离心式风扇的制作方法

专利名称：离心式风扇的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种离心式风扇。
背景技术：
日本特开2006-77631号公报所示的被称为西洛克风扇的离心式风扇具备叶轮和 壳体，该叶轮具备多片叶片并且固定于电动机的旋转轴而进行旋转，该壳体具有朝向旋转 轴的轴线方向开口的吸引口和朝向相对于叶轮的旋转方向的切线方向开口的排出口。壳体 具有形成有吸引口的第一壁部、与第一壁部对置的第二壁部和具备排出口并连结第一壁 部和第二壁部的第三壁部。叶轮具有叶轮主体和叶片支承体，该叶轮主体具备以旋转轴为 旋转中心而进行旋转的筒状的周壁，该叶片支承体为了支承多片叶片而固定于叶轮主体的 端部并沿径向延伸。叶片支承体具有在中心具有开口部的圆板形状。叶片支承体的开口部 的周围固定于叶轮主体的周壁，在径向的外侧端部固定有多片叶片。多片叶片从叶片支承 体的外侧端部向壳体的第一壁部延伸。并且，多片叶片的第一壁部侧的端部固定在与叶轮 主体的周壁同心地配置的环状的叶片安装构件上。另外，在日本特开2004-353665号公报所示的离心式风扇中具备环状的叶片安装 构件，该叶片安装构件比叶片支承体靠吸入口侧且固定多片叶片。并且，多片叶片越过环状 的叶片安装部，进而向形成有壳体的吸引口的第一壁部延伸。并且，多片叶片的吸引口侧的 端部位于壳体的吸引口附近。专利文献1 日本特开2006-77631号公报专利文献2 日本特开2004-353665号公报在离心式风扇中，需要在不使噪声变大的情况下能够将相对于风量的静压的值 (风量·静压特性)在一定程度上任意地设定的结构。

发明内容
本发明的目的在于提供一种在不使噪声变大的情况下能够将相对于风量的静压 的值(风量·静压特性)在一定程度上任意地设定的离心式风扇。本发明的作为改良对象的离心式风扇具备叶轮和壳体，该叶轮具备多片叶片并且 固定于电动机的旋转轴而旋转，该壳体具有朝向旋转轴的轴线延伸的轴线方向开口的吸引 口。在本发明中，叶轮具备叶轮主体、多根条、环状的叶片安装构件、多片主叶片以及多片副 叶片。叶轮主体以旋转轴为旋转中心而旋转。多根条一端固定于叶轮主体的靠吸引口的部 分且沿旋转轴的旋转方向隔开间隔配置。环状的叶片安装构件与叶轮主体同心地配置且固 定多根条的另一端。多片主叶片一端固定于叶片安装构件，沿旋转轴的旋转方向隔开间隔 配置，并且沿着轴线且向离开吸引口的方向延伸。多片副叶片一端固定于叶片安装构件，沿 旋转方向隔开间隔配置，并且沿着轴线且向吸引口所在的方向延伸。多片主叶片的形状确 定为使得在叶轮向正转方向旋转时从吸引口向壳体内吸入空气。多片副叶片的形状确定为 使得在叶轮向与正转方向相反的反转方向旋转时从吸引口向壳体内吸入空气。
在本发明的结构中，以多片叶片的一端固定于位于吸引口侧的叶片安装构件的方 式配置多片叶片。因此，在壳体内的与吸引口在轴线方向对置的位置不存在安装多片叶片 的构件。因此，从吸引口吸引到壳体内的空气的一部分在接触到对置于吸引口的壳体的内 壁面后，朝向径向排出。更加具体的本发明的作为改良对象的离心式风扇具备叶轮和壳体，该叶轮具备多 片叶片并且固定于电动机的旋转轴而旋转，该壳体具有朝向旋转轴的轴线方向开口的吸引 口和将从吸引口吸入的空气排出的排出口。在本发明中，叶轮具备叶轮主体、多根条、环状 的叶片安装构件、多片主叶片以及多片副叶片。叶轮主体具备沿旋转轴的轴线延伸且以旋 转轴为旋转中心而旋转的筒状的周壁。多根条一端固定于周壁的靠吸引口的周壁部分且沿 叶轮主体的旋转方向隔开间隔配置。环状的叶片安装构件与周壁同心地配置在周壁的径向 的外侧的位置且固定多根条的另一端。多片主叶片一端固定于叶片安装构件，沿旋转轴的 旋转方向隔开间隔配置，并且沿着轴线向离开吸引口的方向延伸，其形成为使得在叶轮向 正转方向旋转时从吸引口沿轴线方向向壳体内吸入空气。多片副叶片一端固定于叶片安装 构件，沿旋转方向隔开间隔配置，并且沿着轴线向吸引口所在的方向延伸，其形成为使得在 叶轮向与正转方向成反方向的反转方向旋转时从吸引口沿轴线方向向壳体内吸入空气。如本发明所示，若在由多根条支承的环状的叶片安装部件安装多片主叶片，则从 吸引口向排出口的空气流动变得顺利，能够降低噪声。另外，在叶轮旋转时，由于能够减少 空气的阻力，因此能够降低电力消耗。并且，在本发明中，多片副叶片以沿轴向向吸引口所 在的方向延伸的方式固定于叶片安装构件，其中多片副叶片在叶轮向与正转方向成反方向 的反转方向旋转时，从吸引口沿轴线方向向壳体内吸入空气。因此，旋转方向(旋转轴的周 向)的多片主叶片送出空气的方向与多片副叶片送出空气的方向相反，由此能够防止从多 片主叶片送出的空气向吸引口逆流。因此，有助于噪声的降低，能够通过任意地设定片数， 而在一定程度广泛的变化幅度的范围内任意地设定静压。优选多片副叶片的片数为多片主叶片的片数的一半以下且为多片主叶片的片数 的1/4以上。若如此，则不会使噪声变大，并且能够使相对于风量的静压与以往相比提高。壳体可以包括形成有吸引口的第一壁部、与第一壁部以在之间隔有叶轮的状态对 置的第二壁部以及连结第一壁部和第二壁部的第三壁部。并且，多根条的另一端部在向径 向的外侧超过吸引口的开口缘部的位置终止，环状的叶片安装构件比开口缘部靠径向的外 侧，且可以构成为具有与第一壁部对置的第一侧面和与该第一侧面在轴线方向上对置的第 二侧面。并且，环状的叶片安装构件的第一侧面可以构成为，与第一壁部之间的距离随着朝 向径向的外侧而变大且以朝向所述第二壁部凸出的方式弯曲的形状。在该情况下，多片副 叶片的一端固定于第一侧面，多片主叶片的一端固定于第二侧面。若如此，则能够沿着环状 的叶片安装构件的第二侧面将空气顺利地在多片叶片间引导。优选在多片副叶片的与第一壁部对置的端面与第一壁部之间形成的间隙尺寸为 一定。若如此，则能够有效地防止空气向吸引口逆流。并且，多片主叶片的至少一部分可以形成为如下结构，其具备沿着环状的叶片安 装构件的第二侧面的第一边部；与壳体的第三壁部对置且从多片主叶片被固定的一端沿轴 线方向延伸的第二边部；比第二边部靠径向的内侧的第三边部；以及与壳体的第二壁部对 置的第四边部。在该情况下，优选第三边部具有与第一边部连续的第一边半部和与该第一边半部连续且与第四边部连续的第二边半部，第一边半部以其与第二边部的距离随着朝向 第二边半部变宽的方式倾斜，第二边半部与第二边部平行地延伸。若如此，则由于能够在倾 斜的第一边半部与吸引口之间确保空间，因此通过吸引口沿轴向吸入的空气在方向变化成 径向时，能够顺利地变更方向。优选在多片主叶片的轴线方向的最大长度尺寸为Li，多片副叶片的轴线方向的最 大长度尺寸为L2时，以使1/5 < L2/L1 < 1/2的关系成立的方式确定Ll及L2。若L2/L1 为1/2以上，则主叶片的流动效率降低。若L2/L1为1/5以下，则无法防止空气向吸入口逆流。本发明也可以特定作为离心式风扇用叶轮。本发明的离心式风扇用叶轮具备叶 轮主体，其以旋转轴为旋转中心而旋转；多根条，其一端固定于叶轮主体且沿旋转轴的旋转 方向隔开间隔配置；环状的叶片安装构件，其与叶轮主体同心地配置且固定多根条的另一 端；多片主叶片，其一端固定于叶片安装构件，沿旋转方向隔开间隔配置，并且沿着旋转轴 的轴线延伸；多片副叶片，其一端固定于叶片安装构件，沿旋转方向隔开间隔配置，并且沿 着轴线且向离开主叶片的方向延伸。并且，多片主叶片的形状确定为使得在叶轮向正转方 向旋转时沿轴线吸入空气。另外，多片副叶片的形状确定为在叶轮向与正转方向相反的反 转方向旋转时沿轴线吸入空气。


图1是本发明的离心式风扇的一实施方式的俯视图。图2是图1的II _ II线剖视图。图3是图1所示的离心式风扇的叶轮的俯视图。图4是图1所示的离心式风扇的叶轮的仰视图。图5是图1的V _ V线剖视图。图6是表示试验中使用的离心式风扇的在同一噪声下的风量与静压的关系的图。符号说明1 壳体3电动机5 叶轮11第一壁部Ila 吸引口lib 开 口缘部13第二壁部15第三壁部15a 排出口21旋转轴37叶轮主体37b 周壁39 条(stem)39a第一端缘部
39b第二端缘部41叶片安装构件43、44 主叶片45副叶片
具体实施例方式以下，参照附图，对本发明的实施方式的一个例子进行详细地说明。图1是本发明 的离心式风扇的一实施方式的俯视图，图2是图1的II - II线剖视图。本例的离心式风扇 (西洛克风扇)具备壳体1和配置于壳体1内的电动机3及叶轮5。如图2所示，壳体1通 过组合分割成两部分的第一及第二壳体半部7及9而构成。壳体1在组合了第一及第二壳 体半部7及9的状态下具有第一壁部11、第二壁部13及第三壁部15，其中第二壁部13以在 之间隔着叶轮5的方式与第一壁部11对置，第三壁部15连结第一壁部11和第二壁部13。 在第一壁部11的中央形成有从外部吸引空气的圆形的吸引口 11a。在第三壁部15形成有 朝向相对于叶轮5的旋转方向的切线方向开口而向外部排出空气的排出口 15a(图1)。另 外，由被第一 第三的壁部11 15包围的区域的一部分形成将从叶轮5排出的空气引导 到排出口 15a的风路。在壳体1内配置的电动机3具有定子19和旋转轴21。定子19嵌合在轴承座25 的外侧，该轴承座25通过与将旋转轴21支承为旋转自如的两个球轴承22及23嵌合从而 保持球轴承22及23。该定子19包括配置在轴承座25的外侧的定子铁心27 ；与该定子铁 心27嵌合的绝缘树脂制的绝缘体29 ；以及以在之间隔有绝缘体29的方式卷绕到定子铁心 27的多个凸极部的定子线圈31。定子线圈31通过连接导体与电路基板35的未图示的电 路图案电连接。在电路基板35安装有用于使励磁电流在定子线圈31中流通的驱动电路。由于电动机3而旋转的叶轮5通过合成树脂成形。如图3所示的俯视图(从壳体 1的第一壁部11侧观察到的图)及图4所示的仰视图(从壳体1的第二壁部13侧观察到 的图)所示，叶轮5—体地具有叶轮主体37、11根条39、叶片安装构件(套筒)41、44片主 叶片(33片第一主叶片43及11片第二主叶片44)以及22片副叶片45。如图2所示，叶 轮主体37具备中央部固定于旋转轴21的底壁37a和沿旋转轴21的轴线延伸且以旋转轴 21为旋转中心而进行旋转的筒状的周壁37b。在本例中，叶轮5相对于图1的纸面以逆时 针旋转方向(箭头Dl)为正转方向而旋转。11根条39 —端固定在叶轮主体37的周壁37b的靠吸引口 Ila的周壁部分而呈 放射状地延伸，并且沿周壁37b的周向(旋转轴21或叶轮5的旋转方向)隔开间隔而配 置。其中，所谓放射状地延伸不仅包括沿绝对径向延伸的情况，还包括相对于绝对径向倾斜 (具有规定的角度)延伸的情况。条39的另一端在超过吸引口 Ila的开口缘部lib的位置终止。如图5的剖视图所示，条39的沿与长度方向正交的方向切断条39时的剖面形状 具有弯曲形状，该弯曲形状以朝向与叶轮5的正转方向(箭头Dl)相反的方向凸出的方式 弯曲。并且，条39具有位于吸入口 Ila侧的第一端缘部39a和位于叶轮5侧的第二端缘部 39b，第一端缘部39a比第二端缘部39b更向叶轮5的正转方向(箭头Dl)偏移。利用这样 的条39的形状，条39在叶轮5旋转时辅助通过吸引口 Ila在轴线方向上吸入空气。
叶片安装构件41具有环状的形状，比吸引口 Ila的开口缘部lib更靠径向的外 侧。并且，叶片安装构件41在周壁37b的径向的外侧的位置与周壁37b同心地配置且固定 多根条39的另一端。如图2所示，叶片安装构件41具有与壳体1的第一壁部11对置的第 一侧面41a和与该第一侧面41a在轴线方向上对置的第二侧面41b。第一侧面41a具有下 述形状其与第一壁部11之间的距离随着朝向径向的外侧而变大且以朝向第二壁部13凸 出的方式弯曲。第二侧面41b具有与第一侧面41a平行地延伸的弯曲面形状。33片第一主叶片43与11片第二主叶片44 一端固定于叶片安装构件41的第二侧 面41b，且沿旋转方向隔开间隔而配置，并且沿轴线向离开吸引口 Ila的方向(第二壁部13 侧)延伸。33片第一主叶片43及11片第二主叶片44的形状确定为使得在叶轮5向正转 方向(箭头Dl)旋转时从吸引口 Ila沿轴线方向将空气吸入壳体1内。具体地说，如图4 所示，主叶片43、44以向叶轮5的正转方向(箭头Dl)的相反方向凸出的方式弯曲。并且， 主叶片43、44的径向的内侧的端部43g、44g分别比径向的外侧的端部43h、44h向叶轮5的 正转方向(箭头Dl)的相反方向即反转方向偏移。33片第一主叶片43在相邻的两个条39 之间各配置有三个。第一主叶片43如面向图2的纸面而位于右侧的第一主叶片43所示， 具备沿着叶片安装构件41的第二侧面41b的第一边部43a ；与壳体1的第三壁部15对置 且从固定于叶片安装构件41的一端沿轴线方向延伸的第二边部43b ；比第二边部43b靠径 向的内侧的第三边部43c ；以及与壳体1的第二壁部13对置的第四边部43d。第三边部43c 具备与第一边部43a连续的第一边半部43e和与该第一边半部43e连续且与第四边部43d 连续的第二边半部43f。第一边半部43e以其与第二边部43b的距离随着朝向第二边半部 43f而变宽的方式倾斜。第二边半部43f与第二边部43b平行地延伸。如面向图2的纸面而位于左侧的第二主叶片44所示，11片第二主叶片44分别配 置在11根条39的径向的外侧。第二主叶片44具备沿着叶片安装构件41的第二侧面41b 的第一边部44a ；与壳体1的第三壁部15对置且从固定于叶片安装构件41的一端沿轴线 方向延伸的第二边部44b ；比第二边部44b靠径向的内侧且与叶轮主体37的周部37b平行 地延伸的第三边部44c ；以及与壳体1的第二壁部13对置的第四边部44d。主叶片43、44 起着在从吸引口 Ila沿轴线方向吸入空气后，使吸入的空气朝向径向的作用。22片副叶片45 —端固定于叶片安装构件41的第一侧面41a，且沿旋转方向隔开 间隔而配置，并且沿轴向吸引口 Ila所在的方向延伸。副叶片45的片数(22片)为主叶片 43、44的片数(44片)的一半。22片副叶片45形成为在叶轮5向与正转方向(箭头Dl)相 反的方向的反转方向旋转时从吸引口 Ila沿轴向方向向壳体1内吸入空气。具体地说，如 图3所示，副叶片45以向叶轮5的正转方向(箭头Dl)凸出的方式(以向与主叶片43、44 相反的方向凸出的方式)弯曲。并且，副叶片45的径向的内侧的端部45a比径向的外侧的 端部45b向叶轮5的正转方向(箭头Dl)偏移(与主叶片43、43向相反的方向偏移)。另 外，如面向图2而位于右侧的副叶片45所示，在主叶片43、44的轴线方向的最大长度尺寸 为Li，副主叶片45的轴线方向的最大长度尺寸为L2时，以使1/5 < L2/L1 < 1/2的关系 成立的方式确定Ll及L2。另外，在副主叶片45的与壳体1的第一壁部11对置的端面45c 与第一壁部11之间形成的间隙尺寸L3 —定。接下来，使下述表1所示的实施例1 4及比较例1 4的离心式风扇旋转，研究 同一噪声(43dB)下的各离心式风扇的风量与静压的关系。实施例1是上述例的离心式风扇。实施例2 4是副叶片的片数不同，其它与上述例的离心式风扇结构相同的离心式风 扇。比较例1 4的离心式风扇是如下这样的离心式风扇副叶片以向与叶轮的正转方向 相反的方向凸出的方式(以向与主叶片相同的方向凸出的方式)弯曲，副叶片的径向的内 侧端部比径向的外侧的端部向叶轮的正转方向(箭头Dl)的相反方向偏移(向与主叶片相 同的方向偏移)。比较例1 4的离心式风扇的其它结构分别具有与实施例1 4的离心 式风扇相同的结构。在表1中也示出试验时的转速及电力消耗。[表 1]
实施例1实施例2实施例3实施例4比较例1比较例2比较例3比较例4副叶片片数1222334412223344转速(rpm)61406200602060005960575058105790电力消耗(W)1.421. 611. 591. 521. 531. 571.441. 32图6是表示测定结果的图。由图6可知，在同一噪声(43dB)下，与比较例1 4的 离心式风扇相比，实施例1 4的离心式风扇相对于风量的静压的值得以提高(风量 静 压特性提高)。尤其若将副叶片的片数为主叶片的片数的一半的22片的实施例2的离心式 风扇与比较例2的离心式风扇比较，则可知，实施例2的离心式风扇的相对于风量的静压的 值比比较例2的离心式风扇的相对于风量的静压的值大幅度地提高。并且，由图1可知，在 同一噪声下，实施例1的离心式风扇能够比比较例1的离心式风扇电力消耗少。但是，虽然 优选电力消耗少，但在本发明中，对于电力消耗的增减不特别作为问题。由图6的结果可知，在比较例1 4的离心式风扇中，即使改变副叶片的个数，也 观察不到静压发生大的变化。与此相对，在本实施例中，可知通过在不使噪声变大的情况下 任意地设定副叶片的片数，能够在一定程度广泛的变化幅度的范围内设定任意的静压。工业上的可利用性根据本发明，能够得到下述优点通过在不使噪声变大的情况下任意地设定副叶 片的片数，能够在一定程度广泛的变化幅度的范围内设定任意的静压。
权利要求
一种离心式风扇，其具备叶轮和壳体，该叶轮具备多片叶片并且固定于电动机的旋转轴而旋转，该壳体具有朝向所述旋转轴的轴线延伸的轴线方向开口的吸引口，所述离心式风扇的特征在于，所述叶轮具备叶轮主体，其以所述旋转轴为旋转中心而旋转；多根条，其一端固定于所述叶轮主体的靠所述吸引口的部分且沿所述旋转轴的旋转方向隔开间隔配置；环状的叶片安装构件，其与所述叶轮主体同心地配置且固定所述多根条的另一端；多片主叶片，其一端固定于所述叶片安装构件，沿所述旋转方向隔开间隔配置，并且沿着所述轴线且向离开所述吸引口的方向延伸；多片副叶片，其一端固定于所述叶片安装构件，沿所述旋转方向隔开间隔配置，并且沿着所述轴线且向所述吸引口所在的方向延伸，所述多片主叶片的形状确定为使得在所述叶轮向正转方向旋转时从所述吸引口向所述壳体内吸引空气，所述多片副叶片的形状确定为使得在所述叶轮向与所述正转方向相反的反转方向旋转时从所述吸引口向所述壳体内吸引空气。
2.根据权利要求1所述的离心式风扇，其特征在于，所述多片副叶片的片数为所述多片主叶片的片数的一半以下且为所述多片主叶片的 片数的1/4以上。
3.根据权利要求2所述的离心式风扇，其中，所述壳体包括形成有所述吸引口的第一壁部、与所述第一壁部以在之间隔有所述叶轮 的状态对置的第二壁部以及连结所述第一壁部和所述第二壁部的第三壁部，所述多根条的所述另一端在向所述径向的外侧超过所述吸引口的开口缘部的位置终止，所述环状的叶片安装构件比所述开口缘部靠所述径向的外侧，且具有与所述第一壁部 对置的第一侧面和与该第一侧面在所述轴线方向对置的第二侧面，所述环状的叶片安装构件的所述第一侧面具有与所述第一壁部之间的距离随着朝向 所述径向的外侧而变大且以朝向所述第二壁部凸出的方式弯曲的形状，所述多片副叶片的所述一端固定于所述第一侧面，所述多片主叶片的所述一端固定于 所述第二侧面。
4.根据权利要求3所述的离心式风扇，其中，在所述多片副叶片的与所述第一壁部对置的端面与所述第一壁部之间形成的间隙尺 寸为一定。
5.根据权利要求3所述的离心式风扇，其中，所述多片主叶片的至少一部分具备沿着所述环状的叶片安装构件的所述第二侧面的 第一边部；与所述壳体的所述第三壁部对置且从所述多片主叶片被固定的一端沿所述轴线 方向延伸的第二边部；比所述第二边部靠所述径向的内侧的第三边部；以及与所述壳体的 所述第二壁部对置的第四边部，所述第三边部具有与所述第一边部连续的第一边半部和与该第一边半部连续且与所述第四边部连续的第二边半部，所述第一边半部以其与所述第二边部之间的距离随着朝向 所述第二边半部而变宽的方式倾斜，所述第二边半部与所述第二边部平行地延伸。
6.根据权利要求2所述的离心式风扇，其中，在所述多片主叶片的所述轴线方向的最大长度尺寸为Li，所述多片副叶片的所述轴线 方向的最大长度尺寸为L2时，以使1/5 < L2/L1 < 1/2的关系成立的方式确定Ll及L2。
7.—种离心式风扇用叶轮，其特征在于，具备 叶轮主体，其以所述旋转轴为旋转中心而旋转；多根条，其一端固定于所述叶轮主体且沿所述旋转轴的旋转方向隔开间隔配置； 环状的叶片安装构件，其与所述叶轮主体同心地配置且固定所述多根条的另一端； 多片主叶片，其一端固定于所述叶片安装构件，沿所述旋转方向隔开间隔配置，并且沿 着所述旋转轴的轴线延伸；多片副叶片，其一端固定于所述叶片安装构件，沿所述旋转方向隔开间隔配置，并且沿 着轴线且向离开所述主叶片的方向延伸，所述多片主叶片的形状确定为使得在所述叶轮向正转方向旋转时沿所述轴线吸入空气，所述多片副叶片的形状确定为使得在所述叶轮向与所述正转方向相反的反转方向旋 转时沿所述轴线吸入空气。
全文摘要
本发明提供一种在不使噪声变大的情况下能够将相对于风量的静压的值即风量·静压特性在一定程度上任意地设定的离心式风扇。叶轮(5)包括叶轮主体(37)、多根条(39)、叶片安装构件(41)、多片主叶片(43、44)以及多片副叶片(45)。多片主叶片(43、44)的形状确定为在叶轮(5)向正转方向(D1)旋转时从吸引口向壳体内吸引空气。多片副叶片(45)的形状确定为在叶轮(5)向与正转方向(D1)相反的反转方向旋转时从吸引口向壳体内吸入空气。
文档编号F04D29/30GK101922470SQ20101020278
公开日2010年12月22日 申请日期2010年6月10日 优先权日2009年6月12日
发明者严润杰, 栗林宏光 申请人:山洋电气株式会社