專利名稱：離心式鼓風(fēng)機(jī)及其制造方法以及具有該離心式鼓風(fēng)機(jī)的空調(diào)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于葉片結(jié)構(gòu)具有特征的離心式鼓風(fēng)機(jī)及其制造方法以及具有該離心式鼓風(fēng)機(jī)的空調(diào)機(jī)。
背景技術(shù)：
一般來說，離心式鼓風(fēng)機(jī)具有葉輪，該葉輪由固定在電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上的輪轂、相對于該輪轂以既定間隔相向配置的護(hù)罩、以及橫跨于上述輪轂的外周部與上述護(hù)罩的外周部之間且以上述輪轂的軸心為中心大致呈放射狀配置的多片葉片構(gòu)成，通過該葉輪的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生自上述葉片的前緣側(cè)向后緣側(cè)流動的氣流。
另外，這種離心式鼓風(fēng)機(jī)，在其上述葉輪的軸心部分設(shè)有吸入口，自該吸入口吸入的空氣能夠通過設(shè)在該葉輪外周部的吹出口向該葉輪的周圍吹出，該空氣的吸入與吹出的形式，與空調(diào)機(jī)的室內(nèi)機(jī)，特別是與配置在頂棚上的頂棚埋入型或頂棚懸吊型空調(diào)機(jī)所要求的空氣循環(huán)形式(即，自房間的中央部位吸入空氣，并對其進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)之后向室內(nèi)的整個區(qū)域吹出的形式)相一致，故離心式鼓風(fēng)機(jī)多被作為室內(nèi)機(jī)用鼓風(fēng)機(jī)得到應(yīng)用。
但是，離心式鼓風(fēng)機(jī)中，進(jìn)行鼓風(fēng)作業(yè)的葉片上的壓力面與負(fù)壓面之間的壓力差比軸流式鼓風(fēng)機(jī)等其它形式的鼓風(fēng)機(jī)要大。因此，隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)，在葉片的壓力面上自其前緣向后緣流動的高壓氣流與在負(fù)壓面上自其前緣向后緣流動的低壓氣流，二者在該葉輪的后緣處合流而達(dá)到既定的均衡壓力時，該后緣部位處的壓力梯度大，相應(yīng)地速度損失也大。并且，現(xiàn)有的一般離心式鼓風(fēng)機(jī)的葉片的后緣形狀為在葉片寬度方向上成直線狀延伸的形狀，因此，如上所述的速度損失在葉輪的整個后緣上同時發(fā)生。其結(jié)果，葉片后緣部位處氣流紊亂程度加大，產(chǎn)生較大的鼓風(fēng)噪音。因此，對于離心式鼓風(fēng)機(jī)，人們強(qiáng)烈要求實現(xiàn)其靜音化，雖然過去曾有人提出過各種解決方案，但未獲得滿意的結(jié)果。此外，這種靜音化的要求，對于作為空調(diào)鼓風(fēng)用鼓風(fēng)機(jī)配備有離心式鼓風(fēng)機(jī)且配置于室內(nèi)的空調(diào)機(jī)的室內(nèi)機(jī)來說，尤為強(qiáng)烈。
發(fā)明的公開為此，本發(fā)明的目的在于，提供能夠以簡單且廉價的結(jié)構(gòu)降低鼓風(fēng)噪音的離心式鼓風(fēng)機(jī)以及具有該離心式鼓風(fēng)機(jī)的靜音型空調(diào)機(jī)，并且，提供該離心式鼓風(fēng)機(jī)的良好的制造方法。
本發(fā)明提供這樣一種離心式鼓風(fēng)機(jī)，該離心式鼓風(fēng)機(jī)具有由固定在旋轉(zhuǎn)軸上的輪轂、相對于該輪轂以既定間隔相向配置且在其軸心部分形成有吸入口的護(hù)罩、以及橫跨于上述輪轂的外周部與上述護(hù)罩的外周部之間且以上述輪轂的軸心為中心大略呈放射狀配置的多片葉片所構(gòu)成的葉輪，通過該葉輪的旋轉(zhuǎn)，能夠產(chǎn)生自上述葉片的前緣側(cè)向后緣側(cè)流動的氣流，其特征是，上述葉片的后緣呈沿葉片長度方向交互折曲，同時向葉片寬度方向延伸的鋸齒形狀。
作為該離心式鼓風(fēng)機(jī)，由于上述葉片的后緣呈沿葉片長度方向交互折曲同時向葉片寬度方向延伸的鋸齒形狀，因而該后緣部分交替存在著葉片長度較長的部分和較短的部分，因此，流經(jīng)上述葉片的壓力面的氣流與流經(jīng)負(fù)壓面的氣流，二者在后緣部分處的合流在該后緣的全長上是呈階段性緩慢地進(jìn)行的。其結(jié)果，與例如象現(xiàn)有技術(shù)那樣葉片的后緣制成直線狀而氣流的合流在葉片的整個后緣上同時發(fā)生的情況相比，因后緣部分處氣流的合流而產(chǎn)生的氣流的壓力梯度和速度損失減少，相應(yīng)地，該后緣部分處氣流的紊亂程度得到抑制而使鼓風(fēng)噪音降低。即，通過將葉片的后緣制成鋸齒形狀這樣簡單且廉價的結(jié)構(gòu)，即可很容易地實現(xiàn)離心式鼓風(fēng)機(jī)的靜音化。
若構(gòu)成上述鋸齒形狀的多個齒分別為大致的三角形，則與例如將其制成復(fù)雜的多角形狀相比，可使成型模的結(jié)構(gòu)簡單，相應(yīng)地，可獲得使離心式鼓風(fēng)機(jī)的制造成本低廉的特有的效果。
此外，若將具有三角形形狀的上述各齒的端部制成平面狀或圓弧狀，則與例如該端部呈銳角狀尖突的情況相比，能夠減少該端部因斷裂等而受損的可能性，相應(yīng)地，可以提高離心式鼓風(fēng)機(jī)的壽命。
此外，由于構(gòu)成上述鋸齒形狀的上述各齒如下設(shè)定，即設(shè)其齒高為“H”、齒距為“S”時，相對于上述葉輪的外徑“D”設(shè)定為0.005＜H/D＜0.015和0.01＜S/D＜0.02，故能夠更有效地降低鼓風(fēng)噪音，進(jìn)一步提高離心式鼓風(fēng)機(jī)的靜音性能。
另外，本發(fā)明提供上述離心式鼓風(fēng)機(jī)的制造方法。該方法是，首先制造將構(gòu)成葉輪的輪轂與各葉片一體化了的一體成型體，然后在上述一體成型體的上述葉片的端部接合固定與該一體成型體分別成型的護(hù)罩而獲得葉輪的方法。
上述一體成型體這樣進(jìn)行制造，使用用來成型上述輪轂的片厚方向上的兩個面中設(shè)置上述葉片的一個面的第1成型模、可與該第1成型模相對分合地相向配置的用來成型上述輪轂的另一個面的第2成型模、以及在上述各葉片之間的間隙部位處可分別在該葉片的長度方向上進(jìn)退地配置的、用來成型至少設(shè)在上述葉片的后緣上的上述鋸齒形狀的多個第3成型模；將上述第1成型模、上述第2成型模以及上述各第3成型模設(shè)定在各自的既定組裝位置上，向上述各個成型模之間所形成的模腔內(nèi)注入熔融原料使之成型；將上述第1成型模和上述第2成型模相互分離而進(jìn)行拆模，同時，使上述各第3成型模向上述葉片的長度方向移動進(jìn)行拆模。
若以現(xiàn)有的只使用其結(jié)構(gòu)為彼此相向配置且向相向方向分合的成型模(例如第1成型模和第2成型模)的制造方法無法進(jìn)行脫模(即，由于在與脫模方向相垂直的方向上延伸有上述齒)，故無法實現(xiàn)上述鋸齒形狀的成型，而按照本發(fā)明，由于用來成型該鋸齒形狀的上述第3成型模的脫模方向是在上述葉片的長度方向上，因而能夠很容易地成型該鋸齒形狀。因此，與例如將上述輪轂和各葉片分別成型之后對它們進(jìn)行組裝而獲得上述一體成型體的情況相比，上述一體成型體、進(jìn)而上述葉輪的制造變得容易，其結(jié)果是，能夠以更低廉的價格提供離心式鼓風(fēng)機(jī)。
并且，本發(fā)明還提供采用上述離心式鼓風(fēng)機(jī)作為空調(diào)送風(fēng)用鼓風(fēng)機(jī)的空調(diào)機(jī)。按照該發(fā)明，具有該離心式鼓風(fēng)機(jī)所特有的效果，即，高靜音化原原本本反映到空調(diào)機(jī)的運(yùn)行性能上，能夠提供靜音性能更好的空調(diào)機(jī)，這一效果對于該空調(diào)機(jī)為設(shè)置在室內(nèi)的室內(nèi)機(jī)的場合尤為顯著。
附圖的簡單說明

圖1是本發(fā)明所涉及的離心式鼓風(fēng)機(jī)的立體圖。
圖2是具有圖1所示離心式鼓風(fēng)機(jī)的空調(diào)機(jī)的剖視圖。
圖3是圖1所示離心式鼓風(fēng)機(jī)的葉片后緣部的放大圖。
圖4是圖3的IV-IV剖視圖。
圖5是葉輪的模具成型制造方法的說明圖。
圖6是圖5的VI-VI剖視圖。
發(fā)明的最佳實施形式下面，結(jié)合附圖所示的實施形式，對本發(fā)明所涉及的離心式鼓風(fēng)機(jī)及其制造方法以及具有該離心式鼓風(fēng)機(jī)的空調(diào)機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的說明。
圖1示出本發(fā)明的實施形式所涉及的離心式鼓風(fēng)機(jī)X的葉輪10。圖2示出具有該離心式鼓風(fēng)機(jī)X的空調(diào)機(jī)的室內(nèi)機(jī)Z。
上述離心式鼓風(fēng)機(jī)X如圖1和圖2所示，由電機(jī)19和通過該電機(jī)19驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的葉輪10構(gòu)成。上述葉輪10具有輪轂11，該輪轂11由大致呈圓錐形的中心部11a、平板形凸緣11b和安裝部11c構(gòu)成，其安裝部11c固定在上述電機(jī)19的電機(jī)軸11a上；相對于該輪轂11以既定的間隔相向配置并且在其軸心部形成有鼓風(fēng)機(jī)吸入口16的護(hù)罩12；在上述輪轂11的外周部，具體地說就是橫跨于平板形凸緣11b的外周部與上述護(hù)罩12的外周部之間、且在圓周方向上以等間隔呈放射狀配置的多個葉片13。該葉輪10以上述輪轂11和上述護(hù)罩12的外周部作為鼓風(fēng)機(jī)吹出口17，同時，以自上述鼓風(fēng)機(jī)吸入口16到上述鼓風(fēng)機(jī)吹出口17為止的通路作為空氣流通通路18。
上述輪轂11是使既定直徑的圓板體的軸心附近部位向板厚方向凹陷成型而成，如后所述，是與葉片13一起以樹脂材料經(jīng)模具成型一體形成。
上述護(hù)罩12為具有圓弧形截面的環(huán)狀體，與上述輪轂11等是分別以樹脂材料經(jīng)模具成型而形成。并且，該護(hù)罩12成型之后，同與上述輪轂11的各葉片13一體形成的一體成型體15(參照圖5和圖6)進(jìn)行接合固定。
上述葉片13為具有彎曲的流線型截面的板體，如前所述地橫跨在上述輪轂11的外周部與上述護(hù)罩12的外周部二者之間且在圓周方向上以等間隔呈放射狀配置多片(該實施形式為8片)而成，與上述輪轂11一起以樹脂材料經(jīng)模具成型一體地形成。
另外，該葉片13的最大特征在于其后緣13b的結(jié)構(gòu)。即，該實施形式的葉片13如圖1～圖4分別所示的，其后緣13b不是象現(xiàn)有技術(shù)那樣為直線狀，而是在葉片長度方向上交互折曲同時向葉片寬度方向延伸的鋸齒形狀20。該鋸齒形狀20由沿后緣13b而連續(xù)的齒21構(gòu)成，而該實施形式進(jìn)一步采用本發(fā)明，使該齒21的形狀如圖3和圖4所示，三角形的端部略呈直線狀的臺形且該齒21的尺寸與葉輪10的外徑“D”的關(guān)系為當(dāng)該齒21的齒高為“H”、齒距為“S”時，具有“0.005＜H/D＜0.015”和“0.01＜S/D＜0.02”的關(guān)系。作為該實施形式，齒21的端部21a為圖4所示的圓弧狀，但也可以是平面狀。
在此，對上述葉輪10的制造方法(即上述離心式鼓風(fēng)機(jī)X的制造方法)進(jìn)行說明。
如上所述，作為上述葉輪10的構(gòu)成部件的輪轂11、護(hù)罩12以及多個葉片13中，上述輪轂11與各葉片13是將它們一體成型(一體成型體15)，而上述護(hù)罩12是與上述一體成型體15分別成型，上述各部件成型之后，將上述護(hù)罩12與上述一體成型體15接合(例如焊接或粘接)而使它們成為一體從而獲得上述葉輪10，該制造步驟為現(xiàn)有公知技術(shù)。
但是，作為現(xiàn)有的離心式鼓風(fēng)機(jī)，雖然由于上述葉片13的后緣13b為直線狀，故以模具成型上述一體成型體15時，可通過使用彼此相向配置且可向相向方向分合的一對成型模(例如上模和下模)很容易地進(jìn)行制造，但該實施形式的葉片13其后緣13b卻為鋸齒形狀20，因此，要使用如上所述的一對成型模成型將該各葉片13與上述輪轂11做成一體的一體成型體15，由于存在該鋸齒形狀20部分的脫模問題而無法進(jìn)行。
為此，作為該實施形式，該一體成型體15的成型采用本發(fā)明的制造方法而用下述3種成型模(即下模31、上模32以及多個脫出模33)進(jìn)行制造。
上述下模31如圖5和圖6所示，是這樣一種成型模，即具有用來成型設(shè)有上述一體成型體15之上述葉片13那一面的輪轂內(nèi)表面成型面31a、用來成型上述葉片13的前緣13a的葉片成型面31b、以及為后述的脫出模33保留嵌入空間的脫出模嵌合部31c，與權(quán)利要求中的“第1成型?！毕鄳?yīng)。
上述上模32為具有用來成型未設(shè)有上述一體成型體15之上述葉片13那一面的輪轂外表面成型面32a的成型模，與權(quán)利要求中的“第2成型?！毕鄳?yīng)。
上述脫出模33作為成型模具有配置在上述一體成型體15之上述各葉片13之間的、用來成型上述鋸齒形狀20的鋸齒成型面33a，以及用來成型上述葉片13的后緣13b部分的葉片成型面33b；與權(quán)利要求中的“第3成型?！毕鄳?yīng)。
在上述下模31的輪轂內(nèi)表面成型面31a的上方，以其輪轂外表面成型面32a指向上述下模31側(cè)的姿態(tài)配置有上述上模32，該上模32可相對于上述下模31向相向方向分合，并且，上述各脫出模33分別如下配置在上述下模31和上模32之間，即在與該下模31和上模32的相向方向相垂直的方向上、且位于由該各脫出模33所要分別成型的上述一體成型體15之上述各葉片13之間。通過這樣配置各成型模31、32和33，便在它們之間形成了用來成型上述一體成型體15的模腔。因此，向該模腔內(nèi)注入熔融的樹脂原料即可成型上述一體成型體15。
注入該樹脂材料并成型完了后，分別將各成型模31、32、和33拆模。此時，上述上模32是朝著與上述下模31相分離的方向移動而實現(xiàn)拆模。而上述各脫出模33是通過沿上述葉片13的葉片長度方向向側(cè)方移動而進(jìn)行拆模。通過該成型方法，盡管上述一體成型體15為上述各葉片13的后緣13b具有鋸齒形狀20的形式，仍能夠通過成型該一體成型體15而很容易地成型。在上述一體成型體15成型之后，將上述護(hù)罩12接合固定于上述各葉片13的端部22上而獲得上述葉輪10。
如上制造的離心式鼓風(fēng)機(jī)X中，上述葉輪10的各葉片13的后緣13b為鋸齒形狀20，因此，以上述電機(jī)19驅(qū)動上述葉輪10旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行鼓風(fēng)時，其鼓風(fēng)噪音比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的鼓風(fēng)機(jī)(即上述葉片13的后緣13b為直線狀的鼓風(fēng)機(jī))小，能夠獲得很高的靜音性能。
即，通過將上述葉片13的后緣13b制成鋸齒形狀20，在該后緣13b部位處，葉片13在長度上是長的部分和短的部分交替存在的，因此，流經(jīng)上述葉片13的壓力面一側(cè)的氣流與流經(jīng)負(fù)壓面一側(cè)的氣流二者在后緣13b部位處的合流，是在該后緣13b的全長上呈階段性地緩慢進(jìn)行的。其結(jié)果，伴隨著在該后緣13b部位處氣流的合流而產(chǎn)生的氣流的壓力梯度及速度損失變小，相應(yīng)地，該后緣13b部位處氣流的紊亂受到抑制而降低了鼓風(fēng)噪音。
另外，當(dāng)如該實施形式這樣，將上述鋸齒形狀20上各齒21的尺寸與上述葉輪10的外徑“D”的關(guān)系設(shè)定成當(dāng)該齒21的齒高為“H”、齒距為“S”時，為“0.005＜H/D＜0.015”和“0.01＜S/D＜0.02”時，能夠更有效地降低鼓風(fēng)噪音，進(jìn)一步提高離心式鼓風(fēng)機(jī)的靜音性能。
另一方面，如圖2所示，作為配備具有上述結(jié)構(gòu)的離心式鼓風(fēng)機(jī)X而構(gòu)成的上述室內(nèi)機(jī)Z，該離心式鼓風(fēng)機(jī)X所特有的效果，即如上所述的高靜音性能將原原本本反映在該室內(nèi)機(jī)Z的運(yùn)行性能上，其結(jié)果，通過采用上述離心式鼓風(fēng)機(jī)X能夠提供高靜音性能的室內(nèi)機(jī)Z。
對上述室內(nèi)機(jī)Z的結(jié)構(gòu)簡單說明如下。即，上述室內(nèi)機(jī)Z是在外殼1的通風(fēng)路4的中央部位配置上述離心式鼓風(fēng)機(jī)X且在該離心式鼓風(fēng)機(jī)X的周圍配置熱交換器5而構(gòu)成。該圖中編號為2者，為與上述離心式鼓風(fēng)機(jī)X的鼓風(fēng)機(jī)吸入口16相對應(yīng)的吸入口，該吸入口2處配置有喇叭口8，并且，在該喇叭口8的下方安裝有配備過濾器7的吸口格柵6。另外，在上述吸口格柵6的外周側(cè)，面對上述熱交換器5的下游側(cè)形成有吹出口3。
于是，作為該室內(nèi)機(jī)Z，通過上述離心式鼓風(fēng)機(jī)X的運(yùn)行，自上述吸入口2吸入的室內(nèi)空氣由該離心式鼓風(fēng)機(jī)X的鼓風(fēng)機(jī)吹出口17向上述熱交換器5側(cè)吹出。并且，該吹出空氣在通過上述熱交換器5期間，與在該熱交換器5側(cè)進(jìn)行循環(huán)的制冷劑進(jìn)行熱交換成為暖風(fēng)或冷風(fēng)而自上述吹出口3向室內(nèi)吹出，實現(xiàn)該室內(nèi)的升溫或降溫。工業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的離心式鼓風(fēng)機(jī)除了可以作為空調(diào)機(jī)用鼓風(fēng)機(jī)加以利用之外，還可以在移送流體的所有領(lǐng)域使用，并且，作為配備該離心式鼓風(fēng)機(jī)的本發(fā)明的空調(diào)機(jī)，特別是能夠作為頂棚埋入型或頂棚懸吊型室內(nèi)機(jī)應(yīng)用于各種建筑物中。
權(quán)利要求
1.一種具有葉輪(10)的離心式鼓風(fēng)機(jī)(X)，該葉輪(10)具有固定在電機(jī)(19)的電機(jī)軸(19a)上的輪轂(11)，相對于該輪轂(11)以既定的間隔相向配置并且在其軸心部分形成有吸入口(16)的護(hù)罩(12)，以及橫跨在上述輪轂(11)的外周部與上述護(hù)罩(12)的外周部之間、且以上述輪轂(11)的軸心為中心大致呈放射狀配置的多片葉片(13)；通過該葉輪(10)的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生自上述葉片(13)的前緣(13a)側(cè)向后緣(13b)側(cè)流動的氣流，其特征是，上述葉片(13)的后緣(13b)為在葉片長度方向上交互折曲同時向葉片寬度方向延伸的鋸齒形狀(20)。
2.如權(quán)利要求1的離心式鼓風(fēng)機(jī)，其特征是，構(gòu)成上述鋸齒形狀(20)的多個齒(21)分別為大致的三角形。
3.如權(quán)利要求2的離心式鼓風(fēng)機(jī)，其特征是，上述各齒(21)的端部為平面狀或圓弧狀。
4.如權(quán)利要求1、2或3的離心式鼓風(fēng)機(jī)，其特征是，構(gòu)成上述鋸齒形狀(20)的各齒(21)設(shè)定成設(shè)其齒高為“H”、齒距為“S”時，相對于上述葉輪(10)的外徑“D”的關(guān)系為0.005＜H/D＜0.015和0.01＜S/D＜0.02。
5.一種具有葉輪(10)的離心式鼓風(fēng)機(jī)的上述葉輪(10)的制造方法，該葉輪(10)具有輪轂(11)、相對于該輪轂以既定的間隔相向配置的護(hù)罩(12)，以及橫跨在上述輪轂(11)的外周部與上述護(hù)罩(12)的外周部之間進(jìn)行配置、且其后緣(13b)為在葉片長度方向上交互折曲同時向葉片寬度方向延伸的鋸齒形狀(20)的多片葉片(13)，其特征是，進(jìn)行制造時，使用用來成型上述輪轂(11)的片厚方向上兩個面中設(shè)有上述葉片(13)的一個面的第1成型模(31)，與該第1成型模(31)可相對分合地相向配置的、用來成型上述輪轂(11)的另一個面的第2成型模(32)，以及在上述各葉片(13)的間隙部位可分別在該葉片(13)的葉片長度方向上進(jìn)退地配置的、用來成型至少設(shè)在上述葉片(13)的后緣(13b)上的上述鋸齒形狀(20)的多個第3成型模(33)；將上述第1成型模(31)、上述第2成型模(32)以及上述各第3成型模(33)分別設(shè)定在各自的既定組裝位置上，向在這些各成型模(31、32、33)之間所形成的模腔內(nèi)注入熔融原料使之成型；然后，將上述第1成型模(31)和上述第2成型模(32)相互分離而進(jìn)行拆模，同時，使上述各第3成型模(33)向上述葉片的葉片長度方向移動進(jìn)行拆模，從而制造出上述輪轂(11)與上述各葉片(13)成為一體的一體成型體(15)；之后，在上述一體成型體(15)上的上述葉片(13)的端部接合固定與該一體成型體(15)分別成型的護(hù)罩(12)，從而獲得上述葉輪(10)。
6.一種空調(diào)機(jī)(Z)，其特征是，在外殼(1)內(nèi)所形成的通風(fēng)路(4)中配置有權(quán)利要求1、2、3或4所述的離心式鼓風(fēng)機(jī)(X)與熱交換器(5)。
全文摘要
一種離心式鼓風(fēng)機(jī),具有由輪轂、相對于該輪轂以既定間隔相向配置的護(hù)罩、以及橫跨于上述輪轂的外周部與上述護(hù)罩的外周部之間且以上述輪轂的軸心為中心大略呈放射狀配置的多片葉片所構(gòu)成的葉輪,上述葉片的后緣為在葉片長度方向上交互折曲地向葉片寬度方向延伸的鋸齒形狀。由于采用這種結(jié)構(gòu),在該后緣部分處產(chǎn)生的氣流的壓力梯度及速度損失變小,降低了鼓風(fēng)噪音。
文檔編號F24F13/32GK1241248SQ98801427
公開日2000年1月12日 申請日期1998年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月30日
發(fā)明者佐柳恒久, 阪本秀昭 申請人:大金工業(yè)株式會社