CN102094837A - 双重反转式轴流鼓风机 - Google Patents

双重反转式轴流鼓风机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在不变更前段叶轮、后段叶轮以及中段静止部的情况下就能够降低在目标动作点的噪音的双重反转式轴流鼓风机。在壳体(3)的内壁部(4)上，在比中段静止部(19)靠后段叶轮(27)的位置固定有环状肋(31)，该肋(31)具备朝内壁部(4)的径向内侧并且在周向上连续延伸的紊流产生用突出面(29)。碰到紊流产生用突出面(29)的流体在浸入到后段叶轮(27)所存在的区域之前其一部分紊乱而成为紊流。该紊流针对沿后段叶轮(27)的后段翼(23)的表面流动并喷出的流体的流动而抑制流体从后段翼(23)的表面剥离。

Description

双重反转式轴流鼓风机
技术领域
本发明涉及前段叶轮与后段叶轮向相反方向旋转的双重反转式轴流鼓风机。
背景技术
在日本专利第4128194号(专利文献1)中公开了一种以往的双重反转式轴流鼓风机，该双重反转式轴流鼓风机具有：具备在轴线方向的一侧具有吸入口并在所述轴线方向的另一侧具有喷出口的风洞的壳体、具备在风洞内旋转的多片后段翼的后段叶轮、由以静止状态配置在风洞内的前段叶轮与后段叶轮之间的位置的多个静止翼或支柱构成的中段静止部。
专利文献1：日本专利第4128194号图1及图2
在以往的双重反转式轴流鼓风机中，通过研究设计前段叶轮、后段叶轮、中段静止部的形状来降低噪音。通过使前段叶轮、后段叶轮、中段静止部的设计适当化，能够降低目标动作点的噪音。然而，实际上有时也会使双重反转式轴流鼓风机在从当初设计的目标动作点稍微偏离的动作点(希望的目标动作点)进行动作。在这种情况下，会增大噪音。
发明内容
本发明的目的在于提供在不变更前段叶轮、后段叶轮及中段静止部的情况下就能够降低在目标动作点的噪音的双重反转式轴流鼓风机。
作为本发明的改良对象的双重反转式轴流鼓风机具有：壳体，其具备风洞，该风洞在轴线方向的一侧具有吸入口并在轴线方向的另一侧具有喷出口；前段叶轮，其具备在风洞内旋转的多片前段翼；后段叶轮，其具备在风洞内旋转的多片后段翼；中段静止部，其由以静止状态在风洞内的前段叶轮与后段叶轮之间的位置配置的多个静止翼或支柱(不具有静止翼的功能的支承部件)构成。
在本发明中，在包围风洞的壳体的内壁部，在比中段静止部靠后段叶轮的位置形成有朝向内壁部的径向内侧并且在周向上连续或者空出间隔地延伸的一个以上的紊流产生用突出面。一个以上的紊流产生用突出面可以配置于与中段静止部接近的位置。另外，一个以上的紊流产生用突出面也可以配置于从中段静止部向后段叶轮侧远离的位置。如下的情况得到了确认，即，由形成有适当的紊流产生用突出面的双重反转式轴流鼓风机产生的噪音，有时比使未形成紊流产生用突出面的双重反转式轴流鼓风机在相同的动作点动作时所产生的噪音低。即，确认了在不变更前段叶轮、后段叶轮以及中段静止部的情况下通过设置紊流产生用突出面有时能够降低噪音的事实。虽未充分明确，但发明人已推断出其原因在于，由前段叶轮喷出并碰到紊流产生用突出面的流体在进入后段叶轮所存在的区域之前其一部分紊乱而成为紊流，该紊流对于沿后段叶轮的后段翼的表面流动并喷出的流体的流动，施加抑制流体从后段翼的表面剥离的力，这有利于噪音的降低。只要相对于动作点形成有适当大小的紊流产生用突出面，则多少都能够降低噪音。虽然无法立刻限定出紊流产生突出面的大小，但是其形状以及尺寸只要能够在目标动作点防止流体在后段翼的表面产生剥离现象则可以为任意形状。
此外，为了形成紊流产生用突出面，例如，优选：在壳体的内壁部的比中段静止部靠后段叶轮的位置设有朝向内壁部的径向内侧并且在周向上连续或者空出间隔地延伸的一个以上的肋。该肋的与前段叶轮对置的面构成紊流产生用突出面。在形成壳体时能够简单地形成这种肋，所以能够执行廉价的噪音对策。
另外，也可以使一个以上的肋以在径向上整体地与后段叶轮对置的方式向喷出口延伸。若这样设置长的肋，不但能够加强壳体，而且还能够缩短后段叶轮的后段翼与壳体的内壁面间的距离，从而能够提高静压。
附图说明
图1是示意性地表示本实施方式的双重反转式轴流鼓风机1的结构的图。
图2是图1的II-II线的剖视图。
图3(A)及(B)是表示相对于将目标动作点适当地设计成风量为0.5(m3/min)、静压为370(Pa)的现有的双重反转式轴流鼓风机，在不改变目标动作点的情况下形成有四种紊流产生用的突出面的情况下的噪音与静压-风量特性的图。
图4(A)及(B)是表示在将目标动作点被适当地设计成风量为0.5(m3/min)、静压为370(Pa)的现有的双重反转式轴流鼓风机变更为风量为0.45(m3/min)以及静压为390(Pa)的目标动作点的情况下形成有四种紊流产生用的突出面的情况下的噪音与静压-风量特性的图。
图5是表示沿周向空出间隔地形成乱流产生用突出面的例子的剖视图。
图6是表示本发明的其他实施方式的主要部分的剖视图。
图7是表示本发明的又一实施方式的主要部分的剖视图。
图8是表示本发明的再一实施方式的主要部分的剖视图。
符号说明
1双重反转式轴流鼓风机
3壳体
5吸入口
7喷出口
9风洞
11前段翼
13轮毂
15前段叶轮
17静止翼
19中段静止部
21中央主体
23后段翼
25轮毂
27后段叶轮
29、29’紊流产生用突出面
31、31’肋
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的双重反转式轴流鼓风机的实施方式。图1是示意性地表示本实施方式的双重反转式轴流鼓风机1的结构的图，其仅将筒状的壳体3剖切并示出。图2是图1的II-II线的剖视图。壳体3具备风洞9，该风洞9在轴线X的轴线方向的一侧具有吸入口5并在轴线方向的另一侧具有喷出口7。而且，壳体3可以由以分割面在与轴线X正交的方向上位于轴线方向的中央位置的方式分割成两部分的分割壳体组合而成。在风洞9的靠吸入口5的内部配置有在轮毂13上固定有多片前段翼11而构成的前段叶轮15。关于多片前段翼11，其一端固定在轮毂13的外周部，并且等间隔地配置在轮毂的周向上。在轮毂13的内部固定有成为前段叶轮15的驱动源的前段电动机的转子。在风洞9的中央部配置有具备多片静止翼17的中段静止部19。多片静止翼17的一端固定在中央主体21的外周部而另一端固定在壳体3的内壁部。在中央主体21上固定有前述的前段电动机的定子。此外，在中央主体21的外周部沿轴线X的周向等间隔地配置有多片静止翼17。另外，在风洞9的靠喷出口7的内部配置有在轮毂25上固定多片后段翼23而构成的后段叶轮27。关于多片后段翼23，其一端固定在轮毂25的外周部，并且等间隔地配置在轮毂25的周向上。在轮毂25的内部固定有成为后段叶轮27的驱动源的后段电动机的转子。后段电动机的定子固定在中段静止部19的中央主体21上。
在本实施方式中，在壳体3的内壁部4且在中段静止部19与后段叶轮27之间的接近中段静止部19的位置固定有朝向内壁部4的径向内侧且沿周向连续延伸的具备紊流产生用突出面29的环状的肋31。在本实施方式中，由前段叶轮15喷出而碰到紊流产生用突出面29的流体在进入到后段叶轮27所存在的区域之前其一部分紊乱从而成为紊流。该紊流被认为对沿后段叶轮27的后段翼23的表面流动并喷出的流体的流动而施加抑制流体从后段翼23的表面剥离的力。当形成与目标动作点对应的适当的紊流产生用突出面29时，通过实验确认了噪音降低的事实。
图3(A)及(B)表示相对于将目标动作点适当地设计成风量为0.5(m3/min)、静压为370(Pa)的现有的双重反转式轴流鼓风机(通常(a))，在不改变目标动作点的情况下形成有四种(b)至(e)的紊流产生用突出面的情况下的噪音与静压-风量特性的图。在图3(A)中的“凸1mm”是指紊流产生用突出面向径向突出的尺寸为1mm。如图3(A)所示，在以使噪音在目标动作点成为规定的声压水平的方式设计前段叶轮、后段叶轮以及中段静止部的双重反转式轴流鼓风机中，设置紊流产生用突出面成为噪音增加的原因。在这种情况下，如图3(B)所示，目标动作点不变。图4(A)及(B)是表示在将目标动作点适当地设计成风量为0.5(m3/min)、静压为370(Pa)的现有的双重反转式轴流鼓风机变更为风量为0.45(m3/min)以及静压为390(Pa)的目标动作点的情况下(通常(a’))形成有四种(b’)至(e’)的紊流产生用突出面的情况下的噪音与静压-风量特性的图。如图4(A)所示，当降低目标动作点而使用时，若设置沿径向延伸0.2mm的紊流产生用突出面，则噪音比未设有紊流产生用突出面的情况(通常(a’))低。此外，在比0.2mm长的紊流产生用突出面中，噪音有所增加。这证明在不变更前段叶轮、后段叶轮以及中段静止部的情况下通过设置紊流产生用突出面能够降低噪音的情况是存在的。换而言之，即证明，将为了在已经确定的目标动作点使用而设置的前段叶轮、后段叶轮以及中段静止部保持原有状态，通过设置紊流产生用突出面就能够降低在变更目标动作点的情况下增加的噪音。
在将为了在确定的目标动作点动作而设计的前段翼、后段翼以及静止翼的各自的片数、形状以及尺寸保持原有状态并变更了目标动作点的情况下，根据所述变更的程度决定紊流产生用突出面29的大小的最佳值。因此，虽然无法统一地确定紊流产生用突出面29的大小，但是通过在设计阶段进行模拟能够求得紊流产生用突出面29的优选形状以及尺寸。因此，关于紊流产生用突出面29的形状以及尺寸，只要其大小满足在目标动作点能够防止在后段翼23的表面出现流体的剥离现象，则可以为任意值。
紊流产生用突出面29无需如上述实施方式那样沿周向连续，如图5所示，在壳体3的内壁部4的比中段静止部19靠后段叶轮27的位置，设有朝向内壁部4的径向内侧且沿周向空出间隔地延伸的一个以上的肋31’，也可以沿周向空出间隔地形成紊流产生用突出面29’。此时，根据所提供的双重反转式轴流鼓风机的结构适当地确定各紊流产生用突出面29’的间隔即可。
另外，可以任意地确定用于形成紊流产生用突出面29、29’的肋31、31’的轴线方向的配置位置以及长度。在上述的实施方式中，虽然与中段静止部19接近地配置具备紊流产生用突出面29、29’的肋31、31’，但是也可以如图6所示那样以紊流产生用突出面29、29’位于从中段静止部19向喷出口侧远离的位置的方式形成肋31、31’。另外，在上述实施方式中，虽然肋31、31’的轴线方向尺寸短到不与后段叶轮27的后段翼23对置的程度，但是也可以如图7以及图8所示那样将肋31、31’的轴线方向尺寸确定成与后段叶轮27的后段翼23完全对置。在图7的实施方式中，与图1以及图2的实施方式同样地使紊流产生用突出面29、29’与中段静止部19接近，而图8的例子与图6的实施方式同样地使紊流产生用突出面29、29’远离中段静止部19。如图7以及图8的实施方式那样，若使肋31、31’在径向上整体地与后段叶轮27对置地向喷出口7延伸，则不但能够加强壳体3，而且还能够缩短后段叶轮27的后段翼23与壳体3的内壁面间的距离，从而能够提高静压。
在上述实施方式中，虽然紊流产生用突出面29、29’沿与轴线X正交的方向延伸，但是该紊流产生用突出面29、29’并非必须沿与轴线X正交的方向的延伸，其也可以倾斜，也可以弯曲，另外还可以成为台阶状，只要能够产生必要的紊流其形状可以为任意。
在上述实施方式中，中段静止部19虽具备静止翼17，但是中段静止部19当然也可以具备不具有作为静翼的功能的用于支承电动机的多根支柱，以替代静止翼。
(产业上的利用可能性)
根据本发明，提出通过设置紊流产生用突出面防止在后段翼的表面出现流体剥离的现象的以往没有的噪音降低机构。

Claims (7)

1.一种双重反转式轴流鼓风机，其具有：
壳体，其具备风洞，该风洞在轴线方向的一侧具有吸入口且在所述轴线方向的另一侧具有喷出口；
前段叶轮，其具备在所述风洞内旋转的多片前段翼；
后段叶轮，其具备在所述风洞内旋转的多片后段翼；
中段静止部，其由以静止状态配置在所述风洞内的所述前段叶轮与所述后段叶轮之间的位置的多个静止翼或支柱构成；
所述双重反转式轴流鼓风机的特征在于，
在包围所述风洞的所述壳体的内壁部，且在比所述中段静止部靠所述后段叶轮的位置形成有一个以上的紊流产生用突出面，该紊流产生用突出面朝向所述内壁部的径向内侧且在周向上连续或空出间隔地延伸。
2.如权利要求1所述的双重反转式轴流鼓风机，其特征在于，
所述一个以上的紊流产生用突出面的形状及尺寸被确定为在目标动作点，防止在所述后段翼的表面产生流体的剥离现象。
3.如权利要求1或2所述的双重反转式轴流鼓风机，其特征在于，
所述一个以上的紊流产生用突出面配置于与所述中段静止部接近的位置。
4.如权利要求1或2所述的双重反转式轴流鼓风机，其特征在于，
所述一个以上的紊流产生用突出面配置于从所述中段静止部向所述后段叶轮侧远离的位置。
5.如权利要求1所述的双重反转式轴流鼓风机，其特征在于，
在所述内壁部且在比所述中段静止部靠所述后段叶轮的位置设有一个以上的肋，所述一个以上的肋朝向所述内壁部的径向内侧且在周向上连续或空出间隔地延伸，并且，所述肋的与所述前段叶轮对置的面构成所述紊流产生用突出面。
6.如权利要求5所述的双重反转式轴流鼓风机，其特征在于，
所述一个以上的肋以与所述后段叶轮在径向上不对置的方式向所述喷出口延伸。
7.如权利要求5所述的双重反转式轴流鼓风机，其特征在于，
所述一个以上的肋以整体在径向上与所述后段叶轮对置的方式向所述喷出口延伸。
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