多翼風(fēng)扇的制作方法
【專利摘要】提供多翼風(fēng)扇，其可抑制風(fēng)噪聲和低頻寬帶噪聲以及特定的離散頻率音的突出以提高靜音性。在橫流式風(fēng)扇(10)中，多個翼(101～135)被固定于繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的支承板(50)。多個翼(101～135)被固定于支承板(50)，使得以旋轉(zhuǎn)軸為基準的翼間槳距角Pt1～Pt35成為規(guī)定排列。多個翼(101～135)被配置成這樣：關(guān)于將規(guī)定排列展開為周期性傅里葉級數(shù)時的各次數(shù)的周期函數(shù)的振幅值，最大振幅值小于第二大振幅值的200％。
【專利說明】
多翼風(fēng)扇
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及橫流式風(fēng)扇等多翼風(fēng)扇。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，已知在采用了橫流式風(fēng)扇等多翼風(fēng)扇的送風(fēng)機中會產(chǎn)生多個翼導(dǎo)致的風(fēng)噪 聲。作為對于風(fēng)噪聲中具有與轉(zhuǎn)速N和翼片數(shù)Z關(guān)聯(lián)的基本頻率的風(fēng)噪聲（下面，稱為NZ音） 的對策，通過將橫流式風(fēng)扇的翼間槳距角的值隨機地排列（隨機槳距角排列），從而進行使 翼間槳距角排列變化以實現(xiàn)靜音化。這樣的翼間槳距角排列的變化使導(dǎo)致NZ音的音壓變動 產(chǎn)生時間上的變形或增減而使NZ音的產(chǎn)生時間錯開，能夠通過減少特定頻率的NZ音的突出 來抑制令人不快的噪聲增大。
[0003] 但是，根據(jù)以往那樣的隨機地確定翼間槳距角排列的方法，是每當確定排列時NZ 音的減少量變化而無法預(yù)測的臨時解決方法。并且，隨機確定的排列還多成為偶然出現(xiàn)低 頻率突出的噪聲的翼間槳距角排列，為了得到大幅度降低NZ音并抑制低頻率突出的噪聲的 適當?shù)呐帕?，需要重?fù)試行錯誤，對于翼片數(shù)等橫流式風(fēng)扇的規(guī)格不同的送風(fēng)機，不是高效 率的翼間槳距角排列的確定方法。
[0004] 因此，例如，根據(jù)專利文獻1(日本特許第3484854號公報)所述的翼間槳距角排列 的確定方法，在將翼間槳距角排列展開為傅里葉級數(shù)時，以具有某一個次數(shù)的正弦波形的 方式給出排列。當這樣確定翼間槳距角排列后，有助于降低NZ音和低頻寬帶噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明要解決的課題
[0006] 然而，根據(jù)專利文獻1的確定方法，雖然NZ音和低頻寬帶噪聲得以降低，但僅具有 用于正弦波的次數(shù)的橫流式風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)音、換言之轉(zhuǎn)速次數(shù)的離散頻率音(下面，稱為N音） 單獨且較大地突出。該低頻的單獨突出音成為與NZ音同樣的令人不快的異常聲音，由于多 翼風(fēng)扇阻礙了應(yīng)提高的靜音性。
[0007] 本發(fā)明的課題在于，提供一種多翼風(fēng)扇，其可抑制風(fēng)噪聲和低頻寬帶噪聲以及特 定的離散頻率音的突出以提高靜音性。
[0008] 用于解決課題的手段
[0009] 本發(fā)明的第一方面的多翼風(fēng)扇具備:支承體，其繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；以及多個翼，它們 被固定于支承體，使得以旋轉(zhuǎn)軸為基準的翼間槳距角成為規(guī)定排列，所述多個翼沿旋轉(zhuǎn)軸 的軸向延伸，多個翼被配置成這樣:關(guān)于將規(guī)定排列展開為周期性傅里葉級數(shù)時的各次數(shù) 的周期函數(shù)的振幅值，最大振幅值小于第二大振幅值的200%。
[0010] 根據(jù)第一方面的多翼風(fēng)扇，關(guān)于展開為周期性傅里葉級數(shù)時的各次數(shù)的周期函數(shù) 的振幅值，最大振幅值小于第二大振幅值的200 %，因此，由僅具有最大振幅值的次數(shù)突出 而產(chǎn)生低頻率的令人不快的聲音導(dǎo)致的對靜音化的阻礙得以緩和。
[0011] 本發(fā)明的第二方面的多翼風(fēng)扇為:在第一方面的多翼風(fēng)扇中，多個翼被配置成這 樣:關(guān)于周期性傅里葉級數(shù)的各次數(shù)的周期函數(shù)的振幅值，第二大振幅值和第三大振幅值 在最大振幅值的50 %以上、100 %以下的范圍。
[0012] 根據(jù)第二方面的多翼風(fēng)扇，由于振幅值第二大的周期函數(shù)和振幅值第三大的周期 函數(shù)具有在最大振幅值的50%以上、100%以下的范圍的振幅值，因此，振幅值比較大的周 期函數(shù)彼此的振幅值的大小懸殊不大，因而，不僅振幅值最大的周期函數(shù)、振幅值第二大的 周期函數(shù)導(dǎo)致的影響也不明顯。
[0013] 本發(fā)明的第三方面的多翼風(fēng)扇為:在第二方面的多翼風(fēng)扇中，多個翼被配置成這 樣:關(guān)于周期性傅里葉級數(shù)的全部次數(shù)的個數(shù)中1/3以上的個數(shù)的次數(shù)，周期函數(shù)的振幅值 在最大振幅值的50 %以上、100 %以下的范圍。
[0014]根據(jù)第三方面的多翼風(fēng)扇，由于周期函數(shù)的振幅值的大小在最大振幅值的50%以 上、100 %以下的范圍內(nèi)的那樣的振幅值比較大的次數(shù)的個數(shù)占整體的三分之一以上的個 數(shù)，因此，不僅最大振幅值的周期函數(shù)、振幅值大的周期函數(shù)的影響也更不明顯。
[0015] 本發(fā)明的第四方面的多翼風(fēng)扇為:在第三方面的多翼風(fēng)扇中，多個翼被配置成這 樣:關(guān)于周期性傅里葉級數(shù)的全部次數(shù)的個數(shù)中1/2以上的個數(shù)的次數(shù)，周期函數(shù)的振幅值 在最大振幅值的50 %以上、100 %以下的范圍。
[0016] 根據(jù)第四方面的多翼風(fēng)扇，由于周期函數(shù)的振幅值的大小在最大振幅值的50%以 上、100 %以下的范圍內(nèi)的那樣的振幅值比較大的次數(shù)的個數(shù)占整體的二分之一以上的個 數(shù)，因此，不僅最大振幅值的周期函數(shù)、振幅值大的周期函數(shù)的影響也更不明顯。
[0017] 本發(fā)明的第五方面的多翼風(fēng)扇為:在第一方面至第四方面中的任一方面的多翼風(fēng) 扇中，多個翼是從如下周期函數(shù)的次數(shù)是2次以上的低次數(shù)側(cè)選擇的，該周期函數(shù)具有在最 大振幅值的50 %以上、100 %以下的范圍內(nèi)的振幅值。
[0018] 根據(jù)第五方面的多翼風(fēng)扇，由于低次數(shù)側(cè)的周期函數(shù)的振幅值一齊為在最大振幅 值的50 %以上、100 %以下的范圍內(nèi)，因此，NZ音的分散效果變明顯。
[0019] 本發(fā)明的第六方面的多翼風(fēng)扇為:在第一方面至第五方面中的任一方面的多翼風(fēng) 扇中，多個翼被配置成這樣:將規(guī)定排列展開為周期性傅里葉級數(shù)時的1次的振幅值為零。
[0020] 根據(jù)第六方面的多翼風(fēng)扇，由于1次的周期函數(shù)的振幅值為零，因此重心不會從軸 大幅偏離。
[0021] 發(fā)明效果
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面的多翼風(fēng)扇，不僅能夠降低風(fēng)噪聲和低頻寬帶噪聲，還能 夠抑制特定的離散頻率音的突出以提高靜音性。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面的多翼風(fēng)扇，隨著多翼風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的噪聲的不適感 得以緩和。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面的多翼風(fēng)扇，隨著多翼風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的噪聲的不適感 的緩和效果變明顯。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面的多翼風(fēng)扇，隨著多翼風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的噪聲的不適感 的緩和效果變明顯。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第五方面的多翼風(fēng)扇，能夠得到NZ音分散效果明顯的多翼風(fēng)扇。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的第六方面的多翼風(fēng)扇，能夠抑制旋轉(zhuǎn)平衡失衡導(dǎo)致的不良情況。
【附圖說明】
[0028] 圖1是示出空調(diào)裝置的室內(nèi)機的概要的剖視圖。
[0029] 圖2是示出第一實施方式的橫流式風(fēng)扇的葉輪的概要的立體圖。
[0030] 圖3是用于說明橫流式風(fēng)扇的多個翼的配置的平面圖。
[0031]圖4是示出一個實施方式的sin函數(shù)的次數(shù)與振幅值的關(guān)系的一個示例的曲線圖。 [0032]圖5是用于說明翼間槳距角排列的曲線圖。
[0033]圖6是示出以往的sin函數(shù)的次數(shù)與振幅值的關(guān)系的一個示例的曲線圖。
[0034]圖7是示出以往的sin函數(shù)的次數(shù)與振幅值的關(guān)系的一個示例的曲線圖。
[0035] 圖8是示出具有圖4的特性的橫流式風(fēng)扇產(chǎn)生的每個旋轉(zhuǎn)次數(shù)頻率的噪聲值的曲 線圖。
[0036] 圖9是示出具有圖6的特性的橫流式風(fēng)扇產(chǎn)生的每個旋轉(zhuǎn)次數(shù)頻率的噪聲值的曲 線圖。
[0037] 圖10是示出具有圖7的特性的橫流式風(fēng)扇產(chǎn)生的每個旋轉(zhuǎn)次數(shù)頻率的噪聲值的曲 線圖。
【具體實施方式】
[0038] (1)室內(nèi)機內(nèi)的橫流式風(fēng)扇
[0039]下面，關(guān)于本發(fā)明的一個實施方式的多翼風(fēng)扇，列舉被設(shè)置于空調(diào)裝置的室內(nèi)機 的橫流式風(fēng)扇為例進行說明。圖1是示出空調(diào)裝置的室內(nèi)機1的截面的概略的圖。室內(nèi)機1具 備主體外殼2、空氣過濾器3、室內(nèi)熱交換器4、橫流式風(fēng)扇10、垂直擋板5和水平擋板6。
[0040] 如圖1所示，在主體外殼2的頂面的吸入口 2a的下游側(cè)，與吸入口 2a對置地配置有 空氣過濾器3。在空氣過濾器3的更下游側(cè)配置有室內(nèi)熱交換器4。室內(nèi)熱交換器4是前面?zhèn)?熱交換器4a與背面?zhèn)葻峤粨Q器4b以從側(cè)面觀察呈倒V字狀的方式連結(jié)起來而構(gòu)成的。前面 側(cè)熱交換器4a和背面?zhèn)葻峤粨Q器4b均通過將多個翅片以沿室內(nèi)機1的寬度方向彼此平行地 排列的方式安裝于傳熱管而構(gòu)成。通過吸入口 2a而到達室內(nèi)熱交換器4的室內(nèi)空氣全部通 過空氣過濾器3而被除去塵埃。進而，從吸入口 2a被吸入并通過空氣過濾器3后的室內(nèi)空氣 穿過前面?zhèn)葻峤粨Q器4a和背面?zhèn)葻峤粨Q器4b的翅片之間時產(chǎn)生熱交換以進行空氣調(diào)和。
[0041] 在室內(nèi)熱交換器4的下游側(cè)，以沿主體外殼2的寬度方向較長地延伸的方式設(shè)置有 大致圓筒形狀的橫流式風(fēng)扇10。該橫流式風(fēng)扇10與室內(nèi)熱交換器4平行地配置。橫流式風(fēng)扇 1〇具備葉輪20和風(fēng)扇馬達(未圖示），該葉輪20配置在被倒V字狀的室內(nèi)熱交換器4以夾著的 方式圍繞的空間中，所述風(fēng)扇馬達用于驅(qū)動葉輪20。該橫流式風(fēng)扇10沿圖1的箭頭所示的方 向A1 (順時針方向）旋轉(zhuǎn)葉輪20而產(chǎn)生從室內(nèi)熱交換器4朝向吹出口 2b的氣流。即，橫流式風(fēng) 扇10是氣流橫穿橫流式風(fēng)扇10的橫流風(fēng)扇。
[0042] 與橫流式風(fēng)扇10的下游的吹出口 2b連接的吹出通路由渦旋部件2c構(gòu)成背面?zhèn)?。渦 旋部件2c的下端與吹出口 2b的開口部的下邊連結(jié)。渦旋部件2c的引導(dǎo)面剖視觀察時呈在橫 流式風(fēng)扇10側(cè)具有曲率中心的平滑的曲線形狀，以便將從橫流式風(fēng)扇10吹出的空氣順暢且 安靜地引導(dǎo)到吹出口 2b。在橫流式風(fēng)扇10的前面?zhèn)刃纬捎猩嗖?d，從舌部2d連續(xù)的吹出通 路的上表面與吹出口 2b的上邊連結(jié)。從吹出口 2b吹出的氣流的方向通過垂直擋板5和水平 擋板6來調(diào)節(jié)。
[0043] (2)橫流式風(fēng)扇的翼結(jié)構(gòu)
[0044]圖2中示出了橫流式風(fēng)扇10的葉輪20的概要結(jié)構(gòu)。葉輪20由例如端板21、24與多個 風(fēng)扇單元30接合而構(gòu)成。在該示例中，7個風(fēng)扇單元30被接合。在葉輪20的一端配置有端板 21，在軸心0上具有金屬制的旋轉(zhuǎn)軸22。并且，各風(fēng)扇單元30分別具備多個翼100和圓環(huán)狀的 支承板50。
[0045]圖3中示出了被固定在一個風(fēng)扇單元30的支承板50上的多個翼100的配置。圖3所 示的多個翼100是第1翼101到第35翼135的35片。在圖3中，從支承板50的中心呈放射狀延伸 的單點劃線示出了用于確定翼間槳距角Ptl~Pt35的基準線BL?；鶞示€BL是俯視觀察時通 過支承板50的中心并與第1翼101到第35翼135的各個翼外周側(cè)相切的切線。第一翼101的基 準線BL與第二翼102的基準線BL所成的角是第一翼間槳距角Ptl，第二翼102的基準線BL與 第三翼103的基準線BL所成的角是第二翼間槳距角Pt2,以下同樣，第35翼135的基準線BL與 第一翼101的基準線BL所成的角是第35翼間槳距角Pt35。為了便于下面的說明，將第一翼間 槳距角Ptl到第35翼間槳距角Pt35的標號的數(shù)字稱為槳距號碼。即，第一翼間槳距角Ptl的 槳距號碼是1，第二翼間槳距角Pt2的槳距號碼是2,以下同樣，第35翼間槳距角Pt35的槳距 號碼是35。
[0046] 圖3中的橫流式風(fēng)扇10的風(fēng)扇單元被配置成槳距號碼k(k=l，…，35)的第k翼間槳 距角Ptk的值0k是通過展開為周期性傅里葉級數(shù)的（1)式給出的翼間槳距角排列0 k。另外，在 (1)式中，Z是配置為一周的翼100的片數(shù)，M是次數(shù)的最大值。Sin函數(shù)的次數(shù)的最大值通過 不超過翼片數(shù)除以2時的值的最大的整數(shù)給出。
[0047] [式1]
[0049]其中，Z是6以上的自然數(shù)
[0050] k = l，A，Z(k是自然數(shù)）
[0051] m=l，A，M(m是自然數(shù)）
[0052] 0k =各翼間槳距角的排列（degree(度））
(等間隔槳距的情況下的角度）（degree(度））
[OOM] am=次數(shù)m的sin函數(shù)的振幅值
[0055] 次數(shù)m的sin函數(shù)的相位偏差
[0056]并且，根據(jù)下面的規(guī)則確定翼間槳距角排列0k。
[0057]在該（1)式中，關(guān)于各次數(shù)m的sin函數(shù)的振幅值am，在最大振幅值是amax、第二大 振幅值是a2nd時，振幅值被確定為具有amaX<2Xa2nd的關(guān)系。即，翼間槳距角排列0k成為 最大振幅值_ax小于第二大振幅值a2nd的200%的排列。下面，將這樣的翼間槳距角排列0 k 稱為低N音排列。
[0058]圖4是示出用于形成低N音排列的sin函數(shù)的次數(shù)與振幅值的關(guān)系的一個示例的曲 線圖。由于多個翼100的片數(shù)是35片，因此，當展開為使用sin函數(shù)的周期性傅里葉級數(shù)時， 可以采用第1次sin函數(shù)到第17次sin函數(shù)的和來表示翼間槳距角排列0k。
[0059] 如圖4所示，第1次sin函數(shù)的振幅值(^是^第2次sin函數(shù)到第5次sin函數(shù)的振幅 值 〇2、<13、(14、€[5均是250。此外，第9次8；[11函數(shù)到第17次8；[11函數(shù)的振幅值(1 9、€[1()、€[11、(112、€[13、 014、015、(1 16、€[17均是200。并且，第6次8；[11函數(shù)到第8次8；[11函數(shù)的振幅值(16、€[ 7、€[8在250與200 之間，并順次變小。比較這些Sin函數(shù)的振幅值ai-a 17，最大振幅值amax和第二大振幅值a2nd 包括在第2次sin函數(shù)到第5次sin函數(shù)的振幅值a2、a 3、a4、a5中。即，在具有圖4的特性的低N 音排列中，amax = a 2nd，滿足amax <2Xa2nd的條件。
[0060] 具有圖4的特性的低N音排列進一步配置成：關(guān)于各次數(shù)m的sin函數(shù)的振幅值am， 第二大振幅值a2nd和第三大振幅值a3rd在最大振幅值的50%以上、100%以下的范圍。即， 最大振幅值_ax、第二大振幅值a2nd和第三大振幅值a3rd滿足amax/2 < a2nd < amax、并且a max/2 < a3rd < amax這樣的條件。觀看圖4,由于第2次sin函數(shù)到第5次sin函數(shù)的振幅值a2、 a3、a4、a5均是250,因此滿足〇11^ = (1211(1 = (131(1 = (141:11的關(guān)系。另外，(141:11是第四大振幅值。
[0061] 在具有圖4的特性的低N音排列中，1次以外的15個的次數(shù)的振幅值是最大振幅值a max的一半的125以上，17個的次數(shù)中的15個在最大振幅值a max的75%以上、100%以下的范 圍。即，具有圖4的特性的低N音排列配置成這樣:關(guān)于周期性傅里葉級數(shù)的全部次數(shù)的三分 之一的次數(shù)、并且關(guān)于周期性傅里葉級數(shù)的全部次數(shù)的二分之一的次數(shù)，sin函數(shù)的振幅值 a m(m= 2、…、17)在最大振幅值amax的50%以上、100%以下的范圍。
[0062]并且，具有在最大振幅值amax的50%以上、100%以下的范圍內(nèi)的振幅值的sin函 數(shù)的次數(shù)從2次以上的低次數(shù)側(cè)選擇。根據(jù)具有圖4的特性的低N音排列不容易了解，但2次 到5次的sin函數(shù)具有振幅值a max的sin函數(shù)、具有第二大振幅值a2nd的sin函數(shù)、具有第三 大振幅值a3rd的sin函數(shù)、以及具有第四大振幅值a4th的sin函數(shù)順次地從2次以上的低次 數(shù)側(cè)選擇。例如，關(guān)于振幅值a m，l次以外的次數(shù)的振幅值<^〇11=2、…、17)的某次數(shù)的振幅值 an確定成比該次數(shù)大的次數(shù)的振幅值a n+1以上即可。
[0063]由于根據(jù)具有圖4的特性的低N音排列不容易了解，因此，假設(shè)4次的sin函數(shù)的振 幅值 a4 為 amax = 300，a2nd = 290、a3rd = 280、WTS270、260、250、240、230、220、210、100、 90、80、70、60、50、0。在該情況下，例如，可以選擇成這樣:2次的8111函數(shù)的振幅值€ [2為290、3 次的sin函數(shù)的振幅值a3為280、5次的sin函數(shù)的振幅值<1 5為270、6次的sin函數(shù)的振幅值a6 為260、7次的sin函數(shù)的振幅值07為250、8次的sin函數(shù)的振幅值08為240、9次的sin函數(shù)的振 幅值a 9為230、10次的sin函數(shù)的振幅值a1Q為220、并且11次的sin函數(shù)的振幅值an為210。在 該情況下，次數(shù)大于12次的sin函數(shù)是怎樣的選擇均可。但是，后面進行說明，優(yōu)選的是，選 擇成這樣：1次的s i n函數(shù)的振幅值a:是最小的振幅值a m i n、即為0。另外，即使在該情況下， 翼間槳距角排列9k也是這樣的配置：關(guān)于周期性傅里葉級數(shù)的全部次數(shù)的二分之一的次 數(shù)，sin函數(shù)的振幅值a m(m = 2、3、5、…、11)在最大振幅值amax的50%以上、100%以下的范 圍。
[0064]并且，關(guān)于振幅值am，進一步優(yōu)選的是，將m>M/2中包含的全部次數(shù)的振幅值設(shè)定 成2次的sin函數(shù)的振幅值<!2的0.6~0.8倍。若這樣設(shè)定，則NZ音的分散效果變明顯。
[0065]在具有圖4的特性的低N音排列中，1次的sin函數(shù)的振幅值ai為零。在如上述那樣 能夠抑制N音的排列的情況下，僅1次的sin函數(shù)的振幅值(^有助于旋轉(zhuǎn)平衡，因此，若使1次 的sin函數(shù)的振幅值(^為0附近，則能夠設(shè)計成這樣:橫流式風(fēng)扇10的與旋轉(zhuǎn)軸0垂直的截面 內(nèi)的重心幾乎不偏離軸。由于這樣的原因，在具有圖4的特性的低N音排列中，1次的sin函數(shù) 的振幅值<^為零。
[0066]圖5中示出了3個翼間槳距角排列0k。在圖5中，使用三角形標示的曲線圖G1所示的 翼間槳距角排列9k是具有圖4的特性的低N音排列。為了抑制N音，如上述那樣設(shè)定sin函數(shù) 的振幅值^即可，關(guān)于相位偏差K，怎樣設(shè)定均能夠得到抑制N音的效果，因此，圖5的低N音 排列也可以通過適當?shù)卦O(shè)定相位偏差匕以避免翼間槳距角排列0k的最大值與最小值的差過 大來得到。例如，關(guān)于槳距號碼2的翼間槳距角0 2,若將其應(yīng)用于實際的風(fēng)扇單元30,則將翼 1〇1與翼102的間隔確定成這樣：圖3的翼間槳距角Pt2為0 2。
[0067] (3)特征
[0068] (3-1)
[0069]如以上說明的那樣，橫流式風(fēng)扇（多翼風(fēng)扇的示例）的多個翼100、101~135被固定 于支承板50(支承體的示例）。并且，多個翼100、101~135被配置成具有圖4的特性的低N音 排列(規(guī)定排列的示例），使得關(guān)于展開為周期性傅里葉級數(shù)時的各次數(shù)的sin函數(shù)(周期函 數(shù)的示例）的振幅值^，最大振幅值_ax與第二大振幅值a2nd同樣為250。即，可以看作為配 置成最大振幅值amax小于第二大振幅值a2nd的200%。其結(jié)果是，由僅具有最大振幅值amax 的次數(shù)突出而產(chǎn)生低頻率的令人不快的聲音導(dǎo)致的對靜音化的阻礙得以緩和。即，采用具 有圖5的曲線圖G1那樣的翼間槳距角排列0 k的圖3的風(fēng)扇單元30而構(gòu)成的橫流式風(fēng)扇10不 僅能夠降低風(fēng)噪聲和低頻寬帶噪聲，還能夠抑制特定的離散頻率音的突出以提高靜音性。 [0070]特別是，在具有圖4的特性的低N音排列中，多個翼100、101~135被配置成這樣:關(guān) 于周期性傅里葉級數(shù)的各次數(shù)的sin函數(shù)的振幅值a m，第二大振幅值a2nd和第三大振幅值a 3rd與最大振幅值amax同樣為250。即，可以看作為配置成這樣:第二大振幅值a2nd和第三大 振幅值a3rd在最大振幅值a max的50%以上、100%以下的范圍。其結(jié)果是，由于振幅值比較 大的sin函數(shù)彼此的振幅值的大小懸殊不大，因而，不僅具有最大振幅值amax的sin函數(shù)、振 幅值第二大的sin函數(shù)導(dǎo)致的影響也不明顯。
[0071]這樣的效果隨著在最大振幅值amax的50%以上、100%以下的范圍內(nèi)的次數(shù)增加 而變大，關(guān)于周期性傅里葉級數(shù)的全部次數(shù)的三分之一的次數(shù)，優(yōu)選的是，配置成這樣:sin 函數(shù)的振幅值在最大振幅值的50%以上、100%以下的范圍，并且，關(guān)于全部次數(shù)的二分之 一的次數(shù)，優(yōu)選的是，配置成這樣 :sin函數(shù)的振幅值在最大振幅值的50%以上、100%以下 的范圍。
[0072]這里，關(guān)于這樣的效果，將具有在隨機地改變了槳距角的不等間隔配置有翼的隨 機槳距角排列的橫流式風(fēng)扇和專利文獻1所述的橫流式風(fēng)扇進行比較的同時詳細地進行說 明。關(guān)于專利文獻1所述的橫流式風(fēng)扇，例如，當將翼間槳距角排列展開為周期性傅里葉級 數(shù)后，僅2次的sin函數(shù)的振幅值a 2具有值，其它次數(shù)的sin函數(shù)的振幅值為零。在將其應(yīng)用 于具有與本發(fā)明的實施方式同樣的35片翼的橫流式風(fēng)扇的情況下，翼被配置成具有可展開 為如圖6的曲線圖所示的周期性傅里葉級數(shù)的翼間槳距角排列0 k?？烧归_為如圖6所示的周 期性傅里葉級數(shù)的翼間槳距角排列0k成為使用圖5的四方形來標示的曲線圖G2所示的翼間 槳距角排列9k。此外，隨機槳距角排列的橫流式風(fēng)扇的一個示例是可展開為圖7的曲線圖所 示的周期性傅里葉級數(shù)的翼間槳距角排列9k?？烧归_為圖7所示的周期性傅里葉級數(shù)的翼 間槳距角排列9k成為使用圖5的菱形來標示的曲線圖G3所示的翼間槳距角排列0k。
[0073]圖8是對橫流式風(fēng)扇10產(chǎn)生的噪聲進行傅里葉變換而將每個旋轉(zhuǎn)次數(shù)頻率的噪聲 值示出的曲線圖。圖9是對具有圖6的翼間槳距角排列0k的橫流式風(fēng)扇產(chǎn)生的噪聲進行傅里 葉變換而將每個旋轉(zhuǎn)次數(shù)頻率的噪聲值示出的曲線圖。圖10是對具有圖7的翼間槳距角排 列9k的橫流式風(fēng)扇產(chǎn)生的噪聲進行傅里葉變換而將每個旋轉(zhuǎn)次數(shù)頻率的噪聲值示出的曲 線圖。2次的旋轉(zhuǎn)次數(shù)頻率例如是2 X轉(zhuǎn)速(rpm/60)。另外，在圖8、圖9和圖10的縱軸上帶有 同樣的刻度，以便彼此進行比較。其中，刻度的數(shù)值本身沒有意義，但示出了與某基準量的 比的對數(shù)，以便將噪聲值進行比較。
[0074]關(guān)于具有圖6那樣的翼間槳距角排列0k的橫流式風(fēng)扇，當然可以預(yù)想到具有與2次 的sin函數(shù)同樣頻率的低頻的噪聲突出。實際上，如圖9所示，旋轉(zhuǎn)次數(shù)2次的N音大幅地突 出，由于這樣的噪聲的大幅地突出的與旋轉(zhuǎn)次數(shù)對應(yīng)的音存在于低頻帶，因此，被認為是不 自然且非常令人不快的聲音。這樣，具有將僅由2次的sin函數(shù)構(gòu)成的傅里葉級數(shù)展開而得 到的翼間槳距角排列知的橫流式風(fēng)扇的NZ音的能量偏向一部分的旋轉(zhuǎn)次數(shù)頻率而分散，分 散的對象的旋轉(zhuǎn)次數(shù)頻率被限定，因此，產(chǎn)生NZ頻率以外的頻率突出的噪聲。
[0075] 根據(jù)圖10可知，與16次的sin函數(shù)對應(yīng)的頻率的振幅值突出。在具有圖5的曲線圖 G3那樣的翼間槳距角排列0k的橫流式風(fēng)扇中，NZ音(與35次的旋轉(zhuǎn)次數(shù)頻率對應(yīng)的音）的能 量分散到其它旋轉(zhuǎn)次數(shù)頻率，但由于隨機求出翼間槳距角排列9 k，因此，其結(jié)果是，與16次 的s in函數(shù)對應(yīng)的頻率的振幅值突出而產(chǎn)生聽覺上令人不快的噪聲。
[0076] 觀察圖8所示的旋轉(zhuǎn)次數(shù)頻率的噪聲值的分布，與圖9和圖10相比可知，NZ音的值 降低，與NZ音降低相伴的能量廣泛地分散到其它旋轉(zhuǎn)次數(shù)頻率。因此，盡管NZ音大幅地降 低，也能夠抑制N音產(chǎn)生。其結(jié)果是，在橫流式風(fēng)扇10中，不僅能夠降低風(fēng)噪聲和低頻寬帶噪 聲，還能夠抑制特定的離散頻率音的突出以提高靜音性。
[0077] (3-2)
[0078] 此外，多個翼100、101~135從sin函數(shù)的次數(shù)是2次以上的低次數(shù)側(cè)選擇，該sin函 數(shù)具有在最大振幅值的50%以上、100%以下的范圍內(nèi)的振幅值。由于低次數(shù)側(cè)的周期函數(shù) 的振幅值一齊為在最大振幅值的50%以上、100%以下的范圍內(nèi)，因此，橫流式風(fēng)扇10的NZ 音的分散效果變明顯。例如，如具有圖4的特性的低N音排列那樣，通過使2次以上、8次以下 的次數(shù)的sin函數(shù)的振幅接近最大振幅值amax，并將2次以上、5次以下的sin函數(shù)的振幅值 同樣地提高成與最大振幅值_ax相同，從而得到高的NZ音的分散效果。此外，通過使2次以 上、8次以下的次數(shù)的sin函數(shù)的振幅為最大振幅值amax的0.8以上，從而能夠得到更良好的 NZ音分散效果。
[0079] (3-3)
[0080]多個翼100、101~135配置成低N音排列，該低N音排列具有使被展開為周期性傅里 葉級數(shù)時的1次的振幅值為零那樣的圖4的特性，多個翼100、101~135成為重心不大幅度地 偏離軸的配置。通過采用這樣的配置，從而橫流式風(fēng)扇10的旋轉(zhuǎn)平衡不容易失衡，能夠抑制 由旋轉(zhuǎn)平衡失衡導(dǎo)致的不良情況。
[0081] (4)變形例
[0082] (4-1)
[0083]在上述實施方式中，列舉橫流式風(fēng)扇為例對多翼風(fēng)扇進行了說明，但可應(yīng)用本發(fā) 明的多翼風(fēng)扇不限于橫流式風(fēng)扇那樣的橫流風(fēng)扇，還可以應(yīng)用于離心風(fēng)扇等其它多翼風(fēng) 扇。
[0084] (4-2)
[0085] 在上述實施方式中，在展開為周期性傅里葉級數(shù)時采用了sin函數(shù)作為周期函數(shù)， 但也可以采用sin函數(shù)以外的例如cos函數(shù)等其它周期函數(shù)。
[0086] 標號說明
[0087] 10:橫流式風(fēng)扇（多翼風(fēng)扇的示例）
[0088] 30:風(fēng)扇單元
[0089] 50:支承板(支承體的示例）
[0090] 1〇〇、1〇1 ~135:翼
[0091 ]現(xiàn)有技術(shù)文獻 [0092]專利文獻
[0093] 專利文獻1:日本專利第3484854號公報
【主權(quán)項】
1. 一種多翼風(fēng)扇，其中， 該多翼風(fēng)扇具備： 支承體(50)，其繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；以及 多個翼（100、101~135)，它們被固定于上述支承體，使得以上述旋轉(zhuǎn)軸為基準的翼間 槳距角成為規(guī)定排列，所述多個翼沿上述旋轉(zhuǎn)軸的軸向延伸， 多個上述翼被配置成這樣:關(guān)于將上述規(guī)定排列展開為周期性傅里葉級數(shù)時的各次數(shù) 的周期函數(shù)的振幅值，最大振幅值小于第二大振幅值的200%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多翼風(fēng)扇，其中， 多個上述翼被配置成這樣：關(guān)于上述周期性傅里葉級數(shù)的各次數(shù)的周期函數(shù)的振幅 值，第二大振幅值和第三大振幅值在最大振幅值的50%以上、100%以下的范圍。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多翼風(fēng)扇，其中， 多個上述翼被配置成這樣:關(guān)于上述周期性傅里葉級數(shù)的全部次數(shù)的個數(shù)中1/3以上 的個數(shù)的次數(shù)，周期函數(shù)的振幅值在最大振幅值的50%以上、100%以下的范圍。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多翼風(fēng)扇，其中， 多個上述翼被配置成這樣:關(guān)于上述周期性傅里葉級數(shù)的全部次數(shù)的個數(shù)中1/2以上 的個數(shù)的次數(shù)，周期函數(shù)的振幅值在最大振幅值的50%以上、100%以下的范圍。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的多翼風(fēng)扇，其中， 多個上述翼是從如下周期函數(shù)的次數(shù)是2次以上的低次數(shù)側(cè)選擇的，該周期函數(shù)具有 在最大振幅值的50 %以上、100 %以下的范圍內(nèi)的振幅值。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的多翼風(fēng)扇，其中， 多個上述翼被配置成這樣:將上述規(guī)定排列展開為周期性傅里葉級數(shù)時的1次的振幅 值為零。
【文檔編號】F04D29/30GK105849416SQ201480070314
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月18日
【發(fā)明人】宇多全史
【申請人】大金工業(yè)株式會社