100、200、300:流体输送装置；400:成型用模具;401:可动侧模具；402:固定侧模具41?2^1?^1?4:箭头；1^1、1^2:线；1^1、1^4、1^1、1^4:翼弦长;1^:区域。
【主权项】
1.一种螺旋桨式风扇，接受旋转动力而绕旋转轴旋转，其特征在于， 具备:轮毂部；以及 多个翼，其从上述轮毂部向旋转半径方向的外侧伸出， 上述翼包括: 翼顶端部，其位于旋转方向上的最顶端； 前缘部，其从上述翼顶端部延伸到上述轮毂部，形成旋转方向上的上述翼的前缘；后缘部，其设于上述前缘部的旋转方向上的后侧，从上述轮毂部向旋转半径方向的外侧延伸，形成旋转方向上的上述翼的后缘； 外周后端部，其位于上述后缘部的旋转半径方向上的外侧的端部；以及外周缘部，其连接上述翼顶端部和上述外周后端部，形成旋转半径方向上的上述翼的外周缘， 在观察上述外周缘部中的上述翼顶端部与上述外周后端部之间的至少一部分区域中的上述翼的截面形状的情况下， 在上述翼的翼面中的从上述外周缘部向正压面侧延伸的部分形成有随着远离上述外周缘部而直线状延伸的直线部， 在上述翼的翼面中的从上述外周缘部向负压面侧延伸的部分形成有圆弧状部，上述圆弧状部形成为从上述外周缘部向上述负压面侧以圆弧状鼓起的方式弯曲之后，延伸靠近上述轮毂部。2.一种螺旋桨式风扇，接受旋转动力而绕旋转轴旋转，其特征在于， 具备:轮毂部；以及 多个翼，其从上述轮毂部向旋转半径方向的外侧伸出， 上述翼包括: 翼顶端部，其位于旋转方向上的最顶端； 前缘部，其从上述翼顶端部延伸到上述轮毂部，形成旋转方向上的上述翼的前缘；后缘部，其设于上述前缘部的旋转方向上的后侧，从上述轮毂部向旋转半径方向的外侧延伸，形成旋转方向上的上述翼的后缘； 外周后端部，其位于上述后缘部的旋转半径方向上的外侧的端部；以及外周缘部，其连接上述翼顶端部和上述外周后端部，形成旋转半径方向上的上述翼的外周缘， 在观察上述外周缘部中的上述翼顶端部与上述外周后端部之间的至少一部分区域中的上述翼的截面形状的情况下， 在上述翼的翼面中的从上述外周缘部向正压面侧延伸的部分形成有随着远离上述外周缘部而直线状延伸的第I直线部， 在上述翼的翼面中的从上述外周缘部向负压面侧延伸的部分形成有:第2直线部，其从上述外周缘部向上述负压面侧直线状延伸，与上述第I直线部之间具有夹角；以及圆弧状部，其与上述第2直线部的延伸方向上的顶端部分连续，在圆弧状弯曲之后延伸靠近上述轮毂部。3.根据权利要求1或2所述的螺旋桨式风扇， 上述外周缘部中的上述翼顶端部与上述外周后端部之间的至少一部分上述区域是位于从上述外周缘部中的上述翼顶端部到上述外周缘部的旋转方向上的中途部分为止的范围的区域。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的螺旋桨式风扇， 在将与上述旋转轴平行的方向上的上述翼的厚度称为翼厚的情况下， 上述翼中的旋转方向上的前侧的部分具有厚壁部，上述厚壁部沿着上述前缘部的一部分或者全部以带状延伸，并且是翼面的一部分鼓起而形成的， 上述厚壁部具有在从上述前缘部起上述翼的翼弦长的20%以下的范围内形成最大翼厚的形状，当将用I条线连结上述厚壁部中的形成有最大翼厚的部分时所绘成的线设为最大翼厚线，将在沿着上述翼的翼弦长的方向上，上述最大翼厚线与上述前缘部之间的距离设为D时，上述最大翼厚线具有随着从旋转半径方向上的内侧去往外侧而距离D逐渐变大的部分。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的螺旋桨式风扇， 在观察上述后缘部中的上述翼的截面形状的情况下， 在上述翼的翼面中的从上述后缘部向上述正压面侧延伸的部分形成有随着远离上述后缘部而直线状延伸的另一直线部， 在上述翼的翼面中的从上述后缘部向上述负压面侧延伸的部分形成有另一圆弧状部，上述另一圆弧状部从上述后缘部向上述负压面侧以圆弧状鼓起的方式弯曲之后延伸靠近上述轮毂部。6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的螺旋桨式风扇， 在观察上述后缘部中的上述翼的截面形状的情况下， 在上述翼的翼面中的从上述后缘部向上述正压面侧延伸的部分形成有随着远离上述后缘部而直线状延伸的另一直线部， 在上述翼的翼面中的从上述后缘部向上述负压面侧延伸的部分形成有:又一直线部，其从上述后缘部向上述负压面侧直线状延伸，与上述另一直线部之间具有夹角；以及另一圆弧状部，其与上述又一直线部的延伸方向上的顶端部分连续，在圆弧状弯曲之后延伸靠近上述轮毂部。7.一种流体输送装置，其特征在于，具备: 流路形成构件，流体在其内部流通； 驱动电机；以及 权利要求1至6中的任意一项所述的螺旋桨式风扇，其由上述驱动电机驱动，配置在上述流路形成构件中。8.根据权利要求7所述的流体输送装置， 当将上述螺旋桨式风扇的外径定义为DA(m)， 将上述螺旋桨式风扇的旋转半径方向上的翼的最外周部分的圆周速度定义为V(m/s)， 将上述流体的动力粘性系数定义为v(m2/S)， 将上述螺旋桨式风扇的拉伸弹性模量定义为E(MPa)，定义为雷诺数=外径DAX圆周速度V/动力粘性系数V，定义为翼端位置变异系数=外径DAX圆周速度V/拉伸弹性模量E时，上述雷诺数小于1.0 X 16，并且上述翼端位置变异系数小于1.0 X 1-2O9.一种成型用模具，其特征在于，用于使权利要求1至6中的任意一项所述的螺旋桨式风扇成型。
【文档编号】F04D29/32GK106062379SQ201580011614
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年6月5日 公开号201580011614.2, CN 106062379 A, CN 106062379A, CN 201580011614, CN-A-106062379, CN106062379 A, CN106062379A, CN201580011614, CN201580011614.2, PCT/2015/66333, PCT/JP/15/066333, PCT/JP/15/66333, PCT/JP/2015/066333, PCT/JP/2015/66333, PCT/JP15/066333, PCT/JP15/66333, PCT/JP15066333, PCT/JP1566333, PCT/JP2015/066333, PCT/JP2015/66333, PCT/JP2015066333, PCT/JP201566333
【发明人】公文由衣, 大冢雅生
【申请人】夏普株式会社