CN109505800A - 涡轮风扇用叶轮、涡轮风扇及涡轮风扇用叶轮的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡轮风扇用叶轮、涡轮风扇及涡轮风扇用叶轮的制造方法。能够高效地排出废气，容易制造，防止强度下降并且减少破损的可能性。叶轮(4)具有：圆板状的主板(10)；板状的护罩(20)，其以从主板的中心轴线方向观察时与主板重合的方式与主板对置设置；进气孔(40)，其设置于护罩(20)并朝向中心轴线方向开口；排气孔(50)，其设置在主板与护罩之间，并且朝向与中心轴线方向垂直的方向开口；以及叶轮(30)，其设置在主板(10)与护罩(20)之间，并且与主板(10)及护罩(20)连接，在旋转时，将废气从进气孔(40)吸入并从排气孔(50)排出。主板(10)、护罩(20)和叶片部(30)彼此不具有接合部及分模线而形成为一体。

Description

涡轮风扇用叶轮、涡轮风扇及涡轮风扇用叶轮的制造方法

技术领域

本发明涉及涡轮风扇用叶轮、涡轮风扇及涡轮风扇用叶轮的制造方法。

背景技术

以往公知以下的涡轮风扇：吸入从配备于学校、研究所、公共设施或工厂等的基础实验或应用实验所不可缺少的设备排出的废气，并经由管道向外部排出。该涡轮风扇具有壳体、位于壳体内部的叶轮、以及使叶轮旋转的马达，通过叶轮的旋转，以大风量及高风压吸入废气并向外部排出。此外，涡轮风扇的叶轮为了增大压力损失以高效地排出废气，具有圆环状且板状的称作护罩的部分。

以往，作为涡轮风扇用叶轮的制造方法，具有通过一体成型而形成的方法(例如专利文献1)、通过焊接等将多个部件彼此接合来进行形成的方法(例如专利文献2)。在通过一体成型形成涡轮风扇用叶轮的情况下，一般使用耐热性高的增强聚丙烯(FRPP)等聚丙烯作为形成涡轮风扇用叶轮的材料。另一方面，在通过焊接等接合来形成涡轮风扇用叶轮的情况下，作为形成涡轮风扇用叶轮的材料，增强聚丙烯由于含有玻璃纤维而不能使用，而且，聚丙烯由于耐热性优异而难以焊接，因此一般使用聚氯乙烯。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2010-174671号公报

专利文献2：日本特开2003-328989号公报

然而，在以往的涡轮风扇用叶轮中，由于设置护罩，因此当通过一体成型进行形成时，必须使用结构复杂的成型用模具，具有不能容易制造的课题。与此相对地，在以往的涡轮风扇用叶轮中，通过焊接等接合形成则能够解决上述的课题，但与通过一体成型进行形成的情况相比，由于强度低而不能高速旋转并且不能实现长寿命化，而且，在接合位置产生尺寸上的误差的情况下，则具有这样的问题：对于该产生该误差的部分，可能由于在旋转时施加应力等而破损。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡轮风扇用叶轮、涡轮风扇及涡轮风扇用叶轮的制造方法，能够高效地排出废气，能够容易地制造，能够防止强度下降，并且能够减少破损的可能性。

本发明的涡轮风扇用叶轮通过旋转而将废气吸入后排出，其具有：圆板状的主板；板状的护罩，其以在从所述主板的中心轴线方向观察时与所述主板重合的方式与所述主板对置设置；进气孔，其设置于所述护罩，并且朝向所述主板的中心轴线方向开口；排气孔，其设置在所述主板与所述护罩之间，并且朝向与所述中心轴线方向垂直的方向开口；以多个叶片部，它们设置在所述主板与所述护罩之间，并且与所述主板及所述护罩连接，该多个叶片部在旋转时，将所述废气从所述进气孔吸入并从所述排气孔排出，所述主板、所述护罩以及所述多个叶片部彼此不具有接合部及分模线而形成为一体。

通过涡轮风扇用叶轮的旋转，利用护罩使得从中心轴线方向经由进气孔吸入的废气不会向中心轴线方向散逸，利用离心力将该废气经由排气孔从主板的中心轴线向离心方向排出。

本发明的涡轮风扇具有：上述涡轮风扇用叶轮；壳体，其具备与所述进气孔连通的进气部以及与所述排气孔连通的排气部，并收纳所述涡轮风扇用叶轮；以及马达，其具备能够旋转的旋转轴，所述涡轮风扇用叶轮与所述旋转轴连接并与所述旋转轴一同旋转，由此从所述进气孔吸入所述废气并将其从所述排气孔排出。

借助于马达使涡轮风扇用叶轮旋转，从而利用护罩使得从中心轴线方向经由进气孔吸入的废气不会向中心轴线方向散逸，利用离心力将该废气经由排气孔从主板的中心轴线向离心方向排出。

本发明的涡轮风扇用叶轮的制造方法中，涡轮风扇用叶轮具有：圆板状的主板；板状的护罩，其以在正面观察时与所述主板重合的方式与所述主板对置设置；进气孔，其设置于所述护罩，并且朝向所述主板的中心轴线方向开口；排气孔，其设置在所述主板与所述护罩之间，并且朝向与所述中心轴线方向垂直的方向开口；以及多个叶片部，它们设置在所述主板与所述护罩之间，并且与所述主板及所述护罩连接，该多个叶片部在旋转时，将废气从所述进气孔吸入并从所述排气孔排出，所述涡轮风扇用叶轮的制造方法中，所述主板、所述护罩以及所述多个叶片部通过对坯料进切削而形成为一体。

通过涡轮风扇用叶轮的旋转，利用护罩，使得从中心轴线方向经由进气孔吸入的废气不会向中心轴线方向散逸，利用离心力将该废气经由排气孔从主板的中心轴线向离心方向排出。

发明效果

根据本发明，能够高效地排出废气，能够容易地制造，能够防止强度下降，并且能够减少破损的可能性。

附图说明

图1是本发明的实施方式的涡轮风扇的侧视图。

图2是本发明的实施方式的涡轮风扇的俯视图。

图3是本发明的实施方式的涡轮风扇用叶轮的立体图。

图4是本发明的实施方式的涡轮风扇用叶轮的正视图。

图5是本发明的实施方式的涡轮风扇用叶轮的侧视图。

标号说明

1：涡轮风扇；

2：壳体；

4：叶轮；

5：进气部；

6：排气部；

7：马达；

8：旋转轴；

10：主板；

11：贯插孔；

12：外周端部；

20：护罩；

21：外周端部；

30：叶片部；

40：进气孔；

50：排气孔；

S：空间。

具体实施方式

以下适当参照附图，对本发明的实施方式的涡轮风扇及涡轮风扇用叶轮详细地进行说明。图中，x轴、y轴及z轴构成三轴正交坐标系，将y轴的正方向作为前方、y轴的负方向作为后方、x轴方向作为左右方向、z轴的正方向作为上方、z轴的负方向作为下方进行说明。

<涡轮风扇的结构>

以下参照图1及图2，对本发明的实施方式的涡轮风扇1的结构详细地进行说明。

本实施方式的涡轮风扇1是由树脂形成的所谓化学风扇，安装于处理有害物质时等使用的未图示的通风柜，吸入去除了通风柜中产生的有害物质后的废气，并经由管道向外部排出。

具体而言，涡轮风扇1具有壳体2、叶轮4以及马达7。

壳体2由聚丙烯等树脂形成，在内部收纳有叶轮4。壳体2具备：进气部5，其与通风柜连接，并且用于吸入来自通风柜的废气；以及排气部6，其与管道连接，并且用于将废气向管道排出。

叶轮4与马达7的旋转轴8连接，与旋转轴8一同旋转，从进气部5吸入废气，并且使吸入的废气从排气部6排出。

马达7是立式的马达，相对于壳体2向下设置。马达7具有旋转轴8，通过从未图示的电源供给电力而被驱动，使旋转轴8旋转，由此使与旋转轴8连接的叶轮4旋转。

<叶轮的结构>

以下参照图3至图5，对于本发明的实施方式的叶轮4的结构详细地进行说明。

叶轮4是涡轮风扇用叶轮，通过旋转而吸入废气后排出。具体而言，叶轮4具有主板10、护罩20、叶片部30、进气孔40以及排气孔50。

主板10为圆板状。在主板10上，在中心部形成有供旋转轴8贯插的贯插孔11。

护罩20为圆环状，以从主板10的中心轴线方向(前后方向)观察时(正视观察时)与主板10重合的方式与主板10对置设置。在护罩20与主板10之间形成空间S。护罩20的外周端部21在从主板10的中心轴线方向观察时与外周端部12重合。

在空间S内设置有多个叶片部30。叶片部30设置于主板10与护罩20之间，并且与主板10及护罩20连接。叶片部30从主板10的外周端部12及护罩20的外周端部21朝向主板10的贯插孔11延伸设置，并且沿着外周端部12及外周端部21彼此隔开间隔地排列。

进气孔40设置于护罩20的中心部，朝向主板10的中心轴线方向开口。进气孔40连通于主板10与护罩20之间的空间S，并且与进气部5连通。

排气孔50由相邻的叶片部30、主板10以及护罩20包围而形成。排气孔50向与主板10的中心轴线方向垂直的方向开口。排气孔50与空间S连通，并且与排气部6连通。

具有上述结构的叶轮4能够使用从多种不同的具有耐热性的树脂中选择出的树脂来形成，优选为由聚氯乙烯(PVC)或聚丙烯形成，在由聚丙烯形成的情况下，特别是优选由增强聚丙烯(FRPP)形成。

<叶轮的制造方法>

以下对本发明的实施方式的叶轮4的制造方法详细地进行说明。

首先，将作为坯料的树脂材料设置于切削加工机。这种切削加工机优选为进行5轴加工的加工机。5轴加工是在x轴、y轴及z轴这3轴的基础上增加2轴的旋转轴，使加工对象物在左右、前后、上下及旋转轴的2轴方向上移动的同时进行的加工。此外，作为树脂材料，可以使用从多种不同的具有耐热性的树脂中根据废气的性质等选择出的树脂。

接下来，利用切削加工机一边使树脂材料移动及旋转，一边从前后方向切削树脂材料，由此形成进气孔40，接着形成主板10与护罩20之间的空间S及贯插孔11，并且形成叶片部30的一部分。

接下来，利用切削加工机一边使树脂材料移动及旋转一边从上下方向及左右方向切削树脂材料，形成排气孔50并且形成叶片部30，由此完成叶轮4。

这样切削树脂而形成的叶轮4无需使用成型用模具，并且不必通过焊接等进行接合，因此，主板10、护罩20以及叶片部30彼此不具有接合部以及表示成型用模具的边界部分的分模线而形成为一体。

此外，由于不必焊接主板10、护罩20以及叶片部30，因此能够使用具有高耐热性的聚丙烯来形成叶轮4。

此外，由于主板10、护罩20、叶片部30不需要进行一体成型，因此即使在设置护罩20的情况下，也可以不需要具有复杂结构的成型用模具，能够容易地制造，并且能够降低制造成本。

当排出含有铬酸的废气时，由聚丙烯形成的叶轮4由于容易腐蚀劣化而不合适，但由聚氯乙烯形成的叶轮4由于难以腐蚀，因而是合适的。此外，当排出高温度的废气时，由聚氯乙烯形成的叶轮4由于耐热性低而并不合适，但由聚丙烯形成的叶轮4由于耐热性高而是合适的。在本实施方式中，能够根据利用叶轮4吸入及排出的废气的性质等，选择形成叶轮4的材料来形成叶轮4。

<叶轮的动作>

以下对本发明的实施方式的叶轮4的动作详细地进行说明。

叶轮4通过在贯插孔11中插入旋转轴8来进行连接，从而与旋转轴8一体地旋转。

叶轮4借助于马达7的驱动力而与旋转轴8一同旋转，从进气孔40将废气吸入到主板10与护罩20之间的空间S中，利用离心力使吸入空间S中的废气向外周端部12及外周端部21的方向移动，并且从空间S经由排气孔50从主板10的贯插孔11向离心方向排出。此时，设置护罩20使得废气不会向主板10的中心轴线方向散逸，由此能够减少针对排出的废气的压力损失，能够从排气孔50高效地排出废气。

此外，主板10、护罩20以及叶片部30彼此不具有接合部而形成为一体，由此与通过焊接等进行接合的情况相比，能够使叶轮4的强度提高，因此，能够使叶轮4高速旋转，能够使叶轮4长寿，并且由于不进行接合而形成，因此不会产生接合部处的尺寸上的误差，因此能够降低叶轮4破损的可能性。

由此，根据本实施方式，主板10、护罩20以及叶片部30彼此不具有接合部及分模线而形成为一体，由此能够高效地排出废气，能够容易地制造，能够防止强度下降，并且能够减少破损的可能性。

本发明中，部件的种类、配置、个数等不限于前述的实施方式，当然可以将其结构要素置换为具有同等的作用效果的要素等，在不脱离发明的主旨的范围内可以适当地变更。

具体而言，在上述实施方式中，通过5轴加工切削形成了叶轮，但也可以通过3轴加工切削形成叶轮，也可以使用能够切削的任意加工机来切削形成叶轮。

此外，在上述实施方式中，形成叶轮4的材料不限于聚丙烯或聚氯乙烯，可以根据废气的性质等使用任意的材料。

此外，在上述实施方式中，只要能从进气孔40吸入废气并从排气孔50排出，则可以使叶片部30的形状为任意的形状。

此外，在上述实施方式中，涡轮风扇不限于图1及图2的形状，可以设为带式等任意的形状。

产业上的可利用性

本发明的涡轮风扇用叶轮、涡轮风扇及涡轮风扇用叶轮的制造方法适合于吸入废气后排出。

Claims (5)

1.一种涡轮风扇用叶轮，该涡轮风扇用叶轮通过旋转而将废气吸入后排出，

所述涡轮风扇用叶轮的特征在于，其具有：

圆板状的主板；

板状的护罩，其以从所述主板的中心轴线方向观察时与所述主板重合的方式与所述主板对置设置；

进气孔，其设置于所述护罩，并且朝向所述中心轴线方向开口；

排气孔，其设置在所述主板与所述护罩之间，并且朝向与所述中心轴线方向垂直的方向开口；以及

多个叶片部，它们设置在所述主板与所述护罩之间，并且与所述主板及所述护罩连接，该多个叶片部在旋转时，将所述废气从所述进气孔吸入并从所述排气孔排出，

所述主板、所述护罩以及所述多个叶片部彼此不具有接合部及分模线而形成为一体。

2.根据权利要求1所述的涡轮风扇用叶轮，其特征在于，

所述主板、所述护罩以及所述多个叶片部能够由从多种不同的具有耐热性的树脂中选择出的树脂来形成。

3.根据权利要求1或2所述的涡轮风扇用叶轮，其特征在于，

所述主板、所述护罩以及所述多个叶片部由聚氯乙烯或聚丙烯形成。

4.一种涡轮风扇，其特征在于，所述涡轮风扇具有：

权利要求1或2所述的涡轮风扇用叶轮；

壳体，其具备与所述进气孔连通的进气部以及与所述排气孔连通的排气部，收纳所述涡轮风扇用叶轮，且所述涡轮风扇用叶轮能够旋转；以及

马达，其具备旋转轴，

所述涡轮风扇用叶轮与所述旋转轴连接并且借助于所述马达的驱动力而与所述旋转轴一同旋转，由此将所述废气从所述进气孔吸入并从所述排气孔排出。

5.一种涡轮风扇用叶轮的制造方法，该涡轮风扇用叶轮具有：

圆板状的主板；

板状的护罩，其以在正面观察时与所述主板重合的方式与所述主板对置设置；

进气孔，其设置于所述护罩，并且朝向所述主板的中心轴线方向开口；

排气孔，其设置在所述主板与所述护罩之间，并且朝向与所述中心轴线方向垂直的方向开口；以及

多个叶片部，它们设置在所述主板与所述护罩之间，并且与所述主板及所述护罩连接，该多个叶片部在旋转时，将废气从所述进气孔吸入并从所述排气孔排出，

所述涡轮风扇用叶轮的制造方法的特征在于，

所述主板、所述护罩以及所述多个叶片部通过对坯料进切削而形成为一体。