CN101263304B - 空气处理吹风机 - Google Patents

Abstract

用于HVAC设备的空气处理吹风机包括吹风机壳体，该吹风机壳体适于容纳选定叶轮叶片的内径和外径的离心式叶轮，其中壳体容纳的最大直径叶轮的内径不小于壳体容纳的最小直径叶轮的外径，而不会有性能损失。吹风机壳体较佳地具有从截断边缘向出口延伸的连续增加的截面积气流面积，用于将空气从吹风机排出。

Description

空气处理吹风机

背景技术

用于诸如加热、通风以及空气调节(HVAC)系统之类的空气处理设备的电动机驱动的离心式吹风机式在本技术领域是众所周知的。典型的空气处理吹风机包括卷状壳体，在该壳体内安装有所选直径和轴向长度的离心式吹风机轮或叶轮，且其中壳体适于“定尺寸”成用特定的吹风机轮或叶轮有效地运行。

但是，有很多空气处理设备的应用场合要求选择叶轮尺寸以适应特定的气流要求、叶轮旋转速度以及静电、或吹风机排放压力要求、或这些要求中的变化。在设备市场中的这些性能要求或需要可要求将很多不同尺寸的吹风机轮和相关联的吹风机壳体设计和制造成满足吹风机应用的特定性能要求。当然，这种情况增加了与提供适合各种吹风机应用的产品相关的成本。

因此，一直需要和要求降低与提供适应各种具体轮或叶轮尺寸，同时又符合吹风机的性能要求(而并不会产生吹风机产生的噪音增加的负面作用)以及本领域技术人员已知的吹风机的性能和操作的其它参数的各种吹风机轮尺寸和相关吹风机壳体相关连的成本和生产复杂度。根据本发明，已发现将吹风机壳体的特定构造与离心式叶轮尺寸的特定范围相结合可进行运作而不牺牲吹风机性能并同时保持降低的噪音水平。

发明内容

本发明提供了一种改进的空气处理吹风机，尤其用于加热、通风和空气调节(HVAC)设备，其中所选的不同尺寸和性能的吹风机壳体容纳吹风机轮或叶轮，同时保持所要求的性能参数和噪声排放或“噪音”水平。

根据本发明的一方面，提供了离心式吹风机卷型壳体和离心式吹风机轮或叶轮的组合，其中叶轮提供了高的气流和/或静压，与吹风机壳体相结合使得壳体空气入口端口或开口的直径不小于壳体将容纳的最大叶轮的叶片的内径，同时吹风机壳体入口端口或开口直径也不大于壳体将容纳的最小叶轮的外径。

因而，本发明考虑了提供一种具有卷状壳体的空气处理吹风机，该壳体具有空 气入口或端口，该壳体容纳各种尺寸的离心式吹风机轮或叶轮，其中最小轮的外径一般不小于最大轮的内径。

此外，根据本发明，提供一种离心式空气处理吹风机，其中吹风机壳体具有有些螺旋或卷状的空气流路构造，包括改进的吹风机轮截断边缘构造，该构造具有第一端和第二端和中间部分，可用以容纳所选外径范围的吹风机轮或叶轮，其中与常规离心式空气处理吹风机相比改进了吹风机的效率，并降低了相同范围吹风机轮直径的吹风机噪声排放。

因而，本发明提供了一种改进的吹风机构造，其中对于特定尺寸的卷状吹风机壳体，可提供吹风机叶轮尺寸的范围，其中这种叶轮具有可用于吹风机壳体的特定范围的直径，而不会通过使用各种尺寸的叶轮降低效率或增加产生的噪声。此外，提供了根据本发明的卷状吹风机壳体和吹风机叶轮尺寸范围的组合可用以实现与吹风机驱动电动机的有效运行点相对应的转速的吹风机应用场合所需要的预定空气流率和排放压力。这种灵活性对于利用所谓的PSC(永久分裂电容)电动机的应用场合尤其有利，该电动机在同步转速的约90％处具有效率峰值。这种电动机的效率倾向于在偏离同步转速值的90％的转速下受到损坏。

本领域的技术人员在结合附图阅读了以下详细说明书后会进一步理解本发明的上述优点和优越特征以及本发明的其它重要方面。

附图说明

图1是使用本发明的改进的空气处理吹风机的空气处理设备的局部剖切立体图；

图2是根据本发明的改进的空气处理吹风机的分解立体图；

图3是大致沿图2的线3-3截取的剖视图，示出了具有第一或最大直径的吹风机轮或叶轮；

图4是与图3类似的剖视图，但示出了安装在同一吹风机壳体内的最小外径的叶轮；

图5是大致沿图2的线5-5的剖视详图，示出了吹风机截断边缘和最大直径叶轮的外径之间的关系；

图6是沿图5的同一线截取的视图，示出了截断边缘和最小直径叶轮的外径之间的关系；以及

图7是沿图2的线7-7截取的剖视图。

具体实施方式

在以下说明书中，整个说明书和附图中相同的部件相应地用相同的标号来表示。为了清楚和简明起见，附图不一定按比例绘制且某些特征可能示为放大比例或以通用的方式示出。

参见图1，示出了加热、通风和空气调节单元(HVAC)，总体由标号10表示，特征在于大致矩形的箱体12，该箱体12具有限定空气入口开口16的底壁14和限定空气出口开口20的顶壁18。单元10可包括所谓的空气处理器，该空气处理器包括设置在从空气从入口16通到出口20的流路中的空气调节蒸发器盘管22。根据本发明的空气调节吹风机设置在箱体12中并总体用标号24表示。吹风机24包括安装在根据本发明的吹风机壳体上的有些常规的电驱动电动机26，并总体用标号28表示。吹风机壳体28的特征是大致螺旋形或卷形构造，基本上如Stephen S.Hancock的且都转让给本发明的受让人的美国公开专利申请第US2004/0253098A1、US2004/0253099A1和US2004/0253101A1中所描述和要求的那样。上述公开专利申请的主题以参见的方式纳入本文。

参见图1和图2，离心式吹风机24还包括设置在壳体28内的离心式吹风机轮或叶轮30(见图2)。叶轮30是大致常规构造，包括具有中心横向盘形支承件32的所谓的鼠笼型叶轮，盘形支承件32包括毂32a(见图7)和多个周界间隔、大致径向向外突出的叶轮叶片34。叶片34可向前或向后弯曲且示出为相对于围绕轴线30x的旋转方向向后弯曲(见图2、3、4和7)，该方向在图7中用箭头30y表示。叶轮30适于从动地连接到驱动电动机26，该电动机设有驱动地与毂32a配合的轴26a(见图3)，且电动机26还包括支承架36，该支承架36适于将电动机安装在吹风机壳体29上相反两侧之一上所选定的位置。

吹风机壳体28设有相对的空气入口端口或开口40和40a(见图3和4)。端口或开口40和40a较佳地大致呈圆形构造并设置在吹风机28的相对两侧上，如图所示。因而，限定端口40和40a以及端口的空气流路区域的尺寸是相应的端口直径d40和d40a(见图3)。吹风机壳体28包括可如上述公开专利申请中所述构造的相对壳体件28a和28b，该相对壳体件28a和28b共同限定由大致矩形周长凸缘44界定的吹风机空气出口端口42(见图2和7)。凸缘44适于在形成在箱体12中的横向壁31处辅助支承吹风机24，如图1所示，且横向壁31还具有与吹风机出口或排气口42对准的端口或开口31a。

如图7所示，吹风机叶轮30设有周界间隔的、较佳地向后弯曲的叶片34，尽管也可在一般离心式吹风机轮或叶轮中形成其它叶片布置，而享有本发明的优点。图7还示出了吹风机壳体28的外周界壁33是怎样从吹风机截断边缘39沿从截断边缘的逆时针方向以相对于轴线30x的大致增加的半径布置到出口端口42紧接的上游设置的吹风机壳体的排气管部分41的。但是，吹风机壳体28还较佳地是上述以参见方式纳入本文的公开专利申请所述的几何形状。吹风机壳体28的内部气流空间28s(图3、4和7)布置成在吹风机壳体的截断边缘39和排气部分41之间提供基本上持续增加的横截面的流动面积。

现参见图3，还示出关于叶轮30与入口端口40和相对的同轴对准的入口端口或开口40a的关系。事实上，吹风机壳体28可基本上关于由分型线28p限定的平面对称(见图3和4)。应当注意在图3中，叶轮30的内径d30，如叶轮叶片34的径向最内部边缘d30所限定的那样，大致等于开口或端口40和40a的直径。对于根据本发明构造的特定吹风机壳体28的构造，具有外界D30的叶轮会紧接截断边缘39，见图5，尤其是在相对的侧边缘39c和39d处。换言之，叶轮叶片34的径向最外部边缘34e会在其最靠近截断边缘39处，如图5所示。截断边缘39较佳地形成椭圆形，如公开专利申请US2004/0253099A1所教授的那样。

此外，叶轮30的外径D30和截断边缘39在截断边缘位置39c和39d之间的第一间隙距离39e的范围较佳地在最小值叶轮外径的0.5％至最大值叶轮外径的5.0％，而大致在椭圆截断边缘39的中点39a处测得的第二距离大于第一距离。在一较佳实施例中，第一距离39e大致是叶轮直径D30的2.0％，而第二距离39a大致是叶轮直径D30的6.0％。当然，根据上述公开专利申请的教授，边缘39关于中点39a对称且是连续的，并较佳地形成椭圆形。吹风机壳体28的截断部分还由表面46限定，表面46形成为截断边缘39和所谓的排气侧边缘47之间的区域(见图5)。参见图5，截断边缘39包括范围在第一位置39g和第二位置39h之间的第一端部分、范围在第三和第四位置39j和39k之间的第二端部分以及在第一端和第二端部分之间延伸的截断边缘中部部分。在位置39h和39k之间截断边缘中部部分形成降低噪声排放部分，产生更安静的气流，而截断边缘中部部分的任一侧上的部分抑制空气的回流并改进吹风机运行的稳定性。

现参见图4，示出了吹风机壳体28，其中叶轮30由叶轮50代替，叶轮50具有与叶轮30大致相同的构造并可围绕轴线30x旋转，但分别是较小的外径和内径。吹风机叶轮50设有多个周界间隔的叶片54，叶片54也固定到中心支承件或盘52 上，支承件或盘52包括接纳毂53的电动机轴，且其中叶轮50具有内部叶片边缘54d的相对两个之间的直径距离限定的内径d50，和叶片54的径向外部边缘54e的相对两个之间的直径距离限定的外径D50。在图4的布置中，外径D50大致等于开口或空气入口端口40和40a的直径。图6示出了截断边缘39和叶轮50之间的关系，其中当然在边缘39和叶轮叶片的径向最外部边缘54e之间形成较大的距离。尽管图5和6的视图是大致沿图2的线5-5截取的，为了说明的目的在剖视图中还示出了叶轮30和50。

因而，如图所示，吹风机入口端口或开口40和40a的直径一般不小于最大直径的叶轮或轮30的内径d30，并一般不小于最小直径的轮或叶轮50的外径D50。为了满足这些条件，叶轮50的外径D50不小于叶轮30的内径d30。此外，截断边缘39构造成为最大直径的叶轮提供的径向间隙最小，并通常是叶轮外径的约1.0％至2.0％。由于这些关系，由截断边缘39提供的改进的截断在吹风机24用诸如叶轮50之类的最小直径的轮或叶轮运行时仍然实现其所想要的目的。

认为诸如本文所述的吹风机组件的构造和运行在用于HVAC设备等的空气处理吹风机领域的技术人员的认识范围之内。常规的工程材料，包括上述公开专利申请中所述的那些，可用于制造吹风机壳体28以及叶轮30和50。此外，本领域的技术人员还会理解，叶轮30和50的相应直径之间范围的对应内径和外径的叶轮可与诸如壳体28之类的壳体结合使用，而不损失吹风机性能，并同时享有本发明的优点。因此，通过提供根据上述本发明构造的壳体和从叶轮30的直径到叶轮50的直径的叶轮尺寸范围，可构造具有适合特定应用的气流、排气压力和噪声排放特征的各种吹风机，而不需要加工不同尺寸的吹风机壳体。这样减小了制造复杂度而不牺牲产品性能或运行效率。

尽管本文详细描述了本发明的较佳实施例，但本领域的技术人员会认识到可进行各种替代和更改而不背离所附权利要求书的范围和精神。

Claims (8)

1.一种空气处理吹风机，包括：

吹风机壳体，所述吹风机壳体包括：至少一个空气入口，所述至少一个空气入口具有限定所述至少一个空气入口的气流区域的尺寸；空气出口；气流空间，所述气流空间在所述至少一个空气入口和所述空气出口之间延伸；以及截断边缘，所述截断边缘在所述吹风机壳体内基本上防止所述气流空间内空气的回流；

所述截断边缘包括在第一位置和第二位置之间延伸的第一端部分和在第三和第四位置之间延伸的第二端部分以及在所述第一端和第二端部分之间延伸的截断边缘部分；

最大叶轮或最小叶轮设置成围绕所述吹风机壳体内的共同轴线在所述气流空间内旋转，其中所述最大叶轮的内径不小于所述至少一个空气入口的所述尺寸，所述最小叶轮的外径不小于所述至少一个空气入口的所述尺寸，其中，所述最大叶轮的所述内径基本上不小于容纳在所述吹风机壳体内的所述最小叶轮的所述外径。

2.如权利要求1所述的吹风机，其特征在于：

所述吹风机壳体构造成为所述气流空间提供相对于所述轴线并从所述截断边缘朝向所述空气出口延伸的基本上连续增加的横截面流动面积。

3.如权利要求1所述的吹风机，其特征在于：

所述至少一个空气入口是圆形的且所述尺寸是所述至少一个空气入口的直径，所述内径由多个周界间隔的叶轮叶片的相对的径向内部边缘确定，并且所述外径由多个周界间隔的叶轮叶片的相对的径向最外部边缘确定。

4.如权利要求3所述的吹风机，其特征在于：

叶轮外径和所述截断边缘的所述部分中的至少一个之间的径向间隙不小于所述叶轮外径的0.5％。

5.如权利要求4所述的吹风机，其特征在于：

所述叶轮外径和所述截断边缘的所述至少一个部分之间的所述径向间隙不大于所述叶轮外径的5％。

6.如权利要求4所述的吹风机，其特征在于：

所述叶轮外径和在所述截断边缘的第一端和第二端部之间延伸的截断边缘部分之间的径向间隙不大于所述叶轮外径的6％。 

7.如权利要求1所述的吹风机，其特征在于：

所述截断边缘具有从穿过所述轴线的平面看基本上椭圆的形状。

8.如权利要求1所述的吹风机，其特征在于：

所述吹风机壳体包括设置在所述吹风机的相对两侧上的空气入口，用于使空气进入所述最大叶轮和所述最小叶轮。 

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