CN202833332U - 离心式风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供实现送风时的低噪声化并且实现小型化以及成本降低的离心式风机。在离心式风机中，将配设有多片叶片（4）的叶轮（3）收容于壳体（10）内，并借助伴随着叶轮的旋转而产生的离心力将从吸入口（8）吸入的空气喷出。壳体（10）包括上板（11）、下板以及多根支柱（13）。在壳体（10）的侧面形成有由多根支柱中的相邻的支柱彼此、上板以及下板围成的开口，开口为空气的喷出口。壳体（10）的下板由安装电机（2）而形成的电机座（14）构成。叶轮（3）由环形的护罩（5）、和多片叶片构成。各叶片的至少一部分不经由主板地与电机座相对。电机座与多片叶片的下部在叶轮的旋转轴向上隔开规定的间隙（G）地对置配置。

Description

离心式风机

技术领域

本实用新型涉及离心式风机，特别是涉及实现了降低送风引起的噪声以及成本的降低的离心式风机。 

背景技术

离心式风机（或者简称为“离心风机”。）构成为，在具有吸入口和吹出口的涡壳内收容叶轮。叶轮绕电机的旋转轴配置有多片叶片。离心风机使从吸入口吸入的空气从叶轮的中心流入叶片间，并借助在伴随着叶轮的旋转而产生的离心作用下生成的流体力，使空气朝叶轮的径向外侧吹出。从叶轮的外周外侧吹出的空气从涡壳内部通过，从而变成高压的空气并从吹出口喷出。 

离心风机广泛用于家电设备、办公设备、工业设备的冷却、换气以及空调、车辆用的送风机等。离心风机的送风性能和噪声在很大程度上受到叶轮的叶片形状和涡壳形状（离心风机的构造）影响。 

为了实现降低噪声并提高送风性能而对叶轮的形状、涡壳的构造进行优化，并提出了很多方案。提出了通过对叶轮现有的叶片形状进行优化来实现低噪声化的离心风机（例如，参照下述专利文献1）。 

图5是表示下述专利文献1所记载的离心风机的俯视图，图6是表示图5所示的离心风机的叶轮的立体图。 

参照图5以及图6，离心风机100的叶轮120是在主板121与副板122之间设置有多片叶片123的结构。叶片123的外周侧比内周侧相对于叶轮120的旋转方向（图5的逆时针方向）延迟地旋转。叶轮120安装于螺旋状的壳体127，并进行送风。 

送出的空气从叶轮120的吸入口140被吸入，受到在叶轮120的叶片123产生的离心作用下生成的流体力而从叶轮120的外周排出。利用包围叶轮120的外周的螺旋状的壳体127增加从叶轮120的外周排出的 空气的压力，并将空气从吹出口141吹出。 

将这样叶片123的外周侧比内周侧相对于叶轮120的旋转方向延迟地旋转的叶片构造称作后向叶片。即，如图5所示，叶片123形成为相对于旋转方向向后弯曲倾斜的叶片形状。通常将具备这样的叶片形状的离心风机称作涡轮风机。 

在图5所示的涡轮风机中，在主板121和与主板121外径相等的副板122之间夹持多片叶片123。以使主板121侧的叶片圆弧135比副板122侧的叶片圆弧134短的方式对叶片123进行切断来形成叶片123的后缘。由此，能够在位于主板121侧的后缘131横穿壳体舌部129的时刻和位于副板122侧的后缘132横穿壳体舌部129的时刻之间设置时间差。因此，专利文献1中记载了由于使因叶片123横穿壳体舌部129而产生的压力变化在时间上分散，所以能够将声音的产生能量分散从而抑制噪声的产生的意思。 

专利文献1：日本特开昭63-289295号公报 

上述专利文献1中记载的涡轮风机是研究叶片123的形状从而实现了抑制送风时的噪声的结构。然而，由于在螺旋状的壳体127形成有壳体舌部129，因此无法充分减少从叶轮120吹出的空气碰到壳体舌部129时产生的噪声。 

另外，在专利文献1中，涡轮风机构成为，从叶轮120的外周排出的空气沿着螺旋状的壳体127的内壁面从吹出口141吹出。因此，在螺旋状的壳体127的内壁面和吹出口141附近空气的流动容易产生紊乱，该空气流动的紊乱成为产生噪声的主要原因。 

而且，近年来，组装于家电设备、办公设备、车辆等的送风机的离心风机强烈要求实现低噪声化以及小型化并且降低成本。 

然而，在图5所示那样的螺旋状的壳体127中，需要在叶轮120的外周形成用于将空气导向吹出口的流路。因此，通常需要将螺旋状的壳体127的外径大小设为叶轮120的外径的两倍左右。其结果，很难实现涡轮风机的小型化。虽然螺旋状的壳体127和叶轮120通常由合成树脂形成，但是除了很难实现涡轮风机的小型化，还存在由于近来的合成树 脂材料的价格上涨等经济形势而使得离心风机的成本不易降低的问题。 

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供实现送风时的低噪声化并且实现了小型化以及成本降低的离心风机。 

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，将沿圆周方向配设有多片叶片的叶轮收容于壳体内，并伴随着电机的旋转而借助伴随叶轮的旋转而产生的离心力将从吸入口吸入的空气朝叶轮的径向外侧喷出进而从壳体喷出，该离心式风机的特征在于，壳体包括上板、下板以及多根支柱，上板与下板夹持多根支柱，在壳体的侧面形成有由多根支柱中的相邻的支柱彼此、上板以及下板围成的开口，壳体的下板由安装电机而形成的电机座构成，叶轮由环形的护罩和位于该护罩下方的多片叶片构成，叶轮位于上板与下板之间，多片叶片的各叶片的至少一部分不经由主板地与电机座相对，电机座与多片叶片的下部在叶轮的旋转轴向上隔开规定的间隙地对置配置。 

间隙优选的具体例为0.5mm以下，但并不局限于此。 

优选电机座是对金属制的板进行冲压加工形成的部件，并在中央形成有凹部，电机座的外周缘向叶轮的旋转轴向弯曲而形成侧板。 

优选壳体的上板与支柱一体成型地形成。 

优选叶轮具备相对于旋转方向朝向后方的叶片。 

根据上述实用新型，能够提供实现送风时的低噪声化并且实现了小型化以及成本降低的离心风机。 

附图说明

图1是表示本实用新型的实施方式之一的离心风机的立体图。 

图2是图1所示的离心风机的半剖视图。 

图3是图2所示的叶轮的剖视图。 

图4是示出了本实用新型的实施方式的离心风机的静压-风量特性的图。 

图5是表示现有的离心风机的俯视图。 

图6是表示图5所示的离心风机的叶轮的立体图。 

附图标记的说明 

1...离心式风机；2...电机；3...叶轮；4...叶片；5...护罩；6...凸起部；7...轴；8...吸入口；9...圆筒部；10...壳体；11...上板；12...折返部；13...支柱；14...电机座；15...凹部；16...侧板；17...平面部；18...轴承保持件；19...轴承；20...定子铁芯；21...线圈；22...绝缘体；23...PCB基板；24...电子部件；25...转子轭部；26...凸起部；27...磁铁；28...连接件 

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。图1是表示本实用新型的实施方式之一的离心风机的立体图，图2是图1所示的离心风机的半剖视图，图3是图2所示的叶轮的剖视图。 

参照图1～3，离心风机1由配置有多片叶片4的叶轮3和收容叶轮3的壳体10构成。利用电机2驱动叶轮3使之旋转。 

叶轮3构成为，沿圆周方向等间隔地配置多片叶片4，并利用环形的护罩5支承这些叶片4的一端侧。在叶片4的另一端侧不具备图6所示的主板121。环形的护罩5的上表面形成为规定的曲面，在护罩5的中央形成有圆筒部9。圆筒部9的内侧形成有吸入口8。 

叶轮3在其中央具有杯状的凸起部6。叶片4为以规定的曲率弯曲的形状，且全部形成为相同的形状。叶片4是后向叶片，与图5相同，形成为相对于旋转方向向后弯曲倾斜的叶片形状，构成涡轮风机。叶片4、环形的护罩5以及凸起部6由合成树脂一体成型地形成。在杯状的凸起部6的内侧连接有电机2的转子。叶轮3伴随着电机2的旋转而旋转。 

壳体10的形状为四边形。壳体10具备在中央形成有圆形的开口的 合成树脂制的上板11。在上板11的四个角部附近分别具有近似圆筒状的支柱13。在上板11的开口的周缘形成有向下方突出的折返部12。在折返部12的内侧（叶轮3的旋转轴侧），隔开规定的间隙地配置有护罩5的圆筒部9。 

与上板11对置地配置有电机座14。在上板11与电机座14之间夹设有四根支柱13。上板11与支柱13通过连接件28（例如，螺栓、螺钉、铆钉等）结合。支柱13与电机座14通过连接件28（例如，螺栓、螺钉、铆钉等）结合。也可以将支柱13与上板11一体成型地形成，利用连接件28将支柱13与电机座14结合。 

由多根支柱13中的相邻的支柱彼此、上板11、电机座14围成的部分形成开口。开口是空气的喷出口。 

这样，本实施方式的离心风机1的壳体10的四个侧面均形成为开口。即，壳体10的侧面构成为仅具备支柱13（在存在支柱13的部分以外的部分形成开口）。 

收容于壳体10中的叶轮3的外径尺寸设定为比壳体10的一边的尺寸小。在叶轮3的外径尺寸比壳体10的一边的尺寸大的情况下，旋转的叶轮3会从壳体10的外缘突出，因此可能会与其他部件接触或因接触而破损等，故不优选。因此，优选将叶轮3的外径设定为不从壳体10的外缘突出。 

电机2是外转子型无刷电机。转子由杯状的转子轭部25、环形的磁铁27以及轴7构成。磁铁27固定于转子轭部25的内周面。轴7固定于在转子轭部25的中央部形成的凸起部26。 

轴7能够旋转地被一对轴承19支承，该一对轴承19安装在轴承保持件18上。在轴承保持件18的外周面安装有层叠的定子铁芯20。在定子铁芯20安装有绝缘体22，在该绝缘体22卷绕有线圈21。轴承保持件18安装于电机座14。安装于轴承保持件18的定子铁芯20在半径方向（图2左右方向）上与磁铁27隔开规定的间隙地对置配置。电机座14是通过对金属制的板（例如，铁制的板）进行冲压加工而形成的部件。电机座14的形状与壳体10的形状同为四边形，并在中央形成有凹部15。 外周缘沿轴向（图2上下方向）弯曲而构成侧板16。通过形成侧板16，能够提高电机座14的刚性。在电机座14的凹部15的中央形成有开口，在该开口安装有轴承保持件18，电机2收容于凹部15。 

与转子轭部25接合的叶轮3的叶片4沿轴向（图2上下方向）与电机座14的平面部17隔开规定的间隙长G地对置配置。即，叶轮3具备多片叶片4，各叶片4下部的至少一部分从电机座14的平面部17侧露出。也可以使各叶片4的整个下部从电机座14的平面部17侧露出。在绝缘体22的下表面安装有PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）基板23。在PBC基板23安装有用于对电机2进行控制的电子部件24。 

通过电机2的驱动使叶轮3旋转，从而从吸入口8吸入的空气通过叶轮3的叶片4之间，并借助在伴随着叶轮3的旋转而产生的离心作用下生成的流体力朝叶轮3的径向外侧被吹出。 

电机座14兼具图6所示的现有的叶轮120的主板121的功能以及壳体10的下板的功能。因此，在叶轮3与电机座14的平面部17之间形成的间隙长G的设定很重要。在间隙长G过大的情况下，从吸入口8吸入的空气通过叶片4之间的同时会流向间隙。其结果，从叶轮3吹出的空气的压力减小，从而送风特性降低。另一方面，在间隙长G过小的情况下，当各部件的尺寸精度产生偏差时，叶轮3的叶片4可能会与电机座14的平面部17接触。为了防止这样的接触，需要高精度地管理各部件的尺寸精度，进而离心风机1的成本高升高。 

如上所述，间隙长G是对离心风机的送风特性产生影响的重要因素。具体而言，权衡离心风机的送风特性和成本来设定间隙长G。 

表1示出了本实用新型的实施方式的离心风机与具备现有的螺旋状壳体的离心风机的噪声的测定结果。 

表1 

离心式风机构造	噪声值dB(A)
		比较例1(螺旋状壳体)	61
比较例2(无缝隙)	57.8
		本实施方式(缝隙长度G＝0.5mm)	58

表1中的“比较例1”表示具备现有的螺旋状壳体的离心风机。虽然“比较例2”与本实施方式的离心风机同样地使用外形为四边形且所有侧面形成开口的壳体，但叶轮的构造与本实施方式不同。“比较例2”中的叶轮是在叶片的一端侧具备环形的护罩而在叶片的另一端侧（图6的附图标记121所示的）具备主板的构造。在“比较例2”中设置有主板，因此，电机座无需兼具主板的功能。因此，在“比较例2”中未设置图2所示那样的、用于使电机座兼具主板的功能的间隙G（叶片的下侧与主板的间隔为0mm）。表1中的“本实施方式”是利用图1～图3说明的离心风机，叶轮3与电机座14的平面部17之间的间隙长G设定为0.5mm。 

如表1所示，具备现有的螺旋状壳体的离心风机的噪声为61dB（A），与此相对，在比较例2中为57.3dB（A），在本实施方式的离心风机中为58dB（A）。这样，根据本实施方式能够抑制噪声。 

图4是表示在本实施方式中使用外形为四边形且所有侧面形成了开口的壳体（图1所示的壳体）并将叶轮3与电机座14的平面部17之间的间隙长G（参照图2）设为1mm、0.5mm、0mm（无间隙）的情况下的静压-风量特性的图。在图中，横轴表示流量，纵轴表示压力。 

此外，间隙长G为0mm（无间隙）表示使用了在叶片的一端侧具备环形的护罩而在叶片的另一端侧具备（图6的附图标记121所示那样的）主板的叶轮的情况。 

如图4所示可知，随着叶轮3与电机座14的平面部17之间的间隙长G增大，最大静压降低。在间隙长G为1mm的情况下，与无间隙的情况相比，最大静压降低大约25％。另外，在间隙长G为0.5mm的情况下，虽然与无间隙的情况相比，最大静压降低一些，但是能够得到与 无间隙的情况大致相同的静压-风量特性。 

根据图4所示的静压-风量特性可知，通过将叶轮3与电机座14的平面部17之间的间隙长G设定在0.5mm以下，静压-风量特性接近间隙长G为0mm（无间隙）的特性。 

即，需要适当地控制叶轮3与电机座14的平面部17之间的间隙长G。通过将间隙长G设定在0.5mm以下，即使省略叶轮3的主板也能得到与间隙长G为0mm（无间隙）的静压-风量特性大致相同的特性。 

实施方式的效果 

以上那样本实施方式所涉及的离心式风机是如下离心式风机，即、将沿圆周方向配设有多片叶片的叶轮容收容于壳体内、并伴随着电机的旋转而借助伴随叶轮的旋转而产生的离心力将从吸入口吸入的空气朝叶轮的径向外侧喷出进而从壳体喷出。壳体由上板、下板以及多根支柱构成。上板与下板夹持多根支柱。壳体的侧面仅具备支柱并形成为开口。壳体的下板由安装电机而形成的电机座构成。叶轮由环形的护罩和与该护罩一体形成的多片叶片构成。电机座与多片叶片在轴向隔开规定的间隙地对置配置。 

根据本实施方式的离心式风机，在利用支柱将上板与下板连接的壳体中收容离心式风机的叶轮。壳体不具备图5的风机那样的侧壁，而使侧壁的部分形成为开口。因此，朝叶轮的径向外侧喷出的空气不会被壳体的侧壁干扰。即，通过改进壳体形状，可以提供能够大幅度地抑制由送风时的空气的紊流引起的噪声。 

即，在本实施方式所涉及的离心式风机中，代替现有的螺旋状的壳体，而采用外形为四边形且四个侧面均形成开口、在侧面仅具备支柱的壳体。由于壳体不具备侧壁，所以能够减少风机的噪声，并且能够使离心式风机小型化。 

另外，由于壳体能够形成为与叶轮的外径尺寸大致相同的尺寸，所以，能够提供实现与使用了现有的螺旋状的壳体的离心式风机相比小径化的离心式风机。 

并且，弃用由合成树脂形成的叶轮3的主板以及壳体10的下板，而使廉价的金属制的电机座14兼具叶轮3的主板以及壳体10的下板的功能。由此能够削减合成树脂制的部件，其结果，能够大幅度地降低离心式风机1的成本。以采用铁作为电机座14的金属的例子作为具体例。 

在本实施方式中，壳体10形成为正方形，但并不局限于此。壳体10可以是包括多边形、圆形、非对称形状的任意形状。并不局限于将支柱13从壳体10的上板11的外周缘向内侧配置的构造，也可以是将支柱13设置于从上板11的外周缘向径向外侧以连接的方式突出的位置的构造。 

另外，如果支柱13的形状为具有能够插通连接件28的程度的大小的近似圆筒形状，则能够使由叶轮3吹出的空气从壳体10的侧面向外部吹出而几乎不受到阻力。如果是这样的支柱13的形状，则能够实现低噪声化。 

应该认为上述的实施方式并非所有方面的例示、即并非限制性的方式。本实用新型的范围并非上述的说明而由权利要求的范围表示，并包括在与权利要求的范围相同的意思以及在范围内进行的所有变更。 

Claims (4)

1.一种离心式风机，其构成为，将沿圆周方向配设有多片叶片的叶轮收容于壳体内，并伴随着电机的旋转而借助伴随所述叶轮的旋转而产生的离心力将从吸入口吸入的空气朝所述叶轮的径向外侧喷出进而从所述壳体喷出，该离心式风机的特征在于，

所述壳体包括上板、下板以及多根支柱，

所述上板与所述下板夹持所述多根支柱，

在所述壳体的侧面形成有由所述多根支柱中的相邻的支柱彼此、所述上板以及所述下板围成的开口，所述开口为空气的喷出口，

所述壳体的下板由安装所述电机而形成的电机座构成，

所述叶轮由环形的护罩、和位于该护罩下方的所述多片叶片构成，所述叶轮位于所述上板与所述下板之间，

所述多片叶片的各叶片的至少一部分不经由主板地与所述电机座相对，

所述电机座与所述多片叶片的下部在所述叶轮的旋转轴向上隔开规定的间隙地对置配置。

2.根据权利要求1所述的离心式风机，其特征在于，

所述电机座由金属制的板形成，并在中央形成凹部，

所述电机座的外周缘向所述叶轮的旋转轴向弯曲而形成侧板。

3.根据权利要求1或2所述的离心式风机，其特征在于，

所述壳体的上板与所述支柱一体成型地形成。

4.根据权利要求1所述的离心式风机，其特征在于，

所述叶轮具备相对于旋转方向朝向后方的叶片。 

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