CN101408197B - 发热的鼓风机外壳 - Google Patents

Abstract

一种用于壁炉、热泵或其它类型的空气处理单元的离心式鼓风机包括一发热的鼓风机外壳，当空气通过鼓风机外壳时发热的鼓风机外壳加热空气流。在某些情形中，外壳用热固性树脂制成，该热固性树脂用石墨浸渍或用一石墨织物共模制。通过横贯外壳施加电压在外壳壁内产生热量。

Description

发热的鼓风机外壳

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US 2004/023599，国际申请日为2004年7月22日，进入中国国家阶段的申请号为200480027787.5，名称为“发热的鼓风机外壳”的发明专利申请的分案申请。

发明背景

发明领域

本发明总的涉及风扇，具体来说，涉及一种加热风扇外壳。

相关技术的说明

诸如壁炉、空调、热泵等的住宅和商业用的空气处理单元通常包括一鼓风机或风扇，它们强制空气流过加热器。然后，管道将被加热的空气传输到需要的地方。加热器可以是空气处理单元的原始热源或补充热源。通常该加热器就是安装在鼓风机抽吸或排气口处的加热电阻金属线。然而，也有其它类型的加热器和安装部位。

一加热器可安装在鼓风机外壳内、鼓风机外壳外，或鼓风机抽吸或排气口处。安装在鼓风机外壳内的加热器揭示在美国专利1,421,221中。尽管这样一设计可提供有效的传热，但加热器显得明显地干扰或阻碍空气流。

安装在鼓风机外壳外的加热器揭示在美国专利4,526,510、2,368,392和2,053,036中。在上述每一情形中，鼓风机外壳壁在热源和被加热的空气之间形成一有害的热障。即使鼓风机外壳壁由高导热材料制成，鼓风机壁也总会有一定的热阻。此外，一安装在鼓风机外壳外的加热器还对空气处理单元增加额外的体积。

一安装在鼓风机外壳排气口处的加热器揭示在美国专利2,856,162中。在这样一位置处的加热器阻止空气流，因为加热器的安置位置直接横贯于空气通道。

美国专利4,313,493示出一种加热器，其一部分安装在鼓风机外壳外而另一部分横贯鼓风机排气口延伸。采取这样一结构，鼓风机壁在空气和位于鼓风机外壳外的加热器之间形成一热障，加热器的其余部分阻碍鼓风机排气口处的空气流。

发明概要

为了避免阻碍鼓风机的空气流，尽可能减小空气处理单元的体积，并避免在加热器和被加热的空气之间形成热障，本发明的目的是提供一种鼓风机，该鼓风机外壳包括一发热(heat-generating)的外壳壁。

某些实施例的另一目的是提供一复合的鼓风机外壳壁，其包括一电阻材料的基底，例如树脂材料，并用诸如石墨那样的导电材料浸渍。

某些实施例的另一目的是提供一多层的鼓风机外壳壁，其中，一个或两个表面层比内芯层(core layer)更加导电。

某些实施例的另一目的是提供一带有一层石墨织物的鼓风机外壳。

某些实施例的另一目的是提供一鼓风机外壳，它包括一呈金属线或带形式的一体的加热(heating)元件。

某些实施例的另一目的是形成一发热的鼓风机外壳，它由诸如热固性树脂之类的电阻材料制成。

某些实施例的另一目的是提供一带有一发热外壳的离心式鼓风机或轴流式风扇。

某些实施例的另一目的是提供一发热的鼓风机外壳，其热量可以具有离散的增量的方式变化。

某些实施例的另一目的是提供一发热的鼓风机外壳，其热量是无限可变的。

某些实施例的另一目的是使用一鼓风机外壳的缝作为一电气节点(electricalnode)，用于对外壳输入电流。

某些实施例的另一目的是绝缘一发热鼓风机外壳的外表面。

某些实施例的另一目的是在鼓风机外壳壁内用电发热。

某些实施例的另一目的是增加电气发热的表面积，或一金属线或诸如此类的质量。

本发明的一个或多个上述和/或其它的目的由包括一发热外壳壁的一鼓风机外壳实现。

附图的简要说明

图1是包括一发热外壳壁的离心式鼓风机的俯视图。

图2是图1的正视图。

图3是沿图1的线3-3截取的截面图。

图4是类似于图3但是另一鼓风机的截面图。

图5是类似于图3但是还有另一鼓风机的截面图。

图6是类似于图3但是还有另一鼓风机的截面图。

图7是带有圆柱形发热鼓风机外壳的轴流式风扇的截面图。

较佳实施例的描述

图1-3示出一离心式风扇或鼓风机10，其外壳12包括一发热外壳壁14。外壳12形成有一抽吸口24和一排气口16。一电机18驱动外壳12内的旋转风扇元件20，以驱动空气22从抽吸口24a和24b流到排气口16。术语“旋转风扇元件”是指用来移动空气的任何旋转构件。旋转风扇元件的某些实例包括(但不限于)一离心式风扇叶轮和一轴流式风扇叶片。术语“外壳壁”是指风扇或鼓风机结构的一部分，它帮助形成由风扇产生的一空气流的外周路径，其中，外壳壁一般地平行于空气流路径。术语“发热外壳壁”是指热量在外壳壁本身内形成(例如，一加热元件直接地位于壁上或壁内)。

在图3中，发热外壳壁14显示为包括与一外层28紧密地接触的一内层26。该内层26比外层28更加导电。在某些情形中，例如外层28是诸如一种浸渍了聚酯树脂的玻璃的热固性树脂，而内层26是一石墨织物，诸如3K，4×4斜纹编织的石墨织物，#1068，它由Ohio州的Brookeville市的Fibre Glast Developments Corp.出品。外层28较佳地是一热固性树脂以承受由内层26产生的热量。或者，外层28可以是一种如不锈钢之类的材料，它响应于电流而发热，而内层可包括石墨织物或附连于外层28的电阻金属线。

通过将一电源30连接到内层26上的两个或多个间隔开的点或线上，热量可在壁14内产生。例如，一根金属线32可连接到邻近鼓风机外壳12的一接缝36的一节点34(导电器、连接器、接线端、螺钉、点、金属线等)，而一第二金属线38可连接到另一节点40。当电流通过节点34和40之间的外壳壁14时，内层26的电阻在外壳壁14内发热，这可加热空气22。

形成这样层次的或复合的鼓风机外壳可用各种方式实现。例如，一粘结剂可简单地将内层和外层粘结在一起。然而，目前一优选的方法是将层26和28共模制在同一模具腔内，由此，在外层固定在模具腔内的情况下，将外层，较佳地为热固性外层，自身粘结于内层26。

为了能安装旋转风扇元件20，外壳12较佳地形成为两个半部12a和12b，它们彼此连接在接缝36处。接缝36可以是任何类型的连接，包括但不限于对接接头、搭接接头、舌槽连接、突缘接头、卡配接头等。两个半部12a和12b可通过其自身的几何形状或通过使用任何各种传统的连接结构保持在一起，这样的结构包括但不限于弹簧夹子、螺纹紧固件、铆钉、粘结剂、卡配件等。

对于如图4所示的另一鼓风机10a，一鼓风机外壳42包括一发热外壳壁44，它包括一基本上同质的材料，该材料具有所要求的电阻以便产生热量。尽管可使用各种材料，但在某些实施例中该材料包括用导电材料浸渍的一树脂基底，该导电材料比基底更加导电。例如，该基底可以是诸如聚酯树脂之类的热固性树脂，而导电材料可以是石墨。这样一种材料组合使得外壳壁44能导电，然而还对壁44提供合适的电阻量以便可产生热量。或者，可使用另一电阻材料，它响应于施加的电流而发热，电流的施加可通过将金属线附连于电阻材料表面，或在电阻材料形成时将金属线嵌入在该材料内。不锈钢是可响应于施加的电流而发热的一种电阻材料的实例。除了上述材料之外，本技术领域内的技术人员显然还会明白其它合适材料。

通过以类似于鼓风机外壳12的一方式与电源30的连接，可在壁44内产生热量。在目前一优选的实施例中，电源30连接于诸间隔开的节点，各节点包括一金属线，该金属线在外壳42模制过程中被嵌入到壁44内。例如，一个节点或金属线45a可沿着接缝36或抽吸口24b定位，而一第二节点或金属线45b可沿着抽吸口24a定位。

为了确保产生的大部分热量被空气流22吸收，绝热材料46可覆盖外侧部分壁44。

对于如图5所示的另一鼓风机10b，一鼓风机外壳48包括一发热壁50，该壁包括一热固性树脂或如不锈钢之类的材料，该材料响应于施加的电流产生热量。为了在壁50内产生热量，一合适电阻(例如镍铬金属线)的金属线52(或带)可被定位成与壁50紧密地接触。该金属线52可嵌入到如图所示的壁50内，或金属线52可用与在贴敷石墨织物或内层26时所采用的方式类似的一方式粘结于一壁50的一内表面54。金属线52可以一蜿蜒的图形(或任何其它合适的图形)敷设，使金属线52的相对端52a和52b从壁50中伸出并连接于电源30。

为了改变外壳壁14、44或50内的发热量，电源30可以改变其施加的电压。例如，电源30可以是一自耦变压器或其它类型的电压控制装置，其输出电压可在有限的电压范围内无限制地变化。或者，使用50赫兹的电源可产生比60赫兹少的热量。改变热量的其它方式是将电源30连接到诸如52c或52d的一中间点处，以使接受电流的金属线52的长度可以改变。显然，在两端52a和52b之间施加电力产生的热量将比在端部52b和点52d之间或端部52b和点52c之间施加电力产生的更多。

调整鼓风机10c的热量输出的另一种方式示于图6中。这里，一鼓风机外壳56包括一发热壁58，该壁包括两个或多个电加热元件60。这些加热元件60可直接位于壁56的一内表面62上或可嵌入壁56内。诸电气触头64可以有选择地个别地对其中一元件60通电，以提供离散的许多热量值。

图7的鼓风机66是一轴流式风扇，其鼓风机外壳68形成一抽吸口70和一排气口72。外壳68包括一介于开口70和72之间的发热外壳壁74。鼓风机66包括由一电机78驱动的旋转的一风扇元件76。壁74借助于一导电金属线或带80(具有合适的电阻)产生热量，所述导电金属线呈螺旋形定位在壁74上或壁内。为了产生热量，将带80的相反的两端连接于电源30。通过连接到带80的一中间节点82上而不是端部84上的4，可改变发生的热量。

尽管参照了一优选的实施例对本发明进行了描述，但本技术领域内的技术人员应该认识到其它的变体也在本发明的范围之内。尽管许多特征(例如绝缘、材料、壁的复合、加热元件的类型、加热元件的部位、调整加热的方法等)已经参照特定的鼓风机进行了图示和描述，但这些特征可容易地适用于任何鼓风机10、10a、10b、10c和66。此外，用来响应于施加的电流而发热的材料可从树脂、热固性树脂或不锈钢变化到包括如镍铬的电阻合金、如铁的电阻材料、如碳/石墨的导电材料以及其它类似的材料。因此，本发明的范围应参照附后的权利要求予以确定。

Claims (12)

1.一种用于产生空气流的鼓风机，该鼓风机包括：

鼓风机外壳，它形成一抽吸口和一排气口；

转动的鼓风机元件，它设置在鼓风机外壳内并与抽吸口和排气口流体地连通，其中，该转动的鼓风机元件强制空气流从抽吸口流到排气口；以及

所述鼓风机外壳包括发热外壳壁，所述发热外壳壁包括热固性树脂和一响应于施加的电流而发热的导电材料，所述导电材料比所述热固性树脂更加导电，所述导电材料位于所述发热外壳壁的热固性树脂中，其中，该发热外壳壁由鼓风机外壳承重，并插入在抽吸口和排气口之间和产生加热空气流的热量。

2.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，导电材料包括石墨。

3.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，导电材料包括镍铬合金。

4.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，发热外壳壁包括一外层和一内层，其中，内层比外层更加导电。

5.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，导电材料是金属线。

6.如权利要求5所述的鼓风机，其特征在于，金属线沿着从第一点延伸到第二点的一长度接合于发热外壳壁。

7.如权利要求6所述的鼓风机，其特征在于，还包括一中间点，它提供减小的电线长度并对应地减小由发热外壳壁产生的热量。

8.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，导电材料是一带状物。

9.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，鼓风机是一离心式风扇。

10.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，鼓风机是一轴流式风扇。

11.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，鼓风机外壳包括至少两个部分，它们连接在一接缝处，鼓风机还包括一邻近该接缝的电气节点以对发热外壳壁供电。

12.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，还包括发热外壳壁上的绝热层以减小通过壁的热损失。

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