離心式鼓風機的製作方法
2023-10-27 17:55:37 2
專利名稱：離心式鼓風機的製作方法
技術領域：
下面公開的內容涉及一種配備有繞著旋轉軸線旋轉的離心風扇的離心式鼓風機，更具體地，涉及一種用於空調風機的離心風扇。
背景技術：
在很多通常的離心式鼓風機中，在渦殼的中心部分設有離心式多葉片風扇。渦殼包括空氣通道，由於離心的多葉片風扇的旋轉動作，空氣在所述空氣通道內徑向朝外吹。在渦殼的捲曲結束側設有鼓風出口，並且空氣吹過出口，且吹出鼓風機。
另外，在很多通常的離心式鼓風機中，渦殼的半徑(捲曲半徑)從渦殼的捲曲起始側(突出部分)向渦殼的捲曲結束側增大。由此，空氣通道的寬度(空氣通道在離心的多葉片風扇的徑向的尺寸)從渦殼的捲曲起始處到渦殼的捲曲結束側增大。由於空氣通道的截面積從渦殼的捲曲起始側到渦殼的捲曲結束側增大，所以減少了在空氣通道中的空氣流出現停滯或收縮。此外，還可以增大從渦殼的捲曲起始側到渦殼的捲曲結束側的空氣流量。JP-2002-339899A披露了這種離心式鼓風機的一個實例。
然而，這些通常的離心式鼓風機會產生不希望的噪音。更具體地，由於空氣通道的寬度從渦殼的捲曲結束部分到渦殼的捲曲起始部分突然減小，所以在捲曲起始側的葉片間的靜壓變得突然高於在捲曲結束側(指有待在下面更加詳細地闡述的比較實例1)的葉片間的靜壓。葉片間的靜壓波動會引起噪音。
為了解決所述問題，捲曲半徑可以在捲曲起始部分增大，以增大在捲曲起始部分處的空氣通道寬度，由此避免空氣通道的寬度從渦殼的捲曲結束部分到渦殼的捲曲起始部分突然減小。然而，簡單地增大在捲曲起始部分處的空氣通道的寬度導致在捲曲結束部分和捲曲起始部分之間的連接區域的擴展。因此，空氣再循環會從捲曲結束側(鼓風出口)部分到捲曲起始處(此後將所述空氣稱為再循環流)增大，以減小吹風壓力，由此降低吹風特性。另外，再循環流的增加導致由再循環流和從離心的多葉片風扇吹來的空氣的相互作用而引起的噪音。
鑑於上述，需要一種克服上述現有技術中的問題的離心式鼓風機。
發明內容
披露一種離心式鼓風機，其具有包括葉片的風扇。所述風扇圍繞旋轉軸線旋轉。此外還包括用於容納風扇的渦殼。所述渦殼具有第一軸壁部分、第二軸壁部分和在第一和第二軸壁部分之間延伸的側壁。渦殼包括在第一軸壁部分上的吸入口。此外，渦殼還限定了捲曲起始部分和捲曲結束部分，從而風扇吸入通過吸入口的流體，並從捲曲起始部分將所述流體從捲曲結束部分推出渦殼。渦殼具有橫切旋轉軸線而測得的捲曲半徑，其從捲曲起始部分向捲曲結束部分變化。與第一軸壁部分相比，最大捲曲半徑更靠近第二軸壁部分。
本公開內容的其它目的、特徵和優點將從下面對照附圖的詳細說明更加明顯，其中相同的部分標有相同的參考數字，圖中示出圖1為鼓風機的第一實施方式的剖視圖；圖2為圖1的鼓風機的頂視圖；圖3A為沿著圖2的線A-A截取的鼓風機剖視圖；圖3B為沿著圖2的線B-B截取的鼓風機剖視圖；圖3C為沿著圖2的線C-C截取的鼓風機剖視圖；圖3D為沿著圖2的線D-D截取的鼓風機剖視圖；圖3E為沿著圖2的線E-E截取的鼓風機剖視圖；圖4為示出第一實施方式的和比較實例1的電動機側捲曲角和截面積的關係的曲線圖；圖5為示出在電動機側捲曲起始部分處的空氣通道截面積和特定噪音水平的關係的曲線圖；圖6為示出在電動機側捲曲結束部分處的空氣通道截面積和特定噪音水平的關係的曲線圖；圖7為示出對比較實例1和比較實例2中的特定噪音水平進行測量所得的測量結果的曲線圖；圖8為用於比較在第一實施方式和比較實例1中的葉片間靜壓波動的曲線圖；圖9為示出第一實施方式的特定噪音水平的曲線圖；圖10為鼓風機的第二實施方式的頂視圖；圖11A為沿著圖10的線F-F截取的鼓風機剖視圖；圖11B為沿著圖10的線G-G截取的鼓風機剖視圖；圖11C為沿著圖10的線H-H截取的鼓風機剖視圖；圖11D為沿著圖10的線I-I截取的鼓風機剖視圖；圖11E為沿著圖10的線J-J截取的鼓風機剖視圖；圖12為示出在電動機側捲曲起始部分處的最大半徑和特定噪音水平之間的關係的曲線圖；圖13為示出第二實施方式特定噪音水平的曲線圖；圖14A為第三實施方式的鼓風機的局部頂視圖；圖14B為從圖14A中的箭頭K來看的視圖；圖15為第四實施方式的鼓風機的頂視圖；圖16A為沿著圖15的線M-M截取的鼓風機剖視圖；圖16B為沿著圖15的線N-N截取的鼓風機剖視圖；圖16C為沿著圖15的線Q-Q截取的鼓風機剖視圖；圖16D為沿著圖15的線T-T截取的鼓風機剖視圖；圖16E為沿著圖15的線U-U截取的鼓風機剖視圖；圖17為第五實施方式的鼓風機的局部剖視圖；圖18為第六實施方式的鼓風機的局部剖視圖；圖19為第七實施方式的鼓風機的局部剖視圖；圖20為第八實施方式的鼓風機的局部剖視圖；圖21為第九實施方式的鼓風機的局部剖視圖。
具體實施例方式
第一實施方式首先參照圖1-9，其示出離心式鼓風機10。鼓風機10包括離心的多葉片風扇11(吹風機構)，所述風扇11包括多個圍繞旋轉軸12設置的葉片13。風扇11使得空氣從徑向內側(與旋轉軸12相鄰的側)向橫切旋轉軸12的徑向外側移動。風扇11被容納在蝸殼15內。
此外鼓風機10還包括電動機14(驅動機構)，其驅動風扇11朝向圖2中所示的箭頭「a」的方向旋轉。電動機14固定在蝸殼15上。
蝸殼15以風扇11位於中央部分上的方式形成螺旋狀。在蝸殼15內在與電動機14相對的軸端形成有用於引入空氣的吸入口16。在蝸殼15上具有圍繞吸入口16的外圍的喇叭口16a，用於將吸入空氣順暢地引入到風扇11上。
在一個軸端，蝸殼15包括吸入口側的壁部分17，壁部分17從喇叭口16a的外部的外圍邊沿部分延伸到風扇11的徑向外側，且呈平面螺旋形。在相對的軸端，蝸殼15包括電動機側的壁部分18，其從電動機14的外部的外圍延伸到風扇11的徑向外側，且呈平面環形。另外，蝸殼15還包括側壁19，側壁19在壁部分17、18的外部的外圍之間延伸並與其連接。應該說明，根據本實施方式，吸入口側的壁部分17對應於第一軸壁部分，電動機側的壁部分18對應於第二軸壁部分。
蝸殼15在吸入口16側和在電動機14側被分成兩個分開元件15a、15b，並且通過利用諸如螺釘或夾子的固定機構將兩個分開元件15a、15b連接在一起而被構建。
在蝸殼15內部限定有用於流過流體(例如空氣)的空氣通道20。具體地，被風扇11吸入到口16中的空氣流過空氣通道20並流出蝸殼15。通道20被限定在風扇11的吸入口側的壁部分17、電動機側的壁部分18、側壁19和徑向外側邊沿部分之間。由此，風扇11和蝸殼15相互配合，從而將空氣通道20限定在蝸殼15的內部。
在空氣通道20的下遊空氣流動側具有鼓風出口22。更具體地，鼓風出口22被限定在蝸殼15的捲曲結束部分21側，從而在空氣通道20內流動的空氣流出鼓風機10。
下面將更加詳細地闡述蝸殼15的配置。如圖2所示，蝸殼15的突出部分23的曲率半徑從蝸殼15的與口16相鄰的軸端(此後指代為吸入口側捲曲起始部分)向蝸殼15的與電動機14相鄰的相對的軸端(此後指代為電動機側捲曲起始部分)減小。因此，連接吸入口側捲曲起始部分的曲率中心24和電動機側捲曲起始部分的曲率中心25的線23a相對於徑向傾斜。
蝸殼15具有從軸12到側壁19橫向測量的捲曲半徑尺寸。捲曲半徑從電動機側捲曲起始部分25向捲曲結束部分21變化。
例如在圖3A所示的捲曲起始部分25處，在與吸入口側的側壁部分17相鄰處的捲曲半徑為最小半徑r。在與電動機側壁部分18相鄰處的捲曲半徑為最大半徑R。根據第一實施方式，最大半徑R大約等於風扇11的直徑。因此，同與口側壁部分17相鄰處的截面積相比，與電動機側壁部分18相鄰處的空氣通道20的截面積更大。換句話說，與電動機側壁部分18相鄰處的捲曲半徑為最大半徑R。
在圖3A中，在空氣通道20內部的箭頭示出從風扇11吹來的空氣的流速分布。如圖所示，風扇11將從吸入口16被吸入的空氣橫向吹離開風扇11，並且與口側壁部分17相比，在電動機側壁部分18附近的空氣的流速分布更大。因此，同與口側壁部分17相鄰處的截面積相比，與電動機側壁部分18相鄰處的空氣通道20的截面積更大。
圖3A中的虛線示出在比較實例1的鼓風機中的空氣通道的對應的截面。所述比較實例1對應於JP-2002-339899A的鼓風機。根據第一實施方式，與電動機14相鄰處的捲曲半徑R大於在比較實例1中的半徑。而且，與口16相鄰處的捲曲半徑r小於在比較實例1中的半徑。
同樣，在電動機側捲曲起始部分25處，空氣通道20的截面積S幾乎等於比較實例1的對應的截面積，如圖4所示。
如圖3A至3E所示，側壁19的截面外形從捲曲起始部分25向捲曲結束部分21變化。具體地，在捲曲起始部分25處，與電動機14相鄰處的側壁19徑向向外捲曲，並且曲率半徑從捲曲起始部分25向捲曲結束部分21減小。最後，曲率充分減小，從而在圖3E中所示的捲曲結束部分21處，側壁19幾乎平行於旋轉軸12。
更具體地，最小半徑r從捲曲起始部分25向捲曲結束部分21增大。根據本實施方式，最小半徑r呈對數螺線變化，即以如下形式變化r＝r0·exp(θ1·tan(α))。
其中，如圖2所示，「吸入口側捲曲角θ1」是指沿著風扇旋轉方向a從連接吸入口側捲曲起始部分24和風扇11的旋轉中心的基準線L1所測得的角度。「r0」是在基準線L1上的最小半徑。「α」是張角，其在第一實施方式中為3至5度。
根據第一實施方式，最小半徑r以對數螺線形增大。然而，最小半徑r也可以與吸入口側捲曲角θ1線性成比例地增大，且可以進一步地繼續增大。
另一方面，最大半徑R從電動機側捲曲起始部分25到捲曲結束部分21幾乎保持恆定不變。換句話說，最大半徑R是恆定不變的，而與電動機側捲曲角θ2無關。其中，如圖2所示，「吸入口側捲曲角θ2」是指沿著風扇旋轉方向a從連接電動機側捲曲起始部分25和風扇11的旋轉中心的基準線L2所測得的角度。
另外，由於最小半徑r在捲曲結束部分21處幾乎等於最大半徑R，所以空氣通道20的截面基本為矩形，如圖3E所示。
在圖3B至3E中，在空氣通道20內部的箭頭示意地示出以與圖3A相同的方式從風扇11吹來的空氣的流速分布。如圖所示，在電動機側壁部分18附近的空氣的流速分布更大。因此，對於空氣通道20的大部分來說，在電動機側壁部分18附近的截面積大於口側壁部分17。
圖3A至3D中的虛線示出比較實例1的空氣通道20的對應的截面外形。在捲曲起始部分25和捲曲結束部分21處，第一實施方式的截面積幾乎與比較實例1相同，如圖4所示。然而，對於在捲曲起始部分和結束部分25、21之間的區域來說，第一實施方式的截面積大於比較實例1，如圖4所示。
同樣，如圖4所示，截面積從捲曲起始部分25到捲曲結束部分21線性增大。相反，在比較實例1中，根據比較實例1，截面積S呈對數螺線變化，即以S＝S0·exp(θ2·tan(α))的形式變化。根據本實施方式，「S0」是在基準線L上的截面積。「α」是3至5度的張角。
接下來將對具有所述結構的第一實施方式的工作加以闡述。當對電動機14進行激勵，以便驅動風扇11朝向圖2中的箭頭方向旋轉時，風扇11在旋轉軸線12處將從吸入口16吸入的空氣吹至風扇11的徑向外側。從風扇11吹來的空氣在空氣通道20內從捲曲起始部分25流向捲曲結束部分21，然後從鼓風出口22被吹到鼓風機10的外面。
如圖3E所示，在捲曲結束部分21處，垂直於旋轉軸12的空氣通道20的寬(空氣通道20的徑向尺寸)在從吸入口16側端部分到電動機14側端部分的整個區域被拓寬。另一方面，如圖3A所示，在捲曲起始部分25處，按照箭頭所示的流速分布，與吸入口16相鄰處的空氣通道20的寬度狹窄，而與電動機14相鄰處的空氣通道20的寬度較寬。
換句話說，在與電動機14相鄰處，空氣通道20的在捲曲起始部分25處的寬度與空氣通道20的在捲曲起結束部分21處的寬度基本相等。因此，可以減小電動機側捲曲起始部分25內葉片13之間的靜壓，由此限制葉片之間的靜壓波動。因此，可以減小工作期間的噪音。
比較起來，根據比較實例1(圖3A中的虛線)，與電動機14相鄰處的空氣通道的寬度比空氣通道20的寬度窄很多。換句話說，根據比較實例1，在電動機14側的空氣通道寬度在捲曲結束部分21和電動機側捲曲起始部分25之間突然減小。因此，在電動機側捲曲起始部分25處葉片之間的靜壓增加，從而增加葉片之間的靜壓波動，並且噪音更可能增大。
根據第一實施方式，與口側壁部分17相鄰處的空氣通道20的寬度比在比較實例1中的寬度窄。然而，所述區域的流速低。因此，在風扇11的葉片之間的靜壓不可能增大。
根據第一實施方式，由於空氣通道20的截面積S從捲曲起始部分25向捲曲結束部分21增大，所以從風扇11吹來的在空氣通道20內流動的空氣流量可以增大。因此，即使與電動機側壁部分18相鄰處的空氣通道20的寬度被拓寬，也可以保持足夠的鼓風特性，保證預定的鼓風容量。
另外，由於在第一實施方式中在捲曲起始部分25處空氣通道20的截面積S與在比較實例1中的對應的截面積相等，所以可以進一步減小噪音，如圖5所示。圖5以曲線示出在捲曲起始部分25處的空氣通道截面積和特定的噪聲水平之間的關係，所述噪聲水平通過利用比較實例1中的鼓風機和其中在捲曲起始部分處的空氣通道截面積相對於比較實例1改變的鼓風機，對最低的特定噪聲水平和在高流量時的特定的噪聲水平進行測量而得到。圖5中的水平軸是通過將比較實例1的捲曲起始部分處的空氣通道截面積設定為「1」而得到的截面積比。
如圖5所示，當在捲曲起始部分處的空氣通道截面積與比較實例1的對應的截面積相等時，最低的特定噪聲水平和在高流量時的特定的噪聲水平都基本處於最小。
這是因為，當在捲曲起始部分25處的空氣通道截面積小於比較實例1的對應的截面積時，空氣通道截面積從捲曲結束部分向捲曲起始部分減小，從而增大了在葉片之間的靜壓波動，由此增大了特定的噪音水平。
另一方面，當在捲曲起始部分25處的空氣通道截面積大於比較實例1的對應的截面積時，在捲曲結束部分和捲曲起始部分之間的連同面積增大，由此增加了在從捲曲結束部分通過突出部分的再循環流和吸入空氣之間的流相互作用，因此增大了特定的噪聲水平。
另外，由於在捲曲結束部分21處的空氣通道20的截面積S與比較實例1的對應的截面積相等，所以可以進一步減小噪聲水平，如圖6所示。圖6以曲線示出在捲曲結束部分處的空氣通道截面積和特定的噪聲水平之間的關係，所述噪聲水平通過就比較實例1中的鼓風機和其中在捲曲結束部分處的空氣通道截面積改變成比較實例1的空氣通道截面積的鼓風機而言，對其最低的特定噪聲水平和在高流量時的特定的噪聲水平進行測量而得到。圖6中的水平軸是通過將比較實例1的捲曲結束部分處的空氣通道截面積設定為「1」而得到的截面積比。
如圖6所示，當在捲曲結束部分處的空氣通道截面積與比較實例1的對應的截面積相等時，最低的特定噪聲水平和在高流量時的特定的噪聲水平都基本處於最小。這是因為，當在捲曲結束部分處的空氣通道截面積被設置得小於比較實例1的對應的截面積時，空氣流在捲曲結束部分減小，從而產生渦流，由此增大了特定的噪音水平。另一方面，當在捲曲結束部分處的空氣通道截面積被設置得大於比較實例1的對應的截面積時，在捲曲結束部分處產生空氣流的逆流或停滯，從而使得空氣流不穩定，因此增大了特定的噪聲水平。
另外，由於空氣通道20的截面積S從電動機側捲曲部分25到捲曲結束部分21線性增大，所以可以進一步減小噪聲水平，如圖7所示。圖7以曲線示出關於比較實例1和其中截面積相對於比較實例1線性改變的鼓風機(比較實例2)的特定的噪聲水平。在圖7中，實線示出在比較實例2中的特定的噪聲水平，而虛線則示出在比較實例1中的特定的噪聲水平。
如圖7所示，在其中流量處於實際使用區域之處的範圍內，在其中截面積線性增大的比較實例2中的特定的噪音水平低於在其中截面積按照對數螺線增大的比較實例1中的特定的噪音水平。這是因為，當截面積在實際使用區域處的流量範圍內線性增大時，與其中截面積呈對數螺線增大的情況相比，可以抑制在空氣通道內的空氣流中出現停滯或收縮。
圖8為通過將第一實施方式中的葉片之間的靜壓波動(實線)與比較實例1中的葉片之間的靜壓波動(虛線)相比較而得到的曲線圖。圖8為通過對第一實施方式中的鼓風機10和比較實例1中的鼓風機進行3D模型化和CFD分析而產生的曲線圖，其示出了在捲曲角θ和葉片間的靜壓之間的關係。
如圖8所示，根據第一實施方式，在從電動機側捲曲起始部分25至捲曲結束部分21的區域內的葉片之間的靜壓波動，即在從電動機側捲曲起始部分25至捲曲結束部分21的範圍內的葉片間最大靜壓和葉片間的最小靜壓之間的壓力差ΔP小於比較實例1中的壓力差。
圖9為通過對第一實施方式中的特定噪聲水平的測量結構(實線)與比較實例1中的特定的噪聲水平的測量結果(虛線)進行比較而得到的曲線圖。如圖9所示，根據第一實施方式，最小的特定的噪聲水平和在高空氣量時的特定的噪聲水平都可以減小得多於比較實例1中噪聲水平。
根據本實施方式，上述測試方法適於JIS B 8330和JIS B 8346，並且在測試中，風扇外直徑D為165mm或更小。對特定的噪聲水平的定義適於JIS B 0132。
第二實施方式根據第一實施方式，在電動機側捲曲起始部分25處的最大半徑R幾乎等於風扇11的外直徑尺寸d，但根據第二實施方式，在電動機側捲曲起始部分25處的最大半徑R幾乎等於風扇11的外直徑尺寸d的0.71倍。
圖10為根據第二實施方式的鼓風機的頂視圖。在圖10中，渦殼15的雙點虛線示出了第一實施方式的渦殼15的輪廓。
根據第二實施方式，在電動機側捲曲起始部分25處，渦殼15的側壁19的界面配置與口側壁部分17的外邊沿接合，並且向外(即向圖11A的右側)傾斜至電動機側的壁部分18的外邊沿。側壁19的角度基本在側壁19的接近中心處變化，從而在側壁19的底端相對於軸12的傾斜度大於在側壁19的頂端的傾斜度。
最小捲曲半徑r位於與口側壁部分17相鄰處，而最大捲曲半徑R位於與電動機側的壁部分18相鄰處。然而，半徑r、R幾乎等於捲曲結束部分21。
根據第二實施方式，在電動機側捲曲起始部分25處的最大半徑R小於第一實施方式中的情形。更具體地，在電動機側捲曲起始部分25處的最大半徑R幾乎為風扇11的外直徑尺寸d的0.71倍。
如圖11B至11E所示，側壁19的截面外形從電動機側捲曲起始部分25向電動機側捲曲結束部分21變化。如圖11B至11E所示，從電動機側捲曲起始部分25到電動機側捲曲結束部分21，側壁19在電動機14側從傾斜外形變化到線性的且平行於旋轉軸12的外形。換句話說，空氣通道20的截面外形從與電動機14相鄰處向外擴展的外形變化至在捲曲結束部分21處的矩形外形。
最小半徑r呈對數螺線從電動機側捲曲起始部分25向捲曲結束部分21增大。最大半徑R同樣也呈對數螺線從電動機側捲曲起始部分25向捲曲結束部分21增大。在捲曲結束部分21處的截面(J-J截面)內，最小半徑r幾乎等於最大半徑R。
根據一個實施方式，最小半徑r的張角為3至5度，並且最大半徑R的張角為2度。根據另一實施方式，在第二實施方式中，最小半徑r和最大半徑R呈對數螺線增大。但最小半徑r和最大半徑R線性增大。根據另一實施方式，最小和最大半徑r、R繼續增大。
根據第二實施方式，如同第一實施方式，空氣通道20的截面積S從渦殼15的捲曲起始處到捲曲結束部分21側線性增大。在捲曲結束部分21上的截面處(圖11)的側壁19的截面外形與第一實施方式的情形相同。因此，在捲曲結束部分21處的空氣通道20的截面積S與第一實施方式中的對應的截面積相同。
另外，圖11B所示的側壁19的截面與圖11A的截面(在電動機側捲曲起始部分25處的截面)相同，其被彎曲配置，從而電動機14側的傾斜度大於吸入口16側的傾斜度。然而相反，在圖11C和11D的每個截面上的側壁19的截面被彎曲配置，從而吸入口16側的傾斜度大於電動機14側的傾斜度。
根據第二實施方式，在電動機側捲曲起始部分25處的最大半徑R被設置為風扇11的外直徑尺寸的0.71倍，由此與第一實施方式的情形(圖10中的雙點虛線)相比，在渦殼15的徑向的體尺寸減小，但它可以實現與第一實施方式的情形等效的特定噪音水平減小的效果。
圖12以曲線示出在電動機側捲曲起始部分25處的最大半徑R和特定的噪音水平之間的關係，並示出關於第二實施方式的鼓風機和其中在電動機側捲曲起始部分25處的最大半徑R相對於第二實施方式的鼓風機改變的鼓風機的特定噪音水平的測量結果。用於測量的每個鼓風機都被如此構建，從而最小半徑r的張角α為3至5度，並且空氣通道20的截面積S線性增大。
如圖12所示，可以看到，最大半徑R被設置為風扇11的外直徑尺寸的0.7倍至1.0倍，從而與比例實例1的情形相比，可以更加顯著地減小最低的特定噪音水平和在高空氣量時的特定噪音水平。
圖13以曲線示出第二實施方式的特定噪音水平的測量結果(實線)。在圖13中，虛線示出關於其中在電動機側捲曲起始部分25處的最大半徑R相對於第二實施方式的鼓風機改變為風扇11的外直徑尺寸d的0.92倍的鼓風機(比較實例3)的測量結果。
如圖13所示，第二實施方式的特定噪音水平特性與比較實例3的特定噪音水平基本相同。也就是說，即使在電動機側捲曲起始部分25處的最大半徑R被設定為風扇11的外直徑尺寸d的0.71倍以減小渦殼15的徑向體尺寸，也仍可以實現特定噪音水平減小的效果。
第三實施方式在第三實施方式所設有的鼓風機中，第二實施方式的突出部分23被改變為與JP-2002-339899A的突出部分相似的外形。圖14A為第三實施方式的鼓風機10的局部頂視圖。圖14B為沿著圖14A的箭頭K截取的詳細視圖。
根據第三實施方式，與突出部分23相鄰的吸入口16側的壁部分26朝向相反側突出(圖14a的箭頭b的方向)，即離開在相對側(電動機14側)的壁部分27朝向與突出部分23相鄰的吸入口16突出。也就是說，在靠近突出部分23的壁部分的風扇旋轉方向a的相反側的端部分相對於旋轉軸12朝向風扇旋轉方向a傾斜。
根據第三實施方式，由於在靠近突出部分23的吸入口16側的壁部分26比靠近突出部分23的吸入口16的相對側(電動機14側)的壁部分27更加突出到風扇旋轉方向a的相反側(捲曲結束部分21側)內，所以流入到吸入口16側內的循環流被導向至整體上沿著壁部分26、27具有高壓的吸入口16的相對側，如圖14B的箭頭e所示。
因此，由於循環流不可能在葉片13之間逆流，從而在具有從風扇11吹來的空氣的下遊側流動，所以可以限制在循環流和吸入空氣之間的幹擾。由此可以減小由在循環流和吸入空氣之間的幹擾所引起的低頻噪音，因此進一步減小特定的噪音水平。
應該說明，在第三實施方式所設有的鼓風機中，第二實施方式的突出部分23被改變為與JP-2002-339899A的突出部分相似的外形，但即使第一實施方式的突出部分23被改變為與JP-2002-339899A的突出部分相似的外形，也仍可以得到相似的效果。
第四實施方式根據第三實施方式，空氣通道20的截面外形只在寬度方向(與旋轉軸12垂直的方向)從電動機側捲曲起始部分25向捲曲結束部分21變化，而在高度方向(旋轉軸12的軸方向)並不改變。然而，根據第四實施方式，空氣通道20的截面外形不只在寬度方向從電動機側捲曲起始部分25向捲曲結束部分21變化，而且高度方向也變化。
圖15為第四實施方式的鼓風機的頂視圖。在圖15中，渦殼15的雙點虛線示出第三實施方式的渦殼15的輪廓。
應該說明，在圖16B至16E的每個圖中，雙點虛線都示出在電動機側捲曲起始部分25處的電動機側壁部分18和吸入口側壁部分17的位置(圖16A)。
根據第四實施方式，在電動機側捲曲起始部分25處的側壁19的截面外形(圖16A)與第三實施方式的情形基本相同。另外，在中間(圖16B-16D)處和在捲曲結束部分21處(圖16E)，與第三實施方式相比較，最小捲曲半徑r和最大捲曲半徑R都減小，並且側壁19的位置比第三實施方式的情形更靠近旋轉軸12。因此，空氣通道20的寬度小於第三實施方式的情形。
另一方面，在口側壁部分17和電動機側壁部分18之間的間隔從捲曲起始部分25向捲曲結束部分21增大。也就是說，空氣通道的高度(在旋轉軸12的軸向(圖16A至16E中的上下方向)的空氣通道的尺寸)從電動機側捲曲起始部分25向捲曲結束部分21變大。
由此，與第三實施方式類似，空氣通道20的截面積S從渦殼15的捲曲起始處到捲曲結束部分21側線性增大。因此，第四實施方式可以實現與第三實施方式的情形等效的特定噪音水平減小的效果，並且同樣進一步減小渦殼15的體尺寸。
第五實施方式根據第五實施方式，在電動機側捲曲起始部分25和中間(在電動機側捲曲起始部分25和捲曲結束部分21之間的位置)處的渦殼15上的側壁19的截面外形在吸入口16側都是線性的，並且同樣也朝向電動機14側的渦殼15的徑向外側傾斜。另外，根據第二實施方式，在電動機側捲曲起始部分25和中間處的渦殼15上的側壁19的截面外形主要在中心彎曲，並且傾斜。
然而，根據第五實施方式，如圖17所示，在電動機側捲曲起始部分25處的渦殼15上的側壁19的整個截面外形都在壁部分17、18之間彎曲，從而從口側壁部分17至電動機側壁部分18朝向渦殼15的徑向外側傾斜。
圖17為示出在第五實施方式中的電動機側捲曲起始部分25和中間處的截面的一個實例的截面。即使側壁19如第五實施方式的情形形成，也仍可以得到與第一和第二實施方式類似的效果。
第六實施方式根據上述任一實施方式，在電動機側捲曲起始部分25和中間(在電動機側捲曲起始部分25和捲曲結束部分21之間的部分)處的渦殼15上的側壁19的截面外形以如下方式形成，即捲曲半徑為與口側壁部分17相鄰處的最小半徑r。然而，根據第六實施方式，如圖18所示，側壁19以如下方式形成，即捲曲半徑為不與口側壁部分17相鄰處的部分處的最小半徑r。
例如，圖18為示出在第六實施方式中的電動機側捲曲起始部分25和中間處的截面的一個實例的截面。根據第六實施方式，側壁19的截面外形基本呈拱形，從而凹向旋轉軸12側(圖18中的左側)。最小捲曲半徑r位於在壁17、18之間的幾乎中心處的側壁19上。
最大捲曲半徑R位於與電動機側壁部分18相鄰處。即使側壁19如第六實施方式的情形被形成，也仍可以得到與上述任一實施方式類似的效果。
第七實施方式現在參照圖19，其示出了第七實施方式。圖19示出在捲曲起始部分25處和在捲曲結束部分21前面的區域處的渦殼15的截面。根據本實施方式，側壁19的截面呈凸面彎曲，從而側壁19離開旋轉軸12彎曲。同樣，最大捲曲半徑R處於口側壁部分17和電動機側壁部分18之間。根據所示實施方式，最大半徑R比口側壁部分17更靠近電動機側壁部分18。與上述實施方式相似，最小半徑r位於與口側壁部分17相鄰處。同樣，可以得到與上述實施方式中的一個或多個相似的效果。
第八實施方式現在參照圖20，其示出了第八實施方式。在捲曲結束部分21處示出渦殼15的截面。根據本實施方式，側壁19的截面具有兩個在口側壁部分17和電動機側壁部分18之間相遇的平面端部。側壁19的兩個平面端部相對於軸12向外傾斜。同樣，最大半徑R位於口側壁部分17和電動機側壁部分18之間。根據所示實施方式，最大半徑R略微靠近電動機側壁部分18。與上述實施方式相似，最小半徑r位於與口側壁部分17相鄰處。同樣，可以得到與上述實施方式中的一個或多個相似的效果。
第九實施方式現在參照圖21，其示出了第九實施方式。在捲曲結束部分21處示出渦殼15的截面。根據本實施方式，整個側壁19的截面是線性的，並且相對於旋轉軸12傾斜。側壁19的傾斜度使得最大半徑R位於與電動機側壁部分18相鄰處，且最小半徑r位於與口側壁部分17相鄰處。同樣，可以得到與上述實施方式中的一個或多個相似的效果。
其它實施方式根據上述任一實施方式，空氣通道20的截面積S從渦殼15的捲曲起始處到捲曲結束部分21側線性增大，但是，也可以通過與比較實例1相同的方式呈對數螺線從渦殼15的捲曲起始處向捲曲結束部分21側變化。
另外，根據第一實施方式，最大半徑R在第一實施方式中從電動機側捲曲起始部分25到捲曲結束部分21恆定不變，而根據第二實施方式，最大半徑R從電動機側捲曲起始部分25到捲曲結束部分21繼續變大。然而，最大半徑R在電動機側捲曲起始部分25和捲曲結束部分21之間的部分上可以恆定不變，而在電動機側捲曲起始部分25和捲曲結束部分21之間的餘下區域上可以繼續變大。
儘管僅僅已經選擇了所選實例的實施方式以闡述本發明，當對本領域技術人員顯然的是，在不偏離從屬權利要求中所限定的本發明的範圍的前提下，可以由所公開的內容做出各種變形和改型。另外，如從屬權利要求及其等效部分所限定，對根據本發明的實例的實施方式的前述說明僅用於闡述，且意圖並不在於限制本發明。
權利要求
1.一種離心式鼓風機，具有包括葉片的風扇，所述風扇用於圍繞旋轉軸線旋轉；用於容納所述風扇的渦殼，其中所述渦殼具有第一軸壁部分、第二軸壁部分和在所述第一和第二軸壁部分之間延伸的側壁，所述渦殼包括在所述第一軸壁部分上的吸入口，此外所述渦殼還限定了捲曲起始部分和捲曲結束部分，從而所述風扇通過所述吸入口吸入流體，並從所述捲曲起始部分將所述流體從所述捲曲結束部分推出所述渦殼，其中所述渦殼具有橫切所述旋轉軸線而測得的捲曲半徑，所述捲曲半徑從所述捲曲起始部分向所述捲曲結束部分變化，並且與所述第一軸壁部分相比，最大捲曲半徑更靠近所述第二軸壁部分。
2.如權利要求1所述的離心式鼓風機，其中最大捲曲半徑從所述捲曲起始部分到所述捲曲結束部分恆定不變。
3.如權利要求1所述的離心式鼓風機，其中最大捲曲半徑從所述捲曲起始部分到所述捲曲結束部分增大。
4.如權利要求1所述的離心式鼓風機，其中最小捲曲半徑從所述捲曲起始部分到所述捲曲結束部分增大。
5.如權利要求4所述的離心式鼓風機，其中所述最小捲曲半徑幾乎等於在所述捲曲結束部分處的最大半徑。
6.如權利要求5所述的離心式鼓風機，其中所述風扇和所述渦殼相互配合，從而在所述渦殼內部限定空氣通道，其中所述空氣通道的截面積從所述捲曲起始部分向所述捲曲結束部分增大。
7.如權利要求6所述的離心式鼓風機，其中所述空氣通道的截面積線性增大。
8.如權利要求6所述的離心式鼓風機，其中所述空氣通道的截面積呈對數螺線增大。
9.如權利要求8所述的離心式鼓風機，其中在所述捲曲起始部分處的最大捲曲半徑為所述風扇的外直徑的大約0.7至1.0倍。
10.如權利要求9所述的離心式鼓風機，其中所述最大捲曲半徑位於與所述第二軸壁部分相鄰處，而所述最小捲曲半徑則位於與所述第一軸壁部分相鄰處。
11.如權利要求1所述的離心式鼓風機，其中幾乎平行於所述旋轉軸的高度尺寸從所述捲曲起始部分到所述捲曲結束部分變化。
12.如權利要求1所述的離心式鼓風機，其中幾乎平行於所述旋轉軸的高度尺寸從所述捲曲起始部分到所述捲曲結束部分增大。
全文摘要
一種離心式鼓風機，其具有包括葉片的風扇。渦殼容納風扇，並具有第一軸壁部分、第二軸壁部分和在第一和第二軸壁部分之間延伸的側壁。渦殼包括在第一軸壁部分上的吸入口。此外，渦殼還規定了捲曲起始部分和捲曲結束部分。渦殼具有橫切旋轉軸而測得的捲曲半徑，其從捲曲起始部分向捲曲結束部分變化。而且，與第一軸壁部分相比，最大捲曲半徑更靠近第二軸壁部分。
文檔編號F04D29/42GK101033756SQ20071008550
公開日2007年9月12日 申請日期2007年3月7日 優先權日2006年3月7日
發明者關秀樹, 酒井雅晴, 落合利德, 三石康志 申請人:株式會社電裝, 株式會社日本自動車部品綜合研究所