CN113757145A - 风机 - Google Patents

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CN113757145A CN202111083796.8A CN202111083796A CN113757145A CN 113757145 A CN113757145 A CN 113757145A CN 202111083796 A CN202111083796 A CN 202111083796A CN 113757145 A CN113757145 A CN 113757145A
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让内·申克
宋昕
魏希盟
陈连芝
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Hangzhou Beifeng Technology Co ltd
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Hangzhou Beifeng Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种风机，包括壳体、马达和叶轮，壳体内设有分隔部，分隔部将壳体的内腔分隔为上下两个腔体，分隔部的中心设有通风孔；壳体的顶部设有连通壳体上腔体的进风口，壳体的外周面上设有连通壳体下腔体的出风口；马达设于壳体的上腔体内，叶轮设有两个，两个叶轮分别设于壳体的上腔体和下腔体内，并且壳体的上腔体内的叶轮靠近进风口设置，马达的输出轴贯穿马达的上下两端，并且输出轴两端分别与两个叶轮固定连接。本发明设置两级叶轮，相对于一级叶轮，在马达转速不变的情况下能够获得更高的输出风压，或者在输出相同风压的情况下马达需要的转速更低，进而能够减少能耗，节约成本、并降低噪音。

Description

风机
技术领域
本发明涉及一种风机。
背景技术
呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，在临床上是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症，挽救及延长病人生命的至关重要的医疗设备。其中离心风机产生的高压空气作为呼吸机的驱动源，通过输入机械能，以旋转的叶轮泵入气体并加速，然后减速、改变流向，再将动能转换成势能。气体从轴向进入叶轮，气体流经叶轮时改变成径向，然后进入风机外壳。在风机外壳中，气体改变了流动方向造成减速，这种减速作用将动能转换成压力能。
而现有呼吸机的风机的壳体结构大多为壳体加端盖的形式，安装内部的电机和叶片的时候极为不便。另外，风机的出风压和噪音是呼吸机专用风机的两个重要指标，现有风机壳体内部没有设计降噪结构，要么风压大、噪音也大，要么噪音小、风压也小。现有呼吸机的风机叶轮结构，在能量转换的过程中，气体在风机叶轮外壳内快速流动，与风机叶轮的内壁碰撞摩擦而产生的噪音较大，且较易发生异常振动，在家庭与医院的使用过程中，会产生一定分贝的噪声干扰。因此需要设计一种便于安装内部电机和叶片，并能实现风压大、噪音小的风机。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种风机，以解决背景技术所涉及的风机不便安装，噪音较大的技术问题。
本发明提供了一种风机，包括壳体、马达和叶轮；所述壳体内设有分隔部；所述分隔部将壳体的内腔分隔为上下两个腔体；所述分隔部的中心设有通风孔；所述壳体的顶部设有连通壳体上腔体的进风口，壳体的外周面上设有连通壳体下腔体的出风口；所述马达设于壳体的上腔体内；所述叶轮设有两个，两个叶轮分别设于壳体的上腔体和下腔体内，并且壳体的上腔体内的叶轮靠近进风口设置；所述马达的输出轴贯穿马达的上下两端，并且输出轴两端分别与两个叶轮固定连接。
优选地或可选地，所述壳体的上腔体内沿周向均布有多个导流条；所述导流条由上腔体的内侧壁延伸至分隔部的通风孔内；所述导流条的顶部靠近上腔体内的叶轮的下边缘。
优选地或可选地，所述导流条由上至下依次包括上弧形段、中间直线段和下弧形段；所述上弧形段沿上腔体的内侧壁向下弯曲；所述多个导流条的下弧形段以螺旋发散的形式布置于分隔部的上端面上。
优选地或可选地，所述导流条的中间直线段的下端设有支撑台阶；所述马达设于支撑台阶上。
优选地或可选地，所述中间直线段为空心结构。
优选地或可选地，所述导流条上设有与马达的外周面及底面相接触的橡胶垫。
优选地或可选地，所述壳体的分隔部的下端面设有环绕通风孔设置的挡风圆环；所述壳体的下腔体内的叶轮的上端伸入挡风圆环内。
优选地或可选地，所述壳体的进风口的内壁呈外凸的圆弧面。
优选地或可选地，所述壳体的外壁上设有三个竖直设置的布线槽；所述布线槽的槽底上端设有连通壳体内腔的布线孔。
优选地或可选地，所述壳体的外壁上的三个布线槽之间的连线构成一个非等边的等腰三角形。
优选地或可选地，所述壳体由上至下依次包括第一壳体、第二壳体、第三壳体和第四壳体；所述分隔部设于第二壳体上；所述进风口设于第四壳体上；所述出风口设于第二壳体和第三壳体的连接部。
优选地或可选地，所述导流条由第三壳体的内侧壁顶部延伸至分隔部的通风孔内。
优选地或可选地，所述壳体的外壁上的三个布线槽设于第三壳体的外壁上。
优选地或可选地，所述第一壳体与第二壳体之间、第二壳体与第三壳体之间、第三壳体与第四壳体之间均通过凸止口与凹止口连接。
优选地或可选地，所述第二壳体和第三壳体之间设有相互配合的定位凸柱和定位凹槽。
优选地或可选地，所述叶轮包括由下至上依次设置的底座、叶片和上盖；所述底座的中心设有连轴孔；所述马达的输出轴固定在底座的连轴孔内；所述叶片设有多片；所述多片叶片以螺旋发散的形式围绕底座中心的连轴孔设置，并延伸至底座与上盖的外边缘；所述上盖的中心设有叶轮进风孔。
优选地或可选地，所述叶轮的底座和上盖的上端面和下端面的高度均由外边缘向中心逐渐提升。
优选地或可选地，所述叶轮的叶片的上端面上设有超声波焊筋，上盖下端面上设有与超声波焊筋相对应的超声波焊的毛面槽，上盖与叶片通过超声波焊接在一起。
优选地或可选地，所述叶轮的至少一片叶片的上端面上设有定位柱；所述上盖的上端面上设有与定位柱相配合的定位孔。
优选地或可选地，所述叶片的高度由外至内逐渐增加。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
(1)本发明在壳体内设置分隔部将壳体的内腔分隔为两个腔体，两个腔体分别安装叶轮，可以使气流进入壳体内部后经两级增压再输出，在马达转速不变的情况下能够获得更高的输出风压，或者在输出相同风压的情况下马达需要的转速更低，进而能够减少能耗，节约成本、并降低噪音。
(2)本发明在壳体的上腔体内设置多个导流条，导流条能够对气流进行导向，将从壳体的上腔体内的叶轮内出来的旋转气流顺直为轴向的气流，这样不但能够减小因气流旋转造成的压力损失，还能减少气流与壳体内壁摩擦而产生的风噪。
(3)本发明的导流条的上弧形段沿上腔体的内侧壁向下弯曲，导流条的下弧形成螺旋发散状，使得气流的流动阻力更小，能量损耗和噪音也更低。
(4)本发明的导流条的中间直线段为空心结构，能够减轻壳体重量，节约材料成本。
(5)本发明的导流条的中间直线段上设有支撑台阶用于支撑电机，使得电机与壳体内壁分离，避免阻挡气流的流动。
(6)本发明的支撑台上设有橡胶垫，橡胶垫弹性好，能够吸收电机工作时的振动，降低噪音。
(7)本发明的分隔部的下端面设有环绕通风孔设置的挡风圆环，挡风圆环能够限制气流流动，使得气流向下流动，进而更好的收集从通风孔中通过的气流，方便下腔体内的叶轮二次增压。
(8)本发明的壳体的进风口内壁呈外凸的圆弧面，使得进风口呈收敛状的进气通道，收敛状的进气通道截面沿气流方向逐渐变小，有利于气流导向，减小噪音；高速气流在收敛状的进气通道的引导下，在向叶轮流动的过程中，逐渐向气流中心方向聚合，形成聚合效应，使得气流更加强劲，进风速度更高。
(9)本发明将壳体设计成由四个壳体依次连接而成，方便风机壳体内部的电机和叶轮的安装。
(10)本发明的第二壳体和第三壳体之间通过定位凸柱和定位凹槽相互配合，安装时能够分辨安装位置，方便安装，起到定位作用，结构稳定。
(11)本发明的第三壳体的外壁上设有三个竖直设置的布线槽，三个竖直设置的布线槽有利于布线，使风机的外形更加美观。
(12)本发明的三个布线槽之间的连线构成一个非等边的等腰三角形，安装的时候非均布的设计有利于安装人员分辨，将布线槽与不同种类的电机线一一对应，便于安装。
(13)本发明的第一壳体与第二壳体之间、第二壳体与第三壳体之间、第三壳体与第四壳体之间通过凸止口与凹止口连接，使安装更加方便。
(14)本发明在叶轮的底座与叶片上方设置连接的上盖，有利于减小叶片的异常振动，从而降低风扇的噪音；通过设置多片叶片，使底座、叶片、上盖三者之间形成多个气流通道，气流通过叶轮进风孔进入各个腔体，定向被引至底座的外边缘后导出，不易产生涡流，从而降低气道内的空气动力噪声；同时，由于多片叶片呈螺旋发散的形式围绕底座中心的连轴孔设置，并延伸至底座与上盖的外边缘，能够减少气流与气流通道内壁之间的撞击，进而能够进一步降低噪音。
(15)本发明的叶轮的底座以及上盖的上端面和下端面，高度均由外边缘向中心逐渐提升，锥状底座可将从叶轮进风口进入的气体均匀引至各个腔体，降低噪音。
(16)本发明的叶轮的叶片的高度由外至内逐渐增加，可使各气流通道由内至外的截面面积逐渐减小，有利于外部空气从叶轮进风孔吸入各气流通道，进而提高送风效率。
(17)本发明的叶轮的上盖与叶片通过超声波焊接在一起，结构稳定，使用寿命长。
(18)本发明的叶轮至少在一片叶片的上端面设有定位柱与上盖的定位孔相配合，能够保证在超声波焊接的时候，上盖与底座保持同心。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的爆炸示意图。
图3为图1的立体图。
图4为图1的俯视图
图5为图4的A-A剖视图。
图6为图5去除马达和叶轮后的示意图。
图7为本发明的第二壳体的一侧的结构示意图。
图8为本发明的第二壳体的另一侧的结构示意图。
图9为本发明的第三壳体的结构示意图。
图10为图9的B处放大图。
图11为本发明的叶轮结构示意图。
图12为本发明的叶轮的叶片在底座上的分布示意图。
图13为本发明的叶轮的上盖的结构示意图。
附图中的标号为：
壳体1、分隔部1-1、通风孔1-2、进风口1-3、出风口1-4、导流条1-5、支撑台阶1-5-1、橡胶垫1-6、挡风圆环1-7、布线槽1-8、布线孔1-9、第一壳体1-10、第二壳体1-11、第三壳体1-12、第四壳体1-13、定位凸柱1-14、定位凹槽1-15、凸止口1-16、凹止口1-17、空心结构1-18；
马达2、输出轴2-1；
叶轮3、底座3-1、连轴孔3-1-1、叶片3-2、超声波焊筋3-2-1、定位柱3-2-2、上盖3-3、叶轮进风孔3-3-1、定位孔3-3-2、毛面槽3-3-3。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
参阅附图1至图10，本实施例的风机包括壳体1、马达2、叶轮3。
壳体1由第一壳体1-10、第二壳体1-11、第三壳体1-12和第四壳体1-13从下至上依次连接而成，模块化布局，安装拆卸时方便。第一壳体1-10与第二壳体1-11之间、第二壳体1-11与第三壳体1-12之间、第三壳体1-12与第四壳体1-13之间优选通过凸止口1-16与凹止口1-17连接，使安装更加方便。第二壳体1-11的内壁上设置分隔部1-1，将壳体1的内腔分隔为上下两个腔体。分隔部1-1的中心设置通风孔1-2，有利于气体的向指定方向流动。进风口1-3设置在第四壳体1-13上，有利于气流进入。出风口1-4设置在第一壳体1-10和第二壳体1-11的连接处，有利于气流的平稳流动至下一叶轮。分隔部1-1的下端面设有环绕通风孔1-2设置的挡风圆环1-7，挡风圆环1-7能够阻挡气流流动，气流朝指定方向流动，使得气流流入下一叶轮。
马达2的输出轴2-1贯穿马达2的上下两端，并且输出轴2-1两端分别与两个叶轮3固定连接，有利于同时控制两个叶轮3转动，减少能量损耗。
第三壳体1-12的外壁上设有三个竖直设置的布线槽1-8，三个布线槽1-8分别用于固定不同的电机线。三个布线槽1-8之间的连线构成一个非等边的等腰三角形，安装的时候非均布的设计有利于安装人员分辨电机线，将布线槽1-8与不同种类的电机线一一对应，便于安装。布线槽1-8的槽底上端设有内外贯穿的布线孔1-9，三根电线从布线孔1-9穿入，方便与马达2连接。
进风口1-3的内壁呈外凸的圆弧面，使得进风口1-3呈收敛状的进气通道，收敛状的进气通道截面沿气流方向逐渐变小，有利于气流导向，减小噪音。高速气流在收敛状的进气通道的引导下，在向叶轮流动的过程中，逐渐向气流中心方向聚合，形成聚合效应，使得气流更加强劲，进风速度更高。
导流条1-5均匀分布在第二壳体1-11和第三壳体1-12的内壁上，导流条1-5由第三壳体1-12的内侧壁顶部延伸至分隔部1-1的通风孔1-2内，导流条1-5用于气流的导向，将从壳体1的上腔体内的叶轮3内出来的旋转气流顺直为轴向的气流，这样不但能够减小因气流旋转造成的压力损失，还能减少气流与壳体内壁摩擦而产生的风噪。导流条1-5由上至下依次包括上弧形段、中间直线段和下弧形段，上弧形段沿第三壳体1-12的内侧壁向下弯曲，气流从第二壳体1-11到第三壳体1-12的过程中，流动阻力更小，使得能量损耗和噪音更小。中间直线段优选为空心结构1-18，能够减轻壳体重量，节约材料成本。导流条1-5的下弧形段以螺旋发散的形式布置于分隔部1-1的上端面上，使得气流分散进入通风孔1-2。
进一步地，导流条1-5的中间直线段的下端处设有支撑台阶1-5-1，支撑台阶1-5-1用于支撑马达2，减少马达2工作时的振动，进而降低噪音。导流条1-5的中间直线段上设有橡胶垫1-6，橡胶垫1-6的弹性好，能够缓解马达2工作时的振动，进而降低噪音。
定位凸柱1-14和定位凹槽1-15相互配合设置在第二壳体1-11和第三壳体1-12之间，安装时能够分辨安装位置，方便安装。在使用过程中，定位凸柱1-14和定位凹槽1-15也能起到定位作用，使得壳体1的结构稳定。
第一壳体1-10与第二壳体1-11之间、第二壳体1-11与第三壳体1-12之间、第三壳体1-12与第四壳体1-13之间均通过凸止口1-16与凹止口1-17连接，凸止口1-16的凸出部与凹止口1-17的凹陷部相互配合，便于安装的同时结构稳定。
见图11-13，叶轮3包括由下至上依次设置的底座3-1、叶片3-2和上盖3-3。设置与底座3-1连接的上盖3-3，有利于减小叶片3-2的异常振动，降低风扇的噪音；底座3-1的中心设有连轴孔3-1-1，可将底座3-1固定于马达2上；多个叶片3-2与底座3-1、上盖3-3之间形成多个气流通道，气流通过叶轮进风孔3-3-1进入各个腔体，定向被引至底座3-1的外边缘后导出，不易产生涡流，可降低气道内的空气动力噪声；将多片叶片3-2呈螺旋发散的形式围绕底座中心的连轴孔3-1-1设置，并延伸至底座3-1与上盖3-3的外边缘，可减少气流与气流通道内壁之间的撞击，进一步降低噪音。
底座3-1和上盖3-3的上端面和下端面的高度均由外边缘向中心逐渐提升，锥状底座可将从叶轮进风孔3-3-1进入的气体均匀引至各个腔体，降低噪音。叶片3-2的高度由外至内逐渐增加，可与上盖3-3进行紧密贴合，可使各气流通道由内至外的截面面积逐渐减小，有利于外部空气从叶轮进风孔3-3-1吸入各气流通道，提高送风效率。叶片3-2上端面上设有超声波焊筋3-2-1，上盖3-3下端面上设有与超声波焊筋3-2-1相对应的超声波焊的毛面槽3-3-3，上盖3-3与叶片3-2通过超声波焊接在一起。为了保证在超声波焊接的时候，上盖3-3与底座3-1保持同心，在三片叶片3-2的上端面设有定位柱3-2-2，上盖3-3下端面上设有与定位柱3-2-2相配合的定位孔3-3-2。
本实施例的风机结构使得气流进入壳体1内部后经两级增压再输出，在马达2转速不变的情况下能够获得更高的输出风压，或者在输出相同风压的情况下马达2需要的转速更低，进而能够减少能耗，节约成本、并降低噪音。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.风机，其特征在于：包括壳体(1)、马达(2)和叶轮(3)；所述壳体(1)内设有分隔部(1-1)；所述分隔部(1-1)将壳体(1)的内腔分隔为上下两个腔体；所述分隔部(1-1)的中心设有通风孔(1-2)；所述壳体(1)的顶部设有连通壳体(1)上腔体的进风口(1-3)，壳体(1)的外周面上设有连通壳体(1)下腔体的出风口(1-4)；所述马达(2)设于壳体(1)的上腔体内；所述叶轮(3)设有两个，两个叶轮(3)分别设于壳体(1)的上腔体和下腔体内，并且壳体(1)的上腔体内的叶轮(3)靠近进风口(1-3)设置；所述马达(2)的输出轴(2-1)贯穿马达(2)的上下两端，并且输出轴(2-1)两端分别与两个叶轮(3)固定连接。
2.根据权利要求1所述的风机，其特征在于：所述壳体(1)的上腔体内沿周向均布有多个导流条(1-5)；所述导流条(1-5)由上腔体的内侧壁延伸至分隔部(1-1)的通风孔(1-2)内；所述导流条(1-5)的顶部靠近上腔体内的叶轮(3)的下边缘。
3.根据权利要求2所述的风机，其特征在于：所述导流条(1-5)由上至下依次包括上弧形段、中间直线段和下弧形段；所述上弧形段沿上腔体的内侧壁向下弯曲；所述多个导流条(1-5)的下弧形段以螺旋发散的形式布置于分隔部(1-1)的上端面上。
4.根据权利要求2所述的风机，其特征在于：所述导流条(1-5)的中间直线段的下端设有支撑台阶(1-5-1)；所述马达(2)设于支撑台阶(1-5-1)上。
5.根据权利要求2所述的风机，其特征在于：所述导流条(1-5)上设有与马达(2)的外周面及底面相接触的橡胶垫(1-6)。
6.根据权利要求1所述的风机，其特征在于：所述壳体(1)的分隔部(1-1)的下端面设有环绕通风孔(1-2)设置的挡风圆环(1-7)；所述壳体(1)的下腔体内的叶轮(3)的上端伸入挡风圆环(1-7)内。
7.根据权利要求1所述的风机，其特征在于：所述壳体(1)的进风口(1-3)的内壁呈外凸的圆弧面。
8.根据权利要求1所述的风机，其特征在于：所述壳体(1)的外壁上设有三个竖直设置的布线槽(1-8)；所述布线槽(1-8)的槽底上端设有连通壳体(1)内腔的布线孔(1-9)。
9.根据权利要求1所述的风机，其特征在于：所述壳体(1)由下至上依次包括第一壳体(1-10)、第二壳体(1-11)、第三壳体(1-12)和第四壳体(1-13)；所述分隔部(1-1)设于第二壳体(1-11)上；所述进风口(1-3)设于第四壳体(1-13)上；所述出风口(1-4)设于第二壳体(1-11)和第三壳体(1-12)的连接部。
10.根据权利要求1所述的风机，其特征在于：所述叶轮(3)包括由下至上依次设置的底座(3-1)、叶片(3-2)和上盖(3-3)；所述底座(3-1)的中心设有连轴孔；所述马达(2)的输出轴(2-1)固定在底座(3-1)的连轴孔内；所述叶片(3-2)设有多片；所述多片叶片(3-2)以螺旋发散的形式围绕底座(3-1)中心的连轴孔设置，并延伸至底座(3-1)与上盖(3-3)的外边缘；所述上盖(3-3)的中心设有叶轮进风孔(3-3-1)。
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