CN1088160C - 双向风机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风机的结构改良，它主要是将现有离心式叶轮改由正向叶片与反向叶片交错排列而构成，如将正反成对叶片的内侧相连，呈人字形，其外的蜗壳为同轴双向蜗壳，其上设有开口彼此垂直的换气风道和导流风室。因此，具有结构合理，正、反向运行风压和效率均高效，叶片制作较简单，受力合理等优点，尤其适用作结构紧凑，能双向等效加温和换排气，且外观美观，舒适实用的暖风机换气器。

Description

双向风机

本发明涉及一种风机的结构改良，尤其是涉及一种正、反向均能产生较高风压且高效的双向离心式风机。

风机，主要有轴流风机(如换气扇、轴流式脱排油烟机等)及离心式风机(如鼓风机、离心式脱排油烟机等)。前者通常适用于风压、风速较低的场合，而后者多适用于风压、风流较高的场合，但其叶轮均采用同轴同向设计。因此，按正向设计的叶轮，当作反向运行时，其换气(或鼓风)的效率大为下降。

同时，现有的离心式风机的蜗壳采用单向阿基米德螺线设计。因此，当电机等动力机械带动叶轮作反向运转时，其流量、风压等性能下降更为明显。

另一方面，现有的暖风机多系在风机的出风口处设置陶瓷发热元件等电发热元件，使之风阻较大，产生暖风的热效率并不高，加之其功率随时间衰减的特征，不能满足用户的实际需要。同时因暖风机的出口风力不足，难以形成室内空气上下大循环，给人造成上暖下凉的不适等。尤其是现有暖风机内风机叶轮的叶片都采用同向等距设计。因此，当使用者要求换向操作(例如换排气)时，风机的反向运行效率明显下降，以至难以实现换排气等功能。为此，在现代家庭浴室中，既装设有暖风器，同时还安装换气扇等排气装置的为数不少。另外，采用红外线灯取暖，排风扇换气结构的浴室取暖器(俗称浴霸)等产品同样存在着浴室上下空间难以均匀高效升温，造成明显上热下凉不适等不足。

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构合理，能高效地进行正、反向换气的离心式双向风机。

本发明的另一个目的是提供一种可相等高效地按叶轮切线方向进行换排气以及按叶轮的轴线方向进行较高风压的冷暖风循环，且出风均匀的双向风机。

本发明的第三个目的是结合浴室取暖器的结构特点和改良需求，提供一种结构紧凑，出风均匀，热效率和风机转换效率高，结构设计尤其适用于取暖(换气)器的双向风机。换言之，本发明还可提供一种结构紧凑，能双向等效地进行强暖风循环和换排气的双向等效暖风器。

本发明的主体方案是：风机的离心式叶轮的叶片系由若干正向叶片反向叶片交错排列而组成。所述的交错排列可以是1只或数只正向(逆时针)叶片与1只或数只反向(顺时针)叶片相间排列，正向与反向的叶片数可以相等，也可以不相等(如按3∶1的比例)设置。

一种较为典型的叶轮设计方案是：所述叶轮的叶片为正向叶片与反向叶片交叉隔片排列，且成对的两叶片内侧相连，其截面呈人字形；所述的蜗壳(或称为叶轮壳体)为同轴双向蜗壳，其上设有一个换气风道和另一个换向导流风室，两者的开口相互垂直或者设有两个彼此平行的换气风道。前者可依靠换向导流室，导流、改变风向；后者两换气风道均与叶轮相切，需要时也可在其换气风道上安装所需弯度或形状的弯管接头、电发热元件等。

由于本发明蜗壳内的气流系在旋转叶轮的迎风叶片的离心力作用下而产生的。故进入换向导流风室或换气风道截面上的各处风速并不一致。因此，若将该气流简单地用弯管等通道进行导流，在通道内势必会产生湍流等，这不仅将造成风压和流量的损失，而且使发热元件散热不匀而导致降低热效率，影响使用寿命。为此，可在所述的换向导流风室内设有相互垂直的换向斜面和匀风斜面。其中所述的两斜面除了平面外，也可以是弧面，部分球面等曲面。对曲面而言，所述的相互垂直是指该两曲面的中心区域的切平面彼此大体垂直。

本发明所述的双向风机可应用于工业、建筑物通风等场合，尤其适用于需随时变换换气或鼓风方向、流径等场合。例如，将由电机直接驱动的双向风机与发热元件相结合，设计出新型的暖气器，它可在与蜗壳相连接的箱体壁的内外侧上设有冷暖风道，其内置有电发热元件(陶瓷发热元件、电热管、石英管等)。一种较佳的方案还可以是所述的冷暖风道可由渐缩导向风道和加热风道组成；所述的加热风道设于矩形箱体的一侧(即箱壁的内侧或外侧)，其内置有的电发热元件由与风道平行布置的绝缘片和均匀盘置于其上的电热丝构成。

另外，叶轮相邻叶片外缘间隙h与每对叶片内侧的间距H之比为1∶1.5-2.5；且叶片的内外面均为圆弧柱面；叶片的弦长1与其高度L之比为1∶4-6。

因此，本发明具有结构合理，能随时相等高效地进行正、反向换气，叶片设计较简单，受力较为合理、注塑模具的设计制作较为简单，正、反向风压、风速均较高且基本相同等特点，尤其是在本发明的蜗体内设置的换向导流风室以及设置有发热元件的冷暖风道，使空气在8m/s左右的风速下较均匀吹经电热丝等小风阻的电热元件，且垂直高速向下吹至地面附近，从而使比重较轻的暖空气迅速扩散至待加温房间，使室温均匀，而无温跃层等不均匀现象的发生。当环境温度为13℃，加热元件电功率2000W，对2.5m²的浴室进行加温，20分钟即升温至28℃，30分钟气温可达32℃，并可随时将混浊的空气快速排至室外，营造出空气新鲜、温和、舒适的环境。此外，加热风道置于矩形箱体内一侧，以及灯罩、风栅等面罩的结构设计，使得运用本发明风机制成的暖风机同时还具有结构紧凑，成本较低，风阻小，热效率较高，设计造型新颖，外形美观，符合住宅装潢设计潮流等特点，是一种对现有红外灯泡或石英管光照取暖器(如浴霸)以及电热管加温取暖电器的理想替代产品。

图1是本发明的一种叶轮的结构示意图；

图2是图1的B-B剖视图；

图3是将本发明应用在暖气器中的一种结构示意图；

图4是图3的A-A局部剖面图。

下面通过实施例，对本发明的结构以及典型的应用作具体描述。

参见附图1和附图2所示的双向风机的叶轮1系由设于中央的叶轮毂3和均布叶轮四周的22对人字形叶片5以及其间的叶轮体2构成。叶轮体2中央内凹，并在叶轮体与叶轮毂之间设有十字型的加强筋4。所述的叶片5由按顺时针方向设计的反向叶片52和按逆时针方向设计的正向叶片51构成，其叶片的内外面分别为半径为12mm和13mm的圆弧形柱面。彼此相邻的正向叶片51与反向叶片52外缘之间的间隙，构成了轴向的条状出气口53，其间距h以8mm为宜。上述叶轮1的诸结构可采用ABS材料用模具整体注塑制成。

蜗壳7可采用双阿基米德螺线设计，其中央置有电机6，电机轴与置于蜗壳内侧的叶轮1之叶轮毂3直接相接。在叶轮1外侧的蜗壳7上设有一个换向导流风室71和换气风道72。在换向导流风室71内设有换向斜面711和匀风斜面712(参见附图3和附图4)。蜗壳7的开口面与箱体8相连接，并通过设于正方形箱体8一侧内壁的渐缩导向风道811，使气流改道且均匀高速地吹经断面狭长的加温风道812，使空气与设于其内的发热元件均匀充分接触。所述的电发热元件9由与风道平行布置的耐高温绝缘片91和均匀盘置于其上的电热丝92构成。

正方形的箱体8采用聚碳酸酯塑料注塑制成，其内中央处经支架94固定设有瓷灯头95，其上设有照明灯88。在箱体8的前端，罩有正方形对称设计的面罩86，并依靠拉簧93与箱体8相固定。照明灯88前部通过面罩86中央的孔正好探出，孔的四周设有灯罩87，其四周对称设有风栅85。经电热丝加热的暖风经一侧的风栅85以8m/s的平均风速垂直向下吹出，使较轻的暖风吹至地面附近；而浴室(或室内)的冷空气由罩面86的其余三侧的风栅中进入箱体8中，再在逆时针旋转的叶轮1的作用下，经换向导流风室71和冷暖风道81加热后，由上述一侧的风栅85中吹出。将较轻的暖空气直接强力吹至地面附近，由此带动室内空气大循环，使室温均匀升高。

若不接通电发热元件，风机的运转可产生冷风(室内空气)的循环。

当室内空气混浊时，按动换气开关，使电机1顺时针方向旋转，使空气在反向叶轮52的作用下，沿蜗壳7的切线方向经换气风道72排出室外。同时，室外清洁的空气自然流入室内，即可有效、便捷地实现室内空气的及时更换。

Claims (10)

1、一种双向风机，包含有电动机驱动的离心式叶轮和设于其外的蜗壳，其特征在于所述的叶轮(1)的叶片系由若干正向叶片(51)与反向叶片(52)交错排列而组成。

2、如权利要求1所述的双向风机，其特征在于所述的叶轮(1)叶片为正向叶片(51)与反向叶片(52)交叉隔片排列，且成对的两叶片内侧相连，其截面呈人字形；所述的蜗壳(7)为同轴双向蜗壳，其上设有一个换气风道(72)和另一个换向导流风室(71)，两者的开口相互垂直。

3、如权利要求1所述的双向风机，其特征在于所述的叶轮(1)为正向叶片(51)与反向叶片(52)交叉排列，且两成对叶片内侧相连，其截面呈人字形；所述的蜗壳(7)为同轴双向蜗壳，其上设有两个彼此平行的换气风道(72)。

4、如权利要求1或2所述的双向风机，其特征在于所述的换向导流风室(71)内设有相互垂直的换向斜面(711)和匀风斜面(712)。

5、如权利要求1或2或3所述的双向风机，其特征是在与蜗壳(7)相连接的箱体8的内壁上设有冷暖风道(81)，其内置有电发热元件(9)。

6、如权利要求4所述的双向风机，其特征在于在与蜗壳相连接的箱体8的内壁上设有冷暖风道(81)，其内置有电发热元件(9)。

7、如权利要求1或2或3所述的双向风机，其特征在于所述的冷暖风道(81)由渐缩导向风道(811)和加热风道(812)组成；所述的加热风道(812)设于矩形箱体(8)的一侧，其内置有的电发热元件(9)由与风道平行布置的绝缘片(91)和均匀盘置于其上的电热丝(92)构成。

8、如权利要求4所述的双向风机，其特征在于所述的冷暖风道81由渐缩导向风道811和加热风道812组成；所述的加热风道812设于矩形箱体8的一内侧，其内置有的电发热元件9由与风道平行布置的绝缘片91和均匀盘置于其上的电热丝92构成。

9、如权利要求1或2或3所述的双向风机，其特征在于叶轮(1)相邻叶片外缘间隙h与每对叶片内侧的间距H之比为1∶1.5-2.5；且叶片(5)的内外面均为圆弧柱面；叶片(5)的弦长1与其高度L之比为1∶4-6。

10、如权利要求4所述的双向风机，其特征在于叶轮(1)相邻叶片外缘间隙h与每对叶片内侧的间距H之比为1∶1.5-2.5；且叶片(5)的内外面均为圆弧柱面；叶片(5)的弦长1与其高度L之比为1∶4-6。

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