CN204041546U - 叶轮和具备其的轴流鼓风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供即使在进行可变速运转时也不存在产生异常振动和过大的应力的问题的轴流鼓风机。该轴流鼓风机构成为：在杯状的毂部件的外周面设置有叶片的轴流鼓风机的叶轮中，在叶片上部分的设置有钢板片，从而使固有频率增加并抑制重量增加，避开共振频率。

Description

叶轮和具备其的轴流鼓风机

技术领域

本实用新型涉及叶轮和具备其的轴流鼓风机。

背景技术

轴流鼓风机存在在运转中或特定的转速(旋转速度)时产生大的转动的情况。这是轴流鼓风机的叶轮作为固有值具有的共振频率与轴流鼓风机的运转频率一致导致的共振现象，在螺旋桨形的叶轮的情况下，因为叶片为单臂支承，所以特别显著。

此外，这样的螺旋桨形的叶轮中，除了风扇等比较小型的情况以外，一般是将金属板的叶片安装在毂(boss)部，此时在叶片的安装中使用焊接的所谓的焊接叶轮，与将叶片铆钉安装在毂板(boss plate)的铆钉安装型的情况相比较，铆钉安装型因为毂板和叶片被分开设置所以容易改变各自的厚度，与此相对，焊接叶轮因为一个叶片的厚度均匀，所以由于共振时的大振幅而导致大的应力作用于叶片的安装部的可能性高。

因此，在现有的轴流鼓风机中，需要以避开共振频率的运转频率运转，在设计轴流鼓风机时使得运转频率与固有值不重叠。此外，在日本特开平4-203296号公报(专利文献1)中记载有在对驱动轴进行的叶轮的安装中安装具有减振作用的间夹物的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-203296号公报

实用新型内容

实用新型想要解决的技术问题

上述专利文献1未考虑对于轴流鼓风机的运转转速的变更的共振，而仅单纯地使振动变小，在可变速运转的应用中存在问题。

近年来，节能意识提高，要使用逆变器控制等使轴流鼓风机的运转频率变化，尽量降低转速，进行抑制消耗电力的运转的需求增加，但在这种情况下，由于运转频率的设定根据使用者的不同而不同，需要以广范围的运转频率为前提。

但是，如已经说明的那样，轴流鼓风机的叶轮一定具有固有频率，因此在支持广范围的运转频率的情况下，存在轴流鼓风机的运转频率与轴流鼓风机的固有频率重叠的可能性，此时会产生共振现象，产生异常振动或过大的应力，产品的可靠性显著降低，因此在现有技术中有时在可变速运转的应用中产生问题。

在对于该问题的现有的解决方法的一个例子中，存在通过加厚部件的板厚来使固有频率增加，避开共振频率的方法，但是在钢板制的焊接结构的叶轮中，为了降低成本而使用板厚均匀的钢板，因此如果将板厚加厚则重量增加，因此离心力增加，在叶片的根部部分产生的应力变大，存在产品的可靠性降低的问题。

本实用新型的目的在于，提供即使在可变速运转时也不存在产生异常振动和过大的应力的顾虑的轴流鼓风机。

用于解决问题的技术方案

上述目的通过在杯状的毂部件的外周面安装有多个叶片的叶轮中，在上述多个叶片中的各个叶片上部分地安装钢板片而达成。

实用新型效果

根据本实用新型，能够提供即使在可变速运转时也不存在产生异常振动和过大的应力的顾虑的、可靠性高的轴流鼓风机。

附图说明

图1(a)和图1(b)是本实用新型的实施例的轴流鼓风机的侧面图和正面图。

图2是表示图1(b)的A-A截面的图。

图3是表示钢板片的形状的变形例的图。

图4是表示钢板片的形状的变形例的图。

附图标记的说明

1：电动机

2：旋转轴

3：叶轮

4：叶片(blade)

5：毂(boss)部件

6：套(hub)部件

7：垫圈(washer)

8：螺栓

9：钢板片

具体实施方式

实施例

以下，使用附图对实施例进行说明。

首先，图1(a)和图1(b)是表示本实施例的轴流鼓风机的图。另外。图1(a)表示一部分截面的侧面图，图1(b)表示正面图。在图1(a)和图1(b)中，1是电动机，2是旋转轴，3是叶轮，4是叶片(blade)，5是毂(boss)部件，6是套(hub)部件，7是垫圈(washer)，8是螺栓，9是钢板片。

此处，首先，电动机1例如是通过VVVF(可变电压可变频率)逆变器供电而被可变速驱动的感应电动机，在其旋转轴2安装有螺旋桨型的叶轮3，构成轴流鼓风机的主要部分。此时，虽然未图示，但是具有壳体，该壳体包括覆盖叶轮3的周边的被称为管道(duct)或护罩(shroud)的大致圆筒状的部件，电动机1被保持于此。

接着，叶轮3是在制作为大致杯状的毂部件5的外周面安装有多个、例如如图示那样为8个叶片4而构成的，此时在毂部件5的中心设置有用于将叶轮3安装在电动机1的旋转轴2的呈厚壁短圆筒形的套部件6。因此，使该套部件6的孔与旋转轴2嵌合，之后，隔着垫圈7将螺栓8紧固于旋转轴2，由此，能够将叶轮3安装在旋转轴2。

该轴流鼓风机与使用由树脂成形的叶轮的一般家庭用换气扇相比能够获得大风量、高静压。此外，叶轮的材质由于使用环境、使用温度等关系而被要求为钢板制，进一步，叶轮的强度被要求坚固。

接着，对叶轮3进行详细说明。图2详细地表示叶轮3，是从下侧看图1(b)A-A截面的图。在图2中，叶片4以如下方式形成：对金属板，例如钢板，例如进行冲压加工而被冲压(打ち抜く)成规定的平面形状，之后使钢板片9重合，在例如利用激光焊接或点焊进行接合后，成形为规定的曲面形状。

毂部件5例如也利用钢板制作，同样利用冲压加工成形为杯状，在该毂部件5的外周面焊接叶片4，完成作为叶轮3。

本实施例的特征在于在该叶片4设置有钢板片9。

此处，固有频率f一般以与重量M、弹簧常数K的关系表示为式(1)。

$f=\sqrt{}(K/M)---\left(1\right)$

由此，在将此式应用于叶轮的情况下，弹簧常数K与叶片4的扭曲的容易程度或弯曲的容易程度对应，越是难以扭曲或难以弯曲，弹簧常数K越高。由此，越是将叶片4的厚度加厚，弹簧常数K越高，固有频率f越高。但是，当将厚度加厚时叶片4的重量也增加，因此向使固有频率f降低的方向起作用。由此，在提高固有频率f时，在使得不易扭曲或不易弯曲的同时，需要抑制重量的增加。

由此，在本实施例中，通过在叶片部分地设置钢板片，能够实质上部分地加厚叶片4的厚度，提高固有频率f，将固有频率设定为比轴流鼓风机的运转频率的可变范围高的频率，避开共振现象。另外，一般来说，固有频率低的方向上，要利用逆变器控制等使轴流鼓风机的运转频率变化，尽量降低转速，而进行抑制消耗电力的运转的需求增加，而且在与壳体成为一体时低的频率成为共振频率，因此在低的频率下共振的可能性变高，期望避开。

因此，在本实施例中，如图1(b)所示，钢板片9的形状为：沿作为叶片4被安装在毂部件5的安装部分的、叶片4的根部部分的前缘部与后缘部的中心，在半径方向上从与叶轮中心部的毂部件5相同直径(例如100mm以上)的位置至与叶轮外径(例如200mm以上)相同直径的位置配置有该钢板片。即，通过利用钢板片使叶片4的根部至前端加强而使其不易弯曲，且仅在叶片4的前缘部与后缘部的中心部分配置。由此，在能够使叶片4不易扭曲或不易弯曲的同时抑制重量的增加，由此能够提高固有频率。

此外，图3表示钢板片9的形状的变形例。图3是图1(b)中的多个叶片中仅取出一个进行表示的图，该图表示叶片与钢板片的关系。如图3所示，从使得不易扭曲的观点出发，也可以将钢板片配置在作为叶片4被安装在毂部件5的安装部分的、叶片4的根部部分，而不设置在叶片4的半径方向前端部，从而形成抑制了重量的增加的形状。

此外，图4表示钢板片9的形状的另一变形例。图4与图3相同，是多个叶片中仅取出一个进行表示的图，该图表示叶片与钢板片的关系。如图4所示，也可以通过将钢板片仅配置于在叶片4的根部部分产生的应力较大的部分，实现不易扭曲或不易弯曲、以及轻量化，并提高固有频率。

此外，在图1(a)中，当叶轮旋转时，风从右侧流向左侧，叶片的左侧的面，即下游侧的压力高，因此如果在该面接合钢板片9则压力变动变大，噪声增加，因此通过在叶片的右侧的面，即上游侧接合钢板片，尽量抑制噪声的增加。

另外，由于钢板片9与叶片4分割，因此具有能够改变各自的板厚的优点。例如，能够通过将钢板片9的板厚加厚(例如约2.3mm以上)而增加固有频率，能够通过使叶片4的板厚变薄(例如约2.3mm以下)而抑制重量增加。

进一步，通过使叶片4的板厚更薄，还能够使重量比附加钢板片之前更轻。

因此，根据本实施例，采用在叶片上部分地设置钢板片，使固有频率增加并且抑制重量增加，避开共振频率的结构。由此，即使在可变速运转的情况下也能够避开共振现象，因此即使在进行可变速运转时也不存在产生异常振动或过大的应力的顾虑，能够提供可靠性高的轴流鼓风机。此外，还具有能够响应节能意识的效果。

以上对实施例进行了说明，但是本实用新型并不限定于上述实施例，而包括各种各样的变形例。例如，上述的实施例是为了容易理解地说明本实用新型而进行详细说明的，而不一定限定于包括所说明的所有结构。

Claims (6)

1.一种叶轮，其在杯状的毂部件的外周面安装有多个叶片，所述叶轮的特征在于：

在所述多个叶片的各个叶片，部分地设置有钢板片。

2.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于：

所述钢板片沿作为所述叶片被安装在所述毂部件上的安装部分的根部部分的前缘部与后缘部的中心，在半径方向上被接合。

3.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于：

所述钢板片沿作为所述叶片被安装在所述毂部件上的安装部分的根部部分的前缘部与后缘部的中心，在半径方向上从根部至前端被接合。

4.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于：

所述钢板片被接合在作为所述叶片被安装在所述毂部件上的安装部分的根部部分中的、所产生的应力较大的部分。

5.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于：

所述钢板片被接合到在所述叶轮被安装的状态下风所流过的所述叶片的上游侧的面。

6.一种轴流鼓风机，其特征在于，包括：

权利要求1～5中的任一项所述的叶轮：和

使该叶轮旋转的电动机。