CN107923412B

CN107923412B - 离心式鼓风机及换气扇

Info

Publication number: CN107923412B
Application number: CN201580082320.9A
Authority: CN
Inventors: 山口庆二郎; 冈本一辉; 菊地仁; 小崎雄大
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2020-03-10
Anticipated expiration: 2035-08-26
Also published as: US10570919B2; JP6580144B2; US20180187694A1; JPWO2017033303A1; WO2017033303A1; CN107923412A

Abstract

具有：叶轮(2)，其由驱动电动机(3)驱动而旋转；涡形壳体(4)，其具备具有开口(9)的吸入口面(10)和距成为叶轮(2)的旋转中心的轴线的距离根据位置而不同的壁部(12)，将通过叶轮(2)的旋转而产生的离心方向的气流转换成一个方向的气流；空气导入部(13)，其具备在比吸入口面(10)靠吸入空气的流动的上游侧的位置配置有大径侧端(16)的喇叭口部(18)；以及突出部(15)，其从空气导入部(13)向与成为叶轮(2)的旋转中心的轴线正交的方向且向远离旋转中心的方向延伸，包围喇叭口部(18)的一部分。

Description

离心式鼓风机及换气扇

技术领域

本发明涉及具备涡形壳体的离心式鼓风机及换气扇。

背景技术

离心式鼓风机在涡形壳体的具有开口的面即吸入口面设置喇叭口状的空气导入部，并且在涡形壳体内收容叶轮，通过叶轮的旋转来产生气流。在离心式鼓风机中，由于叶轮的旋转或驱动电动机的运转而在涡形壳体内产生的噪声通过空气导入部发出。

专利文献1公开了使相当于空气导入部的孔口比具有吸入口的吸入壳体的下端向吸入空气的流动的上游侧突出的结构。在专利文献1公开的发明中，吸入壳体是涡形壳体，具有吸入口的吸入壳体的下端是具有开口的吸入口面。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3279834号公报

发明内容

发明要解决的课题

如专利文献1公开的发明那样，离心式鼓风机能够通过将空气导入部配置成向吸入空气的流动的上游侧突出而实现低噪声化。然而，为了实现高静谧性的换气扇，希望离心式鼓风机实现进一步的低噪声化。

本发明是鉴于上述情况而作出的，目的在于得到一种实现低噪声化的离心式鼓风机。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题，实现目的，本发明是一种离心式鼓风机，具有：叶轮，其由驱动电动机驱动而旋转；涡形壳体，其具备具有开口的吸入口面和距成为叶轮的旋转中心的轴线的距离根据位置而不同的壁部，将通过叶轮的旋转而产生的离心方向的气流转换成一个方向的气流；以及空气导入部，其具备在比吸入口面靠吸入空气的流动的上游侧的位置配置有大径侧端的喇叭口部。本发明具有突出部，该突出部从空气导入部向与轴线正交的方向且向远离旋转中心的方向延伸，包围喇叭口部的一部分。

发明效果

本发明的离心式鼓风机发挥能够实现低噪声化这样的效果。

附图说明

图1是实施方式1的换气扇的立体图。

图2是实施方式1的换气扇的俯视图。

图3是实施方式1的换气扇的剖视图。

图4是示意性地表示实施方式1的换气扇的吸入空气的流动的图。

图5是表示实施方式1的换气扇中突出部的大小与相对噪声改善效果的关系的图。

图6是表示实施方式1的换气扇的噪声特性和不具备突出部的换气扇的噪声特性的图。

图7是实施方式2的换气扇的立体图。

图8是实施方式2的换气扇的俯视图。

图9是实施方式3的换气扇的立体图。

图10是实施方式3的换气扇的俯视图。

图11是实施方式3的换气扇的剖视图。

图12是实施方式3的换气扇的空气导入部的俯视图。

图13是实施方式3的换气扇的空气导入部的剖视图。

图14是实施方式4的换气扇的立体图。

图15是实施方式4的换气扇的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图，详细说明本发明的实施方式的离心式鼓风机及换气扇。

实施方式1

图1是实施方式1的换气扇的立体图。图2是实施方式1的换气扇的俯视图。图3是实施方式1的换气扇的剖视图。图3示出沿图2中的III-III线的截面。如图1、图2及图3所示，换气扇1具有：产生离心方向的气流的叶轮2；对叶轮2进行驱动的驱动电动机3；收容叶轮2的涡形壳体4；收容涡形壳体4的箱状的框体5；以及对与涡形壳体4的吹出口连接的管道连接构件6进行开闭的风门7。叶轮2连接于驱动电动机3，由驱动电动机3驱动而旋转。叶轮2、涡形壳体4、框体5、管道连接构件6及风门7由金属材料形成。

驱动电动机3、叶轮2及涡形壳体4构成离心式鼓风机8。离心式鼓风机8收容于框体5。

涡形壳体4具备：吸入口面10，其具有开口9；舌部11，其将通过叶轮2的旋转而在涡形壳体4内产生的离心方向的气流转换成趋向吹出口的一个方向的气流；壁部12，其距叶轮2的旋转中心即轴线A的距离随着以舌部11为起点的沿着叶轮2的旋转方向的角度变大而变长；以及空气导入部13，其配置于开口9。涡形壳体4具备将通过叶轮2的旋转而产生的离心方向的气流转换成一个方向的气流的功能。空气导入部13与涡形壳体4成为一体结构。需要说明的是，在图3中，由假想线示出开口9的位置。

叶轮2的旋转中心即轴线A与壁部12的距离在舌部11的部分处达到最小。

空气导入部13具有：筒状的吸入部14，其供吸入空气通过；以及突出部15，其从吸入部14向与叶轮2的旋转中心即轴线A正交的方向且向远离轴线A的方向延伸。吸入部14具备：喇叭口部18，其贯通吸入口面10，大径侧端16配置在比吸入口面10靠吸入空气的流动的上游侧的位置，小径侧端17配置在比吸入口面10靠吸入空气的流动的下游侧的位置；以及支承部19，其从喇叭口部18的大径侧端16向吸入空气的流动的下游方向延伸而将喇叭口部18与吸入口面10连接，并对喇叭口部18进行支承。由于大径侧端16配置在比吸入口面10靠吸入空气的流动的上游侧的位置，因此，空气导入部13比吸入口面10向吸入空气的流动的上游侧突出。需要说明的是，在图3中，用箭头B表示吸入空气的流动的方向。即，图3中的箭头B所指的方向是吸入空气的流动的下游侧。

突出部15与框体5的内表面20相接。如图2所示，突出部15以交点S为起点向叶轮2的旋转方向侧设置而包围喇叭口部18的一部分，上述交点S是包含从轴线A至壁部12的距离最小的点及轴线A在内的平面与喇叭口部18的大径侧端16的交点。突出部15的以轴线A为中心并沿着叶轮2的旋转方向的中心角为θ。需要说明的是，叶轮2的旋转方向是图2中用箭头C表示的方向。

设置突出部15的起点也可以是将包含从轴线A至壁部12的距离最小的点及轴线A在内的平面在叶轮2的旋转方向上以±5°的范围偏移而得到的平面与喇叭口部18的大径侧端16的交点。

夹在涡形壳体4的空气导入部13与框体5的内表面20之间的空间成为风路外空间21。

对于离心式鼓风机8，在吸入空气通过空气导入部13向涡形壳体4流入时，从轴线A至壁部12的距离越长的部分，越不易产生压力损失。因此，离心式鼓风机8存在从轴线A至壁部12的距离越长、吸入空气量越多、吸入空气的流入速度越快的倾向。

图4是示意性地表示实施方式1的换气扇的吸入空气的流动的图。在设置有突出部15的部分处，没有突出部15的情况下会向风路外空间21流入的气流22与无论有无突出部15都会流入到喇叭口部18的气流23合流，因此，流入到喇叭口部18的吸入空气的流量增加。另一方面，在未设置突出部15的部分处，存在向风路外空间21流入的气流24。即，在未设置突出部15的部分处，气流24不易与流入到喇叭口部18的气流23合流，因此，流入到喇叭口部18的吸入空气的流量不增加。

因此，通过在吸入空气量为平均值以下的部分设置突出部15，能够使吸入空气量增大，减少通过空气导入部13流入到涡形壳体4的吸入空气的风速分布的偏差。

由于叶轮2的旋转或驱动电动机3的运转而在涡形壳体4内产生的噪声通过空气导入部13发出。在涡形壳体4产生的噪声发出时，风路外空间21成为声管。因此，在换气扇1的运转时产生的噪声增大。

在实施方式1的换气扇1中，从喇叭口部18的大径侧端16向与叶轮2的旋转中心即轴线A正交的方向且向远离轴线A的方向延伸的突出部15与框体5的内表面20相接而覆盖风路外空间21。由此，实施方式1的换气扇1防止风路外空间21成为声管，抑制在风路外空间21产生共鸣。

图5是表示实施方式1的换气扇中突出部的大小与相对噪声(日文：比騒音)改善效果的关系的图。需要说明的是，突出部15形成为具有到达框体5的内表面20的长度，变更以包含从轴线A至壁部12的距离最小的点及轴线A在内的平面与喇叭口部18的大径侧端16的交点S为起点的叶轮2的旋转方向角度θ，来测定相对噪声改善效果。在图5中，以不具备突出部15的θ＝0°的换气扇为基准示出了相对噪声改善效果。

离心式鼓风机8的相对噪声K通过下述式(1)算出。

[数学式1]

P：总压[Pa]，Q：风量[m³/min]，

SPL：噪声等级[dB]，g：重力加速度

θ的值变化，从而上述式(1)中的噪声等级SPL、总压P及风量Q的值发生变化，因此，相对噪声K根据θ的值而取不同的值。

如图5所示，设置有突出部15的实施方式1的换气扇1与不具备突出部15的换气扇相比，相对噪声减小。对于实施方式1的换气扇1，如果θ为110°以上且270°以下，则在用分贝表示相对于不具备突出部15的θ＝0°的换气扇的相对噪声改善效果时，绝对值为大于1.0的值，如果θ为120°以上且225°以下，则在用分贝表示相对于不具备突出部15的θ＝0°的换气扇的相对噪声改善效果时，绝对值为大于1.1的值。实施方式1的换气扇1在突出部15的大小θ＝180°的条件下相对噪声改善效果最好，相对于不具备突出部15的θ＝0°的换气扇，可得到-1.3分贝的相对噪声改善效果。

图6是表示实施方式1的换气扇的噪声特性和不具备突出部的换气扇的噪声特性的图。需要说明的是，在图6中示出相对噪声的实施方式1的换气扇1的突出部15的大小为θ＝180°。如图6所示，实施方式1的换气扇1无论在图6中的测定范围内以何种风量进行运转的情况下，与不具备突出部15的换气扇相比噪声值都下降。

如上所述，实施方式1的换气扇1使喇叭口部18比涡形壳体4的吸入口面10向吸入空气的流动的上游侧突出。另外，实施方式1的换气扇1以交点S为起点向叶轮2的旋转方向侧设置有从喇叭口部18的大径侧端16向与轴线A正交的方向且向远离轴线A的方向延伸的突出部15，上述交点S是包含从轴线A至壁部12的距离最小的点及轴线A在内的平面与喇叭口部18的大径侧端16的交点。突出部15防止吸入空气流入到风路外空间21而将吸入空气向喇叭口部18侧引导，因此，能够减少通过空气导入部13流入到涡形壳体4的吸入空气的风速分布的偏差。另外，突出部15覆盖风路外空间21，因此，能够抑制在风路外空间21产生共鸣。

需要说明的是，突出部15不一定必须设置在喇叭口部18的大径侧端16。即，只要能够将向风路外空间21流入的吸入空气向喇叭口部18侧引导，突出部15就可以从吸入部14的任意部分延伸。叶轮2、涡形壳体4、框体5、管道连接构件6及风门7也可以由树脂材料形成。

实施方式1的换气扇1能够抑制在风路外空间21产生共鸣，且能够减少通过空气导入部13流入到涡形壳体4的吸入空气的风速分布的偏差，因此，能够降低离心式鼓风机8的运转时的噪声。

实施方式2

图7是本发明的实施方式2的换气扇的立体图。图8是实施方式2的换气扇的俯视图。实施方式2的换气扇25在如下一点上与实施方式1的换气扇1不同：涡形壳体26的空气导入部27具备吸入部29，该吸入部29具有突出部28来代替突出部15。其他结构与实施方式1相同。驱动电动机3、叶轮2及涡形壳体26构成离心式鼓风机30。涡形壳体26由金属材料形成。涡形壳体26与实施方式1的涡形壳体4同样地将通过叶轮2的旋转而产生的离心方向的气流转换成一个方向的气流。空气导入部27与涡形壳体26成为一体结构。

实施方式2的换气扇25包括如下部分：突出部28不与框体5的内表面20相接，在突出部28与框体5的内表面20之间形成有间隙。在图8中，在由虚线框D、E包围表示的部分处，在突出部28与框体5的内表面20之间形成有间隙。实施方式2的换气扇25虽然在突出部28与框体5的内表面20之间存在间隙，但能够减少通过空气导入部27流入到涡形壳体26的吸入空气的风速分布的偏差，且抑制在风路外空间21产生共鸣。

在实施方式2的换气扇25的离心式鼓风机30中，突出部28的至少一部分延伸至壁部12在沿轴线A的方向上的延长线上。在图8中，在由虚线框D包围表示的部分处，突出部28延伸至壁部12在沿轴线A的方向上的延长线上。

对于实施方式2的换气扇25，在突出部28延伸至涡形壳体26的壁部12在沿轴线A的方向上的延长线上的部分处，减少通过空气导入部27流入到涡形壳体26的吸入空气的风速分布的偏差的效果及抑制在风路外空间21产生共鸣的效果与突出部15与框体5的内表面20相接的图1所示的结构等同。这是因为存在于突出部28与框体5的内表面20之间的间隙越处于远离轴线A的位置，吸入空气通过间隙而流入到风路外空间21的可能性越小。

这样，实施方式2的换气扇25能够降低离心式鼓风机30的运转时的噪声。实施方式2的换气扇25的突出部28在与框体5的内表面20之间存在间隙，相应地比实施方式1的换气扇1的突出部15小，因此，实施方式2的换气扇25的离心式鼓风机30与实施方式1的换气扇1的离心式鼓风机8相比能够实现轻量化。

需要说明的是，涡形壳体26也可以由树脂材料形成。

实施方式3

图9是实施方式3的换气扇的立体图。图10是实施方式3的换气扇的俯视图。图11是实施方式3的换气扇的剖视图。图11示出沿图10中的XI-XI线的截面。如图9、图10及图11所示，换气扇31具有收容叶轮2的涡形壳体32。上述结构之外与实施方式1相同。驱动电动机3、叶轮2及涡形壳体32构成离心式鼓风机33。其他结构与实施方式1相同。涡形壳体32与实施方式1的涡形壳体4同样地将通过叶轮2的旋转而产生的离心方向的气流转换成一个方向的气流。

图12是本发明的实施方式3的换气扇的空气导入部的俯视图。图13是实施方式3的换气扇的空气导入部的剖视图。图13示出沿图12中的XIII-XIII线的截面。需要说明的是，在图13中，用箭头B表示吸入空气的流动的方向。即，图13中的箭头B所指的方向是吸入空气的流动的下游侧。在实施方式3的换气扇31中，空气导入部34为与涡形壳体32分开的构件。在离心式鼓风机33的组装后，在空气导入部34的喇叭口部35的大径侧端36，设置有向与叶轮2的旋转中心即轴线A正交的方向且向远离轴线A的方向延伸的突出部37。另外，在离心式鼓风机33的组装后，在喇叭口部35的大径侧端36，设置有沿着驱动电动机3的轴线A朝向吸入空气的流动的下游侧延伸的支承部38。如图11所示，在离心式鼓风机33的组装后，支承部38与涡形壳体32的吸入口面39相接，对喇叭口部35进行支承，并且在沿轴线A的方向上对空气导入部34进行定位。

空气导入部34在突出部37与框体5相接的部分设置有具备孔或狭缝的固定余量部(日文：固定しろ)40。通过将螺钉穿过固定余量部40螺纹紧固于框体5，将空气导入部34固定于框体5。需要说明的是，也可以在支承部38与吸入口面39相接的部分设置固定余量部40来将空气导入部34固定于涡形壳体32。

涡形壳体32及空气导入部34由金属材料形成。

在实施方式3的换气扇31中，空气导入部34为与涡形壳体32独立的构件。因此，空气导入部34的结构简单，因此用于空气导入部34的成形的模具容易制成。

实施方式3的换气扇31由于涡形壳体32与空气导入部34分开，因此，在制造涡形壳体32时不需要复杂的加工工序，涡形壳体32的制造容易。另外，由于用于通过模具加工成形空气导入部34的模具的制造容易，因此，实施方式3的换气扇31能够实现制造成本的降低。

实施方式3的换气扇31由于突出部37防止吸入空气流入到夹在空气导入部34与框体5的内表面20之间的风路外空间21而向喇叭口部35侧引导，因此，能够减少通过空气导入部34流入到涡形壳体32的吸入空气的风速分布的偏差。另外，由于突出部37覆盖风路外空间21，因此，能够抑制在风路外空间21产生共鸣。由此，实施方式3的换气扇31能够降低离心式鼓风机33的运转时的噪声。

需要说明的是，突出部37既可以与框体5相接，也可以与框体5分离。涡形壳体32及空气导入部34也可以由树脂材料形成。

实施方式4

图14是本发明的实施方式4的换气扇的立体图。图15是实施方式4的换气扇的剖视图。图15示出沿图14中的XV-XV线的截面。在实施方式4的换气扇41中，涡形壳体42具备的空气导入部43具有吸入部50，该吸入部50具备：喇叭口部48，其贯通具有开口44的吸入口面45，大径侧端46配置在比吸入口面45靠吸入空气的流动的上游侧的位置，小径侧端47配置在比吸入口面45靠吸入空气的流动的下游侧的位置；以及支承部49，其从喇叭口部48的大径侧端46向吸入空气的流动的下游方向延伸而将喇叭口部48与吸入口面45连接，并对喇叭口部48进行支承。需要说明的是，在图15中，由假想线示出开口44的位置。另外，在图15中，用箭头B表示吸入空气的流动的方向。即，图15中的箭头B所指的方向是吸入空气的流动的下游侧。

另一方面，在框体51的内表面52设置有突出部53。突出部53以交点T为起点向叶轮2的旋转方向侧设置，上述交点T是包含从轴线A至涡形壳体42的壁部12的距离最小的点及轴线A在内的平面与框体51的内表面52的交点。涡形壳体42及框体51由金属材料形成。其他结构与实施方式1相同。

驱动电动机3、叶轮2及涡形壳体42构成离心式鼓风机54。离心式鼓风机54收容于框体51。涡形壳体42与实施方式1的涡形壳体4同样地将通过叶轮2的旋转而产生的离心方向的气流转换成一个方向的气流。

突出部53从框体51的内表面52向与叶轮2的旋转中心即轴线A正交且接近轴线A的方向延伸，与喇叭口部48的大径侧端46相接。

实施方式4的换气扇41由于突出部53防止吸入空气流入到夹在空气导入部43与框体51的内表面52之间的空间即风路外空间55而向喇叭口部48侧引导，因此，能够减少通过空气导入部43流入到涡形壳体42的吸入空气的风速分布的偏差。另外，由于突出部53覆盖风路外空间55，因此，能够抑制在风路外空间55产生共鸣。由此，实施方式4的换气扇41能够降低离心式鼓风机54的运转时的噪声。

需要说明的是，突出部53也可以不与喇叭口部48的大径侧端46相接。换言之，也可以在喇叭口部48的大径侧端46与突出部53之间空出间隙。但是，在使突出部53与喇叭口部48的大径侧端46相接的情况下，减少通过空气导入部43流入到涡形壳体42的吸入空气的风速分布的偏差的效果及抑制在风路外空间55产生共鸣的效果更好。另外，涡形壳体42也可以由树脂材料形成。另外，突出部53也可以包围喇叭口部48的整个圆周。

以上的实施方式所示的结构表示本发明的内容的一个例子，既能够与其他的公知技术组合，也能够在不脱离本发明的主旨的范围内对结构的一部分进行省略、变更。

符号说明

1、25、31、41换气扇，2叶轮，3驱动电动机，4、26、32、42涡形壳体，5、51框体，6管道连接构件，7风门，8、30、33、54离心式鼓风机，9、44开口，10、39、45吸入口面，11舌部，12壁部，13、27、34、43空气导入部，14、29、50吸入部，15、28、37、53突出部，16、36、46大径侧端，17、47小径侧端，18、35、48喇叭口部，19、38、49支承部，20、52内表面，21、55风路外空间，22、23、24气流，40固定余量部。

Claims

1.一种离心式鼓风机，其特征在于，所述离心式鼓风机具有：

叶轮，其由驱动电动机驱动而旋转；

涡形壳体，其具备具有开口的吸入口面和距成为所述叶轮的旋转中心的轴线的距离根据位置而不同的壁部，将通过所述叶轮的旋转而产生的离心方向的气流转换成一个方向的气流；

空气导入部，其具备在比所述吸入口面靠吸入空气的流动的上游侧的位置配置有大径侧端的喇叭口部；以及

突出部，其在比所述吸入口面靠所述吸入空气的流动的上游侧，从所述空气导入部的周向一部分向与所述轴线正交的方向且向远离所述轴线的方向延伸。

2.根据权利要求1所述的离心式鼓风机，其特征在于，

所述空气导入部与所述涡形壳体为一体结构。

3.根据权利要求1所述的离心式鼓风机，其特征在于，

所述突出部从所述喇叭口部的所述大径侧端延伸。

4.根据权利要求1所述的离心式鼓风机，其特征在于，

所述突出部的至少一部分延伸至所述壁部在沿所述轴线的方向上的延长线上。

5.根据权利要求1所述的离心式鼓风机，其特征在于，

所述突出部以包含从所述轴线至所述壁部的距离最小的点及所述轴线在内的平面与所述大径侧端的交点为起点，向所述叶轮的旋转方向侧设置。

6.根据权利要求5所述的离心式鼓风机，其特征在于，

所述突出部的大小设置成以所述轴线为中心的中心角为110°以上且270°以下。

7.根据权利要求6所述的离心式鼓风机，其特征在于，

所述突出部的大小设置成所述中心角为120°以上且225°以下。

8.一种换气扇，所述换气扇将权利要求1～7中任一项所述的离心式鼓风机收容于框体，其特征在于，

夹在所述框体的内表面与所述空气导入部之间的空间由所述突出部覆盖。

9.一种换气扇，其特征在于，所述换气扇具有离心式鼓风机和***述离心式鼓风机的框体，所述离心式鼓风机具有：

叶轮，其由驱动电动机驱动而旋转；

突出部，其从所述空气导入部的周向一部分向与所述轴线正交的方向且向远离所述轴线的方向延伸，包围所述喇叭口部的一部分，

10.根据权利要求8或9所述的换气扇，其特征在于，

所述突出部与所述框体的内表面相接。

11.一种换气扇，所述换气扇将离心式鼓风机收容于框体，所述离心式鼓风机具有：

叶轮，其由驱动电动机驱动而旋转；

涡形壳体，其具备具有开口的吸入口面和距成为所述叶轮的旋转中心的轴线的距离根据位置而不同的壁部，将通过所述叶轮的旋转而产生的离心方向的气流转换成一个方向的气流；以及

空气导入部，其具备在比所述吸入口面靠吸入空气的流动的上游侧的位置配置有大径侧端的喇叭口部，

所述换气扇的特征在于，

所述框体具有突出部，所述突出部在比所述吸入口面靠所述吸入空气的流动的上游侧，从所述框体的内表面向与所述轴线正交的方向且向接近所述轴线的方向延伸，覆盖夹在所述内表面与所述空气导入部之间的空间的周向一部分。

12.根据权利要求11所述的换气扇，其特征在于，

所述突出部包围所述喇叭口部的一部分。

13.根据权利要求11所述的换气扇，其特征在于，

所述突出部与所述喇叭口部的所述大径侧端相接。

14.根据权利要求11～13中任一项所述的换气扇，其特征在于，

所述突出部以包含从所述轴线至所述壁部的距离最小的点及所述轴线在内的平面与所述内表面的交点为起点，向所述叶轮的旋转方向侧设置。