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Dokumentenidentifikation DE60313147T2 13.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001484510
Titel LÜFTER
Anmelder Daikin Industries, Ltd., Osaka, JP
Erfinder Eguchi, Akihiro, Sakai-shi, Osaka 591-8511, JP;
Sato, Seiji, Sakai-shi, Osaka 591-8511, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 60313147
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.02.2003
EP-Aktenzeichen 037033511
WO-Anmeldetag 19.02.2003
PCT-Aktenzeichen PCT/JP03/01825
WO-Veröffentlichungsnummer 2003072948
WO-Veröffentlichungsdatum 04.09.2003
EP-Offenlegungsdatum 08.12.2004
EP date of grant 11.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse F04D 29/38(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F04D 29/66(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Technisches Feld

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Aufbau einer Luftgebläsevorrichtung, wie ein Propellergebläse oder ähnliches.

Stand der Technik

Axiale Gebläsevorrichtungen, wie Propellergebläse oder ähnliches, werden generell als Luftgebläsevorrichtungen für die Verwendung in Außeneinheiten für Klimaanlagen angewendet. Bezug nehmend auf die 16-18 wird dort der Aufbau einer Außeneinheit für eine Klimaanlage gezeigt, die eine solche Luftgebläsevorrichtung verwendet.

Wie in jeder dieser Figuren gezeigt, umfasst die vorher genannte Außeneinheit für eine Klimaanlage ein Hauptkörpergehäuse (1), in welchem eine Luftgebläsevorrichtungseinheit (3) auf der im Luftfluss nachgelagerten Seite eines Wärmetauschers (2) angeordnet ist, der auf der Seite eines rückwärtigen Lufteinlasses (10a) sitzt. Diese Luftgebläsevorrichtungseinheit (3) wird aus einem Propellergebläse (4), welches eine axiale Gebläsevorrichtung ist, einem Schalltrichter (5), der an dem äußeren Umfang des Propellergebläses (4) angeordnet ist, durch den ein Saugbereich (X) auf der Rückseite des Propellergebläses (4) und ein Ausstoßbereich (Y) an der vorderen Seite des Propellergebläses (4) voneinander geteilt werden, und ein Gebläseschutz (6), der auf der Ausstoßseite des Propellergebläses (4) angeordnet ist (d.h. auf der Vorderseite des Propellergebläses (4)) aufgebaut ist.

Der rückseitige Lufteinlass (10a) ist in einer rückseitigen Oberfläche des Hauptkörpergehäuses (1) ausgebildet, und ein seitlicher Lufteinlass (10b) ist an einer Seitenoberfläche des Hauptkörpergehäuses (10) ausgebildet. Zusätzlich ist der innere Raum des Hauptkörpergehäuses (10) durch eine Trennplatte (7) in zwei Kammern geteilt, und zwar in eine Wärmetauscherkammer (8) und eine Maschinenkammer (9). In der Wärmetauscherkammer (8) ist ein Wärmetauscher (2) angeordnet, der einen L-förmigen Querschnitt hat und sowohl dem rückwärtigen Lufteinlass (10a) und dem Seitenlufteinlass (10b), als auch der vorher genannten Luftgebläsevorrichtungseinheit (3), welche dem Wärmetauscher (2) nachgeordnet ist, gegenüber festgelegt ist. Andererseits sind in der Maschinenkammer (9) ein Kompressor (11) und andere Bauteile angeordnet. Ein Gebläsemotor (12) zum drehbaren Antreiben des Propellergebläses (4) wird fest an einem Motorhaltebügel gestützt (nicht zeichnerisch gezeigt), der dem Wärmetauscher (2) nachgelagert angeordnet ist.

Das Propellergebläse (4) wird, wie beispielsweise in 19 gezeigt, an einer Antriebswelle (12a) des Gebläsemotors (12) festgekoppelt und umfasst eine Nabe (14), die das Rotationszentrum des Propellergebläses (4) ist, und eine Vielzahl von identischen Schaufeln (13, 13, 13), welche integral entlang der äußeren Umfangsoberfläche der Nabe (14) angeordnet sind. Die Schaufel (13, 13, 13) ist als eine Schaufel mit Vorwärtspfeilung ausgebildet, die eine bessere Luftversorgungsleistung hat, wobei, an den Anström- und Austrittskanten (13a) und (13b) der Schaufel (13, 13, 13), die Position eines äußeren Umfangsendes (R) jeder Kante, relativ zur Rotationsrichtung F des Propellergebläses (4), zur Position eines Basisendes (S) der Nabenseite (d.h. des inneren Umfangsendes) vorne untergebracht ist.

Solch ein Aufbau einer Außeneinheit kann Belästigungen, d.h. großen Lärm während des Betriebs, verursachen, aufgrund des durch das Propellergebläse selbst erzeugten Lärms und zusätzlich aufgrund des Lärms, der durch die Kollision eines von dem Propellergebläse (4) ausgestoßenen Luftflusses gegen ein nachfolgendes strukturelles Element erzeugt wird, wie den Gebläseschutz (6), etc.

Mit Sicht auf die Reduzierung des Gesamtlärms einer Gebläsevorrichtung (d.h. eines Propellergebläses) eines oben beschriebenen Typs, der als eine Gebläsevorrichtung zur Verwendung in einer Außeneinheit für eine Klimaanlage verbaut ist, wurden verschiedenste Messungen und Prüfungen, wie die Optimierung der Schaufeloberflächengestalt der Schaufelbereiche des Propellergebläses und der Dicke der Schaufeln für eine bessere Luftleistung, gemacht. Unglücklicherweise misslang es den Lärm reduzierenden Verfahren Lösungen für die folgenden Probleme bereitzustellen.

Wenn die Schaufeln (13, 13, 13) des Propellergebläses (4), die eine Schaufelstruktur wie in 20 haben, anfangen zu rotieren, erzeugt dies einen Luftfluss (&agr;) auf der Seite eines äußeren Umfangteils (13c) einer Schaufel (13). Dieser Luftfluss (&agr;) fließt von der Seite einer Druckoberfläche (13d) eines Hochdrucks in die Seite einer Saugoberfläche (13e) eines niedrigen Drucks herum ein. Der Luftfluss (&agr;) bildet einen Schaufelspitzenwirbel (&bgr;), wie in der Figur gezeigt. Die Turbulenz des Ausstoßluftflusses, die durch den Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) verursacht wird, wird geschichtet, wenn sich der Luftfluss flussabwärts bewegt, und wächst allmählich und steigt an (siehe 21 und 22). Der Ausstoßluftfluss bewegt sich letztlich von der Saugoberfläche (13e) der Schaufel (13) weg und wirkt störend auf die Druckoberflächen (13d, 13d) der angrenzenden Schaufeln (13, 13), auf eine innere Umfangsoberfläche des Schalltrichters (5), und auf ein strukturelles Element ein, welches der Luftgebläsevorrichtung nachgelagert angeordnet ist, wie der Gebläseschutz (6), etc., und erhöht dabei weiter den Lärm. Wie in 22 gezeigt wird der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) im Besonderen in einer Entfernung von der Saugoberfläche (13e) der Schaufel (13) einer größeren Turbulenz unterliegen, wenn er störend auf die angrenzenden Schaufeln (13, 13) einwirkt. Als Ergebnis wird der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) flussabwärts der Luftgebläsevorrichtung ausgestoßen. Dies erhöht den Lärmpegel auf ein weiteres Ausmaß.

Das Auftreten solcher Phänomene ist signifikant, im Besonderen wenn die Sehnenlänge der Schaufel (13, 13, 13) reduziert wird, um eine Gewichts- und Kosteneinsparung der Luftgebläsevorrichtung zu erreichen, weil eine solche Reduzierung den Schaufelkaskadeneffekt der Schaufel (13, 13, 13) weiter reduziert. Wie in 23 gezeigt, neigt der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) im Speziellen dazu, die Saugoberfläche (13e) zu verlassen und im Vergleich mit dem vorher genannten Fall früh störend auf die angrenzenden Schaufeln (13, 13) einzuwirken.

Um das Vorhergenannte zu bewältigen, offenbarten die Erfinder vor der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Luftgebläsevorrichtung (japanische Patentanmeldung Nr. 2001-388966), als eine Technik zur Unterdrückung von den vorher diskutierten Schaufelspitzenwirbeln, um den Lärmpegel zu reduzieren, der durch die Luftgebläsevorrichtung, wie beispielsweise Propellergebläse, erzeugt wird. Wie in den 24-26 gezeigt, ist ein äußerer Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) der Gebläsevorrichtung einem Krümmungsteil versehen, welches in der Breite in radialer Richtung von der Umgebung einer Anströmkante zur Umgebung deren Austrittskante allmählich größer wird. Solch eine Anordnung sichert ab, dass die Schaufelspitzenwirbel unterdrückt werden, ohne dass die gesamte Gestalt der Schaufel (13, 13, 13) geändert wird.

Mit anderen Worten ist die oben beschriebene Luftgebläsevorrichtung der vorherigen Erfindung (die aus einer Nabe (14) aufgebaut ist, welche, wie in der Figur gezeigt, ein Rotationszentrum ist und eine Vielzahl von Schaufeln (13, 13, 13) hat, die entlang einer äußeren Umfangsoberfläche der Nabe (14) angeordnet sind, wobei die Schaufel (13, 13, 13) eine Anströmkante (13a) und eine Austrittskante (13b) hat, und äußere Umfangsenden dieser Kanten relativ zur Rotationsrichtung vorne angeordnet sind), dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufel (13, 13, 13) so ausgebildet ist, dass deren äußerer Umfangsteil (13c) zur Saugseite gebogen ist und dass ein Krümmungsteil des äußeren Umfangsteils (13c) in der Breite in Radialrichtung von der Umgebung der Anströmkante (13a) zur Umgebung der Austrittskante (13b) allmählich größer wird.

Wie oben beschrieben, ist in der Schaufel (13, 13, 13) der Luftgebläsevorrichtung (wie ein Propellergebläse etc.), welche eine so genannte Schaufel mit Vorwärtspfeilung ist, in der das äußere Umfangsende relativ zur Rotationsrichtung vor dem inneren Umfangsende der Austritts- und Ausströmkanten (13a) und (13b) der Schaufel (13, 13, 13) angeordnet ist, der äußere Umfangsteil (13c) zur die Saugseite gebogen. Als Ergebnis von einer solchen Anordnung wird es einem Luftfluss ermöglicht, an der Seite des äußeren Umfangsendes (R) der Schaufel (13, 13, 13) glatt herum zu fließen und in die konkave, umlaufende, bogenförmige Saugoberfläche (13e) entlang der konvexen, umlaufenden, bogenförmigen Druckoberfläche (13d) einzufließen, wie in 24 gezeigt. Daher wird der Durchmesser des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;) kleiner und stabil, und ein Luftfluss, der in der Richtung des äußeren Umfangs der Schaufel auf der Seite der Saugoberfläche (13e) fließt, wirkt nicht länger störend auf den Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) ein.

Wenn sich die Breite W des Krümmungsteils des äußeren Umfangsteils (13c) der Schaufel wie oben beschrieben allmählich von der Umgebung der Anströmkante (13a) bis zur Umgebung der Austrittskante (13b) vergrößert, erreicht der oben beschriebene Vorgang seinen Effekt von der Seite der Anströmkante (13a) zur Seite der Austrittskante (13b) reibungslos, gemäß des Durchmessers des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;), dessen Durchmesser ansteigt, wenn er allmählich geschichtet wird um von der Seite der Anströmkante (13a) zur Seite der Austrittskante (13b) der Schaufel (13, 13, 13) größer zu werden (siehe 25). Zusätzlich ist es unwahrscheinlich, dass der erzeugte Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) von der Schaufelsaugseite (13e) abweicht.

Demzufolge, selbst wenn wie in 26 gezeigt, die Sehnenlänge der Schaufel (13, 13, 13) mit der Absicht der Gewichtsersparnis gekürzt wird, werden die Schaufelspitzenwirbel (&bgr;)zwischen den angrenzenden Schaufeln (13, 13, 13) nicht gegenseitig störend auf sich einwirken, und sie werden flussabwärts der Luftgebläsevorrichtung ausgestoßen. Als Ergebnis wird der Lärmpegel, der von der Luftgebläsevorrichtung selbst erzeugt wird, effektiv reduziert.

Die JP 08-121391 beschreibt ein axiales Flussgebläse, in welchem der Endabschnitt des Flügels, ein äußerer Radius, entgegen der negativen Druckoberflächenseite gebogen ist. Die Breite der gebogenen Abschnitte ist jedoch nahezu einheitlich.

Aufgabenstellung

Es ist richtig, dass die oben genannte vorherige Anmeldung eine verbesserte Konstruktion vorsieht, die eine Reduzierung der Schaufelspitzenwirbel erreicht und die zwischen den benachbarten Schaufeln ein störendes Einwirken der Schaufelspitzenwirbel verhindert.

In dem Fall der Konstruktion der vorherigen Anmeldung ist jedoch klar geworden, dass in Bezug auf den Punkt, dass ein erzeugter Schaufelspitzenwirbel wächst, und flussabwärts der Luftgebläsevorrichtung ausgestoßen wird, immer noch Raum zur Verbesserung vorhanden ist.

Da solch eine Luftgebläsevorrichtung, wie oben beschrieben ist, im Allgemeinen als eine Luftgebläsevorrichtung für die Verwendung in einer Außeneinheit für eine Klimaanlage vorgesehen ist, ist es natürlich, dass dort ein vergittertes Strukturelement, wie beispielsweise ein Gebläseschutz in einer Position direkt flussabwärts der Luftgebläsevorrichtung vorhanden ist. Demgemäß, wenn innerhalb der Außeneinheit für eine Klimaanlage eingebaut, werden die Ausstoßwirbel von zwischen den benachbarten Schaufeln auf das vergitterte Strukturelement störend einwirken und dabei Lärm erzeugen.

Um für diese Probleme Lösungen vorzusehen, wurde die vorliegende Erfindung gemacht. Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Luftgebläsevorrichtung bereitzustellen, die eine Schaufelspitzenwirbelreduktion erreichen kann, ohne Änderungen in der gesamten Schaufelform zu machen, die den Ausstoß der Wirbel auf die flussabwärtige Seite der Luftgebläsevorrichtung ohne Fehler abstellen kann, und die den Lärmpegel effektiv reduziert, selbst wenn innerhalb einer Außeneinheit für eine Klimaanlage eingebettet, und zwar durch Verwendungen einer solchen Anordnung, dass ein äußerer Schaufelumfangsteil der Luftgebläsevorrichtung mit einem Biegeteil versehen ist, welches in der Breite in Radialrichtung von der Umgebung einer Anströmkante zur Umgebung der Austrittskante allmählich größer wird, so dass es ein Startpunkt wird, an dem der Luftfluss von der Druckseitenoberfläche anfängt zur Saugseitenoberfläche zu entweichen.

Offenbarung der Erfindung

Um die vorher genannten Ziele zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung folgende Problemlösungen vor.

Erste Problemlösung

Die erste Problemlösung für das Problem richtet sich auf eine Luftgebläsevorrichtung. Die Luftgebläsevorrichtung der ersten Problemlösung umfasst eine Nabe (14), welche ein Rotationszentrum ist und eine Vielzahl von Schaufeln (13, 13, 13), die entlang einer äußeren Umfangsoberfläche der Nabe (14) angeordnet sind, wobei die äußeren Umfangsenden der Anström- und Austrittskanten (13a) und (13b) jeder Schaufel (13, 13, 13) relativ zur Rotationsrichtung vorne angeordnet sind. Die Luftgebläsevorrichtung der ersten Problemlösung wird dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Umfangsteil (13c) Schaufel (13, 13, 13) gegen die Saugseite gebogen ist, so dass ein Startpunkt definiert ist, an dem ein Luftfluss auszuströmen beginnt, und dass die Breite W in Radialrichtung des Biegeteils schrittweise von der Umgebung der Anströmkante (13a) zur Umgebung der Austrittskante (13b) ansteigt.

Wie oben beschrieben, ist der äußere Umfangsteil (13c) jeder Schaufel (13, 13, 13) zur Saugseite gebogen, so dass ein Startpunkt definiert ist, an dem ein Luftfluss, der von der Seite einer Druckoberfläche zur Seite einer Saugoberfläche fließt, auszuströmen beginnt, und zusätzlich die Breite W in Radialrichtung des Biegeteils von der Umgebung der Anströmkante (13a) bis zur Umgebung der Austrittskante (13b) ansteigt. Als Ergebnis einer solchen Anordnung ist es einem Luftfluss an der Seite der Druckoberfläche (13d) der Schaufel (13, 13, 13) erlaubt, reibungslos entlang der sich verjüngenden Druckoberfläche (13d) an der Seite des äußeren Schaufelumfangsteils herum in die sich verjüngende Saugoberfläche (13e) einzufließen, in derselben Art, wie in dem Fall des vorherigen Krümmungsteils. Daher wird ein Schaufelspitzenwirbel (&bgr;), der durch einen Luftfluss entwickelt wurde, der an der Seite der Saugoberfläche (13e) von der Seite der Druckoberfläche (13d) der Schaufel (13, 13, 13) herum einfließt, klein im Durchmesser und stabil, und verhindert dabei, dass ein Luftfluss (&ggr;), der von der äußeren Schaufelumfangsrichtung an der Saugseitenoberfläche (13e) fließt, störend auf den Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) einwirkt.

Wenn die Breite W des Biegeteils des äußeren Schaufelumfangsteils (13c) allmählich von der Umgebung der Anströmkante (13a) bis zur Umgebung der Austrittskante (13e) der Schaufel (13, 13, 13) ansteigt, erreicht dieer oben beschriebene Vorgang seinen Effekt reibungslos von der Seite der Anströmkante (13a) hoch zu der Seite der Austrittskante (13b) gemäß dem Durchmesser des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;), dessen Durchmesser ansteigt, wenn er allmählich geschichtet wird, so dass er von der Seite der Anströmkante (13a) zu der Seite der Austrittskante (13b) der Schaufel (13, 13, 13) größer wird. Zusätzlich ist es unwahrscheinlich, dass der erzeugte Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) von der Schaufelsaugoberfläche (13e) abweicht.

Selbst wenn die Länge der Sehne mit Blick auf die Reduzierung des Gewichts der Schaufel (13, 13, 13) gekürzt wird, wird demzufolge der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) nicht störend auf andere zwischen den benachbarten Schaufeln (13, 13) einwirken.

Andererseits, im Gegensatz zu dem Fall des Krümmungsteils der vorherigen Anmeldung, ist ein Kantenteil des äußeren Schaufelumfangsteils (13c) der oben beschriebenen Anordnung an einer gegebenen Position Q als ein Startpunkt relativ zur Radialrichtung zur Saugseite gebogen. Das legt einen Ausströmstartpunkt Q des Luftflusses () von der Seite der Druckoberfläche (13d) zur Seite der Saugoberfläche (13e) fest, und die Menge des Ausströmluftflusses nach dem Startpunkt Q wird konstant, wobei sie den Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) stabilisiert.

Zusätzlich, zur gleichen Zeit, erzeugt die Trennung, welche nach dem Startpunkt Q auftritt, längliche Wirbel (&dgr;) an der Seite der Druckoberfläche (13d) des äußeren Schaufelumfangsteils (13c). Ein länglicher Wirbel (&dgr;), der in einer bestimmten Schaufel (13) erzeugt wird, und ein Schaufelspitzenwirbel (&bgr;), der in einer der übrigen Schaufeln (13, 13) erzeugt wird, die neben und vor der bestimmten Schaufel (13) relativ zur Rotationsrichtung der Luftgebläsevorrichtung (4) angeordnet ist, weichen von den jeweiligen Schaufeloberflächen in der Umgebung der Austrittskanten (13b) der Schaufeln (13, 13) ab, und löschen sich gegenseitig aus. Da diese erzeugten Wirbel (&dgr;) und (&bgr;) sich gegenseitig auslöschen, verhindert dies effektiv den Ausstoß von Wirbeln in flussabwärtiger Richtung (was das Problem der vorherigen Anmeldung war).

Demgemäß wird der Ausstoß von Wirbeln auf die flussabwärtige Seite von den Flügeln der Luftgebläsevorrichtung (4) effektiv verhindert. Das reduziert den Lärmpegel, der durch die störende Einwirkung eines Gebläseschutzes etc. mit den Ausstoßwirbeln der Luftgebläsevorrichtung (4) erzeugt wird, wenn sie in eine Außeneinheit für eine Klimaanlage eingebettet ist.

Zweite Problemlösung

Die Luftgebläsevorrichtung (4) der zweiten Problemlösung gemäß der ersten Problemlösung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Breite W in Radialrichtung des Biegeteils nicht mehr als 25% der Länge La des nabenseitigen Basisendes bis zu einem in Radialrichtung äußeren Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13).

Wenn die Breite W in Radialrichtung des Biegeteils nicht größer als 25% der Länge La von dem nabenseitigen Basisende (S) zu dem äußeren Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13) an einem maximalen Breitenabschnitt in der Umgebung der Austrittskante ist, ermöglicht es diese Anordnung, wie oben beschrieben, in der effektivsten Weise den Effekt des Unterdrückens der Schaufelspitzenwirbel und der flussabwärtigen Ausstoßwirbel innerhalb eines Bereichs zu erreichen, in dem die Luftversorgungsleistung der Luftgebläsevorrichtung (4) nicht abfällt.

Anders ausgedrückt, obwohl der Biegeteil effektiv zum Unterdrücken des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;) und des Ausstoßwirbels ist, trägt er nicht zur Versorgungsleistung der Luft bei. Demgemäß gibt es keinen Grund, die Breite W des Biegeteils mehr als notwendig zu erhöhen. Vorzugsweise variiert die Breite W des Biegeteils innerhalb einer Änderungsspanne von nicht mehr als 25% der Länge La von dem nabenseitigen Basisende (S) bis zu dem äußeren Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13), zumindest an dem maximalen Breitenabschnitt in der Umgebung der Austrittskante (13b), gemäß der Länge des äußeren Schaufelumfangsendes (R) von vorne bis hinten (d.h., 0 < W < 0,25 La). In anderen Worten ist die Breite W des Biegeteils vorzugsweise nicht größer als 25% der Länge La von dem nabenseitigen Basisende (S) bis zu dem äußeren Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13), selbst an dem maximalen Breitenabschnitt in der Umgebung der Austrittskante (13b), und variiert innerhalb einer Änderungsspanne von 0 < W < 0,25 La in der Richtung von vorne nach hinten des äußeren Schaufelumfangendes (R).

Dritte Problemlösung

Die Luftgebläsevorrichtung (4) der dritten Problemlösung gemäß entweder der ersten Problemlösung oder der zweiten Problemlösung ist durch das Folgende gekennzeichnet. In einer Sehnenlinie C mit einem gegebenen Schaufelradius r ist die Länge der Sehnenlinie C gleich L0, ein gegebener Punkt auf der Sehnenlinie C ist P und die Länge der Anströmkante (13a) der Schaufel bis zu dem gegebenen Punkt P ist L, während eine in Radialrichtung gebogene Linie, welche sich von dem nabenseitigen Basisende (S) bis zu einem Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13) erstreckt und durch den gegebenen Punkt P läuft, so dass das Verhältnis der Länge L und der Länge L0(d.h. L/L0) kontant ist, K ist, und der Winkel, der durch den Schnitt von (&agr;) der geraden Linie Q-R, die einen Punkt Q, an dem der äußere Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) sich zur Saugseite zu biegen beginnt, mit dem äußeren Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13) in einer gebogenen Linie K' verbindet, welche eine gedrehte Projektion der gebogenen Linie K auf eine Ebene ist, die eine zentrale Rotationsachse O beinhaltet, und (b) eine Tangentenlinie A-A' an dem Punkt Q der gebogenen Linie K' näher an der Seite eines inneren Umfangs der Schaufel (13, 13, 13) als der Punkt Q, ist ein Biegewinkel &thgr;. Die Luftgebläsevorrichtung (4) der dritten Problemlösung ist dadurch charakterisiert, dass der Biegewinkel &thgr; schrittweise in der Umgebung der Anströmkante (13a) bis zu der Umgebung der Austrittskante (13b) des äußeren Umfangsendes (R) der Schaufel (13, 13, 13) variiert.

Der Biegewinkel &thgr; des Biegeteils in der Anordnung gemäß der ersten oder zweiten Problemlösung ist definiert in einer Art, wie oben beschrieben, und variiert gemäß der Gestalt der Flügelschaufel (13, 13, 13) so, dass er sich schrittweise von der Umgebung der Anströmkante (13a) bis zu der Umgebung der Austrittskante (13b) des äußeren Umfangsendes (R) der Schaufel unter den vorhergehenden Bedingungen erhöht oder verringert. Diese Anordnung ermöglicht das Erreichen des Effekts, dass beide Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) unterdrückt werden und Ausstoßwirbel in der ersten oder zweiten Problemlösung so effektiv wie möglich unterdrückt wird.

Im Allgemeinen steigt mit anderen Worten die Druckdifferenz zwischen der Druckoberfläche (13d) und der Saugoberfläche (13e) schrittweise von der Anströmkante (13a) bis zu der Austrittskante (13b) der Schaufel (13, 13, 13) in Verbindung mit der sich die Stärke des „Herum-Einfließens" (die Änderung der Luftflussrichtung) des Luftflusses von der Seite der Druckoberfläche (13d) zur Seite der Saugoberfläche (13e) allmählich zur Ausströmkante vergrößert.

Demgegenüber, wenn sich der Biegewinkel &thgr; an dem äußeren Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) allmählich von der Anströmkante (13a) zur Austrittskante (13b) erhöht (in anderen Worten wird der Neigungswinkel des Biegeteils steil gemacht), so dass sich die Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) wie oben beschrieben stabil an der Seite der Saugoberfläche (13e) des Biegeteils entwickeln, welches in den äußeren Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13) ausgebildet ist, wird es ermöglicht, die Größenordnung der erzeugten Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) so klein wie möglich zu machen, und die Größenordnung der Ausstoßwirbel wird ebenfalls reduziert.

Andererseits, im Gegensatz zum oberen, wenn die Biegewinkel &thgr; schrittweise von der Seite der Anströmkante (13a) zur Seite der Austrittskante (13b) verringert wird (mit anderen Worten wird der Neigewinkel des Biegeteils flacher gemacht), verursacht dies den Biegewinkel &thgr; sich gemäß dem Wachstum des Schaufelspitzenwirbels &thgr; zu verringern, der schrittweise in Richtung der Ausströmkante (13b) anwächst. Das stellt demgemäß sicher, dass der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) auf der Seite der Saugoberfläche (13e) des Biegeteils gehalten wird, welches an dem äußeren Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) ausgebildet ist, und dabei effektiv das störende Einwirken von benachbarten Schaufeln (13, 13) und dem Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) unterdrückt.

Durch allmähliches Variieren des Biegewinkels &thgr; an dem äußeren Schaufelumfangsteil (13c) von der Seite der Anströmkante (13a) zur Seite der Austrittskante (13b), wird es möglich, den Lärm aufgrund der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) und den Lärm aufgrund der Ausströmwirbel effektiv zu unterdrücken, wenn in eine Klimaanlage eingebettet.

Vierte Problemlösung

Die Luftgebläsevorrichtung (4) der vierten Problemlösung gemäß der dritten Problemlösung ist dadurch gekennzeichnet, dass die gebogene Linie K' zwischen dem nabenseitigen Basisende (S) und dem äußeren Umfangsende (R) ein inneres Umfangssegment umfasst, welches in der Form einer geraden Linie ausgebildet ist, ein zentrales Segment, das konvex zu der Saugseite gerichtet ist, und ein äußeres Umfangssegment, welches zur Saugseite gebogen und als Ganzes hakenförmig ist.

Die Schaufel (13, 13, 13) ist so ausgebildet, dass die gebogene Linie K' eine oben beschriebene Gestalt hat. Im Besonderen, da das innere Umfangssegment eine gerade Linie umfasst, bewegt sich ein Luftfluss entgegen des äußeren Schaufelumfangendes (R), der an der Seite der Saugoberfläche (13e) der Schaufel (13, 13, 13) durch die Zentrifugalkraft während der Rotation erzeugt wird, stabil (adhäsiv) entlang der Saugoberfläche (13e), ohne sich von der Saugoberfläche (13e) zu trennen. Demgemäß ist es unwahrscheinlich, dass dieser Luftfluss störend auf einen Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) einwirkt.

Zusätzlich, aufgrund der Anordnung, dass die Gestalt des Zentralsegments konvex zur Saugseite gebogen ist, wird die Flussgeschwindigkeit eines Luftflusses, der dazu neigt sich zur Seite der Saugoberfläche (13e) von der Seite der Druckoberfläche (13d) zu bewegen, an der Seite der Druckoberfläche (13d) von vornherein unterdrückt. Als Ergebnis wird es möglich, die Größenordnung des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;) selbst zu reduzieren, der durch den Luftfluss ausgebildet wird.

Ferner, in der vorliegenden Problemlösung, ist das äußere Umfangssegment zur Saugseite hin gebogen. Dadurch bewegt sich ein Luftfluss an der Seite der Druckoberfläche (13d) der Schaufel (13, 13) entlang der sich verjüngenden Druckoberfläche (13e) in dem äußeren Schaufelumfangsteil (13c), und fließt reibungslos in die sich verjüngende Saugoberfläche (13e) herum ein. Als Ergebnis wird der Wirbeldurchmesser des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;) ferner kleiner und stabil, während es unwahrscheinlich gemacht wird, dass ein Luftfluss, der in dem äußeren Schaufelumfangsende (R) an der Seite der Saugoberfläche (13e) fließt, auf den Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) störend einzuwirkt.

Fünfte Problemlösung

Die Luftgebläsevorrichtung der vierten Problemlösung gemäß der dritten Problemlösung ist dadurch charakterisiert, dass die gebogene Linie K', zwischen dem nabenseitigen Basisende (S) und dem äußeren Umfangsende (R) ein inneres Umfangssegment umfasst, welches konkav zur Saugseite gebogen ist, ein zentrales Segment, welches konvex zur Saugseite gebogen ist, und ein äußeres Umfangssegment, welches entgegen der Saugseite gebogen ist, und als Ganzes hakenförmig ist.

Die Schaufel (13, 13, 13) ist so ausgebildet, dass die gebogene Linie K' eine Gestalt wie oben beschrieben hat. Im Besonderen, da das innere Umfangssegment konkav zur Saugseite gebogen ist, bewegt sich ein Luftfluss entgegen des äußeren Schaufelumfangsendes (R), der an der Seite der Saugoberfläche (13e) der Schaufel (13, 13, 13) durch die Zentrifugalkraft während der Rotation erzeugt ist, stabil (adhäsiv) entlang der Saugoberfläche (13e), ohne sich von der Saugoberfläche (13e) zu trennen. Demgemäß ist es unwahrscheinlich, dass der Luftfluss auf den Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) störend einwirkt.

Aufgrund der Anordnung, dass die Gestalt des Zentralsegments konvex entgegen der Saugseite gebogen ist, wird zusätzlich die Flussgeschwindigkeit eines Luftflusses, der dazu neigt, von der Seite der Druckoberfläche (13d) zur Seite der Saugoberfläche (13e) zu fließen, von vornherein an der Seite der Druckoberfläche (13d) unterdrückt. Als Ergebnis wird es möglich, die Größenordnung des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;) selbst zu reduzieren, der durch den Luftfluss ausgebildet ist.

Ferner, in der vorliegenden Problemlösung, ist der äußere Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) zur Saugseite hin gebogen. Daher fließt ein Luftfluss an der Seite der Druckoberfläche (13d) der Schaufel (13, 13, 13) entlang der sich verjüngenden Druckoberfläche (13d) in dem äußeren Schaufelumfangsteil (13c), und fließt reibungslos in die sich verjüngende Saugoberfläche (13e) herum ein. Als Ergebnis wird der Wirbeldurchmesser des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;) ferner kleiner und stabil, während es unwahrscheinlich gemacht wird, dass ein Luftfluss, der in dem äußeren Schaufelumfangsende (R) an der Seite der Saugoberfläche (13e) fließt, auf den Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) störend einwirkt.

Wenn die Breite W des Biegeteils des äußeren Schaufelumfangsteils (13c) allmählich von der Umgebung der Anströmkante (13a) zur Umgebung der Austrittskante (13b) der Schaufel (13, 13, 13) wie oben beschrieben ansteigt, erreicht der oben beschriebene Vorgang des äußeren Schaufelumfangsendes reibungsloser dessen Luftflussführungseffekt von der Seite der Anströmkante (13a) hoch zu der Seite der Austrittskante (13b) gemäß dem Durchmesser des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;), dessen Durchmesser ansteigt, wenn er allmählich geschichtet wird, so dass er von der Seite der Anströmkante (13a) zu der Seite der Austrittskante (13b) der Schaufel (13, 13, 13) (siehe 25) größer wird. Zusätzlich ist es unwahrscheinlich, dass der erzeugte Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) von der Schaufelsaugoberfläche (13e) abweicht.

Wie oben beschrieben wirken erzeugte Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) dementsprechend nicht störend zwischen den benachbarten Schaufeln (13, 13, 13) aufeinander ein, selbst wenn die Länge der Sehne mit Sicht auf die Reduzierung des Gewichts der Schaufeln (13, 13) gekürzt wird, und die Ausstoßwirbel auf der flussabwärts gerichteten Seite der Luftgebläsevorrichtung (4) werden reduziert.

Als Ergebnis des Aufbaus der vorliegenden Problemlösung können die oben beschriebenen Tätigkeiten effektiv miteinander kombiniert werden, wobei sie eine ausreichende Reduzierung des Lärmpegels bewirken, wenn sie in eine Außeneinheit für eine Klimaanlage eingebettet werden.

Sechste Problemlösung

Die Luftgebläsevorrichtung (4) der sechsten Problemlösung gemäß zu einer der dritten bis fünften Problemlösung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel &thgr;2, der zwischen dem Biegeteil des äußeren Schaufelumfangsendes (13c) an der gebogenen Linie K' und einer Ebene ausgebildet ist, die orthogonal zur Rotationsachse O ist, nicht größer als 90 Grad ist.

In dem Fall, bei dem die Schaufel (13, 13, 13), deren Winkel der Vorwärtsneigung so groß wie oben beschrieben ist, durch Ausgießen eines synthetischen Harzes hergestellt wird, wird die Tätigkeit des Produktauslösens (d.h. die Gussentfernung) schwierig durchzuführen, was die Effizienz des Gießens schlecht macht.

In der oben beschriebenen Anordnung, dass der Winkel &thgr;2, der durch den Schnitt des Biegeteils des äußeren Schaufelumfangsteils (13c) an der gebogenen Linie K' und einer Ebene, die orthogonal zur zentralen Rotationsachse O ist, nicht mehr als 90 Grad ist, ist es möglich, einen angemessenen Gusswinkel vorzusehen, wobei die Gussarbeit erleichtert wird und die Effizienz des Gießens verbessert wird.

Siebte Problemlösung

Die Luftgebläsevorrichtung (4) der siebten Problemlösung gemäß zu einer der ersten bis sechsten Problemlösungen ist dadurch gekennzeichnet, dass eine abgerundete Oberfläche nur auf der Seite der Schaufeldruckoberfläche (13d) des äußeren Schaufelumfangsendes (R) ausgebildet ist.

Solch eine Anordnung, dass eine abgerundete Oberfläche nur auf der Seite der Schaufeldruckoberfläche (13d) des äußeren Schaufelumfangsendes (R) ausgebildet ist, verhindert das Auftreten einer Luftflussturbulenz durch das Kantenteil, wobei es einem Luftfluss ermöglicht wird, glatter von der Seite der Druckoberfläche (13d) des äußeren Schaufelumfangsteils (13c) herum in die Saugoberfläche (13e) einzufließen.

Achte Problemlösung

Die Luftgebläsevorrichtung (4) der achten Problemlösung gemäß zur siebten Problemlösung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der abgerundeten Oberfläche, die an der Seite der Druckoberfläche (13d) des äußeren Schaufelumfangsendes (R) ausgebildet ist, nicht kleiner als t und nicht größer als 3t ist, wobei t die Dicke der Schaufel (13, 13, 13) in der Umgebung des äußeren Durchmessers eines Flügels ist.

Da die Anordnung, bei der die Größe der abgerundeten Oberfläche, die an der Seite der Schaufeldruckoberfläche (13d) des äußeren Schaufelumfangsendes (R) ausgebildet ist, nicht kleiner als t und nicht größer als 3t ist, wobei die Dicke der Schaufel (13, 13, 13) in der Umgebung des äußeren Durchmessers eines Flügels der Luftgebläsevorrichtung (4) t ist, wird der Vorgang der siebten Ausführugnsform über den gesamten Bereich von der Umgebung der Anströmkante (13a) bis zur Umgebung der Austrittskante (13b) effektiver erreicht.

In anderen Worten, wenn an dem äußeren Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13) der Bogenradius r' der abgerundeten Oberfläche, die an der Seite der Druckoberfläche (13d) ausgebildet ist, sich wie oben beschrieben zwischen t und 3t bewegt, gemäß zur Änderung der Luftflussrichtung zu der Zeit, wenn der Luftfluss von der Seite der Druckoberfläche (13d) herum in die Seite der Saugoberfläche (13e) einfließt, fließt der Luftfluss reibungsloser von der Seite der Druckoberfläche (13d) herum in die Seite der Saugoberfläche (13e) ein. Dementsprechend werden die Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) unterdrückt, wobei eine Reduzierung des Lärmpegels erreicht wird.

Neunte Problemlösung

Die Luftgebläsevorrichtung (4) der neunten Problemlösung gemäß einer der ersten bis achten Problemlösungen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Luftgebläsevorrichtung so konstruiert ist, dass sie in eine Außeneinheit für eine Klimaanlage eingebettet wird.

Wie oben beschrieben wurde reduziert jede der ersten bis achten Problemlösungen die Erzeugung der Ausstoßwirbel der Luftgebläsevorrichtung (4) selbst signifikant. Demgemäß ist jede der Luftgebläsevorrichtungen (4) gemäß einer Problemlösung äußerst passend, um eine Reduzierung des Lärmpegels zu erreichen, wenn sie innerhalb einer Außeneinheit für eine Klimaanlage eingebettet werden, in welchen Hindernisse (z.B. ein Gebläseschutz), auf die die Ausstoßwirbel störend einwirken können, flussabwärts des Ausstoßauslasses angeordnet sind.

Effekte

Demgemäß sieht die Luftgebläsevorrichtung (4) der vorliegenden Erfindung die folgenden günstigen Effekte vor.

  • (i) Der durch die Luftgebläsevorrichtung (4) erzeugte Lärm wird reduziert, und der Lärm, wenn die Luftgebläsevorrichtung (4) innerhalb einer Außeneinheit für eine Klimaanlage eingebettet ist, wird effektiv reduziert.
  • (ii) Selbst in dem Fall, in dem die Länge der Sehne der Schaufel (13, 13, 13,) zum Reduzieren des Gewichts und der Kosten der Schaufel (13, 13, 13) gekürzt wird, wird der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) nicht von der Saugoberfläche abweichen, und wirkt nicht störend mit den benachbarten Schaufeln ein. Das stellt einen verbesserten Lärmreduktionseffekt bereit, und unterdrückt das Abfallen der Luftversorgungsleistung.
  • (iii) Gießen wird leicht auszuführen, und die Reduzierung der Herstellungskosten wird erreicht, was erreicht wird durch das Ausbilden eines Biegeteils an einem äußeren Umfangsendabschnitt, der ein teil der Schaufel (13, 13, 13) ist, ohne die gesamte Gestalt der Schaufel (13, 13, 13) zu beeinflussen, welche dessen Luftversorgungsleistung festlegt.
  • (iv) Zusätzlich, da der Biegeteil eine Rippeneinwirkung erreicht, erhöht dies die Steifigkeit der Schaufel (13, 13, 13). Als ein Ergebnis kann die Schaufel 813, 13, 13) verdünnt werden, wodurch es möglich gemacht wird, die Herstellungskosten der Schaufel (13, 13, 13) weiter zu reduzieren. Gleichzeitig wird der Vibrationswiderstand der Schaufel (13, 13, 13) verbessert, wodurch die Erzeugung von unnormalen Geräuschen aufgrund von Vibration verringert wird.
  • (v) Zusätzlich zu den oben erwähnten Effekten wird der Abfall in der Luftversorgungsleistung unterdrückt oder verhindert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt eine perspektivische Sicht auf einen Flügelbereich einer Luftgebläsevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 zeigt eine teilweise ausgeschnittene perspektivische Sicht auf einen Schaufelabschnitt der Luftgebläsevorrichtung;

3 zeigt ein Rückansichtsdiagramm zur Darstellung einer Nabe und eines Schaufelbereichs der Luftgebläsevorrichtung;

4 zeigt drei unterschiedliche Strukturen der Schaufel der Luftgebläsevorrichtung in einem Querschnitt relativ zur radialen Richtung;

5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Basisgestalt der Schaufel der Luftgebläsevorrichtung zeigt;

6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die die Gestalt eines ersten Teils der Schaufel der Luftgebläsevorrichtung zeigt;

7 ist ein darstellendes Diagramm, das einen Biegewinkel &thgr; der Luftgebläsevorrichtung zeigt;

8 ist ein darstellendes Diagramm, das einen Vorgang zur Festlegung eines Startpunkts des Ausströmens eines Luftflusses an dem ersten Teil der Schaufel der Luftgebläsevorrichtung zeigt;

9 ist ein darstellendes Diagramm, das die Reduzierungstätigkeit für den Schaufelspitzenwirbel/Ausstoßwirbel eines ersten Teils der Schaufel der Luftgebläsevorrichtung zeigt;

10 ist eine darstellende perspektivische Sicht, die eine Aufhebungstätigkeit des Ausstoßwirbels der Schaufel der Luftgebläsevorrichtung zeigt;

11 ist eine darstellende Ansicht der Entwicklung, die einen Aufhebungsvorgang des Ausstoßwirbels der Schaufel der Luftgebläsevorrichtung zeigt;

12 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Anordnung eines ersten Modifikationsbeispiels der Schaufel der Luftgebläsevorrichtung zeigt;

13 ist ein vergrößertes schematisches Diagramm der Anordnung des ersten Modifikationsbeispiels der Schaufel der Luftgebläsevorrichtung;

14 ist ein schematisches Diagramm, das eine Anordnung eines zweiten Modifikationsbeispiels der Schaufel der Luftgebläsevorrichtung zeigt;

15 ist ein vergrößertes schematisches Diagramm der Anordnung des zweiten Modifikationsbeispiels der Schaufel der Luftgebläsevorrichtung;

16 ist eine Frontalansicht, die eine Anordnung einer Außeneinheit für eine Klimaanlage zeigt, in der eine konventionelle Luftgebläsevorrichtung eingebaut ist;

17 ist eine längliche Querschnittsansicht einer konventionellen Freilufteinheit;

18 ist eine horizontale Querschnittsansicht einer konventionellen Außeneinheit;

19 ist eine Rückansicht einer konventionellen Luftgebläsevorrichtung (in Form eines Propellergebläses), welches in eine konventionelle Außeneinheit eingebaut wird;

20 ist eine Querschnittsansicht, die eine Querschnitt struktur eines Schaufelbereichs der konventionellen Luftgebläsevorrichtung und der Tätigkeit eines ersten Teils von dieser zeigt;

21 ist ein schematisches darstellendes Diagramm, welches ein Problem zeigt (Erzeugungsmechanismus eines Schaufelspitzenwirbels) in Relation zu der Struktur eines entsprechenden Teils der Außeneinheit einer konventionellen Luftgebläsevorrichtung;

22 ist ein schematisches Diagramm, das das Phänomen des störenden Einwirkens eines Schaufelspitzenwirbels zwischen die benachbarten Schaufeln einer konventionellen Luftgebläsevorrichtung zeigt;

23 ist ein schematisches Diagramm, das das Phänomen des störenden Einwirkens eines Schaufelspitzenwirbels zwischen die benachbarten Schaufeln in dem Fall zeigt, wenn die Sehnenlänge der konventionellen Luftgebläsevorrichtungsschaufel aus 22 gekürzt wird;

24 ist eine Querschnittsansicht, die die Gestalt einer Flügelschaufel der vorherigen Anmeldung zeigt, die eine Teillösung des Problems ist;

25 ist ein schematisches Diagramm, das eine Schaufelspitzenwirbelreduzierungstätigkeit eines Flügelbereichs einer konventionellen Luftgebläsevorrichtung zeigt; und

26 ist ein darstellendes Entwicklungsdiagramm des Flügelbereichs, der die Schaufelspitzenwirbelreduzierungstätigkeit einer konventionellen Luftgebläsevorrichtung zeigt.

Bevorzugte Ausführungsformen

Nachfolgend werden detailliert die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die gezeichneten Figuren beschrieben.

Erste Ausführungsform

Die 1-15 zeigen die Strukturen und Tätigkeiten einer Luftgebläsevorrichtung (4) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Luftgebläsevorrichtung (4) ist ein Propellergebläse, das für die Verwendung in einer Außeneinheit für eine Klimaanlage passend ist.

Im Besonderen stellen die 1-11 grundlegende Strukturen und Aktionen eines Flügelbereichs einer Luftgebläsevorrichtung (4) dar, und die 12-15 stellen die Gestalt einer Schaufel (13) des Flügelbereichs gemäß verschiedener Modifikationsbeispiele der ersten Ausführungsform dar.

Grundstruktur des Flügelbereichs

Unter Bezugnahme auf die 1-11 hat die Luftgebläsevorrichtung (4), welche ein Propellergebläse ist, eine Nabe (14) aus synthetischem Harz. Die Nabe (14) ist ein Rotationszentrum der Luftgebläsevorrichtung (4), und drei identische Schaufeln (13, 13, 13) sind integral entlang einer äußeren Umfangsoberfläche der Nabe (14) angeordnet.

Die Schaufel (13, 13, 13) hat eine Anströmkante (13a) und eine Austrittskante (13b), wobei sowohl ein äußeres Umfangsende (R) der Anströmkante (13a) als auch ein äußeres Umfangsende (R) der Austrittskante (13b) relativ zur Rotationsrichtung F der Schaufel (13, 13, 13,) vor einem inneren Umfangsende (S) an der Seite der Nabe (14) angeordnet sind. Zusätzlich, wie in der Figur gezeigt, ist ein äußerer Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) entgegen der Saugseite in einer vorher bestimmten Breite von der Umgebung der Anströmkante (13a) bis zur Umgebung der Austrittskante (13b) gebogen, so dass der Startpunkt Q definiert ist, an dem ein Luftfluss von der Seite der Druckoberfläche (13d) zur Seite der Saugoberfläche (13e) auszuströmen beginnt. Die Breite W in Radialrichtung eines solchen gebogenen Teils (d.h. die Breite einer Projektionsoberfläche des auf die Saugseite gebogenen Kantenteils) erstreckt sich allmählich in einem vorher bestimmten Verhältnis von der Umgebung der Anströmkante (13a) zur Umgebung der Austrittskante (13b) (W=O an der Anströmkante (13a) und W=maximal an der Austrittskante (13b), wie in 3 gezeigt).

Vorzugsweise ist die Breite W in Radialrichtung des gebogenen Teils nicht größer als 25% der Länge La in Radialrichtung von dem Basisende der Schaufel (13, 13, 13) an der Seite der Nabe (14) (d.h. dem Anfang der Schaufel (13, 13, 13)) bis zu dem äußeren Umfangsende (R) an dem maximal breiten Abschnitt der Austrittskante (13b) zum effektiven Unterdrücken des vorhergehenden Schaufelspitzenwirbels (&bgr;) ohne einen Verlust in der Luftversorgungsleistung der Schaufel (13, 13, 13) zu verursachen.

Anders dargestellt, beispielsweise in einer Schaufel (Nabenverhältnis: 0,3; Außendurchmesser des Gebläses: 400 mm), ist die Breite W des maximal breiten Abschnitts an der Seite der Austrittskante (13b) in dem gebogenen Teil vorzugsweise nicht mehr als 35 mm, was der Bereich ist, in dem das Abfallen in der Luftversorgungsleistung nicht auftritt, und zusätzlich wird der Aufhebungswirbel (&dgr;), welcher später beschrieben wird, ausreichend an der Druckoberfläche (13d) erzeugt.

Hier, beispielsweise in den 3 und 7 gezeigt, ist in einer Sehnenlinie C in einem gegebenen Schaufelradius R, die Länge der Sehnenlinie C gleich L0, ein gegebener Punkt der Sehnenlinie C gleich P, und die Länge der Schaufelanströmkante (13a) bis zu dem gegebenen Punkt P gleich L. Zusätzlich ist eine in Radialrichtung gebogene Linie, die sich von einem nabenseitigen Basisende (S) zu einem äußeren Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13) erstreckt und durch den gegebenen Punkt P läuft, so dass das Verhältnis der Länge L und der Länge L0 (d.h. L/L0) konstant ist, gleich K, und der Winkel, der durch den Schnitt von (&agr;) einer geraden Linie Q-R, die einen Punkt Q, an dem sich der äußere Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) gegen die Saugseite zu biegen beginnt, mit dem äußeren Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13) in einer gebogenen Linie K' verbindet, welche eine umgedrehte Projektion der gebogenen Linie K auf eine Ebene ist, die eine zentrale Rotationsachse O beinhaltet, und (b) eine Tangentenlinie A-A' an dem Punkt Q der gebogenen Linie K' näher zu der Seite von einem inneren Umfang der Schaufel (13, 13, 13) als der Punkt Q, ist ein Biegewinkel &thgr;. In diesem Fall, in der Schaufel (13, 13, 13) der ersten Ausführungsform, verändert sich der Biegewinkel &thgr; allmählich von der Umgebung der Anströmkante (13a) bis zur Umgebung der Austrittskante (13b) des äußeren Umfangsendes (R) der Schaufel (13, 13, 13).

Ferner ist der Winkel, der ausgebildet ist durch (a) die gerade Linie Q-R, die den Punkt Q an der gebogenen Linie K', an dem der äußere Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) beginnt sich zur Saugseite zu biegen, mit dem äußeren Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13) verbindet und (b) eine orthogonale Ebene zur zentralen Rotationsachse O der Schaufel (13, 13, 13), &thgr;2. In der Schaufel (13, 13, 13) der ersten Ausführungsform, d.h. in der vorwärts geneigten Schaufel, in der der Winkel der Vorwärtsneigung der Schaufel (13, 13, 13) an der Seite der Anströmkante (13a) positiv ist, und andererseits an der Seite der Austrittskante (13b) negativ ist, ist der Wert des Winkels &thgr;2 konstant (siehe 4). Zusätzlich ist der Wert des Winkels &thgr;2 zum leichten Gießen der Schaufel (13, 13, 13) nicht größer als 90 Grad.

Zusätzlich, beispielsweise in 5 im Detail gezeigt, umfasst die Querschnittsansicht der Schaufel (13, 13, 13) durch die gedrehte Projektion der gebogenen Linie K auf eine Ebene, die durch die zentrale Rotationsachse O der Schaufel (13, 13, 13) geht, zwischen dem nabenseitigen Basisende (S) und dem äußeren Schaufelumfangsende (R), drei Regionen von unterschiedlichen Gestalten, und zwar ein inneres Umfangssegment, welches konkav zur Saugseite ist (oder welches annähernd in der Gestalt einer geraden Linie ist), ein zentrales Segment, welches konvex zur Saugseite ist, und ein äußeres Umfangsendsegment, welches teilweise entgegen der Saugseite gebogen ist.

Ferner, wie beispielsweise in 6 gezeigt, ist in das äußere Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) nur auf der Seite der Druckoberfläche (13d) eine abgerundete Oberfläche (d.h. eine gebogene Oberfläche) durch Abschneiden eines Kantenteils an der Seite der Druckoberfläche (13d) ausgebildet.

Die Größe (Krümmung des Radius r') der abgerundeten Oberfläche, die auf der Seite der Druckoberfläche (13d) des äußeren Umfangsteils (13c) ausgebildet ist, variiert innerhalb eines Bereichs zwischen nicht weniger als t und nicht mehr als 3t, wobei die Referenzdicke t die Dicke der Schaufel (13, 13, 13) in der Umgebung des äußeren Umfangs des Flügels der Luftgebläsevorrichtung (4) ist.

Vorgang im Schaufelbereich

Wie oben beschrieben, ist die Luftgebläsevorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Luftgebläsevorrichtung (4), wie ein Propellergebläse etc., welches eine Nabe (14), die als ein Rotationszentrum der Luftgebläsevorrichtung (4) dient, und eine Vielzahl von Schaufeln (13, 13, 13) umfasst, die entlang einer äußeren Umfangsoberfläche der Nabe (14) angeordnet sind und die jede eine Anströmkante (13a) und eine Austrittskante (13b) haben, in denen ein äußeres Umfangsende (R) von jeder der Anström- und Austrittskanten (13a) und (13b) relativ zur Rotationsrichtung F vorne liegen. In der Luftgebläsevorrichtung (4) ist die Schaufel (13, 13, 13) dadurch charakterisiert, dass der äußere Umfangsteil (13c) von dieser zur Saugseite in einer annähernden V-Form gebogen ist, so dass ein Startpunkt Q ausgebildet wird, an dem ein Luftfluss (&agr;) das Ausströmen beginnt. Die Schaufel (13, 13, 13) ist ferner dadurch charakterisiert, dass die Breite W in Radialrichtung des gebogenen Teils allmählich von der Umgebung der Anströmkante (13a) zur Umgebung der Austrittskante (13b) ansteigt (siehe 1-6).

In Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform, in der Schaufel (13, 13, 13) der Luftgebläsevorrichtung (4), welche eine so genannte swept-forward-Schaufel ist, in der, an jeder der Anström- und Austrittskanten (13a) und (13b) der Schaufel (13, 13, 13), das äußere Umfangsende (R) vorne angeordnet ist, relativ zur Rotationsrichtung F, zum inneren Umfangsende (S), das äußere Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) ist entgegen der Saugseite in eine annähernde V-Formj gebogen, um einen Startpunkt Q auszubilden, an dem ein Luftfluss (&agr;) beginnt auszuströmen. Als Ergebnis solch einer Anordnung, beispielsweise gezeigt in 9, fließt ein Luftfluss (&agr;) an der Seite der Druckoberfläche (13d) der Schaufel (13, 13, 13) entlang der sich verjüngenden Druckoberfläche (13d) an der Seite des äußeren Umfangsendes (R) und fließt reibungslos in die sich verjüngende Saugoberfläche (13e) herum in fast derselben Art ein, als wenn der Fall eines Krümmungsteils des vorher genannten vorherigen Anmeldungsbeispiels vorläge. Als Ergebnis wird der Wirbeldurchmesser der erzeugten Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) kleiner und stabiler und der Luftfluss (&ggr;), der in der Richtung des Schaufelumfangs an der Seite der Saugoberfläche (13e) fließt, wirkt nicht störend auf den Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) ein.

Ferner erreicht die obere Einwirkung ihren Effekt reibungslos flussabwärts der Austrittskante (13b) gemäß zu dem Wirbeldurchmesser des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;), der geschichtet ist und sich allmählich über den gesamten Bereich von der Anströmkante (13a) bis zur Austrittskante (13b) vergrößert und als Ergebnis wird er im Durchmesser vergrößert (siehe beispielsweise 10), da sich die Breite W des Biegeteils des äußeren Schaufelumfangsteils (13c) allmählich von der Umgebung der Anströmkante (13a) bis zur Umgebung der Austrittskante (13b) der Schaufel (13, 13, 13) erhöht. Demgemäß, wie beispielsweise in 11 gezeigt, ist es unwahrscheinlich, dass der erzeugte Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) von der Schaufelsaugoberfläche (13e) abweicht.

Hier, beispielsweise in dem Fall, in dem die Sehnenlänge der Schaufel (13, 13, 13) zum Reduzieren des Gewichts der Schaufel (13, 13, 13) verkürzt wird, geht das Wirbelzentrum eines erzeugten Schaufelspitzenwirbels (&bgr;) unversehrt zwischen den benachbarten Schaufeln (13, 13, 13) hindurch, wie in 11 gezeigt. Andererseits, für den Fall der ersten Ausführungsform, und anders als bei dem Krümmungsteil der vorher genannten vorherigen Anmeldung, ist ein Kantenteil des äußeren Schaufelumfangsteils (13c) in einer annähernden V-Form zur Saugseite in einer vorgegebenen Radialrichtungsposition Q als ein Startpunkt umgebogen. Das sichert ab, dass der Startpunkt Q, an dem ein Luftfluss (&agr;), der von der Seite der Druckoberfläche (13d) zur Seite der Saugoberfläche (13e) fließt, auszuströmen beginnt, eindeutig festgelegt wird, wie beispielsweise in 8 gezeigt. Als Ergebnis wird die Menge der Luftflussausströmung konstant und der erzeugte Schaufelspitzenflügel (&bgr;) wird stabil.

Zusätzlich zu diesem geschieht die Teilung, nachdem der Startpunkt Q einen länglichen Wirbel (&dgr;) erzeugt, an der Seite der Druckoberfläche (13d) des äußeren Schaufelumfangsteils (13c). Wie beispielsweise in den 10 und 11 gezeigt, weichen ein länglicher Wirbel (Aufhebungswirbel) (&dgr;), der in einer bestimmten Schaufel (13) erzeugt wird, und ein Schaufelspitzenwirbel (&bgr;), der in einer anderen Schaufel (13) erzeugt wird, welche neben und vor der bestimmten Schaufel (13) relativ zur Rotationsrichtung F der Luftgebläsevorrichtung (4) untergebracht ist, von den Schaufeloberflächen in der Umgebung der Ausströmkanten (13b) der Schaufeln (13, 13) jeweils ab. Dann kollidieren diese Wirbel (&dgr;) und (&bgr;) miteinander und gleichen sich aus, und die Ausstoßwirbel in flussabwärtiger Richtung, welche ein Problem der vorherigen Anmeldung war, werden effektiv vermieden.

Als ein Ergebnis wird die Flussturbulenz auf der flussabwärtigen Seite der Flügel der Luftgebläsevorrichtung (4) reduziert, und ein störendes Einwirken eines Gebläseschutzes (6), der eine wie in 17 gezeigte Gitterstruktur hat, auf die Ausstoßwirbel der Luftgebläsevorrichtung (4) wird nicht auftreten. Selbst für den Fall, in dem die Luftgebläsevorrichtung in eine vorher genannte Außeneinheit für eine Klimaanlage eingebettet ist, wie in 16-18 gezeigt, wird demgemäß eine Reduzierung des Lärmpegels effektiv erreicht.

Ferner ist in der oben beschriebenen Luftgebläsevorrichtung (4) die Breite W in Radialrichtung des Biegeteils nicht größer als 25% der Länge La von dem nabenseitigen Basisende (S) bis zum äußeren Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13).

Es ist so angeordnet, dass die Breite W in Radialrichtung des Biegeteils an dem maximalen Breitenabschnitt in der Umgebung der Ausströmkante (13b) nicht größer als 25% der Länge La von dem nabenseitigen Basisende (S) bis zum äußeren Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13) ist. Solch eine Anordnung macht es möglich, Aufhebungswirbel äußerst effektiv innerhalb des Bereichs zu erzeugen, in dem die Luftversorgungsleistung der Luftgebläsevorrichtung (4) gemäß zum Nabenverhältnis nicht abfällt, und ferner macht ermöglicht es, den Unterdrückungseffekt der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) und der Ausstoßwirbel effektiv zu erreichen.

Anders dargestellt, obwohl der Biegeteil effektiv zum Unterdrücken des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;) und der Ausstoßwirbel ist, trägt er nichts zur Luftversorgungsleistung bei. Demgemäß gibt es keinen Grund, die Breite W des Biegeteils mehr als notwendig zu vergrößern. Vorzugsweise, zumindest an dem maximalen Breitenabschnitt der Umgebung der Ausströmkante (13b), variiert die Breite W des Biegeteils innerhalb einer Änderungsspanne von nicht mehr als 25% der Länge La von dem nabenseitigen Basisende (S) bis zu dem äußeren Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13) gemäß zu der von Länge des äußeren Schaufelumfangendes (R) von vorne bis hinten (d.h., 0 < W < 0,25 La), um das Aufrechterhalten der Luftversorgungsleistung mit dem Unterdrücken der Ausstoßwirbel etc. kompatibel zu machen. Mit anderen Worten ist die Breie W des Biegeteils vorzugsweise nicht größer als 25% der Länge La von dem nabenseitigen Basisende (S) bis zu dem äußeren Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13), selbst an dem maximalen Breitenabschnitt in der Umgebung der Ausströmkante (13b), und variiert innerhalb einer Änderungsspanne von 0 < W < 0,25 La in der Richtung von vorne nach hinten des äußeren Schaufelumfangsendes (R).

Zusätzlich, in der Luftgebläsevorrichtung (4) gemäß der ersten Ausführungsform, variiert der Biegewinkel &thgr; des Biegeteils allmählich von der Umgebung der Anströmkante (13a) bis zur Austrittskante (13b) des äußeren Umfangsendes (R) der Schaufel (13, 13, 13). Und wenn der Biegewinkel &thgr; des Biegeteils gemäß der Form der Schaufel (13, 13,13) variiert, so dass er allmählich von der Umgebung der Anströmkante (13a) bis zur Umgebung der Austrittskante (13b) des äußeren Umfangsendes (R) der Schaufel (13, 13, 13) anwächst, ermöglicht dies, den Effekt der Unterdrückung der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) so effektiv wie möglich zu erreichen.

In anderen Worten, im Allgemeinen steigt der Differenzdruck zwischen der Druckoberfläche (13d) und der Saugoberfläche (13e) von der Anströmkante (13a) zur Austrittskante (13b) der Schaufel (13, 13,13) an, in Übereinstimmung mit der die Stärke des "Herumeinfließens" (Änderung der Luftflussrichtung) eines Luftflusses von der Seite der Druckoberfläche (13d) in die Seite der Saugoberfläche (13e) allmählich zur Austrittskante ansteigt. Wenn es andererseits so konstruiert ist, dass der Biegewinkel &thgr; an dem äußeren Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13,13) allmählich von der Anströmkante (13a) bis zur Austrittskante (13b) zum stabilen Erzeugen der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) an der Seiten der Saugoberfläche (13e) in dem äußeren Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) ansteigt, ermöglicht dies, die Größenordnung der erzeugten Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) so klein wie möglich zu machen.

Wie oben beschrieben wird es möglich durch allmähliches Ändern des Biegewinkels &thgr; an dem äußeren Schaufelumfangsteil (13c) von der Seite der Anströmkante (13a) zur Seite der Austrittskante (13b), den Lärm, der aufgrund der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) erzeugt wird effektiv zu unterdrücken, wenn in eine Klimaanlagenvorrichtung eingebettet.

Ferner ist in der Luftgebläsevorrichtung (4) gemäß der ersten Ausführungsform der Winkel &thgr;2 (siehe 7) nicht größer als 90 Grad.

Beispielsweise in dem Fall, in dem die Schaufel (13, 13, 13), deren Vorwärtsneigewinkel groß ist, durch Vergießen eines synthetischen Harzes hergestellt wird, wird die Tätigkeit des Produktauslassens (d.h. der Gussentfernung) schwierig durchzuführen, was die Effizienz des Gießens schlechter macht. Wenn jedoch der Winkel &thgr;2 nicht größer als 90 Grad ist, macht es dies möglich, einen angemessenen Gusswinkel vorzusehen, wobei das Gießen der Luftgebläsevorrichtung (4) erleichtert wird und die Effizienz des Gießens verbessert wird.

Ferner, in der Luftgebläsevorrichtung (4) gemäß der ersten Ausführungsform, wie beispielsweise aus 5 gesehen werden kann, umfasst eine Querschnittsansicht der Schaufel (13, 13, 13) durch eine gedrehte Projektion der gebogenen Linie K auf eine Ebene, welche durch die zentrale Rotationsachse O der Schaufel (13, 13, 13) geht, zwischen der Nabe (14) und dem äußeren Schaufelumfangende (R) drei Regionen von unterschiedlicher Gestalt, und zwar ein inneres Umfangssegment, welches konkav zur Saugseite ist (oder welches annähernd in der Gestalt einer geraden Linie ist), ein zentrales Segment, welches konvex zur Saugseite ist, und ein äußeres Umfangssegment, welches teilweise zur Saugseite hin gebogen ist.

Wenn die Querschnittsgestalt der Schaufel (13, 13, 13) drei Regionen von unterschiedlicher Gestalt umfasst, und zwar ein inneres Umfangssegment, welches konkav zur Saugseite ist (oder welches in der Gestalt einer geraden Linie ist), ein zentrales Segment, welches konvex zur Saugseite ist, und eines äußeren Umfangendsegments, welches teilweise zur Saugseite hin gebogen ist, erlaubt es dieser Anordnung einen Luftfluss in der Richtung des äußeren Schaufelumfangendes (R), der an der Seite der Saugoberfläche (13e) der Schaufel (13, 13, 13) durch die Zentrifugalkraft während der Rotation erzeugt wird, sich entlang der Saugoberfläche (13e) stabil zu bewegen (adhäsiv), ohne sich von der Saugoberfläche (13e) zu trennen, weil das innere Umfangssegment konkav zur Saugseite oder in der Gestalt einer geraden Linie ist. Demgemäß ist es unwahrscheinlich, dass der Luftfluss einen Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) beeinträchtigt.

Zusätzlich, aufgrund der Anordnung, dass die Gestalt des Zentralsegments konvex zur Saugseite ist, wird die Flussgeschwindigkeit eines Luftflusses, der dazu neigt, sich zur Seite der Saugoberfläche (13e) von der Seite der Druckoberfläche (13d) zu bewegen, im Vornherein an der Seite der Druckoberfläche (13d) unterdrückt. Als Ergebnis wird es möglich, die Größenordnung des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;) selbst zu reduzieren, der durch diesen Luftfluss erzeugt wird.

Ferner, in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, ist der äußere Umfangsteil (13c) zur Seite gebogen. Aufgrund dessen fließt ein Luftfluss an der Seite der Druckoberfläche (13d) der Schaufel (13, 13, 13) entlang der sich verjüngenden Druckoberfläche (13d) in dem äußeren Schaufelumfangsteil (13c) und fließt reibungslos die Saugoberfläche (13e) herum ein, welche ebenfalls eine sich verjüngende Oberfläche ist. Als Ergebnis wird der Wirbeldurchmesser der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) weiter reduziert und stabil, wobei ein Luftfluss, der in der Richtung des äußeren Schaufelumfangsendes (R) an der Seite der Saugoberfläche fließt, unwahrscheinlich den Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) beeinträchtigt.

Dieser Vorgang des äußeren Schaufelumfangsteils (13c), wenn die Breite W des Biegeteils des äußeren Schaufelumfangsteils (13c) allmählich von der Umgebung der Anströmkante (13a) bis zur Umgebung der Austrittskante (13b) der Schaufel (13, 13, 13) wie oben beschrieben ansteigt, erreicht einen reibungsloseren Luftflussführungseffekt von der Seite der Anströmkante (13a) hoch zu der Seite der Austrittskante (13b) gemäß zu dem Durchmesser des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;), dessen Durchmesser ansteigt, wenn er allmählich ansteigt, so dass er von der Seite der Anströmkante (13a) bis zur Seite der Austrittskante (13b) der Schaufel (13, 13, 13) größer wird (siehe 25). Zusätzlich ist es unwahrscheinlich, dass der erzeugte Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) sich von der Schaufelsaugoberfläche (13e) entfernt.

Wie oben beschriebene werden sich die erzeugten Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) dementsprechend zwischen den benachbarten Schaufeln (13, 13) nicht beeinträchtigen, selbst wenn die Länge der Sehne mit Blick auf die Reduzierung des Gewichts der Schaufel (13, 13, 13) gekürzt wird, und die Ausstoßluftflussturbulenzen auf der flussabwärtigen Seite der Luftgebläsevorrichtung werden reduziert.

Als Ergebnis von diesem werden in der ersten Ausführungsform die oben beschriebenen Vorgänge miteinander effektiv kombiniert, wobei eine zufrieden stellende Reduzierung des Lärmpegels erreicht wird, wenn in eine Außeneinheit für eine Klimaanlage eingebettet.

Selbst in dem Fall, in dem das innere Umfangssegment der Schaufel (13, 13, 13) in der Gestalt einer geraden Linie ist, werden diese Betriebs/Arbeitseffekte in annähernd derselben Art erhalten, wie in dem Fall, wenn das innere Umfangssegment konkav ist.

Ferner ist in der Luftgebläsevorrichtung (4) der ersten Ausführungsform eine abgerundete Oberfläche nur auf der Seite der Druckoberfläche (13d) des äußeren Schaufelumfangendes (R) ausgebildet.

Solch eine Anordnung, in der eine abgerundete Oberfläche nur auf der Seite der Schaufeldruckoberfläche (13d) des äußeren Schaufelumfangendes (R) ausgebildet ist, verhindert das Auftreten einer Luftflussturbulenz durch die Kantenteile, wobei es einem Luftfluss ermöglicht wird, reibungsloser von der Seite der Druckoberfläche (13d) des äußereren Schaufelumfangsteils (13c) herum in die Saugoberfläche (13e) einzufließen.

Ferner, in der Luftgebläsevorrichtung (4) der ersten Ausführungsform, wie beispielsweise in 6 gezeigt, variiert die Größe der abgerundeten Oberfläche an der Seite der Schaufeldruckoberfläche (13d) des äußeren Schaufelumfangendes (R) (d.h. der Krümmungsradius, r', der abgerundeten Oberfläche) in einem Bereich von nicht weniger als t bis nicht mehr als 3t, wobei t die Dicke der Schaufel (13, 13, 13) in der Umgebung des äußeren Umfangs des Flügels einer Luftgebläsevorrichtung (4) ist.

Aufgrund dieser Anordnung, in der die Größe der abgerundeten Oberfläche, die an der Seite der Schaufeldruckoberfläche (13d) des äußeren Schaufelumfangsendes (R) ausgebildet ist (d.h. der Krümmungsradius r' der abgerundeten Oberfläche), nicht kleiner als t und nicht größer als 3t ist, wobei die Dicke der Schaufel (13, 13, 13) in der Umgebung des außenseitigen Durchmessers eines Flügelrads der Luftgebläsevorrichtung (4) t ist, werden die vorherigen Luftflussführungstätigkeiten effektiver über den gesamten Bereich der Umgebung der Anströmkante (13a) bis zur Umgebung der Austrittskante (13b) ausgeführt.

In anderen Worten, wenn, an dem äußeren Umfangsende (R) der Schaufel (13, 13, 13), der Krümmungsradius r' der abgerundeten Oberfläche, die auf der Seite der Druckoberfläche (13d) ausgebildet ist, von t bis 3t wie oben beschrieben reicht, gemäß zur Variation in der Richtung eines Luftflusses, zu der Zeit, wenn ein Luftfluss von der Seite der Druckoberfläche (13d) herum in die Seite der Saugoberfläche (13e) einfließt, fließt der Luftfluss reibungsloser von der Seite der Druckoberfläche (13d) herum in die Seite der Druckoberfläche (13e) ein. Dementsprechend werden die Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) effektiv unterdrückt, wobei eine Reduktion des Lärmpegels erreicht wird.

Erstes Modifikationsbeispiel

Die Gestalt des Biegeteils des äußeren Umfangsteils (13c) der Schaufel (13, 13, 13) ist nicht auf die oben beschriebene lineare Gestalt beschränkt. Wie beispielsweise in den 12 und 13 gezeigt, kann die Gestalt des Biegeteils eine gebogene Oberfläche sein, die durch teilweises Einkräuseln der Umgebung des Anströmendes des Biegeteils ausgebildet ist, welches annähernd linear ausgebildet ist, d.h. nur die Umgebung des äußeren Umfangsendes (R), zur Saugseite hin gebogen ist. Das ermöglicht es dem Luftfluss einfach von der Seite der Druckoberfläche (13b) herum in die Seite der Saugoberfläche (13e) einzufließen, wobei der Durchmesser des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;) auf ein weiteres Maß reduziert wird.

Zweites Modifikationsbeispiel

Wie beispielsweise in den 14 und 15 gezeigt, kann das Biegeteil des äußeren Schaufelumfangsteils (13c) annähernd S-förmig sein. Im Speziellen, in diesem zweiten Modifikationsbeispiel, ist die gesamte Gestalt des Biegeteils folgendermaßen annähernd S-förmig ausgebildet. Ein Abschnitt, der vor einem Teil (a) positioniert ist, welches linear zur Saugseite gebogen ist, wird entgegen der Druckoberfläche (13d) zurückgebogen, um eine Schaufelauslegeroberfläche (b) auszubilden und dessen äußeres Umfangsende (c) ist zur Saugseite hin gebogen, so dass das Biegeteil S-förmig ist. Auch für den Fall einer solchen Anordnung wird der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) effektiv reduziert, und zusätzlich ist es möglich, den Ausstoßwirbel von zwischen den benachbarten Schaufeln zu eliminieren.

Effekte der ersten Ausführungsform

Demgemäß erzielt die Luftgebläsevorrichtung (4) in der ersten Ausführungsform die folgenden vorteilhaften Effekte.

  • (i) der Lärm, der durch die Luftgebläsevorrichtung (4) selbst erzeugt wird, wird reduziert, und, zusätzlich, der Lärm, wenn die Luftgebläsevorrichtung innerhalb einer Außeneinheit für eine Klimaanlage eingebettet ist, wird effektiv reduziert.
  • (ii) Selbst in dem Fall, in dem die Sehnenlänge der Schaufel (13, 13, 13) gekürzt wird, um eine Reduzierung des Gewichts und der Kosten der Schaufel (13, 13, 13) zu erreichen, wird der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) die Saugoberfläche nicht verlassen und wird nicht die benachbarten Schaufeln beeinträchtigen, und der Ausstoß der Wirbel von zwischen benachbarten Schaufeln wird effektiv reduziert. Als Ergebnis wird die Beeinträchtigung der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) mit äußeren Hindernissen, wie beispielsweise einem Gebläseschutz, Gitter etc. reduziert, wobei sowohl der Lärmreduzierungseffekt verbessert wird als auch der Abfall in der Luftversorgungsleistung unterdrückt wird.
  • (iii) Gießen wird einfach auszuführen, und die Reduzierung der Herstellungskosten werden erreicht, was genau durch das Ausbilden eines Biegeteils an einem äußeren Umfangsendeabschnitt erreicht wird, der ein Teil der Schaufel (13, 13, 13) ist, ohne die gesamte Gestalt der Schaufel (13, 13, 13) zu beeinflussen, welche durch ihre Luftversorgungsleistung festgelegt wird.
  • (iv) Zusätzlich, da der Biegeteil eine Rippenfunktion erreicht, erhöht dies die Steifigkeit der Schaufel (13, 13, 13). Als Ergebnis kann die Schaufel (13, 13, 13) verdünnt werden, wodurch es möglich ist, die Herstellungskosten der Schaufel (13, 13, 13) weiter zu reduzieren. In der gleichen Zeit wird der Vibrationswiderstand der Schaufel (13, 13, 13) verbessert, wobei die Erzeugung von unnormalen Geräuschen aufgrund der Vibration reduziert wird.
  • (v) Zusätzlich zu den oben genannten Effekten wird der Abfall der Luftversorgungsleistung unterdrückt oder verhindert.

Andere Ausführungsformen Biegewinkel &thgr; des Biegeteils

In dem Biegeteil der ersten Ausführungsform, wie beispielsweise in den 2-4 gezeigt, steigt die Breite W in Radialrichtung des Biegeteils allmählich von der Anströmkante (13a) bis zur Austrittskante (13b) der Schaufel (13, 13, 13) an, und andererseits bleibt der Biegewinkel &thgr; des Biegeteils (siehe 7) unverändert.

Im Gegensatz zu dem oberen, kann es so angeordnet werden, dass der Biegewinkel &thgr; des Biegeteils allmählich ansteigt oder von der Anströmkante (13a) bis zur Austrittskante (13b) der Schaufel (13, 13, 13) steil wird. In einem solchen Fall werden ebenso die absolut selben Betriebs/Arbeitseffekte erhalten, die die erste Ausführungsform bereitstellt.

Anders dargestellt, im Allgemeinen, steigt die Druckdifferenz zwischen der Druckoberfläche (13d) und der Saugoberfläche (13e) von der Anströmkante (13a) zur Austrittskante (13b) der Schaufel (13, 13, 13) an, in Übereinstimmung mit der die Stärke des „Herumeinfließens" (Änderung der Flussrichtung) eines Luftflusses von der Seite der Druckoberfläche (13d) in die Seite der Saugoberfläche (13e) allmählich zur Austrittskante hin ansteigt. Im Gegensatz dazu, wenn es so konstruiert ist, dass der Biegewinkel &thgr; an dem äußeren Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) allmählich ansteigt von der Anströmkante (13a) zur Austrittskante (13b) (der Neigungswinkel des Biegeteils wird steil) zum stabilen Erzeugen des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;) an der Seite der Saugoberfläche (13e), die in dem äußeren Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) ausgebildet ist, macht es dies möglich, die Größenordnung der erzeugten Schaufelspitzenwirbel so klein wie möglich zu machen.

Ferner, in dem Fall, wenn der Biegewinkel &thgr; wie oben beschrieben verändert wird, im Gegensatz zu dem oberen, kann der Biegewinkel &thgr; allmählich von der Anströmkante (13a) zur Austrittskante (13b) verringert werden (der Neigungswinkel des Biegeteils wird flacher).

Wie vorher dargestellt, vergrößert sich die Druckdifferenz zwischen der Seite der Druckoberfläche (13d) und der Seite der Saugoberfläche (13e) an dem äußeren Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) von der Seite der Anströmkante (13a) zur Seite der Austrittskante (13b), in Übereinstimmung mit dem Wachsen des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;) und der ähnlichen Vergrößerung dessen Durchmessers.

Um das obere zu bewältigen, wird der Biegewinkel &thgr; des Biegeteils auch allmählich flacher gemacht, so dass sich der Biegewinkel &thgr; gemäß zu dem Wachstum des Schaufelspitzenwirbels (&bgr;) verringert, der allmählich zur Seite der Austrittskante (13e) hin anwächst. Diese Anordnung sichert demgemäß ab, dass der Schaufelspitzenwirbel (&bgr;) von der Seite der Saugoberfläche (13e) des Biegeteils gehalten wird, das an dem äußeren Umfangsteil (13c) der Schaufel (13, 13, 13) ausgebildet ist, wobei die Beeinträchtigung mit einer benachbarten Schaufel (13) unterdrückt wird. Zusätzlich wird es möglich, den Schaufelspitzenwirbel, der allmählich anwächst, zu veranlassen, effektiv von der Seite der Druckoberfläche (13d) herum in die Seite der Saugoberfläche (13e) der Schaufel (13, 13, 13) einzufließen.

Art der Schaufel

In jeder der vorhergehenden Ausführungsformen wird in der Beschreibung auf Schaufeln eingegangen, die eine dünne Schaufelstruktur haben. Es ist jedoch keine Notwendigkeit zu sagen, dass die vorliegende Erfindung auch auf gewöhnlich verwendete, dicke Schaufeln anwendbar ist, auf verschiedene dicke Schaufeln, die eine bessere Luftversorgungsleistung haben, auf andere Arten von Schaufeln in derselben Art angewendet werden kann, wie sie auf die Schaufeln angewendet wurden, die eine dünne Schaufelstruktur haben.

Industrielle Anwendbarkeit

Wie oben beschrieben, wird die vorliegende Erfindung auf eine Luftgebläsevorrichtung angewendet, die zum Gebrauch in einer Außeneinheit für eine Klimaanlage vorgesehen ist.


Anspruch[de]
Luftgebläsevorrichtung, die eine Nabe (14), welche ein Rotationszentrum wird, und eine Vielzahl von Schaufeln (13), die entlang einer äußeren Umfangsfläche der Nabe (14) angeordnet sind, umfasst, bei der die äußeren Umfangsenden der Anström- und Austrittskanten (13a) und (13b) jeder Schaufel (13) relativ zur Rotationsrichtung vorne untergebracht sind,

bei der ein äußerer Umfangsteil (13c) jeder Schaufel (13) zu der Saugseite gebogen ist, um einen Startpunkt festzulegen, an dem ein Luftfluss zu fließen beginnt, und

dadurch gekennzeichnet, dass:

die Breite in Radialrichtung, W, des gebogenen Teils allmählich von der Umgebung der Anströmkante (13a) bis zu der Umgebung der Austrittskante (13b) ansteigt.
Luftgebläsevorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Breite in Radialrichtung, W, des gebogenen Teils nicht größer als 25% einer Länge La eines nabenseitigen Basisendes bis zu einem in Radialrichtung äußeren Umfangsende (R) jeder Schaufel (13) ist. Luftgebläsevorrichtung nach Anspruch 1, in der, in einer Sehne C in einem gegebenen Schaufelradius r, wobei die Länge der Sehne C gleich L0 ist, ein gegebener Punkt der Sehne C gleich P ist, und die Länge von der Anströmkante (13a) bis zu dem gegebenen Punkt P gleich L ist, während andererseits eine Bogenlinie in Radialrichtung K ist, die sich von einem nabenseitigen Basisende (S) bis zu einem äußeren Umfangsende (R) jeder Schaufel (13) erstreckt und so durch den gegebenen Punkt P läuft, dass das Verhältnis der Länge L und der Länge L0 (d.h., L/L0) konstant ist, und in der der Winkel, der geformt ist durch den Schnitt von

(a) einer geraden Linie Q-R, die einen Punkt Q, an dem der äußere Umfangsteil (13c) jeder Schaufel (13) beginnt sich zu der Saugseite zu biegen, und dem äußeren Umfangsende (R) jeder Schaufel (13) in einer bogenförmigen Linie K' verbindet, welche eine gedrehte Projektion der bogenförmigen Linie K auf eine Ebene ist, die die zentrale Rotationsachse O beinhaltet, und

(b) einer Tangentenlinie A-A' an dem Punkt Q der bogenförmigen Linie K', die näher an der Seite eines inneren Umfangs jeder Schaufel (13) als zu Punkt Q ist,

ein Biegewinkel &thgr; ist, in dem:

der Biegewinkel &thgr; sich allmählich von der Umgebung der Anströmkante (13a) zu der Umgebung der Austrittskante (13b) des äußeren Umfangsendes (R) der Schaufel (13) ändert.
Luftgebläsevorrichtung nach Anspruch 3, in der die bogenförmige Linie K' zwischen dem nabenseitigen Basisende (S) und dem äußeren Umfangsende (R) ein inneres Umfangssegment in der Form einer geraden Linie, ein zentrales Segment, das konvex zu der Saugseite gerichtet ist, und ein äußeres Umfangssegment, das zu der Saugseite gebogen ist, umfasst und als Ganzes hakenförmig ist. Luftgebläsevorrichtung nach Anspruch 3, in der die bogenförmige Linie K' zwischen dem nabenseitigen Basisende (S) und dem äußeren Umfangsende (R) ein inneres Umfangssegment, das konkav zu der Saugseite gerichtet ist, ein zentrales Segment, das konvex zu der Saugseite gerichtet ist und ein äußeres Umfangssegment, das zu der Saugseite gebogen ist, umfasst und als Ganzes hakenförmig ist. Luftgebläsevorrichtung nach einem der Ansprüche 3-5, in der der Winkel &thgr;2, der durch den gebogenen Teil des äußeren Umfangsteils der Schaufel (13c) auf der bogenförmigen Linie K' und einer Ebene orthogonal zu der zentralen Rotationsachse O geformt ist, nicht größer als 90° ist. Luftgebläsevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, in der eine abgerundete Oberfläche nur auf der Seite der Schaufeldruckfläche (13d) des äußeren Umfangsendes (R) der Schaufel ausgeformt ist. Luftgebläsevorrichtung nach Anspruch 7, in der die Größe der abgerundeten Oberfläche, die auf der Seite der Schaufeldruckfläche (13d) des äußeren Umfangsendes (R) ausgeformt ist, nicht kleiner als t noch größer als 3t ist, wobei t die Dicke der Schaufel (13) in der Umgebung des Außendurchmessers eines Flügels ist. Luftgebläsevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, in der die Luftgebläsevorrichtung aufgebaut ist, um in eine Außeneinheit für eine Klimaanlage eingebaut zu werden.






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