离心式风机.pdf

本发明提供同时实现抑制离心式风机的单体噪声与包括离心式风机在内的装置整体的共鸣声的离心式风机。将竖立设置于旋转圆板的外缘部分的多张叶片而成的圆筒形状的叶轮容纳于蜗壳内，利用底板阻塞蜗壳的一端面，利用设有第1钟形口的盖板阻塞另一端面。另外，在盖板的靠叶轮侧的一面以包围第1钟形口的方式设置第2钟形口，将该第2钟形口的顶端插入叶轮的内侧，并且插入比叶片的靠盖板侧的端部靠底板侧的位置。在叶片的靠盖板侧的端部与盖板之间的间隙内从叶轮的外侧向内侧逆流的空气的方向被第2钟形口的周壁向叶轮的进深侧(底板侧)弯折。由此，导致单体噪声的逆流的影响减小，因此能减小第1钟形口的开口面积并抑制共鸣声，并能抑制单体噪声。

权利要求书
1.  一种离心式风机，其包括：圆筒形状的叶轮，其是将竖立设置于旋转 圆板的外缘部分的多张叶片相对于旋转轴呈放射状配置而成的；蜗壳，其用 于容纳该叶轮，并形成为相对于所述旋转轴而言的半径沿所述叶轮的旋转方 向变大的筒状；底板，其用于阻塞该蜗壳的在所述旋转轴的轴向上的一端面； 盖板，其用于阻塞所述蜗壳的与所述底板相反的一侧的端面，并且具有用于 向所述叶轮的内侧引导空气的第1钟形口；以及送风通路，其自所述蜗壳的 相对于所述旋转轴而言的半径较大的一侧的周面起沿切线方向延伸设置；通 过使所述叶轮旋转，从而向所述送风通路输送空气，其特征在于，
在所述盖板的靠所述叶轮侧的一面上，以包围所述第1钟形口的方式设 有比该第1钟形口大径的第2钟形口，
所述第2钟形口的开口面积缩小的顶端位于所述叶轮的内侧，并且位于 比所述叶片的靠所述盖板侧的端部靠所述底板侧的位置。

2.  根据权利要求1所述的离心式风机，其特征在于，
所述第2钟形口的顶端位于比从所述第1钟形口的顶端朝向半径方向外 侧以45度的角度向所述底板侧倾斜的面靠所述盖板侧的位置。

3.  根据权利要求1或2所述的离心式风机，其特征在于，
所述第1钟形口的顶端与所述第2钟形口的顶端之间的间隙被闭塞板阻 塞。

4.  根据权利要求3所述的离心式风机，其特征在于，
所述第1钟形口、所述第2钟形口以及所述闭塞板一体成形。

说明书离心式风机
技术领域
本发明涉及一种用于向燃烧装置等送入风的离心式风机。
背景技术
作为在燃烧装置等中使用的鼓风机，公知有离心式风机(例如，专利文 献1)。离心式风机包括将多张叶片相对于旋转轴呈放射状配置而成的圆筒形 状的叶轮和用于容纳叶轮的蜗壳。该蜗壳形成为相对于叶轮的旋转轴而言的 半径沿叶轮的旋转方向变大的筒状，在覆盖蜗壳的在旋转轴的轴向上的一端 侧的盖板上形成有向叶轮的内侧引导空气的钟形口。另外，自蜗壳的半径较 大的一侧的周面起沿切线方向延伸设置有送风通路。若使叶轮旋转，则从叶 轮的内侧朝向外侧吹出空气，因此能够将从钟形口吸入的空气送入与送风通 路相连接的燃烧装置等。
在使用这样的离心式风机的情况下，产生的较大的噪声有时会成为问 题。在该噪声中有离心式风机本身所发出的噪声(单体噪声)和由包括离心 式风机在内的整个装置的共鸣所产生的噪声(共鸣声)。对于其中的共鸣声， 由经验上可知，能够通过减小使空气流入的钟形口的直径(开口面积)来抑 制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005－180179号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，若减小离心式风机的钟形口的直径，则存在离心式风机的单体噪 声变大的倾向，从而存在虽然能抑制共鸣声却难以抑制单体噪声这样的问 题。
本发明是应对现有技术所具有的上述问题而做成的，其目的在于提供一 种能够同时抑制共鸣声与单体噪声的离心式风机。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的离心式风机采用了如下结构。即，
一种离心式风机，其包括：圆筒形状的叶轮，其是将竖立设置于旋转圆 板的外缘部分的多张叶片相对于旋转轴呈放射状配置而成的；蜗壳，其用于 容纳该叶轮，并形成为相对于所述旋转轴而言的半径沿所述叶轮的旋转方向 变大的筒状；底板，其用于阻塞该蜗壳的在所述旋转轴的轴向上的一端面； 盖板，其用于阻塞所述蜗壳的与所述底板相反的一侧的端面，并且具有用于 向所述叶轮的内侧引导空气的第1钟形口；以及送风通路，其自所述蜗壳的 相对于所述旋转轴而言的半径较大的一侧的周面起沿切线方向延伸设置；通 过使所述叶轮旋转，从而向所述送风通路输送空气，其特征在于，
在所述盖板的靠所述叶轮侧的一面上，以包围该所述1钟形口的方式设 有比该第1钟形口大径的第2钟形口，
所述第2钟形口的开口面积缩小的顶端位于所述叶轮的内侧，并且位于 比所述叶片的靠所述盖板侧的端部靠所述底板侧的位置。
如上所述，在离心式风机中，公知若减小使空气流入的钟形口的直径(开 口面积)，则虽然能够抑制共鸣声，但是单体噪声变大。在此，认为产生单 体噪声的理由如下。首先，通过使叶轮旋转而从钟形口被有力地吸入到叶轮 的内侧的空气朝向叶轮的进深侧(底板侧)流动，主要从比叶片的中央靠底 板侧的部分向叶轮的外侧吹出。若该吹出的空气的流动碰撞舌部(风机壳体 的半径较小侧的周面与送风通路连接的连接部分)，则压力升高，因此在叶 片的靠盖板侧的端部与盖板之间的间隙内，产生从叶轮的外侧朝向内侧的逆 流。而且，这种逆流与从钟形口流入的空气碰撞而使流动发生紊乱，从而产 生单体噪声。因此，在本发明的离心式风机中，在使空气流入的第1钟形口 与叶轮的叶片之间设置第2钟形口，将该第2钟形口的顶端插入比叶片的靠盖 板侧的端部靠底板侧的位置。这样的话，在叶片的靠盖板侧的端部与盖板之 间的间隙内逆流的空气的方向被第2钟形口的周壁向叶轮的进深侧(底板侧) 弯折。其结果，从第1钟形口流入的空气的流动难以因逆流而紊乱，因此能 够抑制单体噪声。
另外，即使在盖板的靠叶轮侧的面上设置第2钟形口，使空气流入的开 口面积也不会增加，因此不会对共鸣声带来不良影响。而且，即使为了不产 生共鸣声而减小第1钟形口的开口面积，也只要在第1钟形口与叶轮的叶片之 间设置第2钟形口就能够抑制单体噪声。这样，根据本发明的离心式风机， 能够同时实现单体噪声的抑制与共鸣声的抑制。
在上述本发明的离心式风机中，也可以是，将第2钟形口的顶端的位置 设定在比从第1钟形口的顶端朝向半径方向外侧以45度的角度向底板侧倾斜 的面靠盖板侧的位置。
若使第2钟形口的顶端向底板侧延伸，则在第2钟形口的周壁的引导下使 空气的逆流朝向叶轮的进深侧的作用提高，因此对减小逆流的影响并抑制单 体噪声是有效的。但是，若使第2钟形口的顶端过度延伸，则从第1钟形口流 入并朝向叶片的空气的流动有时碰到第2钟形口的顶端而产生风摩擦声。因 此，如果如上所述设定第2钟形口的顶端的位置，则第2钟形口的顶端难以阻 断来自第1钟形口的空气的流动，因此能够抑制风摩擦声的产生。
另外，在这样的本发明的离心式风机中，也可以是，利用闭塞板阻塞第 1钟形口的顶端与第2钟形口的顶端之间的间隙。
通过设置这种闭塞板，从而从第1钟形口流入的空气不会流入第1钟形口 与第2钟形口之间，朝向叶片的空气的流动变顺畅。因此，能够抑制因空气 的流动发生紊乱而产生的噪声，能够谋求离心式风机的低噪声化。
另外，在上述本发明的离心式风机中，也可以是，一体形成第1钟形口、 第2钟形口以及闭塞板。
通过如此一体形成，从而与分别独立的情况相比，能够在第1钟形口和 第2钟形口的顶端侧减少因接合等产生的凹凸(减小表面的阻力)，从第1钟 形口流入并朝向叶片的空气的流动难以产生紊乱，因此能够进一步谋求低噪 声化。
附图说明
图1是表示将本实施例的离心式风机10拆解后的状态的立体图。
图2是表示离心式风机10使叶轮20旋转而送出风的样子的说明图。
图3是表示在舌部50c附近产生空气的逆流的样子的说明图。
图4是表示通过在上板56上设置第2钟形口58来抑制单体噪声的理由的 说明图。
图5是表示形成于上板56的第2钟形口58的最小内径与对离心式风机10 测量到的噪声值之间的关系的图表。
图6是表示形成于上板56的第2钟形口58的高度与对离心式风机10测量 到的噪声值之间的关系的图表。
图7是表示第2钟形口58的顶端的用于抑制风摩擦声产生的位置的说明 图。
图8是表示第1变形例的离心式风机10的结构的说明图。
图9是表示第2变形例的离心式风机10的结构的说明图。
具体实施方式
图1是表示将本实施例的离心式风机10拆解后的状态的立体图。该离心 式风机10与例如内置有燃烧器的燃烧装置(省略图示)相连接，用于向燃烧 器输送燃烧用空气。如图所示，离心式风机10包括通过旋转而产生风的叶轮 20、用于使叶轮20旋转的驱动马达30、以及用于容纳叶轮20的风机壳50等。
本实施例的叶轮20是所谓的多叶片风机，其成为在驱动马达30的旋转轴 32的轴向上细长地形成的多张叶片24相对于旋转轴32呈放射状且以规定间 隔配置而成的圆筒形状。所述叶片24的一端(图中的下端)安装于大致圆形 的旋转圆板22的外缘部分，叶片24的另一端(图中的上端)安装于环状的支 承板26。旋转圆板22在中央固定于驱动马达30的旋转轴32，在驱动马达30的 驱动下，叶轮20以旋转轴32为中心进行旋转。
风机壳50是通过将底板52、周壁板54以及上板56接合起来而形成的，该 底板52固定于驱动马达30的主体，该周壁板54以包围叶轮20的外周的方式弯 曲，该上板56隔着周壁板54与底板52相对。而且，在上板56的外侧(图中的 上侧)安装有引导板70，该引导板70形成有用于向叶轮20的内侧引导空气的 第1钟形口72。该第1钟形口72的开口中心与旋转轴32位于同一直线上。另外， 本实施例的引导板70紧密接触并固定于上板56。另外，底板52、周壁板54、 上板56、引导板70能够通过冲压加工等由金属平板形成。另外，本实施例的 上板56和引导板70相当于本发明的“盖板”。
在上板56上形成有开口面积朝向风机壳50的内部而变小的第2钟形口 58。该第2钟形口58的开口中心与旋转轴32位于同一直线上。另外，第2钟形 口58的最小内径(开口面积缩小的顶端侧的内径)大于第1钟形口72的最小 内径，且小于叶轮20的内径，因此第2钟形口58位于第1钟形口72与叶轮20的 叶片24之间。
图2是表示离心式风机10使叶轮20旋转而送出风的样子的说明图。在图2 中，示出了利用与驱动马达30的旋转轴32垂直的平面剖切离心式风机10而得 到的剖视图。首先，如图所示，风机壳50(周壁板54)包括包围叶轮20的蜗 壳50a和与由离心式风机10送入空气的燃烧装置等相连接的送风通路50b。蜗 壳50a形成为相对于驱动马达30的旋转轴32而言的半径沿叶轮20的旋转方向 (在图示的例子为逆时针方向)变大的筒状。而且，从蜗壳50a的半径较大 的一侧的周面沿切线方向延伸设置有矩形截面的送风通路50b，在送风通路 50b的末端设有喷出口60。
叶轮20的多张叶片24以其外周侧沿叶轮20的旋转方向弯曲的方式设置。 若叶轮20在驱动马达30的驱动下进行旋转，则在离心力的作用下产生从叶轮 20的内侧朝向外侧的空气的流动，从第1钟形口72吸入的空气自多个叶片24 之间吹出。在图2中，用单点划线的箭头表示离心式风机10内的空气的流动。 然后，吹出后的空气沿着风机壳50(周壁板54)的蜗壳50a的内表面一边旋 转一边前进，并通过送风通路50b而自喷出口60喷出。
但是，在蜗壳50a的半径较小的一侧的周面与送风通路50b连接的连接部 分(舌部)50c附近，产生了如图2中标注了附图标记A的箭头所示那样从叶 轮20的外侧朝向内侧的空气的逆流。
图3是表示在舌部50c附近产生空气的逆流的样子的说明图。在图3中， 示出了利用包含驱动马达30的旋转轴32并且与舌部50c相面对的平面剖切离 心式风机10而得到的剖视图。图中的单点划线的箭头表示离心式风机10内的 空气的流动。首先，说明通过叶轮20的旋转而产生的空气的基本的流动。通 过使叶轮20旋转而从第1钟形口72被有力地吸入到叶轮20的内侧的空气朝向 旋转轴32的轴向的进深侧(底板52侧)流入。因此，通过多个叶片24之间而 向叶轮20的外侧吹出的空气主要是来自叶片24的比中央靠旋转圆板22侧(图 中的下侧)的部分。
这样，若吹出到叶轮20的外侧的空气的流动未自喷出口60喷出而是与舌 部50c碰撞，则舌部50c附近的压力升高，从而产生从叶轮20的外侧朝向内侧 的空气的逆流。特别是在上板56与叶轮20的支承板26之间的间隙内，空气还 不会被旋转的叶轮20的叶片24顶回去，因此产生了较强的逆流。然后，这样 的逆流与从第1钟形口72流入的空气碰撞而使流动发生紊乱，从而产生离心 式风机10的噪声(单体噪声)。另外，在减小了该第1钟形口72的最小内径(开 口面积)的情况下，存在从第1钟形口72流入的空气的基本的流动易于受到 逆流的影响而该单体噪声的噪声值变大的倾向。因此，在本实施例的离心式 风机10中，为了抑制单体噪声而在上板56上设置了第2钟形口58。
图4是表示通过在上板56上设置第2钟形口58来抑制单体噪声的理由的 说明图。在图4中，放大示出了图3所示的离心式风机10的剖视图中的第2钟 形口58的靠舌部50c的一侧。如图所示，第2钟形口58的顶端(开口面积缩小 的端部)进入叶轮20的比支承板26靠叶轮20的进深侧(底板52侧)的位置， 并配置在第1钟形口72与叶轮20的叶片24之间。
这样的本实施例的第2钟形口58的周壁以使得在上板56与支承板26之间 的间隙内从叶轮20的外侧向内侧逆流的空气的流动朝向叶轮20的进深侧(图 中的下侧)的方式进行引导。如果如此将空气的逆流变为朝下，则能够接近 于通过叶轮20的旋转从第1钟形口72流入的空气的基本的流动。由此，减轻 了舌部50c处的逆流带来的影响(基本的流动难以因逆流的碰撞而紊乱)，因 此能够抑制离心式风机10发出的单体噪声。
另外，与离心式风机10所连接的燃烧装置等的壳体形成共鸣器，从而有 时从包括离心式风机10在内的装置整体发出共鸣声而成为噪声。若增大使空 气向离心式风机10的叶轮20的内侧流入的开口部(在本实施例中为第1钟形 口72)的开口面积，则易于产生这种共鸣声。在本实施例的离心式风机10中， 由于引导板70未设置间隙地紧密接触并安装于上板56，因此空气不会流入上 板56与引导板70之间，即使在上板56上设置了第2钟形口58，也不会增加使 空气向叶轮20的内侧流入的开口面积，因此不会对共鸣声带来不良影响。而 且，即使为了不产生共鸣声而减小第1钟形口72的开口面积，也能够通过在 第1钟形口72与叶轮20的叶片之间预先设置第2钟形口58来抑制离心式风机 10的单体噪声。这样，根据本实施例的离心式风机10，能够同时实现单体噪 声的抑制与共鸣声的抑制。
图5是表示形成于上板56的第2钟形口58的最小内径与对离心式风机10 测量到的噪声值之间的关系的图表。另外，在图5所示的例子中，将叶轮20 的内径固定为75mm，将第1钟形口72的最小内径固定为46mm。另外，在图5 的图表的左端，作为比较而示出了在上板56上仅设置单个开口时(没有第2 钟形口58时)的噪声值。与此相比，在将最小内径为68mm的第2钟形口58 设置在上板56上时，如上所述通过第2钟形口58的周壁的引导来将空气的逆 流变为朝下(底板52侧)，从而逆流的影响减小，因此噪声值降低。
而且，在将第2钟形口58的最小内径设为63mm时，噪声值进一步降低。 认为这是因为，若适当地设定第1钟形口72与第2钟形口58之间的间隔，则利 用第2钟形口58的周壁变为朝下的空气的流动更接近于从第1钟形口72流入 的空气的基本的流动，从而减轻了汇流时的紊乱。
图6是表示形成于上板56的第2钟形口58的高度与对离心式风机10测量 到的噪声值之间的关系的图表。另外，第2钟形口58的高度是指从开口面积 较大的一侧(上板56的平面部侧)的开口面到开口面积较小的一侧(顶端侧) 的开口面之间的距离。另外，在图6所示的例子中，将叶轮20的内径固定为 75mm，将第2钟形口58的最小内径固定为63mm，将第1钟形口72的最小内径 固定为46mm。如图所示，第2钟形口58的高度相比于10mm设为14mm时，噪 声值降低。认为这是因为，通过第2钟形口58的顶端向叶轮20的进深侧(底 板52侧)更深地进入，从而如上所述第2钟形口58的周壁的使空气的逆流朝 向叶轮20的进深侧的引导作用提高。
但是，若使第2钟形口58过度延伸，则有时从第1钟形口72流入并朝向叶 片24的空气的流动碰到第2钟形口58的顶端而产生风摩擦声。因此，如图7所 示，如果预先设定第2钟形口58的高度以使得相比从第1钟形口72的顶端朝向 半径方向外侧以45度的角度向底板52侧(图中的下方)倾斜的面(在图7的 剖视图中用粗虚线表示)、第2钟形口58的顶端位于靠上板56侧(图中的上方) 的位置，则来自第1钟形口72的空气的流动难以碰到第2钟形口58的顶端(第 2钟形口58的顶端难以阻挡空气的流动)，因此能够抑制风摩擦声的产生。
上述本实施例的离心式风机10也存在有如下变形例。以下，以与上述实 施例的不同之处为中心说明变形例。
图8是表示第1变形例的离心式风机10的结构的说明图。在图8的(a)中， 示出了利用包含驱动马达30的旋转轴32的平面剖切第1变形例的离心式风机 10并将第1钟形口72和第2钟形口58的顶端放大而得到的剖视图。如图所示， 在第1变形例的离心式风机10中，形成于引导板70的第1钟形口72的顶端与形 成于上板56的第2钟形口58的顶端之间的间隙被闭塞板80阻塞。如图8的(b) 中的立体图所示，该闭塞板80形成为圆环形状。
通过设置这样的闭塞板80，从而从第1钟形口72流入的空气不会流入第1 钟形口72与第2钟形口58之间，朝向叶片24的空气的流动变顺畅。因此，能 够抑制因空气的流动发生紊乱而产生的噪声，能够谋求离心式风机10的低噪 声化。
图9是表示第2变形例的离心式风机10的结构的说明图。在图9中，示出 了利用包含驱动马达30的旋转轴32的平面剖切第2变形例的上板56而得到的 剖视图。第2变形例的上板56通过压铸成形而与引导板70一体形成。在这样 的第2变形例的上板56中，壁厚的钟形口的内周侧相当于实施例的第1钟形口 72，外周侧相当于实施例的第2钟形口58，下端面相当于第1变形例的闭塞板 80。另外，形成第2变形例的上板56的材料并不限于金属，也可以是树脂。
通过如此一体形成第1钟形口72、第2钟形口58、闭塞板80，从而与分别 独立的情况相比，能够在第1钟形口72和第2钟形口58的顶端侧减少因接合等 而产生的凹凸(减小表面的阻力)，从第1钟形口72流入并朝向叶片24的空气 的流动难以产生紊乱，因此能够进一步谋求低噪声化。
以上，说明了本实施例和变形例的离心式风机10，但是本发明并不限于 上述实施例和变形例，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式进行实施。
附图标记说明
10、离心式风机；20、叶轮；22、旋转圆板；24、叶片；26、支承板； 30、驱动马达；32、旋转轴；50、风机壳；50a、蜗壳；50b、送风通路；50c、 舌部；52、底板；54、周壁板；56、上板；58、第2钟形口；60、喷出口； 70、引导板；72、第1钟形口；80、闭塞板。