離心風扇的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠降低葉片的負壓面?zhèn)鹊臍饬鞯膭冸x引起的送風噪聲并且抑制風扇動力的增加的離心風扇。離心風扇包括：主板(12)，以主板(12)的中心為旋轉中心；與主板(12)相對地配置的罩(14)；和在主板(12)與罩(14)之間呈輻射狀配置的多個葉片(13)，葉片(13)包括在旋轉方向上為前表面的正壓面(13a)和在旋轉方向上為后表面的負壓面(13b)，負壓面(13b)包括：從前緣側延伸的第1曲面(13c)；負壓面(13b)的后緣側的、與第1曲面(13c)不同的不連續(xù)的第2曲面(13d)；和形成于第1曲面(13c)與第2曲面(13d)的邊界的臺階差部(13e)。
【專利說明】
離心風扇
技術領域
[0001]本發(fā)明特別涉及在降低噪聲方面優(yōu)異的離心風扇。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中，在天花板垂吊式和天花板嵌入式的空氣調節(jié)裝置中，多使用離心風
Ho
[0003]這種離心風扇一般由主板、在主板的外周呈輻射狀配置的多個葉片和配置在主板的相反側、將葉片相互間結合的罩(shroud)構成，利用電動機旋轉驅動。
[0004]在這樣的離心風扇中，在葉片與罩的結合部附近，由于在葉片的負壓面發(fā)生氣流的剝離，所以存在噪聲變大的問題。
[0005]作為解決這樣的問題的技術，在現(xiàn)有技術中例如公開有如下技術:將葉片形成為前緣側具有最大厚度的翼形，并且在葉片的外周部的負壓面形成大致半翼形的突起，使得該突起在突起的截面最大翼厚點配置在與突起的中央相比更靠近后緣側的位置、并且從罩側向襯套(hub)側的方向形成(例如，參照專利文獻I)。
[0006]現(xiàn)有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻I:日本專利第4873865號公報

【發(fā)明內容】

[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]但是，在上述現(xiàn)有技術中，與葉片的負壓面?zhèn)鹊某隹趯挾群驼龎好鎮(zhèn)鹊某隹趯挾认嗤那闆r相比，離心風扇的吹出部的開口面積變窄，因此在送出相同風量的情況下離心風扇的轉速變快，風扇動力增加，由此存在系統(tǒng)性能惡化的問題。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述的問題而完成的發(fā)明，其目的在于提供能夠降低葉片的負壓面?zhèn)鹊臍饬鞯膭冸x引起的送風噪聲、并且抑制風扇動力的增加的離心風扇。
[0012]用于解決課題的方法
[0013]為了達到上述目的，本發(fā)明是一種離心風扇，其特征在于，包括:主板，以上述主板的中心為旋轉中心；與上述主板相對地配置的罩;和在上述主板與上述罩之間呈輻射狀配置的多個葉片，其中上述葉片包括在旋轉方向上為前表面的正壓面和在旋轉方向上為后表面的負壓面，上述負壓面包括:從前緣側延伸的第I曲面;在上述負壓面的后緣側的、與上述第I曲面不同的不連續(xù)的第2曲面；和形成于上述第I曲面與上述第2曲面的邊界的臺階差部。
[0014]根據(jù)該結構，在氣流從臺階差部通過時，產生負壓而再次附著在葉片的負壓面，由此能夠抑制氣流的剝離，離心風扇出口的開口面積不變窄就能夠降低氣流的剝離引起的送風噪聲。
[0015]此外特征在于:在上述結構中，上述臺階差部在上述負壓面形成有多個。
[0016]根據(jù)該結構，即使在空氣調節(jié)負載降低、風扇的旋轉速度變慢、氣流的速度變慢的情況下，離心風扇出口的開口面積也不變窄，能夠降低氣流的剝離引起的送風噪聲。
[0017]此外特征在于:在上述結構中，上述臺階差部從上述罩側形成至向上述主板側去的途中。
[0018]根據(jù)該結構，即使在空氣調節(jié)負載變高、風扇的旋轉速度變快、氣流的速度變快的情況下，離心風扇出口的開口面積也不變窄，能夠降低氣流的剝離引起的送風噪聲。
[0019]發(fā)明的效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制氣流的剝離，離心風扇出口的開口面積不變窄，能夠降低氣流的剝離引起的送風噪聲，因此能夠提供降低葉片的負壓面?zhèn)鹊臍饬鞯膭冸x引起的送風噪聲并且不使風扇動力增加的離心風扇。
【附圖說明】
[0021]圖1是表示裝載有本發(fā)明的第I實施方式的離心風扇的空氣調節(jié)裝置的截面圖。
[0022]圖2是表示第I實施方式的離心風扇的立體圖。
[0023]圖3是表示第I實施方式的離心風扇的葉片的截面圖。
[0024]圖4是表示第I實施方式的環(huán)形孔(orif ice)和從離心風扇內通過的氣流的流動的說明圖。
[0025]圖5是表示本發(fā)明的離心風扇與現(xiàn)有的離心風扇的風量與噪聲的關系的圖表。
[0026]圖6是表示本發(fā)明的第2實施方式的離心風扇的葉片的截面圖。
[0027]圖7是表示本發(fā)明的第3實施方式的環(huán)形孔和離心風扇的局部截面圖。
【具體實施方式】
[0028]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。此外，本發(fā)明并不限于該實施方式。
[0029](第丨實施方式)
[0030]圖1是表示裝載有本發(fā)明的第I實施方式的離心風扇的空氣調節(jié)裝置的截面圖。
[0031]如圖1所示，空氣調節(jié)裝置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吊裝于作為凹部51的上表面的安裝壁52。
[0032]空氣調節(jié)裝置I包括:一個面開口的長方體的殼體2;固定于殼體2的上表面3的電動機安裝用部件4;安裝于電動機安裝用部件4的電動機5;安裝于電動機5的旋轉軸的離心風扇6 ；在殼體2的開口部中央，由柵格7a和過濾器7b構成的空氣的吸入口 7;形成在吸入口 7的周圍的吹出口 8;用于變更從吹出口 8流出的氣流的方向的擺片(flap)9;為了將從吸入口7吸入的空氣引導至離心風扇6而呈大致喇叭狀逐漸縮徑的環(huán)形孔10;和配置于離心風扇6的周圍的熱交換器11。
[0033]圖2是表示本發(fā)明的第I實施方式的離心風扇6的立體圖。
[0034]如圖2所示，離心風扇6包括:主板12;在主板12的外周附近呈輻射狀配置的多個葉片13;和將配置在主板12的相反側的葉片的相互間結合的罩14。
[0035]主板12包括:外周的平坦部12a;在中央的研缽型部件上隆起形成的第I凸部12b;和以覆蓋第I凸部12b的上部的方式形成的第2凸部12c。
[0036]第I凸部12b的內側成為空洞，在第I凸部12b的內側配置有電動機5。在第I凸部12b的上部，以流動電動機5的冷卻所需的氣流的方式形成有多個孔12d。此外，在第2凸部12c的大致中心形成有固定電動機5的旋轉軸的凸臺(boss)12e。
[0037]罩14包括罩端緣14a和罩外形部14b;以及連接罩端緣14a與罩外形部14b的罩曲面14c。罩端緣14a的內徑比環(huán)形孔10的最小內徑的端緣部大，離心風扇6以罩端緣14a重疊于環(huán)形孔10的方式配置。
[0038]接著，對葉片13的形狀進行說明。
[0039]圖3是表示本發(fā)明的第I實施方式的離心風扇6的葉片13的截面圖。
[0040]如圖3所示，葉片13包括在離心風扇6的旋轉方向上為前(表)面的正壓面13a和在旋轉方向上為后(表)面的負壓面13b。負壓面13b包括:從靠近離心風扇6的中心的前緣側延伸的第I曲面13c;靠近離心風扇6的外周的后緣側的第2曲面13d，其與第I曲面13c是不同曲面;和形成于第I曲面13c與第2曲面13d的邊界部分的臺階差部13e。
[0041]假想線15是現(xiàn)有的離心風扇的葉片位置，第2曲面13d以凹下的形式形成于比現(xiàn)有的離心風扇的葉片位置靠內側，以使得各葉片13之間的距離不變窄。
[0042]此外，葉片13為了輕量化而中空地構成。臺階差部13e的位置為在負壓面13b的壁附近流動的氣流失速而剝離的點(剝離點)的緊挨著的前方即可，在以臺階差部13e的高度hi為代表長度的雷諾數(shù)為6000左右(普通的空氣調節(jié)裝置I的離心風扇6的氣流的速度左右)的情況下，優(yōu)選為從剝離點起的4hl至6hl跟前側。此外，高度hi優(yōu)選為Imm至2mm左右。
[0043]接著，對本實施方式的離心風扇的作用進行說明。
[0044]首先，對空氣調節(jié)裝置I的動作進行說明。
[0045]在圖1，當離心風扇6向C方向旋轉時，氣流Wl從柵格7a和過濾器7b流入到空氣調節(jié)裝置I，在環(huán)形孔10被整流而引導至離心風扇6。之后，自離心風扇6的外周呈輻射狀被吹出，在通過熱交換器11時被冷卻或加熱至規(guī)定的溫度，從吹出口 8通過擺片9向規(guī)定的方向流出。
[0046]氣流Wl的一部分不通過熱交換器11，而成為奪取電動機5的熱的冷卻氣流W2和從環(huán)形孔10的外周短路(short circuit)、再次流入離心風扇6的循環(huán)氣流W3，在離心風扇6內與氣流Wl合流。
[0047]接著，對從離心風扇6內通過的氣流Wl的流動進行說明。
[0048]圖4是表示從環(huán)形孔10和離心風扇6內通過的氣流Wl的流動的說明圖。
[0049]如圖4所示，氣流Wl具有靠近罩14的氣流Wla、通過罩14與主板12的大致中央的氣流Wlb和靠近主板12的氣流Wlc，氣流的速度為Wla<Wlb<Wlc。
[0050]此外，如圖3所示，在負壓面13b，因為離心風扇6向B方向旋轉，所以氣流Wl要離開，因此，與在正壓面13a流動的氣流Wl相比容易發(fā)生剝離。特別是在負壓面13b的后緣側，容易產生氣流Wl的邊界層發(fā)展而導致的壁面附近的失速。
[0051 ]在本實施方式中，通過在負壓面13b的后緣側設置臺階差部13e，能夠在氣流Wl的邊界層發(fā)展前進行剝離，并且通過在臺階差部13e附近產生循環(huán)渦流而產生負壓，引導氣流Wl，使在臺階差部13e剝離的氣流Wl再次附著于第2曲面13d。
[0052]由此防止負壓面13b的氣流Wl的邊界層的發(fā)展，抑制剝離。由此，離心風扇出口的開口面積不變窄，能夠降低氣流的剝離引起的送風噪聲。
[0053]圖5是表示使本發(fā)明的設置有臺階差部的離心風扇與現(xiàn)有的不設置臺階差部的離心風扇分別動作的情況下風量與噪聲的關系的圖表。
[0054]如圖5所示，在以相同風量動作的情況下，本發(fā)明的離心風扇與現(xiàn)有的離心風扇相比能夠使噪聲降低。
[0055]如上所述，在本實施方式中，因為在負壓面13b的后緣側設置有臺階差部13e，所以能夠防止在負壓面13b的氣流Wl的邊界層的發(fā)展，能夠抑制剝離。因此，離心風扇6的出口的開口面積不變窄，能夠降低氣流的剝離引起的送風噪聲。
[0056]其結果是，能夠提供降低葉片13的負壓面13b側的氣流的剝離引起的送風噪聲并且不使風扇動力增加的離心風扇6。
[0057]另外，在本實施方式中，令臺階差部13e的高度hi為一定，不過也可以根據(jù)氣流Wl的速度改變高度hi (例如，速度越快就令高度hi越低)。通過采用這樣的結構，能夠更加抑制剝離，能夠提供降低葉片13的負壓面13b側的氣流的剝離引起的送風噪聲并且不使風扇動力增加的離心風扇6。
[0058]此外，在本實施方式中，令距負壓面13b的最后緣的臺階差部13e的位置為一定，不過也可以根據(jù)氣流Wl的速度改變位置(例如，速度越快就越往后緣側去)。通過采用這樣的結構，能夠進一步抑制剝離，能夠提供降低葉片13的負壓面13b側的氣流的剝離引起的送風噪聲并且不使風扇動力增加的離心風扇6。
[0059](第2實施方式)
[0060]接著對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。
[0061]圖6是表示本發(fā)明的第2實施方式的離心風扇6的葉片13的截面圖。另外，對與上述第I實施方式相同的部分或相當?shù)牟糠謽俗⑾嗤母綀D標記，省略其說明。
[0062]如圖6所示，負壓面13b包括:第I曲面13c;第2曲面13d;形成于第I曲面13c與第2曲面13d的邊界部分的第I臺階差部13g;第3曲面13f，其是與第I曲面13c和第2曲面13d不同的曲面，與第2曲面13c相比位于靠近離心風扇6的外周的后緣側;和形成于第2曲面13d與第3曲面13f的邊界部分的第2臺階差部13h。
[0063]第I臺階差部13g和第2臺階差部13h的位置為在負壓面13b的壁附近流動的氣流失速而剝離的點(剝離點)的緊挨著的前方即可，在以第I臺階差部13g和第2臺階差部13h的高度h2、h3為代表長度的雷諾數(shù)為6000左右(普通的空氣調節(jié)裝置I的離心風扇6的氣流的速度左右)的情況下，優(yōu)選為從剝離點起的4h2至6h2和4h3至6h3跟前側。此外，高度h2和h3均優(yōu)選為Imm至2mm左右，高度h2和h3并不一定為相同高度。
[0064]接著，對本實施方式的作用進行說明。
[0065]在本實施方式中，如圖5所示，在負壓面13b，因為離心風扇6向B方向旋轉，所以氣流Wl要離開，因此，與在正壓面13a流動的氣流Wl相比容易發(fā)生剝離。特別是在負壓面13b的后緣側，容易引起氣流Wl的邊界層發(fā)展而導致的壁面附近的失速。進一步，在離心風扇6的旋轉慢、氣流的速度比較慢的情況下，容易在前緣側產生氣流的剝離點。
[0066]因此，通過在負壓面13b的后緣側設置第2臺階差部13h，在氣流Wl的邊界層再次在第2曲面13d發(fā)展前進行剝離，并且通過在第2臺階差部13h附近產生循環(huán)渦流而產生負壓，引導氣流Wl，使在第2臺階差部13h剝離的氣流Wl再次附著于第3曲面13f。
[0067]由此防止負壓面13b的氣流Wl的邊界層的發(fā)展，抑制剝離。由此，離心風扇出口的開口面積不變窄，能夠降低氣流的剝離引起的送風噪聲。
[0068]如上所述，在本實施方式中，通過在負壓面13b的后緣側設置第I臺階差部13g和第2臺階差部13h，即使在離心風扇6的旋轉慢、氣流的速度比較慢的情況下也能夠防止在負壓面13b的氣流Wl的邊界層的發(fā)展，能夠抑制剝離。因此，即使在空氣調節(jié)負載降低、風扇的旋轉速度變慢而氣流的輸送速度慢的情況下，離心風扇6的出口的開口面積也不變窄，能夠降低氣流的剝離引起的送風噪聲。
[0069]其結果是，能夠提供即使在空氣調節(jié)負載降低、風扇的旋轉速度變慢而氣流的輸送速度慢的情況下也降低葉片13的負壓面13b側的氣流的剝離引起的送風噪聲并且不使風扇動力增加的離心風扇6。
[0070]此外，在本實施方式中，采用第I臺階差部13g和第2臺階差部13h的二級結構，在氣流的速度更慢、在負壓面13b的最后緣存在氣流的剝離的情況下，能夠通過進一步增加臺階差部而成為多級結構來進一步抑制剝離，能夠提供降低葉片13的負壓面13b側的氣流的剝離引起的送風噪聲并且不使風扇動力增加的離心風扇6。
[0071](第3實施方式)
[0072]接著對本發(fā)明的第3實施方式進行說明。
[0073]圖7是表示本發(fā)明的第3實施方式的離心風扇6的局部截面圖。另外，對與上述第I實施方式和第2實施方式相同的部分或相當?shù)牡牟糠謽俗⑾嗤母綀D標記，省略其說明。
[0074]如圖7所示，臺階差部13e在葉片的高度方向上設置至從罩14側起向主板12側去的中途部。
[0075]在本實施方式中，也與上述各實施方式一樣，在圖7，在負壓面13b，由于氣流Wl要離開，與在正壓面13a流動的氣流Wl相比容易產生剝離。
[0076]特別是在負壓面13b的后緣側，容易產生氣流Wl的邊界層發(fā)展而導致的壁面附近的失速。進一步，在罩曲面14c，氣流方向的變化大，容易產生剝離。相反，主板12側從氣流流入的罩端緣14a側起存在比較大的距離，從第I凸部12b向平坦部12a去的傾斜也比罩側面14c的曲面和緩，因此不易產生氣流的剝離。進一步，在離心風扇6的旋轉慢、氣流的速度比較慢的情況下，氣流的剝離點容易在后緣側產生，并且也不易產生剝離。
[0077]在本實施方式中，通過將臺階差部13e設置至從罩14側向主板12側去的中途部，靠近容易產生氣流的剝離的罩14的氣流Wla在負壓面13b發(fā)展邊界層之前剝離，并且通過在臺階差部13e附近產生循環(huán)渦流而產生負壓。由此，以使在臺階差部13e剝離的起立Wla再次附著于第2曲面13d的方式引導氣流Wla，并且靠近氣流比較慢的主板12的氣流Wlc不易產生剝離，因此不會由于臺階差部13e的剝離而反過來擾亂氣流。
[0078]其結果是，即使在空氣調節(jié)負載高、風扇的旋轉速度快而氣流的速度快的情況下，離心風扇出口的開口面積也不變窄，能夠進一步降低氣流的剝離引起的送風噪聲。
[0079]如上所述，在本實施方式中，因為臺階差部13e設置至從罩14側向主板12側去的途中，所以即使在離心風扇6的旋轉快、氣流的速度比較快的情況下，也能夠防止負壓面13b的氣流Wl的邊界層的發(fā)展，抑制剝離。由此，即使在空氣調節(jié)負載低、風扇的旋轉速度慢而氣流的速度慢的情況下，離心風扇6出口的開口面積也不變窄，能夠進一步降低氣流的剝離引起的送風噪聲。
[0080]其結果是，能夠提供即使在空氣調節(jié)負載高、風扇的旋轉速度快而氣流的速度快的情況下也能夠降低葉片13的負壓面13b側的氣流的剝離引起的送風噪聲并且不使風扇動力增加的離心風扇6。
[0081 ]產業(yè)上的利用可能性
[0082]如上所述，本發(fā)明的離心風扇能夠降低葉片的負壓面?zhèn)鹊臍饬鞯膭冸x引起的送風噪聲并且不使風扇動力增加，因此能夠應用于天花板吊頂式和天花板嵌入式的空氣調節(jié)機以及各種換氣裝置等用途。
[0083]附圖標記說明
[0084]12 主板
[0085]13 葉片
[0086]13a正壓面
[0087]13b負壓面
[0088]13c 第 I 曲面
[0089]13d 第 2 曲面
[0090]13e臺階差部
[0091]13f 第 3 曲面
[0092]13g第I臺階差部
[0093]13h第2臺階差部
[0094]14 罩
【主權項】
1.一種離心風扇，其特征在于，包括:主板，以所述主板的中心為旋轉中心；與所述主板相對地配置的罩;和在所述主板與所述罩之間呈輻射狀配置的多個葉片，其中所述葉片包括在旋轉方向上為前表面的正壓面和在旋轉方向上為后表面的負壓面，所述負壓面包括:從前緣側延伸的第I曲面；在所述負壓面的后緣側的、與所述第I曲面不同的不連續(xù)的第2曲面;和形成于所述第I曲面與所述第2曲面的邊界的臺階差部。2.如權利要求1所述的離心風扇，其特征在于:所述臺階差部在所述負壓面形成有多個。3.如權利要求1或2所述的離心風扇，其特征在于:所述臺階差部從所述罩一側形成至向所述主板一側去的途中。
【文檔編號】F04D25/08GK105937500SQ201610124294
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月4日
【發(fā)明人】重田明廣, 田積欣公, 黑田遼
【申請人】松下知識產權經營株式會社