TW201144612A - Counter-rotating axial flow fan - Google Patents

Description

201144612 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於讓前段葉輪與後段葉輪朝相反方向旋轉 的雙重反轉式軸流送風機。 【先前技術】 在日本特許第4128194號（專利文獻1)，揭示有雙重 反轉式軸流送風機的習知例子，該雙重反轉式軸流送風 機，是具有：殻罩、前段葉輪、後段葉輪、以及中段靜止 部’該殻罩，具備有風洞，該風洞在軸線方向的其中一側 具有吸入口，在上述軸線方向的另一側具有排出口；該前 段葉輪’具備有在風洞內旋轉的複數片的前段葉片；該後 段葉輪，具備有在風洞內旋轉的複數片的後段葉片；該中 段靜止部’是由：位在風洞內的前段葉輪與後段葉輪之 間，以靜止狀態配置的複數片的靜止葉片或支柱所構成。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1 ] 曰本特許第4128丨94號第1圖及第2圖 【發明內容】 [發明欲解決的課題] 在習知的雙重反轉式軸流送風機，藉由將前段葉輪、 後段葉輪、中段靜止部的形狀予以設計，而將噪音減低。 -5- 201144612 認爲藉由將前段葉輪、後段葉輪、中段靜止部的設計適當 化，則能減低目標動作點的噪音。可是，實際上也會將雙 重反轉式軸流送風機，在與當初設計的目標動作點稍微偏 離的動作點（希望的目標動作點）作動。在這種情況，噪音 會增大。 本發明的目的’要提供一種雙重反轉式軸流送風機， 不變更前段葉輪、後段葉輪及中段靜止部，能減低目標動 作點的噪音。 [用以解決課題的手段] 本發明的改良對象的雙重反轉式軸流送風機，是具 有：殼罩、前段葉輪、後段葉輪、以及中段靜止部，該殼 罩，具備有風洞，該風洞在軸線方向的其中一側具有吸入 口，在軸線方向的另一側具有排出口；該前段葉輪，具備 有在風洞內旋轉的複數片的前段葉片；該後段葉輪，具備 有在風洞內旋轉的複數片的後段葉片；該中段靜止部，是 由：位在風洞內的前段葉輪與後段葉輪之間的位置，以靜 止狀態配置的複數片的靜止葉片或支柱（沒有作爲靜止葉 片的功能的支承構件）所構成。 在本發明，在包圍風洞的殼罩的內壁部，在較中段靜 止部更靠近後段葉輪的位置，形成有：朝向內壁部的直徑 方向內側且連續於周方向或是隔著間隔而延伸的一個以上 的紊流產生用突出面。一個以上的紊流產生用突出面’能 配置在：接近中段靜止部的位置。而一個以上的紊流產生 -6 - 201144612 用突出面，可以配置成從中段靜止部朝後段葉輪側遠離。 已確認了 ：從形成有適當的紊流產生用突出面的雙重反轉 式軸流送風機所產生的噪音，會小於：將沒有形成紊流產 生用突出面的雙重反轉式軸流送風機以相同的動作點作動 時產生的噪音。也就是說，已確認了不變更前段葉輪、後 段葉輪及中段靜止部，藉由設置紊流產生用突出面，能減 低噪音。其原因雖然沒有完全了解，而發明者推測爲：從 前段葉輪排出而碰到紊流產生用突出面的流體，會成爲在 進入到後段葉輪所存在的區域之前局部紊亂的紊流，該紊 流，相對於沿著後段葉輪的後段葉片的表面流動而排出的 流體的流動，會給予抑制流體從後段葉片的表面剝離的 力，有助於減低噪音。只要形成有相對於動作點爲適當大 小的紊流產生用突出面，能盡量減少噪音。於是紊流產生 用突出面的大小雖然無法直接限定，而其形狀及尺寸，只 要是在目標動作點，能防止：在後段葉片的表面產生流體 的剝離現象的大小即可，則並沒有限制》 爲了形成紊流產生用突出面，例如，在較殼罩的內壁 部的中段靜止部更靠近後段葉輪的位置，設置有··朝向內 壁部的直徑方向內側且連續於周方向或隔著間隔而延伸的 一個以上的肋部較佳。該肋部的與前段葉輪相對向的面， 構成了紊流產生用突出面。該肋部，能夠在形成殼罩時簡 單地設置，能便宜地執行噪音對策。 將一個以上的肋部，以在徑方向全體地與後段葉輪相 對向的方式，朝向排出口延伸。以該方式設置長肋部的 201144612 話，則不只是補強了殼罩’且能將後段葉輪的後段葉片與 殼罩的內壁面之間的距離縮短，能提高靜壓力。 【實施方式】 以下參考圖面，針對本發明的雙重反轉式軸流送風機 的實施方式加以說明。第1圖是將本實施方式的雙重反轉 式軸流送風機1的構造槪略顯示的圖面’以剖面顯示筒狀 的殻罩3。第2圖是第1圖的Π-ΙΙ線剖面圖。殼罩3’具 備有風洞9，該風洞9 ’在軸線X的軸線方向的其中一側 具有吸入口 5，且在軸線方向的另一側具有排出口 7。殼 罩3，也可作成：讓分割面在與軸線X正交的方向位於軸 線方向的中央位置的方式，將兩個分割的分割殼罩組合所 構成。在風洞9的靠近吸入口 5的內部’配置有前段葉輪 15，該前段葉輪15作成將複數片的前段葉片11固定於輪 轂13。複數片的前段葉片11’將其中一端固定於輪轂13 的外周部，而在輪轂的周方向隔著相同間隔配置。在輪轂 13的內部，固定有：成爲前段葉輪15的驅動源的前段馬 達的轉子。在風洞9的中央部配置有中段靜止部19，該 中段靜止部19具備有複數片的靜止葉片17。複數片的靜 止葉片17，其中一端固定於中央本體21的外周部，另一 端固定於殼罩3的內壁部。在中央本體21，固定著上述 前段馬達的定子。在中央本體21的外周部，在軸線X的 周方向隔著相同間隔配置有複數片的靜止葉片17。在風 洞9的靠近排出口 7的內部’配置有後段葉輪27，該後 201144612 段葉輪27作成將複數片的後段葉片23固定於輪轂25。 複數片的後段葉片23，其中一端固定於輪轂25的外周 部，在輪轂2 5的周方向隔著相同間隔配置。在輪轂25的 內部，固定有：成爲後段葉輪27的驅動源的後段馬達的 轉子。後段馬達的定子，固定在：中段靜止部19的中央 本體21。 在本實施方式，在殼罩3的內壁面4固定有環狀的肋 部31，該肋部31具備有：在中段靜止部19與後段葉輪 27之間接近中段靜止部19的位置，朝向內壁部4的直徑 方向內側且在周方向連續延伸的紊流產生用突出面29。 在本實施方式，從前段葉輪1 5排出而碰到紊流產生用突 出面29的流體，會成爲在進入到後段葉輪27所存在的區 域之前局部紊亂的紊流。該紊流，相對於沿著後段葉輪 27的後段葉片23的表面流動而排出的流體的流動，會給 予抑制流體從後段葉片23的表面剝離的力。藉由實驗已 確認了 ：如果形成因應於目標動作點的適當的紊流產生用 突出面2 9，則讓噪音減低。 第3圖（A)及（B)，是對於將目標動作點適當地設計成 風量0.5〔m3/min〕、靜壓力370〔Pa〕的既有的雙重反 轉式軸流送風機〔標準（a)〕，不改變目標動作點，形成 四種（b)〜（e)紊流產生用突出面的情況的噪音與靜壓力-風 量特性的顯示圖。在第3圖（A)，所謂「凸出lmm」，是 代表紊流產生用突出面朝直徑方向突出的尺寸爲1mm。 如第3圖（A)所示，在將前段葉輪、後段葉輪、及中段靜 201144612 止部設計成：在目標動作點讓噪音成爲預定的音壓程度之 雙重反轉式軸流送風機，設置紊流產生用突出面，成爲噪 音的增加原因。在該情況，如第3圖（B)所示，目標動作 點沒有改變。第4圖（A)及（B)，是把將目標動作點適當地 設計成風量〇.5〔1113/11^11〕、靜壓力370〔？3〕的既有的 雙重反轉式軸流送風機，變更成風量0.45〔 m3/min〕、靜 壓力390〔 Pa〕的目標動作點的情況〔標準（a’ ）〕，形成 四種（b’ ）〜（e’ ）紊流產生用突出面的情況的噪音與靜壓 力-風量特性的顯示圖。如第4圖（A)所示，當將目標動作 點下降使用時，在直徑方向設置〇.2mm延伸的紊流產生 用突出面的話，與沒有設置紊流產生用突出面的情況〔標 準（a’ ）〕相比，噪音會減低。在較0.2mm更長的紊流產 生用突出面，噪音會增加。這證明了不變更前段葉輪、後 段葉輪及中段靜止部，藉由設置紊流產生用突出面能減低 噪音。換言之證明了：已經設計用來在特定的目標動作點 使用的前段葉輪、後段葉輪、及中段靜止部不變，而將目 標動作點變更所增加的噪音，能夠藉由設置紊流產生用突 出面而減低。 紊流產生用突出面29的大小，在設計成在特定的目 標動作點作動的前段葉片、後段葉片及靜止葉片的各片 數、形狀及尺寸不變，而將目標動作點變更的情況，因應 其變更的程度而決定最佳値。因此紊流產生用突出面29 的大小，雖然無法統一地決定，而能在設計階段藉由模擬 來求出紊流產生用突出面29的較佳形狀及尺寸。因此紊 -10- 201144612 流產生用突出面29的形狀及尺寸，只要是在目 點，能防止：在後段葉片23的表面產生流體的剝 的大小即可，則並沒有限制。 紊流產生用突出面29，如上述實施方式，不 續於周方向，如第5圖所示，在相較於殼罩3的內 的中段靜止部1 9更靠近後段葉輪2 7的位置，設置 向內壁部4的直徑方向內側且在周方向隔著間隔延 個以上的肋部3 1 ’ ，在周方向隔著間隔形成紊流 突出面2 9 ’也可以。該情況，各紊流產生用突出B 的間隔，因應於所提供的雙重反轉式軸流送風機的 適當決定即可。 用來將紊流產生用突出面29、29’形成的肋若 3 1’的軸線方向的配置位置及長度，可以任意決定 述實施方式，雖然配置有：接近中段靜止部1 9而 紊流產生用突出面29、29’的肋部31、31’ ，而 第6圖所示，將肋部3 1、3 1 ’形成爲：讓紊流產 出面29、29’位於從中段靜止部1 9朝排出口側遠 置。在上述實施方式，肋部31、31’的軸線方向 雖然較短而沒有到與後段葉輪27的後段葉片23相 程度，而如第7圖及第8圖所示，也可將肋部31 的軸線方向尺寸決定成完全與後段葉輪27的後段; 相對向。在第7圖的實施方式，與第1圖及第2圖 方式同樣地，紊流產生用突出面29、29’與中段 19接近，在第8圖的例子，與第6圖的實施方 標動作 離現象 需要連 壁部4 有：朝 伸的一 產生用 5 29’ 構造， 15 31、 。在上 具備有 也可如 生用突 離的位 尺寸， 對向的 、31， 葚片23 的實施 靜止部 式同樣 -11 - 201144612 地，紊流產生用突出面29、29’離開中段靜止部19。如 第7圖及第8圖的實施方式，當將肋部31、31’朝向排 出口 7延伸成：全體在直徑方向與後段葉輪27相對向 時，則不僅能補強殻罩3，且能將後段葉輪27的後段葉 片23與殻罩3的內壁面之間的距離縮短，能提高靜壓 力。 在上述實施方式，雖然紊流產生用突出面29、29’ 朝與軸線X正交的方向延伸，而紊流產生用突出面29、 29’ ’並不一定需要朝與軸線X正交的方向延伸，也可 作成傾斜、彎曲、或階段狀，其形狀只要能產生所需要的 紊流即可，並沒有限制。 在上述實施方式，中段靜止部19雖然具備有靜止葉 片17’而中段靜止部19，當然也可取代靜止葉片，具備 有：不具有作爲靜止葉片的功能而用來支承馬達的複數條 支柱。 [產業上的可利用性] 藉由本發明’提出一種習知沒有的噪音減低構造，藉 由設置紊流產生用突出面，來防止：在後段葉片的表面產 生流體的剝離現象。 【圖式簡單說明】 第1圖是將本實施方式的雙重反轉式軸流送風機1的 構造槪略顯示的圖面。 -12- 201144612 第2圖是第1圖的i丨_ π線剖面圖。 第3圖（A )及（Β )，是對於將目標動作點適當地設計成 風量0.5〔m3/min]、靜壓力370〔Pa〕的既有的雙重反 轉式軸流送風機，不改變目標動作點，形成四種紊流產生 用突出面的情況的噪音與靜壓力-風量特性的顯示圖。 第4圖（A)及（B)，是把將目標動作點適當地設計成風 量〇·5〔m3/min〕、靜壓力370[Pa〕的既有的雙重反轉 式軸流送風機，變更成風量〇.45〔m3/min〕、靜壓力390 [Pa〕的目標動作點的情況，形成四種紊流產生用突出面 的情況的噪音與靜壓力-風量特性的顯示圖。 第5圖是顯示將紊流產生用突出面在周方向隔著間隔 形成的例子的剖面圖。 第6圖是顯示本發明的其他實施方式的主要部分的剖 面圖。 第7圖是顯示本發明的另外實施方式的主要部分的剖 面圖。 第8圖是顯示本發明的另外實施方式的主要部分的剖 面圖。 【主要元件符號說明】 I :雙重反轉式軸流送風機 3 :殻罩 5 :吸入口 7 :排出口 -13- 201144612 9 :風洞 1 1 :前段葉片 1 3 :輪轂 1 5 :前段葉輪 17 :靜止葉片 1 9 :中段靜止部 2 1 :中央本體 23 :後段葉片 2 5 :輪轂 2 7 :後段葉輪 29、29’ ：紊流產生用突出面 3 1、3 Γ :肋部 -14-

Claims (1)

1. 201144612 七、申請專利範圍 1. 一種雙重反轉式軸流送風機，是具有：殼罩、前 段葉輪、後段葉輪、以及中段靜止部； 該殻罩，具備有風洞，該風洞在軸線方向的其中一側 具有吸入口，在上述軸線方向的另一側具有排出口； 該前段葉輪，具備有在上述風洞內旋轉的複數片的前 段葉片； 該後段葉輪，具備有在上述風洞內旋轉的複數片的後 段葉片； 該中段靜止部，是由：位在上述風洞內的上述前段葉 輪與後段葉輪之間的位置，以靜止狀態配置的複數片的靜 止葉片或支柱所構成，其特徵爲： 在將上述風洞包圍的上述殼罩的內壁部，在較上述中 段靜止部更靠近上述後段葉輪的位置，形成有：朝向上述 內壁部的徑方向內側且於周方向呈連續地或是隔著間隔而 延伸的一個以上的紊流產生用突出面。 2. 如申請專利範圍第1項的雙重反轉式軸流送風 機’其中上述一個以上的紊流產生用突出面，其形狀及尺 寸設定爲：在目標動作點，可防止在上述後段葉片的表面 產生流體的剝離現象。 3 ·如申請專利範圍第1或2項的雙重反轉式軸流送 風機’其中上述一個以上的紊流產生用突出面，是配置在 與上述中段靜止部接近的位置。 4.如申請專利範圍第1或2項的雙重反轉式軸流送 -15- 201144612 風機，其中上述一個以上的紊流產生用突出面，是配置在 朝上述後段葉輪側遠離上述中段靜止部的位置。 5. 如申請專利範圍第1項的雙重反轉式軸流送風 機，其中在上述內壁部，在較上述中段靜止部更靠近上述 後段葉輪的位置，設置有：朝向上述內壁部的徑方向內側 且於周方向呈連續地或隔著間隔延伸的一個以上的肋部， 上述肋部之與上述前段葉輪相對向的面，構成上述紊流產 生用突出面。 6. 如申請專利範圍第5項的雙重反轉式軸流送風 機，其中上述一個以上的肋部，朝向上述排出口延伸成： 在徑方向未與上述後段葉輪相對向。 7. 如申請專利範圍第5項的雙重反轉式軸流送風 機，其中上述一個以上的肋部，朝向上述排出口延伸成： 全體在徑方向與上述後段葉輪相對向。 -16-