CN104019059B - 离心送风机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够提高送风机效率的离心送风机。本发明的离心送风机中，多个叶片（2）分别包含本体部（21）和外周端部（22），本体部（21）形成为从径向上的中间位置朝向径向外侧及旋转方向的后侧延伸，外周端部（22）形成为相对于本体部朝向旋转方向的前侧弯折而从本体部延伸至叶轮的外周缘侧，至少一个叶片包含从径向上的中间位置朝向径向内侧及旋转方向的前侧延伸的大致三角形形状的延长部（6），从主轴的一端侧观察时，多个叶片的护罩（3）侧的边缘部，在本体部和外周端部之间的弯折位置（9）与叶片的内周缘之间的部分，相对叶轮盘侧的边缘部位于旋转方向的前侧，在弯折位置与叶片的外周缘之间的部分，沿着叶轮盘侧的边缘部延伸。

Description

离心送风机

技术领域

本发明涉及作为各种送排气、涂装设备、集尘装置、工厂等的换气设备使用的离心送风机。

背景技术

作为已有的离心送风机，已知有沿着叶轮的圆周以等间隔排列设置多个从叶轮的外周缘侧向内周缘侧延伸的叶片，且各叶片在径向上的整个长度上以沿着主轴的方向延伸的离心送风机（例如，专利文献1）。

专利文献1：日本特开2007-247594号公报

但是，专利文献1中所公开的离心送风机中，由于在叶片的外周端部附近有部分流体的流速变慢等因素，无法充分保证叶轮整体的流体速度分布的均匀性，关于送风机的效率存在改善的余地。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够提高送风机效率的离心送风机。

为了实现上述目的，本发明的构成要点如下：

本发明的离心送风机，其特征在于，具备主轴和由所述主轴可旋转地支撑的叶轮，

所述叶轮具有：

可旋转地支撑于所述主轴的叶轮轮毂；

从所述叶轮轮毂朝径向外侧延伸的叶轮盘；

在沿着所述主轴的方向上与所述叶轮盘面对的圆环状的护罩；

多个叶片，在所述叶轮盘和所述护罩之间分别从所述叶轮的外周缘侧至少延伸至所述叶轮的外周缘和所述叶轮轮毂之间的径向上的中间位置，且沿着所述叶轮的圆周布置，

所述多个叶片分别包含本体部和外周端部，本体部形成为至少使所述叶轮盘侧的边缘部从所述径向上的中间位置朝向径向外侧及旋转方向的后侧延伸，外周端部形成为相对于所述本体部朝向旋转方向的前侧弯折而从所述本体部延伸至所述叶轮的外周缘侧，

至少一个所述叶片包含从所述径向上的中间位置朝向径向内侧及旋转方向的前侧延伸的延长部，所述延长部具有沿着所述主轴的方向上的长度随着朝向径向内侧而逐渐变短的大致三角形形状，

从所述主轴的一端侧观察时，所述多个叶片的所述护罩侧的边缘部，在所述本体部和所述外周端部之间的弯折位置与所述叶片的内周缘之间的部分，相对所述叶轮盘侧的边缘部位于旋转方向的前侧，在所述弯折位置与所述叶片的外周缘之间的部分，所述多个叶片的所述护罩侧的边缘部沿着所述叶轮盘侧的边缘部延伸。

根据该发明，提高叶轮整体的流体速度分布的均匀性，能够提高送风机的效率。

而且，优选地，本发明的离心送风机中，所述多个叶片都分别包含所述延长部。

根据该构成，可以进一步提高送风机的效率。

而且，优选地，本发明的离心送风机中，所述多个叶片分别在所述弯折位置与所述叶片的内周缘之间的部分，相对于沿着所述主轴的方向，朝旋转方向的前侧倾斜，其倾斜角度从所述内周缘朝向所述弯折位置逐渐变小。

根据该构成，可以进一步提高送风机的效率。

根据本发明，可以提供能够提高送风机效率的离心送风机。

附图说明

图1为示出本发明的一实施方式的离心送风机的叶轮的立体图。

图2为从离心送风机的主轴的一端侧观察时的图1所示叶轮的平面图。

图3为图2的叶轮的A-A剖视图。

图4为根据实施例的送风机工作时的图3所示截面中的流体相对速度矢量图。

图5为示出根据实施例的送风机工作时的图2所示平面图中的流体速度分布的相对速度矢量图。

图6为示出根据比较例的送风机的叶轮的立体图。

图7为根据图6所示比较例的送风机工作时的相当于图3所示截面的截面中的流体相对速度矢量图。

图8为示出根据图6所示比较例的送风机工作时的相当于图2的平面图中的流体速度分布的相对速度矢量图。

图9为关于实施例及比较例的送风机，示出风量Q与效率η及压力P的各自关系的曲线图。

符号说明：

1为叶轮，2为叶片，3为护罩，4为叶轮盘，5为叶轮轮毂，6为延长部，7为中间位置，9为弯折位置，10为叶片的内周缘，11为叶片的外周缘，12为叶轮的外周缘，21为本体部，22为外周端部，31为叶片的护罩侧的边缘部，32为叶片的叶轮盘侧的边缘部。

具体实施方式

以下，参照附图来详细地示例性说明本发明的实施方式。

参照图1至图3说明本发明的一实施方式。图1为示出本发明的一实施方式的离心送风机（以下，简称为“送风机”）的叶轮1的立体图。图2为从离心送风机的主轴的一端侧观察时的图1所示叶轮1的平面图。图3为图2的叶轮1的A-A剖视图。本实施方式的离心送风机具有主轴（未图示）和由该主轴可旋转地进行支撑的叶轮1。而且，该叶轮1具有：由主轴可旋转地进行支撑的叶轮轮毂5；从叶轮轮毂5朝径向外侧延伸的圆环状的叶轮盘4；在沿着主轴的方向AD上与叶轮盘4面对的圆环状的护罩3；在叶轮盘4和护罩3之间沿着叶轮1的圆周排列的多个（图示例中为11个）板状的叶片2（叶片2优选以图示例那样以等间隔排列）。若如此构成的叶轮1根据主轴的旋转而旋转，则流体从护罩3的中央开口流入叶轮1内部，在离心力作用下在护罩3和叶轮盘4之间由叶片2引导而流向径向外侧，从叶轮1的外周缘12侧流出。

多个叶片2分别从叶轮1的外周缘12侧（在图示例中为比叶轮1的外周缘12更靠近径向内侧的位置）至少延伸至叶轮1的外周缘12和叶轮轮毂5之间的径向上的中间位置7（图示例中为比护罩3的内周缘更靠近径向内侧的位置）。而且，多个叶片2分别包含本体部21和外周端部22，本体部21形成为至少使叶轮盘4侧的边缘部32从叶轮1的外周缘12与叶轮轮毂5之间的径向上的中间位置7朝向径向外侧及旋转方向RD的后侧延伸的形状，外周端部22形成为相对于本体部21朝向旋转方向RD的前侧弯折而从本体部21延伸至叶轮1的外周缘12侧。

在此，“叶轮1的外周缘12”是由外径大致相同的叶轮盘4及护罩3的外周缘加以限定。

“叶轮1的外周缘12和叶轮轮毂5之间的径向上的中间位置7”可以为比叶轮1的外周缘12和叶轮轮毂5之间的径向上的正中央位置更靠近径向内侧或径向外侧的位置。

在图示例中，叶片2的外周缘11比起叶轮1的外周缘12位于径向内侧，但是也可以与叶轮1的外周缘12位于相同的径向位置，还可以比起叶轮1的外周缘12位于径向外侧。

另外，“相对于本体部21朝向旋转方向RD的前侧弯折”是指，如图2所示，相对于叶片2的本体部21与外周端部22之间的弯折位置9（即，曲率发生变化的拐点位置）处的针对该边缘部32的切线L5，叶片2的叶轮盘4侧的边缘部32中沿着外周端部22的部分朝向旋转方向RD的前侧延伸。

需要说明的是，在图示例中，如图2的平面图所示，叶片2的叶轮盘4侧的边缘部32的沿着本体部21的部分弯曲成朝旋转方向RD的前侧突出的形状（曲率半径R1）。

而且，在图示例中，如图2的平面图所示，叶片2的叶轮盘4侧的边缘部32的沿着外周端部22的部分弯曲成朝旋转方向RD的后侧突出的形状（曲率半径R2），且随着从径向内侧朝向径向外侧而到达叶片2的外周缘11为止，朝向旋转方向RD的后侧延伸。

在此，叶片2的出口角β2，优选为35～80度（图示例中为65度）。叶片2的出口角β2如图2所示，是叶片2的叶轮盘4侧的边缘部32在叶片2的外周缘11处的切线与以叶轮1的中心点为中心的经过叶片2的外周缘11的圆的在该叶片2的外周缘11处的切线所形成的角度。

进一步地，多个叶片2中的至少一个（图示例中为所有叶片2）包含从叶轮1的外周缘12和叶轮轮毂5之间的径向上的中间位置7朝向径向内侧及旋转方向RD的前侧延伸的延长部6。延长部6具有随着从该中间位置7朝向径向内侧，沿着主轴的方向（即，相对叶轮盘4垂直的方向）AD上的长度逐渐变短的大致三角形形状。

在此，“大致三角形形状”不限于如图3所示的叶片2的护罩3侧的边缘部31中沿着延长部6的部分，在沿着周向观察时，呈随着从径向外侧趋向径向内侧，从护罩3侧朝向叶轮盘4侧延伸的倾斜形状的情形，除了这种倾斜形状之外，还包括在至少一处朝向径向内侧和/或径向外侧以突出形状弯曲和/或弯折而延伸的形状。

需要说明的是，在图示例中，包含延长部6的叶片2的内周缘10位于相对叶轮轮毂5朝径向外侧移开的位置。

另外，在图示例中，叶片2的叶轮盘4侧的边缘部32的沿着延长部6的部分朝旋转方向RD的前侧以突出形状弯曲（曲率半径R1），与沿着本体部21的部分一起形成一个光滑的弯曲形状（曲率半径R1）。换言之，叶片2的叶轮盘4侧的边缘部32在沿着延长部6及本体部21的部分形成的弯曲形状（曲率半径R1）朝旋转方向RD的前侧突出且随着从径向内侧趋向径向外侧朝向旋转方向RD的后侧延伸。

在此，包含延长部6的叶片2的入口角β1，优选为10～50度（图示例中为30度）。包含延长部6的叶片2的入口角β1是叶片2的叶轮盘4侧的边缘部32的在该叶片2的内周缘10处的切线与以叶轮1的中心点为中心的经过该叶片2的内周缘10的圆在该叶片2的内周缘10处的切线所形成的角度。

在图示例中，所有叶片2分别包含延长部6，因此能够大幅提高送风机1的效率。但是，除了这种构成之外，在沿着叶轮1的圆周交替布置不包含延长部6（即，只包含本体部21和外周端部22）的一个以上（例如，三个）的叶片2和包含延长部6的一个以上（例如，一个）的叶片2的情形下，也能够取得足够好的送风机1的效率。

多个叶片2分别形成为在本体部21和外周端部22之间的弯折位置9与叶片2的内周缘10之间的部分，朝向旋转方向RD的前侧倒下的形状，而且，在该弯折位置9与叶片2的外周缘11之间的部分，以沿着主轴的方向AD延伸。即，如图2所示，从主轴的一端侧观察时，多个叶片2的护罩3侧的边缘部31，在本体部21和外周端部22之间的弯折位置9与内周缘10之间的部分，相对叶轮盘4侧的边缘部32位于旋转方向RD的前侧，而且，在该弯折位置9与叶片2的外周缘11之间的部分，多个叶片2的护罩3侧的边缘部31沿着叶轮盘4侧的边缘部32延伸。

如此，使叶片2仅在弯折位置9与叶片2的外周缘11之间的部分以沿着主轴的方向AD延伸，由此提高流过叶片2的外周端部22附近的流体速度分布的均匀性，从而能够进一步提高送风机1的效率并进一步降低噪音。

进一步地，在图示例中，多个叶片2分别在本体部21和外周端部22之间的弯折位置9与叶片2的内周缘10之间的部分，相对于沿着主轴的方向AD朝旋转方向RD的前侧倾斜，其倾斜角度θ在叶片2的内周缘10附近最大，随着趋向弯折位置9，逐渐变小，在弯折位置9变成0度。

需要说明的是，在图示例中，叶片2的内周缘10附近的倾斜角度θ为17度，但是优选为7～25度。

在此，“倾斜角度θ”如图1的要部放大图所示是指这样一种角度：在位于叶片2的叶轮盘4侧的边缘部32上的任意一个点P，引出该边缘部32的切线L1，在垂直于该切线L1的平面S内观察时，从点P以沿着主轴的方向AD延伸的直线L3与沿着叶片2的直线L4所形成的角度。

需要说明的是，虽然未图示，从主轴的一端侧观察时，只要多个叶片2的护罩3侧的边缘部31在本体部21和外周端部22之间的弯折位置9与内周缘10之间的部分相对叶轮盘4侧的边缘部32位于旋转方向RD的前侧，则叶片2的在护罩3侧的边缘部31与叶轮盘4侧的边缘部32之间延伸的部分，可以具有任意形状，例如在径向和/或沿着主轴的方向AD的至少一处朝旋转方向RD的前侧和/或后侧以突出形状弯曲和/或弯折而延伸等。

图4为根据实施例的送风机工作时的图3所示截面中的流体相对速度矢量图。图5为根据实施例的送风机工作时的图2所示平面图中的流体的相对速度矢量图。图6为示出根据比较例的送风机的叶轮的立体图，图7为根据图6所示比较例的送风机工作时的相当于图3所示截面的截面中的流体相对速度矢量图。图8为比较例的送风机工作时的相当于图2的平面图中的流体相对速度矢量图。

需要说明的是，图4和图5示出的叶轮具有图1所示的构成。图6所示的叶轮具有共十二个叶片，且不包含延长部的三个叶片和包含延长部的一个叶片交替地沿着叶轮的圆周方向布置。另外，图6所示的叶轮中，全部叶片在沿着径向的全长上，以沿着主轴的方向（相对叶轮盘垂直的方向）延伸，因此从主轴的一端侧观察时，在叶片的径向全长上，叶片的护罩侧的边缘部沿着叶轮盘侧的边缘部延伸。需要说明的是，图4和图5以及图7和图8示出以相同转速工作的情形。图7的根据比较例的送风机中，主要在从弯折位置9至叶片的外周缘11的部分，观察到速度分布变得不均匀的部分（图7中用圆框起来的部分）。具体来讲，在该比较例的送风机的叶轮中，在叶片的内周缘与弯折位置之间的部分中，叶片以沿着主轴的方向延伸（即，没有形成为朝向叶轮的旋转方向的前侧倒下的形状），因此在从叶片的弯折位置至叶片的外周缘为止的部分的附近，沿着主轴的方向的速度分布变得不均匀。这种速度分布的不均匀性，导致送风机的效率降低。另一方面，可知图4的根据实施例的送风机中，在从弯折位置9至叶片的外周缘11为止的部分的附近，沿着主轴的方向AD的速度分布与图7所示情形相比变得更加均匀。进而，图8的根据比较例的送风机中，主要在叶片的外周端部附近观察到流速变慢、速度分布的均匀性受损的部分（图8中用圆框起来的部分），而在图5的根据实施例的送风机中，可知在叶片的外周端部附近，流速得到恢复，叶轮整体的速度分布均匀性大幅提高。

图9为关于上述实施例及比较例的送风机，示出风量Q与效率η及压力P的各自关系的曲线图。根据实施例的送风机，与比较例的送风机相比，能够提高送风机的效率η的最大值。而且，根据实施例的送风机，与比较例的送风机相比，大幅降低了噪音。

在此，上述的叶轮1除了应用于送风机以外，还能应用于离心泵等其他旋转体。

本发明所涉及的送风机可以作为各种送排气、涂装设备、集尘装置、工厂等的换气设备，应用于广泛的用途。

Claims (3)

1.一种离心送风机，其特征在于，具备主轴和由所述主轴可旋转地支撑的叶轮，

所述叶轮具有：

可旋转地支撑于所述主轴的叶轮轮毂；

从所述叶轮轮毂朝径向外侧延伸的叶轮盘；

在沿着所述主轴的方向上与所述叶轮盘面对的圆环状的护罩；

多个叶片，在所述叶轮盘和所述护罩之间分别从所述叶轮的外周缘侧至少延伸至所述叶轮的外周缘和所述叶轮轮毂之间的径向上的中间位置，且沿着所述叶轮的圆周布置，

所述多个叶片分别包含本体部和外周端部，本体部形成为至少使所述叶轮盘侧的边缘部从所述径向上的中间位置朝向径向外侧及旋转方向的后侧延伸，外周端部形成为相对于所述本体部朝向旋转方向的前侧弯折而从所述本体部延伸至所述叶轮的外周缘侧，

至少一个所述叶片包含从所述径向上的中间位置朝向径向内侧及旋转方向的前侧延伸的延长部，所述延长部具有沿着所述主轴的方向上的长度随着朝向径向内侧而逐渐变短的大致三角形形状，

从所述主轴的一端侧观察时，所述多个叶片的所述护罩侧的边缘部，在所述本体部和所述外周端部之间的弯折位置与所述叶片的内周缘之间的部分，相对所述叶轮盘侧的边缘部位于旋转方向的前侧，在所述弯折位置与所述叶片的外周缘之间的部分，所述多个叶片的所述护罩侧的边缘部沿着所述叶轮盘侧的边缘部延伸，

从所述主轴的一端侧观察时，所述多个叶片的每个所述延长部的、所述护罩侧的边缘部和所述叶轮盘侧的边缘部朝向半径方向内侧彼此逐渐接近，之后相交于一点。

2.如权利要求1所述的离心送风机，其特征在于，所述多个叶片都分别包含所述延长部。

3.权利要求1或2所述的离心送风机，其特征在于，所述多个叶片分别在所述弯折位置与所述叶片的内周缘之间的部分，相对于沿着所述主轴的方向，朝旋转方向的前侧倾斜，其倾斜角度从所述内周缘朝向所述弯折位置逐渐变小。