离心风扇的制作方法
【专利摘要】本发明提供能够降低叶片的负压面侧的气流的剥离引起的送风噪声并且抑制风扇动力的增加的离心风扇。离心风扇包括：主板(12)，以主板(12)的中心为旋转中心；与主板(12)相对地配置的罩(14)；和在主板(12)与罩(14)之间呈辐射状配置的多个叶片(13)，叶片(13)包括在旋转方向上为前表面的正压面(13a)和在旋转方向上为后表面的负压面(13b)，负压面(13b)包括：从前缘侧延伸的第1曲面(13c)；负压面(13b)的后缘侧的、与第1曲面(13c)不同的不连续的第2曲面(13d)；和形成于第1曲面(13c)与第2曲面(13d)的边界的台阶差部(13e)。
【专利说明】
离心风扇
技术领域
[0001]本发明特别涉及在降低噪声方面优异的离心风扇。
【背景技术】
[0002]现有技术中，在天花板垂吊式和天花板嵌入式的空气调节装置中，多使用离心风
Ho
[0003]这种离心风扇一般由主板、在主板的外周呈辐射状配置的多个叶片和配置在主板的相反侧、将叶片相互间结合的罩(shroud)构成，利用电动机旋转驱动。
[0004]在这样的离心风扇中，在叶片与罩的结合部附近，由于在叶片的负压面发生气流的剥离，所以存在噪声变大的问题。
[0005]作为解决这样的问题的技术，在现有技术中例如公开有如下技术:将叶片形成为前缘侧具有最大厚度的翼形，并且在叶片的外周部的负压面形成大致半翼形的突起，使得该突起在突起的截面最大翼厚点配置在与突起的中央相比更靠近后缘侧的位置、并且从罩侧向衬套(hub)侧的方向形成(例如，参照专利文献I)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献I:日本专利第4873865号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]但是，在上述现有技术中，与叶片的负压面侧的出口宽度和正压面侧的出口宽度相同的情况相比，离心风扇的吹出部的开口面积变窄，因此在送出相同风量的情况下离心风扇的转速变快，风扇动力增加，由此存在系统性能恶化的问题。
[0011]本发明是鉴于上述的问题而完成的发明，其目的在于提供能够降低叶片的负压面侧的气流的剥离引起的送风噪声、并且抑制风扇动力的增加的离心风扇。
[0012]用于解决课题的方法
[0013]为了达到上述目的，本发明是一种离心风扇，其特征在于，包括:主板，以上述主板的中心为旋转中心；与上述主板相对地配置的罩;和在上述主板与上述罩之间呈辐射状配置的多个叶片，其中上述叶片包括在旋转方向上为前表面的正压面和在旋转方向上为后表面的负压面，上述负压面包括:从前缘侧延伸的第I曲面;在上述负压面的后缘侧的、与上述第I曲面不同的不连续的第2曲面；和形成于上述第I曲面与上述第2曲面的边界的台阶差部。
[0014]根据该结构，在气流从台阶差部通过时，产生负压而再次附着在叶片的负压面，由此能够抑制气流的剥离，离心风扇出口的开口面积不变窄就能够降低气流的剥离引起的送风噪声。
[0015]此外特征在于:在上述结构中，上述台阶差部在上述负压面形成有多个。
[0016]根据该结构，即使在空气调节负载降低、风扇的旋转速度变慢、气流的速度变慢的情况下，离心风扇出口的开口面积也不变窄，能够降低气流的剥离引起的送风噪声。
[0017]此外特征在于:在上述结构中，上述台阶差部从上述罩侧形成至向上述主板侧去的途中。
[0018]根据该结构，即使在空气调节负载变高、风扇的旋转速度变快、气流的速度变快的情况下，离心风扇出口的开口面积也不变窄，能够降低气流的剥离引起的送风噪声。
[0019]发明的效果
[0020]根据本发明，能够抑制气流的剥离，离心风扇出口的开口面积不变窄，能够降低气流的剥离引起的送风噪声，因此能够提供降低叶片的负压面侧的气流的剥离引起的送风噪声并且不使风扇动力增加的离心风扇。
【附图说明】
[0021]图1是表示装载有本发明的第I实施方式的离心风扇的空气调节装置的截面图。
[0022]图2是表示第I实施方式的离心风扇的立体图。
[0023]图3是表示第I实施方式的离心风扇的叶片的截面图。
[0024]图4是表示第I实施方式的环形孔(orif ice)和从离心风扇内通过的气流的流动的说明图。
[0025]图5是表示本发明的离心风扇与现有的离心风扇的风量与噪声的关系的图表。
[0026]图6是表示本发明的第2实施方式的离心风扇的叶片的截面图。
[0027]图7是表示本发明的第3实施方式的环形孔和离心风扇的局部截面图。
【具体实施方式】
[0028]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，本发明并不限于该实施方式。
[0029](第丨实施方式)
[0030]图1是表示装载有本发明的第I实施方式的离心风扇的空气调节装置的截面图。
[0031]如图1所示，空气调节装置I被埋入到形成于天花板50的凹部51，利用螺栓53和螺母54吊装于作为凹部51的上表面的安装壁52。
[0032]空气调节装置I包括:一个面开口的长方体的壳体2;固定于壳体2的上表面3的电动机安装用部件4;安装于电动机安装用部件4的电动机5;安装于电动机5的旋转轴的离心风扇6 ；在壳体2的开口部中央，由栅格7a和过滤器7b构成的空气的吸入口 7;形成在吸入口 7的周围的吹出口 8;用于变更从吹出口 8流出的气流的方向的摆片(flap)9;为了将从吸入口7吸入的空气引导至离心风扇6而呈大致喇叭状逐渐缩径的环形孔10;和配置于离心风扇6的周围的热交换器11。
[0033]图2是表示本发明的第I实施方式的离心风扇6的立体图。
[0034]如图2所示，离心风扇6包括:主板12;在主板12的外周附近呈辐射状配置的多个叶片13;和将配置在主板12的相反侧的叶片的相互间结合的罩14。
[0035]主板12包括:外周的平坦部12a;在中央的研钵型部件上隆起形成的第I凸部12b;和以覆盖第I凸部12b的上部的方式形成的第2凸部12c。
[0036]第I凸部12b的内侧成为空洞，在第I凸部12b的内侧配置有电动机5。在第I凸部12b的上部，以流动电动机5的冷却所需的气流的方式形成有多个孔12d。此外，在第2凸部12c的大致中心形成有固定电动机5的旋转轴的凸台(boss)12e。
[0037]罩14包括罩端缘14a和罩外形部14b;以及连接罩端缘14a与罩外形部14b的罩曲面14c。罩端缘14a的内径比环形孔10的最小内径的端缘部大，离心风扇6以罩端缘14a重叠于环形孔10的方式配置。
[0038]接着，对叶片13的形状进行说明。
[0039]图3是表示本发明的第I实施方式的离心风扇6的叶片13的截面图。
[0040]如图3所示，叶片13包括在离心风扇6的旋转方向上为前(表)面的正压面13a和在旋转方向上为后(表)面的负压面13b。负压面13b包括:从靠近离心风扇6的中心的前缘侧延伸的第I曲面13c;靠近离心风扇6的外周的后缘侧的第2曲面13d，其与第I曲面13c是不同曲面;和形成于第I曲面13c与第2曲面13d的边界部分的台阶差部13e。
[0041]假想线15是现有的离心风扇的叶片位置，第2曲面13d以凹下的形式形成于比现有的离心风扇的叶片位置靠内侧，以使得各叶片13之间的距离不变窄。
[0042]此外，叶片13为了轻量化而中空地构成。台阶差部13e的位置为在负压面13b的壁附近流动的气流失速而剥离的点(剥离点)的紧挨着的前方即可，在以台阶差部13e的高度hi为代表长度的雷诺数为6000左右(普通的空气调节装置I的离心风扇6的气流的速度左右)的情况下，优选为从剥离点起的4hl至6hl跟前侧。此外，高度hi优选为Imm至2mm左右。
[0043]接着，对本实施方式的离心风扇的作用进行说明。
[0044]首先，对空气调节装置I的动作进行说明。
[0045]在图1，当离心风扇6向C方向旋转时，气流Wl从栅格7a和过滤器7b流入到空气调节装置I，在环形孔10被整流而引导至离心风扇6。之后，自离心风扇6的外周呈辐射状被吹出，在通过热交换器11时被冷却或加热至规定的温度，从吹出口 8通过摆片9向规定的方向流出。
[0046]气流Wl的一部分不通过热交换器11，而成为夺取电动机5的热的冷却气流W2和从环形孔10的外周短路(short circuit)、再次流入离心风扇6的循环气流W3，在离心风扇6内与气流Wl合流。
[0047]接着，对从离心风扇6内通过的气流Wl的流动进行说明。
[0048]图4是表示从环形孔10和离心风扇6内通过的气流Wl的流动的说明图。
[0049]如图4所示，气流Wl具有靠近罩14的气流Wla、通过罩14与主板12的大致中央的气流Wlb和靠近主板12的气流Wlc，气流的速度为Wla<Wlb<Wlc。
[0050]此外，如图3所示，在负压面13b，因为离心风扇6向B方向旋转，所以气流Wl要离开，因此，与在正压面13a流动的气流Wl相比容易发生剥离。特别是在负压面13b的后缘侧，容易产生气流Wl的边界层发展而导致的壁面附近的失速。
[0051 ]在本实施方式中，通过在负压面13b的后缘侧设置台阶差部13e，能够在气流Wl的边界层发展前进行剥离，并且通过在台阶差部13e附近产生循环涡流而产生负压，引导气流Wl，使在台阶差部13e剥离的气流Wl再次附着于第2曲面13d。
[0052]由此防止负压面13b的气流Wl的边界层的发展，抑制剥离。由此，离心风扇出口的开口面积不变窄，能够降低气流的剥离引起的送风噪声。
[0053]图5是表示使本发明的设置有台阶差部的离心风扇与现有的不设置台阶差部的离心风扇分别动作的情况下风量与噪声的关系的图表。
[0054]如图5所示，在以相同风量动作的情况下，本发明的离心风扇与现有的离心风扇相比能够使噪声降低。
[0055]如上所述，在本实施方式中，因为在负压面13b的后缘侧设置有台阶差部13e，所以能够防止在负压面13b的气流Wl的边界层的发展，能够抑制剥离。因此，离心风扇6的出口的开口面积不变窄，能够降低气流的剥离引起的送风噪声。
[0056]其结果是，能够提供降低叶片13的负压面13b侧的气流的剥离引起的送风噪声并且不使风扇动力增加的离心风扇6。
[0057]另外，在本实施方式中，令台阶差部13e的高度hi为一定，不过也可以根据气流Wl的速度改变高度hi (例如，速度越快就令高度hi越低)。通过采用这样的结构，能够更加抑制剥离，能够提供降低叶片13的负压面13b侧的气流的剥离引起的送风噪声并且不使风扇动力增加的离心风扇6。
[0058]此外，在本实施方式中，令距负压面13b的最后缘的台阶差部13e的位置为一定，不过也可以根据气流Wl的速度改变位置(例如，速度越快就越往后缘侧去)。通过采用这样的结构，能够进一步抑制剥离，能够提供降低叶片13的负压面13b侧的气流的剥离引起的送风噪声并且不使风扇动力增加的离心风扇6。
[0059](第2实施方式)
[0060]接着对本发明的第2实施方式进行说明。
[0061]图6是表示本发明的第2实施方式的离心风扇6的叶片13的截面图。另外，对与上述第I实施方式相同的部分或相当的部分标注相同的附图标记，省略其说明。
[0062]如图6所示，负压面13b包括:第I曲面13c;第2曲面13d;形成于第I曲面13c与第2曲面13d的边界部分的第I台阶差部13g;第3曲面13f，其是与第I曲面13c和第2曲面13d不同的曲面，与第2曲面13c相比位于靠近离心风扇6的外周的后缘侧;和形成于第2曲面13d与第3曲面13f的边界部分的第2台阶差部13h。
[0063]第I台阶差部13g和第2台阶差部13h的位置为在负压面13b的壁附近流动的气流失速而剥离的点(剥离点)的紧挨着的前方即可，在以第I台阶差部13g和第2台阶差部13h的高度h2、h3为代表长度的雷诺数为6000左右(普通的空气调节装置I的离心风扇6的气流的速度左右)的情况下，优选为从剥离点起的4h2至6h2和4h3至6h3跟前侧。此外，高度h2和h3均优选为Imm至2mm左右，高度h2和h3并不一定为相同高度。
[0064]接着，对本实施方式的作用进行说明。
[0065]在本实施方式中，如图5所示，在负压面13b，因为离心风扇6向B方向旋转，所以气流Wl要离开，因此，与在正压面13a流动的气流Wl相比容易发生剥离。特别是在负压面13b的后缘侧，容易引起气流Wl的边界层发展而导致的壁面附近的失速。进一步，在离心风扇6的旋转慢、气流的速度比较慢的情况下，容易在前缘侧产生气流的剥离点。
[0066]因此，通过在负压面13b的后缘侧设置第2台阶差部13h，在气流Wl的边界层再次在第2曲面13d发展前进行剥离，并且通过在第2台阶差部13h附近产生循环涡流而产生负压，引导气流Wl，使在第2台阶差部13h剥离的气流Wl再次附着于第3曲面13f。
[0067]由此防止负压面13b的气流Wl的边界层的发展，抑制剥离。由此，离心风扇出口的开口面积不变窄，能够降低气流的剥离引起的送风噪声。
[0068]如上所述，在本实施方式中，通过在负压面13b的后缘侧设置第I台阶差部13g和第2台阶差部13h，即使在离心风扇6的旋转慢、气流的速度比较慢的情况下也能够防止在负压面13b的气流Wl的边界层的发展，能够抑制剥离。因此，即使在空气调节负载降低、风扇的旋转速度变慢而气流的输送速度慢的情况下，离心风扇6的出口的开口面积也不变窄，能够降低气流的剥离引起的送风噪声。
[0069]其结果是，能够提供即使在空气调节负载降低、风扇的旋转速度变慢而气流的输送速度慢的情况下也降低叶片13的负压面13b侧的气流的剥离引起的送风噪声并且不使风扇动力增加的离心风扇6。
[0070]此外，在本实施方式中，采用第I台阶差部13g和第2台阶差部13h的二级结构，在气流的速度更慢、在负压面13b的最后缘存在气流的剥离的情况下，能够通过进一步增加台阶差部而成为多级结构来进一步抑制剥离，能够提供降低叶片13的负压面13b侧的气流的剥离引起的送风噪声并且不使风扇动力增加的离心风扇6。
[0071](第3实施方式)
[0072]接着对本发明的第3实施方式进行说明。
[0073]图7是表示本发明的第3实施方式的离心风扇6的局部截面图。另外，对与上述第I实施方式和第2实施方式相同的部分或相当的的部分标注相同的附图标记，省略其说明。
[0074]如图7所示，台阶差部13e在叶片的高度方向上设置至从罩14侧起向主板12侧去的中途部。
[0075]在本实施方式中，也与上述各实施方式一样，在图7，在负压面13b，由于气流Wl要离开，与在正压面13a流动的气流Wl相比容易产生剥离。
[0076]特别是在负压面13b的后缘侧，容易产生气流Wl的边界层发展而导致的壁面附近的失速。进一步，在罩曲面14c，气流方向的变化大，容易产生剥离。相反，主板12侧从气流流入的罩端缘14a侧起存在比较大的距离，从第I凸部12b向平坦部12a去的倾斜也比罩侧面14c的曲面和缓，因此不易产生气流的剥离。进一步，在离心风扇6的旋转慢、气流的速度比较慢的情况下，气流的剥离点容易在后缘侧产生，并且也不易产生剥离。
[0077]在本实施方式中，通过将台阶差部13e设置至从罩14侧向主板12侧去的中途部，靠近容易产生气流的剥离的罩14的气流Wla在负压面13b发展边界层之前剥离，并且通过在台阶差部13e附近产生循环涡流而产生负压。由此，以使在台阶差部13e剥离的起立Wla再次附着于第2曲面13d的方式引导气流Wla，并且靠近气流比较慢的主板12的气流Wlc不易产生剥离，因此不会由于台阶差部13e的剥离而反过来扰乱气流。
[0078]其结果是，即使在空气调节负载高、风扇的旋转速度快而气流的速度快的情况下，离心风扇出口的开口面积也不变窄，能够进一步降低气流的剥离引起的送风噪声。
[0079]如上所述，在本实施方式中，因为台阶差部13e设置至从罩14侧向主板12侧去的途中，所以即使在离心风扇6的旋转快、气流的速度比较快的情况下，也能够防止负压面13b的气流Wl的边界层的发展，抑制剥离。由此，即使在空气调节负载低、风扇的旋转速度慢而气流的速度慢的情况下，离心风扇6出口的开口面积也不变窄，能够进一步降低气流的剥离引起的送风噪声。
[0080]其结果是，能够提供即使在空气调节负载高、风扇的旋转速度快而气流的速度快的情况下也能够降低叶片13的负压面13b侧的气流的剥离引起的送风噪声并且不使风扇动力增加的离心风扇6。
[0081 ]产业上的利用可能性
[0082]如上所述，本发明的离心风扇能够降低叶片的负压面侧的气流的剥离引起的送风噪声并且不使风扇动力增加，因此能够应用于天花板吊顶式和天花板嵌入式的空气调节机以及各种换气装置等用途。
[0083]附图标记说明
[0084]12 主板
[0085]13 叶片
[0086]13a正压面
[0087]13b负压面
[0088]13c 第 I 曲面
[0089]13d 第 2 曲面
[0090]13e台阶差部
[0091]13f 第 3 曲面
[0092]13g第I台阶差部
[0093]13h第2台阶差部
[0094]14 罩
【主权项】
1.一种离心风扇，其特征在于，包括:主板，以所述主板的中心为旋转中心；与所述主板相对地配置的罩;和在所述主板与所述罩之间呈辐射状配置的多个叶片，其中所述叶片包括在旋转方向上为前表面的正压面和在旋转方向上为后表面的负压面，所述负压面包括:从前缘侧延伸的第I曲面；在所述负压面的后缘侧的、与所述第I曲面不同的不连续的第2曲面;和形成于所述第I曲面与所述第2曲面的边界的台阶差部。2.如权利要求1所述的离心风扇，其特征在于:所述台阶差部在所述负压面形成有多个。3.如权利要求1或2所述的离心风扇，其特征在于:所述台阶差部从所述罩一侧形成至向所述主板一侧去的途中。
【文档编号】F04D25/08GK105937500SQ201610124294
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月4日
【发明人】重田明广, 田积欣公, 黑田辽
【申请人】松下知识产权经营株式会社