CN101014772A - 多叶片风扇 - Google Patents

Abstract

本发明的多叶片风扇具有：螺旋状的外壳(21)，其在单侧形成有喇叭口状的锐孔(22)，并具有吸入口(23)和喷出口(24)；叶轮(25)，其在该外壳(21)的内部具备由主板(27)和侧板(28)支承轴向的两端的多个叶片(29)；电机(26)，其驱动该叶轮(25)，其中，叶片(29)构成为，轴向的规定长度中与旋转轴垂直的截面形状具有规定形状，使主流沿着叶片(29)的背面流动。

Description

多叶片风扇

技术领域

本发明涉及在换气送风设备、空调设备、除湿器、加湿器、空气净化器等中使用的多叶片风扇。

背景技术

目前，这种多叶片风扇在家庭或事务所中使用，例如，在日本专利申请特开2002-168194号公报中就有记载。以下，对于这种多叶片风扇，参考图12以及图13进行说明。

图12是现有的多叶片风扇的整体图，外壳1是螺旋状的形状，在其中央部的单侧形成有喇叭口(bell mouth)形状的锐孔(orifice)2，并具备吸入口3和喷出口4。在外壳1的内部配置有叶轮5，由电机6驱动。叶轮5具备由主板7和侧板8支承轴向的两端的多个叶片9。从吸入口3吸入的空气，作为流入流10，如箭头所示，引导向叶轮5供给的空气。

图13表示与叶片9的旋转轴垂直的方向的截面图。对于叶片9而言，相同形状的多个叶片9等间隔分开并排列成环状。各个叶片9呈图示那样的形状，具有前缘部11和后缘部12，并在背面13具有凸部14。

由锐孔2引导的空气，如箭头所示，以流入流10和喷出流15的形式流动，但在背面13的剥离涡流(剥離渦)被凸部14抑制，从而具有减小产生涡流、减小湍流噪声的作用。

但是，在这样的现有的多叶片风扇中，来自叶轮5的叶片9的产生涡流仍然很大，存在叶轮5的产生噪声的抑制效果不充分的问题，从而要求进一步降低噪声。

发明内容

本发明解决所述现有的问题，其目的在于提供一种降低噪声的多叶片风扇。

为了解决所述现有的问题，本发明的多叶片风扇具有：螺旋状的外壳，其在单侧形成有喇叭口状的锐孔，并具有吸入口和喷出口；叶轮，其在外壳的内部具备由主板和侧板支承轴向的两端的多个叶片；电机，其驱动叶轮，其中，叶片构成为，轴向的规定长度中与旋转轴垂直的截面形状具有规定形状，使主流沿着叶片的背面流动。

根据所述结构，本发明的多叶片风扇能够提供一种抑制在叶片的背面产生的剥离涡流，从而减小向外部放射的放射噪声的多叶片风扇。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的多叶片风扇的整体结构图；

图2是同上的与叶片的旋转轴垂直的方向的截面图；

图3是本发明的第二实施方式的与叶片的旋转轴垂直的方向的截面图；

图4是本发明的第三实施方式的多叶片风扇的主用部立体图；

图5是本发明的第四实施方式的多叶片风扇的主用部立体图；

图6是本发明的第五实施方式的多叶片风扇的主用部立体图；

图7是本发明的第六实施方式的多叶片风扇的主用部立体图；

图8是本发明的第七实施方式的多叶片风扇的主用部立体图；

图9是本发明的第八实施方式的多叶片风扇的主用部立体图；

图10是本发明的第九实施方式的多叶片风扇的截面图；

图11是本发明的第十实施方式的多叶片风扇的截面图；

图12是现有技术的多叶片风扇的整体结构图；

图13是同上的与叶片的旋转轴垂直的方向的截面图。

图中：21-外壳；22-锐孔；23-吸入口；24-喷出口；25、25a、25b、25c、25d、25e、25f、25g-叶轮；26-电机；27-主板；28-侧板；29、29a、29b、29c、29d、29e、29f、29g-叶片；31、31a、31b、31c、31d、31e、31f、31g-前缘；32、32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g-后缘；33、33a、33b、33c、33d、33e、33f、33g-背面；36、36a、36b、36c、36d、36e、36f、36g-薄壁部；37、37a、37b、37c、37d、37e、37f、37g-厚壁部；38、38a、38b、38c、38d、38e、38f、38g-接合部；40-第-锐孔；41、44-第二锐孔。

具体实施方式

以下，参考附图说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

图1是本发明的第一实施方式的多叶片风扇的整体结构图。外壳21是螺旋状的形状，在其中央部的单侧形成有喇叭口形状的锐孔22，并具备吸入口23和喷出口24。在外壳21的内部配置有叶轮25，由电机26驱动。叶轮25具备由主板27和侧板28支承轴向的两端的多个叶片29。从吸入口23吸入的空气，作为流入流30，如箭头所示，引导向叶轮25供给的空气。

图2表示与叶片29的旋转轴垂直的方向的截面图。对于叶片29而言，相同形状的多个叶片29等间隔分开并排列成环状。各个叶片29呈图示那样的形状，并具有前缘31和后缘32，并在背面33具有规定形状。

由锐孔22引导的空气，如箭头所示，以流入流30和喷出流35的形式流动，但在背面33的剥离涡流被背面的规定形状抑制，从而具有减小产生涡流、减小湍流噪声的作用。

接着详细说明具体的形状。若在电机26的驱动力的作用下叶轮25旋转(以箭头R表示旋转方向)，则叶片29的背面33从途中剥离，剥离涡流随着接近于外周而变大，在叶片喷出口变得最大，因此有产生的湍流音变大的倾向。

但是，叶片29的背面33，为了使主流从前缘31朝向后缘32的方向沿着叶片29的背面33，而将与叶片29的旋转轴垂直的截面的背面33的形状形成为规定的形状。即，背面33的形状从前缘31朝向后缘32具有薄壁部36和厚壁部37。

该薄壁部36的壁厚相比于厚壁部37的壁厚在1/10以上且1/2以下的范围。另外，薄壁部36的长度在弦长的1/20以上且1/3以下的范围。另外，从薄壁部36向厚壁部37接合的接合部38是圆弧状，其长度在弦长的1/20以上且1/10以下的范围，优选是比较急剧地变化的形状。

通过形成这样的形状，抑制在背面33的空气流的剥离，在背面33剥离的涡流变小。将厚壁部37的部位设置在离开前缘31的范围的理由是，从离开某种程度的部位产生剥离涡流。另外，若厚壁部37的壁厚过厚，则相邻的叶片的间隔变小，另外，若过薄，则没有效果，因此，在所述的范围是最优的。由此，能够减少在叶片29的剥离涡流，抑制产生噪声。

(第二实施方式)

图3是本发明的第二实施方式的多叶片风扇的叶片29a的截面图。而且，对于与第一实施方式相同的部分标注相同号码，省略详细说明。

由锐孔22引导的空气，如箭头所示，以流入流30a和喷出流35a的形式流动，但在背面33a的剥离涡流被背面的规定形状抑制，从而具有减小产生涡流、减小湍流噪声的作用。

如图3所示，为了使主流从叶片29a的前缘31a朝向后缘32a沿着叶片的背面33a，而将与叶片29a的旋转轴垂直的截面的背面的形状形成为规定的形状。即，背面33a的形状从前缘31a朝向后缘32a具有薄壁部36a和厚壁部37a，厚壁部37a呈朝向其后缘32a缓缓变薄的形状，相比于接合部38a附近的壁厚，后缘32a的壁厚约为1/2。

在此，薄壁部36a的壁厚相比于厚壁部37a的壁厚的最大值在1/10以上且1/2以下的范围。另外，薄壁部36a的长度在弦长的1/20以上且1/3以下的范围。另外，从薄壁部36a向厚壁部37a接合的接合部38a是圆弧状，其长度在弦长的1/20以上且1/10以下的范围，优选是比较急剧地变化的形状。

在本实施方式中，由于使与叶片29a的旋转轴垂直的截面的背面33a的形状从前缘31a朝向后缘32a变化为厚壁，之后，缓缓地使壁厚变薄，所以抑制在背面的流的剥离，另外朝向后缘方向使流顺畅。将厚壁部37a的部位设置在离开前缘31a的范围的理由是，从离开某种程度的部位的前缘附近产生剥离涡流。另外，若厚壁部37a的壁厚过厚，则相邻的叶片的间隔变小，另外，若过薄，则没有效果。

另外，通常主流的流动为，在从入口部稍微离开的部位剥离涡流变大，之后，剥离涡流缓缓地变小。由于与该形态对应，壁厚朝向出口侧变薄，所以不会对主流的通风造成障碍，可有效地向出口引导主流。由此，叶片29a的剥离涡流变小，能够抑制产生噪声。

(第三实施方式)

图4是本发明的第三实施方式的多叶片风扇的主用部立体图。而且，对于与第一实施方式或第二实施方式相同的部分标注相同号码，省略详细说明。

如图4所示，叶轮25b具备由主板27b和侧板28b支承轴向的两端的多个叶片29b。叶片29b从主板27b在轴向上将规定长度L1设定为规定形状。在此规定长度L1在叶片29b的轴向长度的三分之二以下且三分之一以上。

规定长度L1的规定形状，与第一实施方式相同，背面的形状从前缘31b朝向后缘32b具有薄壁部36b和厚壁部37b。该薄壁部36b的壁厚相比于厚壁部37b的壁厚在1/10以上且1/2以下的范围。另外，薄壁部36b的长度在弦长的1/20以上且1/3以下的范围。另外，从薄壁部36b向厚壁部37b接合的接合部38b是圆弧状，其长度在弦长的1/20以上且1/10以下的范围，优选是比较急剧地变化的形状。

通过将叶片29b形成为所述的形状，在空气流集中于主板27b侧的高风量时，抑制在主板27b侧背面的流的剥离。将厚壁部的部位设置在离开前缘31b的范围的理由是，从离开某种程度的部位的前缘附近产生剥离涡流。另外，若厚壁部37b的壁厚过厚，则相邻的叶片的间隔变小，另外，若过薄，则没有效果。

由此，能够有效地使背面流沿着叶片29b，能够抑制剥离涡流，能够抑制叶轮的产生噪声。

(第四实施方式)

图5是本发明的第四实施方式的多叶片风扇的主用部立体图。而且，对于与第一实施方式至第三实施方式中任一实施方式相同的部分标注相同号码，省略详细说明。

如图5所示，叶轮25c具备由主板27c和侧板28c支承轴向的两端的多个叶片29c。叶片29c从主板27c在轴向上将规定长度L2设定为规定形状。在此规定长度L2在叶片29c的轴向长度的三分之二以下且三分之一以上。

规定长度L2的规定形状，与第二实施方式相同，背面的形状从前缘31c朝向后缘32c具有薄壁部36c和厚壁部37c，厚壁部37c呈朝向其后缘32c缓缓变薄的形状，相比于接合部38c附近的壁厚，后缘32c的壁厚约为1/2。

在此，薄壁部36c的壁厚相比于厚壁部37c的壁厚的最大值在1/10以上且1/2以下的范围。另外，薄壁部36c的长度在弦长的1/20以上且1/3以下的范围。另外，从薄壁部36c向厚壁部37c接合的接合部38c是圆弧状，其长度在弦长的1/20以上且1/10以下的范围，优选是比较急剧地变化的形状。

通过将叶片29c形成为所述的形状，在空气流集中于主板27c侧的高风量时，抑制在主板27c侧的流的剥离，另外朝向后缘32c的方向使流顺畅。将厚壁部37c的部位设置在离开前缘31c的范围的理由是，从离开某种程度的部位的前缘附近产生剥离涡流。另外，若厚壁部37c的壁厚过厚，则相邻的叶片的间隔变小，另外，若过薄，则没有效果。

由此，能够有效地使背面流沿着叶片29c，另外能够进一步抑制剥离涡流，能够抑制叶轮的产生噪声。

(第五实施方式)

图6是本发明的第五实施方式的多叶片风扇的主用部立体图。而且，对于与第一实施方式至第四实施方式中任一实施方式相同的部分标注相同号码，省略详细说明。

如图6所示，叶轮25d具备由主板27d和侧板28d支承轴向的两端的多个叶片29d。叶片29d从侧板28d在轴向上将规定长度L3设定为规定形状。在此规定长度L3在叶片29d的轴向长度的三分之二以下且三分之一以上。

规定长度L3的规定形状，与第一实施方式相同，背面的形状从前缘31d朝向后缘32d具有薄壁部36d和厚壁部37d。该薄壁部36d的壁厚相比于厚壁部37d的壁厚在1/10以上且1/2以下的范围。另外，薄壁部36d的长度在弦长的1/20以上且1/3以下的范围。另外，从薄壁部36d向厚壁部37d接合的接合部38d是圆弧状，其长度在弦长的1/20以上且1/10以下的范围，优选是比较急剧地变化的形状。

通过将叶片29d形成为所述的形状，在空气流集中于侧板28d侧的低风量时，抑制在侧板28d侧的流的剥离，另外朝向后缘32d的方向使流顺畅。将厚壁部37d的部位设置在离开前缘31d的范围的理由是，从离开某种程度的部位的前缘附近产生剥离涡流。另外，若厚壁部37d的壁厚过厚，则相邻的叶片的间隔变小，另外，若过薄，则没有效果。

由此，在空气流集中于侧板28d侧的低风量时，能够有效地使背面流沿着叶片，能够抑制剥离涡流，能够抑制叶轮的产生噪声。

(第六实施方式)

图7是本发明的第六实施方式的多叶片风扇的主用部立体图。而且，对于与第一实施方式至第五实施方式中任一实施方式相同的部分标注相同号码，省略详细说明。

如图7所示，叶轮25e具备由主板27e和侧板28e支承轴向的两端的多个叶片29e。叶片29e从侧板28e在轴向上将规定长度L4设定为规定形状。在此规定长度L4在叶片29e的轴向长度的三分之二以下且三分之一以上。

规定长度L4的规定形状，与第二实施方式相同，背面的形状从前缘31e朝向后缘32e具有薄壁部36e和厚壁部37e，厚壁部37e呈朝向其后缘32e缓缓变薄的形状，相比于接合部38e附近的壁厚，后缘32e的壁厚约为1/2。

在此，薄壁部36e的壁厚相比于厚壁部37e的壁厚的最大值在1/10以上且1/2以下的范围。另外，薄壁部36e的长度在弦长的1/20以上且1/3以下的范围。另外，从薄壁部36e向厚壁部37e接合的接合部38e是圆弧状，其长度在弦长的1/20以上且1/10以下的范围，优选是比较急剧地变化的形状。

通过将叶片29e形成为所述的形状，在空气流集中于侧板28e侧的低风量时，抑制在侧板28e侧的流的剥离，另外朝向后缘32e的方向使流顺畅。将厚壁部37e的部位设置在离开前缘31e的范围的理由是，从离开某种程度的部位的前缘附近产生剥离涡流。另外，若厚壁部37e的壁厚过厚，则相邻的叶片的间隔变小，另外，若过薄，则没有效果。

由此，在空气流集中于侧板29e侧的低风量时，能够有效地使背面流沿着叶片，能够进一步抑制剥离涡流，能够抑制叶轮的产生噪声。

(第七实施方式)

图8是本发明的第七实施方式的多叶片风扇的主用部立体图。而且，对于与第一实施方式至第六实施方式中任一实施方式相同的部分标注相同号码，省略详细说明。

如图8所示，叶轮25f具备由外形比所述主板小的主板27f和侧板28f支承轴向的两端的多个叶片29f。叶片29f从侧板28f在轴向上将规定长度L5设定为规定形状。在此规定长度L5在叶片29f的轴向长度的三分之二以下且三分之一以上。

规定长度L5的规定形状，与第一实施方式相同，背面的形状从前缘31f朝向后缘32f具有薄壁部36f和厚壁部37f。该薄壁部36f的壁厚相比于厚壁部37f的壁厚在1/10以上且1/2以下的范围。另外，薄壁部36f的长度在弦长的1/20以上且1/3以下的范围。另外，从薄壁部36f向厚壁部37f接合的接合部38f是圆弧状，其长度在弦长的1/20以上且1/10以下的范围，优选是比较急剧地变化的形状。

通过将叶片29f形成为所述的形状，在空气流集中于侧板28f侧的低风量时，抑制在侧板28f侧的流的剥离，另外朝向后缘32f的方向使流顺畅。将厚壁部37f的部位设置在离开前缘31f的范围的理由是，从离开某种程度的部位的前缘附近产生剥离涡流。另外，若厚壁部37f的壁厚过厚，则相邻的叶片的间隔变小，另外，若过薄，则没有效果。

由此，在空气流集中于侧板28f侧的低风量时，能够有效地使背面流沿着叶片，能够抑制剥离涡流，能够抑制叶轮的产生噪声。

在此，与第五实施方式的不同点是，使主板27f的外径小于厚壁部37f的外径。由此，在制作树脂制的叶轮25f时，能够以一体成型来制作，所以不仅可在低风量时减小叶片的产生噪声，还能够形成廉价的多叶片风扇。

(第八实施方式)

图9是本发明的第八实施方式的多叶片风扇的主用部立体图。而且，对于与第一实施方式至第七实施方式中任一实施方式相同的部分标注相同号码，省略详细说明。

如图9所示，叶轮25g具备由外形比所述主板小的主板27g和侧板28g支承轴向的两端的多个叶片29g。叶片29g从侧板28g在轴向上将规定长度L6设定为规定形状。在此规定长度L6在叶片29g的轴向长度的三分之二以下且三分之一以上。

规定长度L6的规定形状，与第二实施方式相同，背面的形状从前缘31g朝向后缘32g具有薄壁部36g和厚壁部37g，厚壁部37g呈朝向其后缘32g缓缓变薄的形状，相比于接合部38g附近的壁厚，后缘32g的壁厚约为1/2。

在此，薄壁部36g的壁厚相比于厚壁部37g的壁厚的最大值在1/10以上且1/2以下的范围。另外，薄壁部36g的长度在弦长的1/20以上且1/3以下的范围。另外，从薄壁部36g向厚壁部37g接合的接合部38g是圆弧状，其长度在弦长的1/20以上且1/10以下的范围，优选是比较急剧地变化的形状。

通过将叶片29g形成为所述的形状，在空气流集中于侧板28g侧的低风量时，抑制在侧板28g侧的流的剥离，另外朝向后缘32g的方向使流顺畅。将厚壁部37g的部位设置在离开前缘31g的范围的理由是，从离开某种程度的部位的前缘附近产生剥离涡流。另外，若厚壁部37g的壁厚过厚，则相邻的叶片的间隔变小，另外，若过薄，则没有效果。

由此，在空气流集中于侧板29g侧的低风量时，能够有效地使背面流沿着叶片，能够抑制剥离涡流，能够抑制叶轮的产生噪声。

在此，与第六实施方式的不同点是，使主板27g的外径小于厚壁部37g的外径。由此，在制作树脂制的叶轮25g时，能够以一体成型来制作，所以不仅可在低风量时减小叶轮的产生噪声，还能够形成廉价的多叶片风扇。

(第九实施方式)

图10是本发明的第九实施方式的多叶片风扇的截面图。而且，对于与第一实施方式至第八实施方式中任一实施方式相同的部分标注相同号码，省略详细说明。

外壳21是螺旋状的形状，在其中央部的单侧形成有喇叭口形状的第一锐孔40，并具备吸入口42和喷出口43。在外壳21的内部配置有叶轮25，由电机26驱动。叶轮25具备由主板27和侧板28支承轴向的两端的多个叶片29。从吸入口42吸入的空气，作为流入流30，如箭头所示，引导向叶轮25供给的空气。

在本实施例中，形成为在第一锐孔40的外部还叠置有第二锐孔41的结构。而且，第一锐孔40的内径D1和第二锐孔41的内径D2相同，这些锐孔之间的间隔L7在锐孔内径D1、D2的1/10以上且1/2以下。

由叶轮25产生的噪声从第一锐孔40的中央向吸入口42放射，但通过第二锐孔41，遮断所放射的噪声，并且使其在两锐孔之间共振衰减，从而减小向外部放射的噪声。若锐孔之间的间隔L7过小，则噪声降低效果小，若间隔L7大，则某种程度上效果有限，没有进一步的噪声降低效果，产品也变大，因此，所述范围是优选的。由此，能够减小向多叶片风扇的外部放射的噪声。

(第十实施方式)

图11是本发明的第十实施方式的多叶片风扇的截面图。而且，对于与第一实施方式至第九实施方式中任一实施方式相同的部分标注相同号码，省略详细说明。

与第九实施方式的不同点是，第二锐孔44的内径D3小于第一锐孔40的内径D1，且在2/3以上的范围。而且，第一锐孔40和第二锐孔44之间的间隔L8在第一锐孔的内径D1的1/10以上且在1/2以下。

由叶轮25产生的噪声从第一锐孔40的中央向吸入口42放射，但通过第二锐孔44，遮断放射的噪声，并且使其在两锐孔之间共振衰减，从而减小向外部放射的噪声。另外，由于第二锐孔44的内径D3小于第一锐孔40的内径D1，所以进一步遮断放射音，进一步减小向外部放射的噪声。第二锐孔44的内径D3的大小，虽然越小则声音的隔声效果越大，但风量减少，所以所述范围是优选的。由此，能够进一步减小向多叶片风扇的外部放射的噪声。

(第十一实施方式)

本实施方式组合了：以第一实施方式到第八实施方式所述的叶片的形状为主体的噪声降低结构、和以第九实施方式及第十实施方式所述的锐孔为主体的噪声降低结构。省略附图。更具体地，是如下的结构：将第一实施方式到第八实施方式所述的叶轮25、25a、25b、25c、25d、25e、25f、25g组合到第九实施方式及第十实施方式所述的结构中。

由此，通过使背面空气流沿着叶片来抑制剥离涡流，进而，以第二锐孔遮断放射噪声，从而可进一步有效地减小向外部放射的噪声。

(工业实用性)

本发明的多叶片风扇构成为，将与构成叶轮的多个叶片的轴向垂直的截面形状形成为规定形状，并使主流沿着叶片的背面流动。由此，能够提供一种抑制剥离涡流，减小向外部放射的放射噪声的多叶片风扇。

Claims (15)

1.一种多叶片风扇，其具有：螺旋状的外壳，其在单侧形成有喇叭口状的锐孔，并具有吸入口和喷出口；叶轮，其在所述外壳的内部具备由主板和侧板支承轴向的两端的多个叶片；电机，其驱动所述叶轮，其特征在于，

所述叶片构成为，轴向的规定长度中与旋转轴垂直的截面形状具有规定形状，使主流沿着所述叶片的背面流动。

2.如权利要求1所述的多叶片风扇，其中，

所述规定长度是所述叶片的轴向长度的整体。

3.如权利要求1所述的多叶片风扇，其中，

所述规定形状是背面的形状从前缘朝向后缘从薄壁部向厚壁部变化的形状。

4.如权利要求3所述的多叶片风扇，其中，

所述薄壁部在弦长的1/20以上且1/3以下的范围。

5.如权利要求3所述的多叶片风扇，其中，

所述薄壁部的壁厚相比于所述厚壁部的壁厚在1/10以上且1/2以下的范围。

6.如权利要求3所述的多叶片风扇，其中，

从所述薄壁部向所述厚壁部接合的接合部是圆弧状，并在弦长的1/20以上且1/10以下的范围。

7.如权利要求3所述的多叶片风扇，其中，

所述厚壁部的壁厚朝向后缘缓缓变薄。

8.如权利要求1所述的多叶片风扇，其中，

所述规定长度从所述主板侧在轴向上处于所述叶片的轴向长度的1/3以上且2/3以下的范围。

9.如权利要求1所述的多叶片风扇，其中，

所述规定长度从所述侧板侧在轴向上处于所述叶片的轴向长度的1/3以上且2/3以下的范围。

10.如权利要求3所述的多叶片风扇，其中，

所述主板的外形比所述厚壁部的外形小。

11.如权利要求1所述的多叶片风扇，其中，

所述锐孔从所述叶轮侧由第一锐孔和第二锐孔构成，隔开规定间隔配置并具有隔音性。

12.如权利要求11所述的多叶片风扇，其中，

所述第一锐孔的内径相对所述叶轮的内径在8/10以上且相同以下的范围。

13.如权利要求11所述的多叶片风扇，其中，

所述规定间隔相对所述第一锐孔的内径在1/10以上且1/2以下的范围。

14.如权利要求11所述的多叶片风扇，其中，

所述第二锐孔与所述第一锐孔呈相同形状。

15.如权利要求11所述的多叶片风扇，其中，

所述第二锐孔的内径相对所述第一锐孔的内径在2/3以上且相同以下的范围。

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