CN102094838A - 双重反转式轴流鼓风机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过使中段静止部的静止翼的形状适当化从而降低噪音的双重反转式轴流鼓风机。当前段翼(11)的最大轴向线长为Lf、后段翼(23)的最大轴向线长为Lr、静止翼(17)的最大轴向线长为Lm时，满足Lm/(Lf+Lr)＜0.14的关系。当对于静止翼(17)的下表面(17B)的翼弦C与下表面(17B)间的最大尺寸为K1时，静止翼(17)的最大轴向线长Lm满足Lm/K1＞5.8的关系。

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前段翼的前段叶轮、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。然而，以往对于中段静止部与噪音的关系并未进行过细致的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供通过使中段静止部的静止翼的形状适当化而降低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与所述前段叶轮反向旋转的多片后段翼；中段静止部，其位于风洞内的前段叶轮与后段叶轮之间。中段静止部具备轮毂和多片静止翼，所述轮毂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并且固定有驱动前段叶轮和后段叶轮的电动机装置，所述多片静止翼与轮毂的外周面和壳体的内周面连结并且空开间隔地配置在风洞的周向上。

当前段翼的最大轴向线长(沿轴线方向测出的前段翼的最大长度尺寸)为Lf、后段翼的最大轴向线长(沿轴线方向测出的后段翼的最大长度尺寸)为Lr、静止翼的最大轴向线长(沿轴线方向测出的静止翼的最大长度尺寸)为Lm(其中，Lf、Lr及Lm为正数)时，本发明的双重反转式轴流鼓风机满足Lm/(Lf+Lr)＜0.14的关系。此外，在本发明中采用如下方式，即，当前段叶轮的旋转方向为正转方向、静止翼的位于正转方向侧的面为上表面、静止翼的位于与正转方向相反侧的面为下表面时，静止翼的上表面与下表面弯曲成向正转方向侧凸出。另外，静止翼被形成为随着从位于轮毂侧的内端朝向位于壳体侧的外端其轴向线长变长。进而，当对于下表面的翼弦与下表面之间的最大尺寸为K1时，静止翼形成为随着从内端朝向外端最大尺寸K1变长，并且，满足Lm/K1＞5.8的关系。

上述关系是作为发明人对实现双重反转式轴流鼓风机的噪音降低的关系进行研究后的结论而发现的。过去不存在满足至少上述关系的双重反转式轴流鼓风机。此外，与现有的双重反转式轴流鼓风机相比可以确认的是，满足至少上述关系的双重反转式轴流鼓风机能够降低噪音。本发明是基于该确认而导出的。当满足上述关系时，由前段翼喷出且沿静止翼的表面流动的流体能够有效抑制从静止翼的剥离并降低噪音。

虽然只要满足上述关系就能够获得效果，但是在满足上述关系的基础上，优选静止翼具有随着接近轮毂而K1接近零的形状。这样，能够进一步降低噪音。

此外，优选多片静止翼均等地配置在周向上。若满足该条件，与不满足该条件的情况相比能够降低噪音。

当引线从流体流动的空间内露出时，引线的存在本身就会使噪音增大。因此，优选从电动机装置延伸出的多条引线在至少一片静止翼的内部延伸并引出到壳体的外部。另外，从电动机装置延伸出的引线也可以在与至少一片静止翼的下表面密合的状态下引出到壳体的外部。这样，可以使引线的布线工作容易。

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的结构的图。

图2是从前段翼侧观察到的在本实施方式中使用的静止翼的一个例子的俯视图。

图3是表示沿图2的J’-J’线的剖面的轮廓的图。

图4是为了说明静止翼的结构和作用而附加针对各翼的流线的图。

图5是表示根据K1的大小的噪音-风量特性的图。

图6(A)及(B)分别为用于说明将细的引线收容到静止翼内的情况下的结构的例子的剖视图。

图7(A)是用于说明替代引线而使用柔性印制电路布线板的情况下的结构的图；图7(B)是表示柔性印制电路布线板的图。

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轮毂

23后段翼

25轮毂

27后段叶轮

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。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的一端固定在轮毂21的外周部而另一端固定在壳体3的内壁部。轮毂21具有在筒状部21A的中央部具备未图示的隔壁部的结构。在轮毂21的未图示的隔壁部固定有前述的前段电动机的定子。此外，在轮毂21的筒状部21A的外周部沿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上固定有多片后段翼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的轮毂21的未图示的隔壁部。

在前段翼11的片数为N、静止翼17的片数为M、后段翼23的片数为P(其中，N、M、P均为整数)，并且前段翼11的最大轴向线长(沿轴向X测出的前段翼11的最大长度尺寸)为Lf、后段翼的最大轴向线长(沿轴线X的轴线方向测出的后段翼23的最大长度尺寸)为Lr、静止翼17的最大轴向线长(沿轴线X的轴线方向测出的静止翼17的最大长度尺寸)为Lm、前段翼11的外径尺寸(沿与轴线方向正交的径向测出的包括前段翼的前段叶轮的最大直径尺寸)为Rf、后段翼23的外径尺寸(沿与轴线方向正交的径向测出的包括后段翼的后段叶轮的最大直径尺寸)为Rr(其中，Lf、Lr、Lm、Rf以及Rr为正数)时，本实施方式的双重反转式轴流鼓风机1满足Lm/(Lf+Lr)＜0.14的关系。需要说明的是，在前段翼11的片数N、静止翼17的片数M以及后段翼23的片数P之间优选满足N≥P＞M的关系，但是该关系对本发明而言也并非不可或缺。

在本实施方式中，静止翼的设计采用使静止翼17的损耗尽量小的设计思想。而且，在本实施方式中，为了获得降低后段翼23的损失、后段翼23进行回旋回复量的工作(同时也进行以往的静止翼的工作)的作用效果，而附加N≥P＞M的关系。关于静止翼的设计采用使静止翼17的损耗尽量小的设计思想，Lm/(Lf+Lr)＜0.14的关系限定了静止翼17的最大轴向线长Lm的上限值。关于公知的双重反转轴流鼓风机，即使计算Lm/(Lf+Lr)的值，也不会小于0.14。因此，该上限值虽带有临界的含义，但是更重要的是用于作为本发明排除公知技术的限定。

图2是从前段翼13侧观察到的在本实施方式中使用的静止翼17的一个例子的俯视图，图3是表示图2的J’-J’线剖面的轮廓的图。图4是为了说明静止翼17的结构和作用而附加针对各翼的流线的图。当前段叶轮15的旋转方向为正转方向、静止翼17的位于正转方向侧的面为上表面17A、静止翼17的位于正转方向相反侧的面作为下表面17B时，静止翼17的上表面17A与下表面17B弯曲成向正转方向侧凸出。另外，静止翼17被形成为随着从位于轮毂21侧的内端17C朝向位于壳体3侧的外端17D其轴向线长L变长。而且，当将对于下表面17B的翼弦C与下表面17B间的最大尺寸设为K1时，静止翼17被形成为随着从内端17C朝向外端17D其最大尺寸K1变长。而且，关于本实施方式的静止翼17，静止翼17的最大轴向线长Lm与最大尺寸K1之间满足Lm/K1＞5.8的关系。Lm/K1＞5.8的关系是通过试验而求得的。根据该试验结果可知，关于满足Lm/(Lf+Lr)＜0.14的关系并且静止翼17被形成为随着从其内端朝向外端其最大尺寸K1变长的双重反转式轴流鼓风机，具有Lm/K1越大噪音也越大、该值越小噪音也越小的倾向。需要说明的是，根据该倾向，Lm/K1＞5.8的关系确定了噪音比现有的双重反转式轴流鼓风机更低的范围。而且，根据翼的设计思想，本实施方式的静止翼17的上表面17A的形状不可能与下表面17B的性质极端不同。另外，根据发明人的研究可知，与下表面17B相比几乎不存在上表面17A的影响。因此，对于上表面17A的翼弦C与上表面17A之间的最大尺寸为K2时，关于在静止翼17的最大轴向线长Lm与最大尺寸K2之间将Lm/K2设为何种程度为宜，虽然不重要，但是对应于下表面17B的形状而必然地进行确定即可。

如图4所示，当包含轴线X且通过静止翼17中心的假想平面S与静止翼17的翼弦C(连结上表面17和下表面17B的两个交点的假想线)间的角度为θ时，对于目标动作点可知，若从前段叶轮15喷出的旋转气体的旋转分量的角度为θr，则优选翼角度θ为接近θr的值。然而，对于该容许偏差的范围没有特殊限制。

图4所示的箭头是表示由前段翼11、静止翼17以及后段翼23产生的流体流动的流线。根据满足上述的关系的本实施方式，能够使因存在静止翼17而产生的损耗最小。另外，若满足上述关系，则由前段翼11喷出并沿静止翼17的表面流动的流体能够有效抑制从静止翼17的表面(尤其是上表面17A)剥离，并能够使噪音降低。

在本实施方式中，除上述关系外，静止翼17具有随着接近轮毂21而K1接近于零的形状。即，静止翼17随着接近轮毂21其下表面17B接近平面的形状。与具有随着接近轮毂21其下表面17B不接近平面的形状的静止翼相比，具有随着接近轮毂21其下表面17B接近平面的形状的静止翼17所产生的噪音更小。

图5示出了将静止翼17的翼角度θ设为一定、关于目标动作点将旋转速度设为一定并且将Lm及K2设为一定、且如图6(A)及6(B)所示那样将从电动机部向壳体3外延伸的引线收容到静止翼17的内部后，使K1的值变化时的噪音变化的倾向。图5中的虚线为K1大时的噪音-风量特性，实线为减小K1时的噪音-风量特性。根据该倾向可知，通过实现静止翼17的形状的适当化，能够降低鼓风机整体的噪音。需要说明的是，图5的数据是随着K1减小K2也减小的数据。在图6(A)及(B)的例子中，引线18利用以绝缘涂料覆盖导体表面的细的瓷漆线、缩甲醛漆包线那样耐电压低的细引线。此外，静止翼17与专利文献1所记载的结构同样，在分割为两部分的分割静止翼17a及17b的组合面形成的凹部内收容有引线18。需要说明的是，在静止翼17的内部收容引线18的结构不限于图6的例子，也可以通过将引线作为嵌入件以嵌入成形的方式形成壳体。若采用本实施方式那样引线不露出的结构，则能够使以满足上述关系的方式构成的静止翼17的效果最好。另外，在使用细的引线的情况下，可以在至少一个静止翼内收容所有的引线，也可以将引线分别分散收容到各静止翼。需要说明的是，细的引线利用连接器在壳体3的外侧与通常的粗的被覆引线相连即可。

另外，也可以不使用细的引线，而使用柔性印制电路布线板。图7(A)表示在与专利文献1所公开的以往的鼓风机同样将壳体3分割成两部分构成的情况下在一侧的分割壳体3A上安装柔性印制电路布线板FPC后的状态。在图7(B)中仅示出柔性印制电路布线板FPC。在该例子中，与未图示的另一侧的分割壳体3B之间夹入有柔性印制电路布线板FPC的主要部分。因此，柔性印制电路布线板FPC的存在不构成产生噪音的原因。

而且，当然也可以利用粘接带、较薄地涂布的粘结膜将细的引线固定在静止翼17的下表面17B。

(产业上的利用可能性)

根据本发明的双重反转式轴流鼓风机，与现有的双重反转式轴流鼓风机相比，由于静止翼的损失小、能够提高性能且降低噪音，所以具有产业上的利用可能性。

Claims (5)

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，其具备轮毂和多片静止翼，所述轮毂以静止状态配置在所述风洞内的前段叶轮与后段叶轮之间的位置并且固定有对所述前段叶轮和所述后段叶轮进行驱动的电动机装置，所述多片静止翼与所述轮毂的外周面和所述壳体的内周面连结并且空开间隔地配置在所述风洞的周向上；

当所述前段翼的最大轴向线长为Lf、所述后段翼的最大轴向线长为Lr、所述静止翼的最大轴向线长为Lm，且Lf、Lr及Lm为正数时，满足Lm/(Lf+Lr)＜0.14的关系，

当所述前段叶轮的旋转方向为正转方向、所述静止翼的位于所述正转方向侧的面为上表面、所述静止翼的位于与所述正转方向相反侧的面为下表面时，所述静止翼的所述上表面与所述下表面弯曲成向所述正转方向侧凸出，

所述静止翼被形成为随着从位于所述轮毂侧的内端朝向位于所述壳体侧的外端其轴向线长变长，

当相对于所述下表面的翼弦与所述下表面之间的最大尺寸为K1时，所述静止翼形成为随着从所述内端朝向所述外端所述最大尺寸K1变长，并且满足Lm/K1＞5.8的关系。

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，

所述静止翼具有随着接近所述轮毂所述K1接近零的形状。

3.如权利要求1所述的双重反转式轴流鼓风机，其特征在于，

所述多片静止翼均等地配置在所述周向上。

4.如权利要求3所述的双重反转式轴流鼓风机，其特征在于，

从所述电动机装置延伸出的多条引线在至少一片所述静止翼的内部延伸而引出到所述壳体的外部。

5.如权利要求3所述的双重反转式轴流鼓风机，其特征在于，

从所述电动机装置延伸出的多条引线在与至少一片所述静止翼的所述下表面密合的状态下引出到所述壳体的外部。

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