CN104564830B - 离心式风机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够同时抑制离心式风机的单体噪声和包括离心式风机在内的整个装置的共鸣声的离心式风机。将多张叶片相对于旋转轴呈放射状配置而成的圆筒形状的叶轮容纳在蜗壳内，在覆盖该蜗壳的在旋转轴的轴向上的一端侧的盖板上设置钟形口形状的第1开口部。将具有位于第1开口部的内侧的钟形口形状的第2开口部的引导板以相对于盖板设有规定间隔的方式设置。该间隙通过与离心式风机的外部相连通而减轻在第2开口部的顶端与叶轮的叶片之间产生的负压，因此能够减弱导致单体噪声的、空气自叶轮的外侧朝向内侧的逆流。将间隙的面积相对于第2开口部的开口面积的比率限定为3％～15％，能够在抑制包括离心式风机在内的整个装置的共鸣声的同时抑制单体噪声。

Description

离心式风机

技术领域

本发明涉及一种用于将风送入燃烧装置等的离心式风机。

背景技术

作为应用于燃烧装置等的鼓风机而公知有一种离心式风机(例如，专利文献1)。离心式风机包括将多张叶片相对于旋转轴呈放射状配置而成的圆筒形状的叶轮和用于容纳叶轮的蜗壳。该蜗壳形成为相对于叶轮的旋转轴而言的半径沿叶轮的旋转方向变大的筒状，在覆盖蜗壳的在旋转轴的轴向上的一端侧的盖板上设有钟形口形状的开口部。另外，自蜗壳的半径较大的一侧的周面起沿切线方向延伸设置有送风通路。当使叶轮旋转时，将空气自叶轮的内侧朝向外侧吹出，因此能够将自开口部吸入的空气送入与送风通路相连接的燃烧装置等。

在使用这样的离心式风机的情况下，产生的较大的噪声有时会成为问题。在该噪声中有离心式风机本身所发出的噪声(单体噪声)和由包括离心式风机在内的整个装置的共鸣所产生的噪声(共鸣声)。对于其中的共鸣声，由经验上可知，能够通过减小离心式风机的开口部的直径(开口面积)来抑制。

专利文献1：日本特开2005－180179号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，若减小离心式风机的开口部的直径，则存在使离心式风机的单体噪声变大的倾向，从而存在虽然能抑制共鸣声却难以抑制单体噪声这样的问题。

本发明是为了应对在现有技术中存在的所述问题而做成的，其目的在于，提供一种能够同时抑制共鸣声和单体噪声的离心式风机。

用于解决问题的方案

为了解决所述问题，本发明的离心式风机采用了如下结构。即，一种离心式风机，其包括：叶轮，其是将竖立设置于旋转圆板的外缘部分的多张叶片相对于旋转轴呈放射状配置而成的；蜗壳，将该叶轮容纳在该蜗壳的内部，该蜗壳形成为相对于所述旋转轴而言的半径沿所述叶轮的旋转方向变大的筒状；盖板，其覆盖该蜗壳的在所述旋转轴的轴向上的一端侧，在该盖板上设有钟形口形状的第1开口部；以及送风通路，其自所述蜗壳的相对于所述旋转轴而言的半径较大的一侧的周面起沿切线方向延伸设置，通过使所述叶轮旋转，从而向所述送风通路输送空气，其特征在于，在所述盖板的与所述蜗壳相反的那一侧，以相对于所述盖板设有规定的间隙的方式设置引导板，该引导板具有位于所述第1开口部的内侧的、用于将空气向所述叶轮的内侧引导的钟形口形状的第2开口部，所述间隙的面积相对于所述第2开口部的开口面积的比率设定在3％～15％的范围内。

如上所述，在离心式风机中，公知的是，当减小开口部的直径时能够抑制共鸣声，但会使单体噪声变大。此处，可以认为产生单体噪声的原因如下。首先，由叶轮的旋转产生的空气的基本流动如下，即，自开口部进入到叶轮的内侧的空气沿叶轮的旋转轴的轴向向进深侧前进并通过多张叶片之间向外侧吹出。但是，在舌部(风机壳的半径较小的一侧的周面与送风通路之间的连接部分)的附近，空气的流动被阻断而使压力升高，从而容易产生空气自叶轮的外侧向内侧的逆流。另外，在钟形口形状的开口部的顶端侧(叶轮的内部侧)，开口面积缩小而使通过的空气的流速增加，因此，在开口部的顶端与叶轮的叶片之间产生压力变低的部分(负压产生部分)，由此使空气的逆流增强。并且，该逆流使基本流动发生紊乱而产生单体噪声。因此，在本发明的离心式风机中，在设有第1开口部的盖板与设有第2开口部的引导板之间设置了规定的间隙。该间隙成为将负压产生部分与离心式风机的外部相连通的通路，因此能够减轻负压产生部分的负压。由此，能够减弱舌部附近处的空气的逆流，因此，即使为了不产生共鸣声而减小第2开口部的开口面积，也能够抑制离心式风机的单体噪声。

并且，在本发明的离心式风机中，当间隙的面积过小(间隙的面积相对于第2开口部的开口面积的比率小于3％)时，存在不能充分地减轻负压产生部分的负压而离心式风机的单体噪声急剧地变大的倾向，因此，预先将间隙的面积相对于第2开口部的开口面积的比率设定为3％以上的做法是有效的。另外，当间隙的面积变大时，与增大第2开口部的开口面积的情况相同，也会使包括离心式风机在内的整个装置所发出的共鸣声恶化，因此，预先将间隙的面积相对于第2开口部的开口面积的比率设定为15％以下为佳。由此可知，并不是仅在盖板与引导板之间设置间隙即可，还要将间隙的面积相对于第2开口部的开口面积的比率限定在3％～15％的范围内，这样才能同时抑制离心式风机的单体噪声和包括离心式风机在内的整个装置的共鸣声。

另外，本发明中的“间隙的面积”指的是，间隙的作为将离心式风机内的负压产生部分与离心式风机的外部相连通的通路的截面积中的最小面积。

在所述本发明的离心式风机中，也可以将间隙设于靠舌部侧的规定区域。

如上所述，在舌部附近容易产生空气的逆流，因此，通过在第2开口部的周围的、至少靠舌部侧的位置设置间隙而减轻负压产生部分的负压，能够减弱空气的逆流而抑制离心式风机的单体噪声。另外，为了抑制包括离心式风机在内的整个装置的共鸣声，使间隙的面积较小是有利的，因此，通过对设置间隙的区域进行限定，能够在确保用于抑制离心式风机的单体噪声的间隙的同时防止共鸣声的恶化。

附图说明

图1是表示将本实施例的离心式风机10拆解后的状态的立体图。

图2是表示使离心式风机10的叶轮20旋转而将风送出的情形的说明图。

图3是表示在舌部50c的附近产生的空气的逆流的说明图。

图4是表示间隙G的面积相对于吸入口72的开口面积的比率与对包括离心式风机10在内的燃烧装置测定的噪声值之间的关系的图表。

图5是表示间隙G的面积相对于吸入口72的开口面积的比率与在包括离心式风机10在内的燃烧装置中产生共鸣声的难易性之间的关系的图表。

图6是表示变形例的离心式风机10的说明图。

具体实施方式

图1是表示将本实施例的离心式风机10拆解后的状态的立体图。该离心式风机10与例如内置有燃烧器的燃烧装置(省略图示)相连接，用于向燃烧器输送燃烧用空气。如图所示，离心式风机10包括通过旋转而产生风的叶轮20、用于使叶轮20旋转的驱动马达30、以及用于容纳叶轮20的风机壳50等。

本实施例的叶轮20是所谓的多叶片风机，其成为在驱动马达30的旋转轴32的轴向上细长地形成的多张叶片24相对于旋转轴32呈放射状且以规定间隔配置而成的圆筒形状。所述叶片24的一端(图中的下端)安装于大致圆形的旋转圆板22的外缘部分，叶片24的另一端(图中的上端)安装于环状的支承板26。旋转圆板22在中央固定于驱动马达30的旋转轴32，在驱动马达30的驱动下，叶轮20以旋转轴32为中心进行旋转。

风机壳50是通过将基板52、周壁板54以及盖板56接合起来而形成的，该基板52固定于驱动马达30的主体，该周壁板54以包围叶轮20的外周的方式弯曲，该盖板56隔着周壁板54与基板52相对。在盖板56上设有钟形口形状的开口部58，该开口部58的内侧朝向风机壳50的内部。该开口部58的中心与旋转轴32位于同一直线上，开口部58的内径小于叶轮20的内径。另外，本实施例的开口部58相当于本发明的“第1开口部”。

另外，在风机壳50的盖板56的外侧(图中的上表面侧)安装有引导板70，在该引导板70上设有用于将空气向叶轮20的内侧引导的钟形口形状的吸入口72。吸入口72的中心与旋转轴32位于同一直线上且吸入口72的内径小于开口部58的内径，因此，吸入口72位于开口部58的内侧。在本实施例的引导板70上的不在同一直线上的3处设有朝向盖板56侧(图中的下方)突出设置的凸部74。当将引导板70叠合于盖板56时，通过使各凸部74的顶端抵接于盖板56，从而在盖板56与引导板70之间设置规定的间隙G，在该状态下使用固定螺钉76将引导板70和盖板56固定。另外，对于该间隙G的作用，在后面进行详细说明。另外，本实施例的吸入口72相当于本发明的“第2开口部”。

图2是表示离心式风机10使叶轮20旋转而将风送出的情形的说明图。在图2中，示出了沿与驱动马达30的旋转轴32垂直的平面将离心式风机10剖切而得到的剖视图。首先，如图所示，风机壳50(周壁板54)包括包围叶轮20的蜗壳50a和与离心式风机10要送入空气的燃烧装置等相连接的送风通路50b。蜗壳50a形成为其半径相对于驱动马达30的旋转轴32朝向叶轮20的旋转方向(在图示的例子中为逆时针)去而变大的筒状。并且，自蜗壳50a的半径较大的一侧的周面沿切线方向延伸设置有矩形截面的送风通路50b，在送风通路50b的末端设有喷射口60。

叶轮20的多张叶片24以其外周侧沿叶轮20的旋转方向弯曲的方式设置。当通过驱动马达30的驱动来使叶轮20旋转时，在离心力的作用下产生自叶轮20的内侧朝向外侧的空气的流动，自吸入口72引入的空气被自多张叶片24之间吹出。在图2中，利用单点划线的箭头示出了离心式风机10内的空气的流动。并且，吹出后的空气沿着风机壳50(周壁板54)的蜗壳50a的内表面一边旋转一边前进，并通过送风通路50b而自喷射口60喷出。

但是，在蜗壳50a的半径较小的一侧的周面与送风通路50b之间的连接部分(舌部)50c的附近，产生自叶轮20的外侧朝向内侧的空气的逆流。

图3是表示在舌部50c的附近产生的空气的逆流的说明图。在图3中，示出了沿包含驱动马达30的旋转轴32且面朝舌部50c的平面将离心式风机10剖切而得到的剖视图。图中的单点划线的箭头表示离心式风机10内的空气的流动。首先，在舌部50c的附近，通过叶轮20的旋转而产生的空气的流动没有自喷射口60喷出而是与舌部50c碰撞，从而使压力变高。

接下来，说明风机壳50内的空气的基本流动。设于引导板70的钟形口形状的吸入口72的顶端比设于盖板56的钟形口形状的开口部58的顶端进入到叶轮20的进深侧(旋转圆板22侧)，被吸入口72导向叶轮20的内侧的空气朝向旋转轴32的轴向上的进深侧流入。因此，通过多张叶片24之间而向叶轮20的外侧吹出的空气主要来自叶片24的比中央靠旋转圆板22侧(图中的下侧)的部分。与此相对，在舌部50c产生的逆流主要在叶片24的比中央靠盖板56侧(图中的上侧)的部分处产生。尤其是，在盖板56与叶轮20的支承板26之间，空气没有被旋转的叶轮20的叶片24顶回去，因此，空气易于自叶轮20的外侧流入到叶轮20的内侧。

并且，在钟形口形状的吸入口72的顶端侧(风机壳50的内部侧)，开口面积缩小，因此使通过的空气的流速增加，根据文丘里效应，在吸入口72的顶端与叶轮20的叶片24之间产生压力变低的部分(负压产生部分)。通过使该负压产生部分处的压力降低，从而使舌部50c处的空气的逆流增强。并且，这样的空气的逆流会使因叶轮20的旋转而产生的空气的基本流动发生紊乱，从而产生噪声。

因此，在本实施例的离心式风机10中，如上所述，在风机壳50的盖板56与引导板70之间设置了规定的间隙G。该间隙G成为将在钟形口形状的吸入口72的顶端与叶轮20的叶片24之间产生的负压产生部分与风机壳50的外部相连通的通路，因此，能够减轻负压产生部分的负压而使该负压产生部分的压力接近风机壳50的外部的压力。由此，能够减弱舌部50c的附近处的空气的逆流，因此能够抑制离心式风机10所发出的噪声(单体噪声)。

另外，在本实施例的引导板70上的不在同一直线上的3处设有凸部74，通过使所述凸部74的顶端抵接于盖板56，能够在盖板56与引导板70之间确保规定的间隙G。并且，由于通过不在同一直线上的3点的平面确定为1个，因此能够使引导板70相对于盖板56稳定，其结果，能够防止因引导板70的晃动而产生振动声。

另外，离心式风机10所连接的燃烧装置等的壳体形成共鸣器，因此有时自包括离心式风机10在内的整个装置发出共鸣声而成为噪声。当增大用于使空气向离心式风机10的叶轮20的内侧流入的吸入口72的开口面积时，容易产生这样的共鸣声。在本实施例的离心式风机10中，即使为了不产生共鸣声而减小吸入口72的开口面积，通过在盖板56与引导板70之间设置规定的间隙G，也能够抑制离心式风机10所发出的噪声。并且，本实施例的间隙G并不是意图增大使空气流入的开口面积而设置的，其目的在于减轻负压产生部分的负压。因而，只要能够减轻负压即可，不必将间隙G的面积增大至使共鸣声恶化的程度。另外，在如本实施例那样将间隙G设于钟形口形状的开口部58的整周的情况下，间隙G的面积指的是，间隙G的高度为最小时的开口部58的外周的长度乘以该间隙G的最小高度而得到的最小面积。另外，在间隙G设于钟形口形状的开口部58的外周的一部分的情况下，间隙G的面积指的是，开口部58的外周中的设有间隙G的部分的圆弧的长度乘以间隙G的高度而得到的最小面积。

图4是表示间隙G的面积相对于吸入口72的开口面积的比率与对包括离心式风机10在内的燃烧装置测定的噪声值之间的关系的图表。如图所示，当相对于吸入口72的开口面积而增大设于盖板56与引导板70之间的间隙G的面积时，噪声值降低。可以认为其原因在于，当使风机壳50内的负压产生部分(吸入口72的顶端与叶轮20的叶片24之间的部分)与风机壳50的外部相连通的间隙G的面积变大时，减轻了负压产生部分的负压而使舌部50c附近的空气的逆流变弱，因此能够抑制产生离心式风机10的噪声。

但是，当间隙G的面积过小(间隙G的面积相对于吸入口72的开口面积的比率小于3％)时，存在间隙G不能充分地发挥作为将风机壳50内的负压产生部分与风机壳50的外部相连通的通路的作用而噪声值急剧地变大的倾向。因此，为了抑制离心式风机10的噪声，预先将间隙G的面积相对于吸入口72的开口面积的比率设定为3％以上的做法是有效的。

图5是表示间隙G的面积相对于吸入口72的开口面积的比率与在包括离心式风机10在内的燃烧装置中产生共鸣声的难易性之间的关系的图表。在利用燃烧器使燃料气体和燃烧用空气的混合气体燃烧的燃烧装置中，为了使混合气体适当地燃烧，需要以适当的比率(空燃比)将燃料气体和燃烧用空气混合。并且，当燃料气体的供给量(气体供给量)多于(相对于适当的空燃比，燃烧用空气的供给量较少)适当的空燃比情况下的气体供给量(基准值)时，存在容易产生共鸣声的倾向。在图5中，示出了在使间隙G的面积不同的情况下求得的、使气体供给量自基准值(变化比率0％)起增加至产生了共鸣声的时刻(产生界限)的变化比率的结果。图5中的曲线表示共鸣声的产生界限，在图5中的比曲线靠左下方的部分表示不产生共鸣声，在图5中的比曲线靠右上方的部分表示产生共鸣声。

如图5所示，当间隙G的面积相对于吸入口72的开口面积的比率较小(3％以下)时，在气体供给量相对于基准值的比率增加至10％之前不产生共鸣声。但是，当间隙G的面积的比率变大时，与增大吸入口72的开口面积的情况相同，也容易产生共鸣声，到达共鸣声产生界限为止的气体供给量的变化比率变小(不产生共鸣声情况下的气体供给量的容许范围变小)。并且，当间隙G的面积相对于吸入口72的开口面积的比率超过20％时，即使气体供给量为基准值(适当的空燃比)，也会产生共鸣声。由此可知，为了抑制共鸣声，间隙G的面积越小越好。

尤其是，在燃烧装置的出厂前，虽然为了达到适当的空燃比(基准值)而调整气体供给量，但有时会产生5％左右的误差。因此，为了即使产生这样的误差也不会产生共鸣声，作为到达共鸣声产生界限为止的气体供给量的相对于基准值的变化比率需要确保5％的富余。因此，如图5所示，若将间隙G的面积相对于吸入口72的开口面积的比率设定为15％以下，则能够确保使到达共鸣声产生界限为止的气体供给量的变化比率具有5％的富余，从而能够有效地抑制包括离心式风机10在内的燃烧装置的共鸣声。

由以上的说明可知，并不是仅在盖板56与引导板70之间设置间隙G即可，还要将间隙G的面积相对于吸入口72的开口面积的比率限定在3％～15％的范围内，这样才能同时抑制离心式风机10所发出的噪声和包括离心式风机10在内的燃烧装置等整个装置所发出的共鸣声。

在所述本实施例的离心式风机10中，还存在如下那样的变形例。下面，以与所述实施例不同之处为中心说明变形例。

图6是表示变形例的离心式风机10的说明图。首先，在图6的(a)中，示出了自吸入口72侧看变形例的离心式风机10的俯视图。在所述实施例中，盖板56与引导板70之间的规定的间隙G以包围吸入口72的周围的方式设置。与此相对，在变形例的离心式风机10中，如在图6的(a)中以标注阴影的方式示出地那样，将吸入口72的周围的设有间隙G的区域限定于靠舌部50c侧的一部分的区域。

在图6的(b)中，利用立体图示出了变形例的引导板70与盖板56分离了的状态。没有在变形例的引导板70上设置所述实施例的凸部74，为了替代凸部74，在引导板70上的与舌部50c相对应的位置设有向与盖板56相反的那一侧隆起的隆起部78。当将引导板70叠合于盖板56时，引导板70的隆起部78以外的部分紧密接触于盖板56，从而在隆起部78与盖板56之间设有间隙G。

如上所述，在舌部50c的附近，叶轮20的外侧的压力变高且叶轮20的内侧的压力变低而容易产生空气的逆流。因此，通过在吸入口72的周围的、至少靠舌部50c侧的位置设置间隙G而减轻负压，能够减弱舌部50c附近的空气的逆流，其结果，能够抑制离心式风机10所发出的噪声。另外，为了抑制包括离心式风机10在内的燃烧装置等整个装置所发出的共鸣声，使间隙G的面积较小是有利的。因此，通过对设置间隙G的区域进行限定，能够在确保用于抑制离心式风机10的噪声的间隙G的同时防止共鸣声的恶化。

以上，说明了本实施例和变形例的离心式风机10，但本发明并不限定于所述实施例和变形例，能够在不脱离其主旨的范围内以各种形态来实施。

附图标记说明

10、离心式风机；20、叶轮；22、旋转圆板；24、叶片；26、支承板；30、驱动马达；32、旋转轴；50、风机壳；50a、蜗壳；50b、送风通路；50c、舌部；52、基板；54、周壁板；56、盖板；58、开口部；60、喷射口；70、引导板；72、吸入口；74、凸部；76、固定螺钉。

Claims (2)

1.一种离心式风机，其包括：叶轮，其是将竖立设置于旋转圆板的外缘部分的多张叶片相对于旋转轴呈放射状配置而成的；蜗壳，将该叶轮容纳在该蜗壳的内部，该蜗壳形成为相对于所述旋转轴而言的半径沿所述叶轮的旋转方向变大的筒状；盖板，其覆盖该蜗壳的在所述旋转轴的轴向上的一端侧，在该盖板上设有钟形口形状的第1开口部；以及送风通路，其自所述蜗壳的相对于所述旋转轴而言的半径较大的一侧的周面起沿切线方向延伸设置，通过使所述叶轮旋转，从而向所述送风通路输送空气，其特征在于，

在所述盖板的与所述蜗壳相反的那一侧，以相对于所述盖板设有间隙的方式设置引导板，该引导板具有位于所述第1开口部的内侧的、用于将空气向所述叶轮的内侧引导的钟形口形状的第2开口部，所述间隙用于使所述第2开口部与所述叶片之间的压力接近所述蜗壳的外部的压力，

所述间隙的面积相对于所述第2开口部的开口面积的比率设定在3％～15％的范围内。

2.根据权利要求1所述的离心式风机，其特征在于，

所述蜗壳具有作为将相对于所述旋转轴而言的半径较小的一侧的周面和所述送风通路相连接的部分的舌部，

所述间隙设于靠所述舌部侧的规定区域。