CN1854531B - 离心式鼓风机 - Google Patents

Abstract

一种离心式鼓风机(10)，其具有：可通过转动驱动源(12)转动的风扇(14)；以及涡形壳体(20)，该壳体容纳所述风扇(14)并具有第一排放通道(16)和第二排放通道(18)。所述第一排放通道(16)和第二排放通道(18)的径向尺寸或宽度(W1，W2)以及垂直尺寸朝开口(48)逐渐变大。所述第一排放通道(16)和第二排放通道(18)由径向外壁(40)、与该外壁(40)接合的倾斜带(44)以及使其上安装有所述风扇(14)的环形台阶部(42)和该倾斜带(44)互相连接的接合裙部(46)所包围。

Description

离心式鼓风机

技术领域

本发明涉及一种离心式鼓风机，更具体地涉及一种用于在机动车的空调设备中使用的离心式鼓风机。

背景技术

迄今，机动车的空调设备已采用了这样的离心式鼓风机，其包括：用于从机动车的外部或内部引入空气的风扇；用于使该风扇转动的电动机；以及用于将该风扇容纳在其中的壳体。

当通过电动机使风扇转动时，空气以预定速率穿过绕该风扇在壳体内形成的螺旋空气通道而朝向机动车的客厢流动。为了提高空气朝向客厢流动的速率，螺旋空气通道的截面面积从其靠近电动机的一端(空气通道的螺旋圈开始处)朝向其另一端(空气通道的螺旋圈终止处)逐渐变大。另外，壳体具有处于一角度的倾斜面，空气在该倾斜面处从离心式鼓风机排出。该倾斜面包括一扭曲面，该扭曲面相对于大致水平的平面的角度从电动机朝离心式鼓风机的出口逐渐变大。为详细起见，例如应当参考日本特开平专利公报NO.9-158898。

近来，已存在进一步提高在离心式鼓风机中从壳体进口朝向出口的气流速率的需求。一种解决方案是提高使风扇转动的电动机的输出功率，以提高由风扇排出离心式鼓风机外的气流的速率。然而，提高电动机的输出功率必然倾向于增加该电动机的尺寸，并因此增加其成本，从而导致离心式鼓风机整体尺寸增加。

发明内容

本发明的大致目的是提供一种离心式鼓风机，其能够减少当空气流过壳体时在该壳体中涡旋气流的产生，从而使空气能够平稳地流过壳体，以提高从壳体出口排放的空气的速率。

根据本发明的一个方面，一种离心式鼓风机，包括：风扇，其具有多个叶片；壳体，其将所述风扇容纳在其中，并具有：围绕所述风扇的排放通道；吸入口，用于当所述风扇操作时将从该吸入口经过的空气吸入所述排放通道内；以及出口，用于将空气从所述排放通道经过该出口排放到所述壳体外；环形台阶部，其与所述吸入口成相对的关系布置在所述排放通道内，并且所述风扇插设在其间；以及接合部分，其布置在所述排放通道内并从所述环形台阶部径向向外以及沿远离所述吸入口的方向倾斜；所述接合部分以锐角与所述排放通道的外壁接合；所述接合部分设定为，使其与平行于所述风扇的轴线的假想线所构成的倾斜角度朝所述出口逐渐变大，并且所述排放通道的截面面积沿远离所述吸入口的方向朝所述出口径向向外逐渐变大，所述排放通道包括围绕所述风扇的第一排放通道以及从所述第一排放通道向所述出口延伸的第二排放通道，所述倾斜角度在所述第一排放通道和所述第二排放通道相互接合的接合区域中最小。

根据本发明的另一方面，一种离心式鼓风机，包括：风扇，其具有多个叶片；壳体，其将所述风扇容纳在其中，并具有：围绕所述风扇的排放通道；吸入口，用于当所述风扇操作时将从该吸入口经过的空气吸入所述排放通道内；以及出口，用于将空气从所述排放通道经过该出口排放到所述壳体外；环形台阶部，其与所述吸入口成相对的关系布置在所述排放通道内，并且所述风扇插设在其间；以及接合部分，其布置在所述排放通道中并从所述环形台阶部径向向外以及沿远离所述吸入口的方向倾斜；所述接合部分与所述排放通道的外壁接合；所述排放通道包括围绕所述风扇的上游第一排放通道以及从所述第一排放通道延伸的下游第二排放通道，所述第一排放通道的截面面积朝所述壳体中的所述出口径向向外逐渐变大，而所述第二排放通道的截面面积朝所述出口沿远离所述吸入口的方向径向向外逐渐变大。

结合附图，将会从以下描述中更加清楚本发明的上述和其它目的、特征及优点，在这些附图中以说明性示例的方式示出了本发明的优选实施例。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的离心式鼓风机的立体图；

图2是图1中所示的离心式鼓风机的纵向剖视图；

图3是图1中所示的离心式鼓风机的横向剖视图；

图4是沿图3的线IV-IV剖取的局部放大剖视图；

图5是沿图3的线V-V剖取的局部放大剖视图；

图6是根据本发明第二实施例的离心式鼓风机的立体图；

图7是图6中所示的离心式鼓风机的横向剖视图；

图8是沿图7的线VIII-VIII剖取的局部放大剖视图；

图9是沿图7的线IX-IX剖取的局部放大剖视图；以及

图10是表示代表图1和图6中所示的离心式鼓风机的空气流速、总压力P与耗电量T之间的关系的特征曲线图。

具体实施方式

图1至图3表示根据本发明第一实施例的离心式鼓风机10。

如图1和图2所示，离心式鼓风机10具有：转动驱动源12，例如电动机；风扇14，其可通过转动驱动源12转动；以及涡形壳体20，其布置在风扇14的外周面的周围。涡形壳体20具有限定在其中的：第一螺旋排放通道16，用于使空气从其通过；以及从第一排放通道16延伸的第二直排放通道18。涡形壳体20包括：主壳体22，其容纳转动驱动源12和风扇14，并具有限定在其中的第一排放通道16；以及放大壳体24，其与主壳体22接合并具有限定在其中的第二排放通道18。

转动驱动源12布置在限定于主壳体22中的通孔26(参见图2)中，并固定到该主壳体22上。风扇14紧固到转动驱动源12的轴(未示出)上，并容纳在主壳体22的大致中央。风扇14包括：沿周向方向以相等的角间隔间隔开的圆形阵列叶片28；与叶片28的上端接合的环形保持环30；以及与叶片28的下端接合的底板32。风扇14由一支撑部件(未示出)可转动地支撑，以相对于涡形壳体20转动。

主壳体22呈围绕转动驱动源12和风扇14的中空柱形形式。主壳体22包括：上板36，其布置在风扇14上方并具有进气口(吸入口)34；下板38，其与上板36成垂直相对的关系布置在风扇14下方；以及外壁40，其接合上板36和下板38的外周边缘。第一排放通道16被上板36、下板38以及外壁40围绕，并且从风扇14排出的空气穿过第一排放通道16。第一排放通道16绕主壳体22的环形台阶部42(参见图3)延伸。外壁40基本平行于转动驱动源12的转轴(未示出)延伸。

如图3所示，第一排放通道16的截面面积从风扇14朝出口端处的放大壳体24逐渐变大。从风扇14中心到第一排放通道16的外周边缘的距离朝放大壳体24逐渐变大。换言之，第一排放通道16的径向宽度W1朝放大壳体24逐渐变大。

如图2所示，下板38具有：紧密围绕底板32布置的环形台阶部42；接近外壁40布置的倾斜带44；以及接合裙部(倾斜带)46，其布置在环形台阶部42和倾斜带44之间并从风扇14径向向外并向下倾斜。换言之，接合裙部46倾斜地与环形台阶部42接合，倾斜带44倾斜地与外壁40接合，并且接合裙部46和倾斜带44相互接合。倾斜带44弯曲，从而略向下凸起。

如图1和图2所示，放大壳体24为大致细长的矩形截面形状，用于与主壳体22接合。放大壳体24具有与主壳体22的第一排放通道16连通的第二排放通道18以及用于将流过第二排放通道18的空气排出的开口(出口)48。

第二排放通道18的截面面积从主壳体22朝开口48逐渐变大。换言之，第二排放通道18的径向宽度W2朝开口48逐渐变大(参见图3)。第一排放通道16的宽度W1小于第二排放通道18的宽度W2(W1＜W2)。

第二排放通道18与第一排放通道16的端部连接，并从环形台阶部42的外周边缘和第一排放通道16之间的接触点S(图3)沿远离第一排放通道16的方向笔直地切向延伸。

倾斜带44从主壳体22的第一排放通道16延伸到放大壳体24的第二排放通道18内，即，倾斜带44沿第一排放通道16和第二排放通道18延伸。倾斜带44沿着从第一排放通道16的端部(倾斜带44在该处较窄)朝放大壳体24中的开口48(倾斜带44在该处较宽)(参见图2)的方向远离上板36逐渐向下倾斜。第一排放通道16和第二排放通道18的截面面积沿着从主壳体22到放大壳体24的方向在垂直方向和水平方向上逐渐变大。

如图4和图5所示，倾斜带44通过具有大致拱形截面形状的连接部50以预定锐角θ1与外壁40连接。若锐角θ1不必要地较小，则使得第一排放通道16和第二排放通道18的截面面积过度减少。锐角θ1应当优选为45°或更大。

如图2所示，接合裙部46相对于大致平行于风扇14的轴线L的假想线L1径向向外以及向下倾斜预定角度θ2(图4和图5)。角度θ2在第一排放通道16和第二排放通道18相互接合的接合区域中最小，并从该接合区域朝开口48逐渐变大。

因此，涡形壳体20在大致平行于风扇14的轴线L延伸的外壁40与环形台阶部42之间具有倾斜带44和接合裙部46，倾斜带44和接合裙部46螺旋扭转，同时从环形台阶部42径向向外并向下倾斜。

如图10所示，若涡形壳体20中的压力(总压力P)以低空气流速增加，即，当空气以低速率流过涡形壳体20时，那么角度θ2应当优选为在60°至85°的范围内(60°≤θ2≤85°)。若涡形壳体20中的压力(总压力P)以高空气流速增加时，即，当空气以高速率流过涡形壳体20时，那么角度θ2应当优选为在30°至60°的范围内(30°≤θ2≤60°)。图10表示代表当离心式鼓风机10内的角度θ2为30°、50°和70°时空气流速和总压力P之间的关系，以及离心式鼓风机10的空气流速和耗电量T之间的关系的特征曲线。当角度θ2为30°时空气流速由实线曲线表示，当角度θ2为50°时由点划线曲线表示，而当角度θ2为70°时由双点划线曲线表示。

由于第一排放通道16和第二排放通道18朝放大壳体24的开口48逐渐向下放大，因此在第一排放通道16和第二排放通道18与环形台阶部42之间在第一排放通道16和第二排放通道18内径向向内设置内壁52。内壁52的高度朝开口48逐渐变大。换言之，内壁52设置成作为使环形台阶部42和倾斜带44互相连接的接合裙部46的一部分。

通常，在具有绕风扇延伸的螺旋排放通道的离心式鼓风机中，当被风扇排出的空气流过该螺旋排放通道时，在螺旋排放通道沿风扇轴线的相应上部和下部形成涡旋气流。当空气沿着螺旋排放通道的外壁转动的同时流动并从该螺旋排放通道的末端流入直出口通道时，由于部分空气不朝出口通道笔直流动，而是由于惯性而沿外壁涡旋流动，于是产生涡旋气流。

这时，部分空气在出口通道附近被涡形截留回风扇内。因此，应当从风扇排放到出口通道内的部分空气没有从出口通道排放。认为涡旋气流致使离心式鼓风机以略微降低的速率排放空气。

根据本发明，第一排放通道16和第二排放通道18中的倾斜带44和接合裙部46向下倾斜，从而使形成在接合裙部46和环形台阶部42之间的角度θ2逐渐变大，并且倾斜带44和接合裙部46朝开口48向下逐渐倾斜。因此，第一排放通道16和第二排放通道18的径向宽度W1、W2以及垂直尺寸朝开口48逐渐增加。换言之，第一排放通道16和第二排放通道18的截面面积朝开口48逐渐变大。

当空气紧密地沿着第一排放通道16的外壁40从风扇14流到第一排放通道16和第二排放通道18之间的边界区域时，通过第一排放通道16和第二排放通道18的内壁52防止了部分空气涡旋流动到风扇14。因此，部分空气基本上通过内壁52而被迫朝开口48流动。因此，设在涡形壳体20内以形成内壁52的倾斜带44和接合裙部46对降低当空气从第一排放通道16穿过第二排放通道18向开口48流动时而产生的涡旋气流是有效的。

此外，由于倾斜带44以锐角与外壁40接合，使得空气能够在倾斜带44和外壁40之间平稳地流动，并且限制空气以防止在倾斜带44和外壁40之间径向向内流动。换言之，空气被可靠地引导朝向开口48流动。

结果，从风扇14排出的空气被引导，从而在径向向内设在第一排放通道16和第二排放通道18中的内壁52与以锐角相互接合的倾斜带44和外壁40之间在涡旋壳体20内平稳地流动，并从开口48排出。因此，提高了从离心式鼓风机10排放的空气的速率。

此外，由于提高了空气流过涡旋壳体20的效率，因此使得离心式鼓风机10的转动驱动源12的耗电量T(参见图10中的实线曲线)低于传统离心式鼓风机的转动驱动源的耗电量(参见图10中的虚线曲线)。由于通过第一排放通道16和第二排放通道18的内壁52防止了空气被截留到风扇14内，因此降低了空气被扰动时产生的噪声。

图6至图9表示根据本发明第二实施例的离心式鼓风机100。离心式鼓风机100的、与根据第一实施例的离心式鼓风机10的部件相同的部件用相同的附图标记表示，并且以下不再进行详细描述。

根据第二实施例的离心式鼓风机100与根据第一实施例的离心式鼓风机10的不同之处在于：其具有主壳体102，该主壳体包括大致水平地位于沿风扇14的轴线的大致恒定高度处的倾斜带104和接合裙部106，并且倾斜带104和接合裙部106具有从第一排放通道108中的一点朝开口48向下倾斜的部分。

如图8和图9所示，倾斜带104和接合裙部106位于与环形台阶部42的上表面大致相同的平面上，或略向下倾斜，并从一位置朝开口48逐渐向下倾斜，该位置从第一排放通道108和第二排放通道110相互接合的接合区域向第一排放通道108内间隔开。

更详细地，如图7所示，画出基线D，作为使环形台阶部42的外周边缘与笔直的放大壳体112的内壁之间的接触点S和环形台阶部42的中心O相互连接的线段。倾斜带104和接合裙部106从位置P开始向下倾斜，该位置P被以预定角度Z(例如，30°)从基线D向主壳体102内成角度地间隔开。

位置P从基线D所成角度地间隔开的角度Z应当优选为从基线D朝主壳体102或开口48在20°至45°的范围内(20°≤Z≤45°)。

倾斜带104和接合裙部106朝放大壳体112的开口48逐渐向下倾斜。放大壳体112的开口48的截面面积与根据第一实施例的离心式鼓风机10的放大壳体24的开口截面面积大致相同。

具体地，在涡形壳体114中，主壳体102中的第一排放通道108具有基本恒定的垂直尺寸或高度。因此，第一排放通道108仅沿径向向外方向(横向方向)逐渐放大。而且，第一排放通道108的一部分和第二排放通道110沿垂直方向(高度)以及径向向外方向朝开口48逐渐放大。

对于根据第二实施例的离心式鼓风机100，如上所述，第一排放通道108具有基本恒定的垂直尺寸或高度并且仅其径向尺寸或宽度W朝开口48逐渐增加。倾斜带104和接合裙部106从位置P开始向下倾斜，该位置P被以预定角度Z从环形台阶部42与放大壳体112之间的接触点S向主壳体102内成角度地间隔开。因此，防止了截面面积从第一排放通道108朝第二排放通道110和开口48急剧增加，由此防止了空气流过第一排放通道108和第二排放通道110的速率过度降低。结果，通过调节第一排放通道108和第二排放通道110中的倾斜带104和接合裙部106开始向下倾斜处的位置，使得空气能够平稳地流过涡旋壳体114，从而提高了被离心式鼓风机100排放的空气的速率。

此外，通过降低离心式鼓风机100中的压力损失而使该离心式鼓风机100中的压力(总压力P)维持在适宜的水平，并且与在图10中以虚线曲线所示的传统离心式鼓风机相比，降低了该离心式鼓风机100的转动驱动源12的耗电量T。

尽管详细示出并描述了本发明的某些优选实施例，然而应当理解，在不背离所附权利要求的范围的情况下可在其中进行多种变化和修改。

Claims (7)

1.一种离心式鼓风机，包括：

风扇(14)，其具有多个叶片(28)；

壳体(20)，其将所述风扇(14)容纳在其中，并具有：围绕所述风扇(14)的排放通道(16，18)；吸入口(34)，用于当所述风扇(14)操作时将从该吸入口(34)经过的空气吸入所述排放通道(16，18)内；以及出口(48)，用于将空气从所述排放通道(16，18)经过该出口(48)排放到所述壳体(20)外；

环形台阶部(42)，其与所述吸入口(34)成相对的关系布置在所述排放通道(16，18)内，并且所述风扇(14)插设在其间；以及

接合部分(44，46)，其布置在所述排放通道(16，18)内并从所述环形台阶部(42)径向向外以及沿远离所述吸入口(34)的方向倾斜，并且所述接合部分(44，46)以锐角与所述排放通道(16，18)的外壁(40)接合；

所述接合部分(46)设定为，使其与平行于所述风扇(14)的轴线(L)的假想线(L1)所构成的倾斜角度(θ2)朝所述出口(48)逐渐变大，并且所述排放通道(16，18)的截面面积沿远离所述吸入口(34)的方向朝所述出口(48)径向向外逐渐变大，所述排放通道(16，18)包括围绕所述风扇(14)的第一排放通道(16)以及从所述第一排放通道(16)向所述出口(48)延伸的第二排放通道(18)，所述倾斜角度(θ2)在所述第一排放通道(16)和所述第二排放通道(18)相互接合的接合区域中最小。

2.根据权利要求1所述的离心式鼓风机，其特征在于，所述排放通道(16，18)具有沿所述风扇(14)的轴线(L)的垂直尺寸，所述垂直尺寸从所述排放通道(16)的接近所述风扇(14)的一端朝所述出口(48)逐渐变大。

3.根据权利要求2所述的离心式鼓风机，其特征在于，所述倾斜角度(θ2)设在30°到60°范围内。

4.根据权利要求3所述的离心式鼓风机，其特征在于，所述倾斜角度(θ2)在所述第二排放通道(18)面对着所述出口(48)的区域中最大。

5.根据权利要求2所述的离心式鼓风机，其特征在于，所述倾斜角度(θ2)设在60°到85°范围内。

6.根据权利要求5所述的离心式鼓风机，其特征在于，所述倾斜角度(θ2)在所述第二排放通道(18)面对着所述出口(48)的区域中最大。

7.根据权利要求1所述的离心式鼓风机，其特征在于，所述接合部分(44)与所述外壁(40)接合并以至少为45°的锐角(θ1)向所述外壁(40)倾斜。

Images