离心鼓风机的制作方法

专利名称：离心鼓风机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种离心鼓风机，详细地涉及一种离心鼓风机的叶轮的翼片的结构。
背景技术：
一般，由于在涡轮风扇等离心鼓风机中噪音的问题大，所以降低噪音成为课题。因 此，目前上述离心鼓风机中为了降低其送风声音，进行了各种技术的开发。作为用于降低送 风声音的一般设计机构例如将风扇叶轮的外径大型化。假定得到恒定的风量的情况下，通过将风扇叶轮的外径大型化来降低风扇叶轮的 转速。由此，降低从风扇叶轮吹出的气流的流速。送风声音与流速的六次方成正比。但是，当单纯地使风扇叶轮的外径大型化，则包含机内通路的鼓风机整体大型化。 另外，还需要重新考虑随之的鼓风机制造成本增大以及翼形状的其他参数(入口角一出口 角)和机内布置等。因此，例如通过采用较厚的翼片(翼板)、即机翼型翼，从而降低翼片周围的气流 的剥离，以尽可能低的成本实现低噪音化(例如参照专利文献1)。但是，并非作为翼片单纯地采用机翼型翼，就能消除翼片表面整体的气流的剥离。 不能有效降低翼片的后缘产生的后流漩涡引起的噪音。另外，在翼片的翼展方向上，吹出气 流的流速不同。即、主板和侧板之间表现气流不均的速度分布。因此，还提出在翼片整体的表面上设置窝坑或细齿的静音化技术(例如参照专利 文献2)。根据这样的结构，能够进一步抑制气流的剥离，并能够实现剥离引起的紊流的细分 化，还能够抑制后流漩涡的扩大。其结果，能够降低后流漩涡引起的噪音。但是，即使这样的结构，仍然不能抑制翼片的翼展方向上上述翼片的主板侧的部 分以及翼片的侧板侧的部分产生吹出气流的不均速度分布以及后流漩涡的产生。因此，不 能有效防止该后流漩涡的影响导致的噪音。另外，该结构的情况下，还有向翼表面的加工、 起模等制造工序复杂化的缺点。另一方面，存在用于改善上述这样的翼片的吹出口的气流的速度分布的各种技 术。通过对翼片的侧板侧的部分切口而使其短翼化，从而抑制翼片的侧板侧的部分的气流 的剥离，由此使叶轮的吹出口的速度分布均勻化(参照专利文献3)。但是，该技术中由于翼片的侧板侧的部分细齿切口，所以该翼片的长度与没用切 口的翼片相比较短。因此，翼片对气流的作功量变小。另外，该专利文献3中公开的、翼片宽度相对于外形充分小的离心鼓风机中，上述 技术是有效的。即、通过对翼片切口，能够防止吸入气流在翼片的侧板侧附近剥离，使该气 流沿翼片的侧板侧近旁流动。但是，如通常离心鼓风机那样翼片宽度充分大的情况下、即侧 板侧的剥离的影响不是主导性的情况下，上述技术未必有效。另外，若翼片的侧板侧的近旁部分被取掉，则通过翼片的侧板侧的部分的气流与 翼片的主板侧的角部干涉。其结果，也有新产生具有离散突出的频率的噪音的可能性。另外，也有在翼片相对于主板以及侧板垂直配置的情况下，从翼片的主板侧的端面到翼片的侧板侧的端面，翼片的壁厚变化的技术。由此，抑制翼片的吹出口的风速分布的 变动。另外，这种情形下，在叶轮的吹出口(翼片的外周侧端面)，不使叶轮的主板侧的外 径和叶轮的侧板侧的外径相同，随着翼片的形状接近主板而相似扩大(例如参照专利文献 4)。由此，抑制翼后流的流动速度变动。但是，在该结构中，在叶轮的吹出口，叶轮的主板侧的外径/叶轮的侧板侧的外径 设定为1. 2 1. 6。因此，翼片的扩大引起的延长量小的情况下，得不到噪音降低效果，相反 该延长量过大的情况下，流动特性变差。其结果，至少叶轮的主板侧的外径相对于侧板侧的外径扩大两成。这样，相对于单 纯扩大风扇直径，单纯使风扇大型化的技术，没用优越性。两成以上的大型化不能完全解决 以往的问题、即小型低噪音化的课题。另一方面，也提出有采用从主板到侧板扭曲并在风扇的旋转轴方向延伸的三维形 状的翼片的叶轮(例如参照专利文献2)。根据这样的采用三维形状的翼片的叶轮，与采用上述的二维形状的翼片的情况相 比，能够改善翼片的表面的负荷分布以及翼片之间通过的气流的压力变动。现在，参照图25 图32说明采用三维形状的翼片的离心鼓风机以及采用该离心 鼓风机的空调装置的结构。首先，图25表示采用具有叶轮的离心鼓风机的空调装置1。该空调装置1是顶棚 埋入式的空调装置，具有在内部收纳各种部件的机壳2和配置在该机壳2的下侧的装饰面 板3。更具体地，空调装置1的机壳2插入形成在空调室的顶棚U中的开口内，装饰面板3 沿顶棚U配置。机壳2是在下方具有开口的箱状体，在其俯视时，具有长边与短边交替配置的大 致八边形。机壳2具有长边与短边交替形成的大致八边形的顶板21和从该顶板21的周缘 向下方延伸的侧壁板22。装饰面板3是俯视时为大致四边形的板体。装饰面板3具有位于其大致中央并吸 入空调室内的空气的空气吸入口 31和与各四边对应形成并从机壳2内对空调室内吹出空 气的多个空气吹出口 32。并且，该装饰面板3的各边与上述机壳2的顶板21的各边长分别 对应配置。各空气吸入口 31是大致正方形的开口。另一方面，上述各空气吹出口 32是分别 沿装饰面板3的各边的方向延伸的长方形的开口。另外，在空气吸入口 31中设置空气吸入 格栅33和用于除去从空气吸入口 31吸入的空气中的灰尘的过滤器34。另外，在各空气吹出口 32中设置有能够绕沿该空气吹出口 32的长度方向延伸的 轴摆动的挡板35。挡板35是沿各空气吹出口 32的长度方向延伸的长方形的翼片部件。另 外，各挡板35通过由电机(未图示)旋转驱动设于其长度方向的两端部的轴承销，来变更 从空气吹出口 32朝向空调室内吹出的空气的风向。在机壳2的内部主要配置有通过装饰面板3的空气吸入口 31将空调室内的空气 吸入到机壳2内并向外周方向吹出的鼓风机4和围绕该鼓风机4的外周配置的热交换器6。鼓风机4是作为本发明对象的离心鼓风机的一例的涡轮风扇。鼓风机4包含在上 述机壳2的顶板21的中央朝向下方设置的风扇电机(叶轮驱动机构)41和与该风扇电机 41的主轴(旋转轴)41a连结而旋转的叶轮42。
热交换器6是包围上述鼓风机4的外周而以大致方形弯曲形成的交叉翼翅型的热 交换器，经由制冷剂配管与设于屋外的室外单元(未图示)连接。该热交换器6在制冷运 转时起到作为蒸发器的作用，在供暖运转时起到作为冷凝器的作用。由此，该热交换器6与 由上述鼓风机4通过上述空气吸入口 31而被吸入上述机壳2内的空气进行热交换，在制冷 运转时冷却空气，并在供暖运转时加热空气。在热交换器6的下部配置有用于接收在该热交换器6的表面空气中的水分凝缩而 产生的排水的排水盘7。该排水盘7安装在上述机壳2的下部。该排水盘7还具有与上述装 饰面板3的空气吸入口 31连通形成的空气吸入孔部71、与装饰面板3的空气吹出口 32对 应形成的空气吹出孔部72、覆盖上述热交换器6的下部形成的接收排水的排水接收槽73。另外，在上述排水盘7的空气吸入孔部71中配置有用于将从上述装饰面板3的空 气吸入口 31吸入的空气向上述鼓风机4的叶轮42引导的喇叭口 5。接着，参照图26以及图27具体说明上述离心鼓风机4的叶轮42的结构。在此， 图26是该叶轮42的外观立体图。另外，图27是该图3的叶轮42的侧面图。该叶轮42主要由圆板状的主板43、从该主板43隔开间隔配置的环状的侧板45以 及配置在主板43与侧板45之间的多个叶片44构成。主板43连结在上述的风扇电机41 的主轴41a上。多个叶片44以风扇电机41的主轴41a为中心轴，以规定的角度沿主板43 配置。主板43是树脂制的部件。在主板43的中央部上朝向上述空气吸入口 31侧突出 形成大致圆锥梯形的凸部43a。另外，在该主板43的下面固定有与上述主板43之间隔开规 定间隔配置且覆盖冷却用空气孔的主板罩46。在该主板46的与主板43相对的面上设置有 以放射状延伸的多个引导翼片46a。由此，向叶轮42的外侧吹出的空气的一部分由上述主 板43与机壳2之间的空间的静压和上述主板43与侧板45之间的空气的静压之间的压力 差绕主板43周围流动。详细地，被吹出的空气的一部分通过风扇电机41的近旁冷却风扇 电机41。之后，该空气经由主板43的冷却用空气孔以及主板罩46的引导翼片46a再次向 上述叶轮42的内部的空间吹出。侧板45具有随着从其外周朝向中央的开口而逐渐变小的直径。另外，侧板45是 朝向上述空气吸入口 31突出的喇叭形的树脂制部件。接着，关于上述叶轮42的各叶片44的结构，参照图28 图32详细说明。在此，图 28是从左后方观察该叶片44的立体图。另外，图29是从上观察图28的叶片44的投影图。 图30是在图28的叶片44上加入多个切断线31A-31A 31E-31E的侧面图。图31(a) 图31(e)分别是该图30的沿31A-31A线 31E-31E线的剖面图。图32是表示该叶片44 的作用的说明图。上述各板军44是相对于上述的主板43以及侧板45分别成形的树脂制的部件。各 叶片44的一端面相对于主板43固定，各叶片44的另一端面相对于侧板45固定。并且，各 叶片44在上述叶轮42的侧面视如图28所示，上述侧板45侧的端部比主板43侧的端部向 后倾斜。另外，各叶片44如图29所示，以各自的端部彼此相互大致X字状交叉的方式形成。 即、该叶片44具有在上述主板43与侧板45之间扭曲并与旋转轴平行延伸的三维形状。该作为三维翼的叶片44的旋转方向前侧的端部、即前缘44a以从主板43侧的端 部到侧板45侧的规定位置具有大致相同的半径的方式延伸。另一方面，叶片44具有从侧板45侧的规定位置到侧板45之间以半径逐渐变小的方式向外侧后退的倾斜缘。另一方面， 该叶片44的旋转方向R相反向的端部即后缘44b具有将其主板43侧的端部与侧板45侧 的端部由与旋转轴平行延伸的直线连接的形状。根据上述结构，与上述专利文献1、3、4的平面绘制的以翼元素为基础制作的叶片 形状比较，叶片44的表面中的负荷分布以及叶片44间通过的气流的压力变动得到较大改 善。因此，至少气流的压力变动引起的噪音得以降低。但是，叶片44的后缘44b由于具有在其主板43和侧板45之间由直线连接两端的 形状，所以依然存在产生后流漩涡的影响引起的噪音的问题。如图32所示，从叶片44的侧 板45的近旁吸入的空气流内、沿侧板45的半径面流动的气流F2少。相对于此，从侧板45 的中央吸入的流量多的本来的主流F1根据其流速向量的关系偏向主板43附近流动。因此， 叶片44的出口部分的吹出气流的风速分布在叶片44的翼展方向上不均勻。另外，不能抑 制在叶片44的后缘44b下游产生的后流漩涡。其结果，依然存在后流漩涡的影响引起的噪 音的问题。专利文献1 日本特许特开2002-339897号公报专利文献2 日本特许特开2005-155510号公报专利文献3 日本特许特开平5-60096号公报专利文献4 日本特许特开2001-132687号公报

发明内容
本发明目的在于提供一种用于离心鼓风机的三维形状的翼片，能够进一步实现低 噪音化的离心鼓风机。为了解决上述课题，根据本发明的一实施方式，提供一种离心鼓风机，其具有三 维形状的多个翼片；将该多个翼片在周方向隔开规定的间隔固定各翼片的翼展方向的一端 面的主板；设于所述各翼片的翼展方向的另一端面上的环状的侧板；经由所述主板使所述 翼片旋转的翼片驱动机构，其特征在于，所述各翼片的所述主板侧的外周端部的径方向的 长度比该翼片的侧板侧的外周端部的径方向的长度设定得长。根据这样的结构，偏向翼片的主板侧的部分流动的气流的主流部分的速度分布得 以较大改善。因此，鼓风机的静压一流量特性在整个流量区域提高，送风量提高。另外，鼓 风机的噪音比特性也大幅度改善，能够相对降低三维形状的翼片主板侧的翼后缘产生的后 流漩涡的影响。其结果，能够有效地降低该后流漩涡引起的噪音。优选地、通过将所述各翼片的所述主板侧的外周端部的径方向的长度比该翼片的 侧板侧的外周端部的径方向的长度设定得长，从而通过所述各翼片的气流在所述翼片的主 板侧的部分有效地从该翼片受到作功，并且所述各翼片的翼展方向上的气流的速度在所述 各翼片的所述主板侧的部分有效地发展。根据这样的结构，偏向翼片的主板侧的部分流动的气流的主流部分的速度分布得 以较大改善。因此，鼓风机的静压一流量特性在整个流量区域提高，送风量提高。另外，鼓 风机的噪音比特性也大幅度改善，能够相对降低三维形状的翼片主板侧的翼后缘产生的后 流漩涡的影响。其结果，能够有效地降低该后流漩涡引起的噪音。优选地、所述各翼片的所述主板侧的外周端部的径方向的长度，通过将该翼片的后缘朝向气流后方延长，从而比所述各翼片的所述侧板侧的外周端部的径方向的长度形成 得长。像这样，通过将翼片的后缘延长到空气流后方，从而偏向翼片的主板侧的部分流 动的气流的主流部分的速度分布得以较大改善。因此，鼓风机的静压一流量特性在整个流 量区域提高，送风量提高。另外，鼓风机的噪音比特性也大幅度改善，能够相对降低三维形 状的翼片主板侧的翼后缘产生的后流漩涡的影响。其结果，能够有效地降低该后流漩涡引 起的噪音。优选地、所述后缘以随着从所述侧板接近所述主板而逐渐变长的方式延长。根据这样的结构，翼片的后缘的形状形成为从侧板到主板而逐渐扩大的大致锥形 状。因此，翼片的后缘的形状能够形成与偏向翼片的主板侧的部分流动的主流的速度分布 的变化对应的适当的形状。并且，从该侧板到主板逐渐扩大的大致锥形状可以是直线变化， 也可以是曲线变化。优选地、所述后缘以曲线状延长，并且以在该曲线部存在一个以上的变曲点的方 式在所述后缘上所述主板侧的部分形成鼓出部。离心鼓风机其主板近旁的气流受主板的壁面的黏性的影响而形成增流切断层。由 此，主流的流路变窄，风扇性能会降低。但是，根据上述的结构，能够抑制上述切断层的发 展，能够提高风扇性能。优选地、所述后缘与该后缘的所述气流的主流的速度分布对应，向后方较长地延长。根据这样的结构，延长的后缘的形状能够形成更适应主流的速度分布的变化的适 当形状，能够实现风扇性能的进一步提高。优选地、在所述各翼片的前缘的所述主板侧的部分设置向该翼片的前方以规定的 长度延长的台阶部。根据这样的结构，通过空气吸入口而吸入到叶轮内的气流从翼片的后缘向外侧吹 出时，能够有效地抑制从翼片的负压面侧剥离的气流。由此，能够更有效地降低上述鼓风机 的噪音。优选地、所述主板的外径配合所述翼片的延长而扩大。与翼片的后缘的长度的延长对应、进而主板的直径也相应地延长，从而能够同时 提高离心鼓风机的叶轮的结构上的强度。优选地、所述离心鼓风机作为空调机用室内机的鼓风机构成。在空调机用室内机的鼓风机中，其特性上、本质上要求大风量以及静音性。因此， 小型且送风性能高、噪音低的本发明的离心鼓风机作为空调机用室内机的鼓风机最合适。如以上，根据本发明，能够提供大风量且静音性优良的能够实现小型化的、适合空 调机用室内机的鼓风机的离心鼓风机。


图1是表示采用本发明的一实施方式的离心鼓风机的空调装置的外观的立体图。图2是表示图1的空调装置的纵剖面图。图3是表示图2的离心鼓风机的叶轮的立体图。
图4是表示图3的叶轮的侧面图。图5是表示图3的叶轮的底面图。图6是表示图3的叶轮的叶片(翼片)的侧面图。图7是从侧板侧的方向观察图6的叶片的投影图。图8是从左后方上侧观察图6的叶片的立体图。图9是伴随多个切断线10A-10A 10E-10E表示图6的叶片的侧面图。图10(a) (e)是与图9的各切断位置对应的叶片的剖面图。图11是对比图6的本实施方式的叶片的后缘的形状与以往的叶片的后缘的形状 表示的剖面图。图12是表示图6的叶片的作用(特征)的说明图。图13是为了确认本实施方式的叶片的效果，关于四个例子以流量系数作为参数 表示静压系数的变化的曲线图，(a)对应图25 图32的以往的风扇、(b)对应将以往的风 扇的外径整体扩大5%、(c)对应仅将本实施例的翼片的下部侧(主板侧)的部分扩大5%、 (d)对应仅将本实施例的翼片的下部侧(主板侧)的部分扩大10%。图14是为了确认本实施方式的叶片的效果，以送风量作为参数表示关于图13的 四个例子的送风声音的变化的曲线图。图15是为了确认本实施方式的叶片的效果，以送风量作为参数表示关于图13的 四个例子的噪音比的变化的曲线图。图16是以曲线形状变更本实施方式的叶片的后缘的形状的变形例1的叶片的作 用的说明图。图17是表示以能够抑制切断力的方式变更本实施方式的叶片的后缘的形状的变 形例2的叶片的作用的说明图。图18是采用在本实施方式的叶片的主板侧的前缘设置台阶部的变形例3的离心 鼓风机的空调装置的纵剖面图。图19是表示该空调装置的叶轮的叶片的侧面图。图20是从左后方上部观察图19的叶片的立体图。图21是表示图19的叶片的作用的说明图。图22是为了确认图19的板的效果，关于四个例子以流量系数作为参数表示噪音 比的变化的曲线图，(a)对应图25 图32的以往的翼片中没用台阶部、(b)对应在图25 图32的以往的翼片中设置台阶部、(c)对应图1 图12的本实施方式，(d)对应图18 图 21所示的本实施方式的变形例3。图23是为了确认图19的板的效果，以流量系数作为参数关于图22的四个实施例 表示静压系数的变化的曲线图。图24是表示本实施方式的变形例4的叶片的作用的说明图。图25是表示采用以往的离心鼓风机的空调装置的纵剖面图。图26是表示图25的离心鼓风机的叶轮的立体图。图27是表示图26的叶轮的叶片(翼片)的侧面图。图28是从斜后方观察图26的叶轮的立体图。图29是表示图28的叶片的投影图。
图30是伴随切断线一起表示图28的叶片的侧面图。0 31(a) (e)是沿图30的31A-31A线 31E-31E线的剖面图。图32是表示图28的叶片的作用的说明图。
具体实施例方式以下，关于本发明的一实施方式的离心鼓风机以及采用该离心鼓风机的空调装置 的结构，根据添加的附图进行详细说明。(1)空调装置的整体结构图1表示采用本发明的一实施方式的离心鼓风机的空调装置1的外观立体图(顶 棚部省略)。该空调装置1是顶棚埋入式的空调装置，具有在内部收纳各种部件的机壳2和 配置在该机壳2的下侧的装饰面板3。更具体地，上述空调装置1的机壳2例如图2 (该空 调装置1的纵剖面图)所示，插入形成在空调室的顶棚U上的开口内，上述装饰面板3沿顶 棚U配置。机壳2是在下方具有开口的箱状体，其俯视时具有长边和短边交替配置的大致八 边形。机壳2具有长边和短边交替形成的大致八边形的顶板21和从该顶板21的周缘向下 方延伸的侧壁板22。装饰面板3是在平面视大致四边形的板体。装饰面板3具有位于其大致中央并吸 入空调室内的空气的空气吸入口 31和与各四边对应形成并从机壳2内对空调室内吹出空 气的多个空气吹出口 32。并且，该装饰面板3的各边与上述机壳2的顶板21的各长边分别 对应配置。各空气吸入口 31是大致正方形的开口。另一方面，上述各空气吹出口 32是分别 沿装饰面板3的各边的方向延伸的长方形的开口。另外，在空气吸入口 31中设置空气吸入 格栅33和用于除去从空气吸入口 31吸入的空气中的灰尘的过滤器34。另外，在各空气吹出口 32中设置有能够绕沿该空气吹出口 32的长度方向延伸的 轴摆动的挡板35。挡板35是沿各空气吹出口 32的长度方向延伸的长方形的翼片部件。另 外，各挡板35通过由电机(未图示)旋转驱动设于其长度方向的两端部的轴承销，来变更 从空气吹出口 32朝向空调室内吹出的空气的风向。在机壳2的内部主要配置有通过装饰面板3的空气吸入口 31将空调室内的空气 吸入到机壳2内并向外周方向吹出的鼓风机4和围绕该鼓风机4的外周配置的热交换器6。鼓风机4是作为本发明对象的离心鼓风机的一例的涡轮风扇。鼓风机4包含在上 述机壳2的顶板21的中央朝向下方设置的风扇电机(叶轮驱动机构)41和与该风扇电机 41的主轴(旋转轴)41a连结而旋转的叶轮42。另外，关于叶轮42的详细结构在后面论述。热交换器6是包围上述鼓风机4的外周而以大致方形弯曲形成的交叉翼翅型的热 交换器，经由制冷剂配管与设于屋外的室外单元(未图示)连接。该热交换器6在制冷运 转时起到作为蒸发器的作用，在供暖运转时起到作为冷凝器的作用。由此，该热交换器6与 由上述鼓风机4通过上述空气吸入口 31而被吸入上述机壳2内的空气进行热交换，在制冷 运转时冷却空气，并在供暖运转时加热空气。在热交换器6的下部配置有用于接收在该热交换器6的表面空气中的水分凝缩而 产生的排水的排水盘7。该排水盘7安装在上述机壳2的下部。该排水盘7还具有与上述装饰面板3的空气吸入口 31连通形成的空气吸入孔部71、与装饰面板3的空气吹出口 32对 应形成的空气吹出孔部72、覆盖上述热交换器6的下部形成的接收排水的排水接收槽73。另外，在上述排水盘7的空气吸入孔部71中配置有用于将从上述装饰面板3的空 气吸入口 31吸入的空气向上述鼓风机4的叶轮42引导的喇叭口 5。如以上说明，在本实施方式的空调装置1中，形成从装饰面板3的空气吸入口 31 经由过滤器34、喇叭口 5、排水盘7、鼓风机4以及热交换器6到上述的四个空气吹出口 32 的空气流路。空调装置1能够吸入空调室内的空气，在上述热交换器6中与制冷剂进行热 交换后，经由该空气流路向空调室内四方吹出被调温的空气。(2)离心鼓风机的叶轮的结构接着，参照图2 图5详细说明上述离心鼓风机4的叶轮42的结构。在此，图3 是表示该叶轮42的外观的立体图。另外，图4是表示该图3的叶轮42的侧面图。另外，图 5是从上方观察如图4所示设置的叶轮42的图示。该叶轮42主要由圆板状的主板43、从该主板43隔开间隔配置的环状的侧板45以 及配置在主板43与侧板45之间的多个叶片44构成。主板43连结在上述的风扇电机41 的主轴41a上。多个叶片44以风扇电机41的主轴41a为中心轴，以规定的角度沿主板43 配置。另外，上述叶轮42的旋转方向以图5中箭头R表示。主板43具有外径Db'。另外，主板43是树脂制的部件。在主板43的中央部上 朝向上述空气吸入口 31侧突出形成大致圆锥梯形的凸部43a。另外，在该主板43的下面 固定有与上述主板43之间隔开规定间隔配置且覆盖冷却用空气孔的主板罩46。在该主板 46的与主板43相对的面上设置有以放射状延伸的多个引导翼片46a。由此，向叶轮42的 外侧吹出的空气的一部分由上述主板43与机壳2之间的空间的静压和上述主板43与侧板 45之间的空气的静压之间的压力差绕主板43周围流动。详细地，被吹出的空气的一部分通 过风扇电机41的近旁冷却风扇电机41。之后，该空气经由主板43的冷却用空气孔以及主 板罩46的引导翼片46a再次向上述叶轮42的内部的空间吹出。侧板45具有外径Da。另外，侧板45具有随着从其外周朝向中央的开口而逐渐变 小的形状。另外，侧板45是朝向上述空气吸入口 31突出的喇叭形的树脂制部件。(3)叶轮的叶片(翼片)的结构接着，关于上述叶轮42的各叶片44的结构，参照图6 图11详细说明。在此，图 6是例如从负压面的方向观察该叶片44的立体图。另外，图7是从上方观察图6的叶片44 的投影图。图8是从左斜后方上部观察图6的叶片44的立体图。图9是从图6的叶片44 的下部到上部(主板43侧端部到侧板45侧的端部)加入多个切断线10A-10A 10E-10E 的侧面图。图10(a) 图10(e)分别是该图9的沿10A-10A线 10E-10E线的剖面图。图 11是表示该叶片44的特征(与图25 图32的以往形状不同)的要部的剖面图(对比图 10、图31的31B-31B线的剖面图)。上述各叶片44是相对于上述的主板43以及侧板45分别独立成形的树脂制的部 件。各叶片44的一端面相对于主板43固定，各叶片44的另一端面相对于侧板45固定。并 且，各叶片44在上述叶轮42的侧面视如图28所示，上述侧板45侧的端部比主板43侧的 端部向后倾斜。另外，各叶片44如图29所示，以各自的端部彼此相互大致X字状交叉的方 式形成。即、该叶片44具有在上述主板43与侧板45之间扭曲并与旋转轴平行延伸的三维形状。该作为三维翼的叶片44的旋转方向前侧的端部、即前缘44a以从主板43侧的端 部到侧板45侧的规定位置具有大致相同的半径的方式延伸。另一方面，叶片44具有从侧 板45侧的规定位置到侧板45之间以半径逐渐变小的方式向外侧后退的倾斜缘。另一方面， 该叶片44的旋转方向R相反向的端部(以下将此称为后缘)44b具有与以往的板不同的形 状。后缘44b与图25 图32的以往例不同，不具有将叶片44的主板43侧的端部与侧板 45侧的端部由与旋转轴平行延伸(与主板43垂直)的直线连接的形状。后缘44b例如图 6 图11所示，从侧板45侧的端部到主板43侧的端部以越从侧板45接近主板43而延长 度越大的方式向空气流后方延长。由此，该离心鼓风机的主流F1通过的叶片44的主板43 侧的后缘44b的径方向的长度(图5的Rb')比叶片44的侧板45侧的后缘44b的径方向 的长度(图5的Ra)设定得长。由此，叶片44的翼展方向上的空气流的速度分布在流量多 的主板43侧的部分有效发展。该后缘44b的延长不改变该三维翼的基本的翼面形状而进行，以沿该形状的形式 进行。这种情况下，上述后缘44b的延长量若以原来的主板43的外径Db (侧板45的外径 Da)为基准考虑，则优选扩大后的主板43的外径Db'(图12)为原来的外径Db的10%以 下的大小。换言之，后缘44b的延长量优选为侧板45的外径Da的10%以下。上述的图6 图12所示的结构的情况下，主板43的外径Db'相对于图28 图 32所示的以往的主板43的外径Db例如扩大5%左右。另外，延长后缘44b时，叶片44的主板43侧的翼元素的入口角 出口角 安装 角·倾斜角保持图28 图32的原来叶片44的值。因此，本实施方式的叶片44例如图8 的立体图所示形成后缘44b侧的安装位置向旋转方向鼓起的形状。另外，主板43的外径也配合叶片44的主板43侧的端部的半径的扩大而扩大。像这样，由于与叶片44的后缘44b的长度的延长对应，主板43的外径也相应延 长，所以也能够同时提高离心鼓风机的叶轮42的结构上的强度。根据以上的结构，例如图12所示，偏向主板43近旁流动的主流&的速度分布与 侧板45近旁的流F2相比得到较大改善。因此，叶片44的静压一流量特性(P-Q特性)在 整个流量区域上提高，送风量提高。另外，噪音比特性也大幅度改善，能够相对降低在三维 结构的叶片44的主板43侧的后缘44b产生的后流漩涡的影响。其结果，能够有效降低该 后流漩涡引起的噪音。另外，在本实施方式中，越接近上述主板43越向后方延长的后缘44b，如图12所 示以从上述侧板45到主板43逐渐变长的方式延长。即、叶片44的后缘44b的形状从侧板 45到主板43具有以直线扩大的锥形状。由此，叶片44的吹出口中速度分布在主流F1中有 效发展。因此，能够相对弱化在叶片44的主板43侧的后缘44b中产生的后流的影响。因此，后缘具有锥形状而扩大，从而对于随着接近主板43而流量增多的主流F1的 速度分布的变化，后缘44b形成更适当的形状。即、对于气流的速度分布，叶片44的形状能 够最佳化，实现更好的风扇性能的提高。因此，通过使用本实施方式的离心鼓风机，从而能够以低成本实现小型化且大风
量·静音性高的空调机。特别是，本实施方式的离心鼓风机的叶轮中，该叶片44是上述所示的三维形状的翼(参照图7、图8)。因此，与以以往的平面绘制的翼面为基础制作的叶片形状相比较，叶片44的表面的负荷分布以及叶片44间通过的气流的压力变动得到较大改善。因此，对于这样的三维翼，进一步组合具有上述作用的本实施方式的叶片44的情 况下，能够更有效地消除后流漩涡的影响。当然，上述这样的要改善叶片44的出口的吹出风的速度分布的技术中已经如以 往例所示有各种方案。例如，专利文献3公开对侧板侧的一部分切口而形成短翼。由此，抑 制翼片的侧板侧的部分的气流剥离，使翼片的出口的速度分布均勻化。但是，在该技术中在翼片的侧板侧的部分形成切口，所以该翼片的长度与没用切 口的翼片相比较，相对较短。因此，翼片对气流的作功量变少。本实施方式中，不使叶片44 自身短翼化。相反，由于增大叶片44的面积，所以没用这样的缺点，有效地增加叶片44的 作功量。另外，该专利文献3中记载的、翼片宽度相对于外形充分小的离心鼓风机中，上述 技术是有效的。即、通过对翼片切口，从而能够防止吸入气流在翼片的侧板侧的部分剥离， 该气流能够沿翼片的侧板侧的部分流动。但是，如通常的离心鼓风机所示翼片宽度充分大 的情况下，即、侧板侧的剥离的影响不是主导性的情况下，上述技术未必有效。另外，若翼片的侧板侧的近旁部分被取掉，则通过翼片的侧板侧的部分的气流与 翼片的主板侧的角部干涉。其结果，也有新产生具有离散突出的频率的噪音的可能性。在 本实施方式中，由于叶片44自身的基本形状没用任何变化，所以也没有这些问题。另外，翼片相对于主板以及侧板垂直配置的情况下，也有从翼片的主板侧的端面 到翼片的侧板侧的端面，翼片的壁厚变化的技术。由此，抑制翼片的吹出口的风速分布的变 动。另外，这种情形下，不使叶轮的主板侧的外径和叶轮的侧板侧的外径相同，随着翼片的 形状接近主板而相似扩大(例如参照专利文献4)。由此，抑制翼后流的流动速度变动。但是，在该结构中，在叶轮的吹出口，叶轮的主板侧的端面的直径/叶轮的侧板侧 的端面的直径的比设定为1. 2 1. 6。因此，翼片的扩大的延长量小的情况下，得不到噪音 降低效果，相反该延长量过大的情况下，流动特性变差。其结果，至少叶轮的主板侧的端面的直径相对于侧板侧的直径扩大两成。这样，相 对于单纯扩大风扇直径，单纯使风扇大型化的技术，没用优越性。两成以上的大型化不能完 全解决以往的问题、即小型低噪音化的课题。但是，本实施方式中，也有效地解决了该问题。特别是，本实施方式中，越接近上述主板43越向后方延长的后缘44b，如图12所示 从侧板45到主板43以一点点地逐渐变长的方式延长。根据这样的结构，叶片44的后缘44b的形状是从侧板45到主板43扩大的大致锥 形状。如图12所示，对于偏向主板43附近流动的主流&的速度分布的变化，后缘44b形 成更适合的形状。这种情况下，主板43的外径也配合叶片44的主板43侧的后缘44b的径 方向的长度的扩大而扩大。像这样，与叶片44的后缘44b的长度的延长对应，主板43的外径也配合延长，所 以能够同时提高离心鼓风机的压力42的结构上的强度。〈实施例〉现在使用两个以往例a、b以及本发明的两个实施例C、d确认这些例的送风特性。实施例c是具有在上述实施方式的叶片44中将其主板43的外径Db'的扩大率(后缘部 44b的宽度上向空气流后方的延长率)取5%的三维翼的叶轮。本实施例d是具有在上述 实施方式的叶片44中将其主板43的外径Db'的扩大率取10%的三维翼的叶轮。作为比 较例，以往例a是使用图27 图32所示的以往的叶片的叶轮。以往例b是将以往例a的 风扇的直径整体扩大5%的例子。本实施例c、d中，风扇特性中处于支配的主流F1通过的叶片44的主板43侧(图 6 图9的状态下为下部侧)的部分分别以5%、10%延长到空气流后方。因此，通过增加 叶片44对气流的作功量，能够有效地增加从叶轮吹出的空气流量。由此，与以往例a或单 纯地将风扇的直径整体扩大5%的以往例b相比，实施例c、d中例如图13所示，静压流量 特性(P-Q特性)在整个流量区域中提高。另外，在实施例c、d中，如图14所示，送风声音 也除了低风量区域外减小。另外，通过该两个特性的提高，在实施例c、d中，例如图15所示噪音比特性大幅度 改善。这些实施例c、d的特性与将风扇的直径整体一律扩大的以往例b相比，明显得到改
口 O另外，与上述的专利文献4中公开的相似扩大的翼片相比，在10%以下的扩大率 (5%)中也能够得到与上述相同的结构。因此，本实施方式的叶轮大风量的增加·静音性 优越，能够实现进一步的小型化。〈变形例1>另外，上述叶片44的后缘44b向主板43的扩大(延长)的形状不限于上述的直 线扩大的形状(一次函数的锥形状)。例如，也可以是图16所示的绘制抛物线的二次函数 的曲线形状。考虑到在该后缘44b的曲线形状中从叶轮吹出的气流的风速分布的偏离，越从侧 板45接近主板43，叶片44的后缘44b越在径方向更大地延长。根据这样的结构，叶片44的后缘44b的形状从侧板45到主板43形成以圆弧状扩 大的二次函数的锥形状。叶片44的后缘44b如图16所示对偏向主板43附近流动的主流 F1的速度分布能够更适合。S卩、对主流F1的速度分布，能够使叶片44的后缘44b的形状更有效地最佳化，另 外可以预见风扇性能的进一步提高。〈变形例2>上述的离心鼓风机中，主板43近旁的气流受主板43的壁面的黏性的影响形成层 流切断层。由此主流F1的流路变窄，风扇性能降低。因此，为了解决这样的问题，例如图17所示，后缘44b以在其曲线部上存在一个以 上的变曲点的方式形成。由此，后缘44b在主板43附近具有鼓出部。考虑到吹出气流的速 度分布，主板43的端面的后缘44b的扩大设定为比最大延长部分稍短(但是最低也要是后 缘44b的侧板45侧的端部的半径以上)。通过这样的结构，能够抑制切断层的发展，能够进一步提高风扇性能。〈变形例3>在叶片44的前缘44a上还可以如图18 图21所示设置朝向叶轮42的内侧以台 阶状(本实施方式中、台阶部为两层)突出的第一以及第二台阶部44c、44d。这些第一以及第二两组台阶部44c、44d具有当通过上述图1的空气吸入口 31以及喇叭口 5而被吸入叶 轮42内的气流由叶片44向外侧吹出时抑制其从叶片44的负压面侧剥离的作用。由此，第 一以及第二台阶部44c、44d有助于进一步减小鼓风机4的吹出噪音。在此，负压面是指叶片44朝向叶轮42的内周侧的面，该负压面的相反侧的面、即 叶片44的朝向叶轮42的外周侧的面为正压面。上述第一以及第二台阶部44c、44d的长度La · Lb, Lc · Ld设定为叶片44的翼展 方向上的原来的翼弦长L1, L2, L3的0. 09 0. 18倍。即、下层的第一台阶部44c的长度在翼 展方向上以0. 15 (La) 0.2 (Lb)倍的范围变化，上述第二台阶部44d的长度以0. 08 (Lc) 0. 1 (Ld)倍的范围变化。现在，以该变形例3的叶片44作为带梯形的实施例d表示。另外，在上述的前缘 44a上完全没有第一以及第二台阶部44c、44d的图1 图12的实施例(将其表示为无梯 形)c。另外，比较例b为相对于以往的叶片设置第一以及第二台阶部44c、44d的结构。将 实施例c与实施例d比较，则例如图22所示，噪音比特性在整个气流区域中降低。在实施 例c中，特别是在最低噪音比点上至少得到1.1〔dBA〕的降低效果。这是由于在叶轮旋转 时，通过前缘44a的第一以及第二台阶部44c、44d的突出形状，相对于流入作为基准的叶片 44之前的气流生成纵涡流，能够通过该纵涡流的作用抑制来自前缘44a的剥离。另外，特别是上述的图1 图12的本实施方式的离心鼓风机中，通过叶轮的气流 与以往例a比较，以在叶片44的下层流动的方式设计。因此，由该前缘44a的第一以及第 二台阶部44c、44d生成的涡流带来的剥离抑制效果会更优选地发挥影响。如图23所示在空气动力特性中，与比较例b相比，实施例c在低风量区域较差。在 实施例d中，通过附加第一以及第二台阶部44c、44d，与比较例b相比能够提高低风量区域 的特性。由此，相对于比较例b，实施例d的空气动力特性在整个风量区域中都得到提高。 结果是本变形例3的发明的使用实施例d的离心鼓风机在同一静压中能够生成更大量的风 量。根据以上的结构，本变形例3发明的离心鼓风机，能够使噪音比低于目前的离心 鼓风机，并在相同静压下也能够增大风量。因此，能够开发小型且静音性优越的风扇。其结果，当使用该离心鼓风机，能够确保大风量，并实现静音性更优越并且更小型 化的空调机。〈变形例4>另外，变形例3的第一以及第二台阶部44c、44d例如图24所示也能够组合上述的 变形例2。<本发明的离心鼓风机的适用对象>一般地，上述的叶片的主板侧的部分上的吹出气流的速度分布的偏离是各种离心 鼓风机中必然产生的问题。因此，本发明能够适用于这样的各种类型的离心鼓风机(例如 涡轮型、西洛克型、径向型等)的叶轮。这种情况下，能够充分有效地改善风扇特性。
权利要求
一种离心鼓风机，其具有三维形状的多个翼片；将该多个翼片在周向隔开规定的间隔地固定各翼片的翼展方向的一端面的主板；设于所述各翼片的翼展方向的另一端面上的环状的侧板；经由所述主板使所述翼片旋转的翼片驱动机构，其特征在于，所述各翼片的所述主板侧的外周端部的径向的长度设定得比该翼片的侧板侧的外周端部的径向的长度长。
2.如权利要求1所述的离心鼓风机，其特征在于，通过将所述各翼片的所述主板侧的 外周端部的径向的长度设定得比该翼片的侧板侧的外周端部的径向的长度长，通过所述各 翼片的气流在所述翼片的主板侧的部分有效地从该翼片受到作功，并且所述各翼片的翼展 方向上的气流的速度在所述各翼片的所述主板侧的部分有效地发展。
3.如权利要求1或2所述的离心鼓风机，其特征在于，所述各翼片的所述主板侧的外周 端部的径向的长度，通过将该翼片的后缘朝向气流后方延长，而比所述各翼片的所述侧板 侧的外周端部的径向的长度形成得长。
4.如权利要求3所述的离心鼓风机，其特征在于，所述后缘以随着从所述侧板接近所 述主板而逐渐变长的方式延长。
5.如权利要求4所述的离心鼓风机，其特征在于，所述后缘以曲线状延长，并且以在该 曲线部存在一个以上的拐点的方式在所述后缘上所述主板侧的部分形成鼓出部。
6.如权利要求3所述的离心鼓风机，其特征在于，所述后缘与该后缘的所述气流的主 流的速度分布对应地在后方较长地延长。
7.如权利要求6所述的离心鼓风机，其特征在于，所述后缘的延长量为所述侧板的外 径的10%以下。
8.如权利要求1 7任一项所述的离心鼓风机，其特征在于，在所述各翼片的前缘的所 述主板侧的部分设置向该翼片的前方以规定的长度延长的台阶部。
9.如权利要求1 8任一项所述的离心鼓风机，其特征在于，所述主板的外径配合所述 翼片的延长而扩大。
10.如权利要求1 9任一项所述的离心鼓风机，其特征在于，所述离心鼓风机作为空 调机用室内机的鼓风机而构成。
全文摘要
本发明提供一种离心鼓风机(1)，其具有三维形状的多个叶片(44)；将该多个叶片(44)在周方向隔开规定的间隔固定各叶片(44)的翼展方向的一端面的主板(43)；设于各叶片(44)的翼展方向的另一端面上的环状的侧板(45)；经由主板(43)使叶片(44)旋转的电机(41)。各叶片(44)的主板(43)侧的后缘(44b)的径方向的长度比各叶片(44)的侧板(45)侧的后缘(44b)的径方向的长度设定得长。
文档编号F04D29/30GK101990604SQ200980112350
公开日2011年3月23日 申请日期2009年5月13日 优先权日2008年5月14日
发明者大山真吾 申请人:大金工业株式会社