CN204025148U - 离心式风扇 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够减少噪声产生的离心式风扇。离心式风扇具有被收纳于壳体的叶轮。叶轮具有环状护罩(31)、轮毂(41)、以及配置于它们之间的叶片(51)。离心式风扇伴随着叶轮的旋转使从向叶轮的上方开口的吸入口导入的空气排出至叶轮的侧方。叶片(51)的压力面(53)侧具有以随着从环状护罩(31)靠近下壳体而接近该叶片(51)的负压面侧的方式倾斜的第一倾斜面(53a)、和设置于比第一倾斜面(53a)更靠近下壳体的部分且以比第一倾斜面(53a)更陡的角度靠近负压面侧的方式倾斜的第二倾斜面(53b)。防止从吹出口附近的压力面(53)产生分离流。

Description

离心式风扇

技术领域

本实用新型涉及离心式风扇，特别是涉及薄型且低噪声型的离心式风扇。

背景技术

离心式风扇(有时也称为“离心风扇”。)广泛地用于家电设备、OA设备、工业设备等各种设备的冷却、换气、空气调节等用途、车辆的鼓风扇等用途。

离心式风扇是通过使具有多个叶片的叶轮旋转，向离心方向进行送风的风扇。离心式风扇通常具有：壳体，其具有吸入口和吹出口；以及叶轮，其具有多个储存于该壳体中的叶片。离心式风扇通过使叶轮与电机的旋转共同地旋转，使空气等从吸入口流入叶片之间，并借助伴随着叶轮的旋转的离心作用使空气等朝向叶轮的径向外侧喷出。由此，高压的空气从壳体的吹出口吹出至外部。

在下述专利文献1中，作为具有这样的构造的离心式风扇，公开有实现了减少因在壳体的内壁面、吹出口附近的气流紊乱产生的噪声以及小型化的离心式风扇。专利文献1所记载的离心式风扇具有如下构造，即、在包含上板、下板、以及多个夹装于上板与下板之间的支柱的壳体的内部收纳有叶轮。在壳体的侧面形成有成为空气的吹出口的开口。壳体的下板成为安装有电机的电机座，叶轮的叶片的下部以与电机座隔着规定空隙的方式对置地配置。叶片是后向叶片且具有相对于旋转方向向后弯曲倾斜的叶片形状，从而构成涡轮风扇。

专利文献1：日本特开2013-47483号公报

专利文献1所记载的离心式风扇是取消壳体的侧壁而形成开口，从而实现了减少因在壳体的内壁面、吹出口附近的气流紊乱产生的噪声的的离心式风扇。然而，在设备的小型化、轻薄化、高密度安装化、以及节能化的发展中，对于搭载于这样的设备的离心式风扇而言，要求进一步减少噪声。

实用新型内容

本实用新型是为了解决这样的问题点而产生的，目的在于提供一种能够减少噪声产生的离心式风扇。

根据用于实现目的的该实用新型的一个方式，离心式风扇具备：叶轮；以及下壳体，其位于叶轮的下方，叶轮具有：环状的环状护罩，其内侧上部成为吸入口；多个叶片，它们以从环状护罩向下方突出的方式分别配设于环状护罩与下壳体之间；以及轮毂，其在各叶片的内侧与多个叶片分别接合，伴随着叶轮的旋转，将从环状护罩的吸入口导入的流体吹出至叶轮的侧方，对于该离心式风扇而言，下壳体的上表面与叶轮对置，并成为对从吸入口导入的流体进行引导的壁面的一部分，多个叶片分别随着靠近叶轮的外侧而在叶轮的旋转方向向后侧弯曲并倾斜，多个叶片各自的压力面侧具有：第一倾斜面，其以随着从环状护罩靠近下壳体而接近该叶片的负压面侧的方式倾斜；以及第二倾斜面，其设置于比第一倾斜面更靠近下壳体的部分，且以比第一倾斜面更陡的角度以靠近负压面侧的方式倾斜。

优选第二倾斜面与垂直于叶轮的旋转轴的平面之间的角度大于0度且小于45度。

优选第二倾斜面与垂直于叶轮的旋转轴的平面之间的角度为25度以上、35度以下。

优选第一倾斜面与叶轮的旋转轴之间的角度为4度以上、8度以下。

优选第一倾斜面与第二倾斜面经由圆倒角状的曲面而接合。

优选离心式风扇还具备电机，该电机安装于下壳体且使叶轮旋转。

根据上述实用新型，多个叶片分别随着靠近叶轮的外侧而在叶轮的旋转方向向后侧弯曲并倾斜，且多个叶片各自的压力面侧具有：第一倾斜面，其以随着从环状护罩靠近下壳体而接近该叶片的负压面侧的方式倾斜；以及第二倾斜面，其设置于比第一倾斜面更靠近下壳体的部分且以比第一倾斜面更陡的角度以靠近负压面侧的方式倾斜。因此，能够提供一种能够减少噪声产生的离心式风扇。

附图说明

图1是表示本实用新型的一个实施方式的离心式风扇的立体图。

图2是图1的A-A线的剖视图。

图3是图2的局部放大图。

图4是叶轮的仰视图。

图5是叶轮的侧剖视图。

图6是示意性地表示叶片的剖面的图。

图7是表示角度β的大小与叶轮旋转时的噪声级之间的关系的图表。

附图标记的说明

1...离心式风扇；10...壳体；11...上壳体；19...吹出口；21...电机座(下壳体的一个例子)；30...叶轮；31...环状护罩；33...吸入口；35...上端部；41...轮毂；51...叶片；53...压力面；53a...第一倾斜面；53b...第二倾斜面；53c...倒角面；54...负压面；60...电机。

具体实施方式

以下，对本实用新型的一个实施方式的离心式风扇进行说明。

图1是表示本实用新型的一个实施方式的离心式风扇的立体图。图2是图1的A-A线的剖视图。图3是图2的局部放大图。

参照图1～图3，离心式风扇1具备壳体10、叶轮30以及电机60。离心式风扇1除去安装有电机60的部分之外，整体构成为俯视呈近似正方形的长方体状。离心式风扇1是上下方向的尺寸(高度)比较小的薄型的离心式风扇。叶轮30安装于电机60的转子62，并与转子62的旋转共同旋转。伴随着叶轮30的旋转，离心式风扇1将从其吸入口33导入的空气排出至叶轮30的侧方。即，从吸入口33导入的空气借助因伴随着叶轮30的旋转的离心作用所产生的流体力而在叶轮30的叶片51之间通过，并朝向叶轮30的径向外侧吹出。空气从处于叶轮30的侧方的壳体10的吹出口(开口)19排出。

电机60例如是外转子型无刷电机。电机60通过螺钉、螺栓等紧固部件而安装于电机座(下壳体的一个例子)21的中央部。转子62由朝向下方开口的杯状的转子轭部63、轴61、磁铁65构成。在转子轭部63的侧周部的内表面安装有环状的磁铁65。在转子轭部63的中央部固定有轴61。

轴61由一对被安装于轴承支架66的轴承66a支承为能够旋转。轴承支架66安装于电机座21。在轴承支架66的外周部设置有定子67。定子67由层叠的定子铁芯、安装于定子铁芯且卷绕有线圈的绝缘体等构成。定子铁芯以在径向(图2中左右方向)与磁铁65隔开规定间隙的方式对置配置。在定子67安装有电路基板69。电路基板69例如是印刷布线基板。在电路基板69安装有用于控制电机60的电子部件等并搭载有电机60的驱动电路，驱动电路与线圈电连接。

壳体10由上壳体11与电机座21组合而构成。具体而言，使用在俯视时位于四个角的螺钉14将上壳体11与电机座21相互组装，从而构成壳体10。上壳体11与电机座21例如通过配设有螺钉14的部分夹着近似圆筒状的支柱14b而相互组装。由壳体10的各侧面中的相互邻接的支柱14b彼此、上壳体11、以及电机座21围起的部分成为开口，该开口成为吹出口19。换言之，吹出口19是壳体10的除去配置有支柱14b的上壳体11与电机座21的紧固部分之外的侧部，且设置于上壳体11与电机座21之间。

螺钉14例如是从电机座21侧插入的螺栓。此外，也可以取代螺钉14，而使用其他种类的螺钉、例如铆钉等其他种类的连结部件。

支柱14b也可以与上壳体11以及电机座21的任意一方一体地构成。例如，支柱14b也可以通过与上壳体11一体成型而形成，构成为通过螺钉14等结合支柱14b与电机座21。另外，支柱14b也可以通过与电机座21一同进行板金加工等而形成，构成为通过螺钉14等结合支柱14b与上壳体11。

叶轮30被收纳于壳体10内而配置。上壳体11位于叶轮30的上方，电机座21位于叶轮30的下方。即，离心式风扇1构成为利用上壳体11与电机座21夹着叶轮30，从而将叶轮30配置于上壳体11与电机座21之间。

叶轮30大致具有上侧的环状护罩31、下侧的轮毂41、以及多个叶片51。在叶轮30的中央部形成有朝上方开口的吸入口33。吸入口33由环状护罩31的内侧的上端部35围成。多个叶片51以隔开适当的间隔的方式排列在圆周上。各叶片51以从环状护罩31向下方突出的方式配置于环状护罩31与轮毂41之间，即、配置于环状护罩31与电机座21之间。各叶片51在叶片51的内侧的一部分与轮毂41接合。

各叶片51具有相同的弯曲形状。即，叶片51具有相对于旋转方向向后弯曲倾斜的形状。更具体而言，叶片51随着靠近叶轮30的外侧而在叶轮30的旋转方向上向后侧弯曲并倾斜。在图1～图3中，简单地示出了叶片51的形状。叶片51的具体形状后述。环状护罩31、轮毂41、以及叶片51是使用例如工程塑料等树脂通过一体成型而形成。

在轮毂41的中央部设置有圆筒部43，转子62嵌入圆筒部43而保持叶轮30。

上壳体11使用例如工程塑料等树脂而形成。在上壳体11的中央部形成有开口部13。开口部13在俯视时为圆形。开口部13形成为向设置于叶轮30的吸入口33导入空气。开口部13具有比由环状护罩31构成的吸入口33稍大的内径。在开口部13的周边形成有向下方突出的折返部，折返部的内表面与环状护罩31的上端部35附近的外周面以隔开微小缝隙的方式配置。

在上壳体11的上表面形成有成为减厚部分的多个凹部11b，在相互邻接的凹部11b之间形成有肋11a。像这样形成有肋11a以及凹部11b，因此上壳体11是比较轻的，并具有足够的刚性。

电机座21例如使用铁等的金属板而形成。电机座21与壳体10同样具有四边形形状。在电机座21的中央部形成有向下方凹陷的凹部23。凹部23形成为碗状。如图2所示，在本实施方式中，在凹部23安装有电机60、以及电路基板69等电机60的驱动电路。电机60通过螺钉、螺栓等紧固部件而安装于电机座21，但也可以构成为取代紧固部件而将轴承支架66的下部铆接固定于凹部23从而安装于电机座21。

电机座21的外周部成为在轴向(图2上下方向)被折弯的侧板。通过设置侧板，提高电机座21的刚性。

电机座21的上表面中的、凹部23周围的部分成为面向叶轮30的下表面的隔壁部29。隔壁部29以与叶轮30的下表面靠近的方式形成为平面状。

如图2所示，叶轮30的轮毂41以使各叶片51中的至少外周侧的部位面对隔壁部29的方式仅设置于靠近轴(叶轮30的旋转轴)61的部分。即，在叶轮30中的与隔壁部29相对的部位对置有各叶片51。电机座21的与叶轮30对置的部分成为将从吸入口33导入的空气向侧方引导的壁面的一部分。叶片51以在轴向与隔壁部29隔开规定间隙的方式对置配置。此外，对于各叶片51的下部而言，可以使其至少一部分与隔壁部29对置，也可以使其全部与隔壁部29对置。

如图3所示，轮毂41的上表面的一部分成为曲面49，该曲面49在侧剖面中成为向下凸出的圆弧状的曲线。轮毂41中的外周端部45位于环状护罩31的上端部35的铅垂下方附近。另外，轮毂41中的内周端部47位于转子63的外周上端部63a的附近。曲面49形成于外周端部45与内周端部47之间。曲面49中的处于最下方的是外周端部45。

此外，将收纳于壳体10中的叶轮30的外径尺寸设定为比壳体10的一条边的尺寸小。由此，旋转的叶轮30不会比壳体10的外缘突出，从而防止叶轮30与其他部件的接触、由接触而引起的破损等。

电机座21兼具作为在叶轮30中引导空气的主板的功能、并且还具有作为壳体10的基板的功能。因此，形成于叶轮30与隔壁部29之间的间隙的设定很重要。在间隙过大的情况下，导致从吸入口33吸入的空气经过叶片51之间，并且也在间隙流动。其结果，从叶轮30吹出的空气的压力减小，送风特性降低。另一方面，在间隙过小的情况下，存在以下那样的问题。即，若各部件的尺寸精度产生偏差，则存在叶片51与隔壁部29接触的可能性。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，从而导致离心式风扇1的制造成本上升。鉴于这样的问题点，适当地设定叶轮30与隔壁部29之间的间隙。

接下来，对叶轮30的构造更具体地进行说明。

图4是叶轮30的仰视图。图5是叶轮30的侧剖视图。

参照图4以及图5，叶轮30整体具有圆盘形状，且为薄型。由此，离心式风扇1能够构成为薄型。如图4所示，在叶轮30例如配置有七个叶片51。此外，环状护罩31的上端部35的内径D1比轮毂41的外径D2大。因此，在制造叶轮30时能够使用上下分离的金属模具。因此，多个叶片51、环状护罩31、以及轮毂41能够通过使用了例如工程塑料等树脂的注塑成型等以一体成型的方式形成为一个部件。

各个叶片51具有压力面53与负压面54。压力面53面向叶轮30的旋转方向(图4中，与顺时针方向相反的方向：箭头R所示的方向)的前侧。负压面54面向与压力面53相反的一侧。

叶片51为后向叶片，且为所谓的涡轮型。叶片51具有相对于旋转方向向后弯曲倾斜的形状。各叶片51的具体形状例如为以下那样。即，在从叶轮30的旋转轴的延伸方向观察压力面53时(仰视观察时)，其形状大致具有连接三个圆弧的形状。这些圆弧以使邻接的圆弧彼此正切的方式连接。由此，能够促进离心式风扇1的高流量化、高静压化、低噪声化。负压面54具有弯曲形状，在仰视时该弯曲形状以使负压面54与压力面53的间隔随着从叶轮30的旋转轴远离而变小的方式大致沿着压力面53。此外，叶片51俯视时的形状并不局限于此。

对于叶片51而言，靠叶轮30的旋转轴侧即吸入口33侧成为前缘，靠叶轮30的侧圆周面侧成为后缘。如图5所示，各叶片51的前缘构成为随着从环状护罩31靠近轮毂41而接近叶轮30的旋转轴的锥形形状。叶片51的后缘具有与叶轮30的旋转轴大致垂直的形状。

图6是示意性地表示叶片51的剖面的图。

图6所示的剖面是与垂直于旋转轴的水平面垂直且在仰视时相对于压力面53大致垂直的剖面。即，图6所示的剖面与图4的C-C线的剖面对应。图6中省略了剖面线。箭头Z表示与叶轮30的旋转轴平行的方向(上方)。

在本实施方式中，如图6所示，各叶片51的厚度即各叶片51的压力面53与负压面54的间隔随着从环状护罩31向与旋转轴平行的方向远离而变小。换言之，叶片51形成为随着靠近隔壁部29而变薄。由此，叶片51的压力面53与邻接于该叶片51的叶片51的负压面54之间的距离随着靠近隔壁部29而变大。

负压面54与叶轮30的旋转轴大致平行。即，严格来说，在负压面54设置有脱模斜度，虽然负压面54并不是与旋转轴完全平行，但该脱模斜度为较小的角度，与压力面53的倾斜相比很小。

与此相对地，压力面53由第一倾斜面53a、第二倾斜面53b以及倒角面53c构成。此外，对于一个叶片51的压力面53而言，其全部区域可以由这三个面53a、53b、53c构成，也可以还包含这些之外其他的面。

第一倾斜面53a是上部与环状护罩31接合、并以随着从环状护罩31靠近电机座21而接近上述叶片51的负压面54侧的方式倾斜的面。

第二倾斜面53b设置于比第一倾斜面53a更靠近电机座21的部分。在本实施方式中，第二倾斜面53b经由倒角面53c而与第一倾斜面53a连续，并一直设置到压力面53的下端部即叶片51的下端部。第二倾斜面53b遍及全部叶片51的、从内侧至外侧(从轮毂41侧至前端部)的全部区域而设置。

这里，第二倾斜面53b以比第一倾斜面53a更陡的角度以靠近负压面54侧的方式倾斜。即，在图6的剖面中进行说明，将第一倾斜面53a与叶轮30的旋转轴之间的角度设为α，将第二倾斜面53b与垂直于叶轮30的旋转轴的平面(即水平面)之间的角度设为β，则角度β比从90度减去角度α所得的角度更小。

倒角面53c形成为在第一倾斜面53a与第二倾斜面53b之间，使这两个面53a、53b所形成的棱线变圆。在本实施方式中，倒角面53c为圆倒角状的曲面(包含例如剖面为近似椭圆弧状、圆弧状的曲面)，例如为具有规定大小的曲率的曲面。

将角度α设定为4度以上、8度以下的范围。由此，不会使风量特性降低得那么低，且能够高效地减少噪声。

将角度β设定为大于0度、小于45度。更优选将角度β设定为25度以上、35度以下。

图7是表示角度β的大小与叶轮30旋转时的噪声级之间的关系的图表。

在图7中，横轴对应于角度β的大小，纵轴对应于噪声的大小。图7示出了在角度α为规定的角度(4度～8度的范围内)且角度β为0度、15度、25度、35度、45度、55度的各情况下，测定旋转音(nz音)的值作为噪声大小的结果。旋转音(nz音)是取决于风扇转速(叶轮30的转速)n(rpm)与叶片个数z的乘积的异响，且与叶轮30的转速对应地产生。因此，对旋转音的频率(nz/60)Hz下的声压(dB)进行测定，并进行比较。此外，在各情况下测定时，以得到规定的静压的方式设定叶轮30的转速。

如图7所示，可知与角度β为0度的情况(没有角度β，仅形成角度α的情况；即没有第二倾斜面53b，仅有第一倾斜面53a的情况)相比，通过使角度β不足45度，能够有效地减少旋转音(nz音)。另外，附随着旋转音(nz音)的减少，其高次谐波亦即旋转音(knz音，k＝2，3，...)也减少。可知特别是在使角度β为25度以上、35度以下的情况下，得到使旋转音(nz音)进一步减少的效果。

此外，在使角度β大于45度的情况下，几乎看不到旋转音(nz音)的减少效果。

如以上说明的那样，在本实施方式中，在叶片51的压力面53，与第一倾斜面53a共同地设置使角度β不足45度那样的第二倾斜面53b，从而能够确保高静压，并且随着旋转音(nz音)的减少，其高次谐波也能够减少。认为这样是因为能够防止从风速变快的吹出口19附近的压力面53产生分离流。

[其他]

也可以不在压力面设置倒角面。例如，叶片的压力面侧也可以具有随着从环状护罩朝向电机座而渐渐朝向叶片的负压面侧倾斜的第一倾斜面、和从第一倾斜面的中途以比第一倾斜面更大的角度朝向负压面侧倾斜的第二倾斜面。

也可以在第一倾斜面与第二倾斜面之间设置有一个或者多个具有与第一倾斜面的倾斜角、第二倾斜面的倾斜角不同的倾斜角的倾斜面。

也可以构成为仅在从叶片的内侧至外侧的区域中的一部分，压力面如上述那样具有倾斜面。另外，也可以构成为，在叶片的下端部(隔壁部一侧的部位)，压力面成为与同负压面大致同样地与水平面大致垂直的面，仅有压力面中的靠近上侧护罩的部位成为锥状。另外，也可以构成为，仅在多个叶片中的几个叶片中，压力面成为锥状。

叶片的压力面并不局限于在上述的图6那样的剖面中直线地表示的那样的锥状的压力面。例如，第一倾斜面、第二倾斜面也可以形成为，在上述那样的剖面中，稍微弯曲并且随着靠近隔壁部而靠近负压面。

仰视时叶片的压力面的大致形状也可以不是上述那样的连接有三个圆弧的形状，也可以不是将通过三点的高次函数组合的形状。酌情以成为满足所希望的必要条件那样的形状的方式形成叶片即可。

壳体的形状并不限定于俯视时呈近似正四边形的形状。壳体可以包括多边形、圆形、非对称形状，可以为任意的形状。上壳体与电机座的紧固位置并不局限于俯视时上壳体的四个角的内侧。例如，也可以以从上壳体的俯视时呈近似正方形的外周边向外侧突出的方式，在与上壳体连接地设置的位置，设置有用于将上壳体与电机座结合的螺钉、支柱等。

此外，在对上壳体与电机座进行紧固的位置，在上壳体与下壳体之间设置支柱的情况下，支柱的形状例如可以如以下那样。即，支柱可以成为具有能够供用于将上壳体与电机座结合的螺钉贯通的程度的大小的近似圆筒形状。通过使用这样形状的支柱，从叶轮吹出的空气几乎不会受到阻力地从壳体的侧面吹出至外侧，因此能够实现离心式风扇的低噪声化。

电机座也可以使用例如树脂材料等金属板以外的材料构成。上壳体与电机座也可以一体地形成。也可以取代电机座，而使用不具有搭载电机的空间的下壳体，从而通过上壳体与下壳体构成壳体。即，离心式风扇并不局限于将电机安装于下壳体。

应当认为本实用新型的实施方式的所有内容均为例示，而不是用于限定的。本实用新型的范围并不是上述的说明而是通过权力要求书示出，意在包含与权力要求书均等的内容以及权力要求范围内的全部的变形。

Claims (6)

1.一种离心式风扇，具备：

叶轮；以及

下壳体，其位于所述叶轮的下方，

所述叶轮具有：

环状的环状护罩，其内侧上部成为吸入口；

多个叶片，它们以从所述环状护罩向下方突出的方式分别配设于所述环状护罩与所述下壳体之间；以及

轮毂，其在各叶片的内侧与所述多个叶片各自接合，

伴随着所述叶轮的旋转，将从所述环状护罩的吸入口导入的流体吹出至所述叶轮的侧方，

所述离心式风扇的特征在于，

所述下壳体的上表面与所述叶轮对置，并成为对从所述吸入口导入的流体进行引导的壁面的一部分，

所述多个叶片分别随着靠近所述叶轮的外侧而在所述叶轮的旋转方向向后侧弯曲而倾斜，

所述多个叶片各自的压力面侧具有：

第一倾斜面，其以随着从所述环状护罩靠近所述下壳体而接近该叶片的负压面侧的方式倾斜；以及

第二倾斜面，其设置于比所述第一倾斜面更靠近所述下壳体的部分，且以比所述第一倾斜面更陡的角度靠近所述负压面侧的方式倾斜。

2.根据权利要求1所述的离心式风扇，其特征在于，

所述第二倾斜面与垂直于所述叶轮的旋转轴的平面之间的角度大于0度且小于45度。

3.根据权利要求1或2所述的离心式风扇，其特征在于，

所述第二倾斜面与垂直于所述叶轮的旋转轴的平面之间的角度为25度以上、35度以下。

4.根据权利要求1或2所述的离心式风扇，其特征在于，

所述第一倾斜面与所述叶轮的旋转轴之间的角度为4度以上、8度以下。

5.根据权利要求1或2所述的离心式风扇，其特征在于，

所述第一倾斜面与所述第二倾斜面经由圆倒角状的曲面而接合。

6.根据权利要求1或2所述的离心式风扇，其特征在于，

还具备电机，该电机安装于所述下壳体且使所述叶轮旋转。