CN1133819C - 离心式鼓风机及其制造方法以及具有该离心式鼓风机的空调机 - Google Patents

Abstract

一种离心式鼓风机，具有由轮毂、相对于该轮毂以既定间隔相向配置的护罩、以及横跨于上述轮毂的外周部与上述护罩的外周部之间且以上述轮毂的轴心为中心大略呈放射状配置的多片叶片所构成的叶轮，上述叶片的后缘为在叶片长度方向上交互折曲地向叶片宽度方向延伸的锯齿形状。由于采用这种结构，在该后缘部分处产生的气流的压力梯度及速度损失变小，降低了鼓风噪音。

Description

离心式鼓风机及其制造方法以及 具有该离心式鼓风机的空调机

技术领域

本发明属于叶片结构具有特征的离心式鼓风机及其制造方法以及具有该离心式鼓风机的空调机。

背景技术

一般来说，离心式鼓风机具有叶轮，该叶轮由固定在电机旋转轴上的轮毂、相对于该轮毂以既定间隔相向配置的护罩、以及横跨于上述轮毂的外周部与上述护罩的外周部之间且以上述轮毂的轴心为中心大致呈放射状配置的多片叶片构成，通过该叶轮的旋转，产生自上述叶片的前缘侧向后缘侧流动的气流。

另外，这种离心式鼓风机，在其上述叶轮的轴心部分设有吸入口，自该吸入口吸入的空气能够通过设在该叶轮外周部的吹出口向该叶轮的周围吹出，该空气的吸入与吹出的形式，与空调机的室内机，特别是与配置在顶棚上的顶棚埋入型或顶棚悬吊型空调机所要求的空气循环形式(即，自房间的中央部位吸入空气，并对其进行空气调节之后向室内的整个区域吹出的形式)相一致，故离心式鼓风机多被作为室内机用鼓风机得到应用。

但是，离心式鼓风机中，进行鼓风作业的叶片上的压力面与负压面之间的压力差比轴流式鼓风机等其它形式的鼓风机要大。因此，随着叶轮的旋转，在叶片的压力面上自其前缘向后缘流动的高压气流与在负压面上自其前缘向后缘流动的低压气流，二者在该叶轮的后缘处合流而达到既定的均衡压力时，该后缘部位处的压力梯度大，相应地速度损失也大。并且，现有的一般离心式鼓风机的叶片的后缘形状为在叶片宽度方向上成直线状延伸的形状，因此，如上所述的速度损失在叶轮的整个后缘上同时发生。其结果，叶片后缘部位处气流紊乱程度加大，产生较大的鼓风噪音。因此，对于离心式鼓风机，人们强烈要求实现其静音化，虽然过去曾有人提出过各种解决方案，但未获得满意的结果。此外，这种静音化的要求，对于作为空调鼓风用鼓风机配备有离心式鼓风机且配置于室内的空调机的室内机来说，尤为强烈。

发明的公开

为此，本发明的目的在于，提供能够以简单且廉价的结构降低鼓风噪音的离心式鼓风机以及具有该离心式鼓风机的静音型空调机，并且，提供该离心式鼓风机的良好的制造方法。

本发明提供这样一种离心式鼓风机，该离心式鼓风机具有由固定在旋转轴上的轮毂、相对于该轮毂以既定间隔相向配置且在其轴心部分形成有吸入口的护罩、以及横跨于上述轮毂的外周部与上述护罩的外周部之间且以上述轮毂的轴心为中心大略呈放射状配置的多片叶片所构成的叶轮，通过该叶轮的旋转，能够产生自上述叶片的前缘侧向后缘侧流动的气流，其特征是，上述叶片的后缘呈沿叶片长度方向交互折曲，同时向叶片宽度方向延伸的锯齿形状。

作为该离心式鼓风机，由于上述叶片的后缘呈沿叶片长度方向交互折曲同时向叶片宽度方向延伸的锯齿形状，因而该后缘部分交替存在着叶片长度较长的部分和较短的部分，因此，流经上述叶片的压力面的气流与流经负压面的气流，二者在后缘部分处的合流在该后缘的全长上是呈阶段性缓慢地进行的。其结果，与例如象现有技术那样叶片的后缘制成直线状而气流的合流在叶片的整个后缘上同时发生的情况相比，因后缘部分处气流的合流而产生的气流的压力梯度和速度损失减少，相应地，该后缘部分处气流的紊乱程度得到抑制而使鼓风噪音降低。即，通过将叶片的后缘制成锯齿形状这样简单且廉价的结构，即可很容易地实现离心式鼓风机的静音化。

若构成上述锯齿形状的多个齿分别为大致的三角形，则与例如将其制成复杂的多角形状相比，可使成型模的结构简单，相应地，可获得使离心式鼓风机的制造成本低廉的特有的效果。

此外，若将具有三角形形状的上述各齿的端部制成平面状或圆弧状，则与例如该端部呈锐角状尖突的情况相比，能够减少该端部因断裂等而受损的可能性，相应地，可以提高离心式鼓风机的寿命。

此外，由于构成上述锯齿形状的上述各齿如下设定，即设其齿高为“H”、齿距为“S”时，相对于上述叶轮的外径“D”设定为0.005＜H/D＜0.015和0.01＜S/D＜0.02，故能够更有效地降低鼓风噪音，进一步提高离心式鼓风机的静音性能。

另外，本发明提供上述离心式鼓风机的制造方法。该方法是，首先制造将构成叶轮的轮毂与各叶片一体化了的一体成型体，然后在上述一体成型体的上述叶片的端部接合固定与该一体成型体分别成型的护罩而获得叶轮的方法。

上述一体成型体这样进行制造，使用用来成型上述轮毂的片厚方向上的两个面中设置上述叶片的一个面的第1成型模、可与该第1成型模相对分合地相向配置的用来成型上述轮毂的另一个面的第2成型模、以及在上述各叶片之间的间隙部位处可分别在该叶片的长度方向上进退地配置的、用来成型至少设在上述叶片的后缘上的上述锯齿形状的多个第3成型模；

将上述第1成型模、上述第2成型模以及上述各第3成型模设定在各自的既定组装位置上，向上述各个成型模之间所形成的模腔内注入熔融原料使之成型；

将上述第1成型模和上述第2成型模相互分离而进行拆模，同时，使上述各第3成型模向上述叶片的长度方向移动进行拆模。

若以现有的只使用其结构为彼此相向配置且向相向方向分合的成型模(例如第1成型模和第2成型模)的制造方法无法进行脱模(即，由于在与脱模方向相垂直的方向上延伸有上述齿)，故无法实现上述锯齿形状的成型，而按照本发明，由于用来成型该锯齿形状的上述第3成型模的脱模方向是在上述叶片的长度方向上，因而能够很容易地成型该锯齿形状。因此，与例如将上述轮毂和各叶片分别成型之后对它们进行组装而获得上述一体成型体的情况相比，上述一体成型体、进而上述叶轮的制造变得容易，其结果是，能够以更低廉的价格提供离心式鼓风机。

并且，本发明还提供采用上述离心式鼓风机作为空调送风用鼓风机的空调机。按照该发明，具有该离心式鼓风机所特有的效果，即，高静音化原原本本反映到空调机的运行性能上，能够提供静音性能更好的空调机，这一效果对于该空调机为设置在室内的室内机的场合尤为显著。

附图的简单说明

图1是本发明所涉及的离心式鼓风机的立体图。

图2是具有图1所示离心式鼓风机的空调机的剖视图。

图3是图1所示离心式鼓风机的叶片后缘部的放大图。

图4是图3的IV-IV剖视图。

图5是叶轮的模具成型制造方法的说明图。

图6是图5的VI-VI剖视图。

发明的最佳实施形式

下面，结合附图所示的实施形式，对本发明所涉及的离心式鼓风机及其制造方法以及具有该离心式鼓风机的空调机进行详细的说明。

图1示出本发明的实施形式所涉及的离心式鼓风机X的叶轮10。图2示出具有该离心式鼓风机X的空调机的室内机Z。

上述离心式鼓风机X如图1和图2所示，由电机19和通过该电机19驱动而旋转的叶轮10构成。上述叶轮10具有：轮毂11，该轮毂11由大致呈圆锥形的中心部11a、平板形凸缘11b和安装部11c构成，其安装部11c固定在上述电机19的电机轴11a上；相对于该轮毂11以既定的间隔相向配置并且在其轴心部形成有鼓风机吸入口16的护罩12；在上述轮毂11的外周部，具体地说就是横跨于平板形凸缘11b的外周部与上述护罩12的外周部之间、且在圆周方向上以等间隔呈放射状配置的多个叶片13。该叶轮10以上述轮毂11和上述护罩12的外周部作为鼓风机吹出口17，同时，以自上述鼓风机吸入口16到上述鼓风机吹出口17为止的通路作为空气流通通路18。

上述轮毂11是使既定直径的圆板体的轴心附近部位向板厚方向凹陷成型而成，如后所述，是与叶片13一起以树脂材料经模具成型一体形成。

上述护罩12为具有圆弧形截面的环状体，与上述轮毂11等是分别以树脂材料经模具成型而形成。并且，该护罩12成型之后，同与上述轮毂11的各叶片13一体形成的一体成型体15(参照图5和图6)进行接合固定。

上述叶片13为具有弯曲的流线型截面的板体，如前所述地横跨在上述轮毂11的外周部与上述护罩12的外周部二者之间且在圆周方向上以等间隔呈放射状配置多片(该实施形式为8片)而成，与上述轮毂11一起以树脂材料经模具成型一体地形成。

另外，该叶片13的最大特征在于其后缘13b的结构。即，该实施形式的叶片13如图1～图4分别所示的，其后缘13b不是象现有技术那样为直线状，而是在叶片长度方向上交互折曲同时向叶片宽度方向延伸的锯齿形状20。该锯齿形状20由沿后缘13b而连续的齿21构成，而该实施形式进一步采用本发明，使该齿21的形状如图3和图4所示，三角形的端部略呈直线状的台形且该齿21的尺寸与叶轮10的外径“D”的关系为：当该齿21的齿高为“H”、齿距为“S”时，具有“0.005＜H/D＜0.015”和“0.01＜S/D＜0.02”的关系。作为该实施形式，齿21的端部21a为图4所示的圆弧状，但也可以是平面状。

在此，对上述叶轮10的制造方法(即上述离心式鼓风机X的制造方法)进行说明。

如上所述，作为上述叶轮10的构成部件的轮毂11、护罩12以及多个叶片13中，上述轮毂11与各叶片13是将它们一体成型(一体成型体15)，而上述护罩12是与上述一体成型体15分别成型，上述各部件成型之后，将上述护罩12与上述一体成型体15接合(例如焊接或粘接)而使它们成为一体从而获得上述叶轮10，该制造步骤为现有公知技术。

但是，作为现有的离心式鼓风机，虽然由于上述叶片13的后缘13b为直线状，故以模具成型上述一体成型体15时，可通过使用彼此相向配置且可向相向方向分合的一对成型模(例如上模和下模)很容易地进行制造，但该实施形式的叶片13其后缘13b却为锯齿形状20，因此，要使用如上所述的一对成型模成型将该各叶片13与上述轮毂11做成一体的一体成型体15，由于存在该锯齿形状20部分的脱模问题而无法进行。

为此，作为该实施形式，该一体成型体15的成型采用本发明的制造方法而用下述3种成型模(即下模31、上模32以及多个脱出模33)进行制造。

上述下模31如图5和图6所示，是这样一种成型模，即具有用来成型设有上述一体成型体15之上述叶片13那一面的轮毂内表面成型面31a、用来成型上述叶片13的前缘13a的叶片成型面31b、以及为后述的脱出模33保留嵌入空间的脱出模嵌合部31c，与权利要求中的“第1成型模”相应。

上述上模32为具有用来成型未设有上述一体成型体15之上述叶片13那一面的轮毂外表面成型面32a的成型模，与权利要求中的“第2成型模”相应。

上述脱出模33作为成型模具有：配置在上述一体成型体15之上述各叶片13之间的、用来成型上述锯齿形状20的锯齿成型面33a，以及用来成型上述叶片13的后缘13b部分的叶片成型面33b；与权利要求中的“第3成型模”相应。

在上述下模31的轮毂内表面成型面31a的上方，以其轮毂外表面成型面32a指向上述下模31侧的姿态配置有上述上模32，该上模32可相对于上述下模31向相向方向分合，并且，上述各脱出模33分别如下配置在上述下模31和上模32之间，即在与该下模31和上模32的相向方向相垂直的方向上、且位于由该各脱出模33所要分别成型的上述一体成型体15之上述各叶片13之间。通过这样配置各成型模31、32和33，便在它们之间形成了用来成型上述一体成型体15的模腔。因此，向该模腔内注入熔融的树脂原料即可成型上述一体成型体15。

注入该树脂材料并成型完了后，分别将各成型模31、32、和33拆模。此时，上述上模32是朝着与上述下模31相分离的方向移动而实现拆模。而上述各脱出模33是通过沿上述叶片13的叶片长度方向向侧方移动而进行拆模。通过该成型方法，尽管上述一体成型体15为上述各叶片13的后缘13b具有锯齿形状20的形式，仍能够通过成型该一体成型体15而很容易地成型。在上述一体成型体15成型之后，将上述护罩12接合固定于上述各叶片13的端部22上而获得上述叶轮10。

如上制造的离心式鼓风机X中，上述叶轮10的各叶片13的后缘13b为锯齿形状20，因此，以上述电机19驱动上述叶轮10旋转而进行鼓风时，其鼓风噪音比现有结构的鼓风机(即上述叶片13的后缘13b为直线状的鼓风机)小，能够获得很高的静音性能。

即，通过将上述叶片13的后缘13b制成锯齿形状20，在该后缘13b部位处，叶片13在长度上是长的部分和短的部分交替存在的，因此，流经上述叶片13的压力面一侧的气流与流经负压面一侧的气流二者在后缘13b部位处的合流，是在该后缘13b的全长上呈阶段性地缓慢进行的。其结果，伴随着在该后缘13b部位处气流的合流而产生的气流的压力梯度及速度损失变小，相应地，该后缘13b部位处气流的紊乱受到抑制而降低了鼓风噪音。

另外，当如该实施形式这样，将上述锯齿形状20上各齿21的尺寸与上述叶轮10的外径“D”的关系设定成：当该齿21的齿高为“H”、齿距为“S”时，为“0.005＜H/D＜0.015”和“ 0.01＜S/D＜0.02”时，能够更有效地降低鼓风噪音，进一步提高离心式鼓风机的静音性能。

另一方面，如图2所示，作为配备具有上述结构的离心式鼓风机X而构成的上述室内机Z，该离心式鼓风机X所特有的效果，即如上所述的高静音性能将原原本本反映在该室内机Z的运行性能上，其结果，通过采用上述离心式鼓风机X能够提供高静音性能的室内机Z。

对上述室内机Z的结构简单说明如下。即，上述室内机Z是在外壳1的通风路4的中央部位配置上述离心式鼓风机X且在该离心式鼓风机X的周围配置热交换器5而构成。该图中编号为2者，为与上述离心式鼓风机X的鼓风机吸入口16相对应的吸入口，该吸入口2处配置有喇叭口8，并且，在该喇叭口8的下方安装有配备过滤器7的吸口格栅6。另外，在上述吸口格栅6的外周侧，面对上述热交换器5的下游侧形成有吹出口3。

于是，作为该室内机Z，通过上述离心式鼓风机X的运行，自上述吸入口2吸入的室内空气由该离心式鼓风机X的鼓风机吹出口17向上述热交换器5侧吹出。并且，该吹出空气在通过上述热交换器5期间，与在该热交换器5侧进行循环的制冷剂进行热交换成为暖风或冷风而自上述吹出口3向室内吹出，实现该室内的升温或降温。工业上利用的可能性

本发明的离心式鼓风机除了可以作为空调机用鼓风机加以利用之外，还可以在移送流体的所有领域使用，并且，作为配备该离心式鼓风机的本发明的空调机，特别是能够作为顶棚埋入型或顶棚悬吊型室内机应用于各种建筑物中。

Claims (5)

1.一种具有叶轮(10)的离心式鼓风机(X)，该叶轮(10)具有：固定在电机(19)的电机轴(19a)上的轮毂(11)，相对于该轮毂(11)以既定的间隔相向配置并且在其轴心部分形成有吸入口(16)的护罩(12)，以及横跨在上述轮毂(11)的外周部与上述护罩(12)的外周部之间、且以上述轮毂(11)的轴心为中心大致呈放射状配置的多片叶片(13)；通过该叶轮(10)的旋转，产生自上述叶片(13)的前缘(13a)侧向后缘(13b)侧流动的气流，

上述叶片(13)的后缘(13b)为在叶片长度方向上交互折曲同时向叶片宽度方向延伸的锯齿形状(20)，构成上述锯齿形状(20)的各齿(21)设定成：设其齿高为“H”、齿距为“S”时，相对于上述叶轮(10)的外径“D”的关系为0.005＜H/D＜0.015和0.01＜S/D＜0.02。

2.如权利要求1的离心式鼓风机，其特征是，构成上述锯齿形状(20)的多个齿(21)分别为大致的三角形。

3.如权利要求2的离心式鼓风机，其特征是，上述各齿(21)的端部为平面状或圆弧状。

4.一种具有叶轮(10)的离心式鼓风机的上述叶轮(10)的制造方法，该叶轮(10)具有轮毂(11)、相对于该轮毂以既定的间隔相向配置的护罩(12)，以及横跨在上述轮毂(11)的外周部与上述护罩(12)的外周部之间进行配置、且其后缘(13b)为在叶片长度方向上交互折曲同时向叶片宽度方向延伸的锯齿形状(20)的多片叶片(13)，其特征是，进行制造时，

使用用来成型上述轮毂(11)的片厚方向上两个面中设有上述叶片(13)的一个面的第1成型模(31)，

与该第1成型模(31)可相对分合地相向配置的、用来成型上述轮毂(11)的另一个面的第2成型模(32)，

以及在上述各叶片(13)的间隙部位可分别在该叶片(13)的叶片长度方向上进退地配置的、用来成型至少设在上述叶片(13)的后缘(13b)上的上述锯齿形状(20)的多个第3成型模(33)；

将上述第1成型模(31)、上述第2成型模(32)以及上述各第3成型模(33)分别设定在各自的既定组装位置上，向在这些各成型模(31、32、33)之间所形成的模腔内注入熔融原料使之成型；

然后，将上述第1成型模(31)和上述第2成型模(32)相互分离而进行拆模，同时，使上述各第3成型模(33)向上述叶片的叶片长度方向移动进行拆模，从而制造出上述轮毂(11)与上述各叶片(13)成为一体的一体成型体(15)；

之后，在上述一体成型体(15)上的上述叶片(13)的端部接合固定与该一体成型体(15)分别成型的护罩(12)，从而获得上述叶轮(10)。

5.一种空调机(Z)，其特征是，在外壳(1)内所形成的通风路(4)中配置有权利要求1、2或3所述的离心式鼓风机(X)与热交换器(5)。

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