CN100430608C - 涡流风扇 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低噪音，大风量的涡流风扇。该涡流风扇包括：具有空气的入口端和出口端的柱状的外壳；设置于上述外壳的内部，在外周部两侧具有多个叶片的圆盘状的叶轮；设置于上述入口端和出口端之间的外壳与上述叶轮的间隙内的挡风部，其特征在于：上述外壳内的空气流路由设置于上述外壳的内周面部、侧面部以及设置于上述叶轮上的凸缘部形成。

Description

涡流风扇

技术领域

本发明涉及叶轮外径在100mm以下的超小型涡流风扇，特别涉及低噪音、大风量的涡流风扇。

背景技术

涡流风扇可进行正转，反转的切换，比如，作为换气用的风扇，被用于室外空气的供气和室内空气的排气等。

作为现有的这种涡流风扇，例如在日本特开昭54-47114号文献中公开了图7所示的结构。

图7A表示正面剖视图，图7B表示沿图7A中的A-A线的剖视图。在该图中，该风扇包括具有使空气100流入的入口端101的外壳102；叶轮104，该叶轮104具有多个叶片103，其通过沿箭头a的方向旋转，传送流入的空气100，使其压力上升；将压力上升的空气100从外壳102排出的出口端105。在沿叶轮104的旋转方向从出口端105到入口端101的外壳102内的流路106中，设置有挡风部107，其将叶片103以外的流路106封闭。另外，叶轮104安装于旋转轴109上，该旋转轴109与设置于外部的马达108连接。

在这样形成的涡流风扇中，从入口端101流入的空气100的压力在沿外壳102内部的流路106流动的期间，在具有多个叶片103的叶轮104的作用下慢慢地上升，从出口端105排出。另外，在入口端101和出口端105之间的流路106处以规定角度θ设置的挡风部107象图7B所示的那样，几乎将外壳102内的流路106的叶轮104所旋转区域以外的流路封闭。由于这样的作用，这种涡流风扇获得远远高于一般的离心风扇的压力。

另外，在日本特开2000-146219号文献，日本特开2000-193269号文献，JP特开2000-249365号文献中，公开有下述实例，其中，利用涡流风扇仅具有通过使旋转方向反转，使流向方向反转的特性，将该风扇用作空调机的换气用风扇。

这要求涡流风扇的动作原理与作为一般的涡流风扇，再生泵，涡流吹风机而公知的流体机械相同，以更低的压力，实现较大的风量，并且以低噪音实现运转。

但是，在上述现有实例中，未公开适合低压力、低噪音、大风量的形状，特别是小型的涡流风扇具有风量小，但是噪音却大等的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决过去的涡流风扇的课题，提供高性能的，低噪音的涡流风扇。

为了解决现有的问题，本发明的涡流风扇采用下述方案，该涡流风扇包括：具有空气的入口端和出口端的柱状的外壳；设置于上述外壳的内部，在外周部两侧具有多个叶片的圆盘状的叶轮；设置于上述入口端和出口端之间的外壳与上述叶轮的间隙内的挡风部，其特征在于：上述外壳内的空气流路由设置于上述外壳的内周面部、侧面部以及设置于上述叶轮上的凸缘部形成

按照上述的方案，叶轮和空气之间的接触面积增加，这样便促进紊乱流动，使升压量增加。由于叶轮的容积实质上几乎不增加，故与叶轮一起，穿过挡风部，返回入口端一侧的风量增加造成的性能降低是很小的，从总体上说，获得风量增加。

附图说明

图1A为本发明的第1实施方式的涡流风扇的正面的局部剖视图。

图1B为沿图1A中的A-A线的剖视图。

图1C为沿图1B中的B-B线的放大剖视图。

图2为表示本发明的第1实施方式的涡流风扇中的，相对流路高度和叶片高度的比的风量性能的特性图。

图3为表示本发明的第1实施方式的涡流风扇中的，相对叶轮外径与叶片根部直径的比的风量性能的特性图。

图4为表示本发明的第1实施方式的涡流风扇中的，相对外壳的流路宽度与叶片的宽度的比的风量性能的特性图。

图5A为本发明的第2实施方式的涡流风扇的正面的局部剖视图。

图5B为沿图5A中的A-A线的剖视图。

图6A为本发明的第3实施方式的涡流风扇的正面的局部剖视图。

图6B为沿图6A的A-A线的剖视图。

图7A为现有实例的涡流风扇的正面局部剖视图。

图7B为沿图7A中的A-A线的剖视图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的实施方式进行描述。

(第1实施方式)

图1A表示本发明的第1实施方式的涡流风扇的正面的局部剖视图，图1B表示沿图1A中的A-A线的剖视图，图1C表示沿图1B中的B-B线的放大剖视图。

在附图中，叶轮1由多个叶片2和叶间部3形成。在叶轮1和收纳该叶轮的外壳4之间，设置有流路5，此外，在外壳4上，以规定的间距，设置有入口端6和出口端7。还有，设置有挡风部8，以便将入口端6和出口端7的流路5隔离，使空气的泄漏达到最小限。象图1B所示的那样，该挡风部8的内面9与叶轮1的外面10保持尽可能小的间隙。另外，该挡风部8中的抵靠入口端6和出口端7的面，分别形成入口端6和出口端7的壁面的一部分。还有，叶轮1通过轴承部11，与马达12的旋转轴13连接，通过马达12的旋转沿图1A的箭头b方向，或其反方向旋转。

一般，象下述那样，对在涡流风扇中实现升压的原理进行说明。即，伴随从入口端6流入的空气14，在流路5中，因叶轮1的旋转而沿箭头c的方向行进，由叶轮1的外周端与内周的角运动量的差产生的流动的紊乱逐渐增加，升压和传送作用增强。与此同时，将叶轮1的叶间部3的空气14从叶片2的前端，排到流路5内部，再次产生返回到叶片根部的流动。

由于这样的作用通过多个叶片2同时地进行，故在流路5中，空气的混合和冲击激烈，进一步促进紊乱流动。其结果是，在逐渐地提高空气的压力的同时，将其传送给出口端7。因此，为了增加升压量，促进紊乱流动，人们认为增加叶轮1和空气14之间的接触面积，加大叶片2的方式是有效的。

从入口端6流入的空气14按照最大与叶轮1相同的速度在流路5中行进，从出口端7排出，但是此时，叶轮1的叶间部3内的容积量的空气伴随叶轮1的旋转，从挡风部8穿过，返回到入口端6一侧。因此，叶轮1内部的容积越小，返回到入口端6一侧的空气量越少，相对涡流风扇的旋转数量的出口风量增加。

因此，在涡流风扇中，为了促进应增加升压量的紊乱流动，增加叶轮1和空气之间的接触面积，加大叶片2的方式是有效的，如果使叶轮1的外径大于外壳4的内径，则可增加叶片2的尺寸，增加升压量。

此外，叶轮1内部的容积越小，返回到入口端6一侧的空气量越少，其结果是，相对涡流风扇中的旋转次数的出口风量增加。因此，如果使叶轮1的外径小于外壳4的内径，则减小叶轮2的内部的容积，相对旋转次数的出口风量增加。

象图1B所示的那样，D1表示叶轮1的外径，D2表示外壳4的内径，b1表示叶片2的高度，b2表示叶轮1的宽度，a1表示从叶轮1的外侧到外壳4的内侧面的间隙。

此时，b1/((D2-D1)/2+b1))，即，相对流路高度与叶片高度的比的风量性能在图2给出。象该图所示的那样，在

0.70≤b1/((D2-D1)/2+b1))≤0.85的范围内，风量基本上呈现极大值。

另外，在0.70＞((D2-D1)/2+b1))时，相对流路5的高度，叶轮1的叶片2的高度过小，不能够期待充分地促进紊乱流动。在((D2-D1)/2+b1))＞0.85时，人们认为，叶轮1的内部的容积过大，返回到入口端6一侧的风量变多，其结果是，相对涡流风扇的旋转次数的风量减少。

此外，图2的结果为叶轮外径D1为68mm时的结果，确认该结果在叶轮外径D1在100mm以下的范围内成立。

(D1-2×b1)/D1，即，相对叶轮外径与叶片根部直径的比的风量性能在图3给出。根据图3，在

0.40≤(D1-2×b1))/D1≤0.50的条件下，风量基本上呈现极大值。另外，人们认为，在(D1-2×b1))/D1＞0.50时，与叶轮外径相比较，叶轮内径过大，叶片变小，无法期待充分地促进紊乱流动，流路高度本身也变小，在0.40＞(D1-2×b1))/D1时，叶轮内外直径差过大，叶轮内外直径差过大造成的损失增加，其结果是，涡流风扇中的相对旋转次数的风量减少。

b2/(b2+2×a1))，即，相对外壳的流路宽度与叶片的宽度的比的风量性能在图4中示出。根据图4，在

0.25≤b2/(b2+2×a1)≤0.50的范围内，风量基本上呈现极大值。在0.25＞b2/(b2+2×a1)时，与外壳内部宽度相比较，叶轮宽度过小，不能够期待充分地促进紊乱流动，在b2/(b2+2×a1)＞0.50时，叶轮内部的容积过大，返回到入口侧的风量变大，其结果是，涡流风扇中的相对旋转次数的风量减少。

下面对挡风部8进行说明。挡风部8在本实施方式中，象图1所示的那样，基本上呈隧道状。从入口端6流入的空气14与叶轮1一起旋转，在挡风部8的入口部15处，分为朝向出口端7的空气流，以及与叶轮1一起，通过挡风部8内的开口，而从出口部16排出，与从入口端6流入的空气流混合的空气流。

象作为图1B中的B-B线的剖视图的图1C所示的那样，在挡风部8的入口部15的角部17的两个侧面，设置有倒角部18。在叶轮1中的叶片2进入到挡风部8中时，将周围的空气急剧压缩，该压缩与叶片2的间距同步地变化，由此，产生其频率由旋转次数×叶片各数表示的nZ音或其高频波。按照本实施方式，由于该倒角部18的作用，不将周围的空气急剧压缩，由此，nZ音可减小。另外，按照本实施方式，还在挡风部8的出口部16处，设置倒角部18。因此，即使在叶轮1中的叶片2从挡风部8退出的情况下，周围的空气的压力与叶片的间距同步地变化，产生其频率由旋转次数×叶片数表示的nZ音或其高频波，但是由于上述倒角部18的作用而减弱。

在本实施方式中，倒角部为R倒角，在这种情况下，空气流的阻力变小，但是显然，即使为C形倒角，仍具有效果。

此外，在本实施方式中，象图1C所示的那样，叶轮1的两面的叶片2的安装位置错开半个间距，这样通过在两面产生的nZ音的相互干扰，减缓nZ音。

(第2实施方式)

图5A，图5B表示本发明的第2实施方式，在本实施方式的结构中，省略与第1实施方式共同的部分的说明。即，使圆筒状的凸缘部20从叶轮1的内周部朝向外壳4的侧面部19伸出。由此，叶轮1和空气14之间的接触面积增加，这样便促进紊乱流动，使升压量增加。由于叶轮1的容积实质上几乎不增加，故与叶轮1一起，穿过挡风部8，返回入口端6一侧的风量增加造成的性能降低是很小的，从总体上说，获得风量增加。

此外，由于使转子部22在固定于外壳4上的定子21的周围旋转的外转子马达中的转子部22，以及从叶轮1的内周部朝向外壳4的侧面部19伸出的圆筒状的凸缘部20成一体形成，故图1所看到的那样的叶轮的轮毂部23与外壳4的流路5的内周壁24的双重结构是不需要的，可增加流路面积，由此，可增加单位旋转次数的风量。

(第3实施方式)

图6A，图6B表示本发明的第3实施方式。在本实施方式的结构中，省略与第1实施方式共同的部分的说明。如图所示，使凸缘26从叶轮1的外周部中间朝向外壳4的外周内面25呈圆盘状伸出。由此，叶轮1与空气之间的接触面积增加，这样促进紊乱流动，使升压量增加，另一方面，由于叶轮1的容积实质上几乎不增加，故与叶轮1一起，穿过挡风部8，返回入口端6一侧的风量增加造成的性能降低很小，从总体上说，获得风量增加。另外，本发明不限于上述实施方式的结构，显然，本发明可在不脱离发明的实质的范围内，适当进行设计变更。

象上述那样，在本发明的涡流风扇中，由于可获得足够的升压量，并且与叶轮一起穿过挡风部，返回入口端侧的风量受到抑制，使涡流风扇中的相对旋转次数的风量增加，可减小nZ音，故可提供低噪音，大风量的涡流风扇。

Claims (3)

1.一种涡流风扇，该涡流风扇包括：具有空气的入口端和出口端的柱状的外壳；设置于上述外壳的内部，在外周部两侧具有多个叶片的圆盘状的叶轮；设置于上述入口端和出口端之间的外壳与上述叶轮的间隙内的挡风部，其特征在于：

上述外壳内的空气流路由设置于上述外壳的内周面部、侧面部以及设置于上述叶轮上的凸缘部形成。

2.根据权利要求1所述的涡流风扇，其特征在于，上述凸缘部设置于上述叶轮上，形成叶片的根部，其朝向上述外壳的两侧面延伸。

3.根据权利要求1或2所述的涡流风扇，其特征在于，在上述外壳内部，设置有用于使圆盘状的叶轮旋转的定子和转子，使上述转子和设置于上述叶轮上的凸缘形成一体。

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