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离心风扇.pdf

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  • 文档编号:913566
  • 上传时间:2018-03-18
  • 格式:PDF
  • 页数:8
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201010251046.2

    申请日:

    2010.08.09

    公开号:

    CN101994720A

    公开日:

    2011.03.30

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F04D 29/28申请日:20100809|||公开

    IPC分类号:

    F04D29/28

    主分类号:

    F04D29/28

    申请人:

    山洋电气株式会社

    发明人:

    严润杰; 栗林宏光

    地址:

    日本国东京都

    优先权:

    2009.08.11 JP 2009-186666; 2010.07.23 JP 2010-166097

    专利代理机构:

    中科专利商标代理有限责任公司 11021

    代理人:

    李贵亮

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    内容摘要

    本发明提供一种能够在不降低相对于风量的静压值的状态下使噪音比以往小的离心风扇。在多片叶片(29)的正压面(29a)和护罩(27)之间的角部分别设有随着从吸引口(43)或者靠近吸引口(43)的部分朝向对应的一个喷出口(47)而曲率变小的弯曲部(49)。弯曲部(49)具有朝向旋转方向凹陷且构成正压面(29a)的一部分的弯曲面。即,弯曲部(49)在流路(45)内为鼓出的形状,从而随着朝向对应的一个喷出口(47),靠近弯曲面(S)的护罩的表面部分和轮毂的外周部之间的最短距离逐渐变短。

    权利要求书

    1: 一种离心风扇, 其包括 : 电动机 ; 连结在所述电动机的旋转轴上并进行旋转、 且具有将从朝向所述旋转轴的轴线方向开 口的吸引口吸入的空气向所述旋转轴的径向喷出的多个喷出口的叶轮, 所述叶轮包括 : 与所述旋转轴连结且沿所述旋转轴的径向延伸的轮毂 ; 与所述轮毂的外周部对置且在中心部具有所述吸引口的护罩 ; 在所述轮毂的所述外周部和所述护罩之间且在所述旋转轴的旋转方向上空开间隔地 配置的多片叶片, 所述离心风扇在位于相邻的两片所述叶片的所述径向外侧的各个端部间具有一个所 述喷出口, 其特征在于, 在所述多片叶片上, 在正压面和所述护罩之间的角部分别设有随着朝向对应的一个所 述喷出口而曲率逐渐变小的弯曲部。
    2: 如权利要求 1 所述的离心风扇, 其中, 所述弯曲部具有朝向所述旋转方向以及所述径向外侧凹陷且构成所述正压面的一部 分的弯曲面。
    3: 如权利要求 2 所述的离心风扇, 其中, 所述弯曲面的最大曲率半径被确定为 4mm 以上 18mm 以下。
    4: 如权利要求 2 或 3 所述的离心风扇, 其中, 在所述轮毂的外周部、 相邻的两片所述叶片中的一个叶片的正压面、 相邻的两片所述 叶片中的另一个叶片的负压面和所述护罩之间形成流路, 所述弯曲部具有以随着朝向所述喷出口而所述弯曲面 (S) 的靠近所述护罩的表面部 分与所述轮毂的所述外周部之间的最短距离逐渐变短的方式向所述流路内鼓出的形状。
    5: 如权利要求 1 所述的离心风扇, 其中, 所述多片叶片超过所述护罩的内周缘部并向所述径向内侧延伸, 除所述弯曲面以外的所述正压面朝向所述旋转方向凸出地弯曲。

    说明书


    离心风扇

        【技术领域】
         本发明涉及一种离心风扇。背景技术 日本专利第 2940301 号公报所公开的离心风扇包括电动机、 与电动机的旋转轴连 结并旋转的叶轮。 叶轮具有将从朝向旋转轴的轴线方向开口的吸引口吸入的空气朝向旋转 轴的径向喷出的多个喷出口。 另外, 叶轮包括与旋转轴连结并向旋转轴的径向延伸的轮毂、 与该轮毂的外周部对置且在中心部具有吸引口的护罩 (shroud)、 在轮毂的外周部和护罩之 间且在旋转轴的旋转方向上空开间隔配置的多片叶片。 在位于相邻的两片叶片的径向外侧 的各个端部间具有一个喷出口。并且, 为了降低噪音, 在该离心风扇的多片叶片上, 且在负 压面和护罩之间的角部分别设有随着从吸引口侧朝向对应的一个喷出口而变大的圆弧部。
         ( 专利文献 1) 日本专利第 2940301 号公报
         然而, 使用以往的离心风扇的结构在降低噪声方面存在界限。
         发明内容 本发明的目的在于提供一种能够在不降低相对于风量的静压值 ( 风量、 静压特 性 ) 的状态下使噪音比以往小的离心风扇。
         本发明的作为改良对象的离心风扇具备电动机和叶轮。 叶轮连结在电动机的旋转 轴上并进行旋转、 且具有将从朝向旋转轴的轴线方向开口的吸引口吸入的空气向旋转轴的 径向喷出的多个喷出口。该叶轮包括与旋转轴连结且沿旋转轴的径向延伸的轮毂、 与轮毂 的外周部对置且在中心部具有吸引口的护罩、 在轮毂的外周部和护罩之间且在旋转轴的旋 转方向上空开间隔地配置的多片叶片。 在位于相邻的两片叶片的径向外侧的各个端部间具 有一个喷出口。 在本发明中, 在多片叶片上, 在正压面和护罩之间的角部分别设有随着朝向 对应的一个喷出口而曲率逐渐变小的弯曲部或者圆弧部。 若具体确定此处所述的弯曲部或 者圆弧部, 其是指朝向旋转方向以及径向外侧凹陷且具有随着从吸引口或者吸引口附近的 部分朝向喷出口而曲率变小且构成正压面的一部分的弯曲面的鼓出部。
         而且, 在轮毂的外周部、 相邻的两片叶片中的一个叶片的正压面、 相邻的两片叶片 中的另一个叶片的负压面和护罩之间形成流路。在考虑该流路的情况下, 所述弯曲部具有 以随着朝向喷出口而弯曲面的靠近护罩的表面部分与轮毂的外周部之间的最短距离逐渐 变短的方式向流路内鼓出的形状。
         若在正压面和护罩之间的角部设置这样的弯曲部或者圆弧部, 与在负压面和护罩 之间的角部设有弯曲部即圆弧部的以往的离心风扇相比, 能够在不降低静压的状态下降低 噪音。
         本申请的发明人等, 发现如以往那样的在负压面侧 ( 负压面和护罩之间的角部 ) 设有圆弧部的情况下, 在降低噪音方面存在界限。 因此, 虽然是以往的技术中被完全否定的 结构, 发明人等还是在正压面和护罩之间的角部设置弯曲部或者圆弧部而进行各种实验。
         其结果是, 发现若在正压面和护罩之间的角部设置圆弧部, 则能够在不降低相对于风量的 静压的值 ( 风量 - 静压特性 ) 的状态下使噪音比以往小。可以想到这是因为, 与在负压面 和护罩之间的角部设置弯曲部或者圆弧部相比, 在正压面和护罩之间的角部设置弯曲部或 者圆弧部能够使空气更加顺畅地流动。
         设在弯曲部的弯曲面的最大曲率半径优选为 R4( 即曲率半径为 4mm) 以上 R18( 曲 率半径为 18mm) 以下。在本申请的说明书中, 最大曲率半径是指随着朝向对应的一个喷出 口而变小的弯曲部或者圆弧部的各部分的曲率中曲率变得最小时的曲率半径, 位于最靠近 喷出口的位置的弯曲部或者圆弧部的部分的曲率半径为最大曲率。 若最大曲率半径减小为 R4, 与以往的离心风扇相比将无法充分降低噪音。若最大曲率半径增大为 R18, 则喷出口的 空气阻力变大, 空气不能顺畅地流动。
         多片叶片超过护罩的内周缘部向径向内侧延伸。即, 叶片的内侧端部向与吸引口 对置的空间区域内延伸。除弯曲面以外的正压面优选为朝向旋转方向凸出地弯曲的弯曲 面。如果这样, 则具有能够积极地抑制噪音值上升的优点。 附图说明
         图 1 是本发明的一个实施方式的离心风扇的剖视图。 图 2 是图 1 所示的离心风扇的立体图。 图 3 是表示试验所用的离心风扇的风量和静压的关系以及风量和噪音的关系的 附图标记说明 1 电动机 3 叶轮 7 旋转轴 25 轮毂 (hub) 27 护罩 29 叶片 29a 正压面 29b 负压面 43 吸引口 47 喷出口 49 圆弧部 ( 鼓出部 )图。
         具体实施方式
         以下, 参照附图详细说明本发明的实施方式的一个例子。图 1 以及图 2 是本发明 的一个实施方式的离心风扇的剖视图以及立体图。如图 1 所示, 本发明的离心风扇 ( 多叶 片风扇、 sirocco fan) 具有电动机 1 和叶轮 3。电动机 1 具有定子 5 和旋转轴 7。定子 5 嵌 合在轴承支座 13 的外侧, 该轴承支座 13 与滚珠轴承 9 以及 11 嵌合并对其进行保持, 所述 滚珠轴承 9 以及 11 以使旋转轴 7 旋转自如的方式对其进行支承。该定子 5 包括 : 配置在轴 承支座 13 的外侧的定子铁心 15、 嵌合在该定子铁心 15 内的绝缘树脂制的绝缘体 17、 隔在该绝缘体 17 之间地在定子铁心 15 的多个突极部 15a 上卷绕安装的定子线圈 19。定子线圈 19 经由连接导体 21 与电路基板 23 的未图示的电路图案电连接。在电路基板 23 上安装有 用于使励磁电流在定子线圈 19 上流动的驱动电路。
         在电动机 1 作用下旋旋的叶轮 3 由合成树脂一体成型。叶轮 3 包括轮毂 25、 护罩 27 和九片叶片 29。轮毂 25 具有与旋转轴 7 连结的轮毂主体 31、 位于轮毂主体 31 外周的 环状板部 33。轮毂主体 31 为杯形状并在中心部具有贯通孔 31a。通过镶嵌成型在贯通孔 31a 内固定有金属制的防脱用的筒状部件 35。并且, 以旋转轴 7 的一端与该筒状部件 35 嵌 合的状态下固定在该筒状部件 35 内。在轮毂主体 31 的内部空间嵌合有由导磁材料构成的 磁轭部件 38, 该磁轭部件 38 以使多个永磁铁 37 与定子铁心 15 的多个突极部 15a 对置的方 式固定。由此, 叶轮 3 以相对于图 2 的纸面顺时针 ( 箭头 D1) 方向为正转方向地进行旋转。 环状板部 33 与轮毂 31 一体地形成, 从轮毂主体 31 向旋转轴 7 的径向延伸。
         护罩 27 具有护罩主体 39 和环状突部 41。护罩主体 39 为与旋转轴 7 同心地配置 的环状的平板形状, 并与轮毂 25 的外周部 ( 环状板部 33) 相对置。在护罩主体 39 的中心 部形成的开口部构成吸引口 43。环状突部 41 一体地形成在护罩主体 39 的吸引口 43 侧的 边缘部。环状突部 41 沿旋转轴 7 的轴线且向远离环状板部 33 的方向突出。在环状突部 41 形成有朝向远离环状板部 33 的方向开口的多个凹部 41a。根据需要, 在这些多个凹部 41a 填充配重。
         在轮毂 25 的外周部 ( 环状板部 33) 和护罩 27 之间且在旋转轴 7 的旋转方向上空 开间隔地配置九片叶片 29。九片叶片 29 分别具有朝向旋转轴 7 的旋转方向的面即正压面 29a( 在图 1 中朝右侧 )、 在厚度方向上与正压面 29a 对置的里面即负压面 29b( 在图 1 中朝 左侧 )。在本例子中, 正压面 29a 除了由后述的弯曲部 49 的弯曲面 S 所构成部分以外, 均 成为朝旋转方向凸出地弯曲的弯曲面。另外, 九片叶片 29 分别具有超过护罩 27 的内周缘 部 ( 或者环状突部 41 的位置 ) 且沿径向内侧延长的延长部分 29c。延长部分 29c 向与吸引 口 43 连通的空间区域内延伸。朝向延长部分 29c 的吸引口 43 的面 29d 形成从护罩 27 向 轮毂 25 的环状板部 33 倾斜的倾斜面。借由这样的结构, 在轮毂 25 的环状板部 33、 相邻的 两片叶片 29 中的一个叶片 29 的正压面 29a、 相邻的两片叶片 29 中的另一个叶片 29 的负压 面 29b 和护罩 27 之间形成流路 45。而且, 在位于相邻的两片叶片 29 的径向外侧的各个端 部间 ( 流路 45 的径向外侧的端部 ) 形成一个喷出口 47。
         在该离心风扇中, 若叶轮 3 在电动机 1 作用下旋转, 则利用九片叶片 29 将从朝向 旋转轴 7 的轴线方向开口的吸引口 43 吸入的空气通过九条流路 45 从九个喷出口 47 向旋 转轴 7 的径向喷出。
         在九片叶片 29 上, 在正压面 29a 和护罩 27 之间的角部分别设有随着朝向对应的 一个喷出口 47 而曲率变小的弯曲部 49。弯曲部 49 具有朝向旋转方向以及径向外侧凹陷 且构成正压面的一部分的弯曲面 S。换句话说, 弯曲部 49 具有以使随着朝向喷出口 47 而 弯曲面 S 的靠近护罩 27 的表面部分和轮毂 25 的外周部之间的最短距离逐渐变短的方式向 流路 45 内鼓出的形状。位于该弯曲部 49 的流路 45 侧的弯曲面 S( 构成正压面 29a 的一部 分的面 ) 的轮廓形状成为如下状态。即, 在同旋转方向正交的方向上剖开弯曲部 49 后的剖 面的剖面形状与流路 45 面对的部分的轮廓形状, 在远离喷出口 47 的位置由直线部和曲线 部的组合构成, 并且随着逐渐朝向喷出口 47, 直线部逐渐消失而曲线部逐渐变大, 在喷出口47 附近只具有形成曲线部的形状。而且, 该曲线部的形状为大致圆弧形。该圆弧形随着朝 向喷出口 47 其曲率变小。在本例子中, 吸引口 43 附近的曲率半径 ( 最小曲率半径 ) 为 R0, 喷出口 47 的曲率半径 ( 最大曲率半径 )( 图 2 所示的 R) 为 R18( 曲率半径 18mm)。
         其次, 为了确认本发明的离心风扇的效果, 利用实施例 1、 2 以及比较例 1、 2 的离心 风扇进行了实验。实施例 1 是使用所述实施方式中的离心风扇 ( 最大曲率 R18)。实施例 2 是使用喷出口的曲率半径 ( 最大曲率半径 ) 为 R4 而其他结构与实施例 1 相同结构的离心 风扇。比较例 1 是使用在正压面和护罩之间的角部未设有弯曲部或者圆弧部而其他结构与 实施例 1 相同的离心风扇。比较例 2 是使用在正压面和护罩之间的角部未设置弯曲部或者 圆弧部、 但在负压面和护罩部之间的角部设有具有最大曲率半径 R4 的弯曲部或者圆弧部、 而其他结构与实施例 1 相同的离心风扇。然后, 以 3700rpm 旋转实施例 1、 2 以及比较例 1、 2 中的离心风扇, 并调查风量和静压之间的关系以及风量和噪音之间的关系。 图 3 表示其测 定结果。
         在图 3 中, 横轴为风量 (m3/min), 左侧的纵轴为静压 (Pa), 右侧的纵轴为噪音 (dB(A))。 根据图 3 可知, 在实施例 1、 2(R18、 R4) 以及比较例 1、 2 的离心风扇中, 对于相对于 风量的静压的值 ( 风量、 静压特性 ) 大致相等的情形, 与比较例 1、 2 的离心风扇相比, 实施 例 1、 2(R18、 R4) 的离心风扇噪音降低。尤其是, 与在负压面侧设有弯曲部或者圆弧部 ( 最 大曲率半径 R4) 的比较例 2 的离心风扇 ( 单点划线 ) 相比, 能够使在正压面侧设有弯曲部 或者圆弧部 ( 最大曲率半径 R4) 的实施例 2 的离心风扇 ( 双点划线 ) 的噪音降低。 产业上的可利用性
         根据本发明, 能够在不降低相对于风量的静压的值 ( 风量 - 静压特性 ) 的状态下 使噪音比以往的离心风扇的噪音小。尤其是, 与在负压面侧 ( 负压面和护罩之间的角部 ) 设有弯曲部或者圆弧部的以往的离心风扇相比, 能够减小噪音。
        

    关 键  词:
    离心 风扇
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