專利名稱：風扇的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適合用于冰箱的冷卻用空氣通道那樣的狹小空間的風扇。
背景技術：
家用冰箱是這樣一種結構通過向儲藏室(冷凍室或冷藏室)送入利用冷卻器冷卻過的空氣來對儲藏室內進行冷卻。該情況下，例如美國專利第7，331，193號說明書中所述，其構成為在與冷卻器相通的管道內配置風扇而使空氣在冰箱內循環(huán)，但為了盡量使儲藏室寬敞，管道被設定得較窄，必須將風扇配置在該管道的狹小空間內。這種風扇通常采用離心式風扇或軸流式風扇。離心式風扇構成為具有葉輪，其具有葉片，該葉片在周向上隔開間隔地固定在繞中心軸旋轉的圓形主板上；以及鐘形口，其相對于該葉輪配置在空氣吸入側，用于形成空氣吸入口。此外，軸流式風扇具有輪轂，其繞中心軸旋轉；多個螺旋槳，其在周向上隔開間隔地固定在所述輪轂的外周面，通過與輪轂一同繞中心軸旋轉，而從中心軸方向的一側將空氣吸入并向中心軸方向的另一側排出；以及罩殼，其具有覆蓋所述螺旋槳的外周側的圓筒內周面。根據使用場所的不同，在為離心式風扇的情況下，存在想要加寬鐘形口(特別是空氣吸入口的離葉片最近的部分)與葉片之間的間隔(葉梢間隙(tip clearance))的要求。例如將葉梢間隙狹窄的離心式風扇用于冰箱的情況下，由于葉片有可能因凍結而緊固于鐘形口，因此這是為了避免發(fā)生這種情況。此外，在為軸流式風扇的情況下，若螺旋槳翼的外周端與罩殼的內周面之間的間隔(葉梢間隙)較小，則螺旋槳翼有可能因凍結而緊固于罩殼的內周面、從而不能將冷氣送向儲藏室內，因此需要加寬該葉梢間隙。但是，在為離心式風扇的情況下，如加寬葉梢間隙，則由于從空氣吸入口的內側到葉輪存在較大的空間，因此該空間成為空氣流動不穩(wěn)定的負壓空間，這樣的空間的容積增大的結果是，產生了離心式風扇工作時(葉輪旋轉時)的噪音增大的問題。此外，在為軸流式風扇的情況下，如加寬葉梢間隙，則空氣容易在螺旋槳翼的外周端與罩殼的內周面之間的間隙空間從排出側向吸入側逆流。此外，空氣容易從螺旋槳翼的外周端向徑向外側(間隙空間)漏出。因此，存在軸流式風扇的排出側的靜壓⑵與流量(Q)的特性劣化、并且噪音增大的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第一目的在于提供這樣一種結構在采用離心式風扇作為設置于狹小空間內的風扇的情況下，即使加寬了罩殼與葉片之間的間隔即葉梢間隙，也能夠抑制離心式風扇的噪音性能的劣化。本發(fā)明的第二目的在于提供這樣一種結構在采用軸流式風扇作為設置于狹小空間內的風扇的情況下，能夠將軸流式風扇的PQ特性及噪音等相關性能的劣化抑制到最小限度。本發(fā)明的離心式風扇為這樣的結構其具備葉輪，其具有葉片，該葉片在周向隔開間隔地固定在繞中心軸旋轉的主板上；以及鐘形口，其相對于葉輪配置在空氣吸入側，該鐘形口形成空氣吸入口，該空氣吸入口具有內徑朝向所述葉輪側而變小的部分，其中，在各葉片形成有凸出部，該凸出部向鐘形口側凸出而進入空氣吸入口的內側。根據該結構的離心式風扇，由于葉片的凸出部進入鐘形口的空氣吸入口的內側， 從而在其內側部分促進吸入工作，因此即使某種程度地加寬了鐘形口與葉片之間的葉梢間隙，在空氣吸入口的內側部分空氣的流動也會穩(wěn)定。其結果是，空氣流動不穩(wěn)定的負壓空間的容積變小。因此，即使加寬了葉梢間隙，也能夠抑制離心式風扇工作時的噪音的增大。此外，本發(fā)明的軸流式風扇為這樣的結構其具有輪轂，其繞中心軸旋轉；以及多個螺旋槳翼，其在周向隔開間隔地固定在輪轂的外周面，并且通過與輪轂一同繞中心軸旋轉，而從作為中心軸方向的一側的吸入側將空氣吸入并向作為中心軸方向的另一側的排出側排出，多個螺旋槳翼在其外周部通過環(huán)狀部件彼此連結，相對于螺旋槳翼在吸入側設有鐘形口，該鐘形口用來將通過螺旋槳翼而吸入的空氣導向螺旋槳翼，該鐘形口具有朝向排出側內徑變小的部分。通過上述結構，即使在軸流式風扇的吸入側的附近存在壁，也能夠通過吸入側的鐘形口使通過其內側而吸入的空氣一邊自然地在中心軸(風扇軸)方向流動一邊被導向螺旋槳翼，從而能夠減少在螺旋槳翼因迎角增加而造成的空氣流的分離。并且，環(huán)狀部件與鐘形口一同起到對吸入的空氣流進行引導的作用，使得在環(huán)狀部件的內側流動的空氣沿中心軸方向流動。此外，在由筒狀的罩殼覆蓋螺旋槳翼的外周側的情況下，即使加大了螺旋槳翼的外周端與罩殼的內周面之間的間隔，由于設在鐘形口的周圍從而支承鐘形口的部件等起到了將螺旋槳翼的外周端與罩殼的內周面之間的間隙空間的吸入側蓋住的作用，因此也能夠抑制空氣通過該間隙空間從排出側向吸入側逆流的現象。并且通過環(huán)狀部件能夠防止在環(huán)狀部件的內側流動的空氣向徑向外側漏出。因此，即使將該軸流式風扇配置在其螺旋槳翼有可能凍結、且相對于軸流式風扇在吸入側及排出側的附近分別存在壁的這樣的狹小空間內，也能夠抑制PQ特性的劣化，并且能夠抑制噪音的增大。


下面，對構成本原始公開的一部分的附圖進行說明圖1是示出將本發(fā)明的一個實施方式的離心式風扇配置在冰箱的風扇配置空間內的狀態(tài)的剖視圖。圖2是從空氣吸入側觀察圖1中的離心式風扇的主視圖。圖3是斜著從空氣吸入側觀察圖1中的離心式風扇的立體圖。圖4是從空氣吸入側觀察圖1中的離心式風扇的葉輪的主視圖。圖5是斜著從空氣吸入側觀察圖1中的離心式風扇的葉輪的立體圖。圖6是示出圖1中的離心式風扇的葉輪的變形例的立體圖。圖7是示出實施方式的離心式風扇與比較例的離心式風扇的PQ特性及噪音特性的圖表。圖8是示出將本發(fā)明的另一實施方式的軸流式風扇配置到冰箱的風扇配置空間內的狀態(tài)的剖視圖。圖9是示出從吸入側觀察圖8中的軸流式風扇的葉輪(輪轂及螺旋槳翼)的主視圖。圖10是斜著從吸入側觀察圖8中的軸流式風扇的鐘形口形成部件的立體圖。圖11是示出將圖8中的軸流式風扇的支承腿更換成靜翼的變形例的主視圖。圖12是示出圖8中的軸流式風扇的環(huán)狀部件的變形例的剖視圖。圖13是示出圖12中的軸流式風扇的整流部件的變形例的立體圖。圖14是示出將本發(fā)明的又一實施方式的軸流式風扇配置到冰箱的風扇配置空間內的狀態(tài)的剖視圖。圖15是示出圖8中的軸流式風扇與比較例的軸流式風扇的PQ特性及噪音特性的圖表。圖16是示出圖8中的軸流式風扇與另一比較例的軸流式風扇的PQ特性及噪音特性的圖表。圖17是示出圖8中的軸流式風扇與又一比較例的軸流式風扇的PQ特性及噪音特性的圖表。圖18是示出圖8中的軸流式風扇與其他比較例的軸流式風扇的PQ特性及噪音特性的圖表。
具體實施例方式1.第一實施方式圖1示出了本發(fā)明的第一實施方式的離心式風扇1。在本實施方式中，該離心式風扇1用于將冷卻空氣輸送至冰箱的冷凍室51，該離心式風扇1配設在風扇配置空間52， 該風扇配置空間52被劃分在冷凍室51的里側。在風扇配置空間52的更里側劃分出了冷卻器配置空間53，該冷卻器配置空間53配置有未圖示的冷卻器等。風扇配置空間52與冷卻器配置空間53通過沿上下方向延伸的第一間隔壁M而劃分開，冷凍室51與風扇配置空間52通過第二間隔壁55而劃分開，該第二間隔壁55與第一間隔壁M平行地沿上下方向延伸。用于安裝離心式風扇1的安裝部件57以沿上下方向延伸的方式配設在風扇配置空間52內。該安裝部件57與第一間隔壁M之間的部分成為供冷卻空氣通過的第一通道 58，安裝部件57與第二間隔壁55之間的部分成為供冷卻空氣通過的第二通道59。該第一通道58及第二通道59沿著相對于后述的主板3的中心軸J垂直的上下方向延伸。通過所述冷卻器冷卻過的冷卻空氣從冷卻器配置空間53被輸送向風扇配置空間 52的第一通道58，并沿上下方向在該第一通道58中流動，從而到達離心式風扇1所在的地方。然后，該冷卻空氣通過離心式風扇1被輸送到風扇配置空間52的第二通道59，沿上下方向流過該第二通道59后，從形成于第二間隔壁55的未圖示的吹出口向冷凍室51吹出。 下面，將所述冷卻空氣簡稱為“空氣”。如圖1至圖5所示，在本實施方式中，所述離心式風扇1具有葉輪2，該葉輪2具有主板3，其繞沿水平方向延伸的中心軸J旋轉；以及多個(在本實施方式中是11片)葉片4，其在周向隔開間隔地固定在該主板3上。該葉片2是開放式葉輪，其未設有隔著葉片 4與主板3對置的護罩。下面將主板3的中心軸J(也是葉輪2的中心軸)簡稱為“中心軸 J”，將中心軸J延伸的方向(圖1的左右方向)稱為“中心軸方向”。此外，將與該中心軸方向垂直的方向稱為“徑向”。葉片4通過與主板3—同繞中心軸J旋轉，而從空氣吸入側(在圖1中是左側，即第一通道58側)吸入空氣，并將該空氣從葉輪2的徑向外側端向徑向外側(第二通道59) 排出(參照圖1中箭頭所示的空氣的流動)，其中空氣吸入側是相對于葉輪2的中心軸方向一側(與主板3相反的一側)。如圖4及圖5所示，所述多個葉片4在葉片4的空氣吸入側而且是徑向外側的端部通過環(huán)狀部件5彼此連結。主板3、葉片4及環(huán)狀部件5由樹脂制成且一體地成型。主板3的中心部向空氣吸入側凸出，與此對應地，相對于主板3在與空氣吸入側相反的一側(在圖1中是右側)，形成有能夠配設電機11的空間，該電機11用來使主板3旋轉。該電機11具有轉子12，其繞中心軸J旋轉；以及定子13，其配設在轉子12的內側。 轉子12具有有蓋圓筒狀的轉子保持架15，其中心軸方向的兩側中僅空氣吸入側被封閉； 勵磁用磁鐵16，其固定在該轉子保持架15的側壁部內表面；以及軸17，其固定于轉子保持架15的靠空氣吸入側的端面部的中心部，并與轉子保持架15 —體地進行旋轉。軸17從轉子保持架15的靠空氣吸入側的端面部在中心軸J上向與空氣吸入側相反的一側延伸，軸17通過兩個軸承20被支承成能夠旋轉。此外，轉子保持架15的靠空氣吸入側的端面部安裝固定于主板3的向空氣吸入側凸出的部分。由此，主板3繞中心軸J 與轉子保持架15(轉子1 一體地進行旋轉。相對于轉子保持架15，在與空氣吸入側相反的一側，設有大致圓盤狀的基座部 21。在該基座部21的靠空氣吸入側的面的中心部一體地形成有向空氣吸入側延伸的圓筒狀的軸承保持部22。在該軸承保持部22的內側的中心軸方向的兩處，分別固定有所述兩個軸承20。再者，基座部21經由后述的連結部件35被支承于后述的鐘形口支承部件32。定子13包括定子鐵心25，其為大致圓筒狀，由鋼板沿中心軸方向層疊而成，定子鐵心25設置于軸承保持部22的外周面；以及線圈沈，其卷繞于該定子鐵心25。在定子13 的與空氣吸入側相反的一側的面上，設有對電路基板觀進行保持的基板保持部27。通過經該電路基板觀向線圈26供給驅動電流，在勵磁用磁鐵16和定子鐵心25之間產生旋轉轉矩，由此，葉輪2 (主板3及葉片4)繞中心軸J進行旋轉。在圖4及圖5中用箭頭R示出葉輪2的旋轉方向(示出后述的變形例的圖6也同樣)。在本實施方式中，離心式風扇1是渦輪風扇。即，葉輪2的各葉片4構成渦輪風扇形狀。具體來說，從中心軸方向觀察，各葉片4從該葉片4的徑向內側的端部朝徑向外側， 向葉輪2 (主板4)的旋轉方向R的后側彎曲。相對于葉輪2，在空氣吸入側配置有鐘形口 31，該鐘形口 31形成空氣吸入口 31a， 該空氣吸入口 31a具有內徑朝葉輪側而變小的部分。該鐘形口 31與鐘形口支承部件32 — 體成型，該鐘形口支承部件32對該鐘形口 31在鐘形口 31外周側進行支承。鐘形口 31的空氣吸入口 31a的中心與中心軸J 一致。在本實施方式中，空氣吸入口 31a在中心軸方向的整體范圍形成為內徑朝葉輪側變小，但也可以是，空氣吸入口 31a的中心軸方向上的一部分(特別是靠葉輪2側的端部)是內徑為恒定的、或者內徑朝葉輪側變大的部分，而其他部分是內徑朝葉輪側變小的部分?；?1與鐘形口支承部件32通過多個(在本實施方式中是四個)連結部件35 彼此連結，該多個連結部件35通過相對于葉輪2與空氣吸入側相反的一側及徑向外側、并且在周向隔開間隔地配置。由此，基座部21經由連結部件35被支承在鐘形口支承部件32。 并且，在鐘形口支承部件32的外周緣部形成有凸緣部32a，離心式風扇1經該凸緣部3 安裝于安裝部件57。在該離心式風扇1的安裝狀態(tài)下，鐘形口支承部件32 (鐘形口 31)位于第一通道58，而葉輪2中排出空氣的徑向外側端位于第二通道59。在各葉片4的空氣吸入側而且是徑向內側的端部(與空氣吸入口 31a對置的部分)形成有凸出部如，該凸出部如向鐘形口 31側凸出而進入空氣吸入口 31a的內側。在此，鐘形口 31與包括所述凸出部如的葉片4之間的間隔(葉梢間隙)設定成這樣的寬度葉片4不會因凍結而緊固于鐘形口 31。在葉梢間隙是這樣的寬度的情況下， 如沒有凸出部如，則離心式風扇1工作時(葉輪旋轉時)的噪音增大。但是，通過如本實施方式這樣在各葉片4形成上述那樣的凸出部4a，即使將葉梢間隙設定成上述那樣的寬度， 也能夠抑制離心式風扇1工作時噪音的增大。即，由于通過凸出部如在空氣吸入口 31a的內側部分促進了吸入工作，因此即使葉梢間隙是上述那樣的寬度，在空氣吸入口 31a的內側部分空氣的流動也會穩(wěn)定，其結果是，空氣流動不穩(wěn)定的負壓空間的容積變小。因此，能夠抑制離心式風扇1工作時噪音的增大。各葉片4的凸出部如的末端面優(yōu)選在中心軸方向位于與縮徑開始位置(在本實施方式中為靠空氣吸入側的端部)大致相同的位置，所述縮徑開始位置是指在空氣吸入口 4a處內徑朝葉輪側開始變小的位置。由此，能夠盡可能地減少空氣的流動不穩(wěn)定的負壓空間的容積?；蛘咭部梢允峭钩霾咳绲哪┒嗣娴奈恢门c所述縮徑開始位置在中心軸方向的錯位量超過零且在預定值以下。所述預定值例如是空氣吸入口如的中心軸方向的長度的 10%。特別優(yōu)選的是，凸出部如的末端面比所述縮徑開始位置更偏向空氣吸入側，且其凸出部如的末端面的位置與所述縮徑開始位置在中心軸方向的錯位量超過零且在所述預定值以下(參照圖1)。即，特別優(yōu)選凸出部如從空氣吸入口 31a向空氣吸入側的外側空間 (第一通道58)凸出量在所述預定值以下。此外，如圖6所示，也可以在各葉片4的凸出部如的末端面形成鋸齒4b，鋸齒4b 用來抑制在該末端面處的空氣渦流的產生。該鋸齒4b在凸出部如的末端面沿著葉片4的長度方向連續(xù)地形成凹凸。由于通過這樣的鋸齒4b而對導入葉輪2的空氣進行整流，因此在空氣吸入口 31a的內側部分空氣的流動更進一步穩(wěn)定，由此，離心式風扇1的噪音性能更加良好。以上對本發(fā)明的一個實施方式進行了說明，但葉輪2的各葉片4不限于渦輪風扇形狀，例如各葉片4也可以沿徑向筆直地延伸(葉片4整體呈放射狀地配置)。此外，葉輪 2不限于開放式葉輪，也可以是封閉式葉輪，其設有擁有護罩的外殼。并且，在上述實施方式中，采用離心式風扇1向冰箱的冷凍室51送入冷卻空氣，但不限于此，例如也可以將離心式風扇1用作電子設備等的冷卻用送風機。若將離心式風扇1用于如上述實施方式那樣需要加大葉梢間隙的設備中，則能夠期待顯著的靜音效果。此外，在上述實施方式中，相對于離心式風扇1在空氣吸入側的附近存在第一間隔壁54(在下面的實施例及比較例中表述為“有壁”)，而在不存在這樣的第一間隔壁M的情況(也可以沒有第二間隔壁55)(在下面的實施例及比較例中表述為“無壁”)下也能夠應用本發(fā)明，由此，即使加寬了葉梢間隙也能夠抑制離心式風扇1工作時的噪音的增大。在此，準備了與上述實施方式同樣的離心式風扇，對該離心式風扇調查了如下特性在空氣排出側的靜壓相對于流量(風量)的變化(PQ特性)、以及在空氣排出側的噪音水平相對于流量(風量)的變化(噪音特性)。在上述準備的離心式風扇中，在各葉片4形成有凸出部如，該凸出部如的末端面比上述縮徑開始位置更向偏空氣吸入側，并且其凸出部如的末端面的位置與上述縮徑開始位置在中心軸方向的錯位量在上述預定值以下。此外，將葉梢間隙設定成與上述實施方式同樣的寬度。并且，對如下兩種情況進行了 PQ特性與噪音特性的調查，一種情況是將上述離心式風扇配置在與上述實施方式的第一間隔壁M 及第二間隔壁陽同樣的兩個壁之間的空間內的情況(實施例(有壁))，另一種情況是將上述離心式風扇配置在沒有這兩個壁的空間內的情況(實施例(無壁))。此外，為了便于比較，對如下兩種情況進行了 PQ特性與噪音特性的調查，一種情況是將在各葉片4沒有形成凸出部如的離心式風扇(其他結構與上述實施例相同)配置在上述兩個壁之間的空間內的情況(比較例(有壁))，另一種情況是將在各葉片4沒有形成凸出部如的離心式風扇(其他結構與上述實施例相同)配置在沒有這兩個壁的空間內的情況(比較例(無壁))。圖7中示出了該結果。將實施例(有壁)與比較例(有壁)進行比較后可知，實施例(有壁)的噪音水平在任何流量區(qū)域都比比較例(有壁)的噪音水平低。關于PQ特性，幾乎看不出兩者的差別，具有期望的性能。并且，將實施例(無壁)與比較例(無壁) 進行比較后可知，實施例(無壁)的噪音水平在幾乎所有的流量區(qū)域都比比較例(無壁) 的噪音水平低。關于PQ特性，兩者均具有期望的性能。因此，通過在各葉片4形成凸出部 4a，即使加寬了葉梢間隙也實現了離心式風扇工作時的低噪音化。2.第二實施方式接下來，參照圖8至圖11對本發(fā)明的第二實施方式的軸流式風扇101進行說明。 在本實施方式中，該軸流式風扇101向冰箱的冷凍室151送入冷卻空氣，該軸流式風扇101 配設在狹小的風扇配置空間152內，該風扇配置空間152被劃分在冷凍室151的里側。在風扇配置空間152的更里側劃分出了冷卻器配置空間153，該冷卻器配置空間153配置有未圖示的冷卻器等。風扇配置空間152與冷卻器配置空間153通過沿上下方向延伸的第一間隔壁IM來劃分，冷凍室151與風扇配置空間152通過第二間隔壁155來劃分，該第二間隔壁155與第一間隔壁巧4平行地沿上下方向延伸。安裝有軸流式風扇101的安裝部件157以沿上下方向延伸的方式配設在風扇配置空間152內。該安裝部件157與第一間隔壁IM之間的部分成為供冷卻空氣通過的第一通道158，安裝部件157與第二間隔壁155之間的部分成為供冷卻空氣通過的第二通道159。 這第一通道158及第二通道159沿著相對于軸流式風扇101的風扇軸(后述的中心軸J) 垂直的上下方向延伸。通過冷卻器冷卻過的冷卻空氣從冷卻器配置空間153被輸送向風扇配置空間152 的第一通道158，并沿上下方向在該第一通道158流動，從而到達軸流式風扇101所在的地方。然后，該冷卻空氣通過軸流式風扇101被輸送向風扇配置空間152的第二通道159，并且沿上下方向流過該第二通道159后，從形成于第二間隔壁155的未圖示的吹出口向冷凍室151吹出。下面將上述冷卻空氣簡稱為“空氣”。在本實施方式中，軸流式風扇101具有圓筒狀的輪轂102，其繞沿水平方向延伸的中心軸J旋轉；多個(在本實施方式中是七個(參照圖9))螺旋槳翼103，其在周向隔開相等間隔地固定在該輪轂102的外周面。螺旋槳翼103 —體地形成于輪轂102。輪轂102 及螺旋槳翼103總稱為“葉輪”。下面將輪轂102的中心軸J簡稱為“中心軸J”，將中心軸 J延伸的方向(圖1的左右方向)稱為“中心軸方向”。此外，將與中心軸方向垂直的方向稱為“徑向”。螺旋槳翼103通過與輪轂102 —同繞中心軸J旋轉而從中心軸方向的一側即吸入側(在圖8中是左側、即第一通道158側)將空氣吸入，并向中心軸方向的另一側即排出側 (在圖8中是右側、即第二通道159側)排出。輪轂102形成為中心軸方向的兩側中僅排出側敞開的杯狀，軸105以與輪轂102 —體地進行旋轉的方式固定在輪轂102的吸入側的端面部的中心部。該軸105從輪轂102的靠吸入側的端面部在中心軸J上向排出側延伸。相對于輪轂102，在排出側，設有基座部110。該基座部110呈圓盤狀，其具有與輪轂102的外徑大致相同的外徑。在基座部110的吸入側的面的中心部一體地形成有向吸入側延伸的圓筒狀的軸承保持部111。在該軸承保持部111的內側固定有套筒軸承112。軸 105被插入該套筒軸承112而被支承成能夠旋轉。通過這樣，基座部110以使輪轂102能夠旋轉的方式對輪轂102進行支承。再者，基座部110經后述的支承腿131支承于后述的罩殼 130。在輪轂102的內周面與軸承保持部111的外周面之間組裝有電機115，該電機115 用來使輪轂102旋轉。該電機115具有轉子1開，其設在輪轂102的內周面；以及定子120， 其設在軸承保持部111的外周面。轉子116由磁鐵保持架117和轉子磁鐵118構成，該磁鐵保持架117安裝固定在輪轂102的內周面，該轉子磁鐵118保持在該磁鐵保持架117。定子120包括大致圓筒狀的定子鐵心121，其由鐵板沿中心軸方向層疊而成；以及線圈122， 其卷繞于該定子鐵心121。通過向該線圈122供給驅動電流，從而在轉子磁鐵118與定子鐵心121之間產生旋轉轉矩，由此，輪轂102及螺旋槳翼103(葉輪)繞中心軸J旋轉。在圖 9至圖11以及圖13中，將輪轂102及螺旋槳翼103的旋轉方向表示為R。如圖9所示，在本實施方式中，多個螺旋槳翼103構成為前進翼。即，從中心軸方向觀察螺旋槳翼103，交點Pl位于比交點P2更靠旋轉方向R的前側的位置，所述交點Pl是各螺旋槳翼103的旋轉方向R上的前側的端部即前緣103a與該螺旋槳翼103的外周端10 的交點，所述交點P2是前緣103a與輪轂102的外周面的交點。所述多個螺旋槳翼103在其外周部通過圓筒狀的環(huán)狀部件125彼此連結。在本實施方式中，環(huán)狀部件125與輪轂102同軸地設在螺旋槳翼103的外周端(環(huán)狀部件125的中心處于中心軸J上)。環(huán)狀部件125與螺旋槳翼103—體地形成。環(huán)狀部件125與后述的鐘形口 135 —同起到對通過螺旋槳翼103吸入的空氣流進行引導的作用，使在環(huán)狀部件 125的內側流動的空氣在中心軸方向流動。此外，環(huán)狀部件125防止在環(huán)狀部件125的內側流動的空氣從螺旋槳翼103的外周端向徑向外側漏出。環(huán)狀部件125的靠吸入側的端部在中心軸方向位于與螺旋槳翼103的靠吸入側的端部大致相同的位置。另一方面，環(huán)狀部件125的靠排出側的端部在中心軸方向位于從螺旋槳翼103的靠吸入側的端部離開螺旋槳翼103在中心軸方向的長度的50% 80%的位置。即，環(huán)狀部件125在中心軸方向設置成靠螺旋槳翼103的吸入側。再者，環(huán)狀部件125在中心軸方向的位置不限于靠螺旋槳翼103的吸入側的位置， 也可以是靠螺旋槳翼103的排出側的位置、螺旋槳翼103的中心軸方向中央部、或者螺旋槳翼103的中心軸方向整體。但是，如本實施方式那樣，特別是在軸流式風扇100配置在狹小的風扇配置空間152內的情況下，優(yōu)選將環(huán)狀部件125在中心軸方向上設置成靠螺旋槳翼 103的吸入側。即，通過螺旋槳翼103排出的空氣流最終與相對于軸流式風扇101位于排出側附近的第二間隔壁巧5抵接、并急劇地彎向徑向外側，而當在螺旋槳翼103的排出側部分沒有環(huán)狀部件125的情況下，由于在空氣流的方向朝向排出側而斜著朝向徑向外側的狀態(tài)下排出空氣流，因此經與后述的引導部141相互作用，通過螺旋槳翼103排出的空氣流順暢地轉向徑向外側。此外，環(huán)狀部件125不一定要設置在螺旋槳翼103的外周端，也可以設在螺旋槳翼 103的外周部(例如距離螺旋槳翼103的根部(輪轂102的外周面)螺旋槳翼長度的70% 以上且不到100%的位置)。但是，優(yōu)選如本實施方式那樣，將環(huán)狀部件125設在螺旋槳翼 103的外周端。這是因為，能夠使吸入并到達螺旋槳翼103的所有的空氣向排出側流出而不會從螺旋槳翼103的外周端向徑向外側漏出。軸流式風扇101還具有筒狀的罩殼130，罩殼130以覆蓋螺旋槳翼103的外周側的方式與輪轂102同軸地設置。設置于螺旋槳翼103的外周端的環(huán)狀部件125的外周面與罩殼130的內周面的間隔(葉梢間隙)設定成這樣的寬度螺旋槳翼103不會因凍結而緊固于罩殼130的內周面。沿徑向筆直地延伸的多個(可以與螺旋槳翼103同數，也可以為不同數(在圖例中是八個))支承腿131在周向隔開相等間隔地設置于罩殼130的靠排出側的開口部。各支承腿131的徑向外側的端部固定于罩殼130的內周面的排出側端部，而各支承腿131的徑向內側的端部固定于基座部110的外周面。在此，圖11是如后述將支承腿131更換為靜翼131’的變形例，但在該變形例與本實施方式中，罩殼130是相同形狀。因此，參照圖11，從中心軸方向觀察，罩殼130的外形呈大致矩形，在四個角部附近分別設有固定部30a，該固定部30a用于固定后述的鐘形口形成部件36。在各固定部130a分別形成有供螺釘旋入的螺紋孔130b，該螺釘用來固定鐘形口形成部件136。相對于螺旋槳翼103在吸入側(具體來說是在罩殼130的中心軸方向的外側，在罩殼130的吸入側的開口部的附近)設有鐘形口 135，該鐘形口 135具有內徑朝排出側變小的部分，該鐘形口 135用來將通過螺旋槳翼103吸入的空氣導向螺旋槳翼103。該鐘形口 135形成于鐘形口形成部件136的除外周部以外的部分。該鐘形口形成部件136以鐘形口 135與輪轂102同軸的方式固定于罩殼130。如圖10所示，從中心軸方向觀察，鐘形口形成部件136呈大致矩形。在鐘形口形成部件136的排出側的面的四個角部附近，分別與罩殼130的四個固定部130a對應地朝排出側凸出地形成有凸臺136a(參照圖8)，各凸臺136a的末端面分別與各固定部130a抵接。 在各凸臺136a的中心部形成有貫通孔136b，上述螺釘貫通插入于該貫通孔136b，通過將所述螺釘貫通插入各貫通孔136b并將該螺釘旋入固定部130a的螺紋孔130b中，鐘形口形成部件136被固定并支承于罩殼130。這樣，鐘形口形成部件136的外周部起到支承鐘形口 135的作用。在鐘形口形成部件I36的排出側的面的周緣部的整周一體地形成有向排出側延伸的側壁部136c，在該側壁部136c的內側配合有罩殼130的吸入側的端部。側壁部136c配合并固定于形成于安裝部件157的開口部。罩殼130經鐘形口形成部件136固定于安裝部件157。再者，也可以將罩殼130固定于安裝部件157。這樣，軸流式風扇101安裝固定于安裝部件157。在該安裝狀態(tài)下，鐘形口形成部件136(鐘形口 135)位于第一通道158，并與第一間隔壁IM對置。而罩殼130的排出側的開口部位于第二通道159，并與第二間隔壁155對置。這樣，相對于軸流式風扇101在吸入側的附近存在第一間隔壁154，但鐘形口 135 使通過鐘形口 135的內側(內徑朝排出側變小的部分的內側)而吸入的空氣一邊自然地在中心軸方向流動、一邊導向螺旋槳翼103，減少在螺旋槳翼103處因迎角增加而造成的空氣流的分離。此外，鐘形口形成部件136的外周部(包括側壁部136c)起到將環(huán)狀部件125 的外周面與罩殼130的內周面之間的間隙空間的吸入側蓋住的作用，即使葉梢間隙寬也能夠抑制空氣通過該間隙空間從排出側向吸入側逆流。在本實施方式中，鐘形口 135的最小內徑(鐘形口 135的排出側的端部的內徑) 小于等于環(huán)狀部件125的吸入側的端部的內徑。由此，能夠將通過鐘形口 135的內側而吸入的所有的空氣導入環(huán)狀部件125的內側。再者，從將盡可能多的空氣順暢地吸入環(huán)狀部件125的內側的觀點來看，鐘形口 135的最小內徑優(yōu)選與環(huán)狀部件125的靠吸入側的端部的內徑相同、或者比靠該吸入側的端部的內徑小且為與該內徑接近的值。如圖10所示，沿徑向延伸的多個整流部件137(可以與螺旋槳翼103同數、也可以不同數(圖例中是九個)在周向隔開相等間隔地設在鐘形口 135的內側，該整流部件137 用來對通過螺旋槳翼103吸入的空氣進行整流。各整流部件137的靠徑向外側的端部固定于鐘形口 135的內周面，而各整流部件137的徑向內側的端部固定于中心部138的外周面， 該中心部138呈圓盤狀，其具有與輪轂102的外徑大致相同的外徑。整流部件137及中心部138與鐘形口 135(鐘形口形成部件136) —體地形成。從中心軸方向觀察，各整流部件 137從徑向內側的端部朝徑向外側而向旋轉方向R的后側彎曲。各整流部件137用來緩和通過鐘形口 135的內側而吸入的空氣流的紊亂。相對于螺旋槳翼103在排出側(基座部110的排出側的面與第二間隔壁155之間)設有引導部141，該引導部141引導通過螺旋槳翼103朝排出側排出的空氣流向徑向外側。該引導部141由安裝固定于基座部110的排出側的面的圓錐狀的引導部件142的圓錐面構成，并且該引導部141朝排出側向徑向外側斜著延伸。引導部141引導通過螺旋槳翼 103排出的空氣順暢地流向徑向外側。此外，在罩殼130的外周面的排出側的端部的整周，設有流路形成部件143，該流路形成部件143用來與引導部141 一起形成通過螺旋槳翼103排出的空氣的流路。該流路以其截面積朝空氣的流動方向逐漸擴大的方式形成。即，引導部141及流路形成部件143 起到擴散器的作用，由此，排出側的靜壓增大。如上所述，相對于軸流式風扇101在吸入側及排出側的附近，分別設有第一間隔壁IM和第二間隔壁155。因此，在吸入側，空氣從徑向流入軸流式風扇101。但是，在本實施方式中，利用鐘形口 135，通過鐘形口 135的內側而吸入的空氣自然地在中心軸方向流動，從而能夠減少在螺旋槳翼103因迎角增加而造成的空氣流的分離。并且，環(huán)狀部件125 與鐘形口 135 —并起到對吸入的空氣流進行引導的作用，在環(huán)狀部件125的內側流動的空氣在中心軸方向流動。
此外，擴大了葉梢間隙以使螺旋槳翼103不會因凍結而緊固于罩殼130的內周面， 但由于鐘形口形成部件136的外周部起到將環(huán)狀部件125的外周面與罩殼130的內周面之間的間隙空間的吸入側蓋住的作用，因此能夠抑制空氣通過該間隙空間而從排出側向吸入側逆流。并且，通過環(huán)狀部件125能夠防止在環(huán)狀部件125的內側流動的空氣從螺旋槳翼 103的外周端向徑向外側漏出。此外，由于在螺旋槳翼103的排出側的部分未設有環(huán)狀部件 125，因此空氣會從螺旋槳翼103的外周端向徑向外側漏出，但如上所述，經與引導部141相互作用，通過螺旋槳翼103排出的空氣流順暢地轉向徑向外側。因此，即使將軸流式風扇101配置在狹小的風扇配置空間152并加寬葉梢間隙，也能夠抑制軸流式風扇101的PQ特性的劣化，并且能夠抑制噪音增大。本發(fā)明不限于上述實施方式，可以在不脫離本發(fā)明主旨的范圍進行替換。例如，可以代替沿徑向延伸的多個支承腿131，如圖11所示，在周向隔開相等間隔地設置多個靜翼 131’，在該情況下，能夠提高排出側的靜壓。從中心軸方向觀察，各靜翼131’從徑向內側的端部朝徑向外側向旋轉方向R的后側彎曲。此外，在上述實施方式中，環(huán)狀部件125在中心軸方向筆直地延伸，但也可以如圖 12所示，環(huán)狀部件125的靠吸入側的部分朝吸入側擴徑。這樣，容易將通過鐘形口 135的內側而吸入的空氣向環(huán)狀部件125的內側導入，并且環(huán)狀部件125的上述擴徑部分與鐘形口形成部件136的外周部一并起到將環(huán)狀部件125的外周面與罩殼130的內周面之間的間隙空間的吸入側蓋住的作用，能夠更加有效地抑制空氣通過該間隙空間而發(fā)生逆流。并且，在上述實施方式中，在鐘形口 135的內側設置了整流部件137，但整流部件 137不是必須的，也可以沒有。并且，在設置整流部件137的情況下，整流部件137的形狀不限于上述實施方式中那樣的形狀，也可以是例如如圖13所示那樣，四個整流部件137以呈十字形狀的方式配置(上述實施方式中的中心部138不存在)。此外，也可以去除罩殼130。在該情況下，例如如圖14所示，基座部110與鐘形口形成部件136通過多個連結部件147彼此連結，該多個連結部件147相對于螺旋槳翼103通過排出側及徑向外側且在周向隔開間隔地配置。相對于螺旋槳翼103在徑向外側，僅存在連結部件147。基座部110經鐘形口形成部件136及連結部件147被支承于安裝部件157。 連結部件147中的相對于螺旋槳翼103相當于排出側的部分147a能夠作為靜翼(與圖11 中的靜翼131’同樣的靜翼)發(fā)揮功能。這樣，通過去除罩殼130，相對于螺旋槳翼103在徑向外側僅存在連結部件147，而不存在空氣發(fā)生逆流的流路。此外，即使這樣去除罩殼130， 通過環(huán)狀部件125，空氣也會流向排出側而不會從螺旋槳翼的外周端向徑向外側漏出。在此，對與上述實施方式同樣的軸流式風扇(但沒有設置引導部141、流路形成部件143、以及鐘形口 135內側的整流部件137)調查了如下特性在排出側的靜壓相對于流量(風量)的變化(PQ特性)、以及在排出側的噪音水平相對于流量(風量)的變化(噪音特性)。圖15中示出了其結果。圖15中的風扇(A)是與上述實施方式同樣的軸流式風扇。風扇(A)配置于在其吸入側及排出側的附近分別存在壁的狹小空間內(與風扇配置空間152同樣的空間)。此外，為了便于比較，將不存在環(huán)狀部件125及鐘形口 135(鐘形口形成部件136) 的風扇(B)及(C)的PQ特性以及噪音特性的調查結果一并示于圖15中。在此，風扇(B)的葉梢間隙比風扇(A)的葉梢間隙小。風扇(B)的其他結構與風扇(A)相同。風扇(B)配置于在其吸入側及排出側的附近不存在壁的寬敞的空間內。此外，風扇(C)的葉梢間隙與風扇(A)的葉梢間隙大致相同。風扇(C)的其他結構與風扇(A)相同。風扇(C)配置于在其吸入側及排出側的附近分別存在與風扇(A)同樣的壁的狹小空間內。如圖15所示，在沒有環(huán)狀部件125及鐘形口 135的狀態(tài)下，將葉梢間隙大的風扇 (C)配置在狹小空間內的情況下，與葉梢間隙小且配置在寬敞的空間內的風扇(B)相比，PQ 特性相當劣化。此外，風扇(C)的噪音水平與風扇(B)相比，若超出某風量則變大。與此相對，在設有環(huán)狀部件125及鐘形口 135的風扇(A)中可知，最大風量雖然比風扇(C)小，但除了最大風量附近以外，與風扇(C)相比，靜壓增大且噪音水平降低。特別是在除了零風量附近的低風量側，靜壓及噪音水平與風扇(B)同等，可知環(huán)狀部件125及鐘形口 135所產生的對特性的改善效果極佳。接下來，為了調查環(huán)狀部件125的效果，對上述風扇(A)以及相對于風扇(A)僅在未設有環(huán)狀部件125這點不同的風扇⑶進行了比較。風扇㈧及⑶均配置在與風扇配置空間152同樣的狹小空間內。圖16中示出了對風扇㈧及⑶的PQ特性以及噪音特性的調查結果。由此可知，在風扇㈧中，除了一部分風量范圍以外，與風扇⑶相比，靜壓增大且噪音水平降低。接下來，為了對鐘形口 135的效果進行調查，將上述風扇(A)與未設有鐘形口 135 的風扇(E) (G)進行了比較。風扇(E)相對于風扇㈧的不同點僅在于未設有鐘形口 135(鐘形口形成部件136)。風扇(F)相對于風扇(A)的不同點在于未設有鐘形口 135、以及環(huán)狀部件125相對于螺旋槳翼103的翼長方向的位置不同，風扇(F)在離螺旋槳翼103 的根部距離為螺旋槳翼長的80%的位置設有環(huán)狀部件125。風扇(G)相對于風扇(A)的不同點在于鐘形口 135及環(huán)狀部件125 二者均沒有設置。風扇(A)及(E) (G)全都配置在與風扇配置空間152同樣的狹小空間內。圖17中示出了風扇㈧及(E) (G)的PQ特性以及噪音特性的調查結果。由此可知，風扇(A)中，雖然最大風量比風扇(E) (G)小，但除了最大風量附近以外，與風扇 (E) (G)相比，輸送靜壓增大且噪音水平降低。特別是在除了零風量附近以外的低風量側，靜壓的增大顯著。接下來，為了調查整流部件137的效果，將上述風扇(A)、在風扇㈧的鐘形口 135 的內側設置如圖13所示的整流部件137的風扇(H)、以及在風扇㈧的鐘形口 135的內側設置上述實施方式的整流部件137(如圖10所示)的風扇(I)進行了比較。圖18中示出了其結果。由此可知，通過在鐘形口 135的內側設置整流部件137，在PQ特性中風量為零時(截止點)的靜壓增高。這是因為，通過整流部件137緩和了通過鐘形口 135的內側而吸入的空氣流的紊亂。以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了說明，然而本發(fā)明并不限于上述實施方式， 可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍進行各種變形。
1權利要求
1.一種離心式風扇，其具備葉輪，其具有多個葉片，該多個葉片在周向隔開間隔地固定在繞中心軸旋轉的主板上；以及鐘形口，其相對于所述葉輪配置在空氣吸入側，該鐘形口形成空氣吸入口，該空氣吸入口具有內徑朝向所述葉輪側而變小的部分，其中，在所述各葉片形成有凸出部，該凸出部向所述鐘形口側凸出而進入所述空氣吸入口的內側。
2.根據權利要求1所述的離心式風扇，其中，從所述中心軸方向觀察，所述各葉片從該葉片的主板徑向內側的端部朝向主板徑向外側向主板的旋轉方向的后側彎曲。
3.根據權利要求1所述的離心式風扇，其中，所述葉輪是開放式葉輪，在該開放式葉輪中未設有隔著所述葉片與所述主板對置的護罩。
4.根據權利要求1所述的離心式風扇，其中，在所述中心軸方向上，所述各葉片的凸出部的末端面位于與縮徑開始位置大致相同的位置，所述縮徑開始位置是指在所述空氣吸入口中朝向所述葉輪側內徑開始變小的位置。
5.根據權利要求1所述的離心式風扇，其中，在所述各葉片的凸出部的末端面形成鋸齒，該鋸齒用來抑制在該末端面處的空氣渦流的產生。
6.一種軸流式風扇，其具有輪轂，其繞中心軸旋轉；以及多個螺旋槳翼，其在周向隔開間隔地固定在所述輪轂的外周面，并且通過與所述輪轂一同繞所述中心軸旋轉，而從作為所述中心軸方向的一側的吸入側將空氣吸入并向作為所述中心軸方向的另一側的排出側排出，其中，所述多個螺旋槳翼在其外周部通過環(huán)狀部件彼此連結，相對于所述螺旋槳翼在所述吸入側設有鐘形口，該鐘形口用來將通過所述螺旋槳翼而吸入的空氣導向螺旋槳翼，該鐘形口具有朝向所述排出側內徑變小的部分。
7.根據權利要求6所述的軸流式風扇，其中，所述鐘形口的最小內徑小于等于所述環(huán)狀部件的靠所述吸入側的端部的內徑。
8.根據權利要求6所述的軸流式風扇，其中，所述環(huán)狀部件設置在所述螺旋槳翼的外周端。
9.根據權利要求6所述的軸流式風扇，其中，所述環(huán)狀部件的靠所述吸入側的部分朝所述吸入側擴徑。
10.根據權利要求6所述的軸流式風扇，其中，在所述鐘形口的內側設有整流部件，該整流部件用來對通過所述螺旋槳翼而吸入的空氣進行整流。
11.根據權利要求6所述的軸流式風扇，其中，相對于所述輪轂在所述排出側設有基座部，該基座部以使所述輪轂能夠旋轉的方式對所述輪轂進行支承，所述基座部與所述鐘形口通過多個連結部件彼此連結，該多個連結部件相對于所述螺旋槳翼通過徑向外側且在周向隔開間隔地配置，相對于所述螺旋槳翼在徑向外側，僅存在所述連結部件。
12.根據權利要求6所述的軸流式風扇，其中，在中心軸方向上，所述環(huán)狀部件的靠吸入側的端部位于與螺旋槳翼的靠吸入側的端部大致相同的位置，在中心軸方向上，所述環(huán)狀部件的靠排出側的端部位于與螺旋槳翼的靠吸入側的端部相距螺旋槳翼在中心軸方向的長度的50% 80%的位置。
13.根據權利要求6所述的軸流式風扇，其中，相對于所述螺旋槳翼在所述排出側設有引導部，該引導部引導通過所述螺旋槳翼而朝所述排出側排出的空氣流向徑向外側。
全文摘要
本發(fā)明提供離心式風扇，其具有葉輪，其具有多個葉片，該葉片在周向隔開間隔地固定在繞中心軸旋轉的主板上；以及鐘形口，其相對于葉輪配置在空氣吸入側，并且形成空氣吸入口，該空氣吸入口具有內徑朝向所述葉輪側變小的部分，在各葉片形成有凸出部，凸出部向鐘形口側凸出而進入空氣吸入口的內側。還提供軸流式風扇，其具有輪轂，其繞中心軸旋轉；以及多個螺旋槳翼，其在周向隔開間隔地固定在輪轂的外周面，并通過與輪轂一同繞中心軸旋轉而從中心軸方向的吸入側將空氣吸入并向中心軸方向的排出側排出，多個螺旋槳翼在其外周部通過環(huán)狀部件彼此連結，相對于螺旋槳翼在吸入側設有鐘形口以將空氣導向螺旋槳翼，鐘形口具有內徑朝排出側變小的部分。
文檔編號F04D29/28GK102374192SQ20111023598
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權日2010年8月17日
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