TWI418709B - 送風扇及使用其之送風機 - Google Patents

Description

送風扇及使用其之送風機 發明領域

本發明係有關於一種將空氣吹出至離心方向之送風扇及使用其之送風機。

發明背景

將空氣吹出至離心方向之送風扇、即所謂之離心風扇係以日本專利公開公報2007-170331號記載之離心風扇來說明。第12圖係專利文獻1記載之習知離心風扇之立體圖。第13圖係習知離心風扇之部份上面圖。此外，在第12圖及第13圖，以箭號R顯示離心風扇之旋轉方向。

如第12圖所示，離心風扇包含有轂板21、與轂板21相對而設之環狀覆板22、配設於轂板21與覆板22間之複數個葉片23。轂板21之外形部21a為圓形，於中心具有孔21b。於孔21b可固定馬達(圖中未示)之旋轉軸。覆板22之外形部22a為圓形，於中央具有開口22b。葉片23之表面呈3維形狀。又，葉片23配設成為內周側端部之前緣24比為外周側端部之後緣25還靠近旋轉方向側。

離心風扇20可藉馬達之驅動而旋轉。藉離心風扇20之旋轉，從覆板22之開口22b吸入空氣。所吸入之空氣從葉片23之前緣24往後緣25引導，而往離心風扇20之外側吹出。

第13圖之部份上面圖係從覆板22側觀看離心風扇20之一部份。C係旋轉之中心。在此，以葉片23之後緣25之轂板21側作為轂板側後緣25a，以葉片23之後緣25之覆板22側作為覆板側後緣25b。葉片23呈轂板側後緣25a比覆板22側後緣25b還靠近旋轉方向側之形狀。亦即，葉片23之後緣25呈相對於旋轉軸方向傾斜之形狀。離心風扇20將從覆板22之開口22b所吸入之空氣做約略直角之流向改變，而吹出至外側。在此，當葉片23不具如上述之3維形狀時，通過離心風扇20之內部之空氣偏於轂板21之側。如上述，藉令葉片23呈使轂板側後緣25a比覆板側後緣25b還靠近旋轉方向側之形狀，所吸入之空氣在從前緣24往後緣25引導之期間，可從轂板21側往覆板22側引導。藉此，可將為離心風扇20之吹出部份之葉片23的後緣25之空氣風速分佈可均一化。

在此，以葉片23之前緣24之轂板21側為轂板側前緣24a，以葉片23之前緣24之覆板22側為覆板側前緣24b。如第13圖所示，葉片23呈轂板側前緣之入口角βh大於覆板側前緣24b之入口角βs的形狀。即，葉片23呈前緣24之入口角呈從轂板21側朝覆板22側逐漸減少之形狀。此外，關於葉片23之後緣25，誠如上述，呈出口角從轂板21側朝覆板22側逐漸變化之形狀。

亦即，習知離心風扇20之葉片23呈入口角及出口角從轂板21側朝覆板22側逐漸變化的3維形狀。又，葉片23呈厚度逐漸變化之3維形狀。藉此，可將吹出之空氣之風速分佈均一化，而可在不使離心風扇20之性能降低下，減低噪音。

然而，離心風扇20之葉片23通常以金屬板製作。由於以金屬板所製作之葉片23為薄板，故不易呈如上述之3維形狀。特別是不易呈厚度逐漸變化之3維形狀。為獲得此種3維形狀，當將以金屬板構成之薄板2片合在一起，製作葉片23時，不僅耗費成本，而且使離心風扇20旋轉時之平衡差。再者，不將葉片23以金屬板製作，而以樹脂製作時，雖可呈3維形狀，但耗費製作成本。因而，為謀求因風速分佈均一化所致之離心風扇20之性能維持及噪音減低，當使用3維形狀之葉片23時，不易以低成本製作離心風扇20。

發明概要

本發明可以低價提供達成了因將風速分佈均一化所致之性能維持及噪音減低之送風扇。

本發明之送風扇包含有可固定馬達之旋轉軸之轂、與轂相對而設之覆板、及配設於轂與覆板間之複數個葉片；並於葉片之後緣與覆板間形成有間隙。藉使風流至此間隙，可維持性能，並使在送風扇最外周之風速降低，而可減低風切頻率噪音。又，藉此簡單之結構，可以低價製作送風扇。

圖式簡單說明

第1圖係本發明第1實施形態之送風扇之立體圖。

第2圖係第1實施形態之送風扇之上面圖。

第3圖係第1實施形態之送風扇之截面圖

第4圖係第1實施形態之另一送風扇之截面圖。

第5圖係第1實施形態之又另一送風扇之截面圖。

第6A圖係搭載有第1實施形態之送風扇之送風機的上面圖。

第6B圖係第6A圖之6B-6B線之截面圖。

第7A圖係顯示第1實施形態之風扇殼體內部之覆板側的空氣流動之說明圖。

第7B圖係顯示第1實施形態之風扇殼體內部之轂側的空氣流動之說明圖。

第8圖係顯示不形成間隙之送風扇之噪音特性的說明圖。

第9圖係顯示第2結構之送風扇之噪音特性的說明圖。

第10圖係顯示第1結構之送風扇之噪音特性的說明圖。

第11圖係顯示第3結構之送風扇之噪音特性的說明圖。

第12圖係習知離心風扇之立體圖。

第13圖係習知離心風扇之部份上面圖。

較佳實施例之詳細說明 (實施形態1)

第1圖係本發明第1實施形態之送風扇之立體圖。第2圖係本實施形態之送風扇之上面圖。此外，第2圖係顯示卸除送風扇之之狀態。第3圖係本實施形態之送風扇之截面圖。第4圖係本實施形態之另一送風扇之截面圖。第5圖係本實施形態之又另一送風扇之截面圖。此外，第3圖~第5圖係顯示安裝送風扇之覆板之狀態。又，第3圖~第5圖係模式地顯示葉片之配設狀態者，係包含送風扇之旋轉軸之截面圖。第6A圖係搭載有本實施形態之送風扇之送風機的上面圖。第6B圖係第6A圖之6B-6B線之截面圖。

首先，就第6A圖及第6B圖所示之送風機作說明。送風機50係於以蝸牛形狀風扇殼體5形成之空氣流路之內部具有送風扇1及用以使送風扇1旋轉之馬達6。當送風扇1以馬達6之驅動旋轉時，空氣從殼體5之吸入口8吸入，而從吹出口9吹出。此種送風機50藉搭載於衣類洗衣烘衣機或衣類烘衣機(皆未以圖顯示)之空氣循環路徑，吹出空氣，而使含有水分之衣類乾燥。此外，亦可依需要，於空氣循環路徑裝入加熱裝置或除濕裝置。

如第1圖及第2圖所示，送風扇1包含有轂4、與轂4相對而設之覆板2、配設於轂4與覆板2間之複數個葉片3。轂4呈中央附近於覆板2側***成吊鐘狀之約略圓盤之形狀。覆板2呈具有開口之圓環形狀。

又，轂4於中央具有孔4a。如第6B圖所示，轂4利用孔4a及螺絲7，固定於馬達6之旋轉軸6a。當使馬達6逆時鐘旋轉時，轂4、覆板2及葉片3形成一體，而逆時鐘旋轉。藉此，可從殼體5之吸入口8將空氣吸入至覆板2之開口。所吸入之空氣隨著葉片3之旋轉，朝為葉片3端部之後緣3a以放射狀吹出。以放射狀吹出之空氣從吹出口9吹出。

在此，如第3圖所示，葉片3於後緣3a之覆板2側具有切口部30。藉葉片3具有切口部30，而於葉片3與覆板2間形成間隙11a。以下，將此結構記載為第1結構。當使送風扇1旋轉時，空氣流入至間隙11a。藉此，在風扇殼體5，可使為風速最快之部份之舌狀體10(參照第6A圖)附近之風速減少。舌狀體10係風扇殼體5與送風扇1之間隙最窄之部份。結果，可使風扇殼體5之風速分佈均一化。

因切口部30而形成之間隙11a即使於以金屬板製作葉片3時，亦可輕易且以低價形成。又，因間隙11a，風扇殼體5之最大風速減少，風切頻率噪音減低。此外，形成間隙11a之處係葉片3之旋翼性能低之處。因此，即使形成間隙11a，送風機1之送風性能亦幾乎不降低。因而，可維持送風機50之性能，且可減低送風機50之噪音。此外，即使以樹脂製作葉片3時，藉形成因切口部30而形成之間隙11a，可不需下部切割形狀。亦即，可以低成本製作送風扇1。

在此，就用以於葉片3與覆板2間形成間隙之另一結構(以下記載為第2結構)作說明。如第4圖所示，藉將緣部2a構造成將覆板2之外周緣形成為相對於覆板2之傾斜面2b擴展空氣之出口的方向，而可形成間隙11b。藉此，由於空氣流入至葉片3與覆板2間之間隙11b，故可具有與形成切口部30之間隙11a時同樣之作用及效果。

就用以於葉片3與覆板2間形成間隙之又另一結構(以下記載為第3結構)作說明。如第5圖所示，葉片3在後緣3a於覆板2側具有切口部30，並且於覆板2之外周緣，緣部2a構造成形成為相對於覆板2之傾斜面2b擴展空氣之出口的方向，而形成間隙11c。亦即，為同時具有第1結構及第2結構之結構。為此結構時，具有大於第1結構及第2結構之作用及效果。特別是對噪音之減低具有相當大之效果。關於此點後述。

在此，就如上述所構成之送風扇1及使用其之送風機50之動作作說明。從覆板2之開口流入之空氣於流入設有複數個之葉片3間之際，將流動方向做約略直角之改變。在覆板2與轂4間，在轂4附近流動之空氣改變了流動方向之際的曲率小。因此，空氣以約略曲緣狀順暢地流動，風速之減少少，流路損失亦較小。如此，由於空氣順暢地流動，故葉片3之空氣之剝離現象不易產生。

相對於此，在覆板2與轂4間，在覆板2附近流動之空氣改變流動方向之際之曲率大。因此，空氣急遽彎曲，風速之減少大，流路損失亦大。藉此，空氣之流動紊亂，在葉片3之上部，產生空氣之剝離現象及將空氣以旋渦狀捲入之區域。結果，易產生噪音。

就此噪音之原因加以說明。當風速之減少大時，向外之風速向量減小，空氣可往送風扇1之旋轉方向拖曳。因此，空氣不致被吹出至送風扇1外。由於在送風扇1之外周之風速因葉片3之位置而脈動，故此脈動使壓力波產生，而形成風切頻率噪音。

本實施形態之送風扇1在葉片3，覆板2近處之空氣向外之風速向量小。利用此，本實施形態之送風扇1於葉片3之後緣3a與覆板2間形成間隙，藉使空氣流至此間隙，可縮小在送風扇最外周之空氣之風速。

本實施形態之間隙11a、11b、11c之尺寸相對於葉片3之翼弦方向(第3圖之上下方向)為10%以下，相對於推力方向(第3圖之左右方向)為50%以下。間隙11a、11b、11c之尺寸在翼弦方向及推力方向皆大於此以上時，對風切頻率噪音有效果，但有作為送風扇1之性能降低之虞。在此狀態，為維持送風扇1之性能，需增加送風扇之轉速，此時，送風扇1之效率降低。

第7A圖係顯示本實施形態之風扇殼體5內部之覆板2側之空氣流動的說明圖。第7B圖係顯示本實施形態之風扇殼體5內部之覆板2側之空氣流動的說明圖。此外，第7A圖及第7B圖所示之送風扇1係第3結構，間隙11c之尺寸相對於翼弦方向為5%，相對於推力方向為25%。又，送風扇1之直徑係155mm，轉速係5800rpm。此時，送風扇1之最外周之周速度約47m/s。

誠如前述，在送風扇1之內部，在外周方向之空氣之風速向量係覆板2側小於轂4側。因此，在覆板2側，空氣如箭號A所示，往圓周方向流動。當往此圓周方向之流動成份大時，產生風切頻率噪音。

在此，不形成間隙11c時之最大風速係47m/s，本實施形態之送風扇1之最大風速係44m/s。由於壓力脈動音之音壓與流速之6~8次方成比例，故最大風速從47m/s減少至44m/s時，對噪音抑制非常具有效果。

另一方面，使用第8圖~第11圖，就本實施形態之送風扇1之噪音特性作說明。第9圖係顯示第2結構之送風扇1之噪音特性的說明圖。第10圖係顯示第1結構之送風扇1之噪音特性的說明圖。第11圖係顯示第3結構之送風扇1之噪音特性的說明圖。此外，第8圖係顯示用以比較之不形成間隙之送風扇的噪音特性之說明圖。此外，不論哪個風扇，葉片數皆為28片，轉速皆為5400rpm。因此，於葉片數28片與轉速5400rpm之積進一步除以60之2520Hz存在風切頻率。

第8圖、亦即切口部30、間隙11a、11b、11c、緣部2a皆不具有之送風扇中，在風切頻率2520Hz之噪音如圓形記號所示為28dB。另一方面，在第9圖、亦即為第2結構，於覆板2構成緣部2a，而形成有間隙11b之送風扇1中，在風切頻率2520Hz之噪音如圓形記號所示，為26dB。因而，噪音減低2dB。在第10圖、亦即為第1結構，構成葉片切口部30，而形成有間隙11a之送風扇1中，在風頻率2520Hz之噪音如圓形記號所示，為23dB。因而，噪音減低5dB。在第11圖、亦即為第3結構，構成葉片切口部30及緣部2a，而形成有間隙11c之送風扇1中，在風切頻率2520Hz之噪音如圓形記號所示，為20dB。因而，噪音減低8dB。如以上，藉於葉片3之後緣3a與覆板2間設間隙(間隙11a、11b、11c任一個)，可減低噪音。

1．．．送風扇

2，22．．．覆板

2a．．．緣部

2b．．．傾斜面

3，23．．．葉片

3a，25．．．後緣

4．．．轂

4a，21b．．．孔

5．．．風扇殼體

6．．．馬達

7．．．螺絲

8．．．吸入口

9．．．吹出口

10．．．舌狀體

11a，11b，11c．．．間隙

20．．．離心風扇

21．．．轂板

21a．．．外形部

22a．．．外形部

22b．．．開口

24．．．前緣

24a．．．轂板側前緣

24b．．．覆板側前緣

25a．．．轂板側後緣

25b．．．覆板側後緣

30．．．切口部

50．．．送風機

R．．．旋轉方向

第1圖係本發明第1實施形態之送風扇之立體圖。

第2圖係第1實施形態之送風扇之上面圖。

第3圖係第1實施形態之送風扇之截面圖

第4圖係第1實施形態之另一送風扇之截面圖。

第5圖係第1實施形態之又另一送風扇之截面圖。

第6A圖係搭載有第1實施形態之送風扇之送風機的上面圖。

第6B圖係第6A圖之6B-6B線之截面圖。

第7A圖係顯示第1實施形態之風扇殼體內部之覆板側的空氣流動之說明圖。

第7B圖係顯示第1實施形態之風扇殼體內部之轂側的空氣流動之說明圖。

第8圖係顯示不形成間隙之送風扇之噪音特性的說明圖。

第9圖係顯示第2結構之送風扇之噪音特性的說明圖。

第10圖係顯示第1結構之送風扇之噪音特性的說明圖。

第11圖係顯示第3結構之送風扇之噪音特性的說明圖。

第12圖係習知離心風扇之立體圖。

第13圖係習知離心風扇之部份上面圖。

1．．．送風扇

2．．．覆板

3．．．葉片

3a．．．後緣

4．．．轂

4a．．．孔

Claims (2)

1. 一種送風扇，係包含有：轂，係可固定旋轉軸且外周緣平坦；覆板，係與前述轂相對而設；及複數個葉片，係配設於前述轂與前述覆板間；又，前述覆板具有傾斜面，並且對於前述傾斜面於前述覆板之外周緣設有以使來自前述葉片之空氣之出口擴展之方式構成的緣部，於前述葉片之前述覆板側之後緣部設置切口部，並且使前述緣部與前述切口部呈相對向。
2. 一種送風機，係搭載有申請專利範圍第1項記載之送風扇。