专利名称：离心式鼓风机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及离心式鼓风机，更确定地说，涉及具有外壳和叶轮的离心式鼓风机。
背景技术：
离心式鼓风机(离心 送风机)是通过使具有多个叶片(也称作翼、扇叶。)的叶轮旋转来朝离心方向进行送风的鼓风机。这种鼓风机、亦即离心式多翼鼓风机通过将绕马达的旋转轴配置有多个叶片的叶轮收纳在具有吸入口和排出口的外壳内而构成。离心式多翼鼓风机使从吸入口吸入的空气从叶轮的中心流入叶片之间，利用伴随叶轮的旋转而产生的离心作用朝叶轮的径向外侧喷出。从叶轮的外周外侧喷出的空气通过外壳内部，形成高压空气后从排出口吹出。离心式多翼鼓风机被广泛用于家电设备、OA设备、工业设备的冷却、换气、以及空调、车辆用的送风机等。离心式多翼鼓风机的送风性能与噪声在很大程度上受到叶轮的叶片形状与外壳形状的影响。存在如下现有技术作为对现有技术中的鼓风机外壳的形状的改进。下述专利文献I中公开了在离心式送风机中抑制空气从由形成有喇叭口的上外壳与护罩形成的间隙逆流的技术。即，离心式送风机在收纳鼓风机的上外壳的空气吸入口附近具有截面呈近似半圆弧状的喇叭口，该喇叭口以与护罩上端部之间的间隙变窄的方式形成。下述专利文献2中公开了抑制翼和在翼之间流动的空气的剥离现象，从而实现送风机整体的噪声降低的离心送风机。即，在护罩的径向外侧附近形成具有偏转壁面的喇叭口环，该偏转壁面使从离心式多翼鼓风机朝径向外侧吹出的空气中的以沿着吸入口侧的外壳的内壁的方式从径向外侧朝向旋转轴流动的空气朝向马达侧偏转。由此，抑制空气从护罩与外壳间的间隙朝向吸入口逆流。因此，能够实现减少从吸入口吸入的空气与逆流的空气之间的干涉、以及在间隙进行逆流时所产生的流动的紊乱所引发的噪声。下述专利文献3中公开了能够防止在吸入口附近产生流动的紊乱的离心送风机。即，多翼送风机是从旋转轴线方向吸入气体并向与旋转轴线交差的方向吹出流体的送风机，具备叶轮和喇叭口。叶轮以旋转轴线为中心进行旋转。喇叭口具有与叶轮对置地配置的吸入口、和在吸入口的周围朝向叶轮侧凹陷从而形成负压空间的凹部，并将吸入的气体引导至叶轮。下述专利文献4中公开了抑制气流在喇叭口部发生紊乱的离心式送风机。S卩，将涡壳(Scroll Casing)的外壁面中的与喇叭口部连接的吸入侧外壁面设为无阶梯差的平坦的形状。由此，能够抑制在朝向吸入口流动的吸入空气中产生涡流等紊乱，因此，能够抑制气流在喇叭口部发生紊乱，从而防止诱发新的涡流损失、噪声等。专利文献I :日本特开2006 - 207595号公报专利文献2 :日本特开平9 - 242696号公报[0011]专利文献3 :日本特开2004 - 360670号公报专利文献4 :日本特开2004 - 190535号公报在推进设备的小型化、轻薄化、高密度安装化以及节能化的进程中，市场迫切期望搭载于设备的鼓风机马达实现高静压化、高效率化。并且，在鼓风机中，实现低噪声化也很重要。特别是在现有的 离心式鼓风机中，存在离散频率噪声(窄带噪声)以及宽带噪声的等级都很闻，从而安装在设备上时的噪声等级很闻的问题。此处所谓的“离散频率噪声”是指基于叶片通过频率的噪声，也称为NZ噪声。离散频率噪声是在窄频带的特定频率具有特征性峰值的噪声。其频率利用算式fnz=〔旋转频率n〕X〔叶片片数z〕表示。由于离散频率噪声除了一次成分，还会产生二次成分、三次成分..，因此，在实际听辨时也会成为较大的问题。即，在将离心式鼓风机搭载于设备时，存在杂音成为清晰的声音的风险。在宽带噪声的主要原因中，紊流起起主导作用，并决定总体噪声等级，因此也要求减少宽带噪声。并且，除了实现上述需求，还需要提高鼓风机的生产效率。另外，上述专利文献I 4中所述的技术面向涡壳型的鼓风机，还期望对具有开放型外壳的鼓风机进行改进。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能够使空气的流动更加理想的离心式鼓风机。根据本实用新型的一个方面，离心式鼓风机具有形成有空气吸入口的上外壳、下外壳、以及位于上外壳以及下外壳之间的叶轮，其中，叶轮具备位于上外壳侧的上护罩、以及设置在上护罩的下方且排列在圆周上的多个叶片，能够以旋转轴为中心进行旋转，上外壳以及下外壳构成开放式外壳，上护罩的与上外壳相对的面具有随着远离旋转轴而靠近下外壳的第一部分，上外壳的与上护罩相对的面在与上护罩的第一部分相对的第二部分具有随着远离旋转轴而靠近下外壳的形状。优选叶轮具有设置在多个叶片的下方的下护罩，下护罩外径小于等于上护罩内径，叶片内径部分具有连结上护罩内径部分与下护罩内径部分的倾斜部。优选上护罩的与上外壳相对的面的第一部分的形状和上外壳的与上护罩相对的面的第二部分的形状大致相同。优选上外壳具有肋部，该肋部用于形成与上护罩的第一部分相对的第二部分。优选上外壳具有用于安装离心式鼓风机的凸缘部。优选上护罩与叶片在俯视观察时上护罩与叶片所存在的位置连接。优选多个叶片均具有随着远离旋转轴而厚度变薄的形状。优选下外壳在俯视观察时上护罩所存在的部分具有朝叶轮的方向突出的部分，利用伴随叶轮的旋转而产生的离心力将从吸入口吸入的空气朝向叶轮的径向外侧吹出。根据本实用新型，能够提供可以使空气的流动更加理想的离心式鼓风机。
图I是本实用新型的一个实施方式中的离心式鼓风机的立体图。图2是图I的离心式鼓风机的中央纵剖视图。[0029]图3是从上护罩23侧观察叶轮3时的立体图。图4是以从上护罩23侧透过该上护罩23观察的状态示出图I的离心式鼓风机的叶片形状的图。图5是沿着图4的A — A剖开后的剖视图。图6是沿着图4的B — B剖开后的剖视图。图7是沿着图4的C — C剖开后的剖视图。图8是表示现有的叶轮的截面形状与噪声特性的图。图9是表示本实用新型的实施方式的叶轮的截面形状与噪声特性的图。图10是变形例的离心式鼓风机的叶轮的剖视图。图11是其他实施方式的离心式鼓风机的立体图。图12是图11的离心式鼓风机的中央纵剖视图。图13是表示图2的截面所示的离心式鼓风机的上护罩与上外壳之间的风的流动的图。图14是表示图12的截面所示的离心式鼓风机的上护罩与上外壳之间的风的流动的图。图15是表示图2的截面所示的离心式鼓风机与图12的截面所示的离心式鼓风机的风量和压力特性的图。图16是表示变形例的离心式鼓风机的截面结构的图。图17是变形例的离心式鼓风机的剖视图。附图标记说明I…尚心式鼓风机；2…叶片；3…叶轮；4…外壳；5…上外壳；5A…上外壳；6…下外壳；6A…下外壳的突出部；7…支柱；8…吸气口 ；9…排出口 ；11…旋转轴；13…鼓风机马达；21…下护罩；21A…下护罩内径；21B…下护罩外径；23…上护罩；23A…上护罩内径；23B…上护罩外径；52…肋部；54…凹部；56A、56B…凸缘；D1…上护罩内径；D2…下护罩外
径
具体实施方式
以下，结合附图对本实用新型的一个实施方式进行说明。图I是本实用新型的一个实施方式的离心式鼓风机的立体图，图2是图I的离心式鼓风机的中央纵剖视图。并且，图3是从上护罩23侧观察叶轮3时的立体图，图4是以从上护罩23侧透过该上护罩23观察的状态示出图I的离心式鼓风机的叶片形状的图。图5 图7分别是沿着图4的A — A剖开后的剖视图、沿着图4的B — B剖开后的剖视图、以及沿着图4的C 一 C剖开后的剖视图。参照图I 图4，在离心式鼓风机I中，因中央叶轮3旋转而进行送风。叶轮3配置有7个叶片2，借助内置于离心式鼓风机I中的鼓风机马达13而以旋转轴11为中心进行旋转。其旋转方向为图4中的顺时针方向。叶轮3被收纳于外壳4。外壳4由板状的上外壳5与下外壳6构成,为了等间隔地保持两者而在外壳4的四个角部分设置有支柱7。在离心式鼓风机I的上部设置有空气吸入口 8。空气的吹出口 9设置于外壳4的支柱7与支柱7之间。即，外壳4的四个边的四个方向分别成为空气的吹出口 9 (开放外壳型)。此外，外壳4也可以设置使从叶轮3吹出的空气集中成一个方向的吹出口(涡壳型)。如图2 图7所示，叶轮3构成为具备环形的下护罩21、环形的上护罩23、以及设置于下护罩21与上护罩23之间且排列在圆周上的多个叶片2，叶轮3能够以旋转轴11为中心进行旋转。如图4所示，环形的下护罩21具有从俯视观察时的内径21A与外径21B。内径21A与外径21B在俯视观察时呈圆形。环形的上护罩23具有在从俯视观察时的内径23A与外径23B。内径23A与外径23B在俯视观察时呈圆形。下护罩21的外径21B与上护罩23的内径23A重叠。即，下护罩21的外径21B与上护罩23的内径23 A相等。此外，下护罩21的外径21B也可以比上护罩23的内径23A略小。在图4中，利用实线表示能够从上护罩23的内径23A的内侧空间观察到的各个叶片2的形状。利用虚线表示在上护罩23的内径23A与外径23B之间被上护罩23遮住的各个叶片2的形状。如图4所示，各个叶片在俯视观察时具有随着从内侧(旋转轴)趋向外侧而逐渐变细(厚度变薄)的形状。其入口角为45°，出口角为22°。外径23B的直径为120mm，内径21A的直径为70mm。叶片2为后退翼。如图3 图7所示，各个叶片2的上部固定在上护罩23的下表面，各叶片2的下部固定在下护罩21的上表面。此处，将由于下护罩21的外径21B与上护罩23的内径23A设计为相等(或者下护罩21的外径21B小于上护罩23的内径23A)，因此，仅使用上下模具就能够一体地形成叶轮3。如图4 图7所示，各个叶片2的上部在内径侧(接近旋转轴的一侧)与上护罩23的内径侧的端部连接。各个叶片2的上部从该连接位置到外径侧端部均与上护罩23的下表面连接。即，如图4所示，在俯视观察时上护罩23与叶片2所存在的位置(用虚线包围的位置)，上护罩23与叶片2连接。另外，各个叶片2的下部与下护罩21连接。如图5所示，各个叶片2的上部在内径侧与上护罩23的内径侧的端部连接。各个叶片2的上部的从该连接位置进一步朝向内径侧的部分形成为锥形部分(倾斜部)。即，叶片2的内径部分具有连结上护罩23的内径部分(内径端部)与下护罩21的内径部分的倾斜部。各个叶片2的锥形部分形成有相对于垂直方向形成角度y=42°的斜面。在图4中，各个叶片2的利用实线表示的部分为锥形部分，利用虚线表示的部分表示各个叶片2的上部与上护罩23连接的部分。另外，各个叶片2的利用实线表示的部分表示其下部与下护罩21连接的部分。各个叶片2的利用虚线表示的部分表示其下部不与下护罩21连接的部分(在各个叶片2的下方不存在下护罩21的部分)。虽然图5的角度y=42°称为锥角，但其数值不限于42°。另外，在叶轮3中，在俯视观察时上护罩23所存在的部分没有下护罩21。因此，如图2所示，优选在下外壳6设置朝上部突出的部分6a作为替代不存在的下护罩21发挥作用的部件。突出的部分6a形成于在俯视观察时上护罩23所存在的部分(不存在下护罩21的部分)，叶片2的下部分与下外壳6之间的距离缩短。突出的部分6a突出至下护罩21所存在的高度。由此，能够使下外壳6具有用于作为下护罩而发挥作用的结构。将上述的叶轮3的叶片2的内径部分设置成锥状。使锥形的底边部分与下护罩21形成为一体。使叶片2的除了锥形部分以外的上部全部与上护罩23形成为一体。并且，如图5所示，使上护罩23的内径Dl与下护罩21的外径D2大致相等(D1 N 1>2或者Dl彡D2)。基于此类形状，能够仅使用上下模具对叶轮3进行一体成形，从而能够提供高产量的叶轮3以及离心式鼓风机I。此外，由于无需扩大或者缩小空气流入口的直径，因此能够抑制静压、风量的降低。此外，在本实施方式的离心式鼓风机I中，能够利用叶片2的锥形状来改善风的流动。并且，能够利用护罩覆盖流入口部。因此，能够实现低噪声化。以下对这一点进行说明。图8是表示现有的叶轮截面形状与噪声特性的图。如图8 (A)的剖视图所示，现有的叶轮3’具备下护罩21’、上护罩23’、以及设置于下护罩21’与上护罩23’之间的多个叶片2’。下护罩21’的外径与上护罩23’的外径相等。因此，无法仅利用上下模具对叶轮3’进行一体成形。在图8 (B)中示出了驱动图8 (A)的叶轮3’时的噪声特性，其中，横轴表示频率，纵轴表示噪声值(dB (A))。整体噪声整体为58. OdB (A)，并且，如图8 (B)所示，离散频率、宽频带(紊流噪声)两者都显示较高的数值。图9为表示本实用新型的实施方式的叶轮的截面形状与噪声特性的图。如图9 (A)的剖视图所示，本实施方式的叶轮3具备下护罩21、上护罩23、以及设置在下护罩21与上护罩23之间的多个叶片2。下护罩21的外径与上护罩23的内径大致相等。因此，能够仅利用上下模具对叶轮进行一体成形。在图9 (B)中示出了驱动图9 (A)的叶轮时的噪声特性，其中，横轴表示频率，纵轴表示噪声值(dB (A))。噪声整体为57. 3dB (A)，并且，如图9 (B)的实线圆内所示，离散频率噪声(叶片的一次噪声、二次噪声)比图8 (B)中的离散频率噪声低。并且，如图9 (B)的点划线圆内所示，宽频噪声(紊流噪声)也比图8 (B)中的宽频噪声低。图10为变形例的离心式鼓风机的叶轮的剖视图。该叶轮与图I 图7所示的叶轮的不同点在于，用于使下护罩21的外径向外侧延伸的底板(板)21a安装在叶轮3的下方。底板21a的中空部分的直径(内径)与下护罩21的外径相等。底板21a的外径与上护罩23的外径相等。由此，能够使上护罩23的外径与底板21a的外径一致，能够确保与图8所示的叶轮结构具有相同的P — Q特性。即，底板21a作为所谓的后安装的下护罩而发挥功能。通过安装底板21a，能够维持P — Q特性，并且也能够减少噪声。在本实施方式中，叶轮3的除了底板21a之外的部分也能够仅利用上下模具进行一体成形，从而能够提高叶轮的生产效率。[其他]本实施方式的鼓风机能够应用于涡轮型、多翼型、径流型等所有离心式鼓风机。作为搭载鼓风机的装置，主要能够应用于需要进行吸入冷却的产品(家电、PC、0A设备、车载设A7 A^r\ A^r
奋寺9寺。[实施方式的效果]如上所述，本实施方式的叶轮不具有在俯视观察时上护罩与下护罩重叠的部分。因此，能够利用基于上下模具的一体成形来制造叶轮，具有叶轮生产效率较高的效果。各个叶片的内径部分的上部与上护罩的顶点相接。各个叶片的内径部分从该位置以某一倾度(锥角(Y ))朝向下部下降，各个叶片的内径部分的下部与下护罩连接。由此，因为流入口直径不会扩大，因此最大静压也不会下降。并且，根据本实施方式，能够形成沿着空气的流动的效率较高的叶片形状，具有利于实现高流量、高静压化、低噪声化的效果。[其他实施方式]图11为其他实施方式的离心式鼓风机的立体图，图12为图11的离心式鼓风机的中央纵剖视图。图11的离心式鼓风机与图I的离心式鼓风机的不同点在于上外壳5A的结构不同。即，在上外壳5A的上表面形成有多个凹部54，凹部与凹部之间(没有形成凹部54的部分)形成为肋部52。凹部54以包围旋转轴11的周围的方式形成有多个。肋部52以旋转轴11为中心形成为放射状。如图11所示，凹部54的数量为16个。肋部52的数量也是16个。凹部54和肋部52的个数不限于此。如图12所示，上护罩23的上表面(与上外壳5A相对的面)具有随着远离旋转轴11而靠近下外壳6的部分(第一部分)。在该部分,上护罩23的上表面为曲面。凹部54在接近旋转轴11的部分变浅，在远离旋转轴11的部分变深，连接两部分的凹部54的底面为曲面。由凹部54的底面和位于其背面侧的上外壳5A的下表面(与上护罩23对置的面)夹持的部分的厚度保持为恒定。该厚度保持为恒定的部分中的上外壳5A的下表面部分(第二部分)形成为与凹部54的底面形状大致相同(或者相同)的曲面。第一部分的面与第二部分的面为大致相同(或者相同)的曲面。根据这种结构，本实施方式的离心式鼓风机具有以下特征。( I)使吸入口(吸气口)8所存在的一侧的外壳(上外壳5A)的下表面形成为具有与上护罩23的上表面近似(或者相等)的曲率的形状。由此，能够抑制从叶轮3的排出侧输出的空气在上外壳5A与上护罩23之间的空间沿着吸入口 8的方向进行逆流。由此，防止鼓风机特性的恶化。(2)若将上外壳5A的下表面单纯设为上述(I)所述的形状，则上外壳5A的壁增厚。通过设置凹部54，能够防止上外壳5A的壁增厚(能够减少材料的使用量)。虽然凹部54也可以设为一个以旋转轴11为中心的环形凹部，但通过每隔规定角度设置肋部52，能够使上外壳5A具有一定的刚性。(3)可以使用图I 图10中任意一种叶轮(也可以使用现有的叶轮)作为叶轮3。另外，叶片2也可以采用任意形状。图13是表示图2的截面所示的离心式鼓风机的上护罩与上外壳之间的风的流动的图，图14是表示图12的截面所示的离心式鼓风机的上护罩与上外壳之间的风的流动的图。[0092]如图13所示，在上外壳5的朝向叶轮3侧的面形成为平坦的情况下，在叶轮3与上外壳5之间形成小空间，从叶轮3吹出的空气的一部分在该小空间内沿着吸入口 8方向进行逆流。并且，逆流的空气的一部分在小空间内形成漩涡。与此相对，如图14所示，在上外壳5A设置有凹部54，通过在上外壳5A的朝向叶轮3侧的面形成曲率与叶轮3的上护罩的曲率相同的形状，由此抑制(改善)空气的逆流。图15是表示图2的 截面所示的离心式鼓风机与图12的截面所示的离心式鼓风机的风量与压力的特性的图。在图15中，利用“本实用新型(防逆流外壳)”的标记来表示图12的截面所示的离心式鼓风机的特性，利用“现有例(平坦外壳)”的标记来表示图2的截面所示的离心式鼓风机的特性。即，将图2所示的上外壳5的下部形成为平坦的结构称作平坦外壳，将图12所不的上外壳5A结构称作防逆流外壳。如图15所示,通过采用防止空气逆流的结构能够改善鼓风机的特性。图16是表示变形例的离心式鼓风机的截面结构的图，图17是变形例的离心式鼓风机的剖视图。本变形例的离心式鼓风机将用于安装离心式鼓风机的凸缘56A、56B以一体结构形成于图11以及12所示的鼓风机的上外壳5A。在凸缘56A、56B开设有螺纹孔，通过使螺钉通过螺纹孔，能够容易地将鼓风机安装于其他部件。凸缘可以是一个以上或者多个，能够使鼓风机的安装变得容易。应当认为上述实施方式在所有方面都是示例，不具有限制性。本实用新型的范围并非由上述说明表示，而是由专利权利要求的范围表示，并意图包含与专利权利要求的范围等同的含义以及在范围内的全部变更。
权利要求1.一种离心式鼓风机， 该离心式鼓风机具备 形成有空气吸入口的上外壳、 下外壳、以及 位于所述上外壳以及所述下外壳之间的叶轮， 所述离心式鼓风机的特征在于， 所述叶轮具备位于所述上外壳侧的上护罩；以及设置于所述上护罩的下方且排列在圆周上的多个叶片，所述叶轮能够以旋转轴为中心进行旋转， 所述上外壳以及所述下外壳构成开放型的外壳， 所述上护罩的与所述上外壳相对的面具有随着远离所述旋转轴而接近所述下外壳的第一部分， 所述上外壳的与所述上护罩相对的面在与所述上护罩的所述第一部分相对的第二部分，具有随着远离所述旋转轴而靠近所述下外壳的形状。
2.根据权利要求I所述的离心式鼓风机，其特征在于， 所述叶轮具有设置在所述多个叶片的下方的下护罩， 所述下护罩的外径小于等于所述上护罩的内径， 所述叶片的内径部分具有连结所述上护罩的内径部分与所述下护罩的内径部分的倾斜部。
3.根据权利要求I或者2所述的离心式鼓风机，其特征在于， 所述上护罩的与所述上外壳相对的面的所述第一部分的形状、和所述上外壳的与所述上护罩相对的面的所述第二部分的形状大致相同。
4.根据权利要求I所述的离心式鼓风机，其特征在于， 所述上外壳具有肋部，该肋部用于形成与所述上护罩的所述第一部分相对的所述第二部分。
5.根据权利要求I所述的离心式鼓风机，其特征在于， 所述上外壳具有用于安装离心式鼓风机的凸缘部。
6.根据权利要求I所述的离心式鼓风机，其特征在于， 在俯视观察时所述上护罩与所述叶片所存在的位置，所述上护罩与所述叶片连接。
7.根据权利要求I所述的离心式鼓风机，其特征在于， 所述多个叶片均具有随着远离所述旋转轴而厚度变薄的形状。
8.根据权利要求I所述的离心式鼓风机，其特征在于， 在俯视观察时所述上护罩所存在的部分，所述下外壳具有朝所述叶轮的方向突出的部分， 利用伴随所述叶轮的旋转而产生的离心力将从吸入口吸入的空气朝向叶轮的径向外侧吹出。
专利摘要本实用新型提供一种能够使空气的流动更加理想的离心式鼓风机。离心式鼓风机具备形成有空气吸入口(8)的上外壳(5A)、下外壳(6)、以及位于上外壳(5A)与下外壳(6)之间的叶轮(3)。叶轮(3)具备位于上外壳(5A)侧的上护罩(23)、以及设置于上护罩(23)的下方且排列在圆周上的多个叶片(2)，所述叶轮(3)能够以旋转轴(11)为中心进行旋转。上外壳(5A)以及下外壳(6)构成开放型的外壳。上护罩(23)的与上外壳(5A)相对的面具有随着远离旋转轴(11)而接近下外壳(6)的第一部分。上外壳(5A)的与上护罩(23)相对的面在与上护罩(23)的第一部分相对的第二部分，具有随着远离旋转轴(11)而靠近下外壳(6)的形状。
文档编号F04D29/42GK202789707SQ20122035913
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月23日 优先权日2011年7月25日
发明者藤本征也, 福田贵子, 铃木让, 小串正树 申请人:美蓓亚株式会社