專利名稱：離心式風機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及離心式風機，特別是，涉及從旋轉軸線方向吸入氣體，向與旋轉軸線交叉的方向排出氣體的離心式風機。
背景技術：
在空氣凈化機和空調機等設備中，都使用離心式風機來送風。圖1和圖2表示以往使用的，稱為多葉片離心式風機的一個例子。其中，圖1是以往的多葉片風機的側視圖(具體的說是圖2的A-A斷面圖)，圖2是以往的多葉片風機的平面圖。
多葉片風機10由葉輪13、容納葉輪13的殼體11，和使葉輪13旋轉的電動機14等構成。其中，圖1和圖2中的軸線O-O是葉輪13和電動機14的旋轉軸線。
葉輪13在其圓板狀的主板31的外圓周上，固定著許多塊葉片33的一端(圖2中只表示了許多葉片33中的一部分)，這些葉片33的另一端則用環狀側板32連接在一起。
殼體11從平面圖上看是渦旋形的箱體，具有開口11a和排氣口11b。
喇叭口12布置成覆蓋著殼體11的開口11a，形成把所吸入的氣體向葉輪13引導的吸氣口12a。吸氣口12a布置成與葉輪13的側板32相對。喇叭口12具有在吸氣口12a的內圓周上向葉輪13一側延伸的彎曲部分12b，以及在彎曲部分12b的半徑方向的外圓周一側所形成的，沿著與旋轉軸線O-O交叉的方向延伸的，覆蓋開口11a的平坦部分12c。
當開動電動機14，多葉片風機10工作時，葉輪13便相對于殼體11向著圖2中的旋轉方向R轉動。這樣，葉輪13的各葉片33就使氣體的壓力升高，從內圓周部分的空間排向外圓周部分的空間，在從吸氣口12a將氣體吸入葉輪13的內圓周部分的空間的同時，把排到葉輪13外圓周部分的氣體集中到排氣口11b，再排出去。即，如圖1和圖2中的箭頭W所示，多葉片風機10主要是從旋轉軸線O-O方向吸入氣體，把氣體從排氣口11b排出去(例如，請參照專利文獻1，特開平9-209994)。
在這種多葉片風機10中，由于在吸氣口12a附近氣流的流動是紊流，所以就使得噪音增大而且送風的性能降低了。在吸氣口12a附近氣流產生紊流有以下幾種情況。
(1)沿喇叭口流入吸氣口12a的氣流(沿壁面的氣流)的紊流如圖1中的箭頭X所示，當從殼體的外圓周一側沿著喇叭口12的平坦部分12c吸入吸氣口12a中的氣流(沿壁面的氣流X)，在彎曲部分12b附近脫離喇叭口，不沿著喇叭口12流動時，所產生的紊流。
(2)在葉輪13的側板32附近轉彎氣流的紊流如圖1中的箭頭Y所示，在葉輪13的內部，流過殼體11內部的氣體的一部分，在側板32附近排出葉輪13的外圓周之后，又產生從葉輪13的喇叭口12附近再次被吸入葉輪13的內圓周部分的轉彎氣流。當這種轉彎氣流不能順利地向葉輪13的內圓周部分流動時，便會產生紊流。
(3)沿壁面的氣流X與轉彎氣流Y的合流所產生的紊流沿壁面的氣流X與轉彎氣流Y在葉輪13的內部合流時，便會因合流而產生紊流。更進一步，當在沿壁面的氣流X與轉彎氣流Y中產生紊流時，在合流時，氣流的紊流將加劇。
(4)沿壁面的氣流X與主氣流(箭頭W所代表的氣流)的合流所產生的紊流一般，在從軸線方向吸入氣體的離心式風機中，由于沿壁面的氣流X的流線與從旋轉軸線方向流入吸氣口12a的主氣流的流線(參見箭頭W)垂直相交，所以在沿壁面的氣流X與主氣流W合流時，會產生紊流。
可是，對于用在空氣凈化機和空調機之類設備上的多葉片風機的要求是，噪音低而性能良好。此外，以上所說的在吸氣口附近因紊流而引起的噪音增大和送風性能降低，不僅多葉片風機如此，也是包括徑流式風機和渦輪式風機等在內的離心式風機都會發生的問題。
發明內容
本實用新型的任務是提供一種能防止在吸氣口附近的氣流產生紊流的離心式風機。
本發明第一方面中所記載的離心式風機，是從旋轉軸線方向吸入氣體，向與旋轉軸線交叉的方向排出氣體的離心式風機，它具有葉輪和喇叭口。葉輪以旋轉軸線為中心進行旋轉。喇叭口將吸入的氣體向葉輪引導，它具有對著上述葉輪布置的吸氣口，和形成朝向上述吸氣口周圍的葉輪一側的凹進的負壓空間的凹部。
在這種離心式風機中，在喇叭口的吸氣口周圍設置了凹部，形成了負壓空間，由于沿著喇叭口流入吸氣口中的氣流(沿著壁面的氣流)是在通過凹部附近時，被吸入上述空間內的，結果，沿著壁面的氣流就不會剝離，而是沿著喇叭口流動。這樣，就能減小吸氣口附近的紊流，從而能降低噪音，提高送風性能。
本發明第二方面中所記載的離心式風機，是在本發明第一方面的離心式風機中，其喇叭口具有平坦部分和彎曲部分。平坦部分在凹部的半徑方向外圓周一側，向著與旋轉軸線交叉的方向延伸。彎曲部分則在凹部的半徑方向的內圓周一側，向著葉輪一側延伸，形成吸氣口。凹部的向葉輪一側凹進得最深的部分，位于比平坦部分與凹部的連接部分更靠近葉輪一側的位置上，而且，也處于比彎曲部分與凹部的連接部分更靠近葉輪一側的位置上。
在這種離心式風機中，由于凹部向葉輪一側凹進得最深的部分位于比平坦部分與凹部的連接部分更靠近葉輪一側的位置上，而且，處于比彎曲部分與凹部的連接部分更靠近葉輪一側的位置上，所以能通過設置凹部所形成的負壓空間可靠地處于負壓狀態。
本發明第三方面中所記載的離心式風機，是在本發明第二方面的離心式風機中，從旋轉軸線的中心到平坦部分與凹部的連接部分的長度與葉輪的外半徑的長度比，在0.8倍以上，1.4倍以下。
例如，如果上述長度比小于0.8倍時，由于凹部與吸氣口之間的徑向距離太小，在凹部還沒有充分發揮抑制沿壁面的氣流的剝離作用之前，沿壁面的氣流就已經到達吸氣口了。另一方面，如果上述長度比大于1.4倍時，由于凹部與吸氣口之間的徑向距離過大，暫時被抑制了剝離的沿壁面的氣流，在到達吸氣口時，會再度處于開始剝離的狀態。
這樣，在這種離心式風機中，借助于根據葉輪的外徑尺寸適當地布置凹部的徑向位置，就能通過形成凹部可靠地發揮它抑制沿壁面的氣流剝離的作用，達到減小吸氣口附近的紊流的效果。
本發明第四方面中所記載的離心式風機，是在第二或第三方面的離心式風機中，將平坦部分假想地向內圓周方向延長后，對著葉輪所形成的平面，與從凹部向葉輪一側凹進得最深的部分到平坦部分與凹部的連接部分的面，在平坦部分與凹部的連接部分上所成的角度大于60度，小于或等于90度。
例如，如果上述角度小于60度，則沿壁面的氣流從平坦部分向凹部流動時，就難以產生急劇的壓力變化，無法起到充分抑制沿壁面的氣流的剝離的作用。另一方面，當上述角度大于90度時，只增大了幾乎對負壓空間沒有作用的空間，而對于提高抑制沿壁面氣流剝離的作用卻很小。此外，當使用樹脂等材料形成這種喇叭口時，拔模也很困難。
這樣，在這種離心式風機中，借助于適當地確定平坦部分與從平坦部分向著凹部的面所成的角度的范圍，就能通過形成凹部切實地發揮抑制沿壁面的氣流剝離的作用，達到減小吸氣口附近的紊流的效果。
本發明第五方面中所記載的離心式風機，是在第二或第三方面的離心式風機中，上述平坦部分與凹部的連接部分，以及把上述彎曲部分與凹部的連接部分假想地連接起來，在與葉輪相反一側所形成的平面，大致與旋轉軸線垂直相交。
在這種離心式風機中，由于在平坦部分與凹部的連接部分，以及把上述彎曲部分與凹部的連接部分假想地連接起來，在葉輪相反一側所形成的平面，大致與旋轉軸線垂直相交，所以不會擾亂通過凹部附近的氣流。
本發明第六方面中所記載的離心式風機，是在第二或第三方面的離心式風機中，其喇叭口在彎曲部分與凹部的連接部分上，具有隔開間隔，并排布置在吸氣口的圓周方向上，比上述彎曲部分與上述凹部的連接部分更向著與葉輪相反一側突出的多個凸部。
在這種離心式風機中，在喇叭口的彎曲部分與凹部的連接部分，即，在凹部的氣流的下游一側，形成了許多凸部。這樣，沿壁面的氣流在通過凹部附近之后，一部分沿著凸部流動，殘余的部分則仍沿著彎曲部分流過凸部之間。然后，沿著凸部流動的氣體，由于其流動路線幾乎與主流的流動路線一致，便不會產生紊流，而順利地與主流合流。另一方面，沿著彎曲部分流動的氣體，則與沿著凸部流動的氣體合流后的主流合流，流入吸氣口內。此時，沿著彎曲部分流動的氣體與沒有形成凸部的情況相比，由于其流量減少了，所以由于與主流合流而造成的紊流也減少了。
這樣，就進一步減小了吸氣口附近氣流的紊流，從而能降低噪音，提高送風性能。
本發明第七方面中所記載的離心式風機，是在第六方面的離心式風機中，其凸部的向葉輪相反一側最突出部分的位置，比平坦部分與凹部的連接部分在與葉輪相反一側的更遠的位置上。
在這種離心式風機中，由于凸部的向葉輪相反一側最突出部分的位置，處于比平坦部分與凹部的連接部分在與葉輪相反一側更遠的位置上，所以能將沿壁面的氣流的一部分可靠地導向凸部一側。
本發明第八方面中所記載的離心式風機，是在第1、2、3、7方面的任何一種離心式風機中，其凹部形成包圍著吸氣口的環形。
在這種離心式風機中，由于凹部形成包圍著吸氣口的環形，所以能對吸氣口整個圓周上的沿壁面的氣流發揮使其沿著喇叭口流動的效果，能減小吸氣口附近氣流的紊流，從而能降低噪音，并提高送風性能。
本發明第九方面中所記載的離心式風機，是在第1、2、3、7方面的任何一種離心式風機中，其葉輪具有下列零件主板、許多葉片和環狀側板。主板以旋轉軸線為中心進行旋轉。葉片布置成以旋轉軸線為中心的環狀，并且各自的遠離吸氣口一側的端部都固定在主板上。側板把許多葉片的吸氣口一側的端部連接起來。凹部的葉輪一側的表面具有沿著側板的形狀。
在這種離心式風機中，由于凹部的葉輪一側的表面具有沿著側板的形狀，所以，在減小沿壁面的氣流的紊流的同時，在側板附近的轉彎氣流的紊流也減小了，從而能降低因轉彎氣流的紊亂而造成的噪音。
本發明第十方面中所記載的離心式風機，是在第九方面的離心式風機中，其彎曲部分的葉輪一側的端部，布置在比側板的吸氣口一側的端部更靠近半徑方向的內圓周一側，而且，布置成與側板的吸氣口一側的端部在旋轉軸線方向上重合。
在這種離心式風機中，由于彎曲部分的葉輪一側的端部與側板的吸氣口一側的端部，布置成在側板的半徑方向的內圓周一側的位置上重合，所以沿壁面的氣流能很順利地與轉彎氣流合流，從而能降低噪音。
本發明第十一方面中所記載的離心式風機，是在第1、2、3、7、10方面的任何一種離心式風機中，具有與葉輪相對形成的開口和在外圓周一側上形成的排氣口，并將葉輪容納在其中的渦旋狀殼體。喇叭口則設置成與殼體的開口上的吸氣口相對應。
在這種離心式風機中，由于殼體的軸向尺寸很小的部分只限定在設置凹部的部分，所以能確保殼體內的空間容積。
本發明第十二方面中所記載的離心式風機，是在第九方面的離心式風機中，具有與葉輪相對形成的開口，和在外圓周一側上形成的排氣口，并將葉輪容納在其中的渦旋狀殼體。喇叭口則設置成與殼體的開口上的吸氣口相對應。而且，在主板的位于許多葉片之間的葉片之間部分，至少在其葉片的旋轉方向的前方切出缺口。
在這種離心式風機中，由于在葉輪的主板的位于許多葉片之間的葉片之間部分，至少在其葉片的旋轉方向的前方切了缺口，所以氣流也能通過上述葉片之間部分，在主板與殼體之間的間隙中流動。這樣，就能充分利用殼體的空間容積。
如上所述，按照本實用新型能取得以下各種效果。
在按照本發明第一方面的離心式風機中，由于在喇叭口的吸氣口周圍設置凹部，形成了負壓空間，在沿著喇叭口流入吸氣口的氣流(沿壁面的氣流)通過凹部附近時，被吸入該負壓空間中，所以在沿壁面的氣流通過凹部附近時，不會剝離，而是沿著喇叭口流動，從而能減小吸氣口附近氣流的紊流，降低噪音并提高送風性能。
在按照本發明第二方面的離心式風機中，由于凹部的向葉輪一側凹進得最深的部分位于比平坦部分與凹部的連接部分更靠近葉輪一側的位置上，而且，處于比彎曲部分與凹部的連接部分更靠近葉輪一側的位置上，所以能使得由于設置凹部而形成的負壓空間可靠地處于負壓狀態。
在按照本發明第三方面的離心式風機中，借助于根據葉輪的外徑尺寸適當地布置凹部的徑向位置，就能通過形成凹部可靠地發揮它抑制沿壁面的氣流剝離的作用，達到減小吸氣口附近的紊流的效果。
在按照本發明第四方面的離心式風機中，借助于適當地確定平坦部分與從平坦部分向著凹部的面所成的角度的范圍，就能通過形成凹部可靠地發揮抑制沿壁面的氣流剝離的作用，達到減小吸氣口附近的紊流的效果。
在按照本發明第五方面的離心式風機中，由于把平坦部分與凹部的連接部分，以及彎曲部分與凹部的連接部分假想地連接起來，在與葉輪相反的一側形成的平面，與旋轉軸線垂直相交，所以不會擾亂通過凹部附近的氣流。
在按照本發明第六方面的離心式風機中，由于在喇叭口的彎曲部分與凹部的連接部分上形成了許多凸部，沿壁面的氣流在通過凹部附近之后，一部分沿著凸部流動，殘余的部分則仍沿著彎曲部分流動，所以減小了吸氣口附近氣流的紊流，從而能降低噪音，提高送風性能。
在按照本發明第七方面的離心式風機中，由于凸部的向葉輪相反一側最突出部分的位置，比平坦部分與凹部的連接部分更處于與葉輪相反一側，所以能將沿壁面的氣流的一部分可靠地導向凸部一側。
在按照本發明第八方面的離心式風機中，由于凹部形成圍繞著吸氣口的環形，所以能對吸氣口整個圓周上的沿壁面的氣流發揮使其沿著喇叭口流動的效果，能減小吸氣口附近氣流的紊流，從而能降低噪音，并提高送風性能。
在按照本發明第九方面的離心式風機中，由于凹部的葉輪一側的表面具有沿著側板的形狀，所以，在減小沿壁面的氣流的紊流的同時，在側板附近的轉彎氣流的紊流也減小了，從而能降低因轉彎氣流的紊流而造成的噪音。
在按照本發明第十方面的離心式風機中，由于彎曲部分的葉輪一側的端部與側板的吸氣口一側的端部，布置成在側板的半徑方向的內圓周一側的位置上重合，所以沿壁面的氣流能很順利地與轉彎氣流合流，從而能降低噪音。
在按照本發明第十一方面的離心式風機中，由于殼體的軸向尺寸很小的部分只限定在設置凹部的部分，所以能確保殼體內的空間容積。
在按照本發明第十二方面的離心式風機中，由于在葉輪的主板的位于許多葉片之間的葉片之間部分，至少在其葉片的旋轉方向的前方切出缺口，所以氣流也能通過上述葉片之間部分，在主板與殼體之間的間隙中流動。這樣，就能充分利用殼體的空間容積。
圖1是以往的多葉片風機的側視圖(圖2中沿A-A線的斷面圖)；圖2是以往的多葉片風機的平面圖；圖3是本實用新型第一實施例的多葉片風機的側視圖(圖4中沿A-A線的斷面圖)；圖4是本實用新型第一實施例的多葉片風機的平面圖；圖5是圖3的放大圖，是表示多葉片風機的喇叭口凹部附近的圖；圖6是圖3的放大圖，是說明喇叭口凹部附近的沿壁面的氣流以及轉彎氣流的圖；圖7是用來比較性能的多葉片風機的側視圖，是相當于圖3的圖；圖8是比較在喇叭口上具有凹部的多葉片風機，和在喇叭口上沒有凹部的多葉片風機的性能的，風量—噪音值特性圖；圖9是圖3、圖11和圖15中沿H-H線的斷面圖；圖10是說明氣體在葉輪的葉片之間部分中流動的圖；圖11是本實用新型第二實施例的多葉片風機的側視圖(圖12中沿A-A線的斷面圖)；
圖12是本實用新型第二實施例的多葉片風機的平面圖；圖13是圖11的放大圖，是表示多葉片風機的喇叭口凹部附近的圖；圖14是圖11的放大圖，是說明喇叭口凹部附近的沿壁面的氣流以及轉彎氣流的圖；圖15是本實用新型第三實施例的多葉片風機的側視圖，是相當于圖3的圖。
具體實施方式
下面，參照附圖說明本實用新型的多葉片風機(離心式風機)的實施例。
(1)多葉片風機的構成圖3表示本實用新型的第一實施例的多葉片風機110。圖3是本實用新型的第一實施例的多葉片風機110的側視圖(具體的說，是沿圖4中A-A線的斷面圖)；圖4是多葉片風機110的平面圖。
多葉片風機110與以往的多葉片風機10(參見圖1和圖2)一樣，由葉輪113、容納葉輪113的殼體111，以及用于使葉輪113轉動的電動機114等構成。在圖3和圖4中的軸線O-O是葉輪113和電動機114的旋轉軸線。
葉輪113在其圓板狀的主板131的外圓周上，固定著許多片葉片133(圖4中，只表示了許多葉片133中的一部分)的一個端部，這些葉片133的另一端則連接在環狀側板132上。另外，在本實施例中，側板132的形狀與以往的多葉片風機10的側板32的形狀不同。具體的說，側板132是從外圓周到內圓周向著主板131相反一側(即，后述的吸氣口112a一側)傾斜的環狀部件。
殼體111與以往的多葉片風機10一樣，在平面上看起來是渦旋狀的箱體，具有開口111a和氣體的排氣口111b。此外，在本實施例中，電動機114布置在葉輪113的內圓周側的空間里，通過圖中未表示的支承部件支承在殼體111中。
喇叭口112布置成覆蓋在殼體111的開口111a上，形成將吸入的氣體導向葉輪113用的吸氣口112a。吸氣口112a布置成對著葉輪113的側板132。另外，在本實施例中，喇叭口112的形狀也與以往的多葉片風機10的喇叭口12不同，在吸氣口112a的周圍，具有向著葉輪113側凹進去的凹部112d。具體的說，喇叭口112具有這樣幾個部分在吸氣口112a的內圓周上，向葉輪113側延伸的彎曲部分112b；在彎曲部分112b的半徑方向的外圓周側形成的凹部112d；以及在凹部112d的半徑方向的外圓周上形成的，向與旋轉軸線O-O交叉的方向延伸的，覆蓋開口111a的平坦部分112c。此外，凹部112d形成了包圍著吸氣口112a的環形。
接著，用圖5詳細說明多葉片風機110的喇叭口112的凹部112d附近的結構。圖5是圖3的放大圖，圖中表示了多葉片風機110的喇叭口112的凹部112d附近的結構。
圖5中，當以B點作為彎曲部分112b與凹部112d的連接部分(詳細的說，是這一部分與葉輪113相反的側面)，以C點作為凹部112d向葉輪113一側凹進最深的部分(詳細的說，是這一部分與葉輪113相反的側面)，以D點作為平坦部分112c與凹部112d的連接部分(詳細的說，是這一部分與葉輪113相反的側面)時，C點要比B點和D點更位于葉輪113一側。
此外，在本實施例中，從旋轉軸線O-O到D點的長度φr，與葉輪113的外半徑φR的長度比φr/φR，在0.8倍以上，1.4倍以下。
此外，在本實施例中，把B點與D點假想地連接起來所形成的平面115，大致與旋轉軸線O-O垂直相交，其位置處于與平坦部分112c的對著葉輪113一側的面在同一個平面上。因此，通過凹部112d附近的氣體的氣流(沿壁面的氣流)就不會產生紊流。
此外，使平坦部分112c假想地向內圓周一側延長，則在對著葉輪113一側形成的平面(在本實施例中與平面115是同一個平面)，與從C點到D點的面在D點上所成的角度θ，大于60度，小于或等于90度。
此外，喇叭口112的凹部112d的葉輪113一側的面(特別是對應于B點與C點之間的面)具有沿著側板132的形狀。即，借助于在喇叭口112上形成凹部112d，在喇叭口112上形成了沿著側板132的形狀。
還有，喇叭口112的彎曲部分112b的葉輪113一側的端部，布置成比側板132的吸氣口112a一側的端部更靠近半徑方向的內圓周一側，而且，側板132的吸氣口112a一側的端部，布置成與旋轉軸線O-O的方向重合(參見圖5中的E)。
另外，在本實施例中的多葉片風機110中，殼體111的軸向尺寸F(請參見圖3)變小的部分，只限于設有凹部112d的部分(參見圖3中的f)，所以，使殼體111內空間容積變狹窄的部分非常少。
(2)多葉片風機的工作過程下面，參照圖3、圖4和圖6說明多葉片風機110的工作過程。圖6是圖3的放大圖，是說明喇叭口112的凹部112d附近的沿壁面的氣流和轉彎氣流的圖。
當開動電動機114，多葉片風機110工作時，葉輪113便相對于殼體111向著圖4的旋轉方向R轉動。于是，葉輪113上的各葉片133就對氣體加壓，使其從內圓周一側的空間排向外圓周一側的空間，在從吸氣口112a向葉輪113內圓周一側的空間吸入氣體的同時，把排出到葉輪113外圓周一側的氣體，集中地排出排氣口111b。即，多葉片風機110與以往的多葉片風機10一樣，如圖3和圖4中箭頭W1所示的那樣，主要是從旋轉軸線O-O的方向吸入氣體，而從排氣口111b排出氣體。
此時，在喇叭口112的吸氣口112a附近，氣體的沿壁面的氣流和轉彎氣流呈圖3和圖6所示的情況。
沿壁面的氣流(圖中的箭頭X1)在氣體通過凹部112d附近的過程中，由于設置了凹部112d而形成的空間(圖6中標號S1所示的空間)而處于負壓的狀態，要把氣流吸引到這個空間S1中來，結果，就不會產生以往的沿壁面的氣流(圖中的假想線箭頭X所示的氣流)那樣的氣流的剝離，而是沿著喇叭口112流動。這樣，在吸氣口112a附近的氣流的紊流就減小了，達到了降低噪音，提高送風性能的目的。
而且，在多葉片風機110中，由于凹部112d上的C點的位置比D點更靠近葉輪113側，并且比B點的位置也更靠近葉輪113側，所以，空間S1能確實成為負壓區域。
此外，如圖5所示，在多葉片風機110中，從旋轉軸線O-O到D點的長度φr，與葉輪113的外半徑φR的長度比φr/φR，在0.8倍以上，1.4倍以下。此時，例如，當這個長度比φr/φR小于0.8倍時，由于凹部112d與吸氣口112a之間的徑向距離太小，以至在凹部112d還沒有充分發揮其抑制沿壁面的氣流剝離的作用之前，沿壁面的氣流就已經到達吸氣口112a了。另一方面，當這個長度比φr/φR大于1.4倍時，由于凹部112d與吸氣口112a之間的徑向距離太大，暫時沒有剝離的沿壁面的氣流，在到達吸氣口112a時又會處于開始剝離的狀態。因此，在這種多葉片風機110中，只有根據葉輪113的外徑尺寸適當地布置凹部112d在徑向的位置，才能借助于形成凹部112d切實地起到抑制沿壁面的氣流剝離的作用，才能達到減小吸氣口112a附近氣流的紊流的效果。
此外，如圖5所示，在多葉片風機110中，使平坦部分112c假想地向內圓周一側延長時，對著葉輪113一側形成的平面115與從C點到D點的面在D點上所成的角度θ，要大于60度，小于或等于90度。此時，例如，當角度θ小于60度時，沿壁面的氣流在從平坦部分112c向凹部112d的流動過程中將發生急劇的壓力變化，就很難獲得充分抑制沿壁面的氣流剝離的作用。另一方面，當角度θ大于90度時，所增大的空間幾乎無助于負壓空間的增大，對提高抑制沿壁面的氣流的剝離的作用很小，而在用樹脂等材料制造這種喇叭口112時，拔模卻很困難。這樣，在這種多葉片風機110中，通過適當地選擇平坦部分112c與向著凹部112d的面所形成的角度θ的范圍，就能借助于形成凹部112d，起到抑制沿壁面的氣流剝離的作用，并且能切實地達到減小吸氣口112a附近氣流的紊流的效果。
此外，由于凹部112d形成了包圍著吸氣口112a的環狀，所以，對于在吸氣口112a整個圓周上的沿壁面的氣流，都能發揮使它沿著喇叭口112流動的效果。
此外，在殼體111內部，向葉輪113的外圓周排出的氣體，在通過喇叭口112與側板132之間的沿著軸向的流道之后，再次被吸入葉輪113內圓周一側的轉彎氣流(如圖中的箭頭Y1所示)，由于在喇叭口112上形成了凹部112d，而且該凹部112d的朝向葉輪113一側的表面具有沿著側板132的形狀，所以就能順利地向葉輪113的內圓周一側流動。這樣，在減小沿壁面的氣流的紊流的同時，在側板132附近的轉彎氣流的紊流也減小了，能達到降低因轉彎氣流的紊亂所造成的噪音的目的。
更進一步，由于彎曲部分112b的葉輪113一側的端部與側板132的吸氣口112a一側的端部，在側板132的內圓周一側的位置上布置成重合在一起，所以沿壁面的氣流X1和轉彎氣流Y1就都能向著葉輪113的軸向主板131一側流動，于是沿壁面的氣流X1和轉彎氣流Y1就能順利地合流。這樣，由于沿壁面的氣流X1和轉彎氣流Y1的合流所形成的氣流的紊流減小了，就能達到降低因沿壁面的氣流X1和轉彎氣流Y1的合流而造成的噪音的目的。
(3)實驗例為確認本實用新型的效果，對本實施例的多葉片風機110中的喇叭口112的凹部112d是否影響噪音的大小和送風性能，進行了以下實驗。此時，如圖7所示，準備了具有與葉輪113相同的葉輪213，但沒有凹部112d的喇叭口212的多葉片風機210，作為用于與本實施例的多葉片風機110的性能進行比較的多葉片風機。此外，實驗所使用的葉輪的尺寸，兩種葉輪113、213的外徑都是260mm，葉輪的寬度都是70mm。
測定這兩臺多葉片風機110和210的風量和噪音值的數據的結果如圖8所示。圖8中，圓點和虛線表示用作性能比較的多葉片風機210(即，沒有喇叭口的凹部)的實驗數據，而方塊和實線表示本實施例的多葉片風機110(即，有喇叭口的凹部)的實驗數據。
根據這個實驗結果，在同樣的風量條件下(例如，風量為7m3/min)，本實施例的多葉片風機110與用作性能比較的多葉片風機210相比，噪音值小1dB左右(在其他風量條件下也一樣)，可知，在噪音性能方面較為優良。這是因為，如以上所說明的，是由于在喇叭口上設置了凹部，吸氣口附近的氣流的紊流減小了的緣故。
此外，在同樣的風量條件下，例如，風量為7m3/min時，葉輪的轉速在多葉片風機110中為754轉/分鐘，而在多葉片風機210中為783轉/分鐘，多葉片風機110的轉速較小(在其他風量條件下也一樣)。這就表示，在喇叭口上有凹部的多葉片風機110與在喇叭口上沒有凹部的多葉片風機210相比，為獲得同樣的風量所需要的電動機動力小，可知其送風性能較為優越。
根據以上的比較，像本實施例的多葉片風機110那樣，在喇叭口112上設置凹部112d，就能提高其降低噪音的性能和送風性能。
(4)變型例如圖9所示，在本實施例的多葉片風機110中，可以在位于葉輪113的主板131的許多葉片133的葉片之間的部分134上，至少在葉片133旋轉方向的前方，切出缺口。
這樣，便如圖10所示，氣體就能通過葉片之間的部分134，在主板131與殼體111之間的間隙I中流通。于是，就能充分利用殼體111的空間容積。
在第一實施例的多葉片風機110中，借助于在喇叭口112上設置凹部112d，防止了沿著喇叭口112流入吸氣口112a的氣體的氣流(沿壁面的氣流)剝離，并減小了氣流的紊流。但是，除此之外，還希望減小沿壁面的氣流與主流合流的過程中所產生的紊流。
因此，如圖11所示，在本實施例的多葉片風機310中，在喇叭口的彎曲部分312b與凹部312d的連接部分，即，在凹部312d的氣流的下游一側設置了許多凸部312e。下面，參照附圖說明本實施例的多葉片風機310。
(1)多葉片風機的構成圖11是第二實施例的多葉片風機310的側視圖(具體的說，是圖12中沿A-A線的斷面圖)，圖12是多葉片風機310的平面圖。
多葉片風機310與第一實施例中的多葉片風機110一樣，由葉輪313，容納葉輪313的殼體311，以及驅動葉輪313轉動的電動機314等構成。此時，圖11和圖12中的軸線O-O是葉輪313和電動機314的旋轉軸線。
葉輪313與第一實施例的葉輪113相同，許多葉片333(在圖12中只表示了許多葉片333中的一部分)的一端固定在圓板狀的主板331的外圓周上，這些葉片333的另一端則用環狀側板332連接起來。
殼體311與第一實施例的殼體111相同，在其平面上看起來是渦旋狀的箱體，具有開口311a和氣體的排氣口311b。
喇叭口312與第一實施例的喇叭口112相同，布置成覆蓋在殼體311的開口311a上，形成了為把吸入的氣體導向葉輪313用的吸氣口312a。吸氣口312a布置成對著葉輪313的側板332。另外，在本實施例中，喇叭口312的形狀與第一實施例的多葉片風機110的喇叭口112不同，在凹部312d上還加上了許多凸部312e。具體的說，如圖11和圖12所示，許多凸部312e在彎曲部分312b與凹部312d的連接部分上，在吸氣口312a的圓周方向上隔開間隔并排地布置著，形成了比彎曲部分312b與凹部312d的連接部分還要向與葉輪313相反的一側突出的部分。此外，許多凸部312e布置成放射狀，與在吸氣口312a的周圍設置成環狀的凹部312d相對應(在圖12中，只表示了許多凸部312e的一部分)。
接著，利用圖13詳細說明多葉片風機310的喇叭口312的凹部312d附近的結構。圖13是圖11的放大圖，是表示多葉片風機310的喇叭口312的凹部312d附近的結構的圖。
在本實施例中，與第一實施例的喇叭口112一樣，以B’點作為彎曲部分312b與凹部312d的連接部分(詳細的說，是這一部分對著葉輪313的側面)，以C’點作為凹部312d向葉輪313一側凹進最深的部分(詳細的說，是這一部分對著葉輪313的側面)，以D’點作為平坦部分312c與凹部312d的連接部分(詳細的說，是這一部分對著葉輪313的側面)，則C’點要比B’點和D’點的位置更靠近葉輪313。
此外，在本實施例中，與第一實施例一樣，從旋轉軸線O-O到D’點的長度φr’，與葉輪313的外半徑φR’的長度比φr’/φR’，在0.8倍以上，1.4倍以下。
此外，在本實施例中，與第一實施例一樣，把B’點與D’點假想地連接起來所形成的平面315，大致與旋轉軸線O-O垂直相交，其位置處于與平坦部分312c的與葉輪313相反一側的面在同一個平面上。因此，通過凹部312d附近的氣體的氣流(沿壁面的氣流)就不會產生紊流。
此外，在本實施例中，也與第一實施例一樣，使平坦部分312c假想地向內圓周一側延長，則在與葉輪313相反的一側形成的平面(在本實施例中與平面315是同一個平面)，與從C’點到D’點的面在D’點上所成的角度θ’，大于60度，小于或等于90度。
此外，喇叭口312的凹部312d的葉輪313一側的面(特別是對應于B’點與C’點之間的面)，與第一實施例相同，具有沿著側板332的形狀。即，由于在喇叭口312上形成凹部312d，因而在喇叭口312上形成了沿著側板332的形狀。
還有，喇叭口312的彎曲部分312b的葉輪313一側的端部，與第一實施例一樣，布置成比側板332的吸氣口312a一側的端部更靠近半徑方向的內圓周一側，而且，側板332的吸氣口312a一側的端部布置成與旋轉軸線O-O的方向重合。
凸部312e的向與葉輪313相反一側最突出的部分(G’點)，在與葉輪313相反的一側，要比D’點離得更遠。此外，凸部312e做成與彎曲部分312b和凹部312d圓滑地連接。
另外，在本實施例的多葉片風機310中，與第一實施例一樣，殼體311的軸向尺寸變小的部分，只限于設有凹部312d的部分，使得殼體311內空間容積變狹窄的部分為最少。
(2)多葉片風機的工作過程下面，參照圖11、圖12和圖14說明多葉片風機310的工作過程。其中，圖14是圖11的放大圖，是說明喇叭口312的凹部312d附近的沿壁面的氣流和轉彎氣流的圖。
當開動電動機314，多葉片風機310工作時，葉輪313便相對于殼體311向著圖12的旋轉方向R轉動。于是，葉輪313上的各葉片333就對氣體加壓，使其從內圓周一側的空間排向外圓周一側的空間，在從吸氣口312a向葉輪313內圓周一側的空間吸入氣體的同時，把送到葉輪313外圓周一側的氣體，集中地排出排氣口311b。即，多葉片風機310與第一實施例的多葉片風機110一樣，如圖11和圖12中所示的箭頭W2那樣，從旋轉軸線O-O的方向吸入氣體，而從排氣口311b排出氣體。
此時，在喇叭口312的吸氣口312a附近，氣體的沿壁面的氣流和轉彎氣流如圖11和圖14所示。
沿壁面的氣流(圖中的箭頭X2)，與第一實施例一樣，在通過凹部312d附近的過程中，由于設置了凹部312d而被吸引到所形成的空間S2中，不會發生氣流的剝離，而是沿著喇叭口312流動。
接著，通過凹部312d附近的沿壁面的氣流X2，一部分(圖中的箭頭Z2)沿著凸部312e流動，而其余的部分(圖中的箭頭Z1)則仍在凸部312e之間沿著彎曲部分312b流動。然后，由于沿著凸部312e流動的氣體Z2的流線，幾乎與沿著旋轉軸線O-O流入吸氣口312a的主流(圖11中的箭頭W2)的流線趨于一致，所以不會產生紊流，就順利地與主流W2合流了。另一方面，沿著彎曲部分312b流動的氣體Z1，則在與已經和沿著凸部312e流動的氣體Z2合流后的主流W2合流之后，流入吸氣口312a中。此時，與第一實施例的沒有形成凸部312e的情況相比，由于沿著彎曲部分312b流動的氣體Z1的流量很少，所以減少了與主流W2合流而造成的紊流。
而且，由于G’點的位置比D’點離開葉輪313更遠，所以能可靠地把沿著喇叭口312的平坦部分312c流入吸氣口312a的沿壁面的氣流X2的一部分，向凸部312e一側引導。
這樣，由于在吸氣口312a附近的沿壁面的氣流X2的紊流減小了，所以，在取得與第一實施例同樣的降低噪音和提高送風性能的效果的同時，還能降低因主流W2與沿壁面的氣流X2合流所產生的噪音，并提高送風性能。
(3)變型例如圖9所示，與第一實施例一樣，在本實施例的多葉片風機310中，也可以將位置處于葉輪313的主板331的許多葉片333之間的葉片之間部分334中，至少在葉片333的旋轉方向的前方切出缺口。
這樣，便如圖10所示，氣體也能通過葉片之間部分334，在主板331與殼體311之間的間隙I’中流動。這樣，就能充分利用殼體311的空間容積。
在第一實施例的多葉片風機110中，作為側板，使用的是這樣的環狀側板132，即，隨著它從外圓周接近內圓周的同時，還向著與主板131相反的一側(即，后述的吸氣口112a一側)傾斜，但是，它也可以是具有葉輪413的多葉片風機410(參見圖15)，這種葉輪413使用與以往的多葉片風機10(見圖1)的側板32同樣形狀的側板432。
具體的說，多葉片風機410主要是具有與以往的多葉片風機10的葉輪13同樣形狀的葉輪413，以及與第一實施例的多葉片風機110的喇叭口112同樣形狀的喇叭口412。此外，殼體411與第一實施例的殼體111一樣，在平面上看起來是渦旋狀的箱體，具有開口411a和氣體的排氣口411b。還有，喇叭口412的形狀與第一實施例的多葉片風機110的喇叭口112相同，也具有吸氣口412a，彎曲部分412b，包圍著吸氣口412a形成環狀的凹部412d，以及平坦部分412c。在本實施例中，與第一實施例中的B、C、D點以及平面115相同，彎曲部分412b與凹部412d的連接部分是B”點，凹部412d向葉輪413方向凹進最深的部分是C”點，平坦部分412c與凹部412d的連接部分是D”點，而假想地把B”點與D”點連接起來而形成的平面是平面415。
即使在這樣的情況下，也與第一實施例中的多葉片風機110一樣，由于設置了凹部412d，在空間S3中產生了負壓，所以吸氣口412a附近的氣流的紊流減小了，還能降低噪音，并提高送風性能。
此外，雖然在圖中沒有表示，但在上述多葉片風機410的喇叭口412上，也可以設置與第二實施例的喇叭口312的凸部312e相同的凸部，從而能進一步降低噪音，并提高送風性能。此外，雖然在圖中沒有表示，但也可以與第一和第二實施例一樣，將位置處于葉輪413的主板431的許多葉片433之間的葉片之間部分中的，至少在葉片旋轉方向的前方切出缺口，以便充分利用殼體411的空間容積。
以上，參照附圖說明了本實用新型的若干實施例，但是，具體的結構卻并不限于這些實施例，而是可以在本實用新型構思的范圍內進行變化。
例如，上述實施例是將本實用新型應用在具有前傾葉片的葉輪的多葉片風機中，但并不僅限于此，它也能適用于徑向送風機和渦輪送風機之類的，從旋轉軸線方向吸入氣體，而從與旋轉軸線交叉的方向排出氣體的離心式風機。
利用本實用新型，對于從旋轉軸線方向吸入氣體，而從與旋轉軸線交叉的方向排出氣體的離心式風機，能防止吸氣口附近的氣流的紊流。
權利要求1.一種從旋轉軸線方向吸入氣體，向與旋轉軸線(O-O)交叉的方向排出氣體的離心式風機(110、310、410)，其特征在于，它具有以旋轉軸線為中心進行旋轉的葉輪(113、313、413)；以及具有對著上述葉輪布置的吸氣口(112a、312a、412a)，和朝向上述吸氣口周圍的葉輪側形成凹進的負壓空間(S1、S2、S3)的凹部(112d、312d、412d)，用于將所吸入的氣體向上述葉輪引導的喇叭口(112、312、412)。
2.如權利要求1所述的離心式風機(110、310、410)，其特征在于，上述喇叭口(112、312、412)具有在上述凹部(112d、312d、412d)的半徑方向的外圓周一側，沿著與旋轉軸線(O-O)交叉的方向延伸的平坦部分(112c、312c、412c)，和在上述凹部的半徑方向的內圓周一側，向著葉輪一側延伸，形成上述吸氣口(112a、312a、412a)的彎曲部分(112b、312b、412b)；上述凹部的向葉輪一側凹進最深的部分(C、C’、C”)，處于比上述平坦部分與上述凹部的連接部分(D、D’、D”)更靠近葉輪一側的位置上，而且，也比上述彎曲部分與上述凹部的連接部分(B、B’、B”)，更靠近葉輪一側的位置上。
3.如權利要求2所述的離心式風機(110、310、410)，其特征在于，上述葉輪的外半徑(ΦR、ΦR’)與從旋轉軸線(O-O)的中心到上述平坦部分(112c、312c、412c)與上述凹部(112d、312d、412d)的連接部分(D、D’、D”)的長度(φr、φr’)的長度比(Φr/ΦR、Φr’/ΦR’)，在0.8倍以上，1.4倍以下。
4.如權利要求2或3所述的離心式風機(110、310、410)，其特征在于，將上述平坦部分(112c、312c、412c)假想地向內圓周方向延長后，對著葉輪所形成的平面(115、315、415)，與從上述凹部(112d、312d、412d)的向葉輪一側凹進最深的部分(C、C’、C”)到與上述平坦部分和上述凹進部分的連接部分(D、D’、D”)的面，在上述平坦部分與上述凹部的連接部分之間所成的角度(θ、θ’)，大于60度，小于或等于90度。
5.如權利要求2或3所述的離心式風機(110、310、410)，其特征在于，上述平坦部分(112c、312c、412c)與上述凹部(112d、312d、412d)的連接部分(D、D’、D”)，和上述彎曲部分(112b、312b、412b)與上述凹部的連接部分(B、B’、B”)假想地連接起來，在與葉輪相反一側所形成的平面(115、315、415)，大致與旋轉軸線(O-O)垂直相交。
6.如權利要求2或3所述的離心式風機(310)，其特征在于，上述喇叭口(312)在上述彎曲部分(312b)與上述凹部(312d)的連接部分(B’)上，還具有隔開間隔，并排布置在上述吸氣口(312a)的圓周方向上，比上述彎曲部分與上述凹部的連接部分更向著與葉輪相反的一側突出的多個凸部(312e)。
7.如權利要求6所述的離心式風機(310)，其特征在于，上述凸部(312e)的向葉輪相反一側最突出的部分(G’)的位置，比上述平坦部分(312c)與上述凹部(312d)的連接部分(D’)，在與葉輪相反一側的更遠的位置上。
8.如權利要求1、2、3、7中任何一項權利要求所述的離心式風機(110、310、410)，其特征在于，上述凹部(112d、312d、412d)形成包圍著上述吸氣口(112a、312a、412a)的環形。
9.如權利要求1、2、3、7中任何一項權利要求所述的離心式風機(110、310、)，其特征在于，上述葉輪(113、313)具有下列部件以旋轉軸線(O-O)為中心進行旋轉的主板(131、331)；以旋轉軸線為中心，呈環狀布置的，各自的遠離吸氣口的端部固定在上述主板上的許多葉片(133、333)；把上述許多葉片的吸氣口一側的端部連接起來的環狀側板(132、332)，上述凹部(112d、312d)的葉輪一側的表面具有沿著上述側板的形狀。
10.如權利要求9所述的離心式風機(110、310)，其特征在于，上述彎曲部分(112b、312b)的葉輪一側的端部，布置在比上述側板(132、332)的吸氣口一側的端部更靠近半徑方向的內圓周一側，而且，布置成與上述側板的吸氣口一側的端部在旋轉軸線方向上重合。
11.如權利要求1、2、3、7、10中任何一項權利要求所述的離心式風機(110、310、410)，其特征在于，它還具有渦旋狀殼體(111、311、411)，該渦旋狀殼體具有與上述葉輪(113、313、413)相對地形成的開口(111a、311a、411a)，和在外圓周上形成的氣體的排氣口(111b、311b、411b)，并且，還將上述葉輪容納在其中；上述喇叭口(112、312、412)設置成與上述殼體的上述開口上的上述吸氣口(112a、312a、412a)相對應。
12.如權利要求9所述的離心式風機(110、310、)，其特征在于，它還具有渦旋狀殼體(111、311)，該渦旋狀殼體具有與上述葉輪(113、313)相對地形成的開口(111a、311a)，和在外圓周上形成的氣體的排氣口(111b、311b)，并且，還將上述葉輪容納在其中；上述喇叭口(112、312)設置成與上述殼體的上述開口上的上述吸氣口(112a、312a)相對應；以及，上述主板(131、331)的上述位于許多葉片(133、333)之間的葉片中間部分(134、334)，至少在上述葉片的旋轉方向的前方切出缺口。
專利摘要本實用新型提供了一種能防止在吸氣口附近的氣流產生紊流的離心式風機。這種離心式多葉片風機110是從旋轉軸線O－O方向吸入氣體，向與旋轉軸線O－O交叉的方向排氣的風機，它具有葉輪113和喇叭口112。葉輪113以旋轉軸線O－O為中心轉動。喇叭口112具有相對葉輪113布置的吸氣口112a，以及在吸氣口112a周圍，形成向著葉輪113一側凹進去的負壓空間S
文檔編號F04D29/42GK2723747SQ20032010066
公開日2005年9月7日 申請日期2003年11月14日 優先權日2003年5月9日
發明者東田匡史 申請人:大金工業株式會社