專利名稱：離心式多葉風扇的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種離心式多葉風扇，其中許多葉片繞著可旋轉軸布置，并且所述風扇適用于用于車輛的空調系統(tǒng)中的鼓風機。
背景技術：
傳統(tǒng)地，JP-A-2000-009083和JP-A-2006_1252^中記載了葉片前端逐漸變尖的這種類型的離心式多葉風扇。“葉片前端逐漸變尖”意味著所述離心式多葉風扇為漸縮式 (錐形)風扇，并且所述風扇的側蓋側(抽吸側)的內徑大于該風扇的主罩蓋側(與抽吸側相對的一側)的內徑。具體地，在上述的傳統(tǒng)技術中，通過使拱弧線的前緣從主罩蓋側朝向側蓋側逐漸變短使得從側面看到的上部前緣端部形狀為大致圓弧形或大致橢圓形。JP-A-2000-009083描述了漸縮式風扇的以下效果。由于內徑在用作流入端口的側蓋側區(qū)域中延伸，因此可以減小流入阻力，而在用作流動的主流的主罩蓋側，通過利用長的葉片弦有效地產生鼓風效果。JP-A-2006_1252^中描述了漸縮式風扇的以下效果。在用作抽吸部分的側蓋側的區(qū)域中，抽吸部分增大，從而改進了容氣量性能；并且到葉片前緣的距離較大以削弱湍流， 從而實現噪音減小。另一方面，在其它區(qū)域中，由于弦長照常較長，因此增加了靜壓力。然而，在上述的傳統(tǒng)技術的漸縮式風扇中，在側蓋側容易造成葉片前緣處出現剝離(exfoliation)，從而導致性能下降。該問題將在下面進行說明。圖8A-8C為說明這些傳統(tǒng)技術的問題的視圖。圖8B和圖8C中的角度β '和β 2'表示相應的橫截面處的入口角度。所述入口角度為在葉片121的各個橫截面(在垂直于可旋轉軸的方向上截取葉片121時得到的橫截面表面)上，正壓面1215側的角部1217處的正壓面1215的切線與正壓面1215側的角部1217處的葉柵線(圖8Β和圖8C中的交替的一長兩短虛線)的切線之間的角度。正壓面1215為葉片121的在旋轉方向R'側的表面，而負壓面1216為與旋轉方向R'相反的一側的表面。如圖8Β和8C清楚地所示，側蓋122側的沿線VDI C- VDI C截得的橫截面上的入口角度β2'遠遠大于主罩蓋123側的沿線VDIB-VDIB截得的橫截面上的入口角度β 1'。更具體地，在該比較例中，拱弧線的前端形成為朝向側蓋122變短。因此，拱弧線的前端的方向在側蓋122側與主罩蓋123側之間明顯不同。因此，入口角度在側蓋122側與主罩蓋123 側之間也明顯不同。因此，在離心式多葉風扇中，如圖8Α中的箭頭所指示，比較而言，在主罩蓋123側， 氣流方向的變化(從旋轉軸線方向到徑向方向的變化)為逐漸變化，而在側蓋122側，氣流方向的變化快。因此，側蓋122側的流入速度慢于主罩蓋123側的流入速度。此外，葉片前緣處的周緣速度在具有較大內徑的側蓋122側比具有較小內徑的主罩蓋123側大。 因此，為了限制葉片前緣處的剝離(exfoliation)，理想的是入口角度應該從主罩蓋123側朝向側蓋122側變小。然而，在上述的比較例中，相反地，側蓋122側的入口角度 β2'大于主罩蓋123側的入口角度β 1'。因此，在側蓋122側，流入條件(流入速度)與入口角度之間出現明顯不一致。因此，造成葉片前緣處出現剝離，并且最終導致性能下降。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決了上述缺點中的至少一個。因此，本發(fā)明的一個目的是限制在漸縮式風扇中的葉片前緣處出現剝離。為了獲得本發(fā)明的目的，提供一種離心式多葉風扇，所述離心式多葉風扇用于從風扇的軸向上的風扇的一個端部側吸取空氣，并且用于將所述空氣從風扇徑向向外吹出。 所述風扇包括可旋轉軸、多個葉片、側蓋和主罩蓋。多個葉片圍繞可旋轉軸布置。側蓋將多個葉片的在所述一個端部側的各個端部連接在一起。主罩蓋連接到可旋轉軸，并且將多個葉片的在風扇的在軸向上的另一端部側的各個端部連接在一起。多個葉片中的每一個都包括相應的正壓面、相應的負壓面和相應的前緣。正壓面在可旋轉軸的旋轉方向上位于葉片的前側。負壓面在所述旋轉方向上位于后側。前緣在徑向向內的方向上位于葉片的前側。 前緣包括位于所述前緣的正壓面?zhèn)鹊慕遣亢臀挥谒銮熬壍呢搲好鎮(zhèn)鹊慕遣俊Ｇ熬壘哂性趶闹髡稚w朝向側蓋的方向上徑向向外傾斜的形狀。假設在垂直于可旋轉軸的方向上截取多個葉片中的每一個的側蓋側區(qū)域得到的橫截面為參考橫截面；在沿著所述參考橫截面截取正壓面時得到的曲線為正壓面參考曲線；以及位于所述參考橫截面上的正壓面?zhèn)鹊慕遣繛檎龎好鎮(zhèn)葏⒖冀遣?，則，當從軸向觀察時，正壓面?zhèn)鹊慕遣课挥谡龎好鎱⒖记€的在正壓面?zhèn)葏⒖冀遣刻幍那芯€上，以及當從軸向觀察時，負壓面的曲率半徑在從側蓋朝向主罩蓋的方向上變大。


本發(fā)明及其另外的目的、特征和優(yōu)點一起從以下說明、所附權利要求以及附圖中得到最好地理解，在所述附圖中圖1是顯示根據本發(fā)明的第一實施例的鼓風機的截面圖；圖2是顯示圖1中的離心式多葉風扇的立體圖；圖3是沿圖1的III - III線截得的橫截面圖；圖4是顯示圖1中的風扇的截面圖；圖5是通過比較顯示根據第一實施例的入口角度和根據比較例的入口角度的曲線圖；圖6是顯示根據本發(fā)明的第二實施例的離心式多葉風扇的截面圖；圖7是顯示根據本發(fā)明的第三實施例的離心式多葉風扇的截面圖；圖8Α是顯示比較例中的之前提出的離心式多葉風扇(漸縮式風扇)的截面圖；圖8Β是沿圖8Α中的VDI-VDI線截得的主罩蓋側的橫截面圖；以及圖8C是沿圖8Α中的VDI C-VDIC線截得的側蓋側的橫截面圖。
具體實施例方式(第一實施例)
下面將參照

本發(fā)明的第一實施例。本實施例是將本發(fā)明的離心式多葉風扇應用到用于車輛的空調系統(tǒng)中的鼓風機。圖1是示意性地顯示本實施例中的具有離心式多葉風扇的離心式鼓風機的截面圖。離心式鼓風機包括具有可旋轉軸11的電動機1 ；離心式多葉風扇(下面將稱為風扇)2，所述離心式多葉風扇通過電動機1旋轉以吹出空氣并且由樹脂制成；和樹脂渦形殼(下面將稱為外殼)3，所述樹脂渦形殼容納風扇2，并且具有使從風扇2吹出的空氣聚集的螺旋狀通道31。外殼3設置有用于空氣的抽吸端口 32，所述抽吸端口在風扇旋轉軸線方向(下面將稱為軸向方向)上朝向一個端部側(圖1中的上側)開口。朝向風扇2的內圓周側延伸以將進入空氣引導到抽吸端口 32中的鐘形口 33形成在抽吸端口 32的外邊緣部分處。如圖2中所示，通過圍繞可旋轉軸11布置許多板狀葉片21獲得風扇2。葉片21 的在軸向上的一個端部側(抽吸端口 32側)的端部211通過側蓋22連接在一起。側蓋22 形成為從風扇徑向(下面將稱為徑向)上的外側覆蓋葉片21的環(huán)形。環(huán)形側蓋22可以從軸向上的外側覆蓋葉片21的端部211。葉片21的在葉片的軸向上的另一端部側(與抽吸端口 32相對的一側)的端部 212通過圓盤狀主罩蓋23連接在一起。葉片21、側蓋22和主罩蓋23由樹脂一體地形成。 主罩蓋23在其中心部分處連接到可旋轉軸11，并且電動機1的驅動力通過可旋轉軸11和主罩蓋23傳輸到風扇2。風扇2通過電動機1旋轉，使得風扇2將空氣從該風扇在軸向上的一個端部側(側蓋22側)吸入風扇2，并且徑向向外吹出吸入的空氣。下面將說明葉片21的具體形狀。如圖1中所示，葉片21的前緣213具有從主罩蓋23側朝向側蓋22側徑向向外傾斜的形狀。因此，風扇2具有錐形形狀，使得風扇2的內徑從該風扇在軸向上的一個端部側向該風扇在軸向上的另一端部側減小。在本實施例中，葉片21的后緣214平行于可旋轉軸11的徑向從主罩蓋23側向側蓋22側延伸。因此，風扇2的外徑從該風扇在軸向上的一個端部側向該風扇在軸向上的另一端部側保持一致。圖3是顯示沿線III - III截得的圖1中的葉片21的橫截面圖。III - III橫截面為當在垂直于軸向的方向上截取葉片21在側蓋22側的區(qū)域時獲得的橫截面表面，并且為在設計葉片21的形狀時作為參考的參考橫截面。圖3中的箭頭R指示風扇2的旋轉方向。葉片21的在旋轉方向R側的表面在下面被稱為正壓面215，而葉片21的在與旋轉方向R相對的一側的表面在下面被稱為負壓面216。葉片21在前緣213處具有預定的葉片厚度t。因此，葉片21的前緣213包括正壓面215側的角部217和負壓面216側的角部218。例如，角部217、218由于制造原因實際上可以形成為略圓的形狀。在這種情況下， 本說明中的角部217、218表示假設所述角部不會形成圓形的情況下的假想角部。正壓面215側的角部217在下面被稱為正壓面?zhèn)冉遣?，負壓?16側的角部218 在下面被稱為負壓面?zhèn)冉遣?18。在圖3中，曲線Ll表示在沿III-III橫截面(參考橫截面)截取正壓面215時得到出的曲線，并且下面被稱為正壓面參考曲線。在圖3中，曲線L2表示在沿III - III橫截面(參考橫截面)截取負壓面216時得到的曲線，并且下面被稱為負壓面參考曲線。在圖3中，線段El表示III - III橫截面上的前緣213。在圖3中，點Cl表示III-III橫截面上的正壓面?zhèn)冉遣?17，并且下面被稱為正壓面?zhèn)葏⒖冀遣?。在圖3中，點C2表示沿著III - III橫截面在負壓面216側的角部218，并且C2 在下面被稱為負壓面?zhèn)葏⒖冀遣?。當如圖3從軸向觀察時，葉片21的正壓面215與同一曲線重疊。另一方面，當從圖3中的軸向觀察時，葉片21的負壓面216沒有與相同的曲線重疊。負壓面216的曲率半徑從側蓋22側向主罩蓋23側變大。當如圖3從軸向觀察時，正壓面?zhèn)冉遣?17位于正壓面參考曲線Ll的在正壓面?zhèn)葏⒖冀遣緾l處的切線上。當如圖3從軸向觀察時，負壓面?zhèn)冉遣?18位于平行于正壓面參考曲線Ll從負壓面?zhèn)葏⒖冀遣緾2延伸的直線上。因此，前緣213的葉片厚度t從側蓋22側到主罩蓋23側
保持一致。在圖3中，角度β 1表示葉片21的在主罩蓋23側的區(qū)域處的入口角度，角度β 2 表示葉片21的在側蓋22側(具體地，III-III橫截面)的區(qū)域處的入口角度。所述入口角度為在葉片21的各個橫截面(當沿垂直于可旋轉軸11的方向截取葉片21時得到的橫截面)上，正壓面215的在表面215側的角部217處的切線與葉柵線(圖 3中交替一長兩短的虛線)的在表面215側的角部217處的切線之間的角度。在本實施例中，如圖1中所示，在葉片21的在側蓋22側的端部附近(III - III橫截面的側蓋22側的區(qū)域)，葉片21具有以比其余區(qū)域更陡峭的角度傾斜的錐形形狀。在本實施例中，如圖4中所示，葉片21的各個預定的橫截面上的葉片長度被設定成相同。具體地，葉片21的前緣213和后緣214被分別以預定數量的劃分點(虛擬點)Sil 至Si6和Sol至So6等份地劃分，使得沿著前緣213和后緣214的長度(沿著圖4中的交替一長兩短的虛線的長度)相同。假設連接這些預定數量的劃分點Sil至Si6和Sol至So6 中的相同編號的劃分點的線為劃分線(虛擬線)Z1至Z6，則各預定的橫截面為包括這些劃分線Zl至Z6的各個橫截面表面。葉片長度被限定為L= (Do-Di)/2，給定L為葉片長度， Do為風扇外徑，Di為風扇內徑。在圖1和圖2的例子中，側蓋22形成為簡單的環(huán)形?？蛇x地，如圖4中所示，側蓋 22可以形成為從徑向外側覆蓋葉片21的罩蓋形狀。此外，在圖1和圖2的例子中，葉片21 的后緣214平行于可旋轉軸11的徑向從主罩蓋23側向側蓋22側延伸?？蛇x地，如圖4的例子中，葉片21的后緣214可以從主罩蓋23側朝向側蓋22側徑向向外傾斜。由于上述結構造成的鼓風機的操作將在下面進行說明。當用于車輛的空調系統(tǒng)被啟動并從而使電動機1旋轉時，風扇2通過來自電動機1的旋轉驅動力而旋轉。當風扇2 旋轉時，風扇2從外殼3的抽吸端口 32抽吸空氣，并將所述空氣吹出到通道31中。通過外殼3的空氣出口(未示出)吹送吹出到通道31中的空氣。 在本實施例中，當如圖3從軸向觀察時，表面215側的角部217位于正壓面參考曲線Ll的在正壓面?zhèn)葏⒖冀遣緾l處的切線上。因此，正壓面215的在表面215側的角部217 處的切線的方向在主罩蓋23側與側蓋22側相同。換句話說，前緣213的方向在側蓋22側與主罩蓋23側相同。因此使得主罩蓋23側的入口角度β 1與側蓋22側的入口角度β 2 之間的差值很小。特別是，在本實施例中，當從軸向觀察時，葉片21的正壓面215與同一曲線重疊。 因此，正壓面215的在表面215側的角部217處的切線的方向在主罩蓋23側與側蓋22側完全相同。因此使得主罩蓋23側的入口角度β 1與側蓋22側的入口角度β 2之間的差值
甚至更小。在本實施例中，由于風扇2的內徑在主罩蓋23側與側蓋22側不同，因此葉柵線的在表面215側的角部217處的切線方向在主罩蓋23側與側蓋22側之間不同。因此，在本實施例中，其中正壓面215的在表面215側的角部217處的切線方向在主罩蓋23側與側蓋22側完全相同，由于葉柵線的所述切線方向在主罩蓋23側與側蓋22 側不同，因此主罩蓋23側的入口角度β 1與側蓋22側的入口角度β 2之間存在差異。圖5是在本實施例與圖8A-8C中的比較例之間比較入口角度的曲線圖。在圖5中， 以本實施例與比較實例在主罩蓋側的入口角度相同的情況為例子。如圖5中所示，在本實施例中，與上述的比較例相比，限制了入口角度從主罩蓋側朝向側蓋側的增加。因此，側蓋側與主罩蓋側的入口角度差Δ β小。因此，在側蓋側的流入條件(流入速度)與入口角度之間的不一致保持很小。因此，在漸縮式風扇中，限制了葉片前緣處出現剝離，并且最終抑制了性能變差。此外，在本實施例中，當如圖3所示從軸向觀察時，通過使葉片21的負壓面216具有從側蓋22側向主罩蓋23側變大的曲率半徑，使得前緣213的葉片厚度從側蓋22側向主罩蓋23側恒定。因此，在葉片前緣處的剝離被進一步抑制。當從軸向觀察時，負壓面216具有從側蓋22側向主罩蓋23側變大的曲率半徑。因此，即使正壓面215側的角部217位于正壓面參考曲線Ll的在正壓面?zhèn)葏⒖冀遣緾l處的切線上，也能夠限制側蓋22側與主罩蓋23側之間的前緣213處的葉片厚度t的差值的增加。因此，限制了葉片前緣處的剝離。在本實施例中，通過如圖4中使各個預定的橫截面上的葉片長度彼此相同，也在側蓋22側充分地確保葉片21的葉片長度。因此，充分確保在前緣213處剝離的流動再次附著后的整流(rectification)區(qū)域。因此，實現性能提高。另外，在本實施例中，當從軸向觀察時，葉片21的正壓面215與同一曲線重疊，并且葉片21的負壓面216具有從側蓋22側朝向主罩蓋23側變大的曲率半徑。因此，當葉片 21成形時，在軸向(圖1中的上下方向)上移除成形模具，從而容易實現模具的移除。因此，簡化了用于葉片21的成形模具，并且最終可以減少生產成本。(第二實施例)在第一實施例中，葉片21的前緣213大致線性傾斜。在本發(fā)明的第二實施例中， 如圖6中所示，葉片21的前緣213類似于二次曲線地傾斜。更具體地，葉片21的前緣213的傾斜度從主罩蓋23側朝向側蓋22側變小。同樣地，在本實施例中，產生與第一實施例相似的操作和效果。另外，在圖6的例子中，主罩蓋23的中心側區(qū)域朝向軸向上的一個端部側(圖6 中的上側)凹陷。通過將電動機1的一部分設置在主罩蓋23的該凹陷部中實現了離心式鼓風機的軸向尺寸的減小。
(第三實施例)在第二實施例中，葉片21的前緣213類似于二次曲線地傾斜。在本發(fā)明的該第三實施例中，如圖7中所示，葉片21的前緣213類似于圓弧傾斜。具體地，葉片21的前緣213 的傾斜度從主罩蓋23側朝向側蓋22側變大。同樣地，在本實施例中產生與上述的第一和第二實施例相似的操作和效果。在上述的實施例中，說明了將本發(fā)明的離心式多葉風扇應用到用于車輛的空調系統(tǒng)中的鼓風機的例子。然而，本發(fā)明的離心式多葉風扇不限于此，而是也可以將本發(fā)明應用到各種離心式鼓風機。本領域的技術人員將容易想到另外的優(yōu)點和變形。因此，從較寬方面來看，本發(fā)明不限于所顯示和說明的具體細節(jié)、代表性設備和圖示的例子。
權利要求
1.一種離心式多葉風扇，所述離心式多葉風扇用于從所述風扇的軸向上的所述風扇的一個端部側吸取空氣，并且用于將所述空氣從所述風扇徑向向外吹出，所述風扇包括可旋轉軸(11)；多個葉片(21)，所述多個葉片繞著所述可旋轉軸(11)布置，其中 所述多個葉片中的每一個都包括相應的正壓面015)，所述正壓面在所述可旋轉軸(11)的旋轉方向(R)上位于葉片的前側；相應的負壓面016)，所述負壓面在所述旋轉方向(R)上位于葉片的后側；和相應的前緣013)，所述前緣在徑向向內的方向上位于葉片的前側；以及所述前緣(213)包括位于所述前緣的正壓面(215)側的角部(217)和位于所述前緣的負壓面016)側的角部018)；側蓋(22)，所述側蓋將所述多個葉片的在所述一個端部側的各個端部(211)連接在一起；和主罩蓋(23)，所述主罩蓋連接到所述可旋轉軸(11)，并且將所述多個葉片的在所述風扇的在所述軸向上的另一端部側的各個端部(21 連接在一起，其中所述前緣(21 具有在從所述主罩蓋朝向所述側蓋0 的方向上徑向向外傾斜的形狀；以及假設在垂直于所述可旋轉軸(11)的方向上截取所述多個葉片中的每一個的側蓋02) 側區(qū)域得到的橫截面為參考橫截面；在沿著所述參考橫截面截取所述正壓面015)時得到的曲線為正壓面參考曲線(Li)；以及位于所述參考橫截面上的所述正壓面(215)側的角部(217)為正壓面?zhèn)葏⒖冀遣?(Cl)， 則，當從所述軸向觀察時，所述正壓面(215)側的角部(217)位于所述正壓面參考曲線 (Li)的在所述正壓面?zhèn)葏⒖冀遣?Cl)處的切線上，以及當從所述軸向觀察時，所述負壓面(216)的曲率半徑在從所述側蓋0 朝向所述主罩蓋03)的方向上變大。
2.根據權利要求1所述的離心式多葉風扇，其中，所述負壓面(216)的所述曲率半徑被設定成使得所述多個葉片中的每一個在所述相應的前緣(21 處的葉片厚度(t)在從所述側蓋0 朝向所述主罩蓋的方向上是一致的。
3.根據權利要求1所述的離心式多葉風扇，其中，當從所述軸向觀察時，所述正壓面 (215)與同一曲線重疊。
4.根據權利要求1所述的離心式多葉風扇，其中所述多個葉片中的每一個都包括在所述徑向向內的方向上位于所述葉片的后側的相應的后緣014)；以及假設所述前緣013)以預定數量的第一劃分點(Sil至Si6)被等份地劃分，所述第一劃分點在從所述主罩蓋朝向所述側蓋0 的方向上以升序從一開始編號；所述后緣014)以預定數量的第二劃分點(Sol至So6)被等份地劃分，所述第二劃分點在從所述主罩蓋朝向所述側蓋0 的方向上以升序從一開始編號；以及所述預定數量的第一劃分點(Sil至Si6)和所述預定數量的第二劃分點(Sol至So6) 通過多個劃分線(Zl至Z6) —對一地相連，使得所述預定數量的第一劃分點(Sil至Si6) 中的每一個和所述預定數量的第二劃分點(Sol至So6)中對應的一個相連，其中所述預定數量的第二劃分點中對應的一個與所述預定數量的第一劃分點(Sil至Si6)中的每一個以相同的順序布置， 則，所述多個葉片中的每一個沿著包括所述多個劃分線(Zl至Z6)的各個橫截面具有相同的葉片長度。
5.根據權利要求1所述的離心式多葉風扇，其中，所述前緣(21 具有在從垂直于所述可旋轉軸(11)的方向觀察時類似于二次曲線的傾斜形狀。
6.根據權利要求1所述的離心式多葉風扇，其中，所述前緣(21 具有在從垂直于所述可旋轉軸(11)的方向觀察時類似于圓弧的傾斜形狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離心式多葉風扇，包括可旋轉軸(11)、葉片(21)、側蓋(22)和主罩蓋(23)。前緣(213)具有在從主罩蓋(23)朝向側蓋(22)的方向上徑向向外傾斜的形狀。當從軸向觀察時，正壓面(215)側的角部(217)位于正壓面參考曲線(L1)的在正壓面?zhèn)葏⒖冀遣?C1)處的切線上，并且當從軸向觀察時，負壓面(216)的曲率半徑在從側蓋(22)朝向主罩蓋(23)的方向上變大。
文檔編號F04D17/08GK102192161SQ201110063680
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月14日 優(yōu)先權日2010年3月16日
發(fā)明者三石康志, 今東升一, 酒井雅晴 申請人:株式會社日本自動車部品綜合研究所, 株式會社電裝