CN104653516B - 离心式风机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种同时实现离心式风机的单体噪声的抑制与包括离心式风机在内的装置整体的共鸣声的抑制的离心式风机。将竖立设置于旋转圆板的外缘部分的多张叶片而成的圆筒形状的叶轮容纳于蜗壳内，利用设有用于向叶轮的内侧引导空气的钟形口状的开口部的盖板来覆盖旋转轴的在轴向上的一端侧。而且，使开口部相对于旋转轴向开口中心向靠近舌部(蜗壳的小径侧与送风通路连接的连接部分)的方向偏心地配置。这样的话，与未使开口部偏心的情况相比，能够缩小从开口部朝向叶片的空气的流动因舌部附近的逆流而发生紊乱的空间。其结果，因此能够减小开口部的开口面积而抑制共鸣声，并且能够抑制由逆流导致的紊流引起的单体噪声。

Description

离心式风机
技术领域
本发明涉及一种用于向燃烧装置等送入风的离心式风机。
背景技术
作为在燃烧装置等中使用的鼓风机，公知有离心式风机(例如，专利文献1)。离心式风机包括：圆筒形状的叶轮，其是将多个叶片相对于旋转轴呈放射状配置而成的；以及蜗壳，其用于容纳叶轮。该蜗壳形成为叶轮的相对于旋转轴而言的半径沿叶轮的旋转方向变大的筒状，在覆盖旋转轴的轴向的一端侧的盖板上形成有向叶轮的内侧引导空气的钟形口状的开口部。另外，自蜗壳的半径较大侧的周面起沿切线方向延伸设置有送风通路。若使叶轮旋转，则从叶轮的内侧朝向外侧吹出空气，因此能够将从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，有时产生较大的噪声成为问题。该噪声有离心式风机自身发出的噪声(单体噪声)和包括离心式风机在内的装置整体中的共鸣所引起的噪声(共鸣声)。其中，根据经验可知，通过减小使空气流入的开口部的直径(开口面积)，能够抑制共鸣声。
现有技术文献
专利文献
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。
本发明是应对现有技术所具有的上述问题而做成的，其目的在于提供一种能够同时实现共鸣声的抑制与单体噪声的抑制的离心式风机。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，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：圆筒形状的叶轮，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，其用于容纳该叶轮，并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，其用于覆盖该蜗壳的在所述旋转轴的轴向上的一端侧，并具有用于向所述叶轮的内侧引导空气的钟形口状的开口部；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，
所述蜗壳具有舌部，该舌部是将该蜗壳的相对于所述旋转轴而言的半径较小的一侧的周面与所述送风通路连接的部分，
所述开口部相对于所述旋转轴向靠近所述舌部的方向偏心地设置。
如上所述，在离心式风机中，公知若减小使空气流入的开口部的直径(开口面积)，则虽然能够抑制共鸣声，但是单体噪声变大。在此，认为产生单体噪声的理由如下。首先，通过使叶轮旋转而从开口部向叶轮的内侧吸入的空气通过多个叶片之间向叶轮的外侧吹出。若该吹出的空气的流动碰撞舌部，则舌部附近的压力升高，从而在叶片的靠盖板侧的端部与盖板之间的间隙内产生从叶轮的外侧朝向内侧的空气的逆流。这种逆流使从开口部朝向叶片的空气的流动发生紊乱，该紊乱产生单体噪声。而且，虽然逆流导致的紊流被从开口部流入的空气的流动向叶片顶回去(被排出)，但是若减小开口部的直径而开口部自叶片离开，则在叶轮的内侧使流动紊乱的空间(紊流空间)较大，因此产生较大的单体噪声。因此，在本发明的离心式风机中，使设于盖板的钟形口状的开口部相对于旋转轴向靠近舌部的方向偏心配地置。这样的话，与未使开口部偏心的情况相比，在舌部侧，开口部与叶片之间的间隔变窄。其结果，紊流空间缩小，因此能够抑制单体噪声。
另外，在本发明的离心式风机中，只要使开口部偏心并靠近舌部即可，不必增大开口部的开口面积，因此不会对共鸣声带来不良影响。而且，即使为了不产生共鸣声而减小开口部的开口面积，也能够通过使该开口部向舌部侧偏心地配置来抑制单体噪声。这样，根据本发明的离心式风机，能够同时实现单体噪声的抑制与共鸣声的抑制。
在上述本发明的离心式风机中，也可以是，将开口部的形状设为，开口部的靠舌部侧的部分的曲率半径大于开口面积与开口部的开口面积相同的圆形的半径。
如果设为这种形状的开口部，则与相同开口面积的圆形的开口部相比，在舌部侧，开口部与叶轮的叶片相接近的(间隔较窄的)范围变大，因此能够较大地应对逆流所能够向叶轮的内侧侵入的区域。由此，紊流空间进一步减小，因此能够谋求单体噪声的降低。另外，如果不改变开口部的开口面积而仅改变形状，则不会对共鸣声带来不良影响。
另外，在上述本发明的离心式风机中，也可以是，将开口部的形状设为大致扇形，该扇形的圆弧部分沿着叶轮的内周的靠舌部侧的部分进行配置，并且将扇形的中心角部分配置在叶轮的大致中央。
如果如此设置开口部，则能够确保空气从开口部向叶轮的中央(旋转轴)附近的流入，并且能够在舌部侧减小紊流空间并抑制单体噪声。
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是表示离心式风机10使叶轮20旋转而送出风的样子的说明图。
图3是表示在舌部50c附近产生空气的逆流的样子和利用开口部58的偏心抑制单体噪声的理由的说明图。
图4是改变使开口部58的开口中心相对于旋转轴32偏心的方向并对离心式风机10测量到的噪声值进行比较而表示的说明图。
图5是从盖板56侧观察变形例的离心式风机10的俯视图。
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是通过将底板52、周壁板54以及盖板56接合起来而形成的，该底板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与底板52相对。而且，在盖板56上设有用于向叶轮20的内侧引导空气的钟形口状的开口部58。该开口部58的最小内径(开口面积缩小的顶端侧的内径)小于叶轮20的内径，开口部58的顶端位于叶轮20的内侧。另外，本实施例的开口部58不是使开口中心设于与旋转轴32同一直线上，而是使其向预定方向偏心地设置。关于该偏心的理由，后面详细进行说明。
图2是表示离心式风机10使叶轮20旋转而送出风的样子的说明图。在图2中，示出了利用与驱动马达30的旋转轴32垂直的平面剖切离心式风机10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和与由离心式风机10送入空气的燃烧装置等相连接的送风通路50b。蜗壳50a形成为相对于驱动马达30的旋转轴32而言的半径沿叶轮20的旋转方向(在图示的例子为逆时针方向)变大的筒状。而且，从蜗壳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的末端设有喷出口60。
叶轮20的多个叶片24使外周侧向叶轮20的旋转方向弯曲而设置。若叶轮20在驱动马达30的驱动下进行旋转，则在离心力的作用下产生从叶轮20的内侧朝向外侧的空气的流动，从开口部58吸入的空气自多个叶片24之间吹出。在图2中，用单点划线的箭头表示离心式风机10内的空气的流动。然后，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而自喷出口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连接的连接部分(舌部)50c附近，产生了如图2中标注了附图标记A的箭头所示那样从叶轮20的外侧朝向内侧的空气的逆流。而且，在由于该逆流而产生了离心式风机10自身的噪声(单体噪声)、而减小了开口部58的最小内径(开口面积)的情况下，存在噪声值变大的倾向。因此，在本实施例的离心式风机10中，为了即使减小开口部58的开口面积也能抑制单体噪声，以使开口部58的开口中心相对于旋转轴32向靠近舌部50c的方向偏心的方式设置有开口部58。
图3是表示在舌部50c附近产生空气的逆流的样子和利用开口部58的偏心抑制单体噪声的理由的说明图。在图3中，示出了利用包含驱动马达30的旋转轴32并且与舌部50c相面对的平面剖切离心式风机10而得到的剖视图。另外，在图3中，省略了驱动马达30的图示。另外，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，作为比较使用示出未使开口部58偏心(开口中心与旋转轴32位于同一直线上)的情况的图3的(a)，说明通过叶轮20的旋转而产生的空气的基本的流动。通过使叶轮20旋转而从开口部58被有力地向叶轮20的内侧吸入的空气朝向旋转轴32的轴向的进深侧(底板52侧)流入。因此，通过多个叶片24之间向叶轮20的外侧吹出的空气主要是来自叶片24的比中央靠旋转圆板22侧(图中的下侧)的部分。
这样，若吹出到叶轮20的外侧的空气的流动未自喷出口60喷出而是与舌部50c碰撞，则舌部50c附近的压力升高，从而产生从叶轮20的外侧朝向内侧的空气的逆流。特别是在盖板56与叶轮20的支承板26之间的间隙内，空气还不会被旋转的叶轮20的叶片24顶回去，因此产生了较强的逆流。
这样的舌部50c附近的逆流使从开口部58朝向叶片24的空气的流动发生紊乱，该紊流产生单体噪声。而且，虽然逆流导致的紊流被从开口部58流入的空气的流动向叶片24顶回去(被排出)，但是若减小开口部58的最小内径而开口部58自叶片24离开，则在叶轮20的内侧使流动紊乱的空间(紊流空间)较大，因此产生较大的单体噪声。
因此，在本实施例的离心式风机10中，如图3的(b)所示，使设于盖板56的钟形口状的开口部58向舌部50c侧偏心地配置。这样的话，与图3的(a)所示的未使开口部58偏心的情况相比，在舌部50c侧从开口部58到叶片24的间隔变窄。其结果，紊流空间缩小，因此能够抑制单体噪声。
另外，与离心式风机10所连接的燃烧装置等的壳体形成共鸣器，从而有时从包括离心式风机10在内的装置整体发出共鸣声而成为噪声。若增大使空气向离心式风机10的叶轮20的内侧流入的开口部58的开口面积，则易于产生这种共鸣声。在本实施例的离心式风机10中，只要使开口部58偏心并靠近舌部50c即可，不必增大开口部58的开口面积，因此不会对共鸣声带来不良影响。而且，即使为了不产生共鸣声而减小开口部58的开口面积，也能够通过使该开口部58向舌部50c侧偏心地配置来抑制离心式风机10的单体噪声。这样，根据本实施例的离心式风机10，能够同时实现单体噪声的抑制与共鸣声的抑制。
图4是改变使开口部58相对于旋转轴32偏心的方向并对离心式风机10测量到的噪声值进行比较而表示的说明图。在图4中，示出了在使送风通路50b的喷出口60朝向图中的右方的状态下从盖板56侧观察离心式风机10的俯视图。另外，图中的粗虚线的圆弧表示以黑圆所示的舌部50c的中央为中心通过旋转轴32的圆周的一部分。
在图示的例子中，作为比较的基准，未使开口部58偏心(开口中心与旋转轴32位于同一直线上)时的噪声值为54.0dB。与此相比，在使开口部58向图中的上方移动而设置的情况、向图中的左方移动而设置的情况下，开口部58的开口中心位于比粗虚线的圆弧靠外侧(与舌部50c相反的一侧)的位置，开口部58自舌部50c离开。因此，与减小开口部58的最小内径的情况同样地，在舌部50c侧，开口部58与叶片24之间的间隔变大，紊流空间扩大，从而噪声值变大。
另一方面，在使开口部58向图中的下方(从旋转轴32朝向蜗壳50a的半径较大的一侧与送风通路50b连接的连接部分的方向)移动而设置的情况、向图中的右方(送风通路50b的喷出口60所朝向的方向)移动而设置的情况下，开口部58的开口中心位于比粗虚线的圆弧靠内侧(舌部50c侧)的位置，开口部58靠近舌部50c。因此，在舌部50c侧，开口部58与叶片24之间的间隔变窄，紊流空间缩小，从而噪声值降低。在如此抑制单体噪声的基础上使开口部58偏心的方向并不限于连结旋转轴32与舌部50c的中央的直线的方向(在图4中用单点划线表示)，只要是开口部58相对于旋转轴32靠近舌部50c的方向，就能够获得抑制单体噪声的效果。
上述本实施例的离心式风机10也存在有如下变形例。以下，以与上述实施例的不同之处为中心说明变形例。
图5是从盖板56侧观察变形例的离心式风机10的俯视图。在上述实施例中，设于盖板56的开口部58在沿旋转轴32的轴向观察时形成为大致圆形。与此相对，在如图5所示变形例的离心式风机10中，沿着叶轮20的内周的靠舌部50c侧的部分配置椭圆的长边侧的圆弧，并且在叶轮20的中央配置比该椭圆小的圆，开口部58形成为利用切线将这两个图形彼此连结而成的那样的形状(整体为大致扇形)。
如果如此将开口部58的形状设为，开口部58的靠舌部50c侧的部分的曲率半径大于开口面积与开口部58的开口面积相同的圆形的半径，则在舌部50c侧，开口部58与叶轮20的内周(叶片24)相接近的(间隔较窄的)范围变大，因此能够较大地应对逆流所能够向叶轮20的内侧侵入的区域。由此，紊流空间进一步减小，因此能够谋求单体噪声的降低。另外，如果不改变开口部58的开口面积而仅改变形状，则不会对共鸣声带来不良影响。
另外，只要将开口部58的形状设为大致扇形，并将该扇形的中心角部分配置在叶轮20的中央(旋转轴32)附近，就能够确保空气从开口部58向叶轮20的中央附近的流入，并且能够在舌部50c侧减小紊流空间并抑制单体噪声。
以上，说明了本实施例和变形例的离心式风机10，但是本发明并不限于上述实施例和变形例，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式进行实施。
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、底板；54、周壁板；56、盖板；58、开口部；60、喷出口。

Claims (3)

1.一种离心式风机，其包括：圆筒形状的叶轮，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，其用于容纳该叶轮，并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，其用于覆盖该蜗壳的在所述旋转轴的轴向上的一端侧，并具有用于向所述叶轮的内侧引导空气的钟形口状的开口部；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，
所述蜗壳具有舌部，该舌部是将该蜗壳相对于所述旋转轴而言的半径较小的一侧的周面与所述送风通路连接的部分，
所述开口部相对于所述旋转轴向靠近所述舌部的方向偏心地设置，
所述开口部的顶端以插入到当所述叶轮旋转时所述多张叶片的外端所形成的圆筒面的内侧的位置的状态设置。
2.根据权利要求1所述的离心式风机，其特征在于，
所述开口部的形状成为，所述开口部的靠所述舌部侧的部分的曲率半径大于开口面积与所述开口部的开口面积相同的圆形的半径。
3.根据权利要求2所述的离心式风机，其特征在于，
所述开口部形成为大致扇形，该扇形的圆弧部分沿着所述叶轮的内周的靠所述舌部侧的部分进行配置，该扇形的中心角部分配置在所述叶轮的中央附近。
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