DE112013004326T5

DE112013004326T5 - Zentrifugalluftgebläse

Info

Publication number: DE112013004326T5
Application number: DE112013004326.2T
Authority: DE
Inventors: c/o SANDEN Corporation Kawasaki Masatoshi
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2033-09-04
Also published as: JP2014047749A; DE112013004326B4; US10066642B2; CN104641123A; US20150198178A1; WO2014034950A1; JP6073604B2

Abstract

Es ist ein Zentrifugalluftgebläse vorgesehen, das Geräusche wirksam unterdrücken kann, die durch die Formen eines Zungenteils und eines Schalltrichters verursacht werden, die in einem Schneckengehäuse ausgebildet sind. Das Zentrifugalluftgebläse weist Folgendes auf: ein Lüfterrad (3), das aus einer Bodenplatte (6), die an einer Drehwelle befestigt ist, vielen Lamellen (8), deren Basen an dem Außenumfang der Bodenplatte befestigt sind, und einem ringartigen Kranz (9) besteht, der konzentrisch zu der Bodenplatte vorgesehen ist, um distale Enden der Lamellen zu koppeln; ein Schneckengehäuse (4) zum Unterbringen des Lüfterrads, das einen Sauganschluss (11) an einer Endseite in einer axialen Richtung der Drehwelle hat; einen Spiralströmungskanal (19), der um das Lüfterrad in dem Schneckengehäuse herum ausgebildet ist; und ein Zungenteil (16) zum Unterdrücken einer Lufteinströmung von einem Ende einer Windung zu einem Beginn der Windung des Spiralströmungskanals. Ein Abschnitt des Zungenteils an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle ist geneigt, um ein Maß eines Überhangs entgegen der Drehrichtung des Lüfterrads zu der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle zu vergrößern.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zentrifugalluftgebläse, das ein Lüfterrad mit vielen Lamellen zwischen einer Bodenplatte und einem Kranz hat, das in einem Schneckengehäuse untergebracht ist.
Stand der Technik
Üblicherweise wurde ein Zentrifugalluftgebläse, das zum Beispiel für eine Fahrzeugklimaanlage verwendet wird, so aufgebaut, dass ein Lüfterrad, das mit vielen Lamellen (Flügeln) zwischen einer an einer Drehwelle befestigten Bodenplatte und einem ringartigen Kranz versehen ist, in einem Schneckengehäuse untergebracht ist, um einen Spiralströmungskanal um das Lüfterrad in diesem Schneckengehäuse zu bilden. Wenn das Lüfterrad durch einen Elektromotor gedreht wird, wird Luft dann aus einem Sauganschluss eingesaugt, der an einer Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle ausgebildet ist, und sie wird aus einem Gebläseauslass, der an einer stromabwärtigen Seite ausgebildet ist, zu der Außenseite des Schneckengehäuses über einen Spiralströmungskanal ausgelassen, da die Innenluft in einer radialen Richtung der Lamellen zu der Außenseite in der radialen Richtung ausgelassen wird.
Falls ein großes Luftvolumen zwischen dem Beginn der Windung und dem Ende der Windung des Spiralströmungskanals strömt, wird in diesem Fall ein Zungenteil in dem Schneckengehäuse ausgebildet, um das Einströmen der Luft von dem Ende der Windung zu dem Beginn der Windung des Spiralströmungskanals zu unterdrücken, da sich das zugeführte Luftvolumen verringern würde, so dass gleichsam eine Erhöhung eines spezifischen Geräuschniveaus verursacht wird. Des Weiteren ist ein Schalltrichter, der so gekrümmt ist, dass er Luft in das Lüfterrad (Laufrad) einführt, um einen Einlass herum ausgebildet (siehe zum Beispiel Patentdruckschrift 1).
Literaturliste
Patentdruckschrift

Patentdruckschrift 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2008 280939

Kurzfassung der Erfindung
Probleme, die durch die Erfindung zu lösen sind
Jedoch werden Geräusche zu einem Problem, die dann erzeugt werden, wenn Luft, die von dem Lüfterrad geblasen wird, mit diesem Zungenteil kollidiert. Der Grund hierzu wird unter Bezugnahme auf eine schematische Ansicht der 8 beschrieben. Angesichts der Geschwindigkeitsverteilung der Luftströmung von dem Lüfterrad wird die Geschwindigkeit an der Seite des Elektromotors im Allgemeinen größer (die Seite der Bodenplatte, die durch LWR in der 8 angegeben ist). Da des Weiteren viele Wirbel in der Luftströmung enthalten sind, die von dem Lüfterrad strömt, werden Geräusche erzeugt, wenn die Wirbel mit dem Zungenteil kollidieren.
Im Falle eines normalen Zungenteils 100, dessen vordere Kante parallel zu der Drehwelle des Elektromotors ist, sind andererseits stillstehende Bereiche in einer Ecke 100A des Zungenteils 100 an der Seite des Sauganschlusses (durch UPR in der 8 angegeben) und in einer Ecke 100B an der Seite des Elektromotors (LWR) vorhanden. Da Scherturbulenzen aufgrund einer Interferenz zwischen Luftströmungen, die von dem Lüfterrad und den stillstehenden Bereichen strömen, und Geräusche aufgrund einer sekundären Strömung erzeugt werden, gibt es daher ein Problem, dass sich die Geräusche, die durch den Zungenteil verursacht werden, in Zusammenwirkung mit den Geräuschen aufgrund der vorstehend beschriebenen Wirbel insgesamt verstärken.
Geräusche, die dann verursacht werden, wenn Luft aus dem Schalltrichter in das Lüfterrad strömt, sind auch ein Problem. Dies wird unter Bezugnahme auf eine schematische Ansicht in der 14 beschrieben. In der 14 ist ein Schalltrichter 103 um einen Sauganschluss 102 herum ausgebildet, der in einem Schneckengehäuse 101 an einer Endseite der Drehwelle ausgebildet ist, und eine Luftströmung, die aus diesem Schalltrichter 103 durch die Drehung eines Lüfterrads 104 hereinströmt, strömt zu einem unteren Abschnitt einer Lamelle 106 (an der Seite des Elektromotors), und sie wird dort konzentriert.
Andererseits gibt es in einem oberen Abschnitt der Lamelle 106 eine geringe Strömung in die Lamelle 106 (die Seite des Sauganschlusses) aufgrund einer Separierung an der vorderen Kante des Schalltrichters 103, wodurch ein stillstehender Zustand entsteht (14). Daher hat die Luftströmung, die sich an dem unteren Abschnitt der Lamelle 106 konzentriert, örtlich eine große Durchsatzratenverteilung. Im Falle dieser Art des Zentrifugalluftgebläses verstärken sich dann Geräusche proportional zu der sechsten Potenz der Luftdurchsatzrate (Theorie nach Lighthill).
Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen derartiger herkömmlicher technischer Probleme geschaffen, und es ist ihre Aufgabe, ein Zentrifugalluftgebläse vorzusehen, das Geräusche effektiv unterdrücken kann, die durch die Formen eines Zungenteils und eines Schalltrichters verursacht werden, die in einem Schneckengehäuse ausgebildet sind.
Mittel zum Lösen der Probleme
Um die vorstehend geschilderten Probleme zu lösen, ist ein Zentrifugalluftgebläse gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 durch Folgendes gekennzeichnet: ein Lüfterrad, das aus einer Bodenplatte, die an einer Drehwelle befestigt ist, vielen Lamellen, deren Basen an dem Außenumfang dieser Bodenplatte befestigt sind, und einem ringartigen Kranz besteht, der konzentrisch zu der Bodenplatte vorgesehen ist, um distale Enden der Lamellen zu koppeln; ein Schneckengehäuse zum Unterbringen von diesem Lüfterrad, das einen Sauganschluss an einer Endseite in einer axialen Richtung der Drehwelle hat; ein Spiralströmungskanal, der um das Lüfterrad herum in diesem Schneckengehäuse ausgebildet ist; und ein Zungenteil zum Unterdrücken einer Lufteinströmung von dem Ende der Windung bis zum Beginn der Windung von diesem Spiralströmungskanal, wobei ein Abschnitt des Zungenteils an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle geneigt ist, um ein Überhangmaß entgegen der Drehrichtung des Lüfterrads zu der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle zu vergrößern.
Das Zentrifugalluftgebläse gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 beruht auf der vorstehend beschriebenen Erfindung, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Maß des Zungenteils in der axialen Richtung der Drehwelle durch H bezeichnet ist und ein Maß in der axialen Richtung der Drehwelle von einem Ende des Zungenteils an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle bis zu einem Startpunkt des Überhangs durch Z1 bezeichnet ist, 0,1 ≤ Z1/H ≤ 0,4 gilt.
Das Zentrifugalluftgebläse gemäß der Erfindung nach Anspruch 3 beruht auf der vorstehend beschriebenen Erfindung, dadurch gekennzeichnet, dass Z1/H = 0,2 gilt.
Das Zentrifugalluftgebläse gemäß der Erfindung nach Anspruch 4 beruht auf den jeweiligen vorstehend beschriebenen Erfindungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des Zungenteils an einer Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle ebenfalls geneigt ist, um das Maß des Überhangs entgegen der Drehrichtung des Lüfterrads zu der einen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle zu vergrößern.
Das Zentrifugalluftgebläse gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 beruht auf der vorstehend beschriebenen Erfindung, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Maß des Zungenteils in der axialen Richtung der Drehwelle durch H bezeichnet ist und ein Maß in der axialen Richtung der Drehwelle von einem Ende des Zungenteils an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle bis zu einem Startpunkt des Überhangs an einer Endseite des Zungenteils in der axialen Richtung der Drehwelle durch Z2 bezeichnet ist, 0,4 ≤ Z2/H ≤ 0,9 gilt.
Das Zentrifugalluftgebläse gemäß der Erfindung nach Anspruch 6 beruht auf der vorstehend beschriebenen Erfindung, dadurch gekennzeichnet, dass Z2/H = 0,6 gilt.
Das Zentrifugalluftgebläse gemäß der Erfindung nach Anspruch 7 beruht auf den jeweiligen vorstehend beschriebenen Erfindungen, dadurch gekennzeichnet, dass Ecken der Enden des Zungenteils und die Startpunkte des Übergangs glatt gekrümmt sind.
Das Zentrifugalluftgebläse gemäß der Erfindung nach Anspruch 8 beruht auf den jeweiligen vorstehend beschriebenen Erfindungen, dadurch gekennzeichnet, dass eine aufrechte Wand um den Sauganschluss in dem Schneckengehäuse herum ausgebildet ist, und eine Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses ist schalltrichterförmig gekrümmt, und wenn ein Maß von einer axialen Mitte der Drehwelle zu inneren Enden der Lamellen durch Rf1 bezeichnet ist, ein Maß von der axialen Mitte der Drehwelle bis zu einer vorderen Kante der Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses durch R1 bezeichnet ist und ein Maß von der axialen Mitte der Drehwelle zu einer inneren Kante der Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses durch R2 bezeichnet ist, 0,95 ≤ R1/Rf1 ≤ 1,05 und 0,94 ≤ R2/R1 ≤ 1 gelten.
Ein Zentrifugalluftgebläse gemäß der Erfindung nach Anspruch 9 ist durch Folgendes gekennzeichnet: ein Lüfterrad, das aus einer Bodenplatte, die an einer Drehwelle befestigt ist, vielen Lamellen, deren Basen an dem Außenumfang dieser Bodenplatte befestigt sind, und einem ringartigen Kranz besteht, der konzentrisch zu der Bodenplatte vorgesehen ist, um distale Enden der Lamellen zu koppeln; ein Schneckengehäuse zum Unterbringen dieses Lüfterrads, das einen Sauganschluss an einer Endseite in einer axialen Richtung der Drehwelle hat; und einen Spiralströmungskanal, der um das Lüfterrad in diesem Schneckengehäuse herum ausgebildet ist, wobei eine aufrechte Wand um den Sauganschluss in dem Schneckengehäuse herum ausgebildet ist und eine Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses schalltrichterförmig gekrümmt ist, und wenn ein Maß von einer axialen Mitte der Drehwelle bis zu inneren Enden der Lamellen durch Rf1 bezeichnet ist, ein Maß von der axialen Mitte der Drehwelle bis zu einer vorderen Kante der Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses durch R1 bezeichnet ist und ein Maß von der axialen Mitte der Drehwelle bis zu einer inneren Kante der Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses durch R2 bezeichnet ist, 0,95 ≤ R1/Rf1 ≤ 1,05 und 0,94 ≤ R2/R1 ≤ 1 gelten.
Das Zentrifugalluftgebläse gemäß der Erfindung nach Anspruch 10 beruht auf der Erfindung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass R1/Rf1 = 1 und R2/R1 = 1 gelten.
Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 weist das Zentrifugalluftgebläse Folgendes auf: das Lüfterrad, das aus der an der Drehwelle befestigten Bodenplatte, vielen Lamellen, deren Basen an dem Außenumfang dieser Bodenplatte befestigt sind, und dem ringartigen Kranz besteht, der konzentrisch zu der Bodenplatte vorgesehen ist, um die distalen Enden der Lamellen zu koppeln; das Schneckengehäuse zum Unterbringen dieses Lüfterrads, das den Sauganschluss an einer Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle hat; den Spiralströmungskanal, der um das Lüfterrad in diesem Schneckengehäuse herum ausgebildet ist; und den Zungenteil zum Unterdrücken einer Lufteinströmung von dem Ende der Windung bis zu dem Beginn der Windung von diesem Spiralströmungskanal, und da der Abschnitt des Zungenteils an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle geneigt ist, um das Maß des Überhangs entgegen der Drehrichtung des Lüfterrads zu der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle zu vergrößern, verschwindet ein stillstehender Bereich, der in einer Ecke des Zungenteils an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle bewirkt wird, und dies kann die Scherturbulenzen, die durch den stillstehenden Bereich verursacht werden, und die Geräusche aufgrund einer sekundären Strömung reduzieren.
In diesem Fall können wie bei der Erfindung nach Anspruch 2 die Geräusche effektiv reduziert werden, falls 0,1 ≤ Z1/H ≤ 0,4 gilt, wobei das Maß des Zungenteils in der axialen Richtung der Drehwelle durch H bezeichnet ist und das Maß in der axialen Richtung der Drehwelle von dem Ende des Zungenteils an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle bis zu dem Startpunkt des Überhangs durch Z1 bezeichnet ist, und wie bei der Erfindung nach Anspruch 3 können die Geräusche noch effektiver reduziert werden, falls Z1/H = 0,2 gilt.
Falls des Weiteren wie bei der Erfindung nach Anspruch 4 der Abschnitt des Zungenteils an einer Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle ebenfalls geneigt ist, um das Maß des Überhangs entgegen der Drehrichtung des Lüfterrads zu der einen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle zu vergrößern, kann ebenfalls ein stillstehender Bereich verschwinden, der in einer Ecke des Zungenteils an der einen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle bewirkt wird, und eine weitere Geräuschreduzierung kann erreicht werden.
In diesem Fall können wie bei der Erfindung nach Anspruch 5 die Geräusche noch effektiver reduziert werden, falls 0,4 ≤ Z2/H ≤ 0,9 gilt, wobei das Maß des Zungenteils in der axialen Richtung der Drehwelle durch H bezeichnet ist und das Maß in der axialen Richtung der Drehwelle von dem Ende des Zungenteils an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle bis zu dem Startpunkt des Überhangs an einer Endseite des Zungenteils in der axialen Richtung der Drehwelle durch Z2 bezeichnet ist, und wie bei der Erfindung nach Anspruch 6 kann die effektivste Geräuschreduzierung erreicht werden, falls Z2/H = 0,6 gilt.
Des Weiteren kann wie bei der Erfindung nach Anspruch 7 eine weitere Geräuschreduzierung erwartet werden, falls die Ecken der Enden des Zungenteils und die Startpunkte des Übergangs glatt gekrümmt sind.
Gemäß den Erfindungen nach Anspruch 8 und Anspruch 9 strömt des Weiteren eine Luft, die von dem Sauganschluss durch die Drehung des Lüfterrads einströmt, entlang der schalltrichterförmigen Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses durch den Coanda-Effekt, so dass sie in einfacher Weise in die Lamellen an der einen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle strömt, da die aufrechte Wand um den Sauganschluss in dem Schneckengehäuse herum ausgebildet ist, die Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses schalltrichterförmig gekrümmt ist, und 0,95 ≤ R1/Rf1 ≤ 1,05 und 0,94 ≤ R2/R1 ≤ 1 gelten, wobei das Maß von der axialen Mitte der Drehwelle bis zu den inneren Enden der Lamellen durch Rf1 bezeichnet ist, das Maß von der axialen Mitte der Drehwelle bis zu der vorderen Kante der Fläche des aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses durch R1 bezeichnet ist und das Maß von der axialen Mitte der Drehwelle bis zu der inneren Kante der Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses durch R2 bezeichnet ist.
Dies beseitigt die Konzentration der einströmenden Luft an der anderen Endseite der Lamellen in der axialen Richtung der Drehwelle, und die Luftdurchsatzrate wird zwischen den jeweiligen Lamellen in der axialen Richtung der Drehwelle der Lamellen vereinheitlicht. Somit werden die Geräusche reduziert, da örtlich hohe Geschwindigkeiten beseitigt werden.
Falls R1/Rf1 ansteigt, werden die Geräusche reduziert, aber der Betriebswirkungsgrad des Zentrifugalluftgebläses ist reduziert. Jedoch kann wie bei der Erfindung nach Anspruch 10 der Betriebswirkungsgrad auch in einem bevorzugten Zustand aufrechterhalten werden, falls R1/Rf1 = 1 und R2/R1 = 1 gelten.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zentrifugalluftgebläses, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird.
2 zeigt eine Seitenansicht des Zentrifugalluftgebläses der 1.
3 zeigt eine Längsschnittseitenansicht des Zentrifugalluftgebläses der 1.
4 zeigt eine Schnittansicht des Zentrifugalluftgebläses der 1 von oben.
5 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A der 4.
6 zeigt ein Diagramm eines Messergebnisses der Beziehung zwischen Z1/H und einem spezifischen Geräuschniveau, wenn ein Maß des Zungenteils in der axialen Richtung der Drehwelle durch H bezeichnet ist und ein Maß in der axialen Richtung der Drehwelle von einem Ende des Zungenteils an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle bis zu einem Startpunkt eines Überhangs an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle durch Z1 bezeichnet ist.
7 zeigt ein Diagramm eines Messergebnisses der Beziehung zwischen Z2/H und eines spezifischen Geräuschniveaus, wenn ein Maß in der axialen Richtung der Drehwelle von einem Ende des Zungenteils an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle bis zu einem Startpunkt des Überhangs an einer Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle durch Z2 bezeichnet ist.
8 zeigt eine schematische Ansicht von Luftströmungen von einem Lüfterrad und von stillstehenden Bereichen, wenn die vordere Kante eines Zungenteils parallel zu der Drehwelle ist.
9 zeigt eine schematische Ansicht von Luftströmungen von dem Lüfterrad, wenn Abschnitte des Zungenteils an der anderen Endseite und einer Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle jeweils geneigt sind, um Maße des Überhangs entgegen der Drehrichtung des Lüfterrads zu der anderen Endseite und zu der einen Endseite zu vergrößern.
10 zeigt eine vergrößerte Längsschnittseitenansicht eines Sauganschlusses des Zentrifugalluftgebläses der 1.
11 zeigt ein Diagramm eines Messergebnisses der Beziehung zwischen L/D, eines spezifischen Geräuschniveaus und eines Lüfterradwirkungsgrades, wenn der Durchmesser des Lüfterrads durch D bezeichnet ist und ein Standmaß einer aufrechten Wand um den Sauganschluss herum durch L bezeichnet ist.
12 zeigt ein Diagramm eines Messergebnisses der Beziehung zwischen R1/Rf1, eines spezifischen Geräuschniveaus und eines Lüfterradwirkungsgrades, wenn ein Maß von der axialen Mitte der Drehwelle bis zu inneren Enden der Lamellen durch Rf1 bezeichnet ist und ein Maß von der axialen Mitte der Drehwelle bis zu einer vorderen Kante der Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses durch R1 bezeichnet ist.
13 zeigt ein Diagramm eines Messergebnisses der Beziehung zwischen R2/R1, eines spezifischen Geräuschniveaus und eines Lüfterradwirkungsgrades, wenn ein Maß von der axialen Mitte der Drehwelle bis zu einer inneren Kante der Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses durch R2 bezeichnet ist.
14 zeigt eine schematische Ansicht eines normalen, schalltrichterförmigen Sauganschlusses, und sie zeigt eine Luftströmung, die von dem Sauganschluss in das Lüfterrad strömt.
15 zeigt eine schematische Ansicht eines Sauganschlusses, und sie zeigt eine Luftströmung, die von dem Sauganschluss in das Lüfterrad strömt, wenn eine aufrechte Wand dort herum ausgebildet ist und eine Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses schalltrichterförmig ausgebildet ist.
Ausführungsform zum Durchführen der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend auf der Grundlage der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Ein Zentrifugalluftgebläse 1 des Ausführungsbeispiels wird bei einer Gebläseeinheit für eine Fahrzeugklimaanlage verwendet, und es ist zwischen einem Innen/Außen-Luftumschaltdämpfer und einem Wärmetauscher (Verdampfer) platziert, die nicht gezeigt sind.
In den 1 bis 4 besteht das Zentrifugalluftgebläse 1 aus einem Elektromotor 2 als eine Antriebseinrichtung, einem zylindrischen Lüfterrad 3, das durch diesen Elektromotor 2 drehend angetrieben wird, und einem Schneckengehäuse 4. Das Lüfterrad 3 hat eine Bodenplatte 6, und ein konischer Teil 6A mit einer annähernd konischen Form, die sich in der axialen Richtung des Lüfterrads 3 wölbt, ist an der Mitte der Bodenplatte 6 ausgebildet. Ein Nabenteil 6B ist an der Mitte von diesem konischen Teil 6A ausgebildet, und dieses Nabenteil 6B ist an eine Drehwelle 7 des Elektromotors 2 gepasst.
Der Außenumfang der Bodenplatte 6 ist mit einer Flanschform ausgebildet, und Basisenden von vielen Lamellen (Flügeln) 8 sind an diesem Außenumfang befestigt. Diese Lamellen 8 sind konzentrisch um die Drehwelle 7 des Elektromotors 2 als die Mitte angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich jede Lamelle 8 parallel zu der Drehwelle 7 des Elektromotors 2. Ein vorbestimmtes Intervall ist zwischen diesen Lamellen 8 gesichert, und die distalen Enden der Lamellen 8 sind durch ein ringartiges Kranz 9 gekoppelt, der konzentrisch zu der Bodenplatte 6 vorgesehen ist.
Dieses Lüfterrad 3 wird dann in dem vorstehend beschriebenen Schneckengehäuse 4 untergebracht, das zum Beispiel aus einem harten Kunststoff besteht, und das Schneckengehäuse 4 bildet einen Teil eines Durchlasses der vorstehend beschriebenen Gebläseeinheit. Anders gesagt hat das Schneckengehäuse 4 einen Sauganschluss 11, einen Gebläseauslass 12 und einen inneren Strömungskanal, und das Lüfterrad 3 ist in diesem inneren Strömungskanal eingesetzt.
Das Schneckengehäuse 4 hat eine Außenumfangswand 13, die sich in einer radialen Richtung des Lüfterrads 3 befindet, und der Gebläseauslass 12 mündet an dem Ende von dieser Außenumfangswand 13. Wie dies in den 1, 2 und 4 gezeigt ist, hat die Außenumfangswand 13 einen Schneckenwandbereich 14, der sich mit einer vorbestimmten Spiralform erstreckt, und dieser Schneckenwandbereich 14 ist so gekrümmt, dass sich ein Abstand in der radialen Richtung von der Mitte der Drehwelle 7 (der Mitte des Lüfterrads 3) allmählich vergrößert, wenn sich der Winkel von dem Beginn der Windung der Spirale in einer Drehrichtung des Lüfterrads 3 vergrößert.
Die Außenumfangswand 13 hat des Weiteren einen Zungenteil 16, der sich an dem Beginn der Wicklung der Spirale befindet, einen ebenen Bereich 17, der sich zu der Außenseite von diesem Zungenteil 16 fortsetzt, und einen tangentialen Bereich 18, der sich zu dem Ende der Windung der Spirale fortsetzt, und der vorstehend beschriebene Gebläseauslass 12 ist zwischen diesem tangentialen Bereich 18 und der Kante des ebenen Bereiches 17 ausgebildet. Die Außenumfangswand 13 definiert einen Spiralströmungskanal 19, der sich mit einer Spiralenform um das Lüfterrad 3 herum erstreckt, und dieser Spiralströmungskanal 19 bildet einen Teil des inneren Strömungskanals des Schneckengehäuses 4.
Der Abstand zwischen der Außenumfangswand 13 und dem Lüfterrad 3 in der radialen Richtung wird an dem Zungenteil 16 am kürzesten, und der Zungenteil 16 befindet sich an dem stromaufwärtigen Ende des Spiralströmungskanals 19, um einen Einfluss beim Unterdrücken der Lufteinströmung von dem Ende der Windung bis zu dem Beginn der Windung des Spiralströmungskanals 19 zu haben. Die Einzelheiten von diesem Zungenteil 16 werden später beschrieben. Demnach befindet sich der vorstehend beschriebene Gebläseauslass 12 an dem stromabwärtigen Ende von dem Ende der Windung von diesem Spiralströmungskanal 19.
Wie dies des Weiteren in den 1 bis 3 gezeigt ist, hat das Schneckengehäuse 4 eine erste Endwand 21, die sich an einer Endseite (an einer distalen Endseite) in der axialen Richtung der Drehwelle 7 befindet, und eine zweite Endwand 22, die sich an dem anderen Ende (an der Seite des Elektromotors 2) in der axialen Richtung der Drehwelle 7 befindet, und die Außenumfangswand 13 erstreckt sich zwischen dieser ersten Endwand 21 und dieser zweiten Endwand 22, um den vorstehend beschriebenen Spiralströmungskanal 19 zusammen mit diesen Endwänden zu bilden.
Die zweite Endwand 22 an der Seite des Elektromotors 2 ist eine Wand, die parallel zu einer Ebene ist, die senkrecht zu der Achse des Lüfterrads 3 steht (die axiale Richtung der Drehwelle 7), und sie befindet sich nahe der Bodenplatte 6 des Lüfterrads 3 bei Betrachtung aus der Richtung der Achse des Lüfterrads 3. Ein Motoranbringungsloch 24, in das ein Körper 23 des Elektromotors 2 gepasst wird, ist in der zweiten Endwand 22 ausgebildet. Eine Wand der zweiten Endwand 22, die dieses Motoranbringungsloch 24 umgibt, liegt der Bodenplatte 6 des Lüfterrads 3 gegenüber, und eine Wand, die sich an der stromabwärtigen Seite des Spiralströmungskanals 19 kontinuierlich mit der zweiten Endwand 22 befindet, erstreckt sich zwischen dem tangentialen Bereich 18 und dem ebenen Bereich 17.
Andererseits ist der vorstehend beschriebene Sauganschluss 11 in der ersten Endwand 21 ausgebildet, die sich an einer Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle 7 befindet, und dieser Sauganschluss 11 ist konzentrisch zu dem Lüfterrad 3 angeordnet. Eine aufrechte Wand 26, die so geformt ist, dass sie im Wesentlichen vertikal von der ersten Endwand 21 in einer Richtung steht, in der sie sich von dem Lüfterrad 3 entfernt (die axiale Richtung der Drehwelle 7), und dass sie dann zu der Seite des Sauganschlusses 11 zurückgeknickt ist, ist um diesen Sauganschluss 11 herum ausgebildet, und die Fläche von dieser aufrechten Wand 26 an der Seite des Sauganschlusses 11 ist schalltrichterförmig gekrümmt. Dieser gekrümmte Abschnitt wird nachfolgend als Schalltrichter 27 bezeichnet. Damit ist der Sauganschluss 11 im Inneren von diesem Schalltrichter 27 ausgebildet, und der Innendurchmesser ist geringfügig kleiner festgelegt als der Innendurchmesser des Kranzes 9. Die Einzelheiten von diesem Schalltrichter 27 werden außerdem später beschrieben.
Wie dies in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist die Höhe der ersten Endwand 21 in der axialen Richtung der Drehwelle 7 (ein Abstand von der zweiten Endwand 22) in einem vorbestimmten Winkel geneigt, um sich allmählich von dem Beginn der Windung des Spiralströmungskanals 19 zu dem Gebläseauslass 12 zu vergrößern. Somit ist der Spiralströmungskanal 19 so ausgebildet, dass sich die Strömungskanalquerschnittsfläche allmählich von der stromaufwärtigen Seite (dem Beginn der Windung) zu der stromabwärtigen Seite (dem Ende der Windung) vergrößert.
Der Elektromotor 2 treibt das Lüfterrad 3 dann an, damit es sich im Uhrzeigersinn gemäß der 4 dreht, wenn eine Leistung zu dem Elektromotor 2 des Zentrifugalluftgebläses 1 zugeführt wird. Wenn das Lüfterrad 3 angetrieben wird, um die Lamellen 8 zu drehen, drücken die Lamellen 8 die Luft in einem Zwischenraum, der zwischen den jeweiligen Lamellen 8 definiert ist, in der radialen Richtung nach außen. Dies führt zu der Erzeugung einer Luftströmung von dem Inneren des Lüfterrads 3 in der radialen Richtung zu der Außenseite in der radialen Richtung durch den Zwischenraum. Zusammen mit der Erzeugung dieser Luftströmung strömt die Luft in das Schneckengehäuse 4 durch den Schalltrichter 27 des Sauganschlusses 11, und diese einströmende Luft strömt aus dem Schneckengehäuse 4 durch den Zwischenraum zwischen den Lamellen 8 des Lüfterrads 3, den Spiralströmungskanal 19 und den Gebläseauslass 12 heraus.
Da dabei der Zungenteil 16 an dem Beginn der Windung des Spiralströmungskanal 19 vorhanden ist und der Abstand zwischen der Außenumfangswand 13 und dem Lüfterrad 3 in der radialen Richtung so festgelegt ist, dass er an diesem Zungenteil 16 am kürzesten ist, wird das Einströmen der Luft von dem Ende der Windung zu dem Beginn der Windung des Spiralströmungskanals 19 hin unterdrückt. Dies führt zu einer Beseitigung einer Reduzierung des zugeführten Luftvolumens aufgrund einer Strömung eines großen Luftvolumens zwischen der Windungsendseite und der Windungsstartseite und einer Verstärkung des spezifischen Geräuschniveaus.
Da hierbei die Luft, die von dem Schalltrichter 27 des Sauganschlusses 11 einströmt, zu der Bodenplatte 6 der Lamellen 8 des Lüfterrads 3 strömt und daran konzentriert wird, hat die Durchsatzrate der Luft, die aus dem Lüfterrad 3 herausströmt, eine Tendenz, dass sie an der Seite der zweiten Endwand 22 größer ist als an der Seite der ersten Endwand 21. Jedoch hat die Durchsatzrate der Luft, die aus dem Lüfterrad 3 herausströmt, eine Umfangskomponente und eine radiale Komponente, und unter ihnen hat die Umfangskomponente eine Tendenz, dass sie an der Seite der ersten Endwand 21 groß ist und an der Seite der zweiten Endwand 22 klein ist. Andererseits ist die radiale Komponente an der Seite der zweiten Endwand 22 groß und an der Seite der ersten Endwand 21 klein.
Auch wenn in dieser Situation eine sekundäre Strömung von der zweiten Endwand 22 zu der ersten Endwand 21 entlang der Außenumfangswand 13 in dem Spiralströmungskanal 19 im Inneren des Schneckengehäuses 4 erzeugt wird, wird die Durchsatzrate in dem Spiralströmungskanal 19 in der Umfangsrichtung des Lüfterrads 3 an der Seite der ersten Endwand 21 unterdrückt, da die erste Endwand 21 des Schneckengehäuses 4 geneigt ist, um die Strömungskanalquerschnittsfläche des Spiralströmungskanals 19 allmählich von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite wie bei dem Ausführungsbeispiel zu vergrößern. Dies bewirkt, dass die Durchsatzrate zwischen der Seite der ersten Endwand 21 und der Seite der zweiten Endwand 22 im Wesentlichen gleich ist, und somit wird die sekundäre Strömung von der zweiten Endwand 22 zu der ersten Endwand 21 unterdrückt. Dies stabilisiert die Strömung in der axialen Richtung des Spiralströmungskanals 19 (axiale Richtung der Drehwelle 7) und reduziert Geräusche, wodurch der Wirkungsgrad verbessert wird. Die Messergebnisse haben gezeigt, dass der Verringerungsbetrag des spezifischen Geräuschniveaus im Falle des Schneckengehäuses 4 mit einer derartigen Form –1,0 dB betrug.
(Form des Zungenteils 16)
Unter Bezugnahme auf die 5 bis 9 wird zunächst die Form des Zungenteils 16 des Schneckengehäuses 4 bei dem Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Erfinder haben die Form verifiziert, um Geräusche in dem Zungenteil 16 zu reduzieren. Die 5 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A der 4, und die 6 und 7 zeigen die verifizierten Ergebnisse. Des Weiteren zeigt die 9 eine schematische Ansicht zum Beschreiben der verifizierten Ergebnisse.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, zeigt die Geschwindigkeitsverteilung der aus dem Lüfterrad 3 herausströmenden Luft, dass die Geschwindigkeit an der Seite des Elektromotors 2 (die Seite der Bodenplatte 6, die durch LWR in den 8 und 9 angegeben ist) größer ist. Da viele Wirbel in der aus dem Lüfterrad 3 herausströmenden Luft enthalten sind, werden Geräusche erzeugt, wenn die Wirbel mit dem Zungenteil 16 kollidieren. Wenn des Weiteren die vordere Kante jene des normalen Zungenteils 100 ist, die parallel zu der Drehwelle 7 des Elektromotors 2 ist, wie dies in der 8 gezeigt ist, werden stillstehende Bereiche in einer Ecke 100A an der Sauganschlussseite des Zungenteils 100 (durch UPR in der 8 angegeben) und in einer Ecke 100B an der Seite des Elektromotors 2 (LWR) erzeugt. Aufgrund einer Scherturbulenz aufgrund einer Interferenz zwischen Luftströmungen, die aus dem Lüfterrad 3 und den stillstehenden Bereichen strömen, und aufgrund von Geräuschen, die wegen einer sekundären Strömung erzeugt werden, verstärken sich daher die Geräusche insgesamt, die durch den Zungenteil 16 zusammen mit den Geräuschen aufgrund der vorstehend beschriebenen Wirbel verursacht werden.
Daher wurde ein erster Überhangbereich 16A, der so geneigt ist, dass sich das Überhangmaß entgegen der Drehrichtung des Lüfterrads 3 (im Gegenuhrzeigersinn gemäß der 4) zu der Seite der zweiten Endwand 22 vergrößert, zunächst in einem Abschnitt des Zungenteils 16 an der Seite der zweiten Endwand 22 ausgebildet (an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle 7). Dann wurde ein spezifisches Geräuschniveau gemessen, als die Form von diesem ersten Überhangbereich 16A geändert wurde. Beim Ändern der Form wurde ein Maß des Zungenteils 16 in der axialen Richtung der Drehwelle 7 (d. h. das Gesamtmaß des Zungenteils 16 in der axialen Richtung der Drehwelle 7) durch H bezeichnet, und ein Maß des Zungenteils 16 in der axialen Richtung der Drehwelle 7 von einem Ende P1 an der Seite der zweiten Endwand 22 (an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle 7) bis zu einem Startpunkt P2 des Überhangs an der Seite der zweiten Endwand 22 wurde durch Z1 bezeichnet (d. h. das Maß des ersten Überhangbereiches 16A in der axialen Richtung der Drehwelle 7), wie dies in der 5 gezeigt ist.
Dann wurde eine Änderung des spezifischen Geräuschniveaus gemessen, als sich ein Verhältnis Z1/H des Maßes Z1 des ersten Überhangbereiches 16A in der axialen Richtung der Drehwelle 7 zu dem Gesamtmaß H des Zungenteils 16 in der axialen Richtung der Drehwelle 7 geändert hat. Die Ergebnisse sind in der 6 gezeigt. Auch wenn sich das spezifische Geräuschniveau verglichen mit dem Falle Z1/H = 0 verringert hat, da die Erzeugung des ersten Überhangbereiches 16A den stillstehenden Bereich (100B in der 8) in der Ecke an der Seite des Elektromotors 2 verschwinden ließ, der durch LWR in der 9 angegeben ist, wurde herausgefunden, dass es insbesondere gut in einem Bereich wurde, der nicht kleiner als 0,1 und nicht größer als 0,4 ist (0,1 ≤ Z1/H ≤ 0,4), und es wurde mit –0,45 dB am geringsten, als Z1/H = 0,2 galt. Daher wird Z1/H bei der vorliegenden Erfindung auf 0,2 festgelegt.
Als nächstes wurde ein zweiter Überhangbereich 16B, der so geneigt ist, dass sich das Überhangmaß entgegen der Drehrichtung des Lüfterrads 3 (im Gegenuhrzeigersinn gemäß der 4) zu der Seite der ersten Endwand 21 vergrößert, in einem Abschnitt des Zungenteils 16 an der Seite der ersten Endwand 21 (an einer Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle 7) ausgebildet, ohne dass der erste Überhangbereich 16A ausgebildet wurde. Dann wurde ein spezifisches Geräuschniveau in der gleichen Weise gemessen, als die Form von diesem zweiten Überhangbereich 16B geändert wurde. Beim Ändern der Form wurde ein Maß des Zungenteils 16 in der axialen Richtung der Drehwelle 7 von dem Ende P1 an der Seite der zweiten Endwand 22 (an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle 7) bis zu einem Startpunkt P3 des Überhangs an der Seite der ersten Endwand 21 (d. h. das Gesamtmaß des Zungenteils 16 in der axialen Richtung der Drehwelle 7 minus das Maß des zweiten Überhangbereiches 16B in der axialen Richtung der Drehwelle 7) durch Z2 bezeichnet, wie dies in der 5 gezeigt ist.
Dann wurde eine Änderung des spezifischen Geräuschniveaus gemessen, als ein Verhältnis Z2/H von Z2 (das Gesamtmaß des Zungenteils 16 in der axialen Richtung der Drehwelle 7 minus das Maß des zweiten Überhangbereiches 16B in der axialen Richtung der Drehwelle 7) zu dem Gesamtmaß H des Zungenteils 16 in der axialen Richtung der Drehwelle 7 geändert wurde, wie dies vorstehend beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in der 7 gezeigt. Auch wenn sich das spezifische Geräuschniveau verglichen mit dem Fall von Z2/H = 1 verringert hat, da die Erzeugung des zweiten Überhangbereiches 16B den stillstehenden Bereich (100A in der 8) in der Ecke an der Seite des Sauganschlusses 11 verschwinden ließ, der durch UPR in der 9 angegeben ist, wurde herausgefunden, dass es insbesondere gut in einem Bereich war, der nicht kleiner als 0,4 und nicht größer als 0,9 ist (0,4 ≤ Z2/H ≤ 0,9), und es wurde mit –0,48 dB am geringsten, als Z2/H = 0,6 galt. Daher wird Z2/H bei der vorliegenden Erfindung auf 0,6 festgelegt.
Dann wurden sowohl der erste Überhangbereich 16A als auch der zweite Überhangbereich 16B, die vorstehend beschrieben sind, in dem Zungenteil 16 wie bei dem in der 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Es wurde herausgefunden, dass, wenn die Maßverhältnisse Z1/H und Z2/H, die vorstehend beschrieben sind, auf die besten Werte festgelegt werden, d. h., wenn Z1/H = 0,2 und Z2/H = 0,6 gelten, der Verringerungsbetrag des spezifischen Geräuschniveaus mit –0,52 dB der größte Verringerungsbetrag wurde. Dies ist dadurch begründet, dass die Ausbildung des ersten und des zweiten Überhangbereiches 16A und 16B beide stillstehenden Bereiche 100A und 100B, die in der 8 gezeigt sind, verschwinden lassen, wie dies in der 9 gezeigt ist.
Es ist zu beachten, dass das Ende P1 des Zungenteils 16 und ein Ende (durch P4 angegeben) an der Seite des Sauganschlusses 11 und die Punkte P2 und P3, an denen der Überhang des jeweiligen Überhangbereiches 16A, 16B startet, die in der 5 gezeigt sind, zu Eckenabschnitten werden, obwohl sie stumpfe Winkel sind. Auch wenn die Gefahr besteht, dass Luft mit den Eckenabschnitten kollidiert, so dass Turbulenzen erzeugt werden, können Turbulenzen unterdrückt werden, die dann verursacht werden, wenn Luft mit diesen Abschnitten kollidiert, falls die an diesen Punkten P1 bis P4 ausgebildeten Ecken in einer glatt gekrümmten Weise verbunden werden, wodurch eine weitere Geräuschreduzierung erreicht wird.
(Formen der aufrechten Wand 26 und des Schalltrichters 27)
Zunächst werden unter Bezugnahme auf die 10 bis 15 die Foren der aufrechten Wand 26 und des Schalltrichters 27 des Schneckengehäuses 4 bei dem Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Erfinder haben verifiziert, ob Geräusche, die dann verursacht werden, wenn Luft in das Lüfterrad 3 strömt, durch die Formen der aufrechten Wand 26 und des Schalltrichters 27 reduziert werden können. Die 10 zeigt eine vergrößerte Längsschnittseitenansicht eines Teils des Sauganschlusses 11 des Schneckengehäuses 4, und die 11 bis 13 zeigen die verifizierten Ergebnisse. Die 15 zeigt eine schematische Ansicht zum Beschreiben der verifizierten Ergebnisse.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, strömt eine Luftströmung, die aus dem Sauganschluss 11 im Inneren des Schalltrichters 27 durch die Drehung des Lüfterrads 3 hinein strömt, zu der Basisseite der Lamellen 8 (die Seite der Bodenplatte 6, an der sich der Elektromotor 2 befindet), und sie wird daran konzentriert. Im Falle eines normalen Schalltrichters, wie er in der 14 gezeigt ist, gibt es eine geringe Strömung in die Lamellen 8 an der Seite des Sauganschlusses 11 aufgrund einer Separierung an der vorderen Kante des Schalltrichters, wodurch ein stillstehender Bereich entsteht. Dies bewirkt, dass die Luftströmung, die an der Basisseite der Lamellen 8 konzentriert wird, örtlich eine hohe Durchsatzratenverteilung hat, was zu einer Verstärkung der Geräusche führt, die proportional zu der sechsten Potenz der Luftdurchsatzrate ist.
Daher wurde die aufrechte Wand 26 bei dem Ausführungsbeispiel zunächst um den Sauganschluss 11 herum ausgebildet, und das spezifische Geräuschniveau und der Lüfterradwirkungsgrad wurden gemessen, während ein Höhenmaß L geändert wurde. Die 11 zeigt ein Diagramm, das die Ergebnisse darstellt. Hierbei bezeichnet L ein Maß, um das die aufrechte Wand 26 von der ersten Endwand 26 steht, und D bezeichnet den Durchmesser des Lüfterrads 3 (das Maß einer Linie, die sich zwischen äußeren Enden der Lamellen 8 durch die axiale Mitte des Nabenteils 6B erstreckt), und Änderungen des spezifischen Geräuschniveaus und des Lüfterwirkungsgrads wurden gemessen, als ein Verhältnis L/D des Standmaßes L der aufrechten Wand 26 zu dem Lüfterraddurchmesser D geändert wurden.
Wie dies aus der 11 ersichtlich ist, wurde herausgefunden, dass das spezifische Geräuschniveau reduziert wurde, als L/D in einem L/D-Bereich von 0 bis 0,3 vergrößert wurde, um den Lüfterradwirkungsgrad zu verbessern. Insbesondere hatte das spezifische Geräuschniveau eine Reduzierwirkung von –1,6 dB in dem gemessenen Bereich. Es wurde angenommen, dass dies dadurch begründet ist, dass das gekrümmte vertikale Maß des Schalltrichters 27 umso größer ist, je größer die aufrechte Wand 26 ist, und somit strömt Luft, die aus dem Sauganschluss 11 hineinströmt, durch den Coanda-Effekt entlang des Schalltrichters 27, damit sie in einfacher Weise in die Lamellen 8 des Lüfterrads 3 an der Seite des Sauganschlusses 11 (an der Seite der ersten Endwand 21) strömen kann, wie dies in der 15 gezeigt ist.
Anders gesagt wurde angenommen, dass die Luftdurchsatzrate zwischen den Lamellen 8 in der Längsrichtung der Lamellen 8 (der axialen Richtung der Drehwelle 7) vereinheitlicht wird, um Bereiche zu beseitigen, in denen die Geschwindigkeit örtlich groß wird, um so die Geräusche zu reduzieren. Auch wenn es besser ist, L/D zu vergrößern, muss nicht gesagt werden, dass eine Grenze vorhanden ist, da daraus eine Vergrößerung des Maßes des Zentrifugalluftgebläses 1 als solches resultiert, falls das Standmaß L der aufrechten Wand 26 zu groß ist.
Somit wurde herausgefunden, dass der Schalltrichter 27 wirksam ist, wenn die aufrechte Wand 26 mit einer stehenden Form ausgebildet wird. Als nächstes wurde die Form des Schalltrichters 27 selbst verifiziert. Als Faktoren in diesem Fall wurden ein Maß (ein Innenmaß des Lüfterrads 3) Rf1 von der axialen Mitte der Drehwelle 7 zu einem inneren Ende der jeweiligen Lamelle 8, ein Maß (ein Innenmaß der vorderen Kante des Schalltrichters 27) R1 von der axialen Mitte der Drehwelle 7 zu der vorderen Kante (eine Kante an der Seite des Lüfterrads 3) des Schalltrichters 27 (eine Fläche der aufrechten Wand 26 an der Seite des Sauganschlusses 11) und ein Maß (das minimale Innenmaß des Schalltrichters 27) R2 von der axialen Mitte der Drehwelle 7 zu einer inneren Kante des Schalltrichters 27 angenommen.
Dann wurden das spezifische Geräuschniveau und der Lüfterradwirkungsgrad gemessen, als ein Verhältnis R1/Rf1 des Innenmaßes R1 der vorderen Kante des Schalltrichters 27 zu dem Innenmaß Rf1 des Lüfterrads 3 geändert wurde, die vorstehend beschrieben sind. Die Ergebnisse sind in der 12 gezeigt. In diesem Diagramm gibt eine vertikale Linie mit R1/Rf1 = 1,1, die durch die durchgezogene Linie angegeben ist, einen Grenzpunkt mit dem minimalen Zwischenraum mit dem Kranz 9 an, und sie muss auf diesen Wert oder kleiner festgelegt werden, da eine Interferenz zwischen dem Schalltrichter 27 und dem Kranz 9 auftreten würde, falls R1 einen größeren Wert als diesen annimmt.
Wie dies aus diesem Diagramm ersichtlich ist, wird das spezifische Geräuschniveau reduziert, wenn sich R1/Rf1 vergrößert. Jedoch hat der Lüfterradwirkungsgrad eine Tendenz, dass er sich bis zu R1/Rf1 = 1 vergrößert und danach verringert. Es wird angenommen, dass dies dadurch begründet ist, dass die Menge der austretenden Luft aus dem Zwischenraum zwischen der vorderen Kante des Schalltrichters 27 und der Lamelle 8 zu der Außenseite des Kranzes 9 von den Luftmengen, die entlang des Schalltrichters 27 strömen, vergrößert wird, falls R1 größer wird als Rf1. Daher wurde herausgefunden, dass es besser ist, R1/Rf1 in einem Bereich festzulegen, der nicht größer als 0,95 ist, in dem das spezifische Geräuschniveau nicht zu hoch ist, und der nicht kleiner als 1,05 ist, in dem sich der Lüfterradwirkungsgrad nicht zu sehr verringert (0,95 ≤ R1/Rf1 ≤ 1,05). Bei dem Ausführungsbeispiel wurde R1/Rf1 = 1 festgelegt, wobei der Lüftungswirkungsgrad am besten wurde.
Als nächstes wurden das spezifische Geräuschniveau und der Lüfterradwirkungsgrad gemessen, als ein Verhältnis R2/R1 des minimalen Innenmaßes R2 des Schalltrichters 27 zu dem Innenmaß R1 an der vorderen Kante des Schalltrichters 27 geändert wurde, die vorstehend beschrieben sind. Die Ergebnisse sind in der 13 gezeigt. Es wurde aus diesem Diagramm herausgefunden, dass sowohl das spezifische Geräuschniveau als auch der Lüfterradwirkungsgrad eine Tendenz haben, dass sie reduziert werden, wenn R2/R1 vergrößert wird, wenn R2/R1 innerhalb eines Bereiches von 0,9 bis 1 fällt, und dass es besser ist, R2/R1 in einen Bereich festzulegen, der innerhalb des Bereiches nicht kleiner ist als 0,94 und nicht größer als 1 (0,94 ≤ R2/R1 ≤ 1).
Daher wird bei dem Ausführungsbeispiel R2/R1 = 1 festgelegt. Es wird angenommen, dass dies dadurch begründet ist, dass eine gekrümmte Fläche, die sich vor der vorderen Kante des Schalltrichters 27 befindet, zur Außenseite gelangt und dass eine derartig ungewöhnliche Form Luftturbulenzen verursachen würde, falls R2/R1 größer wird als 1.
Gemäß der Struktur, die vorstehend im Einzelnen beschrieben ist, wurde das spezifische Geräuschniveau um 1,92 dB mittels der aufrechten Wand 26 und des Schalltrichters 27 bei dem Ausführungsbeispiel im Vergleich mit dem spezifischen Geräuschniveau bei einem normalen Zentrifugalluftgebläse reduziert (8 und 14). Zusätzlich dazu wurde das spezifische Geräuschniveau um 2,89 dB verglichen mit dem normalen Zentrifugalluftgebläse reduziert, als die Höhe der ersten Endwand 21 in der axialen Richtung der Drehwelle 7 von dem Beginn der Windung des Spiralströmungskanals 19 zu dem Gebläseauslass 12 allmählich vergrößert wurde. Zusätzlich dazu wurde bestätigt, dass das spezifische Geräuschniveau um 3,13 dB verglichen mit dem normalen Zentrifugalluftgebläse reduziert wurde, als die Form des Zungenteils 16 so geschaffen wurde, dass sie eine Form wie bei dem Ausführungsbeispiel hat.
Bezugszeichenliste

1: Zentrifugalluftgebläse
2: Elektromotor
3: Lüfterrad
4: Schneckengehäuse
6: Bodenplatte
7: Drehwelle
8: Lamelle
9: Kranz
11: Sauganschluss
12: Gebläseauslass
16: Zungenteil
16A: erster Überhangbereich
16B: zweiter Überhangbereich
19: Spiralströmungskanal
21: erste Endwand
22: zweite Endwand
26: aufrechte Wand
27: Schalltrichter

Claims

Zentrifugalluftgebläse, gekennzeichnet durch: ein Lüfterrad, das aus einer Bodenplatte, die an einer Drehwelle befestigt ist, vielen Lamellen, deren Basen an einem Außenumfang der Bodenplatte befestigt sind, und einem ringartigen Kranz besteht, der konzentrisch zu der Bodenplatte vorgesehen ist, um distale Enden der Lamellen zu koppeln; ein Schneckengehäuse zum Unterbringen des Lüfterrads, das einen Sauganschluss an einer Endseite in einer axialen Richtung der Drehwelle hat; einen Spiralströmungskanal, der um das Lüfterrad in dem Schneckengehäuse herum ausgebildet ist; und ein Zungenteil, um eine Lufteinströmung von einem Ende einer Windung zu einem Beginn der Windung des Spiralströmungskanals hin zu unterdrücken, wobei ein Abschnitt des Zungenteils an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle geneigt ist, um ein Maß eines Überhangs entgegen der Drehrichtung des Lüfterrads zu der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle zu vergrößern.
Zentrifugalluftgebläse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Maß des Zungenteils in der axialen Richtung der Drehwelle durch H bezeichnet ist und ein Maß in der axialen Richtung der Drehwelle von einem Ende des Zungenteils an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle bis zu einem Startpunkt des Überhangs durch Z1 bezeichnet ist, 0,1 ≤ Z1/H ≤ 0,4 gilt.
Zentrifugalluftgebläse gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Z1/H = 0,2 gilt.
Zentrifugalluftgebläse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des Zungenteils an einer Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle ebenfalls geneigt ist, um das Maß des Überhangs entgegen der Drehrichtung des Lüfterrads zu der einen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle zu vergrößern.
Zentrifugalluftgebläse gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Maß des Zungenteils in der axialen Richtung der Drehwelle durch H bezeichnet ist und ein Maß in der axialen Richtung der Drehwelle von einem Ende des Zungenteils an der anderen Endseite in der axialen Richtung der Drehwelle bis zu einem Startpunkt des Überhangs an einer Endseite des Zungenteils in der axialen Richtung der Drehwelle durch Z2 bezeichnet ist, 0,4 ≤ Z2/H ≤ 0,9 gilt.
Zentrifugalluftgebläse gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Z2/H = 0,6 gilt.
Zentrifugalluftgebläse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Ecken der Enden des Zungenteils und die Startpunkte des Überhangs glatt gekrümmt sind.
Zentrifugalluftgebläse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine aufrechte Wand um den Sauganschluss in dem Schneckengehäuse herum ausgebildet ist und eine Fläche der aufrechten Wand an einer Seite des Sauganschlusses schalltrichterförmig gekrümmt ist, und wenn ein Maß von einer axialen Mitte der Drehwelle zu inneren Enden der Lamellen durch Rf1 bezeichnet ist, ein Maß von der axialen Mitte der Drehwelle zu einer vorderen Kante der Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses durch R1 bezeichnet ist und ein Maß von der axialen Mitte der Drehwelle zu einer inneren Kante der Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses durch R2 bezeichnet ist, 0,95 ≤ R1/Rf1 ≤ 1,05 und 0,94 ≤ R2/R1 ≤ 1 gelten.
Zentrifugalluftgebläse, gekennzeichnet durch: ein Lüfterrad, das aus einer Bodenplatte, die an einer Drehwelle befestigt ist, vielen Lamellen, deren Basen an einem Außenumfang der Bodenplatte befestigt sind, und einem ringartigen Kranz besteht, der konzentrisch zu der Bodenplatte vorgesehen ist, um distale Enden der Lamellen zu koppeln; ein Schneckengehäuse zum Unterbringen des Lüfterrads, das einen Sauganschluss an einer Endseite in einer axialen Richtung der Drehwelle hat; und einen Spiralströmungskanal, der um das Lüfterrad in dem Schneckengehäuse herum ausgebildet ist, wobei eine aufrechte Wand um den Sauganschluss in dem Schneckengehäuse herum ausgebildet ist und eine Fläche der aufrechten Wand an einer Seite des Sauganschlusses schalltrichterförmig gekrümmt ist, und wenn ein Maß von einer axialen Mitte der Drehwelle zu inneren Enden der Lamellen durch Rf1 bezeichnet ist, ein Maß von der axialen Mitte der Drehwelle zu einer vorderen Kante der Fläche der aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses durch R1 bezeichnet ist und ein Maß von der axialen Mitte der Drehwelle zu einer inneren Kante der Fläche des aufrechten Wand an der Seite des Sauganschlusses durch R2 bezeichnet ist, 0,95 ≤ R1/Rf1 ≤ 1,05 und 0,94 ≤ R2/R1 ≤ 1 gelten.
Zentrifugalluftgebläse gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass R1/Rf1 = 1 und R2/R1 = 1 gelten.