TWI385309B - Air supply device - Google Patents

Description

送風裝置

本發明係關於一種作為以送風為目的之裝置的送風裝置、或作為送風機構而被組裝於機器之一部分的送風裝置。

以往，大部分的送風裝置係在葉輪的中央配置有馬達之構成者。如此構造的送風裝置係在葉輪存在有用以收納馬達的部分，該部分成為所流入流體的阻力，而使送風裝置的效率降低。此外，藉由將在馬達收納部分的送風方向所觀看到的投影面積小型化，可減小流入阻力，但是結果裝置整體高度會變高。

如上所示，欲兼顧裝置整體的薄型化與送風裝置的效率，係存在有困難度。此外，無法避免在旋轉的葉輪與被固定在裝置框體的鐘形口(bell mouth)之間存在間隙。因此，由該間隙部分存在有自機器內部朝向吸入口的送風漏洩，而對送風裝置的效率造成很大的影響。

第8圖係顯示習知之送風裝置之一例的構成圖。如第8圖所示，該送風裝置係由鐘形口(bell mouth)8、葉輪9及馬達10所構成。為了達成裝置整體的薄型化，在鐘形口8所包圍的區域設有馬達10的收納部。由於該收納部係以閉塞吸入口的方式而存在，因此氣流的流動係以流路11表示。因此，空氣的流入阻力會增加，而造成效率降低的原因。

第9圖係將第8圖所示之習知之送風裝置的鐘形口8與葉輪9相重疊部分予以放大者。如第9圖所示，在該重疊部分，存在有作為未通過鐘形口8而由機器內部側朝向葉輪9之吸入口的流動的洩流12，造成送風效率惡化的原因之一。

第10圖係在本申請人之前申請的日本特願2006-297952中所提出之送風裝置之實施例的構成圖。如第10圖所示，具備有吸入空氣的鐘形口8與葉輪9，在該等之間配置有由被固定在葉輪9的轉子16與被固定在鐘形口8的定子17所成的馬達。此外，在鐘形口8與葉輪9之間配設有軸承15。軸承15係在葉輪之徑方向內側的內輪與徑方向外側的外輪、和兩輪間具備有轉動體之形式的軸承，內輪係被固定在繞入軸承內部的鐘形口8，外輪係被固定在葉輪9。藉由軸承15，葉輪9可相對鐘形口8進行旋轉。

第11圖係將第10圖所示之送風裝置的鐘形口8與葉輪9的重疊部分予以放大的圖。如第11圖所示，在鐘形口8與葉輪9之間配置有軸承15，因此空氣流路11係以軸承厚度部分之段差22的部分歪斜，而產生放大損失，亦即產生空氣流動擴展時的損失。

在被安裝在配管內之十字狀等軸支材的中央軸設有作為磁力泵之葉輪的磁力旋轉體的旋轉軸，在磁力旋轉體的外周部配置使磁極交替變化的磁石，在配管外側配置作為馬達之定子的感應旋轉驅動部，以在感應旋轉驅動部所發生的旋轉磁場，將磁力旋轉體進行旋轉驅動，在磁力旋轉體以軸對稱設有因此時的離心力所造成的壓力所發生的離心流路，另外在葉輪的出口側設有導引翼的流體軸粒壓送裝置已被揭示(參照專利文獻1)。此外，雖為具備有葉輪的送風裝置，但是將對葉輪供給空氣的鐘形口形成為一體的定子、及在葉輪安裝馬達的轉子而在固定送風裝置之側配置有馬達之定子者已被提出(參照專利文獻2)。此外，將複數葉的翼片設在旋轉軸上而形成為風車，在遍及該等翼片的外周而安裝的輪環安裝複數的永久磁石而形成轉子，包圍前述風車，設置在空氣取入側的端部形成有鐘形口的圓筒形殼體，在殼體上沿著翼片外周而以放射狀形成定子的風力發電機已被揭示(參照專利文獻3)。

但是，在專利文獻1所揭示的流體軸粒壓送裝置中，導引翼與屬於葉輪的磁力旋轉體並非為一體構造。此外，專利文獻2、3所揭示者中，亦並非揭示在葉輪將鐘形口與轉子形成為一體的構造。

習知之送風裝置係因馬達收納部的吸入阻力、由機器內部朝向吸入口漏洩而難以達成送風裝置的高效率化，而且由於在葉輪中央部配置有馬達，因此難以將送風裝置全體薄型化，即使藉由將馬達薄型化而欲將送風裝置整體薄型化，亦存在有在葉輪中央具有馬達收納部的馬達收納部，因此難以兼顧高效率化、低噪音化。

(專利文獻1)日本特開2000-274398號公報(第3圖)

(專利文獻2)日本實全昭62-184194號公報

(專利文獻3)日本特開平11-299197號公報

因此，在解決用以導引所被取入的空氣流動的鐘形口、與引入且送出空氣的葉輪之間的空氣流動的導引不連續，以提升送風效率方面，具有應解決之課題。

本發明之目的在提供一種為了解決上述課題，可構成高效率、薄型、低噪音、特性穩定的送風裝置，且為高性能的送風裝置。

本發明之送風裝置之特徵為具備有：葉輪；導引被吸入至前述葉輪之空氣流動的鐘形口；及具有被固定在裝置框體側的環狀定子及被安裝在前述葉輪側的環狀轉子的環狀馬達，前述葉輪係與前述鐘形口一體化的鐘形口一體型葉輪，前述馬達的前述環狀轉子係被安裝在前述鐘形口一體型葉輪。

根據該送風裝置，由於葉輪與鐘形口為經一體化的構造，因此葉輪與鐘形口間的間隙會消失。因此，空氣流動的導引不連續獲得解決，不會有通過該間隙而漏洩的空氣。此外，當將葉輪與鐘形口構成為不同個體時，兩者間的間隙在徑方向形成，或在兩者間配置有軸承，因此在空氣流動發生放大損失，但是由於將葉輪與鐘形口一體化，因此使上述放大損失降低而成為高效率，此外，由於因間隙而起的特性變動會消失，因此送風效率較為穩定。

此外，根據該送風裝置，由於在葉輪與鐘形口之間未形成有徑方向的間隙，因此可將馬達的定子與轉子形成為大口徑，且可按照該大口徑化而將定子及轉子在旋轉軸方向形成為較薄。藉由將馬達薄型化，亦可將送風裝置全體小型化。此外，可構成葉輪與鐘形口和馬達成為一體的送風裝置，而可提升組裝性。

此外，根據該送風裝置，在葉輪的中央部中，由於可使馬達收納部分消失，因此成為流入阻力的部分會消失，而可低噪音化。

如以上所示，本發明之送風裝置係將葉輪、及導引對於該葉輪之取入空氣之流動的鐘形口一體化，在固定葉輪與送風裝置之側之間配置有馬達，因此可解決鐘形口與葉輪之間的空氣流動的導引不連續，可構成提高空氣送風效率，高效率、薄型、低噪音、特性穩定的送風裝置，且可獲得高性能的送風裝置。

以下參照第1圖至第7圖，說明本發明之送風裝置的實施形態。在各實施例中，針對達成相同功能的零件或部位，係包含在第8圖至第11圖所示之習知之送風裝置所使用者，均標註相同的元件符號。

(實施例1)

第1圖係顯示本發明之送風裝置之實施例1的縱剖面圖。如第1圖所示，本發明之送風裝置係具備有：用以吸入空氣的鐘形口成為一體的葉輪1、及使葉輪1旋轉的馬達。馬達係具有：固定在葉輪1側的環狀轉子3、及固定在裝置框體側的環狀定子4。在鐘形口一體型的葉輪1與送風裝置的固定端7之間配設有軸承5，藉由軸承5，葉輪1可在送風裝置的固定端7的內側旋轉。當葉輪1旋轉時，由吸入口2被取入空氣而進行送風。

軸承5係具備有：徑方向內側的內輪5a、徑方向外側的外輪5b、及配置在兩輪間之球狀物之類的轉動體5c。軸承5的內輪5a與外輪5b係分別在馬達的空氣取入側與轉子3和定子4相對應配置。在內輪5a的外側側部安裝有鐘形口一體型的葉輪1的端部，葉輪1係沿著轉子3的內側，在空氣送出側延伸至與定子4的側面相對面的位置。軸承5係容許鐘形口一體型的葉輪1相對固定端7與定子4進行旋轉。

第2圖係第1圖所示之送風裝置中之馬達部的上視圖。如第2圖所示，在內側有轉子3，在其外周配置有定子4。在馬達的上部配置有軸承(在第1圖中以元件符號5表示)，軸承5的內輪側被固定在鐘形口一體型的葉輪1與轉子3，軸承5的外輪側被固定在定子4與送風裝置的固定端7。在定子4係朝圓周方向排列配置有複數線圈6，藉由控制線圈6的激磁，定子4係可產生旋轉磁場。

(實施例2)

第3圖係顯示本發明之送風裝置之實施例2的縱剖面圖。第3圖所示之送風裝置係具備有：用以吸入空氣的鐘形口一體型的葉輪1、及使葉輪1旋轉的馬達。馬達係具有：固定在葉輪側的轉子3、及固定在送風裝置側的定子4，其構造係與實施例1的情形相同。在鐘形口一體型的葉輪1與送風裝置的固定端7之間係配設有軸承5，對於送風裝置的固定端7，鐘形口一體型的葉輪1係可旋轉。

本實施例中的軸承5係具備有：軸方向內側的內輪5d、軸方向外側的外輪5e、及配置在兩輪間之球狀物之類的轉動體5f。軸承5的內輪5a係在空氣取入側與定子4相對應配置。在外輪5e的外側側部安裝有鐘形口一體型的葉輪1的端部，其他葉輪1的部分係與實施例1相同地，沿著轉子3的內側，在空氣送出側，延伸至與定子4的側面相對面的位置。軸承5係容許鐘形口一體型的葉輪1相對於固定端7與定子4進行旋轉。

(實施例3)

第4圖係顯示本發明之送風裝置之實施例3的縱剖面圖。第3圖所示之實施例3之送風裝置係具備有：用以吸入空氣的鐘形口成為一體的葉輪1；及使該葉輪旋轉的馬達。馬達係具有：固定在葉輪側的轉子3；及固定在送風裝置側的定子4。其他構造係與實施例1、實施例2的構造相同。在葉輪1中央設有葉輪支持軸21，在葉輪支持軸21配設有軸承5、5。各軸承5係具有：內輪5g、外輪5h、及配置在兩輪間的轉動體5i。在軸承5的外輪配設有防止異物流入之線網兼葉輪支持部20。

第5圖係第4圖所示之實施例4的上視圖。在空氣取入側中，係作為防止異物流入用而設有同心圓狀的線網。為了達成支持該線網的目的及支持葉輪1的目的，複數支支持部20由送風裝置的中心朝向固定端7以放射狀延伸配置。軸承5係具備有：被安裝在葉輪支持軸21的內輪5g；被安裝在支持部20的外輪5h；及被配置在兩輪間的轉動體5i。亦即，鐘形口一體型葉輪1係在用以支持防止異物流入用之線網的支持部20的中央部中，經由軸承5及葉輪支持軸21而以可旋轉的方式予以支持。

第6圖係將第1圖所示之實施例1之送風裝置中之空氣流動的流路13以流線顯示者。如第6圖所示，在葉輪1的中央部並不存在有馬達儲放部分，因此不會有使空氣流入阻力增加的要因，與習知品相比較，可將效率改善4%左右。

第7圖係在第1圖所示之實施例1的送風裝置中，放大顯示鐘形口一體型葉輪1與送風裝置的固定端7的部分的示意圖。在由機器內部側朝向葉輪1之吸入口的漏洩路徑，係存在有轉子3與定子4之間的磁間隙14與軸承5。一般而言，磁間隙係非常窄，為數mm左右，而且有馬達厚度部分的距離，與習知品相比較，形成不易漏洩的構造。此外，軸承5存在至機器外部為止，更加形成不易漏洩的構造。此外，藉由在軸承5使用附有密封件的軸承，可更加不易漏洩。因此，與習知品相比較，可構成漏洩量少且高效率的送風裝置。

在習知之送風裝置中，如第11圖所示，會產生鐘形口8與葉輪9之間的段差22，作為流路而發生放大損失。在本發明之送風裝置中，如第7圖放大所示，葉輪係鐘形口部分1a與葉輪部分1b成為一體的一體型葉輪1，因此不會發生在習知之送風裝置中所發生的段差22，可減少在擴展流動的流路的放大損失。

此外，在習知之送風裝置中，如第8圖所示，由於馬達10存在於葉輪9的中央部，因此對於馬達10並不會有空氣流動直接抵觸，為不利於馬達10冷卻的構造。但是，本發明之送風裝置如第1圖、第3圖或第4圖所示，轉子3係固定在葉輪1，因此葉輪1具有馬達放熱器之作用。

(產業上利用可能性)

本發明之送風裝置作為被要求換氣扇或冷卻用‧空調用送風機等之風量的送風機乃極為有用。

1．．．鐘形口一體型葉輪

1a．．．鐘形口部分

1b．．．葉輪部分

2．．．吸入口

3．．．轉子

4．．．定子

5．．．軸承

5a、5d、5g．．．內輪

5b、5e、5h．．．外輪

5c、5f、5i．．．轉動體

6．．．線圈

7．．．送風裝置的固定端

8．．．鐘形口

9．．．葉輪

10．．．馬達

11．．．流路

12．．．洩流

13．．．空氣流路

14．．．磁間隙

15．．．軸承

16．．．轉子

17．．．定子

20．．．防止異物流入之線網兼葉輪支持部分

21．．．葉輪支持軸

22．．．段差

第1圖係顯示本發明之送風裝置之實施例1的構成圖。

第2圖係第1圖所示之送風裝置的上視圖。

第3圖係顯示本發明之送風裝置之實施例2的構成圖。

第4圖係顯示本發明之送風裝置之實施例3的構成圖。

第5圖係顯示第4圖所示之送風裝置的上視圖。

第6圖係顯示第1圖以實施例1所示之送風裝置中的空氣流動的示意圖。

第7圖係顯示第1圖以實施例1所示之送風裝置之馬達部分的放大圖。

第8圖係顯示習知之送風裝置之形態與空氣流動的示意圖。

第9圖係顯示第8圖所示之送風裝置之鐘形口與葉輪相重疊部分的放大圖。

第10圖係顯示習知之送風裝置之形態與空氣流動者。

第11圖係顯示第10圖所示之送風裝置之鐘形口與葉輪相重疊部分的放大圖。

1a．．．鐘形口部分

1b．．．葉輪部分

2．．．吸入口

3．．．轉子

4．．．定子

5．．．軸承

5a．．．內輪

5b．．．外輪

5c．．．轉動體

6．．．線圈

7．．．送風裝置的固定端

Claims (5)

1. 一種送風裝置，其特徵為具備有：葉輪；導引被吸入至前述葉輪之空氣流動的鐘形口；及具有被固定在裝置框體側的環狀定子及被安裝在前述葉輪側的環狀轉子的環狀馬達，前述葉輪係與前述鐘形口一體化的鐘形口一體型葉輪，前述馬達的前述環狀轉子係被安裝在前述鐘形口一體型葉輪，前述鐘形口一體型葉輪係藉由被配設在前述環狀馬達之空氣取入側的軸承而以可旋轉的方式被支持在前述裝置框體。
2. 如申請專利範圍第1項之送風裝置，其中，前述軸承係具有：與前述環狀轉子相對應配置在徑方向內側的內輪、與前述環狀定子相對應配置在徑方向外側的外輪、及配置在兩輪間的轉動體。
3. 如申請專利範圍第1項之送風裝置，其中，前述軸承係具有：與前述環狀定子相對應配置在軸方向內側的內輪、配置在軸方向外側的外輪、及配置在兩輪間的轉動體。
4. 如申請專利範圍第1項之送風裝置，其中，前述鐘形口一體型葉輪係在支持防止異物流入用之線網之支持部的中央部中，透過軸承被安裝在前述以可旋轉的方式所被 支持的葉輪支持軸。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之送風裝置，其中，前述鐘形口一體型葉輪係在空氣取入側中至少覆蓋前述環狀轉子的側部，並且隨著朝向空氣送出側而沿著前述環狀轉子延伸，另外在空氣送出側中，延伸至與前述環狀定子的側面相對面的位置。