CN101360916A

CN101360916A - 多叶片风扇

Info

Publication number: CN101360916A
Application number: CNA2007800017640A
Authority: CN
Inventors: 荻野和郎; 白滨诚司
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2027-03-12
Also published as: CN101360916B; WO2007108342A1; US8221069B2; US20090162198A1

Abstract

本发明涉及一种多叶片风扇，其包括：具备吸入口和排出口的涡旋状的壳体、配设于该壳体内部的电动机、与该电动机的旋转轴垂直且具有通风孔的主板、配设于该主板的吸入口侧的第一叶片、配设于主板的吸入口的相反侧的第二叶片。在此，主板的直径比第一叶片及第二叶片的外径小且比它们的内径大，另外，以第一叶片和第二叶片中任一方或双方的出口角在轴向依次变化。

Description

多叶片风扇

技术领域

本发明涉及一种多叶片风扇，其主要设置于天花板且作为换气送风设备而使用。

背景技术

目前，众所周知的是，这种多叶片风扇具备孔板(オリフイス)，该孔板具有嗽叭口状的吸入口。例如，在专利文献1中被公开。下面，参照图16、图17对其多叶片风扇进行说明。

如图所示，多叶片风扇101在主板102上设置开口部103，所述主板102的侧板104侧的上部叶片105和所述主板102的侧板104的相反侧的下部叶片106截面形状不同。

在上述结构中，当多叶片风扇101旋转时，吸入空气通过孔板107的吸入孔108，在低压高风量时，利用下部叶片106进行升压，在高压少风量时，利用上部叶片105进行升压。此时，下部叶片106和上部叶片105入口角及出口角中一方或双方不同。由此，可以获得高性能的多叶片风扇。

在这种现有多叶片风扇中，在利用风扇的特性进行风量稳定控制的情况下，通常是对低压高风量时和高压少风量时的转速及与转速有关的电压及电流等进行检测，但是，低压高风量时和高压少风量时的转速之差不大，不适于进行风量稳定控制。另外，存在风扇效率差这种课题，要求增大转速差和提高风扇效率。

专利文献1：日本特许第3507758号公报

发明内容

本发明提供多叶片风扇，其包括：在单侧具备喇叭口状的吸入口和排出口的涡旋状的壳体、配设于该壳体内部的电动机、与该电动机的旋转轴垂直地设置且具有通风孔的主板、配设于该主板的吸入口侧的第一叶片、配设于主板的吸入口相反侧的第二叶片。在此，主板的直径比第一叶片的外径及第二叶片的外径小且比第一叶片的内径及第二叶片的内径大，另外，第一叶片和第二叶片中任一方或双方的出口角在轴向依次变化。

根据该结构，本发明可以提供一种使低压高风量时和高压少风量时的转速之差增大且容易进行风量稳定控制的多叶片风扇。

附图说明

图1是本发明实施方式1的多叶片风扇的侧面概略图；

图2是本发明实施方式1的多叶片风扇的立体图；

图3是本发明实施方式1的多叶片风扇的的叶片详细图；

图4是本发明实施方式1的多叶片风扇的正面图；

图5是本发明实施方式2的多叶片风扇的侧面概略图；

图6是本发明实施方式2的多叶片风扇的立体图；

图7是本发明实施方式2的多叶片风扇的叶片详细图；

图8是本发明实施方式3的多叶片风扇的侧面概略图；

图9是本发明实施方式3的多叶片风扇的立体图；

图10是本发明实施方式3的多叶片风扇的叶片详细图；

图11是本发明实施方式4的多叶片风扇的侧面概略图；

图12是本发明实施方式4的多叶片风扇的立体图；

图13是本发明实施方式4的多叶片风扇的叶片详细图；

图14是本发明实施方式5的多叶片风扇的叶片详细图；

图15是本发明实施方式5的多叶片风扇的正面图；

图16是现有的多叶片风扇的侧面概略图；

图17是现有的多叶片风扇的正面图。

符号说明

1 多叶片风扇

2 吸入口

3 排出口

4 壳体

5 电动机

6 旋转轴

7 主板

8 第一叶片

8a 高速时的第一叶片

9 第二叶片

9a 高速时的第二叶片

10 侧板

11 通风孔

β1 第一叶片的入口角

β2 第一叶片的吸入口侧的出口角

β0 第一叶片的平均出口角

β0a 第一叶片高速时的平均出口角

β3 第二叶片的入口角

β4 第二叶片的出口角

β4a 第二叶片高速时的出口角

β6 第一叶片的主板侧的出口角

D 主板的直径

D1 第一叶片及第二叶片的内径

D2 第一叶片及第二叶片的外径

D3 第二叶片的内径

D8 第一叶片的内径

R 旋转方向

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1)

图1是表示本发明实施方式1的多叶片风扇的侧面概略图，图2是其立体图，图3是其叶片的详细图，图4是其正面图。

如图1～图4所示，多叶片风扇1具有涡旋状的壳体4，该壳体4在单侧具备喇叭口状的吸入口2和排出口3。该多叶片风扇还具有：电动机5，其在壳体4的内部并作为驱动装置；主板7，其与该电动机5的旋转轴6垂直；多个吸入口侧叶片(称为第一叶片)8，其配设于该主板7的吸入口2侧；多个叶片(称为第二叶片)9，其配设于吸入口2侧的相反侧。而且，在该第一叶片8的外周部的吸入口2侧配设有环状的侧板10。另外，在主板7上具有为了使空气流从第一叶片8侧流到第二叶片9侧而成扇型形状设置的通风孔11。在本实施方式中，第一叶片8和第二叶片9的内、外径都为同一尺寸。而且，主板7的直径D设定为比第一叶片8及第二叶片9的外径D2小且比其内径D1大。

另外，上述的环状侧板10不限于配置在第一叶片8的吸入口2侧。有时也配置在第二叶片9，或配置第一叶片8及第二叶片9这两方。

在此，对各叶片的出口角进行如下所述定义。所谓出口角就是在垂直于旋转轴的面的截面上在叶片外周圆和叶片的中心线的交点上的叶片的中心线的延长线和外周圆的旋转方向下方侧的夹角。

而且，第一叶片8的出口角沿轴向依次变化，在吸入口2侧为出口角β2，在主板7侧为出口角β6，出口角β6设定为比出口角β2大。吸入口2侧的出口角β2和主板7侧的出口角β6的平均值即平均出口角β0为叶片的出口角沿轴向为一定的通常的多叶片风扇通常所采用的150度～160度的范围。

另外，第二叶片9的出口角β4不在轴向变化而为一定。该出口角β4被设定为比主板7侧的第一叶片8的出口角β6小。

在上述结构中，当第一叶片8及第二叶片9通过电动机5而在旋转方向R的方向进行旋转时，空气流自吸入口2被吸入且通过第一叶片8及第二叶片9进行升压。在低压高风量时吸入的空气流流到第一叶片8的主板7的侧部，在高压少风量时流到第一叶片8的吸入侧附近的部位。通风孔11的形状不限于扇型，只要具有开口部，则空气流可以根据叶片的动作通过通风孔11。

通常，利用小型电动机5以相同的电压使风扇运转时，在低压时，由于风扇所承受的负荷大，因此，转速下降，在高压时，由于风扇所承受的负荷小，因此，比低压时转速有所上升。检测该转速并判断作用于风扇的压力状态，在判断为低压时的情况下，使电动机5的电压降低，在判断为高压时的情况下，使电动机5的电压上升。由此，不论压力的状态而设定成希望的风量。这样，由于将压力的状态通过转速进行感知，因此，低压时和高压时的转速差尽可能大的一方易进行风量稳定控制。另外，检测对象不是转速，有时是与转速有关的电压及电流。

另一方面，吸入多叶片风扇1内的空气流通常在高压时流到侧板10侧而在低压高风量时流到主板7侧。但是，由于主板7的通风孔11不易通过空气流，因此，主板7的吸入口侧部流过空气流最多。

接着，对第一叶片8的出口角β2、β6及第二叶片9的出口角β4进行研究。在低压时，空气流流到吸入口的相反侧时，由于第一叶片8的主板7侧的出口角β6比平均出口角β0大，因此，负荷变大。因此，以与平均出口角β0为一定的风扇相同的电压使电动机5旋转时的转速，比以平均出口角β0为一定的风扇小。另外，在高压时，空气流流到侧板10侧时，由于第一叶片8的出口角β2比平均出口角β0小，因此，负荷变小。因而，以与平均出口角β0为一定的风扇相同的电压使电动机5旋转时的转速，比以平均出口角β0为一定的风扇变大。

在低压力时，空气流流到吸入口的相反侧时，通过主板7的通风孔11到达第二叶片9的空气流少，与此相对应，第二叶片的出口角β4比第一叶片8的出口角β6小。由此，由于在空气流最多的部位为负荷大的叶片出口角，在空气流少的部位为负荷小的叶片出口角，因此，成为高效的多叶片风扇。在此，电动机5的驱动电压为常规的工业电压，例如为100V或200V。

其结果是在低压时和高压时，利用同一电压、同一电动机驱动时的转速差变大，从而风量稳定控制容易且能够成为高效的多叶片风扇。

另外，只要为如下结构，即第二叶片9的出口角β4设为一定，但和第一叶片8同样使其沿轴向依次变化，则转速差进一步增大，风量稳定控制容易且能够做成高效的多叶片风扇。

另外，只要为如下结构，即第一叶片8的出口角为一定，使第二叶片9的出口角β4在轴向依次变化，则效果差，但转速差变大，从而风量稳定控制容易且能够做成高效的多叶片风扇。

(实施方式2)

图5是表示本发明实施方式2的多叶片风扇的侧面概略图，图6是其立体图，图7是其叶片详细图。与实施方式1相同的构成要素使用相同的参照符号，省略详细的说明。

在此，对各叶片的入口角进行如下的定义。所谓入口角就是在垂直于旋转轴的面的截面上，在叶片内周圆和叶片的中心线的交点上的叶片的中心线的延长线和内周圆的旋转方向上方侧的角度。

如图5～图7所示，配设在吸入口侧的第一叶片8的入口角β1及配设在吸入口侧的相反侧的第二叶片9的入口角β3都不沿轴向变化而为一定。另外，第二叶片9的入口角β3被设定为比第一叶片的入口角β1小。其它与实施方式1相同。

在上述的结构中，当第一叶片8及第二叶片9通过电动机5沿旋转方向R的方向旋转时，自吸入口2吸入的空气流进入多叶片风扇1且通过第一叶片8及第二叶片9进行升压。在低压高风量时，吸入的空气流流到第一叶片8的主板7的侧部，在高压少风量时，流到第一叶片8的吸入侧附近的部位。通风孔11的形状即使不是扇型只要具有开口部，则空气流也可以根据叶片的动作通过通风孔11。但是，主板7的通风孔11不易通过空气流，因此，主板7的吸入口侧部流过的空气流最多。

在此，第一叶片8的入口角β1被设定在70度～90度的范围。另外，第二叶片9的入口角β3为50度～80度的范围，被设定为比入口角β1小。如上所述，由于入口角β1和入口角β3都不沿轴向变化而为一定，因此，可沿轴向进行成型。

自主板7的通风孔11到达第二叶片9的空气流在低压及高压任一情况下都少，据此，第二叶片9的出口角β4和入口角β3分别比位于第一叶片8的主板7侧的出口角β6和入口角β1小。因而，在流过最多的第一叶片8的主板7侧为负荷大的叶片入口角、出口角，在流过少的第一叶片8的吸入侧附近部位及第二叶片上为负荷小的叶片出口角，另外，在第二叶片上为负荷小的入口角，因此，成为高效的多叶片风扇。

在此，同电压的电压为常规的工业电压，例如，为100V或200V。

其结果是低压时和高压时的同一电压、同一电动机的转速差变大，风量稳定控制容易且可以作成高效的多叶片风扇。

(实施方式3)

图8是表示本发明实施方式3的多叶片风扇的侧面概略图，图9是其立体图，图10是其叶片详细图。与实施方式1或实施方式2相同的构成要素使用相同的参照符号，省略详细的说明。

如图8～图10所示，吸入口的相反侧的第二叶片9的片数比吸入口侧的第一叶片8的片数少。其它与实施方式1相同。

在上述结构中，当第一叶片8及第二叶片9通过电动机5在旋转方向R的方向旋转时，空气流自吸入口2进入多叶片风扇1且利用第一叶片8及第二叶片9进行升压。在低压高风量时，吸入的空气流流到第一叶片8的主板7的侧部，在高压少风量时，流到第一叶片8的吸入侧附近的部位。通风孔11的形状不限于扇型，只要具有开口部，则空气流可以根据叶片的动作通过通风孔11。

另一方面，被吸入多叶片风扇1的空气流通常在高压时流到侧板10侧而在低压高风量时流到主板7侧。但是，由于主板的通风孔11不易通过空气流，因此，主板7的吸入口侧部流过的空气流最多。

在此，第二叶片9的片数比常规的基本的片数40～60少，被设定为20～40片，因此，根据空气流的量，低压时、高压时负荷都变小且风扇效率良好。在低压时和高压时，同一电动机的转速差变大，由于第一叶片8沿轴向被扭转，因此，风量稳定控制变得容易的效果是相同的。

(实施方式4)

图11是表示本发明实施方式4的多叶片风扇的侧面概略图，图12是其立体图，图13是其叶片详细图。与实施方式1至实施方式3相同的构成要素使用相同的参照符号，省略详细的说明。

如图11～图13所示，在第一叶片8和第二叶片9上，将叶片内径在主板7的轴向上下做成不同的大小。即，第二叶片9的内径D3比第一叶片8的内径D8大。其它与实施方式1相同。

在上述结构中，当第一叶片8及第二叶片9通过电动机5在旋转方向R旋转时，自吸入口2吸入的空气流进入多叶片风扇1且利用第一叶片8及第二叶片9进行升压。在低压高风量时，吸入的空气流要自吸入侧流到下部的第二叶片9，在高压少风量时，要流到吸入侧附近的第一叶片8。

但是，由于在第二叶片9的中央部配设有电动机5，因此，来自吸入口2的气流难以流到第二叶片9。不过，由于第二叶片9的内径D3比内径相对于常规的基本的外径的比例0.85的内径大，因此，空气流可平稳地流入第二叶片9。

其结果是，尤其是在空气流容易流到下部的低压高风量时，第二叶片9也有效地进行作用，从而可做成效率良好的多叶片风扇。

(实施方式5)

图14是本发明实施方式5的多叶片风扇的叶片详细图，图15是表示该多叶片风扇的正面图。另外，为了便于说明，图15的第一叶片8为只对出口角成为平均出口角β0的部分的剖面进行了图示的叶片。与实施方式1至实施方式4相同的构成要素使用相同的参照符号，省略详细的说明。

如图14及图15所示，第一叶片8和第二叶片9在其外形侧的主板7的直径以上的部分使用容易变形的材质。由此，第一叶片8和第二叶片9利用离心力或风压转速越高越挠曲且出口角越小，其它与实施方式1相同。

多叶片风扇1通常在低压高风量时负荷变大，在高压低风量时负荷变小，其结果是在同一电压、同一电动机上，在低压高风量时转速变小，在高压低风量时转速变大。在此，电动机的驱动电压为常规的工业电压，例如，为100V或200V。

在上述结构中，当第一叶片8及第二叶片9通过电动机5在旋转方向R的方向进行旋转时，在最初低压高风量时转速低，但是，当对多叶片风扇1作用压力时，转速就上升。此时，第一叶片8和第二叶片9利用离心力或风压而挠曲且第一叶片8、第二叶片9分别移动到用虚线表示的8a、9a的位置。由此，第一叶片8的平均出口角β0和第二叶片9的出口角β4分别按照用虚线表示的平均出口角β0a、出口角β4a那样变小。出口角变小后负荷就变小，转速就更加上升。由于越到高压转速越上升，因此，离心力和风压也就越上升，第一叶片8的平均出口角β0a及第二叶片9的出口角β4a越来越小，负荷越来越小且转速越来越大。作为叶片材质，只要以保持强度且利用离心力和风压减小出口角的方式进行变形即可，例如，0.3mm左右的薄壁铝等金属或0.3mm左右的聚丙烯等树脂等较合适。

其结果是低压时和高压时的同一电压、同一电动机的转速差越来越大，风量稳定控制更容易。

另外，即使是第一叶片8和第二叶片9中只是任一方利用离心力或风压转速越高越挠曲且出口角越小的结构，效果比较差，但是，低压时和高压时的同一电压、同一电动机的转速差越来越大，风量稳定控制更容易。

产业上的利用可能性

本发明为主要设置于天花板且作为换气送风设备使用的多叶片风扇，对于要求容易进行风量稳定控制的用途是有用的。

Claims

1、一种多叶片风扇，其特征在于，包括：在单侧具备喇叭口状的吸入口和排出口的涡旋状的壳体、配设于所述壳体内部的电动机、与所述电动机的旋转轴垂直地设置且具有通风孔的主板、配设于所述主板的所述吸入口侧的第一叶片、配设于所述主板的所述吸入口的相反侧的第二叶片，所述主板的直径比所述第一叶片的外径及所述第二叶片的外径小，且比所述第一叶片的内径及第二叶片的内径大，所述第一叶片和所述第二叶片中任一方或双方的出口角在轴向依次变化。

2、如权利要求1所述的多叶片风扇，其特征在于，所述第一叶片和所述第二叶片在至少任一方的外周部具备环状的侧板。

3、如权利要求1所述的多叶片风扇，其特征在于，所述第二叶片的出口角在轴向为一定。

4、如权利要求1所述的多叶片风扇，其特征在于，所述第一叶片的出口角在轴向且在所述主板的方向依次增大。

5、如权利要求1所述的多叶片风扇，其特征在于，所述第一叶片的所述主板侧的出口角比所述第二叶片的出口角大。

6、如权利要求1所述的多叶片风扇，其特征在于，所述第一叶片的所述主板侧的入口角比所述第二叶片的入口角大。

7、如权利要求1所述的多叶片风扇，其特征在于，所述第二叶片的片数与所述第一叶片的片数相同或比其少。

8、如权利要求1所述的多叶片风扇，其特征在于，所述第二叶片的内径与所述第一叶片的内径相同或比其小。

9、如权利要求1所述的多叶片风扇，其特征在于，所述第一叶片和所述第二叶片中任一方或双方利用离心力或风压的作用，越是高速出口角越小。