Осевой вентилятор и установка для кондиционирования воздуха, имеющая осевой вентилятор

Осевой вентилятор и установка для кондиционирования воздуха, имеющая осевой вентилятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001]

Настоящее изобретение относится к осевому вентилятору, оснащенному множеством лопастей, и к установке для кондиционирования воздуха, имеющей такой осевой вентилятор.

Предпосылки создания изобретения

[0002]

На фиг.20-23 схематично показан осевой вентилятор предшествующего уровня техники.

Фиг.20 представляет собой вид в перспективе осевого вентилятора с втулкой предшествующего уровня техники.

Фиг.21 представляет собой вид спереди осевого вентилятора с втулкой предшествующего уровня техники, при виде со стороны ближе по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.22 представляет собой вид спереди осевого вентилятора с втулкой предшествующего уровня техники, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.23 представляет собой вид сбоку осевого вентилятора с втулкой предшествующего уровня техники, при виде сбоку относительно оси вращения.

[0003]

Как видно на фиг.20-23, осевой вентилятор предшествующего уровня техники включает в себя множество лопастей 1 вдоль периферийной поверхности цилиндрической втулки. Когда к втулке прилагается вращающая сила, лопасти 1 вращаются в направлении 11 вращения для передачи текучей среды в направлении течения текучей среды 10. Такая конфигурация также описана, например, в патентной литературе 1. В осевом вентиляторе, лопасти 1 вращаются так, чтобы заставлять текучую среду, существующую между лопастями, ударяться о поверхности лопасти. Поверхности, о которые ударяется текучая среда, увеличивают давление текучей среды, а также толкают и перемещают текучую среду в направлении оси вращения, являющейся центральной осью при вращении лопастей 1.

[0004]

В отношении формы осевого вентилятора, также известен так называемый вентилятор без втулки, не имеющий цилиндрической втулки (см. патентную литературу 2). В вентиляторе без втулки, передние края и задние края соседних лопастей из множества лопастей 1 соединены посредством непрерывной поверхности без вмешательства втулки, и вентилятор без втулки обеспечен цилиндрической частью малого диаметра у его центра для прикрепления к ней ведущего вала двигателя. Таким образом, минимальный радиус непрерывной поверхности между лопастями, центрированными на оси вращения, больше, чем радиус цилиндрической части для прикрепления к ней ведущего вала.

Список Цитирования

Патентная Литература

[0005]

Патентная литература 1: Нерассмотренная Заявка на Патент Японии № 2005-105865

Патентная литература 2: Нерассмотренная Заявка на Патент Японии № 2010-101223

Краткое изложение сущности изобретения

Техническая задача

[0006]

В осевом вентиляторе с втулкой предшествующего уровня техники, сложно достичь уменьшения веса из-за увеличенного веса втулки, в результате чего усложняется экономия ресурсов (то есть, усложняется уменьшение нагрузки на окружающую среду). К тому же, поскольку втулка не выполняет функции дутья, существует задача, заключающаяся в трудности улучшения эффективности дутья вентилятора.

Наоборот, в так называемом вентиляторе без втулки, указанная выше задача сводится к минимуму благодаря отсутствию втулки. Тем не менее, по причине недостаточной прочности, лопасти значительно деформируются, когда к лопастям прилагается центробежная сила, образованная в результате вращения. Здесь проблема заключается в том, что эффективность дутья ухудшается по причине невозможности сохранения формы лопастей, или в том, что лопасти могут сломаться по причине воздействия центробежной силы, когда пропеллер вращается на высокой скорости в ответ на сильный ветер, например, во время тайфуна. Если прочность обеспечивается посредством увеличения толщины рядом с осью вращения, теряется преимущество уменьшения веса, являющееся преимуществом вентиляторов без втулки.

[0007]

Настоящее изобретение выполнено для решения описанных выше проблем осевого вентилятора, и целью настоящего изобретения является уменьшение веса осевого вентилятора посредством исключения втулки, при одновременном сохранении прочности лопастей, а также улучшение эффективности дутья.

Решение задачи

[0008]

Осевой вентилятор согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя множество лопастей и выполнен с возможностью вращения вокруг оси вращения лопастей для передачи текучей среды, причем каждая из множества лопастей имеет передний край у передней стороны в направлении вращения, задний край у задней стороны в направлении вращения, и внешнюю периферийный край, соединяющий передний край и задний край, причем передний край одной из множества лопастей и задний край другой лопасти, смежной переднему краю лопасти в направлении вращения, соединены соединительной частью в форме пластины, причем каждая из множества лопастей имеет по меньшей мере одно ребро жесткости в форме пластины, продолжающееся от периферии оси вращения к внешнему периферийному краю лопасти.

Эффекты изобретения

[0009]

Благодаря осевому вентилятору согласно варианту осуществления настоящего изобретения, вес осевого вентилятора уменьшен посредством исключения втулки при сохранении прочности лопастей. К тому же, добавлена функция дутья посредством ребер жесткости, в результате чего может быть улучшена эффективность дутья.

В дальнейшем описании "пропеллерный вентилятор" описан как пример "осевого вентилятора".

Краткое описание чертежей

[0010]

Фиг.1 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1, при виде со стороны ближе по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.2 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.3 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.4 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1, при виде сбоку относительно направления течения текучей среды.

Фиг.5 представляет собой вид сбоку пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1, при виде сбоку относительно направления течения текучей среды.

Фиг.6 представляет собой вид в поперечном разрезе ребра жесткости пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1.

Фиг.7 представляет собой сравнительный вид в поперечном разрезе ребра жесткости пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1.

Фиг.8 представляет собой схему направления струи воздуха в направлении оси вращения, на которой показан поток воздуха, образованный пропеллерным вентилятором согласно варианту осуществления 1.

Фиг.9 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно модификации 1 варианта осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.10 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 2, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

фиг.11 представляет собой диаграмму Давление-Расход, на котором показана эффективность дутья пропеллерного вентилятора.

На фиг.12 показано положение средней линии хорды лопасти при виде спереди пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 3.

На фиг.13 показано положение средней линии хорды лопасти при виде сбоку для сравнения пропеллерного вентилятора наклоненного назад типа согласно варианту осуществления 3 с пропеллерным вентилятором наклоненного вперед типа.

Фиг.14 представляет собой график сравнения распределения скорости (наклоненный назад тип) пропеллерного вентилятора наклоненного назад типа согласно варианту осуществления 3 с распределением скорости (наклоненный вперед тип) пропеллерного вентилятора наклоненного вперед типа.

Фиг.15 представляет собой внешний вид в перспективе в случае, когда пропеллерный вентилятор согласно любому из вариантов осуществления 1-3 прикреплен к внешнему блоку согласно варианту осуществления 4.

Фиг.16 представляет собой внутренний вид в перспективе в случае, когда пропеллерный вентилятор согласно любому из вариантов осуществления 1-3 прикреплен к внешнему блоку согласно варианту осуществления 4.

На фиг.17 показаны эффекты ребер жесткости, когда внешний воздух ударяется о пропеллерный вентилятор во внешнем блоке согласно варианту осуществления 4.

На фиг.18 схематично показано упакованное состояние пропеллерного вентилятора согласно любому из вариантов осуществления 1-3.

На фиг.19 схематично показано упакованное состояние пропеллерного вентилятора с втулкой предшествующего уровня техники.

Фиг.20 представляет собой вид в перспективе осевого вентилятора с втулкой предшествующего уровня техники.

Фиг.21 представляет собой вид спереди осевого вентилятора с втулкой предшествующего уровня техники, при виде со стороны ближе по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.22 представляет собой вид спереди осевого вентилятора с втулкой предшествующего уровня техники, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.23 представляет собой вид сбоку осевого вентилятора с втулкой предшествующего уровня техники, при виде сбоку относительно оси вращения.

Фиг.24 представляет собой вид спереди, на котором показаны составляющие скорости, когда поток воздуха, образованный пропеллерным вентилятором с втулкой предшествующего уровня техники, наблюдается со стороны дальше по ходу.

На Фиг.25 показаны составляющие скорости, в направлении оси вращения, потока воздуха, образованного пропеллерным вентилятором с втулкой предшествующего уровня техники.

Фиг.26 представляет собой схему направления струи воздуха в направлении оси вращения, на которой показан поток воздуха, образованный пропеллерным вентилятором с втулкой предшествующего уровня техники.

Фиг.27 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 2 варианта осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.28 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 3 варианта осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.29 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 4 варианта осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.30 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 5 варианта осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу потоку в направлении течения текучей среды.

Фиг.31 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 6 варианта осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.32 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 7 варианта осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.33 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 8 варианта осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.34 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 9 варианта осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.35 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 10 варианта осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.36 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 11 варианта осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.37 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 1 варианта осуществления 2, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.38 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 2 варианта осуществления 2, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.39 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 3 варианта осуществления 2, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.40 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 4 варианта осуществления 2, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.41 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 5 варианта осуществления 2, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.42 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 5, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.43 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно модификации 1 варианта осуществления 5, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.44 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно модификации 2 варианта осуществления 5, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.45 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 6, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.46 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно модификации 1 варианта осуществления 6, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.47 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно модификации 2 варианта осуществления 6, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.48 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 7, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.49 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно модификации 1 варианта осуществления 7, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.50 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно Модификации 2 Варианта осуществления 7, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.51 представляет собой частичный вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно Варианту осуществления 8, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.52 представляет собой частичный вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 1 варианта осуществления 8, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.53 представляет собой частичный вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно модификации 2 варианта осуществления 8, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.54 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 9, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения

[0011]

Вариант осуществления 1

Конструкция пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1 описана со ссылкой на фиг.1-5.

Фиг.1 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1, при виде со стороны ближе по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.2 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.3 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

Фиг.4 представляет собой вид в перспективе пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1, при виде сбоку относительно направления течения текучей среды.

Фиг.5 представляет собой вид сбоку пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1, при виде сбоку относительно направления течения текучей среды.

Фиг.6 представляет собой вид в поперечном разрезе ребра жесткости пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1.

Фиг.7 представляет собой сравнительный вид в поперечном разрезе ребра жесткости пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1.

[0012]

<Общая конфигурация пропеллерного вентилятора>

Пропеллерный вентилятор согласно варианту осуществления 1 вращается вокруг оси 2a вращения, являющейся центральной осью. В пропеллерном вентиляторе, вокруг оси 2a вращения обеспечены цилиндрическое отверстие 2 под вал, которое зацепляется с ведущим валом двигателя, и цилиндрическая часть 3, которая поддерживает отверстие 2 под вал, и множество лопастей 1 прикреплено к внешней поверхности стенки цилиндрической части 3. Множество соединительных ребер 4 обеспечено между отверстием 2 под вал и цилиндрической частью 3.

Пропеллерный вентилятор выполнен, например, из смолы и образован, например, посредством инжекционного формования. Смола, используемая для пропеллерного вентилятора, представляет собой, например, материал, имеющий заданную прочность посредством смешивания стекловолокна и слюды в полипропилене. Таким образом, поскольку непросто отделять полипропиленовую смолу от материала, смешанного с микроскопическим стеклом или минералами, и такой материал трудно перерабатывать, существует потребность в максимально возможном уменьшении количества используемого материала для экономии ресурсов.

Лопасти 1 наклонены под заданным углом относительно оси 2a вращения, являющейся центральной осью, когда пропеллерный вентилятор вращается, и передают текучую среду, существующую между лопастями, в направлении течения текучей среды 10 посредством надавливания на текучую среду поверхностями лопасти при вращении пропеллерного вентилятора. Каждая поверхность лопасти включает в себя нагнетающую поверхность 1a, у которой давление увеличивается в результате надавливания на текучую среду, и всасывающую поверхность 1b, которая находится с обратной стороны нагнетающей поверхности 1a и у которой давление уменьшается.

[0013]

Каждая лопасть 1 имеет форму, образованную передним краем 6 у передней стороны в направлении 11 вращения лопасти 1, заднем краем 7 у задней стороны в направлении 11 вращения лопасти 1, и внешним периферийным краем 8 у внешней периферии лопасти 1.

Как видно на фиг.1 и 2, лопасти 1 множества, окружающего цилиндрическую часть 3, плавно соединены посредством соединительной части 1c, которая соединяет передние края 6 и задние края 7 лопастей 1. Обеспечена круглая часть 1d минимального радиуса, обозначенная пунктирной линей и имеющая радиус, образованный кратчайшим расстоянием между осью 2a вращения и периферийным краем соединительной части 1c. В частности, часть 1d минимального радиуса, имеющая радиус, образованный кратчайшим расстоянием между осью 2a вращения и периферийным краем соединительной части 1c, обеспечена вокруг оси 2a вращения, и цилиндрическая часть 3, образованная с осью 2a вращения, являющейся центральной осью и имеющая внешний радиус, который меньше, чем радиус части 1d минимального радиуса, обеспечена в части 1d минимального радиуса.

Таким образом, радиус части 1d минимального радиуса с центром на оси 2a вращения больше, чем внешний радиус цилиндрической части 3. Пропеллерный вентилятор, имеющий эту форму, представляет собой так называемый вентилятор без втулки.

Как видно, в частности, на фиг.5, соединительная часть 1c наклонена от переднего края 6 соседней лопасти 1 к заднему краю 7 лопасти 1 в направлении течения текучей среды 10, которое параллельно оси 2a вращения.

[0014]

Как видно на фиг.5, в цилиндрической части 3, длина h1 у нагнетающей поверхности 1a каждой лопасти 1, которая находится на стороне дальше по ходу в направлении течения текучей среды 10, больше, чем длина h2 у всасывающей поверхности 1b. Более того, ребра 9 жесткости обеспечены между внешней поверхностью стенки цилиндрической части 3 и нагнетающими поверхностями 1a лопастей 1.

[0015]

<Конфигурация ребер 9 жесткости>

Ребра 9 жесткости представляют собой, например, пластинчатые элементы, расположенные параллельно оси 2a вращения на нагнетающих поверхностях 1a лопастей 1. Ребра 9 жесткости соединяют внешнюю периферийную поверхность цилиндрической части 3 с множеством лопастей 1. При виде спереди в направлении оси 2a вращения, каждое ребро 9 жесткости имеет криволинейную форму (то есть, форму турбинной лопасти), выпуклую к переднему краю 6 пропеллерного вентилятора, как видно на фиг.2.

Например, для каждой лопасти 1 обеспечены два ребра 9 жесткости (то есть, ближнее по ходу ребро 9a и дальнее по ходу ребро 9b потоку). Ближнее по ходу ребро 9a расположено у передней стороны в направлении 11 вращения пропеллерного вентилятора, тогда как дальнее по ходу ребро 9b расположено у задней стороны в направлении 11 вращения пропеллерного вентилятора.

[0016]

Ближнее по ходу ребро 9a и дальнее по ходу ребро 9b соответственно имеют верхние края 9ah и 9bh у их концов, обращенных к областям соединения с лопастью 1. Как видно на фиг.5, ближнее по ходу ребро 9a и дальнее по ходу ребро 9b имеют такую форму, чтобы верхний край 9ah ближнего по ходу ребра 9a был наклонен относительно направления оси 2a вращения, а верхний край 9bh дальнего по ходу ребра 9b был по существу ортогонален направлению оси 2a вращения отверстия 2 под вал. Верхний край 9ah ближнего по ходу ребра 9a наклонен так, чтобы продолжаться дальше по ходу в направлении течения текучей среды 10 по мере ее прохождения к внешней периферии пропеллерного вентилятора.

[0017]

Точка 9as соприкосновения ближнего по ходу ребра, являющаяся точкой соприкосновения между верхним краем 9ah ближнего по ходу ребра 9a и нагнетающей поверхностью 1a лопасти 1, и точка 9bs соприкосновения дальнего по ходу ребра, являющаяся точкой соприкосновения между верхним краем 9bh дальнего по ходу ребра 9b и нагнетающей поверхностью 1a лопасти 1, расположены по существу концентрично по отношению к оси 2a вращения.

К тому же, точка 9as соприкосновения ближнего по ходу ребра и точка 9bs соприкосновения дальнего по ходу ребра расположены рядом с передним краем 6 лопасти 1 и рядом с задним краем 7 лопасти 1, соответственно, для поддерживания лопасти 1.

Более того, точка 9as соприкосновения ближнего по ходу ребра расположена ближе по ходу относительно точки 9bs соприкосновения дальнего по ходу ребра в направлении течения текучей среды 10.

К тому же, точка пересечения между внешней периферийной поверхностью цилиндрической части 3 и верхним краем 9ah ближнего по ходу ребра 9a расположена в том же положении, в направлении оси 2a вращения, что и точка пересечения между внешней периферийной поверхностью цилиндрической части 3 и верхним краем 9bh дальнего по ходу ребра 9b.

[0018]

<Форма поперечного сечения ребер 9 жесткости>

Как видно на фиг.6, как верхний край 9ah ближнего по ходу ребра 9a, так и верхний край 9bh дальнего по ходу ребра 9b имеют форму поперечного сечения, образованную двумя круглыми дугами, то есть, первой круглой дугой 9c1 и второй круглой дугой 9c2, у стороны переднего края и у стороны заднего края, соответственно, пропеллерного вентилятора в направлении 11 вращения.

Радиус r1 поперечного сечения первой круглой дуги 9c1 у стороны переднего края задан так, чтобы быть больше, чем радиус r2 поперечного сечения второй круглой дуги 9c2 у стороны заднего края.

Для сравнения с фиг.6, на фиг.7 показано течение потока воздуха в случае, когда первая круглая дуга 9c1 и вторая круглая дуга 9c2 имеют одинаковый радиус r поперечного сечения.

[0019]

Ведущий вал, имеющий D-образное поперечное сечение, вставляется в отверстие 2 под вал и прикрепляется к нему, и индикатор 3a, показывающий положение горизонтальной части ведущего вала с D-образным вырезом и имеющий выступающую форму или углубленную форму, обеспечен между лопастями 1 у внешней поверхности стенки цилиндрической части 3.

<Размеры компонентов пропеллерного вентилятора>

[0020]

При условии, что максимальный внешний диаметр каждой лопасти 1 пропеллерного вентилятора определен как ∅D и внешний диаметр отверстия 2 под вал определен как ∅A на фиг.1, ∅A предпочтительно задан так, чтобы величина ∅A/∅D лежала в диапазоне 0,02-0,05 включительно.

К тому же, при условии, что максимальный внешний диаметр каждой лопасти 1 пропеллерного вентилятора определен как ∅D и внешний диаметр цилиндрической части 3 определен как ∅B на фиг.1, ∅B предпочтительно задан так, чтобы величина ∅B/∅D лежала в диапазоне 0,05-0,15 включительно.

Более того, при условии, что максимальный внешний диаметр каждой лопасти 1 пропеллерного вентилятора определен как ∅D и длина каждого соединительного ребра 4 (то есть, длина между внешней периферийной поверхностью отверстия 2 под вал и внутренней периферийной поверхностью цилиндрической части 3) определена как L1 на фиг.1, L1 предпочтительно задана так, чтобы величина L1/∅D лежала в диапазоне 0,01-0,05 включительно.

Посредством задания этого размера длины L1 каждого соединительного ребра 4, смола, составляющая соединительное ребро 4, может иметь эффект ослабления вибрации для уменьшения электромагнитной вибрации ведущего вала двигателя.

[0021]

При условии, что максимальный внешний диаметр каждой лопасти 1 пропеллерного вентилятора определен как ∅D и внешний диаметр цилиндрической части 3 определен как ∅C на фиг.2, ∅C предпочтительно задан так, чтобы величина ∅C/∅D лежала в диапазоне 0,05-0,15 включительно.

Более того, при условии, что максимальный внешний диаметр каждой лопасти 1 пропеллерного вентилятора определен как ∅D и длина ближнего по ходу ребра 9a в радиальном направлении (то есть, длина между осью 2a вращения и точкой 9as соприкосновения ближнего по ходу ребра) определена как L2 на фиг.2, L2 предпочтительно задана так, чтобы величина L2/∅D лежала в диапазоне 0,1-0,2 включительно.

К тому же, при условии, что максимальный внешний диаметр каждой лопасти 1 пропеллерного вентилятора определен как ∅D и длина дальнего по ходу ребра 9b в радиальном направлении (то есть, длина между осью 2a вращения и точкой 9bs соприкосновения дальнего по ходу ребра) определена как L3 на фиг.2, L3 предпочтительно задана так, чтобы величина L3/∅D лежала в диапазоне 0,1-0,2 включительно.

Более того, при условии, что максимальный внешний диаметр каждой лопасти 1 пропеллерного вентилятора определен как ∅D и длина каждого соединительного ребра 4 (то есть, длина между внешней периферийной поверхностью отверстия 2 под вал и внутренней периферийной поверхностью цилиндрической части 3) определена как L4 на фиг.2, L4 предпочтительно задана так, чтобы величина L4/∅D лежала в диапазоне 0,01-0,05 включительно.

Посредством задания этого размера длины L4 каждого соединительного ребра 4, смола, составляющая соединительное ребро 4, может иметь эффект ослабления вибрации для уменьшения электромагнитной вибрации ведущего вала двигателя.

[0022]

При условии, что максимальный внешний диаметр каждой лопасти 1 пропеллерного вентилятора определен как ∅D и длина ближнего по ходу ребра 9a в направлении оси 2a вращения определена как L5 на фиг.3, L5 предпочтительно задана так, чтобы величина L5/∅D лежала в диапазоне 0,05-0,15 включительно.

К тому же, при условии, что максимальный внешний диаметр каждой лопасти 1 пропеллерного вентилятора определен как ∅D и длина дальнего по ходу ребра 9b в направлении оси 2a вращения определена как L6 на фиг.3, L5 предпочтительно задана так, чтобы величина L6/∅D лежала в диапазоне 0,05-0,15 включительно.

[0023]

При условии, что максимальный внешний диаметр каждой лопасти 1 пропеллерного вентилятора определен как ∅D и длина цилиндрической части 3 у стороны нагнетающей поверхности 1a определена как h1 на фиг.5, h1 предпочтительно задана так, чтобы величина h1/∅D лежала в диапазоне 0,05-0,2 включительно.

К тому же, при условии, что максимальный внешний диаметр каждой лопасти 1 пропеллерного вентилятора определен как ∅D и длина цилиндрической части 3 у стороны всасывающей поверхности 1b определена как h2 на фиг.5, h2 предпочтительно задана так, чтобы величина h2/∅D составляла 0,1 или меньше.

[0024]

При условии, что максимальный внешний диаметр каждой лопасти 1 пропеллерного вентилятора определен как ∅D и толщина каждого ближнего по ходу ребра 9a и дальнего по ходу ребра 9b определена как L7 на фиг.6, L7 предпочтительно задана так, чтобы величина L7/∅D лежала в диапазоне 0,0025-0,025 включительно.

[0025]

<Течение Потока Воздуха>

Далее со ссылкой на фиг.8 и фиг.24-26 описано течение потока воздуха при вращении пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1.

Фиг.8 представляет собой схему направления струи воздуха в направлении оси вращения, на которой показан поток воздуха, образованный пропеллерным вентилятором согласно варианту осуществления 1.

Фиг.24 представляет собой вид спереди, на котором показаны составляющие скорости потока воздуха, образованного пропеллерным вентилятором с втулкой предшествующего уровня техники, при взгляде со стороны дальше по потоку.

На фиг.25 показаны составляющие скорости, в направлении оси вращения, потока воздуха, образованного пропеллерным вентилятором с втулкой предшествующего уровня техники.

Фиг.26 представляет собой схему направления струи воздуха в направлении оси вращения, на которой показан поток воздуха, образованный пропеллерным вентилятором с втулкой предшествующего уровня техники.

[0026]

Поскольку в пропеллерном вентиляторе сильная центробежная сила действует в направлении к внешней периферии исходящего потока воздуха, исходящий поток 20 воздуха имеет угол α истечения положительной величины и расширяется в форме перевернутой V, как видно на фиг.8.

Составляющие потока воздуха пропеллерного вентилятора с втулкой предшествующего уровня техники показаны на фиг.24 и 25. При условии, что скорость исходящего струи воздуха можно разложить на координаты (r, θ, z) цилиндрической системы, составляющая скорости струи воздуха в радиальном направлении может быть определена как Vr, составляющая скорости струи воздуха в направлении 11 вращения может быть определена как Vθ, и составляющая скорости струи воздуха в направлении оси 2a вращения пропеллерного вентилятора может быть определена как Vz.

[0027]

Поскольку цель пропеллерного вентилятора заключается в дутье воздуха в направлении оси 2a вращения, только составляющая Vz скорости струи воздуха соответствует количеству продуваемого воздуха. Иначе говоря, поскольку составляющая Vr, расширяющаяся во внешнем периферийном направлении вращения, и составляющая Vθ вращения не вовлечены в процесс дутья, эти составляющие после выдувания в итоге преобразуются в тепло в воздухе и теряют свою энергию. Таким образом, относительное увеличение составляющей Vz скорости струи воздуха улучшает эффективность дутья, посредством этого способствуя уменьшению потребления энергии электрическим двигателем.

К тому же, как видно на фиг.26, из фактического измерения становится ясно, что воздух, выдуваемый в направлении оси 2a вращения, течет обратно к пропеллерному вентилятору вокруг оси 2a вращения.

[0028]

Течение потока воздуха при вращении пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1 показано на фиг.8.

Исходящий поток 20 воздуха, переносимый от нагнетающей поверхности 1a, выдувается как струя V воздуха, включающая в себя комбинацию составляющей Vr скорости в радиальном направлении, составляющей Vθ скорости в направлении 11 вращения, и составляющей Vz скорости в направлении оси 2a вращения пропеллерного вентилятора.

[0029]

В области оси 2a вращения пропеллерного вентилятора, обратный поток 21 воздуха возникает относительно исходящего потока 20 воздуха и течет в обратном направлении к центру пропеллерного вентилятора. Обратный поток 21 воздуха становится завихренным потоком из-за отрицательного давления, образуемого в результате вращения ребер 9 жесткости, и принудительно всасывается в направлении оси 2a вращения пропеллерного вентилятора. Поскольку каждое ребро 9 жесткости имеет форму, выпуклую к переднему краю 6 пропеллерного вентилятора (то есть, форму турбинной лопасти), этот эффект всасывания является таким же, как эффект потока воздуха на стороне всасывания, который имеет турбовентилятор.

[0030]

Воздух, принудительно всасываемый в направлении оси 2a вращения пропеллерного вентилятора, придавливается, как обращенный поток 23 воздуха, к внешней периферии лопастей 1 нагнетающими поверхностями ребер 9 жесткости и втекает на нагнетающие поверхности 1a лопастей 1. Затем, рядом с осью 2a вращения пропеллерного вентилятора образуется область отрицательного давления, посредством этого образуя эффект усиления течения обратного потока 21 воздуха.

Поскольку высоты ребер 9 жесткости выполнены так, чтобы дальние по ходу ребра 9b были выше, чем ближние по ходу ребра 9a, как описано выше, воздух, не ударяющийся о ближние по ходу ребра 9a, ударяется о дальние по ходу ребра 9b, перемещается к внешней периферии лопастей 1, становится обращенным потоком 23 воздуха, и втекает на нагнетающие поверхности 1a.

Затем, воздух перемещается между лопастями, сливается с входящим потоком 22 воздуха, втекающим по нормали к нагнетающим поверхностям 1a, и выдувается в направлении исходящего потока 20 воздуха.

[0031]

Для пояснения эффекта всасывания ребер 9 жесткости, проведем сравнение с потоком воздуха в пропеллерном вентиляторе с втулкой предшествующего уровня техники, совсем не имеющем эффекта всасывания.

Как видно на фиг.26, в случае в случае пропеллерного вентилятора с втулкой предшествующего уровня техники, заторможенный поток рядом с втулкой циркулирует посредством увлечения к исходящему потоку 20 воздуха. Наоборот, как видно на фиг.8, в случае пропеллерного вентилятора согласно Варианту осуществления 1, благодаря ребрам 9 жесткости отрицательное давление образуется рядом с осью 2a вращения, в результате чего всасывается обратный поток 21 воздуха. Таким образом, исходящий поток 20 воздуха скручивается в направлении оси 2a вращения подобно торнадо, так что угол α истечения исходящего потока 20 воздуха уменьшается. В частности, угол α2 истечения пропеллерного вентилятора согласно Варианту осуществления 1 меньше, чем угол α1 истечения пропеллерного вентилятора с втулкой предшествующего уровня техники.

Поскольку составляющая Vz скорости струи воздуха в направлении оси 2a вращения равна cosα•V, направление струи воздуха исходящего потока 20 воздуха сужается с уменьшением угла α истечения, так что составляющая Vz скорости струи воздуха в направлении оси 2a вращения увеличивается, посредством чего может быть улучшена эффективность дутья. Когда составляющая Vz скорости струи воздуха относительно увеличивается, скорость вращения, позволяющая пропеллерному вентилятору подавать одинаковое количество воздуха, может быть уменьшена, посредством этого обеспечивая уменьшение потребления энергии.

[0032]

<Модификация 1>

Фиг.9 представляет собой вид спереди пропеллерного вентилятора согласно модификации 1 варианта осуществления 1, при виде со стороны дальше по ходу в направлении течения текучей среды.

В описании пропеллерного вентилятора согласно варианту осуществления 1, каждое ребро 9 жесткости имеет форму турбинной лопасти, выпуклой к переднему краю 6 лопасти 1, при виде спереди в направлении оси 2a вращения. В качестве альтернативы, как видно на фиг.9, ребра 9 жесткости согласно модификации 1 имеют форму прямолинейных плоских ребер, продолжающихся радиально от оси 2a вращения пропеллерного вентилятора.

Даже с такими радиальными ребрами 9 жесткости в форме плоской пластины, поток воздуха принудительно всасывается в направлении оси 2a вращения пропеллерного