專利名稱：離心式多葉片風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離心式多葉片風(fēng)扇，特別是涉及一種改進(jìn)了葉片形狀并特別適合車輛等空調(diào)系統(tǒng)用的離心式多葉片風(fēng)扇葉片。
背景技術(shù)：
與送風(fēng)能力、噪音等有關(guān)的送風(fēng)機(jī)的性能受風(fēng)扇葉片的形狀和其外罩卷曲的形狀的影響很大，在設(shè)計(jì)送風(fēng)機(jī)時(shí)，這些因素必須要充分地考慮。
一個(gè)離心式多葉片風(fēng)扇中，因?yàn)槠溲刂鴼饬鞣较虻拿總€(gè)葉片的長(zhǎng)度被設(shè)定的比較短，因此難以形成一個(gè)沿葉片的氣流，而氣流的脫離容易形成渦流。由氣流的脫離產(chǎn)生的渦流的聲音是多葉片風(fēng)扇產(chǎn)生噪音的主要原因。減少噪音的結(jié)構(gòu)，例如，JP-A-60-156997建議的葉片的形狀，其截面被作成機(jī)翼的截面形狀以抑制從葉片脫離的氣流產(chǎn)生渦流的噪音。
此外，如圖6所示，本發(fā)明的申請(qǐng)人建議一個(gè)JP-A-2002-285996中的結(jié)構(gòu)，其中，中間部分71處的葉片表面與半徑為rn圓的切線之間有被定義為βn的夾角(βn為βn＞90度側(cè)的角度)，這個(gè)圓的半徑rn被定義為沿氣流方向(此方向?yàn)檠孛總€(gè)扇葉70，從風(fēng)扇的徑向的內(nèi)側(cè)向徑向的外側(cè)延伸)連接葉片70徑向中間部分71的徑向的部分71與風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸(未示出)之間的線段，葉片70的徑向外側(cè)端72處的葉片表面與半徑為r2圓的切線之間有被定義為β2的夾角(β2為β2＞90度側(cè)的角度)，這個(gè)圓的半徑r2被定義為連接徑向外側(cè)端72與風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸之間的線段，這兩個(gè)角度滿足下列關(guān)系。
β2-5≤βn≤β2+5優(yōu)選地，β2≤βn≤β2+5如圖6所示，r1所指半徑為葉片70上徑向內(nèi)端79和風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸的連線。在這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)中，通過將葉片形狀設(shè)定為最合適的形狀，即葉片第一半部74作成機(jī)翼狀的截面和把葉片第二半部73中的βn和β2的關(guān)系設(shè)定為特定的關(guān)系，使多葉片風(fēng)扇運(yùn)行點(diǎn)處的運(yùn)轉(zhuǎn)效率增加，噪音降低。
然而，在JP-A-2002-285996公開的多葉片風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)中，對(duì)這樣一個(gè)葉片70的氣流使用肉眼觀察設(shè)備觀察的結(jié)果，如圖7所示，在徑向內(nèi)側(cè)端79側(cè)的前緣部分75的一個(gè)位置，氣流的脫離在葉片70的負(fù)壓面76上構(gòu)成了一個(gè)脫離層77，并且脫離層77從脫離的位置向下游區(qū)域延伸。通過此脫離層77，葉片70間的氣流偏向鄰近的葉片70上的正壓面78側(cè)，并可看到葉片后面的氣流區(qū)域有一個(gè)剪切流。也就是說，在此結(jié)構(gòu)中，存在關(guān)于多葉片風(fēng)扇性能進(jìn)一步改進(jìn)的空間。

發(fā)明內(nèi)容
可是，為解決上述問題，雖然可以考慮在葉片的出口處收縮葉片第二半部73的氣流通道并強(qiáng)行抑制氣流偏轉(zhuǎn)的方法，但是，在這樣一種方法中，由于收縮氣流通道，氣流速度增加，使得葉片出口處的壓力恢復(fù)不足，而且，高壓損失的情況下，在運(yùn)行點(diǎn)，其送風(fēng)和降噪性能都會(huì)降低。此外，盡管也可考慮通過改變?nèi)~片前緣的入口角來抑制氣流脫離的方法，但是，如果入口角是按照高壓損失條件下的運(yùn)行點(diǎn)改變的，那么，這個(gè)入口角在低壓損失條件下，在運(yùn)行點(diǎn)就不合適了，結(jié)果降低送風(fēng)效率和噪音性能。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的離心式多葉片風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，其葉片具有上述形狀，通過穩(wěn)定葉片間的氣流，即抑制葉片負(fù)壓面前緣部分氣流脫離產(chǎn)生的壓力損失以及氣流脫離后葉片間氣流的偏轉(zhuǎn)，可在低壓損失情況下的運(yùn)行點(diǎn)到高壓損失情況下的運(yùn)行點(diǎn)這樣大的范圍，提高風(fēng)扇效率和減少噪音，從而，可提供一種特別適用于車用空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)機(jī)方面使用的離心式多葉片風(fēng)扇。
為達(dá)到前述的和其他的目的，本發(fā)明的離心式多葉片風(fēng)扇，包括圍繞旋轉(zhuǎn)軸沿圓周方向設(shè)置的多個(gè)葉片；在多個(gè)葉片的第一端部(風(fēng)扇的反空氣吸入側(cè))連接到所有葉片上的驅(qū)動(dòng)盤；一個(gè)在多個(gè)葉片的與第一端部相對(duì)的第二端部(風(fēng)扇吸入空氣的一側(cè))連接到所有葉片上的環(huán)形連接環(huán)；多葉片風(fēng)扇從彼此相鄰的葉片之間的部分的葉片徑向內(nèi)側(cè)端部吸入空氣，從彼此相鄰的葉片之間的部分的葉片徑向外側(cè)端部排出空氣。該多葉片風(fēng)扇的特征在于每個(gè)葉片作成這樣的葉片形狀在氣流方向上從每一葉片的徑向內(nèi)側(cè)端部至徑向中間部分的至少葉片第一半部，其負(fù)壓面的橫截面的形狀形成為一條折線。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，因?yàn)橹辽偃~片第一半部的一部分的負(fù)壓面橫截面形狀形成為一條折線，因此在葉片第一半部的負(fù)壓面沿著折線各自的形線形成一薄的湍流邊界層。所以，葉片前緣部分的負(fù)壓面上的氣流脫離的被抑制，脫離點(diǎn)沿氣流方向向葉片的后部移動(dòng)。葉片第一半部負(fù)壓面上，特別是葉片前緣部分負(fù)壓面上出現(xiàn)的脫離層被抑制。其結(jié)果是，緣于脫離層的出現(xiàn)而產(chǎn)生的葉片間氣流的壓力損失和噪音被減少，葉片間氣流的偏轉(zhuǎn)可以得到抑制。
此外，在此結(jié)構(gòu)中，由于基本無須改變氣流在葉片前緣部分的入口角，就能抑制葉片間的氣流偏轉(zhuǎn)，因此，防止了低壓損失條件下運(yùn)行點(diǎn)的入口角變成不合適的角，在低壓損失條件到高壓損失條件這樣寬的條件范圍里，都可以適當(dāng)?shù)匾种茪饬鞯拿撾x。因此，可以提高多葉片風(fēng)扇運(yùn)行點(diǎn)處風(fēng)扇的工作效率，減少噪音，特別是當(dāng)多葉片風(fēng)扇用于車用空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)機(jī)時(shí)，。
在本發(fā)明中，“折線”的含義，如在下文的圖3和5所示，是指在每個(gè)連接點(diǎn)以任意的角度順序地連續(xù)連接多條線段所構(gòu)成的一條線，整個(gè)線有某一固定方向。
在本發(fā)明中，雖然只要葉片第一半部的至少一部分的負(fù)壓面的橫截面形狀形成為一條折線，就能提高風(fēng)扇的效率，減小噪音，但是，優(yōu)選地，有折線的負(fù)壓面的橫截面形狀設(shè)置在前緣部分，尤其是設(shè)置在包括葉片第一半部最突出部分的區(qū)域。即，由于在葉片的負(fù)壓面上氣流的脫離現(xiàn)象發(fā)生，尤其易從上述的最突出部分形成的起始點(diǎn)發(fā)生，因此，通過將包括最突出部分的該區(qū)域負(fù)壓面橫截面形狀用折線構(gòu)成，可有效地防止在葉片前緣部分形成脫離層。
更進(jìn)一步地，在負(fù)壓面?zhèn)?，在?gòu)成折線的彼此相鄰的直線(線段)之間，的各個(gè)夾角大于180度。優(yōu)選地，相鄰線段間的各個(gè)夾角沿所述氣流方向順序地遞減。
在本發(fā)明的上述離心式多葉片風(fēng)扇中，由于其葉片第一半部的至少一部分的負(fù)壓面的橫截面形狀形成為一條折線，所以形成脫離層的起始點(diǎn)可以向下游方向移動(dòng)，從而抑制壓力損失和噪音。并且，葉片間氣流的偏轉(zhuǎn)可以得到抑制或防止。而且，因?yàn)橐种迫~片間氣流的偏轉(zhuǎn)無須改變?nèi)~片前緣部分的氣流的入口角，所以在防止了在低壓損失條件下運(yùn)行點(diǎn)的入口角變成不合適的角的同時(shí)，還可抑制在高壓損失條件下氣流的脫離。
本發(fā)明的更多的特征和優(yōu)點(diǎn)，可通過下文伴隨附圖對(duì)本發(fā)明最佳實(shí)施方式所作的具體描述，會(huì)更加清楚明了。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的離心式多葉片風(fēng)扇的正視圖。
圖2為圖1中的多葉片風(fēng)扇的側(cè)視半剖圖。
圖3為圖1中的多葉片風(fēng)扇的III部分局部正視放大圖。
圖4為圖3中描述的葉片部分氣流的一個(gè)例子的示意圖。
圖5為圖3中描述的葉片剖面放大圖。
圖6為常規(guī)離心式多葉片風(fēng)扇葉片部分正視圖。
圖7為圖6所示葉片部分氣流的一個(gè)例子的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1-3描述了本發(fā)明實(shí)施例的離心式多葉片風(fēng)扇。在圖1和圖2中，多葉片風(fēng)扇1，具有帶多個(gè)葉片2的多葉片風(fēng)扇部分3。這些葉片2圍繞旋轉(zhuǎn)軸4沿圓周方向布置。一個(gè)圓盤狀驅(qū)動(dòng)盤5位于葉片2的第一端(風(fēng)扇1的反吸氣側(cè))，驅(qū)動(dòng)盤5連接所有葉片2。驅(qū)動(dòng)盤5的中央部位有一個(gè)突起6。旋轉(zhuǎn)軸4安裝在突起6中，并通過旋轉(zhuǎn)軸5的旋轉(zhuǎn)，使驅(qū)動(dòng)盤5和所有葉片2按預(yù)定方向(如圖1箭頭所示方向)旋轉(zhuǎn)。一個(gè)環(huán)形的連接環(huán)7位于葉片2的第二端(風(fēng)扇1的吸氣側(cè))，連接環(huán)7使所有葉片2相互連接，起強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的作用。
一個(gè)機(jī)罩(未示出)位于多葉片風(fēng)扇部分3的周圍，以容納多葉片風(fēng)扇1并構(gòu)成離心式送風(fēng)機(jī)，機(jī)罩上有空氣進(jìn)口和出口，該罩可以是蝸殼形或圓筒形。
每個(gè)葉片2的結(jié)構(gòu)如圖3所示。沿氣流方向(沿著葉片2從風(fēng)扇1內(nèi)側(cè)向外側(cè)的方向)的每個(gè)葉片2的從徑向內(nèi)側(cè)端11至徑向中間部分12的葉片第一半部分13，其負(fù)壓面14的橫截面的形狀由折線17構(gòu)成。在此實(shí)施例中，在沿氣流方向的前緣部分15，尤其是包括葉片第一半部分13的前緣部分15中的在風(fēng)扇1圓周方式上的最突出部分16的區(qū)域由折線17構(gòu)成。
如圖3和圖5所示，折線17由多條線18，19和20(多條線段)順序連續(xù)連接構(gòu)成，折線17整體上由徑向內(nèi)側(cè)指向徑向外側(cè)。在此實(shí)施例中負(fù)壓面上的構(gòu)成折線17的線段，其相鄰線段間的夾角X、Y、Z都大于180度。而且，夾角X、Y、Z，沿氣流方向，即從線段18至20的方向，是遞減的(X＞Y＞Z)。
進(jìn)一步地，如圖3所示，半徑為rn的圓，其半徑rn由每一葉片2上沿氣流方向(沿每一葉片2從風(fēng)扇的徑向內(nèi)側(cè)指向徑向外側(cè)的方向)的徑向中間部分12與風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸8(如圖1，圖2所示)之間的連線所限定，這個(gè)圓的切線與上述中間部分12處的葉片表面的夾角記為βn(βn為βn大于90度一側(cè)的角)；另一個(gè)圓半徑為r2，半徑r2由葉片2的徑向外側(cè)端21與風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸8之間的連線所限定，這個(gè)圓的切線與葉片徑向外側(cè)端21處的葉片表面的夾角記為β2(β2為β2大于90度一側(cè)的角)。滿足下列關(guān)系式。
β2-5≤βn≤β2+5滿足下列關(guān)系式更好，β2≤βn≤β2+5另外，在中間部分12至徑向外側(cè)端21的全長(zhǎng)上在βn連續(xù)的條件下，使βn＝β2。在圖3中，半徑r1為連接葉片2的徑向內(nèi)側(cè)端11和風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸8之間的線段。
在此實(shí)施例中，每個(gè)葉片2的葉片第一半部分13，即從徑向內(nèi)側(cè)端11至徑向中間部分12，其橫截面為機(jī)翼形截面，在沿其延展方向，葉片的厚度增加后又減小。另外，葉片第二半部分22，其從徑向中間部分12至徑向外側(cè)端21延展，該葉片第二半部分22以一個(gè)大致不變的厚度形成。
盡管在此實(shí)施例中，葉片第一半部分13的橫截面為機(jī)翼形，但只要滿足上述βn和β2的關(guān)系式被滿足，葉片從徑向內(nèi)側(cè)端至徑向外側(cè)端的全長(zhǎng)上可以以一個(gè)不變的厚度形成。
這種構(gòu)造的多葉片風(fēng)扇1的運(yùn)行將通過與普通構(gòu)造對(duì)比進(jìn)行解釋。
在如圖6和圖7所示的普通構(gòu)造中，葉片70第一半部分74的前緣部分75的負(fù)壓面76為一曲面，從徑向內(nèi)側(cè)端79至徑向外側(cè)端72的方向上，葉片的厚度在增加之后又減少。
圖4示出了本發(fā)明上述實(shí)施例的氣流狀態(tài)，本發(fā)明的風(fēng)扇的運(yùn)行將通過與圖7所示普通構(gòu)造下的氣流狀態(tài)對(duì)比進(jìn)行解釋。
在普通構(gòu)造中，如圖7所示，在葉片70的負(fù)壓面76側(cè)上，脫離氣流形成的脫離層77以前緣部分最突出部分80為脫離起點(diǎn)開始產(chǎn)生，伴隨這一現(xiàn)象可能產(chǎn)生湍流噪聲，由此，氣流變得不穩(wěn)定，并可能難以抑制這種噪聲。而且，當(dāng)負(fù)壓面76上形成有脫離氣流層77時(shí)，氣流向相鄰葉片的正壓面78偏轉(zhuǎn)，氣流變得不穩(wěn)定，并且壓力損失增大。
另一方面，在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖4所示，因?yàn)榍熬壊糠?5的負(fù)壓面14的截面形狀形成為折線17，沿折線17的各線段18，19，20形成一個(gè)薄的湍流分界層24。因此，脫離層25的起點(diǎn)，沿氣流方向朝葉片2的后部移動(dòng)。結(jié)果，因?yàn)槿~片第一半部分13尤其是前緣部分15的負(fù)壓面14上產(chǎn)生脫離層25，以及由脫離層25的產(chǎn)生所導(dǎo)致的葉片2間氣流向相鄰葉片的正壓面23的偏轉(zhuǎn)，還有湍流噪音的產(chǎn)生都被抑制了，所以防止或抑制了葉片間的壓力損失和噪聲。
而且，在此實(shí)施例中，因?yàn)橐种迫~片間氣流的偏轉(zhuǎn)幾乎沒有改變氣流在葉片2前緣部分15上的入口角，在防止運(yùn)行點(diǎn)壓力損失小的條件下氣流入口角變成一個(gè)不合適的角的同時(shí)，在低壓損失至高壓損失這一寬泛的條件范圍內(nèi)氣流的脫離也被恰當(dāng)?shù)匾种屏?。所以，在多葉片風(fēng)扇的運(yùn)行點(diǎn)處能提高風(fēng)扇效率，減少噪音，尤其是當(dāng)此多葉片風(fēng)扇用于汽車空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)機(jī)時(shí)。
因此，本發(fā)明的離心式多葉片風(fēng)扇特別適用于汽車空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)機(jī)。
本發(fā)明在結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例得到描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也應(yīng)該了解，上述優(yōu)選實(shí)施例的變動(dòng)和修改也沒脫離本發(fā)明的范圍。在本領(lǐng)域技術(shù)人員考慮本發(fā)明的說明書以及本發(fā)明所公開的實(shí)施例后，其它的實(shí)施例將會(huì)變得很明顯?？梢钥闯?，說明書以及描述的實(shí)施例僅僅作為示范，本發(fā)明所要求的實(shí)際的保護(hù)范圍由下面的權(quán)利要求表述。
權(quán)利要求
1.一種離心式多葉片風(fēng)扇，包括圍繞旋轉(zhuǎn)軸沿圓周方向設(shè)置的多個(gè)葉片；一個(gè)在所述多個(gè)葉片的第一端部連接到所有所述葉片上的驅(qū)動(dòng)盤；一個(gè)在所述多個(gè)葉片的與所述第一端部相對(duì)的第二端部連接到所有所述葉片上的環(huán)形連接環(huán)；所述多葉片風(fēng)扇從彼此相鄰的葉片之間的部分的葉片徑向內(nèi)側(cè)端部吸入空氣，從彼此相鄰的葉片之間的部分的葉片徑向外側(cè)端部排出空氣，其特征在于每個(gè)葉片作成這樣的葉片形狀在氣流方向上從所述每一葉片的徑向內(nèi)側(cè)端部至徑向中間部分的葉片第一半部的至少一部分的負(fù)壓面的橫截面形狀形成為折線。
2.如權(quán)利要求1所述的離心式多葉片風(fēng)扇，其特征在于，具有所述折線的負(fù)壓面的橫截面形狀設(shè)置在包括所述葉片第一半部最突出部分的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1或2所述的離心式多葉片風(fēng)扇，其特征在于，在所述負(fù)壓面?zhèn)?，在?gòu)成所述折線的彼此相鄰的線段之間，相應(yīng)夾角大于180度。
4.如權(quán)利要求3所述的離心式多葉片風(fēng)扇，其特征在于，所述相鄰線段間的相應(yīng)的夾角沿所述氣流方向順序地遞減。
全文摘要
一種離心式多葉片風(fēng)扇，具有圍繞旋轉(zhuǎn)軸沿圓周方向布置的多個(gè)葉片，該多葉片風(fēng)扇從相鄰葉片之間的部分的葉片徑向內(nèi)側(cè)端吸入空氣，從該部分的葉片徑向外側(cè)端排出空氣，每個(gè)葉片作成這樣的葉片形狀在氣流方向上從每一葉片的徑向內(nèi)側(cè)端部至徑向中間部分的至少所述葉片第一半部部分，其負(fù)壓面的橫截面的形狀形成為一條折線?？煞乐够蛞种迫~片第一半部的負(fù)壓面上的氣流脫離層的產(chǎn)生，提高風(fēng)扇的效率，減少噪音。
文檔編號(hào)F04D29/66GK1683795SQ20041009422
公開日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月28日
發(fā)明者北爪三智男 申請(qǐng)人:三電有限公司