附图说明
图1是实施例1中的离心风扇的立体图。
图2是从旋转轴方向、吸入侧方向观看实施例1中的离心风扇的叶片的图。
图3a是从旋转轴方向、吸入侧方向观看实施例1中的离心风扇的一片叶片的图。
图3b是从旋转轴方向、吸入侧方向观看实施例1中的离心风扇的一片叶片的图。
图4是在实施例1中的离心风扇的成型中使用的模具的说明图,是通过旋转轴的纵向剖视图。
图5是在实施例1中的离心风扇的成型中使用的模具的说明图,是垂直于旋转轴且通过点B的平面中的横向剖视图。
图6是侧板的立体图。
图7是主板和叶片的一体成型零件的立体图。
图8是通过实施例1中的离心风扇的旋转轴的纵向剖视图。
图9是从旋转轴方向、吸入侧方向观看实施例2中的离心风扇的叶片的图。
图10是在实施例2中的离心风扇的成型中使用的模具的说明图,是垂直于旋转轴且通过点D的平面中的横向剖视图。
图11是在实施例2中的离心风扇的成型中使用的模具的说明图,是在主板3和侧板2之间的某个位置切断的横向剖视图。
图12是从旋转轴方向、吸入侧方向观看实施例3中的离心风扇的叶片的图。
图13是表示实施例3中的离心风扇的高效率化的效果的试验结果。
图14是实施例4中的空调装置。
具体实施方式
为了实施发明的优选方式
下面,用附图说明实施例。
[实施例1]
在本实施例中,对高效率、低成本的离心风扇的例子进行说明。根据图1~图8说明本实施例1。
图1是实施例1中的离心风扇的立体图。1表示叶片,2表示侧板,3表示主板。4表示旋转轴,5表示离心风扇的旋转方向。叶片1在侧板2和主板3之间设置了多片。空气从侧板2的吸入口36吸入,从叶片1和相邻的叶片1之间向离心方向吹出。离心风扇的叶片1和侧板2和主板3连接着。通过与未图示的马达连接的主板3由马达进行旋转驱动,离心风扇进行旋转。
图2是从旋转轴方向、吸入侧方向观看实施例1中的离心风扇的叶片的图。在此表示2片叶片。将叶片1的旋转方向的前侧称为前缘,将后侧称为后缘。6表示侧板侧后缘端部,7表示主板侧后缘端部。8表示侧板侧前缘端部,9表示主板侧前缘端部。10表示叶片1的压力面,11表示叶片1的负压面。在图2中,使用将接合了侧板2和叶片1的面向垂直于旋转轴方向的截面投影了的面和将接合了主板3和叶片1的面向垂直于旋转轴方向的截面投影了的面来表示叶片1。以下,将前者称为侧板侧的接合投影面,将后者称为主板侧的接合投影面。前缘端部和后缘端部,分别是压力面10和负压面11的连接部分。12表示在从旋转轴方向看见的侧板侧的接合投影面中的弧高线(侧板侧弧高线),13表示在从旋转轴方向看见的主板侧的接合投影面中的弧高线(主板侧弧高线)。所谓弧高线,是指在以垂直于旋转轴方向的截面中切断了叶片1时,连结从描绘压力面10的线和描绘负压面11的线成为等距离的点的中心线。βs1表示侧板侧叶片入口角,βh1表示主板侧叶片入口角。叶片入口角由在弧高线中的前缘端部的切线和以通过前缘端部并以旋转轴为中心的在圆弧中的前缘端部的切线所成的角定义。叶片1,从主板3到侧板2以向反旋转侧倾斜的方式扭转。
图3a是从旋转轴方向、吸入侧方向观看实施例1中的离心风扇的一片叶片的图。A表示侧板侧的接合投影面中的在负压面11侧的叶片角为最小的βss_min的点,B表示主板侧的接合投影面中的压力面10侧中的叶片角为最大的βps_max的点。任何一点除了前缘之外都能设定。所谓前缘,是指在叶片1的前缘端部中连接压力面10和负压面11的大致圆弧或者曲线。14表示在负压面11中的点A的切线,15表示在压力面10中的点B的切线。叶片角由在叶片1的曲线中的某个点的切线和在与通过后缘端部并以旋转轴4为中心的圆弧相交时,在曲线中的某个点的切线或在圆弧中的交点的切线所成的角定义。
图3b是代替图3a中的点B的设定的方法的图。P表示在主板侧的接合投影面中的中心面(主板侧弧高线)中的叶片角成为最大的βmax的点,除了前缘都能设定。点B也可以作为在主板侧的接合投影面中从点P起处于最短距离的压力面10上的点来确定。所谓中心面是处于压力面10和负压面11的中心的面,通过将由垂直于旋转轴方向的截面切断叶片1时得到的弧高线从侧板2延续到主板3进行定义。37是在点P的切线。在图3b中点P表示在弧高线13上。叶片1在确定弧高线后以向压力面侧和负压面侧进行厚壁化的方式设计。因此,与图3a相比,在确定点P后确定点B是容易设计的。
图4是在实施例1中的离心风扇的成型中使用的模具的说明图,是通过旋转轴的纵向剖视图。16是向旋转轴方向移动的模具,向箭头18的方向移动。17是向吹出方向移动的模具,向箭头19的方向移动。向吹出方向移动的模具17,就各个叶片1而言是一个一个地存在的。1片叶片1由1个模具16和2个模具17成型。由这些模具16、模具17成型实施例1的离心风扇。
图5是在实施例1中的离心风扇的成型中使用的模具的说明图,是垂直于旋转轴且通过点B的平面中的横向剖视图。与模具一起也表示叶片1的主板侧的接合投影面和侧板侧的接合投影面。20表示分割模具16和模具17的分界。分界点C表示主板侧的接合投影面中的压力面上的点,与点B相比位于吹出侧。模具17向箭头21的方向移动。在图5中模具17仅表示叶片之间的一部分。
在图5中点C表示在主板侧的接合投影面中的压力面10上,但分割模具16和模具17的分界存在于从主板3到侧板2之间的任意的横截面中。
图6是侧板的立体图,图7是主板和叶片的一体成型零件的立体图。具有空气的吸入口36的侧板2,其由通过旋转轴4的平面切断的截面缓慢地弯曲。由此,能够使空气难以剥离。图1的离心风扇通过接合侧板2和叶片1进行制作。
图8是通过实施例1中的离心风扇的旋转轴的纵向剖视图。23表示喇叭口。24表示侧板侧的流动,25表示主板侧的流动。Ch表示主板侧的绝对速度分量,Crh表示主板侧的径向速度分量,Czh表示主板侧的轴向速度分量。Cs表示侧板侧的绝对速度分量,Crs表示侧板侧的径向速度分量,Czs表示侧板侧的轴向速度分量。
使用以上说明的图1~图8对本实施例的离心风扇的结构、作用及效果进行说明。
离心风扇为了将吸入的空气改变方向地呈大致直角地吹出,空气的流动偏向主板侧。如由图8所示的那样,主板侧的流动25比侧板侧的流动24快,主板侧的径向速度分量Crh比侧板侧的径向速度分量Crs大。因此在图2中使侧板侧叶片入口角βs1<主板侧叶片入口角βh1。由此,侧板侧和主板侧的流动能沿着叶片,流动的剥离被抑制。其结果,离心风扇成为高效率。
在图2及图3a、图3b中,侧板侧后缘端部6与主板侧后缘端部7相比配置在反旋转侧。通过做成这样的结构,因为叶片力在吹出口附近从主板侧向侧板侧作用,所以能够抑制低能量流体向侧板侧、负压面侧集聚。由此,能够在吸入的空气从前缘向后缘流动的期间,从主板侧向侧板侧引导该空气,能够防止空气向主板侧偏移。其结果,离心风扇成为高效率。
在图2及图3a、图3b中,主板侧前缘端部9与侧板侧前缘端部8相比配置在旋转轴4侧。通过做成这样的结构,能够将从侧板侧吸入的空气向主板侧偏移的空气的流动由主板侧的前缘快速地捕捉,能够使吸入的空气效率良好地向后缘流动。
在图2及图3a、图3b中,侧板侧前缘端部8与主板侧的压力面10相比配置在反旋转侧。即,在这些图中,不使主板侧的接合投影面和侧板侧的接合投影面交叉。另外,将叶片1配置在主板3上,以便成型叶片1和相邻的叶片1的模具17在空气的吹出方向(箭头21)拔出。具体地讲,以切线14和切线15平行或者相对于点A或点B在旋转轴4侧交叉的方式配置叶片1。在本实施例中,使切线14和切线15所成的角α成为锐角。离心风扇的叶片1的片数越少,角α越大,例如也有成为120°那样的钝角的情况。主要是,只要切线14和切线15平行或者向外周扩大即可。但是,由于模具17不能拔出,所以不能超过180°。
只要是具有以上那样的点A、点B的叶片1,则如果在主板侧的接合投影面中的压力面10上与点B相比在吹出侧分割模具,模具17就能够向箭头21的方向移动,可以进行使用由图4及图5所示的模具16及模具17的离心风扇的成型。在本实施例中,设置了与点B相比位于吹出侧的分界点C。由此如图7所示,能够进行主板3和叶片1的一体成型,与分别成型叶片1和侧板2和主板3的离心风扇相比可以低成本化。
[实施例2]
在本实施例中,进一步对以低成本提供高效率的离心风扇的例子进行说明。由图9~图11说明本发明的实施例2。
图9是从旋转轴方向、吸入侧方向观看实施例2中的离心风扇的叶片的图。对于与图2重复的记号省略说明。22表示与在叶片1的侧板侧的接合投影面中的负压面11侧的叶片角为最小的βss_min的点A的切线14平行,并在相邻的叶片的主板侧的接合投影面中的压力面10的切线。点D表示切线22和压力面10的切点。
图10是在实施例2中的离心风扇的成型中使用的模具的说明图,是垂直于旋转轴且通过点D的平面中的横向剖视图。与模具一起也表示叶片1的主板侧的接合投影面和侧板侧的接合投影面。分界点E表示主板侧的接合投影面中的压力面上的点,与点D相比位于吹出侧。模具17向箭头21的方向移动。在图10中模具17仅表示叶片之间的一部分。
图11是在实施例2中的离心风扇的成型中使用的模具的说明图,是在主板3和侧板2之间的某个位置切断的横向剖视图。与模具一起也表示叶片1的主板侧的接合投影面和侧板侧的接合投影面的横向剖视图。在图11中表示在叶片1的某个截面上配置点E的结构。分割模具16和模具17的分界存在于从主板3到侧板2之间的任意的横截面中。
使用以上说明的图9~图11对本发明的离心风扇的结构、作用及效果进行说明。
本实施例的离心风扇,在图9中,将主板侧叶片入口角βh1设定得比实施例1的图2的情况下的大。因此,可以做成沿主板侧的流动25的叶片形状,流动的剥离被抑制。其结果,离心风扇成为更高效率。
在本实施例中,与实施例1相比主板侧的前缘向旋转轴4侧弯曲得大。因此,如果如实施例1的那样由成为最大叶片角的点B确定切线,则此切线和切线14在离心风扇的外侧交叉。于是,模具17不能够向吹出方向移动。在实施例中,在确定分割模具16和模具17的分界的情况下,使用与切线14平行的切线22与主板侧的接合投影面的压力面10侧相切的点D。只要是具有点D的叶片1,则如果在主板侧的接合投影面中的压力面10上与点D相比在吹出侧分割模具,模具17就能够向箭头21的方向移动,能够进行使用由图9所示的模具16及模具17的离心风扇的成型。在本实施例中,设置了与点D相比位于吹出侧的分界点E。由此,能够使用模具16及模具17一体成型主板3和叶片1,与分别成型叶片1、侧板2和主板3的离心风扇相比能够低成本化。
[实施例3]
在本实施例中,进一步对以低成本提供高效率的离心风扇的例子进行说明。通过图12及图13说明本发明的实施例3。
图12是从旋转轴方向、吸入侧方向观看实施例3中的离心风扇的叶片的图。26表示主板侧的接合投影面。R1h表示以旋转轴4为中心通过主板侧前缘端部9的圆弧的半径,R1s表示以旋转轴为中心通过侧板侧前缘端部8的圆弧的半径。Lh表示连结主板侧前缘端部9和主板侧后缘端部7的叶片弦长度,Ls表示连结侧板侧前缘端部8和侧板侧后缘端部6的叶片弦长度。
图13是表示实施例3中的离心风扇的高效率化的效果的试验结果。在图13中表示为现有的试验结果,是没有采用本实施例的现有的离心风扇。此离心风扇,侧板侧后缘端部6与主板侧后缘端部7相比配置在旋转侧,使侧板侧叶片入口角βs1<主板侧叶片入口角βh1。在测定的流量域中,能够确认本实施例与现有的相比是高效率的。
用以上说明的图12及图13对本发明的离心风扇的结构、作用及效果进行说明。
本实施例的离心风扇,与由图8所示的实施例1同样,主板侧的流动25比侧板侧的流动24快,主板侧的径向速度分量Crh比侧板侧的径向速度分量Crs大。因此,支配离心风扇的效率的是主板侧。因此,如图12所示,通过使半径R1h<半径R1s,确保主板侧的叶片弦长度Lh长。在本实施例中,叶片1的后缘端部延伸到主板3的最外径。通过做成这样的结构,能够抑制主板侧的剥离和提高叶片的效率。其结果,离心风扇成为更高效率。
另外,因为在侧板吸入侧空气的流动的曲率大,所以在侧板2侧、负压面11侧流动容易剥离。因此如图12所示,将侧板侧前缘端部8与主板侧的接合投影面26重叠。由此,与上述实施例相比能够确保叶片弦长度Ls长。通过做成这样的结构,能够在侧板侧前缘端部8使空气的流动沿着叶片1,在侧板侧的空气的流动更难以剥离。其结果,离心风扇成为更高效率。
本实施例的离心风扇通过接合由图6及图7所示的侧板2和主板3和叶片1的一体成型零件进行制作。在接合时,侧板2向叶片1在旋转轴方向施加负荷。因为实施例1及实施例2的离心风扇的叶片1是向反旋转方向倾斜的形状,所以在接合时弯曲力矩加在叶片1和主板3上。在实施例3中,因为在主板侧的接合投影面26中重叠侧板侧前缘端部8,所以旋转轴侧的叶片1从侧板侧前缘端部8附近成为与主板3大致垂直的叶片形状。通过做成这样的结构,叶片的强度提高,能够抑制由接合时的弯曲力矩引起的变形。其结果,能够抑制因施加了过大的弯曲力矩的情况下的叶片的倾倒产生的废品率,有助于离心风扇的低成本化。
在本实施例中,将在侧板侧的接合投影面中的负压面11侧的叶片角为最小的βss_min的点作为F。另外,将在主板侧的接合投影面中的压力面10侧的叶片角为最大的βps_max的点作为G。该点G的设定的方法,也可以在上述实施例中由在主板侧的接合投影面中的中心面(主板侧弧高线)的叶片角为最大的β_max的点设定。另外,在点F的切线和在点G的切线所成的角γ,是与上述实施例中的角α对应的角。
[实施例4]
在本实施例中,表示将实施例1至实施例3的任一个离心风扇搭载在空调装置上的例子。由图14说明本发明的实施例4。
图14是实施例4中的空调装置。27表示实施例1至实施例3的任一例的离心风扇,28表示喇叭口,29表示马达,30表示热交换器,31表示壳体,32表示格栅及过滤器,33表示吹出口。
在图14中,喇叭口28与离心风扇27的侧板2以尺寸34重叠地配置。离心风扇27由马达29驱动。流动如35所示,通过格栅及过滤器32,由离心风扇27升压,经热交换器30,从吹出口33向大气吹出。根据本发明的实施例4,能够提供高效率的空调装置。
符号说明:
1:叶片
2:侧板
3:主板
4:旋转轴
5:旋转方向
6:侧板侧后缘端部
7:主板侧后缘端部
8:侧板侧前缘端部
9:主板侧前缘端部
10:压力面
11:负压面
12:侧板侧弧高线
13:主板侧弧高线
14、15、22:切线
16:模具(向旋转轴方向移动的模具)
17:模具(向吹出方向移动的模具)
18、19、21:箭头
20:分界
23、28:喇叭口
24:侧板侧的流动
25:主板侧的流动
26:主板侧的接合投影面
27:离心风扇
29:马达
30:热交换器
31:壳体
32:格栅及过滤器
33:吹出口
34:尺寸
35:流动
36:吸入口
βs1:侧板侧叶片入口角
βh1:主板侧叶片入口角
βss_min:负压面上的最小叶片角
βps_max:压力面上的最大叶片角
β_max:中心面上的最大叶片角
α:切线14和切线15所成的角
R1h、R1s:半径
Lh、Ls:叶片弦长度