專利名稱:用于汽車空調(diào)設(shè)備的多葉片風(fēng)機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于汽車空調(diào)設(shè)備的具有多個葉片的離心式多葉片風(fēng)機,具體涉及用于汽車空調(diào)設(shè)備的具有改進葉片的離心式多葉片風(fēng)機。
背景技術(shù):
在本技術(shù)領(lǐng)域中離心式多葉片風(fēng)機為已知技術(shù)。離心式多葉片風(fēng)機常規(guī)上具有多葉片的風(fēng)機葉輪,該風(fēng)機葉輪包括圍繞旋轉(zhuǎn)軸并沿該旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向配置的多個葉片。該多葉片風(fēng)機葉輪裝在一個具有空氣吸入口和空氣排出口的機殼內(nèi)。多葉片風(fēng)機的送風(fēng)效率或離心式多葉片風(fēng)機的噪聲受到了多葉片風(fēng)機的葉片構(gòu)形和機殼構(gòu)形的影響。特別是,在沿該旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向上配置的多個葉片之間形成的空氣流道中,因為空氣從各個葉片的徑向內(nèi)端部一側(cè)吸入并從各個葉片的徑向外端部一側(cè)排出,所以提高離心式多葉片風(fēng)機的送風(fēng)效率或者減小其噪音取決于形成該空氣流道的該葉片的構(gòu)形。
在已知的離心式多葉片風(fēng)機中,因為沿空氣流動方向的葉片的長度制作得相對較短,所以沿葉片不太容易形成空氣流,而且由于空氣流分層可能產(chǎn)生空氣渦流。渦流的噪音是離心式多葉片風(fēng)機的主要噪音。
在已知的離心式多葉片風(fēng)機中,多葉片風(fēng)機通常用作汽車空調(diào)設(shè)備中的風(fēng)機,以便增加作用點的效率以及降低噪音,該效率表現(xiàn)為空氣流量或空氣壓力的參數(shù)。由多葉片風(fēng)機產(chǎn)生的壓力一般含有動壓力。因為用于包括換熱器或類似裝置的汽車空調(diào)設(shè)備中的多葉片風(fēng)機裝配在車輛中有限的空間內(nèi),所以離心式多葉片風(fēng)機必須鄰接車輛的其他部件。由于該離心式多葉片風(fēng)機的這種效率特征和安裝環(huán)境,所以可能發(fā)生自離心式多葉片風(fēng)機到該換熱器的空氣流逃逸。另外,由于在各個葉片附近,特別是在各個葉片的傾斜銳角部分附近產(chǎn)生了渦流,所以其噪音增加。
如上所述,在已知的離心式多葉片風(fēng)機中,因為多葉片風(fēng)機產(chǎn)生的壓力與其說具有靜壓成分不如說具有動壓成分,所以在多葉片風(fēng)機的作用點上的靜壓是不足夠的。
另外,因離心式多葉片風(fēng)機的構(gòu)形和安裝環(huán)境受到限制,所以葉片的尺寸或構(gòu)形的設(shè)計自由度比較小。因而在各個葉片之間的空氣流動可能是不穩(wěn)定的。可能出現(xiàn)在各個葉片之間產(chǎn)生由空氣流的分層產(chǎn)生的空氣渦流造成的紊流,以及可能出現(xiàn)由于在各個葉片的后部附近的正壓表面和負壓表面之間壓力波動產(chǎn)生的并處在葉片的后面空氣紊流。其結(jié)果是多葉片風(fēng)機的效率降低,或多葉片風(fēng)機的噪聲增加。
為了克服上述問題,已經(jīng)提出多葉片風(fēng)機的各種改進方案。例如在日本專利公告No.S60-156997(未經(jīng)審查)中公開一種通過將各個葉片制成翼形來減少因空氣流分層產(chǎn)生的渦流噪音的翼形式風(fēng)機,而在日本專利公告No.H7-119691(未經(jīng)審查)中公開一種葉片具有彎曲形狀的多葉片風(fēng)機。如日本專利公告No.H7-119691(未經(jīng)審查)的多葉片風(fēng)機中所公開的,沿空氣流方向的彎曲形葉片外端部的角度顯著大于葉片中間部分沿空氣流方向的角度,并且葉片在朝向該葉片的外端部具有彎曲形狀。
然而,在上述日本專利公告(未經(jīng)審查)中提出的風(fēng)機中并沒有充分地抑制已知的離心式多葉片風(fēng)機中遇到的問題,換言之,并沒有充分地穩(wěn)定各個葉片之間的空氣流從而抑制由于該空氣流分層造成的空氣渦流引起的風(fēng)機效率的降低和風(fēng)機噪音的增加。另外,也沒有穩(wěn)定靜壓力從而充分地抑制在葉片的后部附近由于正壓表面和負壓表面之間的壓力波動造成的風(fēng)機效率的降低和風(fēng)機噪音的增加。
發(fā)明概述本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點是減少和消除已知離心式多葉片風(fēng)機的多個葉片上遇到的上述缺點。
本發(fā)明的另一個技術(shù)優(yōu)點是提供一種離心式多葉片風(fēng)機,如果由于車輛內(nèi)空間或尺寸使該離心式多葉片風(fēng)機的安裝受到限制,該離心式多葉片風(fēng)機具有更高的送風(fēng)效率和更小的送風(fēng)噪音。
離心式多葉片風(fēng)機包括多個葉片、旋轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動盤以及連接環(huán)。多個葉片圍繞旋轉(zhuǎn)軸并沿該旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向進行配置。驅(qū)動盤配置在該各個葉片的非空氣進氣側(cè)的端部分并連接于該各個葉片。形狀為環(huán)形的連接環(huán)連接各個葉片的空氣進氣側(cè)。通過旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)可以轉(zhuǎn)動該各個葉片,使得空氣從各個葉片之間的徑向內(nèi)側(cè)被吸入并從各個葉片之間的徑向外側(cè)被排出。角βn由一圓的過渡線與一平面之間的角而確定,該圓的半徑由連接沿各個葉片的空氣流方向的徑向中間部分和旋轉(zhuǎn)軸的中心點之間的線段而確定,該平面為位于該中間部分的該葉片的平面。角β2由一圓的過渡線與一平面之間的角而確定,該圓的半徑由連接該各個葉片的徑向外端和該旋轉(zhuǎn)軸的該中心點之間的線段而確定,該平面為位于該外端的各個上述葉片的平面。角度βn和角度β2由以下關(guān)系確定β2-5°≤βn≤β2+5°,其中βn>90°;和β2>90°。
從以下的本發(fā)明的詳細說明和附圖中,本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以明顯看出本發(fā)明實施例的目的、特征和優(yōu)點。
參考以下附圖可以更容易地理解本發(fā)明,這些附圖是圖1是本發(fā)明實施例的離心式多葉片風(fēng)機的平面圖;圖2是圖1所示離心式多葉片風(fēng)機的半側(cè)視和半剖視圖;圖3是圖1所示離心式多葉片風(fēng)機葉片區(qū)域III的放大平面圖;圖4是已知離心式多葉片風(fēng)機葉片的放大平面圖;圖5是圖3所示的葉片區(qū)域的視圖,并示出了空氣流動的示例;圖6是圖4所示的葉片區(qū)域的視圖,并示出了空氣流動的示例;圖7是圖3所示的離心式多葉片風(fēng)機和圖4所示的已知離心式多葉片風(fēng)機的送風(fēng)量與風(fēng)機提供的靜壓力之間的關(guān)系以及送風(fēng)量與電流消耗量之間的關(guān)系的曲線圖;圖8是圖3所示的離心式多葉片風(fēng)機和圖4所示的已知離心式多葉片風(fēng)機在通風(fēng)模式和底座模式(foot mode)下的噪音級的曲線圖。
具體實施例方式
圖1~3示出了本發(fā)明實施例的離心式多葉片風(fēng)機。如圖1和圖2所示,離心式多葉片風(fēng)機1具有包括多個葉片2的多葉片風(fēng)機葉輪件3,多個葉片2圍繞旋轉(zhuǎn)軸4沿旋轉(zhuǎn)軸4的圓周方向進行配置。形狀為圓盤形的驅(qū)動盤5配置在各個葉片2的非空氣進氣側(cè)的端部分。驅(qū)動盤5與各個葉片2相連接。輪轂部分6在驅(qū)動盤5的中心部分形成。旋轉(zhuǎn)軸4配置在驅(qū)動盤5的輪轂部分6中,并與該輪轂部分6相接合。驅(qū)動盤5和各個葉片2通過旋轉(zhuǎn)軸4的轉(zhuǎn)動可按預(yù)定方向(例如按圖1所示的箭頭方向)轉(zhuǎn)動。為環(huán)形的連接環(huán)7配置在各個葉片2的空氣進氣側(cè)的端部。各個葉片2由連接環(huán)7連接。各個葉片2之間的連接由連接環(huán)7增強。容納多葉片風(fēng)機葉輪件3的機殼(未示出)圍繞多葉片風(fēng)機葉輪件3設(shè)置??諝馕肟?未示出)和空氣排出口(未示出)穿通該機殼。該機殼的形狀為旋渦形或圓柱形。
圖3示出了各個葉片2。角βn由一半徑為rn圓的切線與位于葉片2的中間部分11上的一個平面之間的角而確定,該半徑由連接各個葉片2上沿空氣流方向(該方向沿著的各葉片并沿多葉片風(fēng)機的葉輪件3徑向地向外)的中間部分11和旋轉(zhuǎn)中心點8(示于圖1和圖2)之間的線段而確定。角βn是滿足βn>90°不等式的角。β2由一個半徑為r2圓的切線與位于各個葉片2徑向外端部12上的一個平面之間的角而確定,該半徑由一連接各個葉片2的徑向外端部12和旋轉(zhuǎn)中心點8之間的線段而確定。角β2是滿足β2>90°不等式的角。角βn和角β2之間的關(guān)系確定如下β2-5°≤βn≤β2+5°角βn和角β2之間的關(guān)系優(yōu)選地確定如下β2≤βn≤β2+5°另外,角βn和角β2之間的關(guān)系可以設(shè)定為βn=β2。各個葉片的后部即從中間部分11到徑向外端12的區(qū)域以恒定角度βn延伸。
示于圖3的半徑r1表示一個圓的半徑,該半徑是連接各個葉片2的徑向內(nèi)端13和旋轉(zhuǎn)中心點8之間的線段。
在本發(fā)明的這一實施例中,各個葉片2的徑向內(nèi)端13和中間部分11的前部14為流線形的翼形,該翼形的厚度開始處增加,而在隨后減小。中間部分11和徑向外端12之間的后部15是平板形,其厚度基本上不改變。
在本發(fā)明的此實施例中,雖然各個葉片2的前部14具有流線形的翼形,但是各個葉片的徑向內(nèi)端13和徑向外端12之間的區(qū)域即各個葉片2的整個長度在角βn和角β2的關(guān)系按如上方式設(shè)定時基本上是平板形狀。
下面比較已知的離心式多葉片風(fēng)機來說明離心式多葉片風(fēng)機1的作用。
為了與圖3所示的本發(fā)明的各個葉片的構(gòu)形進行比較,圖4示出了用于已知離心式多葉片風(fēng)機中的各個葉片的一般構(gòu)形。如圖4所示,在半徑為r1的內(nèi)端13a和半徑為r2的外端12a之間的各個葉片2a的區(qū)域,其厚度基本上是不變的。另外,在半徑為r2的圓的切線與各個葉片2a位于外端12a一點上的平面之間的角度被設(shè)定為角β2,該角與本發(fā)明實施例的角β2相同。各個葉片2a的構(gòu)形是連續(xù)彎曲的。
圖5示出了圖3所示的本發(fā)明實施例中的空氣流動。圖6示出了圖4所示的已知離心式多葉片風(fēng)機中的空氣流動。
如圖6所示,各個葉片2a具有負壓表面21a和正壓表面21b。在已知離心式多葉片風(fēng)機中,由于空氣流的分層造成了相當大的環(huán)流渦流21c。其結(jié)果是空氣流不穩(wěn)定,噪音增加。另外,因為旋渦21c是在從各個葉片2a的后部附近伸到前部附近,特別是在伸到各個葉片2a的前部附近產(chǎn)生的,所以可能難以增壓和加速空氣流,并且也可能難以增加作用點的靜壓力。另外,由于在負壓表面21a和正壓表面21b之間的壓力波動,在各個葉片的后部附近將產(chǎn)生相當大的渦流21d,因而可能由于旋渦21d的噪音而造成噪音的增加。
另一方面,如圖5所示,在本發(fā)明的實施例中,因為角βn和角β2按上述方式設(shè)定,所以在各個葉片2之間的空氣流可能是穩(wěn)定的,并且可減小或抑制由于空氣流分層造成的環(huán)流渦流21c。因為葉片2的前部14為翼形,所以沿葉片2的空氣流被平穩(wěn)地加速,從而抑制了空氣流紊流的形成??蓽p小或消除由渦流22c產(chǎn)生的處在各個葉片2之間的空氣流的紊流區(qū)域,該渦流22c是由于在前部14附近的高壓損失區(qū)和低壓損失區(qū)之間的較寬的作用點區(qū)域內(nèi)的空氣流分層而形成的。通過在后部15附近保持角βn和角β2之間的如上所述關(guān)系,便可減少或抑制各個葉片2的后部15的彎曲。其結(jié)果是,便可抑制沿各個葉片2的負壓表面22a的空氣流的分層,并且可減少或抑制由于由負壓表面21a和正壓表面21b之間的壓力波動造成的位于各個葉片2后部的環(huán)流渦流22d造成的紊流區(qū)。因而可增加離心式多葉片風(fēng)機1的效率和降低離心式多葉片風(fēng)機1的噪音。
另外,再參考圖3,因為各個葉片2的前部為翼形,所以可在高壓損失區(qū)和低壓損失區(qū)之間較寬的作用點區(qū)域內(nèi)增加氣流的相對速度和平滑地加速該氣流,這樣,便可增加空氣流的壓力。再則,因為后部15制成為線性板的形狀,減少或抑制了中間部分11和外端12a之間的后部15的彎曲,所以可減小在中間部分11和外端部分12a之間的后部15附近的空氣流的相對速度,并增加了后部15附近的壓力。其結(jié)果是,在各個葉片2外端12a的附近可獲得高靜壓的特征。因此,便可增加離心式多葉片風(fēng)機1在該作用點的效率。
另外,對圖3所示的本發(fā)明的一離心式多葉片風(fēng)機和圖4所示的一已知的離心式多葉片風(fēng)機進行了比較測試,從而確認了本發(fā)明的優(yōu)點。在離心式多葉片風(fēng)機上進行的測試采用下面表1所示的尺寸,該測試的風(fēng)機直徑是120mm。在測試時,測定了送風(fēng)量和消耗電流之間的關(guān)系以及送風(fēng)量和風(fēng)機靜壓(送風(fēng)特性)之間的關(guān)系。另外,將離心式多葉片風(fēng)機裝在汽車空調(diào)設(shè)備上,并測量了在通風(fēng)模式和底座模式(foot mode)下的噪音級。該測試結(jié)果示于圖7和圖8。
表1
如圖7所示,在本發(fā)明的離心式多葉片風(fēng)機中,該風(fēng)機的靜壓力(送風(fēng)特性)與已知離心式多葉片風(fēng)機的靜壓力值相同,并且該風(fēng)機的電流消耗量小于已知離心式多葉片風(fēng)機的電流消耗量。這表明本發(fā)明的離心式多葉片風(fēng)機的送風(fēng)效率增加。這是因為可能抑制了在葉片中間部分或在葉片后面的渦流以及可能降低了運動能量的損耗。
如圖8所示,與已知離心式多葉片風(fēng)機的噪音相比較,本發(fā)明離心式多葉片風(fēng)機的噪音可有效地降低。這也是因為可能抑制了葉片中間部分或在葉片后面的渦流以及可能減少了由該渦流產(chǎn)生的噪音級。
如上所述,按照本發(fā)明的實施例,可以適當制成各個葉片2的構(gòu)形,從而將中間部分11的角度βn和角度β2之間的關(guān)系設(shè)定為給定的關(guān)系。另外,可將各個葉片2的前部14制成為翼形。這樣便可增加離心式多葉片風(fēng)機1在作用點的效率,并可減小離心式多葉片風(fēng)機1的噪音。
雖然已結(jié)合優(yōu)選實施例說明了本發(fā)明,但是本發(fā)明不限于這些優(yōu)選實施例。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當明白通過研究本文中公開的本發(fā)明的說明或本發(fā)明的實施方法,本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以明顯看出本發(fā)明的其他實施例、變化和變型,這些其它實施例、變化和變型在由以下權(quán)利要求書確定的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種離心式多葉片風(fēng)機,包括圍繞一旋轉(zhuǎn)軸并沿上述旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向配置的多個葉片;配置在各個上述葉片的非空氣進氣側(cè)的端部分并連接于各個上述葉片和上述旋轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動盤;形狀為環(huán)形的連接于各個葉片的空氣進口側(cè)的連接環(huán),由此通過上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)可轉(zhuǎn)動各個上述葉片,使得空氣從各個上述葉片之間的徑向內(nèi)側(cè)被吸入并從各個葉片之間的徑向外側(cè)被排出;其中,角βn由一圓的過渡線與一平面之間的角而確定,該圓的半徑由連接沿各個上述葉片附近的空氣流方向的徑向中間部分和上述旋轉(zhuǎn)軸的中心點之間的線段而確定,該平面為位于上述中間部分的各個上述葉片的平面;其中,角β2由一圓的過渡線與一平面之間的角而確定,該圓的半徑由連接各個上述葉片的上述徑向外端和上述旋轉(zhuǎn)軸的上述中心點之間的線段而確定,該平面為位于上述外端的各個上述葉片的平面;其中,角βn和角β2由以下關(guān)系確定β2-5°≤βn≤β2+5°,其中βn>90°;和β2>90°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心式多葉片風(fēng)機,其特征在于,上述角βn和上述角β2由以下關(guān)系確定β2≤βn≤β2+5°,其中βn>90°;和β2>90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心式多葉片風(fēng)機,其特征在于,上述角βn和上述角β2由以下關(guān)系確定βn=β2,其中βn>90°;和β2>90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項所述的離心式多葉片風(fēng)機,其特征在于,位于各個上述葉片徑向內(nèi)端和上述中間部分之間的前部為一種翼形,上述前部的厚度在開始增加,隨后減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項所述的離心式多葉片風(fēng)機,其特征在于,位于各個各個上述葉片的上述中間部分和上述外端之間的后部的厚度大體上不改變。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項所述的離心式多葉片風(fēng)機,其特征在于,各個上述葉片的厚度大體上不改變。
全文摘要
一種離心式多葉片風(fēng)機包括多個葉片、旋轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動盤和連接環(huán)。該多個葉片圍繞旋轉(zhuǎn)軸并沿該旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向配置。角β
文檔編號F04D29/30GK1367322SQ0210209
公開日2002年9月4日 申請日期2002年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月22日
發(fā)明者本間淳, 北爪三智男 申請人:三電有限公司