CN102734221A - 扩压器及安装有该扩压器的离心风扇 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种扩压器和离心风扇。扩压器包括隔板、均匀设置于隔板前面外周的若干片前导叶片和均匀设置于隔板后面外周的若干片后导叶片，隔板前面外周设有倾斜部，该倾斜部具有倾斜面，空气流道倾斜部的厚度从靠近隔板中心位置向隔板外缘位置逐渐变薄；空气流道前导叶片的底端设置于空气流道倾斜面上。本发明的扩压器扩压充足；同时还可以通过设计倾斜面相对于隔板的倾斜角度来实现最佳的扩压量。本发明的离心风扇，安装有本发明的扩压器。本发明的离心风扇，能够避免因扩压不足而导致的沿程损失，所以本发明的离心风扇的工作效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种扩压器，以及安装有该扩压器的离心风扇。
背景技术
根据进、出气流的流向，风扇可以分为轴流风扇和离心风扇两种。其中，离心风扇中空气从轴向方向流入离心风扇并由圆周方向导出，具有风压大的特点，因此离心风扇广泛地应用于吸顶式空气净化器、吸尘器，等等。
传统的离心风扇，包括电机、叶轮、扩压器和罩壳等。叶轮包括上盖板、下盖板以及若干片叶片。如图1、图2所示，扩压器包括隔板51、均匀设置在隔板51前面外圆周的若干片前导叶片52和均匀设置在隔板51后面外圆周的若干片后导叶片53，其中相邻两片前导叶片52和隔板51围成增压流道。罩壳中央设有进气口，叶轮的上盖板设有中央通孔，上盖板、下盖板以及相邻两片叶片围成空气流道，空气流道的外端为排气口。当电机带动叶轮高速旋转时，空气由罩壳中央的进气口、叶轮上盖板的中央通孔进入叶轮的空气流道内，接着经叶轮空气流道的排气口甩出，被甩出的气流在扩压器的增压流道内进行增压后在后导叶片53的作用下进入电机壳体内，冷却电机后由电机壳体上的风口排出离心风扇。
由离心风扇的上述工作原理可知，扩压器在离心风扇中的作用在于，对由空气流道流出的气体进行增压。而传统结构的扩压器中，扩压器的隔板的前表面是平的，增压流道入口处(靠近隔板中心处)的气流流通面积的大小与增压流道出口处(靠近隔板外缘处)的气流流通面积的大小相差很小，这就造成了扩压不足，从而导致沿程损失加大，继而降低了离心风扇的效率。
发明内容
本发明要解决现有的扩压器扩压不足以及现有的离心风扇的工作效率低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明的扩压器，包括隔板、均匀设置于所述隔板的前表面的外圆环区域的若干片前导叶片和均匀设置于所述隔板的后表面的外圆环区域的若干片后导叶片，其中所述隔板前面外周设有倾斜部，该倾斜部具有倾斜面，所述倾斜部的厚度从前导叶片的内端向前导叶片的外端沿径向逐渐变薄；所述前导叶片的底端设置于所述倾斜面上。
所述若干片前导叶片的顶端在同一平面上。
所述隔板是圆盘形或者方形。
所述后导叶片与前导叶片所述的方向相反。
所述倾斜面相对于所述隔板的倾斜角度为5-15°，优选为10°。
所述倾斜部与所述隔板为一体成型的结构。
本发明的离心风扇，包括安装在电机壳体内的电机、中央具有进气口的罩壳以及设置在所述罩壳内的扩压器和设置在所述扩压器内的叶轮，其中所述叶轮包括上盖板、下盖板以及相互间隔并均匀设置在所述上盖板和下盖板之间的若干片叶片，所述叶轮的上盖板具有中央通孔，由所述上盖板、下盖板以及相邻两片叶片所围成的空间为空气流道，空气流道的外端为排气口，其中所述扩压器是本发明所述的扩压器。
所述离心风扇中还包括能够防止气流由所述排气口回流至所述进气口的第一挡流环。
所述第一挡流环设置在所述叶轮的上盖板的靠近外圆周边缘位置，所述第一挡流环的顶端面与所述罩壳下表面之间的间隙为0.5-1.5mm。
所述第一挡流环设置在所述罩壳上，所述第一挡流环的底端面与所述叶轮的上盖板的上表面之间的间隙为0.5-1.5mm。
所述离心风扇还包括第二挡流环，该第二挡流环设置在所述罩壳上，并与所述第一挡流环错开布置。
由上述技术方案可知，本发明的扩压器的优点和积极效果在于：由于在隔板前面外周设置具有倾斜面的倾斜部，若干片前导叶片设置于倾斜面上，这样，扩压器的增压流道便由相邻两片前导叶片和倾斜面组成，又由于倾斜部的厚度从前导叶片的内端向前导叶片的外端沿径向逐渐变薄，所以，本发明的扩压器的增压流道出口处的气流流通面积与入口处的气流流通面积之差相比于传统扩压器的增压流道增大，因此，本发明的扩压器扩压充足；同时还可以通过设计倾斜面相对于隔板的倾斜角度来实现最佳的扩压量。
本发明的离心风扇的优点和积极效果在于：本发明的离心风扇中，由于安装有本发明的扩压器，因此能够避免因扩压不足而导致的沿程损失，所以本发明的离心风扇的工作效率高。另外，本发明的离心风扇中，还可以进一步设置能够防止气流由排气口回流至进气口的第一挡流环，因此，可以有效阻碍回流发生，减小内泄漏，增加风量，从而进一步提高工作效率。
通过以下参照附图对优选实施例的说明，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。
附图说明
图1表示现有的扩压器的俯视结构示意图；
图2表示图1的E-E剖视图；
图3是本发明的扩压器的立体结构示意图；
图4是本发明的扩压器的俯视结构示意图；
图5表示图4的F-F剖视图；
图6表示本发明的离心风扇的第一种实施例的俯视图；
图7表示图6的A-A剖视图；
图8表示本发明的离心风扇的第一种实施例中的叶轮的立体结构示意图；
图9表示图8所示的叶轮的俯视图；
图10表示图9的B-B剖视图；
图11表示本发明的离心风扇的第二种实施例的剖视结构示意图；
图12表示本发明的离心风扇的第二种实施例中的罩壳的立体结构示意图；
图13表示本发明的离心风扇的第三种实施例的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图详细描述本发明的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。
扩压器 实施例
参照图3、图4和图5所示。图3是本发明的扩压器的立体结构示意图；图4是本发明的扩压器的俯视结构示意图；图5表示图4的F-F剖视图。本发明的扩压器，包括隔板51、若干片前导叶片52和若干片后导叶片53。
隔板51呈圆盘形，隔板51前面外圆周设有倾斜部，倾斜部可以是与隔板51为一体成型的结构，也可以是通过粘结等其他方式固定于隔板51上。倾斜部的厚度从前导叶片52的内端向前导叶片52的外端沿径向逐渐变薄，从而使该倾斜部的前表面形成了倾斜面511。该倾斜面511相对于隔板51的倾斜角度为10°，当然倾斜角度不限于10°，通常在5-15°范围内均是可行的。
前导叶片52类似于弧形面形状，具有内表面、外表面、内端521、外端522、顶端523和底端。前导叶片52的底端固定于倾斜面511上，并且前导叶片52的内端起始于倾斜面511的内端，外端终止于倾斜面511的外端。若干片前导叶片52的顶端523在同一平面上。若干片前导叶片52相互间隔开一定间隔，在隔板51的前表面的外圆环区域呈逆时针方向均匀布置。
后导叶片53的形状可以与前导叶片52相同，当然也可以不同。若干片后导叶片53相互间隔开一定间隔，在隔板51的后表面的外圆环区域呈顺时针方向均匀固定于隔板51上。
本发明的扩压器中，隔板51也可以是方形等其他形状，前导叶片52、后导叶片53的形状也不限于类似弧形面。
本发明的扩压器，由于在隔板51的前面外圆周设有具有倾斜面的倾斜部，若干片前导叶片设置在倾斜部的倾斜面上。因此，增压流道便由相邻两片前导叶片与倾斜面围成，气体进入增压流道后，由于增压流道的高度成由小到大线性变化，这样流道截面积变化率增加，更有效地将部分动压转变成静压，减小了沿程损失，这有助于提高电机的效率。在扩压器的其它结构确定的情况下，相比于没有倾斜面的增压流道，这种具有倾斜面的增压流道在气流出口处的气体流通面积与在气流入口处的气体流通面积之差在一定程度上有所增大，增大的量与倾斜面的倾斜角度等因素有关。具体设计时可以充分考虑隔板51的直径、前导叶片52的数量以及倾斜面的倾斜角度等。本实施例中，隔板51的直径为130mm，前导叶片52的数量为13片，倾斜面的倾斜角度为10°。本实施例的扩压器，恰到好处地设计了增压流道的扩压程度，既避免了扩压不足导致的沿程损失，又避免了扩压过大导致的扩压损失加大的问题。
将本发明的扩压器安装于相同结构的离心风扇后，进行吸气效率对比测试，结果如下表一和表二所示，其中表一表示传统的离心风扇的吸气效率测试，表二表示安装有本发明的扩压器的离心风扇的吸气效率测试：
表一
| 输入功率(w) | 真空度(mmH2O) | 流量(L/s) | 吸气功率(W) | 电机效率(％) |
| 487.8 | 1398 | 18.2 | 249.4 | 51.1 |
| 513.4 | 1210 | 23.9 | 283.0 | 55.1 |
| 550.1 | 953 | 31.0 | 290.0 | 52.7 |
| 582.2 | 510 | 38.6 | 193.1 | 33.2 |
| 593.2 | 198 | 42.8 | 83 | 14.0 |
表二
| 输入功率(w) | 真空度(mmH2O) | 流量(L/s) | 吸气功率(W) | 电机效率(％) |
| 478.1 | 1350 | 17.9 | 236.6 | 49.5 |
| 504.5 | 1218 | 23.9 | 285.9 | 56.7 |
| 537.7 | 968 | 31.3 | 297.0 | 55.2 |
| 557.3 | 545 | 39.9 | 213.1 | 38.2 |
| 566.1 | 218 | 44.9 | 96.0 | 17.0 |
从上述表一、表二可以看出，安装有本发明扩压器的离心风扇比传统离心风扇的电机效率比传统的离心风扇的电机效率提高1.6％，从而有助于提高离心风扇的工作效率。
离心风扇实施例1
参照图3至图10。其中，图3是本发明的离心风扇中扩压器的立体结构示意图；图4是扩压器的俯视结构示意图；图5表示图4的F-F剖视图。图6、图7表示本发明的离心风扇的第一种实施例结构；图8、图9和图10表示本发明的离心风扇的第一种实施例中叶轮的结构。
本发明的离心风扇的第一种实施例，包括安装在电机壳体1内的电机2、叶轮3、罩壳4和扩压器。其中
叶轮3包括上盖板31、下盖板32以及若干片叶片33。叶轮3的上盖板31具有中央通孔。叶轮3的若干片叶片33相互间隔并均匀设置在上盖板31和下盖板32之间，并且叶片33的内端起始于上盖板31的中央通孔附近，外端终止于上盖板31外圆周，叶片33的顶面固定在上盖板31上，底面固定在下盖板32上。由上盖板31、下盖板32以及相邻两片叶片33所围成的空间为空气流道，空气流道的外端为排气口34。本实施例中，在叶轮3的上盖板31的上面还设置有第一挡流环6，该第一挡流环6可以通过粘接、焊接、铆接或与上盖板31一体成型的方式设置到上盖板31上。优选地，该第一挡流环6设置在上盖板31上面的靠近外圆周边缘位置，这样可以在叶轮开始转动时及早地阻挡回流气流。第一挡流环6的顶端面与罩壳4下表面之间的间隙为1mm，当然该间隙不限于1mm，对于不同的应用领域、不同产品以及型号、规格的不同，该间隙可以取不同的范围，例如在用于通用的吸尘器时，该间隙可以为0.5-1.5mm。通常来说，该间隙越小，阻隔气流回流的效果越好，但间隙过小可能会引起叶轮运动干涉，因此一般在确保不妨碍叶轮转动的情况下，该间隙尽量取比较小的值。第一挡流环6的厚度可以为0.5mm，高度可以为4mm，当然第一挡流环6的厚度值、高度值不以此为限，可以根据离心风扇的型号、规格等因素具体确定，如第一挡流环6的厚度可以为0.3-1mm，高度可以为3-5mm。第一挡流环6的材料可以选用不锈钢、铸铁或者高强度塑料等。
罩壳4具有上盖部41和与该上盖部41一体的圆筒部42。圆筒部42上沿圆周方向均匀设置有若干个矩形口44，罩壳4的上盖部41的中央具有进气口43。在叶轮3的上盖板31上沿进气口43的圆周设有与上盖板31一体成形的进风挡环45，以确保由罩壳4的进气口43进入的空气能经叶轮3的上盖板31的中央通孔进入叶轮3内，而不会进入到叶轮3的上盖板31与罩壳4的上盖板41之间的空间。罩壳4的上盖部41具有向外凸起凸肩部46，该凸肩部46有利于减小罩壳4与叶轮3之间的间隙，从而有利于减小由排气口34至进气口43的回流量。
扩压器，包括隔板51、若干片前导叶片52和若干片后导叶片53。隔板51呈圆盘形，隔板51前面外圆周设有倾斜部，倾斜部可以是与隔板51为一体成型的结构，也可以是通过粘结等其他方式固定于隔板51上。倾斜部的厚度从前导叶片52的内端向前导叶片52的外端沿径向逐渐变薄，从而使该倾斜部的前表面形成了倾斜面511。该倾斜面511相对于隔板51的倾斜角度为10°，当然倾斜角度不限于10°，通常在5-15°范围内均是可行的。前导叶片52类似于弧形面形状，具有内表面、外表面、内端521、外端522、顶端523和底端。前导叶片52的底端固定于倾斜面511上，并且前导叶片52的内端起始于倾斜面511的内端，外端终止于倾斜面511的外端。若干片前导叶片52的顶侧面在同一平面上。若干片前导叶片52相互间隔开一定间隔，在隔板51的前表面的外圆环区域呈逆时针方向均匀布置。后导叶片53的形状可以与前导叶片52相同，当然也可以不同。若干片后导叶片53相互间隔开一定间隔，在隔板51的后表面的外圆环区域呈顺时针方向均匀固定于隔板51上。扩压器中的隔板51也可以是方形等其他形状，前导叶片52、后导叶片53的形状也不限于类似弧形面。由于扩压器中在隔板51的前面外圆周设有具有倾斜面的倾斜部，若干片前导叶片设置在倾斜部的倾斜面上。因此，增压流道便由相邻两片前导叶片与倾斜面围成。在扩压器的其它结构确定的情况下，相比于没有倾斜面的增压流道，这种具有倾斜面的增压流道在气流出口处的气体流通面积与在气流入口处的气体流通面积之差在一定程度上有所增大。本实施例的扩压器，恰到好处地设计了增压流道的扩压程度，既避免了扩压不足导致的沿程损失，又避免了扩压过大导致的扩压损失加大的问题。扩压器的隔板51通过扩压器支架54固定安装在电机壳体1内。叶轮3通过螺母35固定安装在电机2的输出轴21上。
当电机2启动，输出轴21带动叶轮3高速旋转时，空气流道内的气体在离心力的作用下使排气口34处形成正压力(即高于大气压力)高压区，所以空气流道内的气体经排气口34甩出；与此同时，在离心风扇的进气口处形成负压力(即低于大气压力)低压区，所以外界气体在大气压力作用下由进气口43被吸入到叶轮3内，以补充从排气口34排出的气体，而进入空气流道内的气体再次在叶轮3产生的离心力下排出空气流道，如此循环往复工作。经空气流道排出的气体的一部分经扩压器的前导叶片52增压后经罩壳上的矩形口44排向外界，另一部分气体经扩压器的前导叶片52增加后，由扩压器的隔板51的外缘进入隔板51下方的空间，并在后导叶片53的导流作用下经扩压器支架54上的通孔进入电机壳体1内，对电机2进行冷却后由电机壳体1上的风口排出到外界。在离心风扇的上述工作过程中，虽然离心风扇的进气口43处为负压低压区，离心风扇的排气口34为高压区，气流具有从高压区排气口34处流入低压区进气口43与而形成回流的趋势，但由于在叶轮3的上盖板31的上面设置有第一挡流环6，从而阻挡了气流回流的通路，增大了对回流气流的阻力，因此，本实施例的离心风扇可以有效地减少气流的回流，能够降低内泄漏损失，增加排出风量，从而提高了离心风扇的工作效率。
离心风扇 实施例2
参照图11、图12。图11表示本发明的离心风扇的第二种实施例的剖视结构示意图；图12表示本发明的离心风扇的第二种实施例中的罩壳的立体结构示意图。
罩壳4具有上盖部41和与该上盖部41一体的圆筒部42。圆筒部42上沿圆周方向均匀设置有若干个矩形口44，罩壳4的上盖部41的中央具有进气口43。在在叶轮3的上盖板31上沿进气口43的圆周设有与上盖板31一体成形的进风挡环45，以确保由罩壳4的进气口43进入的空气能经叶轮3的上盖板31的中央通孔进入叶轮3内，而不会进入到叶轮3的上盖板31与罩壳4的上盖板41之间的空间。罩壳4的上盖部41具有向外凸起凸肩部46，该凸肩部46与叶轮3的上盖板31外圆周相对应。该凸肩部46有利于减小罩壳4与叶轮3之间的间隙，从而有利于减小由排气口34至进气口43的回流量。在邻近凸肩部46位置设置有第一挡流环6，该第一挡流环6可以通过粘接、焊接、铆接或与上盖板31一体成型的方式设置到上盖板31上。优选地，第一挡流环6的底端面与叶轮3的上盖板31的上表面之间的间隙为1mm，当然该间隙不限于1mm，对于不同的应用领域、不同产品以及型号、规格的不同，该间隙可以取不同的范围，例如在用于通用的吸尘器时，该间隙可以为0.5-1.5mm。通常来说，该间隙越小，阻隔气流回流的效果越好，但间隙过小可能会引起叶轮运动干涉，因此一般在确保不妨碍叶轮转动的情况下，该间隙尽量取比较小的值。第一挡流环6的厚度可以为0.5mm，高度可以为4mm，当然第一挡流环6的厚度值、高度值不以此为限，可以根据离心风扇的型号、规格等因素具体确定，如第一挡流环6的厚度可以为0.3-1mm，高度可以为3-5mm。第一挡流环6的材料可以选用不锈钢、铸铁或者高强度塑料等。
该离心风扇的第二种实施例的其他结构，如电机壳体、电机、叶轮和扩压器等与第一实施例基本相同，这里不再赘述。
离心风扇 实施例3
参见图13。图13表示本发明的离心风扇的第三种实施例的剖视结构示意图。
本发明的离心风扇的第三种实施例是对离心风扇第一实施例和第二实施例的综合，即在叶轮3的上盖板31上设置第一挡流环6，同时在罩壳4上设置第二挡流环7，并且第一挡流环6和第二挡流环7相互错开布置，起到两重阻止回流的作用。该离心风扇的第三种实施例的其他结构，如电机壳体、电机、叶轮和扩压器等与第一实施例基本相同，这里不再赘述。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (12)
1.一种扩压器，包括隔板(51)、均匀设置于所述隔板(51)的前表面的外圆环区域的若干片前导叶片(52)和均匀设置于所述隔板(51)的后表面的外圆环区域的若干片后导叶片(53)，其特征在于：所述隔板(51)前面外周设有倾斜部，该倾斜部具有倾斜面(511)，所述倾斜部的厚度从前导叶片(52)的内端向前导叶片(52)的外端沿径向逐渐变薄；所述前导叶片(52)的底端设置于所述倾斜面(511)上。
2.如权利要求1所述的扩压器，其特征在于：所述若干片前导叶片(52)的顶端在同一平面上。
3.如权利要求1所述的扩压器，其特征在于：所述隔板(51)是圆盘形或者方形。
4.如权利要求1所述的扩压器，其特征在于：所述后导叶片(53)与前导叶片(52)所述的方向相反。
5.如权利要求1所述的扩压器，其特征在于：所述倾斜面(511)相对于所述隔板(51)的倾斜角度为5-15°。
6.如权利要求5所述的扩压器，其特征在于：所述倾斜面(511)相对于所述隔板(51)的倾斜角度为10°。
7.如权利要求1所述的扩压器，其特征在于：所述倾斜部与所述隔板(51)为一体成型的结构。
8.一种具有如权利要求1-7之任一项所述的扩压器的离心风扇，包括安装在电机壳体(1)内的电机(2)、中央具有进气口(43)的罩壳(4)以及设置在所述罩壳(4)内的扩压器和设置在所述扩压器内的叶轮(3)，其中所述叶轮(3)包括上盖板(31)、下盖板(32)以及相互间隔并均匀设置在所述上盖板(31)和下盖板(32)之间的若干片叶片(33)，所述叶轮(3)的上盖板(31)具有中央通孔，由所述上盖板(31)、下盖板(32)以及相邻两片叶片(33)所围成的空间为空气流道，空气流道的外端为排气口(34)，其特征在于：所述扩压器是如权利要求1-7之任一项所述的扩压器。
9.如权利要求8所述的离心风扇，其特征在于：所述离心风扇中还包括能够防止气流由所述排气口(34)回流至所述进气口(43)的第一挡流环(6)。
10.如权利要求9所述的离心风扇，其特征在于：所述第一挡流环(6)设置在所述叶轮(3)的上盖板(31)的靠近外圆周边缘位置，所述第一挡流环(6)的顶端面与所述罩壳(4)下表面之间的间隙为0.5-1.5mm。
11.如权利要求9所述的离心风扇，其特征在于：所述第一挡流环(6)设置在所述罩壳(4)上，所述第一挡流环(6)的底端面与所述叶轮(3)的上盖板(31)的上表面之间的间隙为0.5-1.5mm。
12.如权利要求10所述的离心风扇，其特征在于：所述离心风扇还包括第二挡流环(7)，该第二挡流环(7)设置在所述罩壳(4)上，并与所述第一挡流环(6)错开布置。
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