CN102297157B - 离心风扇 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够在不降低风量-静压特性的情况下降低噪声的离心风扇。所述离心风扇中，在喷出(45d)附近的流路(47)中突出而在流路(47)中形成有流路狭小部(47a)的舌部(49)设置在侧壁部(45)。舌部(49)的前端面(53)具有宽度尺寸随着从吸引口形成壁部(41)朝向对置壁部(43)而变大的形状。并且，舌部(49)具有向流路(47)内突出的突出尺寸随着从吸引口形成壁部(41)朝向对置壁部(43)而以恒定的减少率连续减少的形状。

Description

离心风扇

技术领域

本发明涉及离心风扇。

背景技术

日本实开平7-14192号公报所示的离心风扇具备：具备多片叶片且固定在电动机的旋转轴上而进行旋转的叶轮；具有从吸引口向喷出口延伸的涡旋状的流路且在该流路中收纳叶轮的涡旋型的壳体。涡旋状的流路形成为，喷出口附近的流路部分的截面积随着朝向喷出口而逐渐变大。并且，在壳体上设有在喷出口附近的流路中突出而在流路中形成流路狭小部的舌部。该舌部的在流路中突出的突出尺寸沿着旋转轴的轴线方向呈台阶状变化。

专利文献1：日本实开平7-14192号公报

在现有的离心风扇中，通过对舌部的形状想办法来降低噪声。然而，要求在不降低风量-静压特性的情况下进一步降低噪声。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在不降低风量-静压特性的情况下降低噪声的离心风扇。

成为本发明所要改良的对象的离心风扇具备：具有旋转轴的电动机；叶轮及壳体。叶轮具备多片叶片且直接或间接地固定在电动机的旋转轴上而进行旋转。壳体具有吸引口、喷出口、与吸引口相连的涡旋状的流路，且在流路中收纳叶轮。并且，壳体具备形成有朝向旋转轴的轴线方向开口的吸引口的吸引口形成壁部、与吸引口形成壁部对置的对置壁部、连结吸引口形成壁部和对置壁部的侧壁部。另外，在侧壁部设有舌部，该舌部在喷出口附近的流路中突出而在流路中形成流路狭小部。在本发明中，舌部具有向流路内突出的突出尺寸随着从吸引口形成壁部朝向对置壁部而减少的形状。

发明人发现：像现有技术那样在舌部设置高低差时，若没有适当地确定高低差的大小，则无法降低噪声，相反地还会增大噪声。并且，发明人发现：像本发明那样连续减少舌部的突出尺寸时，能够可靠地降低噪声。从而，通过像本发明那样确定舌部的形状，能够在不降低风量-静压特性的情况下降低噪声。其理由在于，通过使舌部的向流路内突出的突出尺寸随着从吸引口形成壁部朝向对置壁部连续减少，而能够可靠地降低叶轮通过舌部附近时的压力变动。

此外，优选舌部的突出尺寸的减少率恒定。这样，舌部的设计变得容易。

优选舌部的前端面具有宽度尺寸随着从吸引口形成壁部朝向对置壁部变大的形状。这样，与将宽度尺寸设为恒定的情况相比，能够进一步可靠地降低叶轮通过舌部附近时的压力变动。

优选舌部的前端面的形状设定为，沿与旋转轴的轴线方向正交的方向剖开的截面形状、即沿着旋转轴的轴线成为垂线的假想面剖开的截面形状为圆弧形状。进而，优选舌部的前端面的圆弧的半径随着从吸引口形成壁部朝向对置壁部而逐渐变大。这样，前端面的宽度尺寸随着从吸引口形成壁部朝向对置壁部而平稳地变大。

此外，优选舌部具备与前端面连续且以随着朝向喷出口而扩宽流路的方式倾斜的倾斜面。若设置这样的倾斜面，则通过(越过)流路狭小部而流动的空气沿着倾斜面流动，能够使空气朝向喷出口平稳地流动，能够进一步实现噪声的降低。

优选该倾斜面具有：与前端面连续且以恒定的倾斜角度倾斜的第一倾斜面部；与第一倾斜面部连续且以朝向流路凸出的方式弯曲的第二倾斜面部。这样，能够使沿着倾斜面上而朝向喷出口流动的空气更平稳地流动。

另外，优选舌部还具备与第二倾斜面部连续且沿着喷出口延伸的平坦面。这样，通过了倾斜面上的空气的一部分在平坦面上流动而平稳地从喷出口喷出。

附图说明

图1是表示本发明的离心风扇的一实施方式中的取下吸引口形成壁部后的状态的图。

图2是图1的II-II线剖视图。

图3是图1所示的离心风扇的壳体的侧视图。

图4是从图1所示的离心风扇的吸引口形成壁部侧观察舌部而得到的立体图。

图5是从与图4不同的角度观察舌部而得到的立体图。

图6是试验中使用的离心风扇的风量与静压的关系的图表。

符号说明：

1电动机

3叶轮

5壳体

9旋转轴

41吸引口形成壁部

41a吸引口

43对置壁部

45侧壁部

45d喷出口

47流路

47a流路狭小部

49舌部

51叶轮对置面

53前端面

55倾斜面

55a第一倾斜面部

55b第二倾斜面部

57平坦面

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式的一例。图1是表示在本发明的离心风扇的一实施方式中取下后述的吸引口形成壁部41后的状态的图，图2是在图1的II-II线的位置剖开具备后述的吸引口形成壁部41的离心风扇而得到的剖视图。如两幅图所示那样，本实施方式的离心风扇(西洛克风扇)具备电动机1、通过电动机1而旋转的叶轮3、收纳叶轮3的壳体5。

如图2所示那样，电动机1具有定子7、旋转轴9和转子11。定子7嵌合在轴承支架17的外侧，该轴承支架17嵌合并保持将旋转轴9支承为旋转自如的两个滚珠轴承13及15。该定子7包括配置在轴承支架17外侧的定子铁心18、与该定子铁心18嵌合的绝缘树脂制的绝缘体19、将该绝缘体19夹于其间而卷绕在定子铁心18的多个凸极部上的定子绕组21。定子绕组21经由连接线而与电路基板23的未图示的电路图案电连接。在电路基板23上安装有用于使励磁电流流过定子绕组21的驱动电路。转子11包括由铁等磁性材料构成的环状的永磁铁支承构件25、固定在旋转轴9的一端的金属制的轮毂26、固定在永磁铁支承构件25的内周部而与定子铁心18对置的多个永磁铁27。在本实施方式中，将独立形成的永磁铁支承构件25与轮毂26结合而构成一个杯状构件。其中，当然也可以将杯状构件作为一体成形件而形成。

通过电动机1而旋转的叶轮3由合成树脂一体成形，一体地具有叶轮主体29、叶片支承部31、叶片安装部(护罩)33、多片叶片35。在本例中，叶轮3相对于图1的纸面以逆时针(箭头D1)方向为正转方向进行旋转。

叶轮主体29具备筒状的周壁部29b，该周壁部29b具备使轮毂26的一部分露出的开口部29a且与永磁铁支承构件25嵌合。需要说明的是，叶轮主体29当然也可以形成为不存在开口部29a且完全覆盖轮毂26的有底形状。

叶片支承部31呈圆环状，从叶轮主体29的周壁部29b的端部向旋转轴9的径向外侧延伸。在叶片支承部31设有朝向后述的吸引口形成壁部41突出的多片叶片35。多片叶片35的形状设定为，当叶轮3沿正转方向旋转时，将从后述的吸引口41a吸引来的空气朝向旋转轴9的径向喷出。叶片安装部33具有圆环状的形状，将多个叶片35的位于后述的吸引口形成壁部41侧的端部连结。在该例中，叶片安装部33位于多个叶片35的端部的径向外侧。并且，该叶片安装部33比吸引口41a的开口缘部更靠径向外侧。从而，无法从吸引口41a观察到叶片安装部33。如图1所示，在叶片安装部33的吸引口形成壁部41侧的端面部上形成有沿周向隔开一定的间隔且埋入平衡重的多个平衡重埋入孔34。本实施方式的多个平衡重埋入孔34具有周向的两端缘部向与叶轮3的旋转方向相反的方向倾斜的形状。通过这样使两端缘部倾斜，从而具有在叶轮3旋转时减小平衡重埋入孔34的空气阻力的优点。

如图2及图3(壳体5的侧视图)所示，收纳叶轮3的壳体5通过组合由合成树脂构成的分割成两部分的第一及第二壳体半部37及39而形成。壳体5在将第一及第二壳体半部37及39组合后的状态下，具备吸引口形成壁部41、与吸引口形成壁部41对置的对置壁部43、连结吸引口形成壁部41和对置壁部43的侧壁部45。在吸引口形成壁部41的中央形成有朝向旋转轴9的轴线方向的一方开口而从外部吸引空气的圆形的吸引口41a。另外，如图1所示，侧壁部45具有呈圆弧状弯曲而延伸的第一侧壁部分45a、从第一侧壁部分45a的与叶轮3的旋转方向相反侧的端部平坦地延伸的第二侧壁部分45b、从第一侧壁部分45a的叶轮3的旋转方向侧的端部平坦地延伸的第三侧壁部分45c。并且，在第二侧壁部分45b的端部与第三侧壁部分45c的端部之间形成有朝向与旋转轴9的轴线方向正交的方向或叶轮3的切线方向开口的喷出口45d。通过这样的结构，而在壳体5的内部形成与喷出口45d和吸引口41a相连的涡旋状的流路47。

并且，如图1及图3所示，在第二侧壁部分45b的与第一侧壁部分45a相邻的部分上形成有向第三侧壁部分45c侧突出的舌部49。换言之，形成流路狭小部47a的舌部49以在喷出口45d附近的流路47中突出的方式设置在侧壁部45上。流路47中的流路狭小部47a是形成在舌部49的前端面53与第三侧壁部分45c之间而流路的宽度变窄的部分。

舌部49以跨吸引口形成壁部41和对置壁部43之间的方式设置。在本实施方式中，将舌部49与第一壳体半部37一体地形成。然而，当然也可以将舌部49形成为分割成两部分的结构，在第一壳体半部37及第二壳体半部39分别一体地设置分割成两部分的舌部构成部，在组合第一壳体半部37及第二壳体半部39时构成舌部49。

如图4及图5所示，舌部49的沿与旋转轴9的轴线方向正交的方向剖开舌部49而得到的截面的形状(即沿着旋转轴的轴线成为垂线的假想面剖开舌部49而得到的截面形状)具有接近于梯形的形状。舌部49具有分别向流路47内露出的四个连续的面、即叶轮对置面51、前端面53、倾斜面55和平坦面57。需要说明的是，图4及图5均为从吸引口形成壁部41侧观察舌部49而得到的立体图，在两图中一起绘制出吸引口形成壁部41的一部分及对置壁部43的一部分。如图1所示，叶轮对置面51与呈圆弧状弯曲延伸的第一侧壁部分45a的内表面连续而延伸，与叶轮3对置。倾斜面55与前端面53连续且以随着朝向喷出口45d而扩宽流路47的方式倾斜。倾斜面55具有与前端面53连续且以恒定的倾斜角度倾斜的第一倾斜面部55a、与第一倾斜面部55a连续且以朝向流路47凸出的方式弯曲的第二倾斜面部55b。平坦面57与第二倾斜面部55b连续且沿着喷出口45d延伸。

位于叶轮对置面51与倾斜面55之间的前端面53的、沿与旋转轴9的轴线方向正交的方向剖开的截面(即沿着旋转轴的轴线成为垂线的假想面剖开舌部49而得到的截面形状)具有圆弧形状。并且，如图5所示那样，前端面53的圆弧形状的半径随着从吸引口形成壁部41朝向对置壁部43而逐渐变大。在本例中，吸引口形成壁部41侧的圆弧的半径R1为2mm，对置壁部43侧的圆弧的半径R2为4mm。因此，前端面53具有宽度尺寸随着从吸引口形成壁部41朝向对置壁部43而变大的形状。另外，如图3及图4所示，前端面53以随着从吸引口形成壁部41朝向对置壁部43而逐渐从对置的第三侧壁部分45c离开的方式倾斜。换言之，舌部49具有向流路47内突出的突出尺寸随着从吸引口形成壁部41朝向对置壁部43而以恒定的减少率连续减少的形状。在本例中，前端面53与对置壁部43之间的角度θ(图3)为100°。

接下来，分别制作实施例和比较例的离心风扇，研究了风量与静压的关系及两者的噪声。实施例的离心风扇为图1～5所示的离心风扇。比较例的离心风扇具有舌部的前端面的截面形状的圆弧的半径从吸引口形成壁部直至对置壁部为恒定、且前端面不倾斜(图3中的角度θ为90°)的舌部。需要说明的是，该舌部的前端面的半径与实施例的离心风扇的吸引口形成壁部41侧的半径R1(2mm)大小相同。另外，比较例的离心风扇的舌部的前端面的顶点与吸引口形成壁部的接合位置不同于实施例的离心风扇的舌部的前端面53的顶点与吸引口形成壁部41的接合位置。并且，对于其它构件而言，比较例的离心风扇具有与实施例的离心风扇相同的结构。接下来，使实施例的离心风扇的叶轮以大约5000rpm旋转，使比较例的离心风扇的叶轮以大约5000rpm旋转，研究了实施例及比较例的离心风扇的风量与静压的关系。图6是表示测定结果的图表。根据图6可知，对于实施例的离心风扇和比较例的离心风扇而言，相对于风量的静压值大致相等(风量-静压特性大致相等)。

另外，在自由空气时(最大风量时)，实施例的离心风扇的噪声为69.7dB，比较例的离心风扇的噪声为70.2dB，确认实施例的离心风扇与比较例的离心风扇相比噪声降低了0.5dB。

由以上可知，实施例的离心风扇与比较例的离心风扇相比，能够在不降低相对于风量的静压值的情况下降低噪声。

此外，根据模拟，确认了日本实开平7-14192号公报所示的使用具有台阶的舌部的离心风扇的自由空气时的噪声在实施例的离心风扇的噪声与比较例的离心风扇的噪声之间。

工业实用性

根据本发明，由于舌部具有向流路内突出的突出尺寸随着从吸引口形成壁部朝向对置壁部而连续减少的形状，因此能够在不降低风量-静压特性的情况下降低噪声。

Claims (1)

1.一种离心风扇，其具备：

具备旋转轴的电动机；

具备多片叶片且直接或间接地固定在所述电动机的所述旋转轴上而进行旋转的叶轮；

具有吸引口、喷出口、与所述吸引口相连的涡旋状的流路，且在所述流路中收纳所述叶轮的壳体，

所述壳体具备形成有朝向所述旋转轴的轴线方向开口的所述吸引口的吸引口形成壁部、与所述吸引口形成壁部对置的对置壁部、连结所述吸引口形成壁部和所述对置壁部的侧壁部，在所述喷出口附近的所述流路中突出且在所述流路中形成流路狭小部的舌部设置在所述侧壁部，所述离心风扇的特征在于，

所述舌部具有向所述流路内突出的突出尺寸随着从所述吸引口形成壁部朝向所述对置壁部而连续减少的形状，

所述突出尺寸的减少率恒定，

所述舌部的前端面具有宽度尺寸随着从所述吸引口形成壁部朝向所述对置壁部而变大的形状，

所述舌部的前端面的形状设定成，沿与所述旋转轴的轴线方向正交的方向剖开的截面形状、即沿着所述旋转轴的轴线成为垂线的假想面剖开的截面形状为圆弧形状，

所述前端面的所述圆弧的半径随着从所述吸引口形成壁部朝向所述对置壁部而逐渐变大，

所述舌部具备倾斜面，该倾斜面与所述前端面连续且以随着朝向所述喷出口而扩宽所述流路的方式倾斜，

所述倾斜面具有：与所述前端面连续且以恒定的倾斜角度倾斜的第一倾斜面部；与所述第一倾斜面部连续且以朝向所述流路凸出的方式弯曲的第二倾斜面部，

所述舌部还具备与所述第二倾斜面部连续且沿着所述喷出口延伸的平坦面。