CN101839255B - 离心式风机 - Google Patents

Abstract

一种离心式风机，其优选地包括定子部；大致为圆筒状的转子支架；环状的支撑板，所述支撑板被固定到所述转子支架的外周面和/或下端部；以及固定到所述支撑板上的多个叶片。所述支撑板由以下部分一体地形成：大致为环状的叶片支撑部，所述叶片支撑部被设置为在径向上距离所述转子支架最远而支撑所述多个叶片；圆筒部，所述圆筒部被设置为在径向上距离所述转子支架最近而包围所述转子支架的外周面；以及倾斜部，所述倾斜部被设置在所述叶片支撑部和所述圆筒部之间，从所述圆筒部的上端部向所述叶片支撑部倾斜。

Description

离心式风机

技术领域

本发明涉及用于鼓风等的离心式风机。

背景技术

在传统的离心式风机中，沿旋转轴的周向设置多个叶片，并通过驱动电机来转动叶片，从而沿轴向吸入空气并沿径向排出空气。电机包括定子部和转子部，转子部被支撑为能相对于定子部旋转。叶片被固定到圆筒状的转子支架上，从而叶片被设置为与转子支架一起转动。

在这种传统的离心式风机中，当沿径向排出沿轴向吸入的空气时，气流在转子支架(尤其是在其下端部)的外周面附近受到干扰。这种干扰会产生噪音。

针对此类问题，日本特开2005-160264A描述了一种用于减小噪音的技术。根据该技术，圆筒状转子支架的外周面被倾斜地设置以使得气流平稳，从而减小了噪音。

日本特开2004-229468A描述了另一种传统的离心式风机，其具有被设计为使气流平稳的结构。

此外，日本特开2007-23877A公开了一种技术，用于提供环状支撑板以支撑多个叶片，并通过嵌件成型将该支撑板固定到开口部或转子支架的侧面。

为了使气流平稳，转子支架的外周面需要以弯曲的形式倾斜设置。然而，在此情况下，由于定子部设置在转子支架内部，因此需要根据转子支架外周面的倾角来倾斜地设置形成了定子部的一部分的电枢(绕组部)的外周面。因此，电枢的外周面的形状限制了转子支架外周面的形状。这使得在实践中难以使转子支架的外周面形成为任意的倾斜形状(例如弯曲形状)。

发明内容

根据本发明的一个优选实施方式，一种离心式风机包括：定子部；大致为圆筒状的转子支架；环状的支撑板，其被固定到所述转子支架的外周面和/或下端部，并被设置为从所述转子支架径向向外伸展；和被固定到所述支撑板上的多个叶片。该多个叶片被设置为与所述转子支架的外周面隔开，并沿所述转子支架的周向设置。所述支撑板优选地由包括以下部分的一体结构形成：大致为环状的叶片支撑部，其被设置为在径向上距离所述转子支架最远，支撑所述多个叶片；圆筒部，其被设置为在径向上距离所述转子支架最近，包围所述转子支架的外周面；和倾斜部，其被设置在所述叶片支撑部和所述圆筒部之间，从所述圆筒部的上端部向所述叶片支撑部倾斜。

根据这种离心式风机，在固定有叶片的支撑板中包括被设置为从转子支架沿径向向外倾斜(优选地以弯曲的方式)的倾斜部，这有利于沿径向平稳地排出沿轴向吸入的空气，而无须改变转子支架的外周面的形状。而且，由于可以一体地设置(例如通过模制)叶片支撑部、圆筒部和倾斜部以形成支撑板，因此倾斜部可以被形成为任意形状。从而，可以容易地形成配置为能够产生上述有益效果并有助于减少噪音的支撑板，这使得能够以低成本制造强度稳定的离心式风机。

下面将参照附图对优选实施方式进行详细描述，以使得本发明的其它组成元件、特征、步骤、特性和优点更加清楚。

附图说明

图1是示出了根据本发明第一优选实施方式的离心式风机的结构的剖视图。

图2A、2B分别是示出了根据本发明第一优选实施方式的转子支架的结构的剖视图和仰视图。

图3A、3B、3C分别是根据本发明第一优选实施方式的支撑板被固定到转子支架的状态下的半主视图、剖视图和半仰视图。

图4A、4B分别是根据本发明第一优选实施方式的变型例的支撑板被固定到转子支架的状态下的半主视图和剖视图。

图5A、5B分别是根据本发明第一优选实施方式的另一变型例的支撑板被固定到转子支架的状态下的半主视图和剖视图。

图6A、6B分别是示出了根据本发明第二优选实施方式的转子支架的结构的剖视图和仰视图。

图7A、7B分别是根据本发明第二优选实施方式的支撑板被固定到转子支架的状态下的剖视图和半仰视图。

图8A、8B分别是根据本发明第二优选实施方式的变型例的转子支架的结构的剖视图和仰视图。

图9是示出根据本发明另一优选实施方式的支撑板结构的仰视图。

图10A是示出根据本发明的该优选实施方式的叶片结构的剖视图。

图10B是根据本发明的该优选实施方式的支撑板被固定到转子支架的状态下的剖视图。

图11A是示出根据本发明的该优选实施方式的叶片结构的立体图。

图11B是根据本发明的该优选实施方式的支撑板被固定到转子支架的状态下的立体图。

图11C是根据本发明的一个优选实施方式的叶片被固定到支撑板的状态下的立体图。

具体实施方式

以下将参照附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。应当指出，本发明并不限于下述的优选实施方式，并且只要不影响所期望的本发明的效果和设置，就可以进行适当的变型和更改。还应指出，下述的优选实施方式可与其它实施方式相结合。为了便于说明，在此将沿着中心轴J移动的方向定义为向上/向下的方向，将设置有下述的基部41的侧称为下侧，而将沿着中心轴J的相对侧称为上侧。应当指出，中心轴J不必与重力方向平行，而是可以设为任意方向。

第一优选实施方式

图1是根据本发明第一优选实施方式的离心式风机的剖视图，并且是沿包含中心轴J的平面所截而成。

如图1所示，该离心式风机优选地包括转子部3、定子部4以及多个叶片10。定子部4用于支撑转子部3以使得转子部3可绕中心轴J旋转。叶片10相对于转子部3固定。

转子部3优选地包括转子支架31和场磁体32。转子支架31大体形成为有盖圆筒状。场磁体32被固定到转子支架31的侧壁部内侧。定子部4包括基部41、电枢42以及轴承支撑部43。轴承支撑部43被设置为从基部41向上突出。电枢42被固定到轴承支撑部43的外表面。在轴承支撑部43内沿中心轴J的上下位置处设置有滚珠轴承52。

环状支撑板2被固定到转子支架31的外周面和/或下端部。支撑板2被设置为从转子支架31沿径向向外伸展并支撑叶片10。叶片10沿转子支架31的周向设置并被固定至支撑板2。叶片10与转子支架31的外周面隔开。支撑板2和叶片10共同形成了叶轮部分。

转子支架31的盖部的中心固定有轴衬51，轴50优选地被压入配合到例如轴衬51中。轴50被插入轴承支撑部43内，并由滚珠轴承52可转动地支撑。在此，轴50和滚珠轴承52共同形成了支撑转子部3和叶片10的轴承机构，从而转子部3和叶片10可以相对于定子部4转动。

在具有上述结构的离心式风机中，向电枢42提供驱动电流以产生以电枢42和场磁体32之间的中心轴J为中心的转矩，从而使相对于转子支架31固定的叶片10与固定到转子支架31上的轴50一起绕中心轴J转动。

在本优选实施方式中，固定到转子支架31的外周面和/或下端部的支撑板2优选地包括三个部分。具体而言，支撑板2优选地具有包括大致环状的叶片支撑部21、圆筒部22和倾斜部23的一体结构。叶片支撑部21被设置为在径向上距离转子支架31最远，支撑叶片10。圆筒部22被设置为与转子支架31的外周面接触。倾斜部23设置在圆筒部22和叶片支撑部21之间，以弯曲的形式从圆筒部22的上端部向叶片支撑部21倾斜。支撑板2被设置为在剖面中从圆筒部22到支撑板2的径向最外部呈现为平滑曲线。

在用于支撑叶片10的支撑板2中包含倾斜部23(该倾斜部被设置为以弯曲的方式倾斜，并且从转子支架31的外周面沿径向向外延伸)有利于沿径向平稳地排出沿轴向吸入的空气。此外，在支撑板2中包含被设置为与转子支架31的外周面接触的圆筒部22，有利于将支撑板2稳固而可靠地固定到转子支架31上。而且，共同形成了支撑板2的叶片支撑部21、圆筒部22和倾斜部23优选地相互一体成型(例如通过模制)，因此倾斜部23能够被构造成任意形状。从而，支撑板2可以容易地形成并仍然能够产生上述的有益效果。因此，可以用低成本制造离心式风机并保持其稳定的强度，而且还能减少噪音。

在本优选实施方式中，优选地，采用例如嵌件成型来将支撑板2固定到转子支架31上。下面将对根据本优选实施方式的嵌件成型进行详细描述，但也可以采用其它任何可取的制造方法。

图2A、2B分别是示出了根据本优选实施方式的转子支架31的结构的剖视图和仰视图。

转子支架31优选地在其下端部具有被设置为从转子支架31沿径向向外突出的突出部(法兰部)33。突出部33优选地与支撑板2的圆筒部22的下端部进行嵌件成型，以将支撑板2固定至转子支架31。然而，也可通过任意可取的方法来设置突出部33。

可以采用沿中心轴J互相分离以进行脱模的两个模具，通过注射成型等容易地由叶片支撑部21、圆筒部22和倾斜部23一体地形成支撑板2。如图1所示，这使得圆筒部22的壁厚大致与突出部33的突出程度相等。

为了以恒定强度将支撑板2围绕转子支架31的周向固定至转子支架31，突出部33的突出程度围绕转子支架的周向应当恒定。这可能导致圆筒部22的厚度大于叶片支撑部21和倾斜部23的厚度。在此情况下，当注射成型时，较厚的圆筒部22由于成型收缩可能会发生变形(或出现缩痕)。当圆筒部22经受这种变形时，将支撑板2固定到转子支架31的强度将会降低，而且在某些情况下，圆筒部22甚至会破裂。

下面将参照图3A、3B、3C描述一种解决此问题的有效方法。图3A、3B、3C分别是支撑板被固定到转子支架31的状态下的半主视图、剖视图和半仰视图。

如图3B所示，圆筒部22优选地在其中形成有从其轴向上端向下延伸的环状的厚度减小部24a。如上所述，优选地，可以采用彼此沿中心轴J分离以进行脱模的两个模具，通过注射成型由叶片支撑部21、圆筒部22和倾斜部23一体地形成支撑板2。因此，可以通过在两个模具中放置用于形成厚度减小部24a的嵌模而容易地形成厚度减小部24a，从而使厚度减小部24a沿中心轴J延伸。提供厚度减小部24a圆筒部22具有与倾斜部23大致相等的厚度，并且有利于在注射成型时防止圆筒部22由于成型收缩所导致的变形发生(或产生缩痕)。

参照图3C，作为嵌件成型的结果而被形成在突出部33下侧的接合部25以固定的间距沿周向设置。然而，应当指出，这在本发明中并不是必要的，而且接合部也可以被设置为环状。

应当注意，在圆筒部22中设置厚度减小部24a会使得圆筒部22的厚度相应减小。这可能导致将支撑板2固定到转子支架31的强度降低。

作为应对此问题的措施，优选地，如图3A所示，厚度减小部24a由多个沿周向彼此间隔的子部分形成。在此情况下，如图3B所示，在没有设置厚度减小部24a的周向位置处，圆筒部22保持与突出部33的突出程度大致相等的厚度。因此，将支撑板2固定到转子支架31的强度在圆筒部22的这些厚度较大的部分得到增强。注意，厚度减小部24a的上述子部分的数量可以根据将支撑板2固定到转子支架31所需的强度来恰当地确定。

在本优选实施方式中，支撑板2的圆筒部22被优选地设置成与转子支架31的外周面接触。如图1所示，圆筒部22的径向厚度无须沿其轴向范围保持恒定。此外，圆筒部22无须被设置为与转子支架31外周面的整个轴向范围接触，而只需被设置为与转子支架31外周面的轴向范围内的足够区域接触以确保将支撑板2固定到转子支架31的足够强度。

此外，如图4A、4B所示，圆筒部22无须被设置为与转子支架31外周面的整个周向范围接触，而是可以在圆筒部22的与转子支架31相对的内周部和转子支架31的外周部之间设置间隙。如图5A、5B所示，该间隙可被设置为围绕转子支架31外周面的整个周向范围延伸。

在本优选实施方式中，支撑板2优选地被设置为在剖面中从圆筒部22到支撑板2的径向最外部呈现为平滑曲线。然而应当指出，如有需要，支撑板2也可被设置为在剖面中从倾斜部23的径向最外部到支撑板2的径向最外部呈现为直线。

如图1所示，根据本优选实施方式的转子支架31优选地大致为有盖圆筒状。然而应当指出，转子支架31也可大致为无盖圆筒状。在此情况下，支撑板2被设置为例如完全覆盖转子支架31的轴向上侧，而轴50被固定到支撑板2上从而与转子支架31同轴。更具体地，将轴50与支撑板2嵌件成型。

此外，如图1所示，在本优选实施方式中，支撑板2被固定到转子支架31的下端部。应当指出，“下端部”不仅指转子支架31的下端，还包括其相邻部位。因此，从转子支架31沿径向向外突出的突出部33不仅可以设置在转子支架31下端(如图2A所示)，还可以设置在其相邻部位。

此外，在本优选实施方式中，优选地将突出部33与支撑板2的圆筒部22的下端部嵌件成型，以将支撑板2固定至转子支架31。然而应当指出，支撑板2也可通过嵌件成型以外的其它方法固定到转子支架31上，这些方法例如包括压入配合、粘合、热焊、超声焊等。

此外，在本优选实施方式中，叶片10可与支撑板2一体成型。在此情况下，在将突出部33与支撑板2的圆筒部22的下端部嵌件成型的同时，可将叶片10与支撑板2一体地成型，使得叶片10同时也相对于转子支架31固定。

此外，如图1所示，在本优选实施方式中，由支撑板2和叶片10的组合所形成的叶轮部的轴向中心与转子支架31的轴向中心相对于彼此没有明显偏移。因此，与叶轮部的轴向中心和转子支架的轴向中心相对于彼此存在明显偏移的离心式风机相比，根据本优选实施方式的离心式风机能够减小轴向尺寸。

第二优选实施方式

在第一优选实施方式中，厚度减小部24a优选地被形成在支撑板2的圆筒部22的一部分中，以使得圆筒部22的厚度与倾斜部23的厚度大致相等。在此应当注意，如图3B所示，厚度减小部24a只能被形成为从圆筒部22的轴向上端向下延伸。这是因为设置在转子支架31下端部的突出部33被形成为环状(如图2B所示)，所以设计成用于形成厚度减小部24a的嵌模不能从转子支架31的下侧插入。

在本发明的第二优选实施方式中，厚度减小部优选地被形成为从轴向下侧向上延伸。下面将参照图6A、6B、7A、7B对用于形成上述厚度减小部的方法进行描述。除了本优选实施方式的离心式风机的下述结构特征之外，根据本优选实施方式的离心式风机的结构与根据第一优选实施方式的离心式风机的结构类似。

图6A、6B分别是示出了根据本优选实施方式的转子支架31的结构的剖视图和仰视图。图7A、7B分别是根据本优选实施方式的支撑板2被固定到转子支架31的状态下的剖视图和半仰视图。

如图6A、6B所示，根据本优选实施方式的转子支架31优选地在其下端部具有被设置为沿径向向外突出并且沿周向彼此隔开的多个突出部33。此外，如图7A、7B所示，将突出部33与支撑板2的圆筒部22的下端部嵌件成型，从而将支撑板2固定到转子支架31上。

由于设置在转子支架31下端部的突出部33沿周向彼此隔开，因此被设计为用于形成厚度减小部的嵌模可以在任何没有设置突出部33的周向位置处从转子支架31的下侧插入。因此，如图7A所示，易于在圆筒部22的面向倾斜部23的侧面上形成厚度减小部24b，使之在任何没有设置突出部33的周向位置处从圆筒部22的轴向下端向上延伸。在此情况下，厚度减小部24b被形成为从转子支架31的下侧向上延伸。因此，厚度减小部24b不会存在于沿轴向吸入的空气的流动路径中，从而使得空气能够平稳地流动。

在本优选实施方式中，如图7B所示，圆筒部22优选地在对应于突出部33的位置包括被设置为沿径向向外突出的柱状的厚度增加部22a。突出部33的周向宽度被调节为使得厚度增加部22a的周向尺寸大致等于倾斜部23的厚度和未设置厚度增加部22a的位置处的圆筒部22的厚度。这样的调节防止了注射成型时厚度增加部22a由于成型收缩所导致的变形发生(或形成缩痕)。

在本优选实施方式中，对于沿周向相互隔开的突出部33的形状或数量没有特别的限制。例如，如图8A、8B所示，每个突出部33均可被设置为具有平滑的曲线。

其它优选实施方式

图9是示出根据本发明另一优选实施方式的支撑板2的结构的仰视图。在叶片10没有与支撑板2一体成型的情况下，必须将叶片10固定到支撑板2的叶片支撑部21上。这种情况下，可在叶片支撑部21的上表面上按照螺旋结构形成均为圆弧形的多个槽21b(如图11B所示)。在此情况下，如图9所示，叶片支撑部21在其下表面具有与其上表面形成的槽21b相应的突出部21a。叶片10被安装到叶片支撑部21中设置的槽21b内，并通过例如热焊、超声焊或类似方法而固定到叶片支撑部21上。

图10A是示出根据本优选实施方式的叶片10的结构的剖视图。图10B是支撑板2被固定到转子支架31的状态下的剖视图。图11A是示出叶片10的结构的立体图。图11B是支撑板2被固定到转子支架31的状态下的立体图。图11C是叶片10被固定到支撑板2的状态下的立体图。

如图10A、11A所示，叶片10通过环状罩63在其上端相互结合。而且，优选地将环状加强环(以下称为“外加强环”)60安装到每个叶片10的径向外端的下端部，以防止叶片10发生变形。

当叶片10的轴向和径向尺寸都较大时，仅靠外加强环60还不足以防止叶片10发生变形。如图10A、11A所示，可将附加的环状加强环(以下称为“内加强环”)61安装到每个叶片10的径向内端的下端部，以防止叶片10发生变形。

当内加强环61存在于沿轴向吸入的空气的流动路径中时，气流会被干扰。因此，如图10B、11B所示，可在支撑板2的叶片支撑部21的上表面上形成设计成用于容纳内加强环61的环状槽62。这样，当叶片10如图11C所示被固定到支撑板2时，内加强环61会被嵌入环状槽62，从而防止干扰气流。

由于外加强环60被安装到叶片10的径向外端，离心式风机的外径相应地增大。当内加强环61被安装到叶片10的径向内端时，即使外加强环60的径向尺寸相应减小，也能达到足够的加强效果。因此，安装内加强环61可以减小外加强环60的径向尺寸，并增加离心式风机径向尺寸的设计灵活性。应当指出，可以只将内加强环61安装到叶片10上，而不安装外加强环60。

还应指出，通过采用根据第二优选实施方式的转子支架，还可以将厚度减小部形成为从圆筒部的轴向上端向下延伸。

尽管上面对本发明的优选实施方式进行了描述，但是应当理解，上述内容只是在各个方面进行说明而非限定，还可以进行多种更改。例如，在上述优选实施方式中，滚珠轴承型轴承机构优选地被作为例如电机的轴承机构。然而应当指出，使用套筒的无油轴承可以在例如其它优选实施方式中采用。

尽管上面对本发明的优选实施方式进行了描述，但是上述内容仅用于例示，应当理解，本领域技术人员在不偏离本发明的范围和精神的前提下可以显而易见地进行变化和更改。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求所确定。

Claims (12)

1.一种离心式风机，所述离心式风机包括：

定子部；

大致为圆筒状的转子支架；

环状的支撑板，其被固定到所述转子支架的外周面和/或下端部，并被设置为从所述转子支架径向向外伸展；和

被固定到所述支撑板上的多个叶片，其被设置为与所述转子支架的外周面隔开，并沿所述转子支架的周向设置，其中

所述支撑板由包括以下部分的一体结构形成：

大致为环状的叶片支撑部，其被设置为在径向上距离所述转子支架最远，支撑所述多个叶片；

圆筒部，其被设置为在径向上距离所述转子支架最近，包围所述转子支架的外周面；和

倾斜部，其被设置在所述叶片支撑部和所述圆筒部之间，从所述圆筒部的上端部向所述叶片支撑部倾斜，

其中，所述圆筒部包括形成在其中的从其轴向上端向下延伸的第一厚度减小部，

其中，所述转子支架在其下端部包括被设置为从所述转子支架沿径向向外突出的突出部，并且所述突出部被设置为与所述支撑板的圆筒部的下端部嵌件成型，以将所述支撑板固定到所述转子支架上，

其中，所述突出部由沿周向彼此间隔开的多个子部分形成，对所述突出部的所述多个子部分与所述支撑板的圆筒部的下端部进行了嵌件成型，以将所述支撑板固定到所述转子支架上，并且

所述圆筒部在对应于所述突出部的所述多个子部分的位置处包括被设置为沿径向向外突出的柱状的厚度增加部。

2.根据权利要求1所述的离心式风机，其中，所述第一厚度减小部由沿周向彼此间隔开的多个子部分形成。

3.根据权利要求1所述的离心式风机，其中，所述第一厚度减小部被形成为环状以包围所述转子支架。

4.根据权利要求1所述的离心式风机，其中，所述圆筒部和所述倾斜部具有大致相同的厚度。

5.根据权利要求1所述的离心式风机，其中，在没有设置所述突出部的子部分的周向位置处，所述圆筒部在其面向所述倾斜部的一侧形成有从所述圆筒部的轴向下端向上延伸的第二厚度减小部。

6.根据权利要求1所述的离心式风机，其中，除了设置有所述厚度增加部的位置之外，所述圆筒部具有与所述倾斜部大致相同的厚度。

7.根据权利要求1所述的离心式风机，其中，每个所述厚度增加部的周向尺寸与所述倾斜部的厚度和未设置厚度增加部的圆筒部的厚度大致相等。

8.根据权利要求1所述的离心式风机，其中，所述多个叶片与所述支撑板为一体。

9.根据权利要求1所述的离心式风机，其中，所述定子部被设置在所述圆筒部的径向内侧。

10.根据权利要求1所述的离心式风机，其中，所述圆筒部的内周部与所述转子支架的外周部接触。

11.根据权利要求1所述的离心式风机，其中，所述圆筒部和所述转子支架被设置为在所述圆筒部的内周部和所述转子支架的外周部之间形成了间隙。

12.根据权利要求1所述的离心式风机，其中，所述倾斜部被设置为以弯曲的形状倾斜。

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