CN1624336A - 离心式多叶片风扇 - Google Patents

Abstract

一种离心式多叶片风扇，其包括多叶片风扇部，此风扇部具有在圆周方向交替排列的布置在径向内部位置的许多主叶片以及布置在径向外部位置的许多辅助叶片。相邻的每个主叶片和每个辅助叶片通过一个加强筋相连，辅助叶片的正压表面优选以平面成形。从而能阻止辅助叶片的变形，确保辅助叶片的基本功能，并且能改善风扇的气流输送能力以及噪音抑制性能。

Description

离心式多叶片风扇

技术领域

本发明涉及一种离心式多叶片风扇，特别是涉及一种改善了叶片部分结构，尤其适用于在车辆和类似装置上的空调系统上使用的离心式多叶片风扇。

背景技术

鼓风机的鼓风能力，噪音等性能极易受到风扇叶片的形状和结构以及铸件的卷轴形状的影响，因此，在设计鼓风机时要充分考虑这些因数。

在多叶片风扇中，由于在气流的方向上每个叶片布置相对较短，所以很难形成沿着叶片的气流，同时气流的脱离易于产生涡流。由于气流的脱离而产生涡流声是多叶片风扇中噪音产生的主要原因。一种减少噪音的结构，例如，日本专利JP-A-60-156997中提出一种叶片形状，通过形成一种翼形截面的叶片形状用来抑制气流从叶片上脱离所产生涡流的声音。

然而在JP-A-60-156997上公开的这种结构中，值得担心的是，在低压损失的情况下的运行点上，可能会发生从第一个叶片的负压表面到与第一叶片相邻的第二叶片的正压表面的气流偏向，同时在叶片负压表面的下游位置会产生剪切流。为了解决这个问题，虽然考虑了使相邻叶片之间的径向外端的间隙缩短以及强制性的抑制气流的偏向的方法，但是在此方法中，通过间隙的缩短引起的气流速度的增加会使叶片的径向外端部分的压力恢复变得不充分，同时气体输送性能以及在高的压力损失情况下的运行点的噪音抑制性能也降低了。

为了解决上述问题，本发明(日本专利申请No.2002-215490(JP-A-2004-60447：一日本专利公开))的申请人提出了一种如图7所示的结构，虽然此申请在日本专利申请Nos.2003-399177和2004-10529的申请日基础上的优先权日仍没有公开。在图7中，许多主叶片100围绕一旋转轴(图中未示出)布置在圆周方向上。一组辅助叶片101布置在一组主叶片100的径向外部位置。每个辅助叶片101布置在相邻的主叶片100之间形成的气流之中。

在这种结构中，空气沿着主叶片100的正压表面103以及相邻的主叶片100的负压表面102流动。此时，沿着负压表面102流动的气流可能在朝向相邻的主叶片100的正压表面103脱离，同时剪切流形成在主叶片100的径向外端104的顺流部分。然而，如果能提供上述的辅助叶片101，由于通过主叶片100的空气沿着辅助叶片101的正压表面105和负压表面106流动，在主叶片100之间的气流的脱离或者在主叶片100的下游位置的剪切流能被抑制，从而能改善空气输送能力和噪音抑制性能。

然而，在上述结构中，叶片100，101的强度，尤其是辅助叶片101的强度都不充分，风扇的旋转可能会造成这些叶片的变形，辅助叶片101可能像虚线107所示的那样变形，并且可能与主叶片100的径向外端104相接触。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种离心式多叶片风扇的改善结构，此风扇中主叶片布置在径向内部位置，辅助叶片布置在径向外部位置，这样，通过一种简单的改善结构能可靠的阻止辅助叶片的变形，同时能确保辅助叶片的基本的功能，从而，能以较低的成本适当地提高多叶片风扇的气体输送能力和噪音抑制性能。

为了实现上述以及其它目标，根据本发明第一个方面的离心式多叶片风扇，其包括多叶片风扇部，此风扇部具有围绕着旋转轴布置在圆周方向上的许多叶片，通过多叶片风扇部的旋转，多叶片风扇能从相邻的叶片之间的部分的径向内端抽吸空气以及从相邻的叶片之间的部分的径向外端排出空气。多叶片风扇的特征在于其叶片包括许多布置在径向内部位置的主叶片以及许多布置在径向外部位置的辅助叶片，其中每个辅助叶片都部分布置在各个相邻主叶片之间形成的气流之中，彼此相邻的每个主叶片和每个辅助叶片通过一个加强筋相连。

根据本发明第二个方面的离心式多叶片风扇包括多叶片风扇部，此风扇部具有在圆周方向上围绕着旋转轴布置的许多叶片，通过多叶片风扇部的旋转，多叶片风扇能从相邻的叶片之间的部分的径向内端抽吸空气以及从相邻的叶片之间的部分的径向外端排出空气。这种多叶片风扇的特征在于其叶片包括许多布置在径向内部位置的主叶片以及许多布置在径向外部位置的辅助叶片，其中每个辅助叶片都布置在各个相邻的主叶片之间形成的气流之中，每个辅助叶片正压表面以平面的形式成形。在这第二个方面中，优选彼此相邻的每个主叶片和每个辅助叶片通过一个加强筋相连。

在本发明第一个方面的离心式多叶片风扇中，由于主叶片和辅助叶片通过加强筋相连，两种叶片的强度，特别是辅助叶片的抑制变形的强度提高了。因此，可靠地阻止了辅助叶片朝向主叶片正压表面的变形，并且显示出了辅助叶片的基本功能，同时也能阻止气流的脱离以及剪切流的发生。导致的结果是多叶片风扇的气体输送能力和噪音抑制性能得到可靠的改善。

在本发明第二个方面的离心式多叶片风扇中，与辅助叶片的正压表面以曲面成形相比，在风扇的圆周方向的辅助叶片的厚度能布置得更大，同时辅助叶片抑制变形的刚度和硬度得到提高。因此，辅助叶片朝向主叶片正压表面的变形能被可靠地阻止，同时形成空气通道的间隙维持在一恒定的间隙。而且，因为在辅助叶片正压表面侧的气流脱离被抑制，所以能阻止表面压力变化引起的噪音的发生。因此，翼形横截面的主叶片和辅助叶片的功能能充分地展现，在高的压力损失情况到低压损失的情况下的运行处的宽范围内，叶片之间气流的涡流区域被大大的减少，此涡流区域是由于发生在叶片第一半部分的负压表面气流的脱离引起的涡流而形成的。也就是说，在低的压力损失的情况下的运行处，易于产生在叶片的第二个半部位置的从相邻的主叶片的负压表面偏向于相邻的主叶片的正压表面的气流，此气流可沿着辅助叶片的正压表面流动。而且，凭借辅助叶片21的这种横截面形状，在叶片的第二部分区域的气流偏向和在顺流方向上的剪切流的发生都可被抑制。因此，就能阻止在高的压力损失情况下运行处的空气输送性能的降低，以及增强在低的压力损失情况下运行处的风扇性能。

在上述的第一和第二个方面，虽然加强筋的位置的没有特别限定，如果单独的加强筋布置在主叶片和辅助叶片相连的多叶片风扇的轴向中央部分，两个叶片就能容易地通过简单的模具结构整体成形。进一步，可以在多叶片风扇的轴向上提供许多加强筋。

进一步，优选提供一连接主叶片的径向外端部分和辅助叶片的径向内端部分的加强筋。在这种结构中，通过主叶片的空气通道的阻力被抑制，同时，能提供给朝向辅助叶片的气流一个优选的方向。而且，两个叶片以一极小的距离相连。

进一步优选的是，辅助叶片的径向内端布置在相对于主叶片的径向外端的径向内侧。在这种结构中，在一个更顺流的位置以及一个更早的阶段，能够抑制通过主叶片的负压表面的气流朝向相邻的主叶片正压表面的偏向。

进一步优选，辅助叶片布置在彼此相邻的主叶片之间，从而在辅助叶片和一主叶片的负压表面之间的间隙大于辅助叶片和其它主叶片的正压表面之间的间隙。在此结构中，在主叶片正压表面易于脱离的气流沿着辅助叶片的正压表面和负压表面流动，从而能更有效地抑制顺流位置上的气流的脱离以及剪切流的产生。

进一步，在本发明中，优选主叶片和与其相邻的辅助叶片整体成形。主叶片和相邻的辅助叶片优选以翼形截面成形。

因而，根据本发明的第一个方面的离心式多叶片风扇，由于布置在径向内部位置的主叶片和布置在径向外部位置的辅助叶片通过加强筋相连，两种叶片的变形，特别是辅助叶片的变形能得到有效的抑制。因此，能确保辅助叶片的基本功能，同时确切地改善了多叶片风扇的空气输送能力和噪音抑制性能。

根据本发明的第二个方面的离心式多叶片风扇，由于辅助叶片的正压表面以平面的形式成形，风扇的圆周方向的辅助叶片的厚度能布置得更大，能适当地阻止辅助叶片的变形。因此，能够保持辅助叶片的基本的功能，并且可靠地改善了多叶片风扇的空气输送能力和噪音抑制性能。

附图简述

本发明的进一步特征和优点，在参照附图进行下面的细节描述的本发明的优选实施例中得到理解。

图1表示根据本发明的第一个实施例和第二个实施例的离心式多叶片风扇的前视图。

图2表示图1中描述的多叶片风扇的侧视图，表示出了横截面的一半。

图3表示沿着图2中的III-III线所示，根据图2描述的第一个实施例的多叶片风扇的叶片部分的放大的部分剖面图。

图4表示沿着图2中的IV-IV线所示，根据图2描述的第一个实施例的多叶片风扇的叶片部分的放大的部分剖面图。

图5表示沿着图2中的V-V线所示，根据图2描述的第二个实施例的多叶片风扇的叶片部分的放大的部分剖面图。

图6表示沿着图2中的VI-VI线所示，根据图2描述的第二个实施例的多叶片风扇的叶片部分的放大的部分剖面图。

图7表示本发明的申请人在以前的提出的日本专利申请No.2002-215490中的多叶片风扇的叶片部分的剖面图。

具体实施方式

图1至图4表示根据本发明第一个实施例中的一种离心式多叶片的风扇。其中，图1和图2一般用来解释后面描述的本发明的第二个实施例。在图1和图2中，多叶片风扇1的多叶片风扇部3具有多个主叶片2和多个辅助叶片9。许多的叶片2和9布置在围绕着旋转轴4的圆周方向。盘形的驱动板5布置在叶片2和9的第一端上(在风扇1的反吸风侧)，并与所有的叶片2和9相连。在驱动板5的中央部分形成有轴套6。旋转轴4装入到轴套6中，通过旋转轴5的转动，驱动板5和所有的叶片2和9以预定的方向旋转(以图1中箭头表示的方向)。一个连接环7布置在叶片2和9的第二端上(风扇1的吸气侧)，连接环7将所有的叶片2和9相连在一起，并且具有加固的功能。

其中，环绕着多叶片部分3布置有一个罩壳(图中未示出)，用来容纳多叶片风扇1并能形成离心式鼓风机，同时进气口和排气口布置在罩壳上。形成的罩壳是涡管形或者是圆筒形。

如图3和图4所示，主叶片2和辅助叶片9沿着圆周方向交替的布置。主叶片布置在径向内部位置，辅助叶片9布置在径向外部位置。每个辅助叶片9布置在气流的空气通道17中，此气流在每个相邻的主叶片2之间形成。在此实施例中，叶片2和9这样布置，每个辅助叶片9的径向内端13相对于每个主叶片2的径向外端12径向向内布置。而且，每个辅助叶片9布置在彼此相邻的主叶片2之间，使得在辅助叶片9和主叶片的负压表面15的之间的间隙大于辅助叶片9和另一个主叶片2的正压表面16之间的间隙。在图3和图4中，11表示的是主叶片2的径向内端，14表示的是辅助叶片9的径向外端。

成形的主叶片2和辅助叶片9都具有翼剖面，每个叶片的厚度沿着气流方向先增加然后逐渐减少。在这个实施例中，主叶片2的厚度，弯曲的程度以及弦长布置成都比辅助叶片大，从而主叶片2的吸气能力也布置成比辅助叶片的强。

每个相邻的主叶片2和辅助叶片9通过加强筋10相连。在这个实施例中，主叶片的径向外端12和辅助叶片7的径向内端13通过加强筋10相连在一起。而且，在这实施例中，如图2所示，单独的加强筋10布置在主叶片2和辅助叶片9相连在一起的多叶片风扇的轴向中央部分。通过这样布置加强筋10，通过不需要滑块结构的简单铸模就能很容易的整体形成主叶片2和辅助叶片9。因而，就能阻止部件数目以及制造过程的增加，同时制造的费用也控制到很低。然而，加强筋10与叶片2和9分隔开的形成。如果加强筋10与叶片2和9分隔开的形成，根据本发明的结构可运用到现在的风扇中。

根据第一个实施例中的多叶片风扇1，当多叶片风扇部3旋转时，气流沿着主叶片2的正压表面16和负压表面15流动。当空气在相邻的主叶片2之间流动时，沿着主叶片2的负压表面15的气流可能从负压表面15上脱离，同时剪切流倾向于在主叶片2的径向外端的顺流位置产生。然而，辅助叶片9布置在相邻主叶片2之间形成的气流之中，特别的，布置在相邻主叶片2之间形成的气流的出口部分，且位于与辅助叶片9的径向内端13相邻的一个主叶片的2的径向外端的正压表面16和另一个主叶片2径向外端12的负压表面15之间。通过辅助叶片9的这样布置，因为通过主叶片2之间空气通道的气流沿着辅助叶片9的正压表面19和负压表面18流动，气流的脱离，朝着主叶片2的正压表面12的气流偏向，以及伴随着气流脱离的剪切流的发生都会被抑制，从而能改善风扇的输送空气的能力和抑制噪音的性能。

特别的，由于主叶片2和辅助叶片9是通过加强筋10相连的，叶片2和9的强度，尤其是辅助叶片9抑制变形的强度都提高了。因此，上述的空气输送能力和噪音抑制性能的改善能够可靠地实现。而且，在风扇旋转时，因为辅助叶片9与主叶片2的径向外端开始的接触能够被阻止，所以能确保辅助叶片9的上述的基本功能，因而能更有效的改善风扇的输送空气的能力和抑制噪音的性能。

进一步，在这个实施例中，由于加强筋10与主叶片的径向外端12和辅助叶片的径向内端13相连，叶片2和叶片9在一个极小的距离相连，在不增加气流的流动阻力的情况下，能在朝向着辅助叶片9的优选方向提供给通过主叶片的气流。

进一步，由于在风扇的径向方向上，辅助叶片9的径向内端13布置在主叶片2的径向外端12的径向内部，由于气流的脱离而产生的气流倾向被抑制，此气流倾向是通过主叶片2并朝向主叶片2的正压表面16，或者在更顺流的部分以及更早阶段能被更有效的阻止。

而且，由于辅助叶片9的这样布置，以致在辅助叶片9的径向内端13和主叶片2的负压表面15之间的间隙大于辅助叶片9的径向内端13和主叶片2的正压表面15之间的间隙，倾向于在主叶片2的正压表面16脱离的气流，也更完全的沿着辅助叶片9的负压表面18和正压表面19流动，从而更有效的抑制了在顺流区域的脱离气流所产生的剪切流。

图5至图6表示根据本发明的第二个实施例的离心式多叶片风扇的叶片部分。在这个实施例中，虽然每个具有负压表面22和正压表面23的辅助叶片与上述的第一个实施例中的同样的方式布置，但是正压表面成形为一个平面。

在这个实施例中，与辅助叶片的正压表面形成为一个曲面相比较，风扇圆周方向的辅助叶片21的厚度布置的更大，同时辅助叶片21的刚度和抑制变形的强度得到加强。因此，辅助叶片21朝向主叶片2的正压表面16的变形能更可靠地抑制，同时用来形成空气通道的间隙通常维持为一大致上恒定的间隙。而且，由于辅助叶片21的正压表面23侧的气流的脱离能更可靠地被抑制，从而能阻止表面压力变化所产生的噪音。因此，翼形横截面的主叶片2和辅助叶片21的基本的功能能充分展现，并在高的压力损失情况到低压力损失的情况下的运行的宽范围内，叶片之间的气流的涡流区域能被大大的减少，此涡流区域是在除主叶片2之外由于辅助叶片21的叶片的第一半部分的负压表面上的气流脱离而产生的涡流而形成的。因此，在低的压力损失的情况下的运行处，气流可沿着辅助叶片21的正压表面流动，此气流倾向于在主叶片2的第二半部的叶片位置从主叶片2的负压表面15偏向与相邻的主叶片2的正压表面16。而且，凭借辅助叶片21的这种横截面形状，在辅助叶片21的叶片第二半部区域的气流偏向和位置的顺流方向上剪切流的发生都可被抑制。因此，能阻止在高的压力损失情况下运行点的空气输送性能的减少，以及加强在低压损失情况下运行点的风扇性能。

同样在这个实施例中，提供加强筋10用来连接主叶片2和辅助叶片21。提供的加强筋10以上述第一个实施例中相同的方式布置，此实施例中也能充分实现在第一个实施例中的相同的运行和优点。

因此，在本发明中，能获得具有极好性能的离心式多叶片风扇，同时这种多叶片风扇特别适合作为在车辆空调系统中的鼓风机上的风扇。

本发明在结合优选实施例中能得到描述，本领域的技术人员也应该了解，上述优选实施例中变动和修改也没脱离本发明的范围。在本领域技术人员在考虑本发明的说明书以及本发明所公开的实施例后，其它的实施例将会变得很明显。仅仅作为示范考虑的说明书以及描述的实施例，以及通过下面的权利要求所表示的本发明的真实的保护范围是有意的。

Claims (15)

1.一种离心式多叶片风扇，其包括多叶片风扇部，此风扇部具有围绕着旋转轴布置在圆周方向上的许多叶片，通过所述多叶片风扇部的旋转，所述多叶片风扇能从彼此相邻的叶片之间部分的径向内端抽吸空气以及从相邻的叶片之间部分的径向外端排出空气，其特征在于：所述叶片包括许多布置在径向内部位置的主叶片以及许多布置在径向外部位置的辅助叶片，其中每个辅助叶片都布置在各个相邻主叶片之间形成的气流之中，同时彼此相邻的每个所述的主叶片和每个所述的辅助叶片通过一个加强筋相连。

2.如权利要求1所述的离心式多叶片风扇，其中所述的加强筋布置在所述主叶片和所述辅助叶片相连的多叶片风扇的轴向中央部分。

3.如权利要求1所述的离心式多叶片风扇，其中所述的加强筋连接所述主叶片的径向外端部分和所述辅助叶片的径向内端部分。

4.如权利要求1所述的离心式多叶片风扇，其中所述的辅助叶片的径向内端相对于主叶片的径向外端布置在径向内侧。

5.如权利要求1所述的离心式多叶片风扇，其中所述的辅助叶片布置在彼此相邻的主叶片之间，使得所述的辅助叶片和一个主叶片的负压表面之间的间隙大于所述的辅助叶片和另一个主叶片的正压表面之间的间隙。

6.如权利要求1所述的离心式多叶片风扇，其中所述的主叶片和相邻的辅助叶片整体成形。

7.如权利要求1所述的离心式多叶片风扇，其中所述的主叶片和所述的相邻的辅助叶片以翼形截面成形。

8.一种离心式多叶片风扇，其包括多叶片风扇部，此风扇部具有在圆周方向上围绕着旋转轴布置的许多叶片，通过所述多叶片风扇部的旋转，所述多叶片风扇能从彼此相邻的叶片之间部分的径向内端抽吸空气以及从相邻的叶片之间部分的径向外端排出空气，其特征在于：所述叶片包括许多布置在径向内部位置的主叶片以及许多布置在径向外部位置的辅助叶片，其中每个辅助叶片都布置在各个彼此相邻的主叶片之间形成的气流之中，同时每个所述辅助叶片的正压表面以平面成形。

9.如权利要求8所述的离心式多叶片风扇，其中彼此相邻的每个所述的主叶片和每个所述的辅助叶片通过一个加强筋相连。

10.如权利要求9所述的离心式多叶片风扇，其中所述的加强筋布置在所述主叶片和所述辅助叶片相连的多叶片风扇的轴向中央部分。

11.如权利要求9所述的离心式多叶片风扇，其中所述的加强筋连接所述主叶片的径向外端部分和所述辅助叶片的径向内端部分。

12.如权利要求8或9所述的离心式多叶片风扇，其中所述的辅助叶片的径向内端相对于主叶片的径向外端布置在径向内侧。

13.如权利要求8或9所述的离心式多叶片风扇，其中所述的辅助叶片布置在彼此相邻的主叶片之间，使得所述的辅助叶片和一个主叶片的负压表面之间的间隙大于所述的辅助叶片和另一个主叶片的正压表面之间的间隙。

14.如权利要求8或9所述的离心式多叶片风扇，其中所述的主叶片和相邻的辅助叶片整体成形。

15.如权利要求8或9所述的离心式多叶片风扇，其中所述的主叶片和相邻的辅助叶片以翼形截面成形。

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