專利名稱：渦流風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及葉輪外徑在100mm以下的超小型渦流風(fēng)扇，特別涉及低噪音、大風(fēng)量的渦流風(fēng)扇。
背景技術(shù)：
渦流風(fēng)扇可進(jìn)行正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)的切換，比如，作為換氣用的風(fēng)扇，被用于室外空氣的供氣和室內(nèi)空氣的排氣等。
作為現(xiàn)有的這種渦流風(fēng)扇，例如在日本特開昭54-47114號文獻(xiàn)中公開了圖7所示的結(jié)構(gòu)。
圖7A表示正面剖視圖，圖7B表示沿圖7A中的A-A線的剖視圖。在該圖中，該風(fēng)扇包括具有使空氣100流入的入口端101的外殼102；葉輪104，該葉輪104具有多個葉片103，其通過沿箭頭a的方向旋轉(zhuǎn)，傳送流入的空氣100，使其壓力上升；將壓力上升的空氣100從外殼102排出的出口端105。在沿葉輪104的旋轉(zhuǎn)方向從出口端105到入口端101的外殼102內(nèi)的流路106中，設(shè)置有擋風(fēng)部107，其將葉片103以外的流路106封閉。另外，葉輪104安裝于旋轉(zhuǎn)軸109上，該旋轉(zhuǎn)軸109與設(shè)置于外部的馬達(dá)108連接。
在這樣形成的渦流風(fēng)扇中，從入口端101流入的空氣100的壓力在沿外殼102內(nèi)部的流路106流動的期間，在具有多個葉片103的葉輪104的作用下慢慢地上升，從出口端105排出。另外，在入口端101和出口端102之間的流路106處以規(guī)定角度θ設(shè)置的擋風(fēng)部107象圖7B所示的那樣，幾乎將外殼102內(nèi)的流路106的葉輪104所旋轉(zhuǎn)區(qū)域以外的流路封閉。由于這樣的作用，這種渦流風(fēng)扇獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的離心風(fēng)扇的壓力。
另外，在日本特開2000-146219號文獻(xiàn)，日本特開2000-193269號文獻(xiàn)，JP特開2000-249365號文獻(xiàn)中，公開有下述實例，其中，利用渦流風(fēng)扇僅具有通過使旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)，使流向方向反轉(zhuǎn)的特性，將該風(fēng)扇用作空調(diào)機(jī)的換氣用風(fēng)扇。
這要求渦流風(fēng)扇的動作原理與作為一般的渦流風(fēng)扇，再生泵，渦流吹風(fēng)機(jī)而公知的流體機(jī)械相同，以更低的壓力，實現(xiàn)較大的風(fēng)量，并且以低噪音實現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)。
但是，在上述現(xiàn)有實例中，未公開適合低壓力、低噪音、大風(fēng)量的形狀，特別是小型的渦流風(fēng)扇具有風(fēng)量小，但是噪音卻大等的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決過去的渦流風(fēng)扇的課題，提供高性能的，低噪音的渦流風(fēng)扇。
為了解決現(xiàn)有的問題，本發(fā)明的渦流風(fēng)扇采用下述方案，該風(fēng)扇包括具有空氣的入口端和出口端的柱狀外殼；設(shè)置于上述外殼的內(nèi)部，在外周部兩側(cè)具有多個葉片的圓盤狀的葉輪；設(shè)置于上述入口端和出口端之間的外殼與上述葉輪的間隙內(nèi)的擋風(fēng)部，當(dāng)上述圓盤狀的葉輪的外徑為D1，上述外殼的內(nèi)徑D2，上述葉片的高度b1時，則具有0.70≤b1/((D2-D1)/2+b1))≤0.85的關(guān)系。
按照上述的方案，可相對流路的高度(D2-D1)/2+b1，取足夠大的葉片高度，由此，葉片促進(jìn)紊亂流動，獲得足夠的升壓量，并且抑制與葉片一起穿過擋風(fēng)部，返回到入口端側(cè)的風(fēng)量，使相對渦流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)次數(shù)的風(fēng)量增加。


圖1A為本發(fā)明的第1實施方式的渦流風(fēng)扇的正面的局部剖視圖。
圖1B為沿圖1A中的A-A線的剖視圖。
圖1C為沿圖1B中的B-B線的放大剖視圖。
圖2為表示本發(fā)明的第1實施方式的渦流風(fēng)扇中的，相對流路高度和葉片高度的比的風(fēng)量性能的特性圖。
圖3為表示本發(fā)明的第1實施方式的渦流風(fēng)扇中的，相對葉輪外徑與葉片根部直徑的比的風(fēng)量性能的特性圖。
圖4為表示本發(fā)明的第1實施方式的渦流風(fēng)扇中的，相對外殼的流路寬度與葉片的寬度的比的風(fēng)量性能的特性圖。
圖5A為本發(fā)明的第2實施方式的渦流風(fēng)扇的正面的局部剖視圖。
圖5B為沿圖5A中的A-A線的剖視圖。
圖6A為本發(fā)明的第3實施方式的渦流風(fēng)扇的正面的局部剖視圖。
圖6B為沿圖6A的A-A線的剖視圖。
圖7A為現(xiàn)有實例的渦流風(fēng)扇的正面局部剖視圖。
圖7B為沿圖7A中的A-A線的剖視圖。
具體實施例方式
下面參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行描述。
(第1實施方式)圖1A表示本發(fā)明的第1實施方式的渦流風(fēng)扇的正面的局部剖視圖，圖1B表示沿圖1A中的A-A線的剖視圖，圖1C表示沿圖1B中的B-B線的放大剖視圖。
在附圖中，葉輪1由多個葉片2和葉間部3形成。在葉輪1和收納該葉輪的外殼4之間，設(shè)置有流路5，此外，在外殼4上，以規(guī)定的間距，設(shè)置有入口端6和出口端7。還有，設(shè)置有擋風(fēng)部8，以便將入口端6和出口端7的流路5隔離，使空氣的泄漏達(dá)到最小限。象圖1B所示的那樣，該擋風(fēng)部8的內(nèi)面9與葉輪1的外面10保持盡可能小的間隙。另外，該擋風(fēng)部8中的抵靠入口端6和出口端7的面，分別形成入口端6和出口端7的壁面的一部分。還有，葉輪1通過軸承部11，與馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)軸13連接，通過馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)沿圖1A的箭頭b方向，或其反方向旋轉(zhuǎn)。
一般，象下述那樣，對在渦流風(fēng)扇中實現(xiàn)升壓的原理進(jìn)行說明。即，伴隨從入口端6流入的空氣14，在流路5中，因葉輪1的旋轉(zhuǎn)而沿箭頭c的方向行進(jìn)，由葉輪1的外周端與內(nèi)周的角運(yùn)動量的差產(chǎn)生的流動的紊亂逐漸增加，升壓和傳送作用增強(qiáng)。與此同時，將葉輪1的葉間部3的空氣14從葉片2的前端，排到流路5內(nèi)部，再次產(chǎn)生返回到葉片根部的流動。
由于這樣的作用通過多個葉片2同時地進(jìn)行，故在流路5中，空氣的混合和沖擊激烈，進(jìn)一步促進(jìn)紊亂流動。其結(jié)果是，在逐漸地提高空氣的壓力的同時，將其傳送給出口端7。因此，為了增加升壓量，促進(jìn)紊亂流動，人們認(rèn)為增加葉輪1和空氣14之間的接觸面積，加大葉片2的方式是有效的。
從入口端6流入的空氣14按照最大與葉輪1相同的速度在流路5中行進(jìn)，從出口端7排出，但是此時，葉輪1的葉間部3內(nèi)的容積量的空氣伴隨葉輪1的旋轉(zhuǎn)，從擋風(fēng)部8穿過，返回到入口端6一側(cè)。因此，葉輪1內(nèi)部的容積越小，返回到入口端6一側(cè)的空氣量越少，相對渦流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)數(shù)量的出口風(fēng)量增加。
因此，在渦流風(fēng)扇中，為了促進(jìn)應(yīng)增加升壓量的紊亂流動，增加葉輪1和空氣之間的接觸面積，加大葉片2的方式是有效的，如果使葉輪1的外徑大于外殼4的內(nèi)徑，則可增加葉片2的尺寸，增加升壓量。
此外，葉輪1內(nèi)部的容積越小，返回到入口端6一側(cè)的空氣量越少，其結(jié)果是，相對渦流風(fēng)扇中的旋轉(zhuǎn)次數(shù)的出口風(fēng)量增加。因此，如果使葉輪1的外徑小于外殼4的內(nèi)徑，則減小葉輪2的內(nèi)部的容積，相對旋轉(zhuǎn)次數(shù)的出口風(fēng)量增加。
象圖1B所示的那樣，D1表示葉輪1的外徑，D2表示外殼4的內(nèi)徑，b1表示葉片2的高度，b2表示葉輪1的寬度，a1表示從葉輪1的外側(cè)到外殼4的內(nèi)側(cè)面的間隙。
此時，b1/((D2-D1)/2+b1))，即，相對流路高度與葉片高度的比的風(fēng)量性能在圖2給出。象該圖所示的那樣，在0.70≤b1/((D2-D1)/2+b1))≤0.85的范圍內(nèi)，風(fēng)量基本上呈現(xiàn)極大值。
另外，在0.70＞((D2-D1)/2+b1))時，相對流路5的高度，葉輪1的葉片2的高度過小，不能夠期待充分地促進(jìn)紊亂流動。在((D2-D1)/2+b1))＞0.85時，人們認(rèn)為，葉輪1的內(nèi)部的容積過大，返回到入口端6一側(cè)的風(fēng)量變多，其結(jié)果是，相對渦流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)次數(shù)的風(fēng)量減少。
此外，圖2的結(jié)果為葉輪外徑D1為68mm時的結(jié)果，確認(rèn)該結(jié)果在葉輪外徑D1在100mm以下的范圍內(nèi)成立。
(D1-2×b1)/D1，即，相對葉輪外徑與葉片根部直徑的比的風(fēng)量性能在圖3給出。根據(jù)圖3，在
0.40≤(D1-2×b1))/D1≤0.50的條件下，風(fēng)量基本上呈現(xiàn)極大值。另外，人們認(rèn)為，在(D1-2×b1))/D1＞0.50時，與葉輪外徑相比較，葉輪內(nèi)徑過大，葉片變小，無法期待充分地促進(jìn)紊亂流動，流路高度本身也變小，在0.40＞(D1-2×b1))/D1時，葉輪內(nèi)外直徑差過大，葉輪內(nèi)外直徑差過大造成的損失增加，其結(jié)果是，渦流風(fēng)扇中的相對旋轉(zhuǎn)次數(shù)的風(fēng)量減少。
b2/(b2+2×a1))，即，相對外殼的流路寬度與葉片的寬度的比的風(fēng)量性能在圖4中示出。根據(jù)圖4，在0.25≤b2/(b2+2×a1)≤0.50的范圍內(nèi)，風(fēng)量基本上呈現(xiàn)極大值。在0.25＞b2/(b2+2×a1)時，與外殼內(nèi)部寬度相比較，葉輪寬度過小，不能夠期待充分地促進(jìn)紊亂流動，在b2/(b2+2×a1)＞0.50時，葉輪內(nèi)部的容積過大，返回到入口側(cè)的風(fēng)量變大，其結(jié)果是，渦流風(fēng)扇中的相對旋轉(zhuǎn)次數(shù)的風(fēng)量減少。
下面對擋風(fēng)部8進(jìn)行說明。擋風(fēng)部8在本實施方式中，象圖1所示的那樣，基本上呈隧道狀。從入口端6流入的空氣14與葉輪1一起旋轉(zhuǎn)，在擋風(fēng)部8的入口部15處，分為朝向出口端7的空氣流，以及與葉輪1一起，通過擋風(fēng)部8內(nèi)的開口，而從出口部16排出，與從入口端6流入的空氣流混合的空氣流。
象作為圖1B中的B-B線的剖視圖的圖1C所示的那樣，在擋風(fēng)部8的入口部15的角部17的兩個側(cè)面，設(shè)置有倒角部18。在葉輪1中的葉片2進(jìn)入到擋風(fēng)部8中時，將周圍的空氣急劇壓縮，該壓縮與葉片2的間距同步地變化，由此，產(chǎn)生其頻率由旋轉(zhuǎn)次數(shù)×葉片各數(shù)表示的nZ音或其高頻波。按照本實施方式，由于該倒角部18的作用，不將周圍的空氣急劇壓縮，由此，nZ音可減小。另外，按照本實施方式，還在擋風(fēng)部8的出口部16處，設(shè)置倒角部18。因此，即使在葉輪1中的葉片2從擋風(fēng)部8退出的情況下，周圍的空氣的壓力與葉片的間距同步地變化，產(chǎn)生其頻率由旋轉(zhuǎn)次數(shù)×葉片數(shù)表示的nZ音或其高頻波，但是由于上述倒角部18的作用而減弱。
在本實施方式中，倒角部為R倒角，在這種情況下，空氣流的阻力變小，但是顯然，即使為C形倒角，仍具有效果。
此外，在本實施方式中，象圖1C所示的那樣，葉輪1的兩面的葉片2的安裝位置錯開半個間距，這樣通過在兩面產(chǎn)生的nZ音的相互干擾，減緩nZ音。
(第2實施方式)圖5A，圖5B表示本發(fā)明的第2實施方式，在本實施方式的結(jié)構(gòu)中，省略與第1實施方式共同的部分的說明。即，使圓筒狀的凸緣部20從葉輪1的內(nèi)周部朝向外殼4的側(cè)面部19伸出。由此，葉輪1和空氣14之間的接觸面積增加，這樣便促進(jìn)紊亂流動，使升壓量增加。由于葉輪1的容積實質(zhì)上幾乎不增加，故與葉輪1一起，穿過擋風(fēng)部8，返回入口端6一側(cè)的風(fēng)量增加造成的性能降低是很小的，從總體上說，獲得風(fēng)量增加。
此外，由于使轉(zhuǎn)子部22在固定于外殼4上的定子21的周圍旋轉(zhuǎn)的外轉(zhuǎn)子馬達(dá)中的轉(zhuǎn)子部22，以及從葉輪1的內(nèi)周部朝向外殼4的側(cè)面部19伸出的圓筒狀的凸緣部20成一體形成，故圖1所看到的那樣的葉輪的輪轂部23與外殼4的流路5的內(nèi)周壁24的雙重結(jié)構(gòu)是不需要的，可增加流路面積，由此，可增加單位旋轉(zhuǎn)次數(shù)的風(fēng)量。
(第3實施方式)圖6A，圖6B表示本發(fā)明的第3實施方式。在本實施方式的結(jié)構(gòu)中，省略與第1實施方式共同的部分的說明。如圖所示，使凸緣26從葉輪1的外周部中間朝向外殼4的外周內(nèi)面25呈圓盤狀伸出。由此，葉輪1與空氣之間的接觸面積增加，這樣促進(jìn)紊亂流動，使升壓量增加，另一方面，由于葉輪1的容積實質(zhì)上幾乎不增加，故與葉輪1一起，穿過擋風(fēng)部8，返回入口端6一側(cè)的風(fēng)量增加造成的性能降低很小，從總體上說，獲得風(fēng)量增加。另外，本發(fā)明不限于上述實施方式的結(jié)構(gòu)，顯然，本發(fā)明可在不脫離發(fā)明的實質(zhì)的范圍內(nèi)，適當(dāng)進(jìn)行設(shè)計變更。
象上述那樣，在本發(fā)明的渦流風(fēng)扇中，由于可獲得足夠的升壓量，并且與葉輪一起穿過擋風(fēng)部，返回入口端側(cè)的風(fēng)量受到抑制，使渦流風(fēng)扇中的相對旋轉(zhuǎn)次數(shù)的風(fēng)量增加，可減小nZ音，故可提供低噪音，大風(fēng)量的渦流風(fēng)扇。
權(quán)利要求
1.一種渦流風(fēng)扇，該渦流風(fēng)扇包括具有空氣的入口端和出口端的柱狀的外殼；設(shè)置于上述外殼的內(nèi)部，在外周部兩側(cè)具有多個葉片的圓盤狀的葉輪；設(shè)置于上述入口端和出口端之間的外殼與上述葉輪的間隙內(nèi)的擋風(fēng)部，其特征在于，在上述擋風(fēng)部的所述出口端側(cè)端部設(shè)置有倒角部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流風(fēng)扇，其特征在于，在擋風(fēng)部的入口端側(cè)端部設(shè)置有倒角部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦流風(fēng)扇，其特征在于，上述倒角為R倒角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦流風(fēng)扇，其特征在于，設(shè)置于外周部兩側(cè)的葉輪的位置與圓盤狀的葉輪的中心錯開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低噪音，大風(fēng)量的渦流風(fēng)扇。其采用下述方案，該風(fēng)扇包括，具有空氣的入口端和出口端的柱狀的外殼；設(shè)置于上述外殼的內(nèi)部，在外周部兩側(cè)具有多個葉片的圓盤狀的葉輪；設(shè)置于上述入口端和出口端之間的外殼與上述葉輪的間隙內(nèi)的擋風(fēng)部，當(dāng)上述圓盤狀的葉輪的外徑為D1，上述外殼的內(nèi)徑為D2，上述葉片的高度為b1時，則具有0.70≤b1/((D2－D1)/2+b1))≤0.85的關(guān)系。
文檔編號F04D29/66GK1955488SQ20061016457
公開日2007年5月2日 申請日期2002年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月20日
發(fā)明者杉尾孝, 泉善樹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社