專利名稱：鼓風扇和使用該鼓風扇的鼓風機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向離心方向吹出空氣的鼓風扇和使用了該鼓風扇的鼓風機。
技術(shù)背景
作為向離心方向吹出空氣的鼓風扇、所謂離心扇，說明有例如日本特開 2007-170331號公報記載的離心扇。圖12是專利文獻1記載的以往的離心扇的立體圖。 圖13是該以往的離心扇的局部俯視圖。另外，在圖12和圖13中，用箭頭標記R表示離 心扇的旋轉(zhuǎn)方向。
如圖12所示，離心扇20包括轂板21 ；與轂板21相對地設(shè)置的環(huán)狀的護罩 22;配設(shè)在轂板21和護罩22之間的多張葉片23。轂板21的外形部21a是圓形的，在 中心具有孔21b。在孔21b固定有電動機(未圖示)的旋轉(zhuǎn)軸。護罩22的外形部2 是 圓形的，在中央具有開口 22b。葉片23的表面具有三維形狀。此外，葉片23的作為內(nèi) 周側(cè)的端部的前緣M配設(shè)在作為外周側(cè)的端部的后緣25的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)。
離心扇20在電動機的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)。利用離心扇20的旋轉(zhuǎn)，從護罩22的開口 22b吸入空氣。所吸入的空氣被從葉片23的前緣M向后緣25引導，并向離心扇20的外 側(cè)吹出。
圖13的局部俯視圖表示從護罩22側(cè)觀察離心扇20的一部分的狀態(tài)。附圖標記 C是旋轉(zhuǎn)的中心。在此，葉片23的后緣25的靠轂板21側(cè)的部分為轂板側(cè)后緣25a、葉 片23的后緣25的靠護罩22側(cè)的部分為護罩后緣25b。葉片23具有轂板側(cè)后緣25a位于 護罩22側(cè)后緣25b的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)的形狀。即，葉片23的后緣25具有相對于旋轉(zhuǎn)軸方 向傾斜的形狀。離心扇20將從護罩22的開口 22b吸入的空氣改變成與該吸入的空氣流 動的方向大致垂直地流動的方向，并向外側(cè)吹出。在此，在葉片23不具有如上述那樣的 三維形狀的情況下，流經(jīng)離心扇20的內(nèi)部的空氣會偏向轂板21側(cè)。如上所述，通過將 葉片23形成為轂板側(cè)后緣25a位于護罩側(cè)后緣25b的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)的形狀，所吸入的空 氣在被從前緣M向后緣25引導的期間，被從轂板21側(cè)向護罩22側(cè)引導。由此，離心 扇20的作為吹出部分的葉片23的后緣25處的空氣的風速分布被均勻化。
在此，葉片23的前緣M的靠轂板21側(cè)的部分為轂板側(cè)前緣Ma，葉片23的前 緣M的靠護罩22側(cè)的部分為護罩側(cè)前緣24b。如圖13所示，葉片23具有轂板側(cè)前緣 24a的入口角β h大于護罩側(cè)前緣24b的入口角β s的形狀。即，葉片23具有前緣M的 入口角從轂板21側(cè)朝向護罩22側(cè)去逐漸減小的形狀。另外，如上所述，葉片23的后緣 25具有出口角從轂板21側(cè)朝向護罩22側(cè)逐漸變化的形狀。
也就是說，以往的離心扇20的葉片23具有入口角和出口角從轂板21側(cè)朝向護 罩22側(cè)逐漸變化的三維形狀。此外，葉片23具有厚度逐漸變化的三維形狀。由此，吹 出的空氣的風速分布均勻化，不降低離心扇20的性能地降低噪聲。
可是，離心扇20的葉片23通常由金屬板制作。因為由金屬板制作的葉片23是 薄板件，所以難以形成如上述那樣的三維形狀。特別是難以形成厚度逐漸變化的三維形狀。為了得到這樣的三維形狀，在將2張由金屬板制作的薄板合起來制作葉片23的情況 下，增加花費，而且使離心扇20旋轉(zhuǎn)時的平衡性差。而且，在葉片23不是由金屬板而 是由樹脂制作的情況下，能形成三維形狀，但增加制作成本。因此，為了謀求由風速分 布的均勻化而帶來的離心扇20的性能保持和噪聲降低，使用三維形狀的葉片23時，難以 以低成本制作離心扇20。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明廉價地提供一種通過使風速分布均勻化而謀求性能保持和噪聲降低的鼓 風扇。
本發(fā)明的鼓風扇包括轂板，用于固定電動機的旋轉(zhuǎn)軸；護罩，與轂板相對地 設(shè)置；多張葉片，配設(shè)在轂板和護罩之間，在葉片的后緣和護罩之間形成間隙。通過使 風在該間隙中流動，在保持性能的同時降低鼓風扇的最外周的風速，降低葉片通過頻率 噪聲。此外，能夠利用該簡單的結(jié)構(gòu)廉價地制作鼓風扇。


圖1是本發(fā)明的實施方式1的鼓風扇的立體圖。
圖2是該實施方式的鼓風扇的俯視圖。
圖3是該實施方式的鼓風扇的剖視圖。
圖4是該實施方式的另一鼓風扇的剖視圖。
圖5是該實施方式的再一鼓風扇的剖視圖。
圖6A是安裝有該實施方式的鼓風扇的鼓風機的俯視圖。
圖6B是圖6A的6B-6B剖視圖。
圖7A是表示該實施方式的扇殼內(nèi)部的護罩側(cè)的空氣流動的說明圖。
圖7B是表示該實施方式的扇殼內(nèi)部的轂板側(cè)的空氣流動的說明圖。
圖8是表示不形成間隙的鼓風扇的噪聲特性的說明圖。
圖9是表示第2結(jié)構(gòu)的鼓風扇的噪聲特性的說明圖。
圖10是表示第1結(jié)構(gòu)的鼓風扇的噪聲特性的說明圖。
圖11是表示第3結(jié)構(gòu)的鼓風扇的噪聲特性的說明圖。
圖12是以往的離心扇的立體圖。
圖13是以往的離心扇的局部俯視圖。
具體實施方式
實施方式1
圖1是本發(fā)明的實施方式1的鼓風扇的立體圖。圖2是本實施方式的鼓風扇的 俯視圖。另外，圖2表示去除了鼓風扇的護罩的狀態(tài)。圖3是本實施方式的鼓風扇的剖 視圖。圖4是本實施方式的另一鼓風扇的剖視圖。圖5是本實施方式的再一鼓風扇的剖 視圖。另外，圖3 圖5表示鼓風扇的安裝有護罩的狀態(tài)。此外，圖3 圖5是示意性 地表示葉片的配設(shè)狀態(tài)、包括鼓風扇的旋轉(zhuǎn)軸的剖視圖。圖6A是安裝有本實施方式的鼓 風扇的鼓風機的俯視圖。圖6B是圖6A的6B-6B剖視圖。4
首先，說明圖6A和圖6B所示的鼓風機。鼓風機50在由蝸牛形狀的扇殼5所 形成的空氣流路的內(nèi)部具有鼓風扇1和用于使鼓風扇1旋轉(zhuǎn)的電動機6。在鼓風扇1在 電動機6的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)時，空氣被從殼體5的吸入口 8吸入，從吹出口 9吹出。這樣的 鼓風機50例如通過安裝在衣物的洗滌干燥機、衣物干燥機(均未圖示)的空氣循環(huán)路徑 中，吹出空氣，使含有水分的衣物干燥。另外，根據(jù)需要，在空氣循環(huán)路徑中裝入加熱 裝置、除濕裝置。
如圖1和圖2所示，鼓風扇1包括轂板4 ；與轂板4相對地設(shè)置的護罩2 ；配 設(shè)在轂板4和護罩2之間的多張葉片3。轂板4具有中央附近呈吊鐘狀向護罩2側(cè)隆起 的、大致圓盤的形狀。護罩2具有開口的圓環(huán)的形狀。
此外，轂板4在中央具有孔如。如圖6B所示，用孔如和螺紋構(gòu)件7將轂板4 固定在電動機6的旋轉(zhuǎn)軸6a上。在驅(qū)動電動機6逆時針旋轉(zhuǎn)時，轂板4、護罩2和葉片 3成為一體地沿逆時針旋轉(zhuǎn)。由此，空氣被從殼體5的吸入口 8向護罩2的開口吸入。 被吸入的空氣隨著葉片3的旋轉(zhuǎn)，朝向作為葉片3的端部的后緣3a呈放射狀地被吹出。 呈放射狀地被吹出的空氣被從吹出口 9吹出。
在此，如圖3所示，葉片3在后緣3a的護罩2側(cè)具有缺口部30。由于葉片3具 有缺口部30，在葉片3和護罩2之間形成有間隙11a。以下，將該結(jié)構(gòu)記載為第1結(jié)構(gòu)。 在使鼓風扇1旋轉(zhuǎn)時，在間隙Ila中流動有空氣。由此，在扇殼5中，能減少作為風速 最快的部分的蝸舌(tongue) 10 (參照圖6A)的附近的風速。蝸舌10是扇殼5和鼓風扇1 的間隙最窄的部分。其結(jié)果，能使扇殼5的風速分布均勻化。
即使在利用金屬板制作葉片3的情況下，也能夠容易且以低成本形成由于缺口 部30而產(chǎn)生的間隙11a。此外，利用間隙11a，減小扇殼5的最大風速，降低葉片通過 頻率噪聲。另外，形成有間隙Ila的部位是葉片3的葉片性能低的部位。因此，即使形 成有間隙11a，鼓風機1的鼓風性能也幾乎不降低。因此，能夠保持鼓風機50的性能， 且降低鼓風機50的噪聲。另外，即使是在利用樹脂制作葉片3的情況下，也能夠通過由 缺口部30形成間隙11a，不需要沉切(undercut)形狀。也就是說，能以低成本制作鼓風 扇Io
在此，說明用于在葉片3和護罩2之間形成間隙的另一結(jié)構(gòu)(以下記載為第2結(jié) 構(gòu))。如圖4所示，通過使護罩2的外周緣以相對于護罩2的傾斜面2b而言擴大空氣出 口的方向的方式構(gòu)成緣部&，能形成間隙lib。由此，因為空氣流入葉片3和護罩2之 間的間隙11b，所以具有與由缺口部30形成了間隙Ila的情況同樣的作用和效果。
說明用于在葉片3和護罩2之間形成間隙的再一結(jié)構(gòu)(以下記載為第3結(jié)構(gòu))。 如圖5所示，葉片3在后緣3a的護罩2側(cè)具有缺口部30，并且在護罩2的外周緣，以相 對于護罩2的傾斜面2b成為擴大空氣出口的方向的方式構(gòu)成緣部&，形成有間隙11c。 即，是兼具有第1結(jié)構(gòu)和第2結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)的情況下，具有比第1結(jié)構(gòu)和第2 結(jié)構(gòu)大的作用和效果。特別是對噪聲的降低具有大的效果。關(guān)于這一點后述。
在此，說明像上述那樣結(jié)構(gòu)的鼓風扇1和使用了該鼓風扇1的鼓風機50的動 作。在從護罩2的開口流入的空氣流入所設(shè)置的多個葉片3之間時，被改變成與流入的 空氣的流動方向大致垂直的流動的方向。在護罩2和轂板4之間，在轂板4附近流動的 空氣流動方向被改變時的曲率小。因此，空氣呈大致曲線狀圓滑地流動，風速的減小較少，流路損失也比較小。這樣，由于空氣圓滑地流動，所以不易產(chǎn)生葉片3的空氣的剝 離現(xiàn)象。
相對于此，在護罩2和轂板4之間，在護罩2的附近流動的空氣在流動方向被改 變時的曲率大。因此，空氣被驟然地折彎，風速的減小較多，流路損失也大。由此，在 空氣的流動中產(chǎn)生紊亂，在葉片3的上部產(chǎn)生空氣的剝離現(xiàn)象、呈漩渦狀卷入空氣的區(qū) 域。其結(jié)果，容易產(chǎn)生噪聲。
說明該噪聲的原因。在風速減小較多時，向外的風速矢量變小，空氣被向鼓風 扇1的旋轉(zhuǎn)方向拉拽。因此，空氣不會被向鼓風扇1外吹出。由于在鼓風扇1的外周的 風速在葉片3的位置發(fā)生脈動，所以該脈動產(chǎn)生壓力波，成為葉片通過頻率噪聲。
在本實施方式的鼓風扇1的葉片3中的護罩2附近的空氣的向外的風速矢量小。 由此，本實施方式的鼓風扇1通過在葉片3的后緣3a和護罩2之間形成間隙，使空氣在 該間隙中流動，能減小鼓風扇1的最外周的空氣的風速。
在本實施方式中的間隙11a、lib、lie的大小是葉片3的翼弦方向(圖3中的上 下方向)的10%以下、推力方向(圖3中的左右方向)的50%以下。在間隙11a、lib、 lie的大小大于葉片3的翼弦方向的10%且大于葉片3的推力方向的50%的情況下，雖然 對葉片通過頻率噪聲有效果，但是有可能會降低作為鼓風扇1的性能。在該狀態(tài)下，為 了保持鼓風扇1的性能，需要增加鼓風扇的轉(zhuǎn)速，在該情況下，鼓風扇1的效率降低。
圖7A是表示本實施方式的扇殼5的內(nèi)部的、護罩2側(cè)的空氣流動的說明圖。圖 7B是表示本實施方式的扇殼5的內(nèi)部的、轂板4側(cè)的空氣流動的說明圖。另外，圖7A 和圖7B所示的鼓風扇1具有第3結(jié)構(gòu)，間隙Ilc的大小為葉片3的翼弦方向的5%、推 力方向的25%。此外，鼓風扇1的直徑是155mm，轉(zhuǎn)速是5800rpm。在該情況下，鼓 風扇1的最外周的周向速度約為47m/s。
如上所述，在鼓風扇1的內(nèi)部，護罩2側(cè)的空氣的朝向外周方向的風速矢量與轂 板4側(cè)相比較小。因此，在護罩2側(cè)，空氣如箭頭標記A所示向圓周方向流動。在向該 圓周方向的流動成分大的情況下，產(chǎn)生葉片通過頻率噪聲。
在此，不形成間隙Ilc的情況的最大風速是47m/s，但是本實施方式的鼓風扇1 的最大風速是44m/s。壓力脈動聲的聲壓與流速的6 8次方成正比，因此，最大風速 從47m/s減少到44m/s相對于噪聲抑制是非常有效果的。
另一方面，用圖8 圖11說明本實施方式的鼓風扇1的噪聲特性。圖9是表示 第2結(jié)構(gòu)的鼓風扇1的噪聲特性的說明圖。圖10是表示第1結(jié)構(gòu)的鼓風扇1的噪聲特性 的說明圖。圖11是表示第3結(jié)構(gòu)的鼓風扇1的噪聲特性的說明圖。另外，圖8是表示 用于比較的、不形成間隙的鼓風扇的噪聲特性的說明圖。另外，所有的鼓風扇均為葉片 張數(shù)是觀張，轉(zhuǎn)速是MOOrpm。因此，存在有在葉片觀張的張數(shù)和轉(zhuǎn)速MOOrpm的乘 積除以60所得到的2520Hz的葉片通過頻率。
在圖8即同時不具有缺口部30、間隙11a、lib、11c、緣部&的鼓風扇中，作 為葉片通過頻率的2520Hz的噪聲如用圓圈標記所示那樣是^dB。另一方面，在圖9即 作為第2結(jié)構(gòu)的護罩2上構(gòu)成緣部&并形成有間隙lib的鼓風扇1中，作為葉片通過頻 率的2520Hz處的噪聲如用圓圈標記所示那樣是^dB。因此，噪聲降低2dB。在圖10 即作為第1結(jié)構(gòu)的構(gòu)成葉片缺口部30并形成有間隙Ila的鼓風扇1中，作為葉片通過頻率的2520Hz處的噪聲如用圓圈標記所示那樣是23dB。因此，噪聲降低5dB。在圖11 即作為第3結(jié)構(gòu)的構(gòu)成葉片缺口部30和緣部h并形成有間隙Ilc的鼓風扇1中，作為葉 片通過頻率的2520Hz處的噪聲如用圓圈標記所示那樣是20dB。因此，噪聲降低8dB。 如上所述，通過在葉片3的后緣3a和護罩2之間設(shè)置間隙(間隙11a、lib、lie中的任1 個)來降低噪聲。
權(quán)利要求
1.一種鼓風扇，其特征在于，包括 轂板，用于固定電動機的旋轉(zhuǎn)軸； 護罩，與上述轂板相對地設(shè)置；多張葉片，配設(shè)在上述轂板和上述護罩之間， 在上述葉片的后緣和上述護罩之間形成間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鼓風扇，通過在上述葉片的后緣的護罩側(cè)設(shè)有缺口部來形成上述間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鼓風扇，上述護罩具有傾斜面，并且通過在上述護罩的外周緣設(shè)有以相對于上述傾斜面而言 擴大來自上述葉片的空氣的出口的方式構(gòu)成的緣部而形成上述間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鼓風扇，在上述葉片的后緣的護罩側(cè)設(shè)有缺口部，而且，上述護罩具有傾斜面，并且通過在 上述護罩的外周緣設(shè)有以相對于上述傾斜面而言擴大來自上述葉片的空氣的出口的方式 構(gòu)成的緣部而形成上述間隙。
5.一種鼓風機，安裝有權(quán)利要求1 4中任1項所述的鼓風扇。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鼓風扇和使用該鼓風扇的鼓風機，該鼓風扇包括轂板，用于固定電動機的旋轉(zhuǎn)軸；護罩，與轂板相對地設(shè)置；多張葉片，配設(shè)在轂板和護罩之間，其中，在葉片的后緣和護罩之間形成間隙。通過使風在該間隙中流動，在保持性能的同時降低鼓風扇的最外周處的風速，降低葉片通過頻率噪聲，此外，能夠利用該簡單的結(jié)構(gòu)廉價地制作鼓風扇。
文檔編號F04D17/00GK102022349SQ20101028247
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者辻川祐榮 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社