CN101208523B - 离心式多叶片风机 - Google Patents

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Abstract

一种离心式多叶片风机(1)，包括：利用马达(5)旋转驱动的圆盘(2)，以及按照形成前述圆盘(2)的正面侧开口的圆筒状的笼的方式、在该圆盘(2)的外周部沿着周向配置的多个弯曲长方形板状的叶片(4)，通过旋转，从前述圆盘(2)的正面侧的开口向旋转轴方向吸入空气，从外周部的叶片(4)之间向离心方向吹出空气，在所述离心式多叶片风机(1)中，利用靠近前述圆盘的厚板部(4b)，以及比前述厚板部(4b)薄的、远离前述圆盘(2)的薄板部(4a)构成前述叶片(4)，在成为弯曲的凸面的前述叶片(4)的负压面(9a、9b)侧，形成阶梯部(11)，该阶梯部(11)构成前述厚板部(4b)和薄板部(4a)的交界。

Description

离心式多叶片风机 
技术领域
本发明涉及用于换气装置、空调装置等的离心式多叶片风机。 
背景技术
作为现有技术的一种离心式多叶片风机，由圆板状的圆盘和多个叶片构成，所述圆盘的中心部向一个方向膨出，所述多个叶片的一端固定在前述圆盘的膨出的侧面上，在前述圆盘的外周等间隔地排列配置成筒面形状，在所述离心式多叶片风机中，前述各个叶片的叶片形状为，升力线附近的厚度在靠近前述圆盘的根部处大，随着远离前述圆盘而逐渐减薄，降低噪音，并且鼓风效率良好(例如，参照专利文献1)。 
此外，作为现有技术的另外一种离心式多叶片风机，已知一种鼓风机，该鼓风机配备有由圆盘和多个叶片构成的离心式多叶片风机，各个叶片由前述圆盘沿着以旋转轴为中心的圆周方向呈大致放射状地排列配置，通过使前述风机旋转，产生离心方向的空气气流，在所述鼓风机中，前述各个叶片至少在内径侧的端部处形成前述圆盘侧的弦长变长的锥形，并且，在该锥形的边缘部处，以能够脱模的角度形成多个缺口、凹痕、阶梯状的高低差中的任意一种，抑制空气气流的分离或紊流的发生，降低噪音(例如，参照专利文献2)。 
专利文献1：特开昭60-156997号公报(第2页，图5～图7) 
专利文献2：特开2001-234888号公报(第3页～第4页，图1～图3) 
发明内容
但是，在上述专利文献1中记载的离心式多叶片风机中，存在着叶片的长度方向的厚度的变化缓慢，不能构成能够产生抑制涡流的分离的空气气流的紊流的结构，不能充分降低噪音的问题。
另外，在上述专利文献2中记载的离心式多叶片风机中，利用在空气流入到在叶片的内径侧端部形成的切口、凹痕或者阶梯状的阶梯差时产生的气流的紊流，抑制分离涡流的发展，降低噪音，但是，有必要将叶片制成锥形，不能适用于一般的不具有锥形形状的叶片。 
当将叶片改变成锥形形状时，由于叶片截面的弦长根据叶片的长度方向位置而改变，所以，与作为直线型的叶片相比，风量、静压等鼓风特性会发生变化，如果想要获得相同的鼓风特性，就必须改变驱动电动机的输出，存在开发周期及成本等方面变得不利的问题。 
本发明鉴于上述情况，其目的是，获得一种离心式多叶片风机，该风机无需改变直线型叶片的鼓风特性，可以降低噪音。 
为了解决上述课题，达到所述目的，本发明的离心式多叶片风机，包括：利用马达旋转驱动的圆盘，以及按照形成前述圆盘的正面侧开口的圆筒状的笼的方式、在该圆盘的外周部沿着周向配置的多个弯曲的长方形板状的叶片；通过旋转，从前述圆盘的正面侧的开口向旋转轴方向吸入空气，从外周部的叶片之间向离心方向吹出空气，其特征在于，利用靠近前述圆盘的厚板部、和比前述厚板部薄且远离前述圆盘的薄板部构成前述叶片，在成为弯曲凸面的前述叶片的负压面侧形成阶梯部，该阶梯部构成前述厚板部和薄板部的交界。 
根据本发明，可以获得以下的效果，即，叶片截面的弦长不随叶片的长度方向位置而改变，借助从形成在叶片的负压面侧的阶梯部局部地产生的空气的紊流，抑制分离涡流的发展，不改变鼓风特性，而获得能够降低噪音的离心式多叶片风机。 
附图说明
图1是装配有根据本发明的离心式多叶片风机的鼓风机的纵剖视图。 
图2是表示根据本发明的离心式多叶片风机的实施形式的纵剖视图。 
图3是表示根据本发明的离心式多叶片风机的叶片的实施形式的透视图。
图4是实施形式的叶片的厚板部的横剖视图。 
图5是实施形式的叶片的薄板部的横剖视图。 
图6是表示叶片的阶梯部的高度与噪音的关系的图示。 
图7是表示叶片的厚板部的长度与噪音的关系的图示。 
符号说明 
1      离心式多叶片风机 
2      圆盘 
3      旋转轴 
5      马达 
6      涡旋形外壳 
6a     空气吸入孔 
6b     空气吹出口 
7      环 
4      叶片 
4a     薄板部 
4b     厚板部 
8a     内缘部 
8b     外缘部 
9a、9b 负压面 
10     压力面 
11     阶梯部 
20     鼓风机 
A、B、C空气气流 
D      风机旋转方向 
δ      薄板部的厚度 
Δδ     阶梯部的高度 
δ+Δδ   厚板部的厚度 
H      叶片的有效长度 
h      厚板部的长度(从圆盘到阶梯部的距离)
具体实施方式
下面，基于附图详细说明根据本发明离心式多叶片风机的实施形式。另外，本发明不仅限于该实施形式。 
实施形式 
图1是装配有根据本发明的离心式多叶片风机的鼓风机的纵剖视图，图2是表示根据本发明的离心式多叶片风机的实施形式的纵剖视图，图3是表示根据本发明的离心式多叶片风机的叶片的实施形式的透视图，图4是实施形式的叶片的厚板部的横剖视图，图5是实施形式的叶片的薄板部的横剖视图，图6是表示叶片的阶梯部的高度与噪音的关系的图示，图7是表示叶片的厚板部的长度与噪音的关系的图示。 
如图1所示，根据本实施形式的鼓风机20，包括：在正面形成圆形空气吸入口6a、在外周部形成空气吹出口6b的涡旋形外壳6；在涡旋形外壳6内与空气吸入口6a对向地配置的离心式多叶片风机1；安装在涡旋形外壳6上、旋转驱动离心式多叶片风机1的马达5。 
如图1及图2所示，离心式多叶片风机1包括：安装在马达5的旋转轴3上、被旋转驱动的圆盘2，以及多个弯曲的长方形板状的叶片4，所述叶片4，其厚板部4b的端部固定在圆盘2上，在圆盘2的外周沿着周向等间隔地配置，以便形成圆盘2的正面侧开口的圆筒状的笼。在叶片4的前端外周部安装环7，叶片4的前端部被环7沿着周向等间隔地固定。 
当驱动马达5使风机1旋转时，如图1的箭头A所示，从涡旋形外壳6的空气吸入口6a被吸入、且从圆盘2的正面侧的开口沿着旋转轴3的方向被吸入的空气，如图箭头B、B所示，被风机1的叶片4的压力面10(参照图4及图5)赋予速度和压力，从风机1的外周部的叶片4之间向离心方向吹出，流入涡旋形外壳6的外周流路，在外周流路中，一面向静压回收动能，一面如图箭头C所示，从空气吹出口6b吹出。
这时，在与叶片4的风机旋转方向(图3～图5的箭头D方向)相反侧的负压面9a、9b侧，生成沿着负压面9a、9b向叶片4的轴向方向(长度方向)展宽的空气的分离涡流，该分离涡流成为风机1的宽带噪音产生的原因。 
如图3～图5所示，叶片4按照压力面10成为凹面的方式形成以一定的曲率半径弯曲的长方形的板状，该长方形板状在轴向方向具有长的有效长度H，内缘部8a形成半径为板厚的1/2的圆弧状，其外缘部8b形成半径与圆盘2的半径相同的圆弧状。 
另外，叶片4由厚板部4b和薄板部4a构成，其中所述厚板部4b从固定在圆盘2上的端部起的长度为h、厚度为δ+Δδ，所述薄板部4的长度为H-h，厚度为δ，并远离圆盘2。如图3及图4所示，厚板部4b的厚度相对于薄板部4a而言在负压面9b侧厚Δδ，在成为弯曲凸面的负压面9b侧变高，形成作为厚板部4b和薄板部4a的交界的阶梯部11。 
其次，对于具有上述结构的实施形式的离心式多叶片风机1的作用进行说明。当使风机1向箭头D方向旋转时，如图1的箭头A所示，从涡旋形外壳6的空气吸入口6a吸入、从风机1的正面的开口向轴向方向流入的空气，被旋转的风机1的叶片4赋予如箭头B表示的速度和压力，从风机1的外周部如箭头C所示地向空气吹出口6b吹出。这时，当空气通过阶梯部11附近时，在阶梯部11附近的空气气流中，发生局部的紊流，借助该空气的紊流，抑制分离涡流的发展，降低噪音。 
厚板部4b侧的压力面10和薄板部4a侧的压力面10是连续的，并具有相同的形状，弦长也相同，所以，实施形式的离心式多叶片风机1的鼓风性能与不设置阶梯部11而在整个长度上具有薄板部4a的横截面形状的风机相同，风量、静压等鼓风特性不变，因而，没有必要改变马达5的规格，在制品的开发周期及成本等方面是有利的。另外，由于加大了叶片4的根部侧的横截面的面积，所以，具有增加叶片4向圆盘2的安装强度的效果。
另外，在通过树脂注塑成形来形成实施形式的离心式多叶片风机1的情况下，由于叶片4的横截面形状沿轴向方向远离叶片2的一方变小，所以，可以沿轴向方向将树脂成形金属模脱模，离心式多叶片风机1的由树脂注塑成形的批量生产性优异。 
其次，对于阶梯部11的高度(Δδ/δ)与阶梯部形成位置(h/H)与噪音的关系进行说明。关于阶梯部11的高度Δδ，如果高度小的话，则抑制分离涡流的效果小，如果高度大的话，则会由于从阶梯部11产生的空气的紊流产生噪音，所以，存在着降低噪音的最佳高度(Δδ/δ)。 
以薄板部4a的厚度δ与阶梯部11的高度Δδ之比Δδ/δ作为参数，与在叶片4的整个长度上的横截面形状与薄板部4a相同的叶片的噪音之差示于图6。如图6所示，如果令0.4≤Δδ/δ的话，具有使噪音降低的效果，如果在0.8≤Δδ/δ≤1.5的范围内，则可以获得-0.5dB以上的大的噪音降低效果。 
离心式多叶片风机1的叶片4、4之间的空气气流形成越靠近圆盘2流动越快的流速分布，所以，对于阶梯部11离开圆盘2的距离h(参照图2及图3)，也存在着最佳的距离h。以阶梯部11离开圆盘2的距离h与叶片4的有效长度H之比h/H作为参数，与在叶片4的整个长度上横截面形状和薄板部4a相同的叶片的噪音之差示于图7。如图7所示，如果令h/H≤0.5的话，则具有降低噪音的效果，如果在0.1≤h/H≤0.25的范围内，则可以获得-0.5dB以上的大的噪音降低效果。 
在上面说明的实施形式的离心式多叶片风机1中，叶片4的厚度(δ或δ+Δδ)从内缘部8a到外缘部8b具有同样的厚度，叶片4的厚度也可以不具有同样的厚度。 
工业上的利用可能性 
如上所述，根据本发明的离心式多叶片风机，作为设置在要求安静性的住宅、学校、医院、事务所等的换气装置、空调装置的的风机，是有用的。 

Claims (5)

1.一种离心式多叶片风机，包括：
利用马达旋转驱动的圆盘，
按照形成所述圆盘的正面侧开口的圆筒状的笼的方式、在该圆盘的外周部沿着周向配置的多个弯曲长方形板状的叶片，
通过旋转，从所述圆盘的正面侧的开口向旋转轴方向吸入空气，从外周部的叶片之间向离心方向吹出空气，其特征在于，
由厚板部和薄板部构成所述叶片，所述厚板部靠近所述圆盘，所述薄板部比所述厚板部薄且远离所述圆盘，在成为弯曲凸面的所述叶片的负压面侧，从所述叶片的内缘部直到外缘部形成同样厚度的所述厚板部，并且，形成阶梯部，该阶梯部构成所述厚板部和薄板部的交界。
2.如权利要求1所述的离心式多叶片风机，其特征在于，所述薄板部的厚度δ与所述阶梯部的厚度Δδ之比Δδ/δ为0.4≤Δδ/δ。
3.如权利要求1所述的离心式多叶片风机，其特征在于，所述薄板部的厚度δ与所述阶梯部的厚度Δδ之比Δδ/δ为0.8≤Δδ/δ≤1.5。
4.如权利要求1所述的离心式多叶片风机，其特征在于，从所述圆盘到所述阶梯部的距离h与所述叶片的有效长度H之比h/H为h/H≤0.5。
5.如权利要求1所述的离心式多叶片风机，其特征在于，从所述圆盘到所述阶梯部的距离h与所述叶片的有效长度H之比h/H为0.1≤h/H≤0.25。
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