CN101101008B - 离心式风机及具有室内空气净化功能的新风装置 - Google Patents

Abstract

一种离心式风机及具有室内空气净化功能的新风装置，离心式风机包括风轮、设于风轮外部的风道及驱动风轮转动的电机，其特征在于，所述风道是由两块风道板及连接于两块风道板两侧的前侧板、后侧板与风轮的外表面之间所形成的空腔，风道的两端各设有一个气流出口，形成具有双出口的双风道，风轮转动时将吸入的气流经两个风道及两个气流出口同时向两个方向吹出。新风装置包括机壳、由两个离心式风机组合而成的离心式风机组、空气过滤单元及控制和显示用的前面板。本发明能有效提高离心式风机工作效率，缩小体积，增加送风量，降低噪声和能耗。

Description

离心式风机及具有室内空气净化功能的新风装置

【技术领域】

本发明涉及离心式风机，特别是涉及一种由一个离心式风轮匹配两个独立风道和两个出风口，形成同时反向出风的离心式风机，以及由此离心式风机制作的具有室内空气净化功能的新风装置。

【背景技术】

在生活中人们广泛使用着空调机、换气机、风扇等空气调节和空气驱动装置或设备，且这类装置越来越趋于小型化。在多种形式的送风装置中，离心式风机由于结构紧凑，尺寸小、气压大、送风距离远等特性得到广泛应用。

已知的离心式风机结构如图1所示，它是在风轮的外部设有一长的蜗壳，其蜗壳的圆周长度约大于风轮圆周长度的四分之三，传统离心式风机正是通过这种长的蜗壳为气流作加速引导，以达到增加进气口负压，增大送风距离等目的，但这种长蜗壳结构在设计、生产和使用维护中都很难稳定地引导内部气流合理化流动。实验表明，气流分离噪声、旋转噪声和蜗流噪声的高低均与离心式风机的长蜗壳结构有直接的关系，并导致已知的离心式风机存在诸如风机效率低、风量小、噪声大、出风口气流过于集中等问题。因此，对传统的离心风机而言，在转速及风轮尺寸固定的情况下，既要增加气流量而又同时降低噪声几乎是难以实现的。

在传统离心式风机制作的装置或产品中，虽然噪声与离心式风机的排风能力不直接相关，但要在风轮尺寸确定后增加出风量，通常只能采用增加电机转速等方法，而这同样会增加噪声，使得在较安静的环境如夜间使用时，其工作噪声提高往往会不同程度地影响设备使用者的舒适度。

对新风换气机等装置或产品，通常要求风机的送风量最大，并使工作噪声稳定在较低水平，而不需要大的送风直径或风速，但现有的离心式风机很难实现这些要求。

另一方面，目前居室换气已成为人们实现室内健康的重要途径之一。已有的换气装置多数只考虑向室内提供新鲜空气，同时排出室内的污浊空气，但这类换气装置至少存在下述问题：1、现有换气装置大量吸入新鲜空气，虽能达到换气的目的，但当室内、外温差较大时，必然会增大室内温度调节设备的负载，缩短温度调节设备的使用寿命，增加能耗。2、现有换气装置通常都设有一个室外空气向室内的输入口，并同时设有一个室内空气向室外排出的出风口，这种传统结构使得新空气在输入室内后经过一个与送风装置风力直径相关的循环圈后，被排出到室外，导致存在室内换气死角。3、现有换气装置通常都不能通过净化室内空气来提升室内空气品质和减少对室外新空气的要求，也不能通过减少空气调节设备工作负荷达到居室内健康节能的目的。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种能有效提高离心式风机工作效率，缩小体积，增加送风量，降低噪声和能耗的离心式风机。

本发明的目的还在于提供一种由所述离心式风机制作的及具有室内空气净化功能的新风装置。

为实现上述目的，本发明提供一种离心式风机，该离心式风机包括风轮、设于风轮外部的风道及驱动风轮转动的电机，其特征在于，所述风道是由两块风道板及连接于两块风道板两侧的前侧板、后侧板与风轮的外表面之间所形成的空腔，风道的两端各设有一个气流出口，形成具有双出口的双风道，风轮转动时将吸入的气流经两个风道及两个气流出口同时向两个方向吹出。

风道板由形成风道的弧形板和设于其两端的向外侧转折的出口平板构成，两块风道板反向对称地设置于风轮的外围，在每块风道板的弧形板与风轮之间形成一个从弧形板一端至另一端逐渐远离风轮外表面的渐开形风道，两块风道板的第一出口平板与第二出口平板及第三出口平板与第四出口平板则分别形成两个扩张形的气流出口。

两个风道的风道长度分别与两块风道板的弧形板的长度相对应。

两块风道板的弧形板的弯曲弧线为渐开线。

两块风道板与后侧板形成一体式结构，其中，在后侧板中央开有电机孔和进风口，后侧板前侧中央设有容置电机用的圆筒状电机座，电机通过电机罩装于电机座内，风轮则装在电机座外部，电机轴与风轮的轴座相连接。

风轮是由它由位于后侧的环状轮架及沿轮架圆周间隔设置的截面为月牙状的多个叶片以及其前侧端壁构成，端壁中央设置有连接轴座；

本发明也提了一种具有所述离心式风机的具有室内空气净化功能的新风装置，该装置包括：

机壳，其上设有用于吸入外部空气的外部空气入口、吸入室内空气的室内空气入口，位于左右侧壁上的向室内送风用的两个第一出口和位于上下侧壁上的两个用于室内空气净化、循环的第二出口；

由第一离心式风机和第二离心式风机组合而成的离心式风机组，它装在机壳内；

用于过滤空气的空气过滤单元，它包括至少一个室外空气过滤单元及一个室内空气过滤单元及

控制和显示用的前面板，它装在机壳的前侧，其中，

所述第一离心式风机和第二离心式风机的各两个风道呈垂直设置，并分别对应于机壳左右侧壁上的两个第一出口和上下侧壁上的两个第二出口；所述室外空气过滤单元装在第一离心式风机与机壳上的外部空气入口之间，室内空气过滤单元装在第二离心式风机与机壳上的室内空气入口之间。

在所述离心式风机组的第一离心式风机和第二离心式风机中，其中第一离心式风机的两个气流出口沿水平方向设置，并对应于机壳上的向室内送风用的两个第一出口；第二离心式风机的两个气流出口沿上下方向设置，并对应于机壳上的两个用于室内空气净化、循环的第二出口。

室外空气过滤单元及室内空气过滤单元均为可拆卸框式过滤网，它们分别插接于机壳的后端插口和前端插口。

前面板上设有显示屏，显示屏上方设有多个手动按键，它们均与设置在控制板上的控制电路连接。

该新风装置还配有一个红外遥控器。

在所述机壳后侧连接有一个穿过墙体与室外相通的空气导管，其外端部装有防水胶圈和防水罩。

在第一离心式风机和第二离心式风机的空气吸入口内侧设有对吸入的空气进行灭菌处理的紫外线灭菌装置。

本发明的贡献在于，它有效改变了传统离心式风机的结构，并由此产生了极其有益的技术效果。通过将离心式风机的风道设置为围绕风轮的反向双风道，因而大大增加了离心式风机的工作效率和送风量。同时，反向双风道也使得风道的长度大大缩短，使得离心式风机的噪声大幅降低且体积缩小，并使出风口气流更均匀。由本发明的离心式风机制作的新风装置可以正压方式向密闭室内输送室外新鲜空气，通过降低对室外新空气量的需求，可减少空气调节设备的能耗，达到保证室内空气品质并降低能耗的目的。由于本发明的新风装置是将室外新鲜空气吸入室内后再通过同一装置对室内空气进行过滤，除尘及灭菌过程的循环，实现了室内的无死角换气。

【附图说明】

图1是普通离心式风机结构示意图。

图2是本发明的离心式风机部件分解立体示意图。

图3是本发明的离心式风机结构平面示意图。

图4是具有本发明的离心式风机的新风装置外形立体示意图。

图5是图4的新风装置整体结构剖视图。

图6是图4的新风装置部件分解立体示意图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。

参阅图2、图3，本发明的离心式风机100包括风轮10、风道20及电机30，图2中，所述风轮10是由工程塑料制成的中空轮状体，它由位于后侧的环状轮架12及沿轮架圆周间隔设置的截面为月牙状的多个叶片13以及其前侧端壁14构成，端壁中央设置有连接轴座11。所述风道20是本发明的重点所在，它是引导风轮吹出的气流向预定的方向流动的通道，如图2、图3所示，该风道20是由两块风道板21、22及前侧板23、后侧板24与风轮10的外表面之间所形成的空腔，其中，两块风道板21、22用于形成风道的特定形状，前侧板23、后侧板24则用于连接两块风道板并将风道密闭，风道20的两端各设有一个气流出口25、26，由图3中可清楚看出，本发明的风道是一个双风道结构，两块风道板21、22与风轮10之间各形成二个风道201、202，每个风道各有一个气流出口25、26，由此结构可使得风轮10在转动时将吸入的气流经风道201、202及两个气流出口25、26同时向两个方向吹出，很显然，它使得风轮10送出的风量增加了一倍，并大大减少了气流在风轮中运行的距离和时间，提高了离心机的工作效率。

更具体地说，风道板21、22由弧形板211、221和设于其两端的向外侧转折的第一出口平板212、第二出口平板223、第三出口平板213、第四出口平板222构成，所述弧形板211、221是形成风道的弧形板状体，其弧形曲线可根据设计需要确定，本例中，弧形板211、221的弯曲弧线为渐开线，该弧形板的形状和其与风轮10间的距离决定了风道的形状。图2中，两块风道板21、22反向对称地设置于风轮10的外围，所述的反向对称是指将该同样形状的两块风道板21、22的弯曲弧度相反地对称设置于风轮10的两侧，图3中可见，在每块风道板的弧形板211与风轮10之间形成一个从弧形板一端至另一端逐渐远离风轮外表面的渐开形风道，即所述的双风道201、202，两个风道的风道长度分别与风道板21、22的弧形板211、221的长度相对应。该结构中，所形成的两个风道201、202的每个风道的起始点位于和另一风道的气流出口的相交处(图3中的A、B两点)，这使得风道的长度较传统离心式风机的风道长度短得多，有利于减小体积和降低噪声。位于两块风道板两端的出口平板212与223及213与222则分别形成两个扩张形的气流出口25、26。

本实施例中，所述风道板21、22与方形的后侧板24均由塑料制成，它们可通过塑料注塑、焊接等惯用手段形成一体式结构，在后侧板24中央开有电机孔和风轮进风口，其中风轮进风口是位于电机孔外侧的环形风栅状进风口。后侧板前侧中央设有容置电机用的圆筒状电机座241，用于支承电机轴。电机30装在圆筒状电机罩32内，电机罩外壁上设有四个凸起321，电机罩32装于电机座241内，并通过所述的凸起321定位。风轮10装在电机座241外部，电机轴31通过插销键10D等惯用连接手段与风轮10的轴座11相连接。前侧板23与一体化的风道板21、22及后侧板24用螺钉相连接。

本发明的离心式风机可用于空调机、换气机、暖风机等多种设备上。

本实施例将对具有本发明的离心式风机的具有室内空气净化功能的新风装置进行描述。

参阅图4～图6，其中，图4示出了该新风装置的外形，图5和图6则示出了其具体结构。如图4～图6，该新风装置包括机壳40、离心式风机组200、空气过滤单元50及前面板60。所述机壳40是一个方形的塑料壳体，其后部设有用于吸入外部空气的外部空气入口41，机壳前部设有吸入室内空气的室内空气入口42，该空气入口由前面板60与机壳40间预留的周边的空隙而形成。在机壳的左右侧壁上设有向室内送风用的两个第一出口43，且在机壳的上下侧壁上设有两个用于室内空气净化、循环的第二出口44。

如图5、图6所示，在机壳40内装有离心式风机组200，该离心式风机组由本发明的第一离心式风机100A和第二离心式风机100B组合而成，其中，第一离心式风机100A用于将室外新鲜空气吸入室内，而第二离心式风机100B用于吸入室内空气并进行过滤、除尘、灭菌后再排入室内的循环运作。

更具体地说，第一离心式风机100A包含了本发明的离心式风机的基本结构，只是在前侧由气流隔离板23A代替了上述的前侧板23，第一离心式风机100A在其后侧板24A的边缘用螺钉固定于机壳40内，第一离心式风机100A的两个气流出口25A、26A沿水平方向设置，气流出口的端部与机壳40上的向室内送风用的两个第一出口43对接。第二离心式风机100B的风道20B与第一离心式风机100A的风道20A的设置方向相互垂直，第二离心式风机100B的两个气流出口25B、26B沿上下方向设置，其气流出口的端部与机壳40上的两个用于室内空气净化、循环的第二出口44对接。第二离心式风机100B的风道板21B、22B呈竖向设置，与风道板21B、22B一体的前侧板23B上设有空气吸入口231B。第一离心式风机100A、第二离心式风机100B各有一个风轮10A、10B，两个风轮10A、10B通过中间隔板10C相连接，形成一个同轴转动的一体化风轮，该一体化风轮通过中间隔板10C中央中间座孔和四销连接座10D与电机30A的电机轴连接，一体式的风轮10A、10B分置于第一离心式风机100A、第二离心式风机100B的风道20A、20B内。如图5，离心式风机组200在其后侧用螺钉固定于机壳40内，第二离心式风机100B与第一离心式风机100A之间用螺钉连接并卡接于机壳40的前端，第一离心式风机100A与第二离心式风机100B之间由夹在两者中间的气流隔离板23A相隔离。为了对吸入第二离心式风机100B的空气进行灭菌处理，在气流隔离板23A圆环内侧两面设置有紫外线灭菌装置80，本例中，该紫外线灭菌装置80为紫外线LED杀菌灯，多个紫外线LED 81连接在一环形线电路板82上，灭菌装置80通过环形电路板82上的定位孔嵌入气流隔离板23A内侧环形槽安装带231上。

为了对吸入室内和在室内循环用的空气进行过滤、除尘，以净化室内空气，该新风装置设置了一个空气过滤单元50，该空气过滤单元包括至少一个室外空气过滤单元51及一个室内空气过滤单元52，如图6所示，所述室外空气过滤单元51及室内空气过滤单元52均为可拆卸框式过滤网，其中室外空气过滤单元51装在第一离心式风机100A与机壳上的外部空气入口41之间，室内空气过滤单元52装在第二离心式风机100B与机壳上的室内空气入口42之间，在机壳40的一侧靠前后两端分别设有一个插口45A、45B，上述空气过滤单元50的室外空气过滤单元51插接于机壳40的插口45A内，室内空气过滤单元52插入插口45B内，装置运行一定时间后可抽出空气过滤单元50进行清洗。

如图4、图6所示，在机壳40的前侧装有控制和显示用的前面板60，前面板60上设有液晶显示屏61，用于显示该新风装置的工作状态、室内外温度、湿度、工作模式、档位、气体检测等数据。显示屏上方设有多个手动按键62，用于对控制参数进行设置和调整。显示屏61和手动按键62均与设置在控制板70上的控制电路连接，控制板70则装在前面板的内框中。液晶显示屏61设于控制板70上，控制板70用螺丝固定于控制板安装座71上，而控制板70与控制板安装座71之间的固定需贯穿过前面板60用于放置显示器的窗口固定孔，以相互定位固定。本装置还配有一个红外遥控器72，其摇控项目与手动按键62的控制项目一致，便于遥控操作。

本发明的新风装置在使用时用膨胀螺栓将图6所示的机壳后盖46固定到房间的内墙体上，再用螺丝将机壳40固定到机壳后盖46上。在所述机壳40后侧连接有一个塑料空气导管45，该导管的一端与机壳后盖46扣接，另一端穿过墙体与室外相通，在其外端部通过连接环48连接有防水胶圈49和防水罩47，其中连接环48一端与空气导管45扣接，另一端与防水胶圈49套接，防水罩47与连接环48之间夹合防水胶圈49并通过螺丝连接紧固。

参阅图3～图6，本发明的新风装置在工作时，开启电源后，电机30带动第一离心式风机100A和第二离心式风机100B同步转动，离心式风机组200开始工作，其中第一离心式风机100A的风轮10A在高速旋转时将室外的新鲜空气经防水罩47和空气导管45、外部空气入口41及室外空气过滤单元51过滤后吸入风道20A内，并同时将吸入的空气同时沿两个风道201A、202A反向地吹向水平方向的两个气流出口25A、26A，不断进入的空气逐渐扩散到整个室内空间，并与未换气前的室内空气相混合。与此同时，风轮10B在高速旋转时将室内空气经机壳前面板60与机壳40间预留的周边的空隙而形成的室内空气入口42吸入，经室内空气过滤单元52过滤，进入风道20B内，由风轮10B将吸入的空气同时沿两个风道201B、202B反向地吹向上下方向的两个气流出口21B、22B，使得室内空气在室内循环过程中即得以净化，而不必要补充大量的新鲜空气，具有显著的节能效果。室内室外空气都在装置内经紫外线灭菌装置80进行灭菌，使室内空气更健康。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (12)

1.一种离心式风机，该离心式风机(100)包括风轮(10)、设于风轮外部的风道(20)及驱动风轮转动的电机(30)，所述风道(20)的两端各设有一个气流出口(25、26)，形成具有双出口的双风道(201、202)，其特征在于，所述风道(20)是由两块风道板(21、22)及连接于两块风道板两侧的前侧板(23)、后侧板(24)与风轮(10)的外表面之间所形成的空腔，所述风道板(21、22)由形成风道的弧形板(211、221)和设于其两端的向外侧转折的出口平板(212、213、222、223)构成，两块风道板(21、22)反向对称地设置于风轮(10)的外围，在每块风道板的弧形板(211)与风轮(10)之间形成一个从弧形板一端至另一端逐渐远离风轮外表面的渐开形风道，两块风道板的第一出口平板(212)与第二出口平板(223)及第三出口平板(213)与第四出口平板(222)则分别形成两个扩张形的气流出口(25、26)，所述风道板(21、22)与后侧板(24)形成一体式结构，其中，在后侧板(24)中央开有电机孔和进风口，风轮(10)转动时将吸入的气流经风道(201、202)及两个气流出口(25、26)同时向两个方向吹出。

2.如权利要求1所述的离心式风机，其特征在于，所述双风道(201、202)的风道长度分别与风道板(21、22)的弧形板(211、221)的长度相对应。

3.如权利要求2所述的离心式风机，其特征在于，所述风道板(21、22)的弧形板(211、221)的弯曲弧线为渐开线。

4.如权利要求1所述的离心式风机，其特征在于，在风道(20)的后侧板(24)前侧中央设有容置电机用的圆筒状电机座(241)，电机(30)通过电机罩(32)装于电机座(241)内，风轮(10)则装在电机座(241)外部，电机轴(31)与风轮(10)的轴座(11)相连接。

5.如权利要求4所述的离心式风机，其特征在于，所述风轮(10)由位于后侧的环状轮架(12)及沿轮架圆周间隔设置的截面为月牙状的多个叶片(13)以及其前侧端壁(14)构成，端壁中央设置有连接轴座(11)。

6.一种具有权利要求1所述离心式风机的具有室内空气净化功能的新风装置，其特征在于，它包括：

机壳(40)，其上设有用于吸入外部空气的外部空气入口(41)、吸入室内空气的室内空气入口(42)，位于左右侧壁上的向室内送风用的两个第一出口(43)和位于上下侧壁上的两个用于室内空气净化、循环的第二出口(44)；

由第一离心式风机(100A)和第二离心式风机(100B)组合而成的离心式风机组(200)，它装在机壳(40)内；

用于过滤空气的空气过滤单元(50)，它包括至少一个室外空气过滤单元(51)及一个室内空气过滤单元(52)及

控制和显示用的前面板(60)，它装在机壳(40)的前侧，其中，

所述第一离心式风机(100A)和第二离心式风机(100B)的各两个风道(20A、20B)呈垂直设置，并分别对应于机壳(40)左右侧壁上的两个第一出口(43)和上下侧壁上的两个第二出口(44)；所述室外空气过滤单元(51)装在第一离心式风机(100A)与机壳上的外部空气入口(41)之间，室内空气过滤单元(52)装在第二离心式风机(100B)与机壳上的室内空气入口(42)之间。

7.如权利要求6所述的新风装置，其特征在于，在所述离心式风机组(200)的第一离心式风机(100A)和第二离心式风机(100B)中，其中第一离心式风机(100A)的两个气流出口(25A、26A)沿水平方向设置，并对应于机壳(40)上的向室内送风用的两个第一出口(43)；第二离心式风机(100B)的两个气流出口(25B、26B)沿上下方向设置，并对应于机壳(40)上的两个用于室内空气净化、循环的第二出口(44)。

8.如权利要求7所述的新风装置，其特征在于，所述室外空气过滤单元(51)及室内空气过滤单元(52)均为可拆卸框式过滤网，它们分别插接于机壳(40)的后端插口(45A)和前端插口(45B)处。

9.如权利要求8所述的新风装置，其特征在于，所述前面板(60)上设有显示屏(61)，显示屏上方设有多个手动按键(62)，它们均与设置在控制板(70)上的控制电路连接。

10.如权利要求9所述的新风装置，其特征在于，它还配有一个红外遥控器(72)。

11.如权利要求10所述的新风装置，其特征在于，在所述机壳(40)后侧连接有一个穿过墙体与室外相通的空气导管(45)，其外端部装有防水胶圈(49)和防水罩(47)。

12.如权利要求11所述的新风装置，其特征在于，在第一离心式风机(100A)和第二离心式风机(100B)的气流隔离板(23A)内侧环形槽安装带(231)上设有对吸入的空气进行灭菌处理的紫外线灭菌装置(80)。

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