CN1873231A - 用于鼓风的离心风扇 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Abstract

一种用于鼓风的离心风扇，包括钟形口，其安装在用于鼓风的离心风扇的凹进部分处，空气吸入到其上；以及涡管，其由弯板形成，所述涡管包围离心风扇的外部周边且具有阿基米德曲线形，从而引导从离心风扇排出的空气到排放口，并且该涡管具有5°到6°的延伸角，所述板以该延伸角沿螺旋方向向外延伸。

Description

用于鼓风的离心风扇
技术领域
本发明涉及一种用于鼓风的离心风扇，更具体地说，涉及这样一种用于鼓风的离心风扇，其通过涡管和钟形口的设计提高了离心风扇的效率并且减小由空气流动所产生的噪声。
背景技术
空气净化器是一种通过对空气中的灰尘、细菌等过滤而净化空气的装置。在下文中，为了更易于理解，将对一种形式的空气净化器中结合有用于鼓风的离心风扇的流道结构和空气净化器的结构(及工作原理)一起做出说明。如在这种空气净化器的一种形式中，图1示出了典型空气净化器的立体图，图2示出了图1中空气净化器沿II-II线的纵向截面图。
在空气净化器的结构中，壳体100在距离底部预定间隔处由多个腿部件110支撑，且风机单元120形成在壳体100内，该风机单元用于使空气从空气净化器的外面强行通过空气净化器的内部和用于过滤流入空气净化器的空气中的灰尘或细菌的过滤器单元130，然后再吹到外面。
风机单元120具有将外面的空气抽吸到空气净化器中的抽吸口121，提供抽吸力的离心风扇123，由旋转轴126连接到离心风扇且用于提供旋转力的电机125，以及用于排放清洁空气的排放口127。穿有多个用于使空气流过的孔的钟形口129安装在离心风扇123的下面。此外，离心风扇123由涡管128包围，该涡管形成用于引导从离心风扇123排出的清洁空气的流道。
为了说明的目的，可将离心风扇123大体分为具有圆盘状且中心凹进的风扇盘123a和以固定间隔设置在风扇盘123a边缘部的多个叶片123b。叶片123b的端部由圆形周边环123c连接，圆形周边环123c用于防止叶片123b由于高速旋转而变形或脱落。在风扇盘123a的中心突出部(相反侧面上则为凹进部分)上，形成将电机125的旋转轴126插入的旋转轴连接孔123e，并且该孔用于将电机125的旋转力传送到风扇123(更具体的是风扇盘123a)上。换言之，电机125安装在由风扇盘123a和叶片123b限定空间的凹进部分123d处。
过滤器单元130具有堆叠并设置在其上的各种类型的过滤器，例如，自由过滤器(free filter)、静电沉淀过滤器、高效微粒空气过滤器及除臭过滤器等。为了取出并清洗过滤器单元130的过滤器，用于更换过滤器的门(未示出)形成在包围过滤器单元的壳体100上。这些过滤器中的每一个均为公知的，且将省略对它们的详细描述。
抽吸口121和排放口127分别形成在壳体100的侧表面119和上表面115上。用于控制电机125转速和排放口127的开启及关闭程度的控制模块(未示出)设置在风机单元120的上方。连接到控制模块的各种类型的操作钮117，例如开/关钮，设置在壳体100的前表面113上。
该空气净化器的工作原理说明如下。
首先，当电机125在控制模块的控制下旋转时，则与电机125的旋转轴126连接的离心风扇123转动。于是，压差出现在离心风扇123叶片123b的前表面和后面之间，从而产生运动。
由于在钟形口129以及涡管128的前后之间形成有高的压差，因此空气通过抽吸口121和过滤器单元130被吸到离心风扇123的凹进部分123d侧。按照该方式，空气通过抽吸口121进入到空气净化器内，且在被排放到排放口127的过程中流经过滤器单元130，从而过滤掉空气中的杂质(参见空气流道(F))。
在如此工作的空气净化器中，形成吸入离心风扇123的空气的流道并且使空气运动并从其排放的涡管128和钟形口129的结构成为与整个空气净化器噪声和离心风扇效率相关的重要因素。
因此，为了降低离心风扇123的噪声和提高其效率，优化涡管128和钟形口129的结构的需求在不断地增加。
发明内容
为实现上述目的，根据本发明提供一种用于鼓风的离心风扇，包括：钟形口，其安装在用于鼓风的离心风扇的凹进部分处，空气吸入到其上；以及涡管，其由弯板形成，所述涡管包围离心风扇的外部周边且具有阿基米德曲线形，从而引导从离心风扇排出的空气到排放口，并且该涡管具有5°到6°的延伸角，所述板以该延伸角沿螺旋方向向外延伸，从而通过优化涡管和钟形口的结构，不仅提高了离心风扇的效率而且降低了空气流动所产生的噪声。
附图说明
附图提供对本发明更进一步的理解，并且包含在本申请中并构成本申请的一部分。附图示出本发明的具体实施方式并与说明书一起用于阐明本发明的原理。
在附图中：
图1示出了典型空气净化器的立体图；
图2示出了图1中空气净化器沿II-II线的纵向截面图；
图3是图2中用于鼓风的离心风扇的立体图；
图4是说明根据本发明优选实施例的流道结构的示意图；
图5是用于说明图4中的钟形口、涡管和离心风扇三者之间的相互关系，其是示意地说明它们的设置状态的视图；
图6是说明图5中涡管形成原理的概念图；
图7A是根据图4中的涡管延伸角的改变示出噪声变化的曲线图；
图7B是根据图4中涡管截止角的改变示出噪声变化的曲线图；
图7C是根据图4中钟形口弯曲部分半径与内径的比而示出噪声变化的曲线图；
图7D是根据图4中钟形口偏心距与钟形口内径的比而示出噪声变化的曲线图；以及
图8是示出了由最佳流道结构所产生的噪声降低程度的实验结果的曲线图。
具体实施方式
现在，结合附图，将详细描述本发明的优选实施例的用于鼓风的离心风扇。在下文中，对于与如上述图1至图3中所示的部件相同的部件，即使它们示出了，但若它们没有特定表示或没有附图标记的话，由如图1和图2中所示的相同附图标记表示。
图4是说明根据本发明优选实施例的流道结构的示意图。
如图所示，离心风扇30安装在由涡管40和钟形口50所限定的空间内。当离心风扇30转动时，流过过滤器单元130的空气从钟形口50侧被抽吸到凹进部分30处，流经叶片33，此后则沿着离心风扇30外围上的路径被引导到涡管40的排放部分41侧。此外，涡管40的排放部分41面对空气净化器壳体100上打开的排放口127设置。
钟形口50在与离心风扇30相反方向上具有凹进的(与风扇盘31凹进方向相同)弯曲部分51。典型地，该弯曲部分51具有恒定半径。
钟形口50的内径Db大于离心风扇30的内径Dfi，但其小于离心风扇30的外径Dfo。这样，钟形口50的弯曲部分51的一些部分放置在离心风扇30的叶片33下面，而其它部分则位于离开叶片33处。
图5是用于说明图4中的钟形口、涡管和离心风扇三者之间的相互关系，其是示意地说明它们的设置状态的视图。
如图所示，涡管40设置成包围离心风扇30，且其横截面具有阿基米德曲线，该曲线从截止形成点43以预定延伸角(extension angle)α(参见图6)径向延伸。这样，涡管40从弯曲部分结束处的变换点45垂直于排放部分41以直线形状延伸。
在此图中，离心风扇30和钟形口50设置成同心圆，但是钟形口50的中心可从离心风扇30中心C偏离一预定的间隔。
如上所述，钟形口50内径Db小于离心风扇30的外径Dfo。
截止角β指的是连接离心风扇30中心点C和变换点45的直线与连接离心风扇30中心点C和截止形成点43的直线L之间的夹角。即，截止角是相对于变换点45以什么样角度在离心风扇30半径上形成截止(cutoff)的指标。
截止间隙CC是指直线L与离心风扇30外径Dfo和涡管40相交两点处的两切线之间的间隔。截止间隙显示了涡管40延伸起点离开离心风扇30外径Dfo的距离。
变换点45到离心风扇30外径Dfo之间的距离表示为D1.5，其表示在图中在1.5π角度处的距离。涡管40的宽度W是涡管40在角度0.5π和1.5π之间的间距。
参照图6，将对延伸角α和截止角β更加详细地描述。图6是用于说明图5中涡管形成原理的概念图。
在该图中，离心风扇30的半径Rf定义为外径Dfo的1/2。
在该图中，显示了在0π到1.5π范围之内离心风扇30中心C到涡管40之间的距离d。离心风扇30的半径Rf和截止间隙CC作为参考值，均被固定为不变值。
离心风扇30中心C到涡管40之间的距离d在截止形成点43处的数值最小，即，该值是通过将离心风扇30半径Rf和截止间隙CC相加而得到。该距离d以恒定比率增加，且在形成变换点45的1.5π处具有最大值Rf+D1.5。在此，由于涡管40延伸的角度是恒定的，所以上述距离d恒定地增加。该角度指的是延伸角α。在此图中，延伸角α定义为由表示Rf+CC值的线与代表距离d的线所形成的角。
截止角β是从-0.5π(或1.5π)到截止形成点的角度，其是从-0.5π(或1.5π)到表示距离d的线的开始点的角度。
下文中，参照图7A到图7D将对最佳流道结构的确定详细地描述，其中图7A到图7D是选择设计因素以优化上述结构的流道的实验结果曲线图。
在用于降低由与离心风扇30一起使用的涡管40、钟形口50形成的流道结构的噪声的几个因素中，本发明人注意到以下因素：涡管40的延伸角α和截止角β，钟形口50的曲线部分51的半径与钟形口50内径Db的比，以及钟形口50的偏心距与钟形口50内径Db的比值。
图7A到图7D是在钟形口50的内径Db与涡管40的宽度W的比值约为0.64％和气体流速设定在5.35(m3/min)条件下实验而得到的实验结果曲线图。
图7A是根据涡管40延伸角α的变化示出噪声变化的曲线图。可以看出：当涡管40的延伸角α为约5.5°左右时，噪声值为最小。此外，由于噪声增加率不高，所以延伸角α优选的取值范围为约5°到6°。
图7B示出了涡管40的截止角β。可以看出：当截止角β的范围为约88°到93°时，噪声值具有产生小的噪声的满意度。此外，可以看出：噪声值在约90°处为最小。
图7C示出了曲线部分51的半径与钟形口50内径Db的比。可以看出：优选地，比值在约为2％到4％的范围内。此外，可以看出在约3.2％处噪声值是最小。
图7D示出了钟形口50的偏心距与钟形口50内径Db的比值。可以看出：该比值优选约在1％到3％的范围，最优选在约1.6％。
现在，将参照图8对噪声的降低程度进行描述，图8示出了在采用上述优化设计因素的流道结构中，根据气流变化的总体噪声。
如在这些图中所看到的，可以确定的是：与具有涡管等的现有流道结构相比，对于每一流速，本发明的流道结构具有一定程度的噪声降低效果。
在上述中，本发明通过利用空气净化器作为例子进行了描述。但是，本发明可在不脱离本发明的技术构思范围的前提下可应用到其它空气调节器上。

Claims (6)

1.一种用于鼓风的离心风扇，包括：
钟形口，其安装在所述用于鼓风的离心风扇的凹进部分处，空气吸入到其上；以及涡管，其由弯板形成，所述涡管包围所述离心风扇的外部周边且具有阿基米德曲线形，从而引导从所述离心风扇排出的空气到排放口，并且所述涡管具有5°到6°的延伸角，所述板以该延伸角沿螺旋方向向外延伸。
2.如权利要求1所述的离心风扇，其中所述涡管的截止角为88°到93°。
3.如权利要求2所述的离心风扇，其中所述钟形口具有弯曲部分，所述弯曲部分在所述离心风扇相反方向上凹进并且具有恒定曲率，且所述钟形口的所述曲线部分的半径与所述钟形口的内径之比为2％到4％。
4.如权利要求3所述的离心风扇，其中所述钟形口的中心沿着连接所述离心扇的中心和所述涡管的转换点的直线从所述离心风扇的中心偏离，且所述钟形口中心的偏心距与所述钟形口的所述内径的比值为1％到3％。
5.一种用于鼓风的离心风扇，包括：
钟形口，其安装在用于鼓风的离心风扇的凹进部分处，空气吸入到其上，并且具有恒定曲率的弯曲部分，所述弯曲部分在所述离心风扇相反方向上凹进，且所述曲线部分的半径与所述钟形口的内径之比为2％到4％，且所述钟形口中心的偏心距与所述钟形口的所述内径的比值为1％到3％；以及
涡管，其由弯板形成，所述涡管包围所述离心风扇的外部周边且具有阿基米德曲线形，从而引导从所述离心风扇排出的空气到排放口，并且所述涡管具有5°到6°的延伸角，所述板以该延伸角沿螺旋方向向外延伸，所述涡管具有88°到93°的截止角。
6.如权利要求5所述的离心风扇，其中所述钟形口的所述内径与所述涡管的宽度的比值为0.64±0.002％。
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