使向叶片板接合部分的应力集中减轻的离心送风机

摘要

本发明的目的是提供一种具有后向叶片轮的离心送风机，其使在叶片板的接合部分上所承受的应力集中现象减轻。该离心送风机在与护罩的连接部附近的叶片板边缘上，设置着规定形状的缺口部，使向叶片板的接合部分的应力集中现象减轻。缺口部的形状是由彼此平行的侧壁部、将该两侧壁部彼此连结的弯曲底部所形成。

说明书

技术领域

本发明是关于一种作为各种送气排气、涂装设备、集尘装置、工厂等的换气设备使用的、具有后向叶片轮的离心送风机。

背景技术

离心送风机的后向叶片轮使其叶片板的出口部朝向半径方向，且叶片板的出口角度朝向后方(30°～60°)，而从入口部朝出口部呈曲线状成型的叶片板是在等厚的主板、侧板上被熔接或铆接(rivet)而固定。另外，主板是在为了使叶片轮入口的流路成型而形成的轴部上被熔接或铆接而固定。而且，在叶片轮入口处，被称作护罩(shroud)的圆环部利用熔接等而连接在叶片板的外缘部上，使向叶片轮的空气导入顺利地进行。

[专利文献1]日本专利早期公开的特开2001-82383号公报

[专利文献2]日本专利早期公开的特开2000-310197号公报

在前述叶片板和护罩的连接部上，伴随叶片轮的旋转而容易产生应力集中，经常会产生叶片板和护罩的分离或破损。为了防止该问题，且谋求叶片轮的小型化、高性能化，采用使各叶片板弯曲(专利文献1)，或提高叶片板的壁厚(专利文献2)，或在各个叶片板的中间追加了加强筋。但是，在这种情况下，会带来叶片轮的重量或材料费用的增加。而且，叶片轮的重量的增加会连带引起叶片轮的惯性重量的增加，存在着使送风机运转时的起动时间增长，利用通用的电动机转矩无法起动的问题，或在通用的电动机过载保护装置中，产生因错误动作所引起的起动不良的问题。另外，由于为了使送风机可起动，而使用特殊的电动机或电动机过载保护装置，所以具有在节省资源、节省能源方面变得不经济的问题。

发明内容

因此，本发明是在离心送风机的后向叶片轮中，在与护罩的连接部附近的叶片板边缘部，设置着规定形状的缺口部。该缺口部的形状是由彼此平行的侧壁部、将该两侧壁部彼此连结的弯曲底部构成，且其自身形成一种不会因局部的应力集中而使破裂从该部分扩大那样的形状。

缺口部的深度被决定在从叶片板和护罩的连接部到缺口部为止的距离的2倍至3倍的范围内，且其弯曲底部的曲率半径被决定成在缺口部的应力集中系数为2.5至3.5的范围内。而且，从叶片板和护罩的连接部到缺口部为止的距离，是以对运动性能不产生影响，且使在叶片板和护罩的连接部上所作用的应力集中现象减轻的形态而决定。

本发明的离心送风机由于采用上述那样的构成，所以可使叶片轮入口连接部分的应力流入分布发生变化，使向该部分的应力集中现象减轻。因此，没有必要为了承受应力集中而进行增加叶片板的壁厚等的研讨，利用习知的叶片轮的壁厚即可保持足够的强度。结果，通过叶片轮的轻量化而使惯性质量保持得较低，所以除了使起动转矩不足，或电动机过载保护装置的错误动作等这些习知产品所带有的问题得以消除以外，还可节省能源，取得经济效果。

附图说明

图1所示为本发明的离心送风机的叶片轮的一个实施例子的示意图。

图2所示为本发明的缺口部的基本形状(A)及变形例(B)、(C)。

图3所示为因缺口深度d的影响而使应力集中减轻的程度的标绘图。

图4所示为在叶片板上设置规定的缺口部的叶片轮与习知型的叶片轮的应力集中的程度的比较标绘图。

1：后向叶片轮    2：叶板片

3：护罩          4：叶轮盘

5：叶轮轴        6：缺口部

7：侧壁部        8：弯曲底部

具体实施方式

图1所示为本发明的离心送风机的叶片轮的一个实施例子。后向叶片轮1由叶板片(blade)2、护罩3、叶轮(impeller)盘4及叶轮轴5构成。该叶片板2在与护罩3的连接部附近的外缘部上设置有缺口部6。

缺口部6的形状是彼此平行的侧壁部7、使两侧壁部彼此连结的弯曲底部8所构成。该缺口部的基本形状及变形例如图2A、2B及2C所示。关于缺口部深度d及从叶板片和护罩的连接部到缺口部为止的距离1，形成以下所示的式1的关系。

[数1]

d＝(2～2.7)×1

而且，弯曲底部的曲率半径ρ是使缺口部的应力集中系数α在2.5至3.5的范围内而决定。叶片板和护罩的入口连接部的作用应力σA和缺口深度d的关系如式2所示。但是，σ₀所示为在没有缺口的情况下的叶片板和护罩的入口连接部的作用应力。

[数2]

σA＝-10.8×d+σ₀

图3所示为因缺口深度d的影响而使应力集中的减轻程度以应力集中减轻标绘图来显示。另外，图4所示为在叶片板上已设置规定的缺口部的叶片轮和习知型的叶片轮的应力集中的程度。这样，即使叶片板的板厚较习知的没有缺口的情况还薄25～30％左右，叶片板和护罩的入口连接部分的作用应力σ也可通过设置缺口部而减轻30～40％左右。

本发明的送风机由于采用以上那样的构成，所以在具有后向叶片轮的离心送风机中，当使叶片板在等厚的主板、侧板上进行熔接或铆接而固定时，可利用比较简单的构成而使该接合部分上所承受的应力集中现象减轻，因此，能够作为比较大型的各种送气排气、涂敷设备、集尘装置、工厂等的换气设备，而得以应用在广泛的用途上。