CN219119521U - 一种横流风机及应用该横流风机的空气消毒机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种横流风机及应用该横流风机的空气消毒机，横流风机包括蜗壳、叶轮和蜗舌，所述蜗壳具有进风口和出风口，所述叶轮转动设于蜗壳中，所述蜗壳的位于叶轮径向两侧的两个侧壁分别称为第一侧壁和第二侧壁，所述蜗舌位于叶轮和第二侧壁之间；将叶轮周沿的供气流进入其内部的区段定义为进气区，将叶轮周沿供自进气区进入但未到达偏心涡又从叶轮中流出的区段定义为进气回流区，其中进气区和进气回流区靠近进风口；所述第一侧壁局部为朝远离叶轮的方向拱起的弧形结构，所述弧形结构邻近进风口设置并围在叶轮的外周，沿气流的流动方向，所述弧形结构的上端位于自进气回流区流出的气流的流动路径上，来抑制自进气回流区流出的气流的回流。

Description

一种横流风机及应用该横流风机的空气消毒机

技术领域

本实用新型涉及空气净化技术领域，具体涉及一种横流风机及应用该横流风机的空气消毒机。

背景技术

空气消毒机是通过过滤、净化、杀菌等原理对空气进行消毒的机器，主要用于医院、学校、车站、商场等人员较为密集的场所。

传统空气消毒机一般为立柜式，空气自下而上流动，难免吸入更多地上的灰尘，导致过滤器寿命缩短，再者立柜式消毒机还占用了一定地板面积，壁挂式消毒机则固定于墙壁上，消除了以上弊端。

壁挂式消毒机采用横流风机，横流风机有着出风均匀，噪音低的优点，但是由于气流在叶轮内被强制转向，故压头损失较大。由于偏心涡的非定常运动，其内部流动高度复杂，至今未形成成熟有效的设计方法，使得横流风机的总效率通常只有10％～30％左右。

现有技术的横流风机剖面如图1所示：由蜗壳1’、叶轮2’和蜗舌3’组成，横流风机的原理是在叶轮2’的转动下，叶轮2’内部空气因离心力而往外流出，叶轮2’内部形成低压区，这个低压区称为偏心涡(大概在图1中圆圈围成的区域)，随后在压力差的作用下，会有气流从叶轮2’的部分区域流入叶轮2’内部，这部分区域称为进气区，随后在离心力作用下经过排气区离开叶轮2’，此为现有技术，在此不再赘述。进气区和排气区的位置会因偏心涡的非定常运动而改变，结果则是流场不稳定，而偏心涡稳定与否取决于蜗舌和蜗壳的设计。

现有横流风机存在如下问题：如图1所示，在进气区边缘，距离偏心涡较远的位置，气流进入叶轮2’后并没有通过排气区，而是马上从进气回流区流出叶轮2’(气流流动路径如图1中的虚心箭头所示)，因为此处气流距离偏心涡的涡核距离较远，压差力不足以引导气流穿过叶轮2’内部，故导致了气流回流逃逸，风量降低；而在蜗舌3’附近的排气回流区，部分气流从排气区流出后，进入蜗舌3’和叶轮2’的间隙，再次进入叶轮2’(气流流动路径如图1中的实心箭头所示)，因为此处气流靠近偏心涡的涡核，如果流速较小会被压差力重新引入叶轮2’内部，在气流流向叶轮2’的过程中，会冲击蜗舌3’，成为噪音源。这种回流现象导致风道内产生更多大尺度的涡流，无疑会造成更大的能量损失，影响风机的风量，造成更多的电力损耗。

上述进气区是叶轮2’周沿供气流进入其内部的区段，排气区是叶轮2’周沿供穿过偏心涡的气流流出其内部的区段，进气回流区是叶轮2’周沿供自进气区进入而未到达偏心涡的气流流出的区段，排气回流区是叶轮2’周沿供自排气区流出的气流再次流入叶轮2’内部的区段，其中进气区和进气回流区靠近进风口11’，排气区和排气回流区靠近出风口12’。

实用新型内容

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种避免气流从进气回流区逃逸的横流风机。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种减少地面灰尘进入的应用上述横流风机的空气消毒机。

本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种横流风机，包括蜗壳、叶轮和蜗舌，所述蜗壳具有进风口和出风口，所述叶轮转动设于蜗壳中，所述蜗壳的位于叶轮径向两侧的两个侧壁分别称为第一侧壁和第二侧壁，所述蜗舌位于叶轮和第二侧壁之间；将叶轮周沿的供气流进入其内部的区段定义为进气区，将叶轮周沿供自进气区进入但未到达偏心涡又从叶轮中流出的区段定义为进气回流区，其中进气区和进气回流区靠近进风口；

其特征在于，所述第一侧壁局部为朝远离叶轮的方向拱起的弧形结构，所述弧形结构邻近进风口设置并围在叶轮的外周，沿气流的流动方向，所述弧形结构的上端位于自进气回流区流出的气流的流动路径上。

为了将被圆弧结构的上端截留的气流导向到出风口处，所述弧形结构和叶轮之间设有导流件，所述导流件与弧形结构之间的间距形成第一过气通道，沿气流的流动路径，所述第一过气通道位于弧形结构的上端的下游。

为了减少气动阻力，所述导流件呈沿着叶轮的周向延伸的弧形，最佳地，导流件呈翼型。

第一侧壁的其他部位与弧形结构的上端可以通过如下方向连接：所述第一侧壁的与弧形结构的上端相接的部位与弧形结构的上端呈圆弧过渡连接，这样采用大曲率圆弧设计，用小涡流来抑制回流；或者，所述第一侧壁的与弧形结构的上端相接的部位与弧形结构的上端之间形成有尖角，此种结构形式，对自排气回流区流出的气流的阻挡效果较好，来抑制回流。

为了减少从排气回流区流出的气流撞击蜗舌，导致噪音较大，将叶轮周沿供穿过偏心涡的气流流出其内部的区段定义为排气区，将叶轮周沿供自排气区流出的气流再次流入叶轮内部的区段定义为排气回流区，排气区和排气回流区靠近出风口；

所述蜗舌位于叶轮的旁侧，所述蜗舌具有沿其周向依次设置的第一壁面、第二壁面和第三壁面，且所述蜗舌的第三壁面与第二侧壁之间具有间距，从而形成位于排气回流区下游的第二过气通道；所述蜗舌的第一壁面与叶轮之间具有间距，形成第三过气通道。第二过气通道和第三过气通道引导自排气回流区流出的气流进入叶轮，降低蜗舌处的空气扰动，降低噪声。

优选地，所述第二过气通道的出口端的气流流动方向与偏心涡邻近此处的位置的切向方向一致。这样能有效增加偏心涡的强度，气流动第二过气通道流出后，更多的气流被引导进叶轮，增加风量。

本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应用上述横流风机的空气消毒机，其特征在于：包括具有内腔的壳体，所述壳体上开设有与内腔相连通的进风孔和出风孔，所述进风孔开设在壳体的顶壁上，所述出风孔开设在壳体的侧壁上，所述蜗壳安装在内腔中。

上述横流风机可以是单个，也可以是串联式的两个，所述壳体中的内腔有两个，每个内腔中对应设有一个横流风机，两个内腔之间设有电机，所述电机具有双输出轴，每个输出轴对应与一个蜗壳中的叶轮驱动相连，双机型对室内环境的净化效率高。

为了去除空气中的微粒、尘埃，所述壳体的内腔中设有滤网，沿气流的流动方向，所述滤网位于壳体的进风孔和蜗壳的进风口之间。滤网可以采用现有的褶皱式的HEPA滤网。

为了对空气中的有害物质进行消毒，所述壳体的内腔中还设有消毒件，沿气流的流动方向，所述消毒件位于滤网和蜗壳的进风口之间。消毒件可采用能发出短波长紫外线(UVC)的紫外灯，短波长紫外线可以通过破坏核酸并破坏其DNA来高效杀死或降低微生物的活性，起到消毒杀菌的作用，且已有科学家证明其对人体几乎无害。

与现有技术相比，本实用新型的优点：1、本实用新型将第一侧壁的局部设计为弧形结构，弧形结构的上端位于自进气回流区流出的气流的流动路径上，这样弧形结构的上端相当于形成集流角，来抑制自进气回流区流出的气流的回流，然后通过风轮转动的离心力和剪切力将气流导出至出风口，避免了进气回流导致的风量降低；2、本实用新型的空气消毒机，将进风孔设置在壳体的顶壁上，能顾减小来自地面的灰尘进入消毒机中，并且因为出风孔设置在壳体侧壁上，增加了房间的气流均匀性。

附图说明

图1为现有技术的横流风机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的空气消毒机的结构示意图；

图3为图2的剖视图；

图4为图2的另一方向的剖视图；

图5为图2中的其中一个横流风机的气流的流动示意图；

图6为本实用新型实施例2的其中一个横流风机的结构示意图；

图7为本实用新型实施例3的空气消毒机的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

如图2～5所示，本优选实施例的横流风机A包括蜗壳1、叶轮2和蜗舌3，蜗壳1具有进风口11和出风口12，叶轮2转动设于蜗壳1中，蜗壳1的位于叶轮2径向两侧的两个侧壁分别称为第一侧壁13和第二侧壁14，蜗壳1还包括两个沿叶轮2轴向间隔设置的端壁，第一侧壁13和第二侧壁14通过端壁相连，第一侧壁13、第二侧壁14和两个端壁共同围成供叶轮2安装于内的安装空间。

将叶轮2周沿的供气流进入其内部的区段定义为进气区，将叶轮2周沿供自进气区进入但未到达偏心涡又从叶轮2中流出的区段定义为进气回流区，其中进气区和进气回流区靠近进风口11；将叶轮2周沿供穿过偏心涡的气流流出其内部的区段定义为排气区，将叶轮2周沿供自排气区流出的气流再次流入叶轮2内部的区段定义为排气回流区，排气区和排气回流区靠近出风口12。

第一侧壁13局部为朝远离叶轮2的方向拱起的弧形结构131，弧形结构131邻近进风口11设置并围在叶轮2的外周，沿气流的流动方向，弧形结构131的上端位于自进气回流区流出的气流的流动路径上。弧形结构131的上端相当于形成集流角132，来抑制自进气回流区流出的气流离开叶轮2。

为了将被弧形结构131的上端截留的气流导向到出风口12处，弧形结构131和叶轮2之间设有导流件4，导流件4与弧形结构131之间的间距形成第一过气通道41，沿气流的流动路径，第一过气通道41位于弧形结构131的上端的下游。本实施例中，导流件4呈沿着叶轮2的周向延伸的弧形，最佳地，导流件4呈翼型。弧形结构131抑制自进气回流区流出的气流的回流，然后通过叶轮2转动的离心力和剪切力将气流导入第一过气通道41中，最后流至出风口12，避免了进气回流导致的风量降低，气流流动路径如图5中的虚心箭头所示。

第一侧壁13的与弧形结构131的上端相接的部位与弧形结构131的上端之间形成有尖角，作为抑制气流回流的集流角132，对自排气回流区流出的气流的阻挡效果较好。

蜗舌3位于叶轮2和第二侧壁14之间，本实施例中，蜗舌3位于叶轮2的旁侧，蜗舌3具有沿其周向依次设置的第一壁面31、第二壁面32和第三壁面33，且蜗舌3的第三壁面33与第二侧壁14之间具有间距，从而形成位于排气回流区下游的第二过气通道34；蜗舌3的第一壁面31与叶轮2之间具有间距，形成第三过气通道35。

第二过气通道34和第三过气通道35引导自排气回流区流出的气流进入叶轮2，减少气流对蜗舌3的冲击，降低蜗舌3处的空气扰动，降低噪声，气流流动路径如图5中经过第二过气通道34和第三过气通道35的气流所示。第二过气通道34的出口端的气流流动方向与偏心涡邻近此处的位置的切向方向一致。这样能有效增加偏心涡的强度，气流动第二过气通道34流出后，更多的气流被引导进叶轮2，增加风量。

上述导流件4和蜗舌3的两端均通过螺钉安装在两个端壁上，导流件4和蜗舌3采用注塑成型，制作工艺简单；且第一过气通道41、第二过气通道34和第三过气通道35均采用流线型，降低扰流阻力。

本实施例的横流风机可以应用在空气消毒机上，空气消毒机可以是壁挂式，这样不占用地面面积。空气消毒机包括具有内腔50的壳体5，壳体5上开设有与内腔50相连通的进风孔51和出风孔52，进风孔51开设在壳体5的顶壁上，出风孔52开设在壳体5的侧壁上，蜗壳1安装在内腔50中，蜗壳1的进风口11和进风孔51相流体连通，蜗壳1的出风口12和出风孔52相流体连通。本实施例中，进风孔51采用格栅式设计，能使进风更为均匀且避免大尺寸异物进入消毒机造成堵塞。

本实施例中，横流风机A有串联式的两个，壳体5中的内腔50有两个，每个内腔50中对应设有一个横流风机A，两个内腔50之间设有电机6，电机6具有双输出轴61，每个输出轴61对应与一个蜗壳1中的叶轮2驱动相连，双机型对室内环境的净化效率高。

为了去除空气中的微粒、尘埃，壳体5的内腔50中设有滤网7，沿气流的流动方向，滤网7位于壳体5的进风孔51和蜗壳1的进风口11之间。滤网7可以采用现有的褶皱式的HEPA滤网7，通过螺钉固定安装在壳体5中。

为了对空气中的有害物质进行消毒，壳体5的内腔50中还设有消毒件8，沿气流的流动方向，消毒件8位于滤网7和蜗壳1的进风口11之间。消毒件8可采用能发出短波长紫外线UVC的紫外灯，短波长紫外线可以通过破坏核酸并破坏其DNA来高效杀死或降低微生物的活性，起到消毒杀菌的作用，且已有科学家证明其对人体几乎无害。

本实用新型的空气消毒机的工作原理是：电机6工作，带动叶轮2转动，形成稳定的流场，气流从壳体5顶部的进风孔51流入，通过滤网7去除空气中的微粒、尘埃等；然后通过消毒件8紫外灯照射的区域进行消毒杀菌；随后进入叶轮2中转向，最后由出风孔52排出。

本实施例的横流风机，降低了回流现象，增加偏心涡强度，在风量上有明显提高，根据计算机模拟，在同等条件下，本实施例风量921m³/h，相对于现有技术风量726m³/h，提升了26.9％；且降低了蜗舌处的气流扰动，有效降低噪声，在同等条件下，本实施例A声级43.52dB，相对于现有技术A声级47.65dB，降低了4.13dB。

实施例2

如图6所示，本实施例与实施例1的区别在于：第一侧壁13的与弧形结构131的上端相接的部位与弧形结构131的上端呈圆弧过渡连接，这样采用大曲率圆弧设计，用小涡流来抑制回流。

实施例3

如图7所示，本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的横流风机A有一个，壳体5的内腔50也仅有一个，电机6的输出轴61也仅有一个。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，由于本实用新型所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。

本实用新型所称的“流体连通”是指两个部件或部位(以下统一分别称为第一部位、第二部位)之间的空间位置关系，即流体(气体、液体或两者的混合)能从第一部位沿着流动路径流动或/和被运送到第二部位，可以是所述的第一部位、第二部位之间直接相连通，也可以是第一部位、第二部位之间通过至少一个第三者间接连通，该第三者可以是诸如管道、通道、导管、导流件、孔、槽等流体通道、也可以是允许流体流过的腔室或以上组合。

Claims (10)

1.一种横流风机，包括蜗壳(1)、叶轮(2)和蜗舌(3)，所述蜗壳(1)具有进风口(11)和出风口(12)，所述叶轮(2)转动设于蜗壳(1)中，所述蜗壳(1)的位于叶轮(2)径向两侧的两个侧壁分别称为第一侧壁(13)和第二侧壁(14)，所述蜗舌(3)位于叶轮(2)和第二侧壁(14)之间；将叶轮(2)周沿的供气流进入其内部的区段定义为进气区，将叶轮(2)周沿供自进气区进入但未到达偏心涡又从叶轮(2)中流出的区段定义为进气回流区，其中进气区和进气回流区靠近进风口(11)；

其特征在于，所述第一侧壁(13)局部为朝远离叶轮(2)的方向拱起的弧形结构(131)，所述弧形结构(131)邻近进风口(11)设置并围在叶轮(2)的外周，沿气流的流动方向，所述弧形结构(131)的上端位于自进气回流区流出的气流的流动路径上。

2.根据权利要求1所述的横流风机，其特征在于：所述弧形结构(131)和叶轮(2)之间设有导流件(4)，所述导流件(4)与弧形结构(131)之间的间距形成第一过气通道(41)，沿气流的流动路径，所述第一过气通道(41)位于弧形结构(131)的上端的下游。

3.根据权利要求2所述的横流风机，其特征在于：所述导流件(4)呈沿着叶轮(2)的周向延伸的弧形。

4.根据权利要求2所述的横流风机，其特征在于：所述第一侧壁(13)的与弧形结构(131)的上端相接的部位与弧形结构(131)的上端呈圆弧过渡连接，或者，所述第一侧壁(13)的与弧形结构(131)的上端相接的部位与弧形结构(131)的上端之间形成尖角。

5.根据权利要求1～4中任一权利要求所述的横流风机，其特征在于：将叶轮(2)周沿供穿过偏心涡的气流流出其内部的区段定义为排气区，将叶轮(2)周沿供自排气区流出的气流再次流入叶轮(2)内部的区段定义为排气回流区，排气区和排气回流区靠近出风口(12)；

所述蜗舌(3)位于叶轮(2)的旁侧，所述蜗舌(3)具有沿其周向依次设置的第一壁面(31)、第二壁面(32)和第三壁面(33)，且所述蜗舌(3)的第三壁面(33)与第二侧壁(14)之间具有间距，从而形成位于排气回流区下游的第二过气通道(34)；所述蜗舌(3)的第一壁面(31)与叶轮(2)之间具有间距，形成第三过气通道(35)。

6.根据权利要求5所述的横流风机，其特征在于：所述第二过气通道(34)的出口端的气流流动方向与偏心涡邻近此处的位置的切向方向一致。

7.一种应用权利要求1～6中任一权利要求所述的横流风机的空气消毒机，其特征在于：包括具有内腔(50)的壳体(5)，所述壳体(5)上开设有与内腔(50)相连通的进风孔(51)和出风孔(52)，所述进风孔(51)开设在壳体(5)的顶壁上，所述出风孔(52)开设在壳体(5)的侧壁上，所述蜗壳(1)安装在内腔(50)中，所述蜗壳(1)的进风口(11)和进风孔(51)相流体连通，所述蜗壳(1)的出风口(12)和出风孔(52)相流体连通。

8.根据权利要求7所述的空气消毒机，其特征在于：所述壳体(5)中的内腔(50)有两个，每个内腔(50)中对应设有一个横流风机，两个内腔(50)之间设有电机(6)，所述电机(6)具有双输出轴(61)，每个输出轴(61)对应与一个蜗壳(1)中的叶轮(2)驱动相连。

9.根据权利要求7所述的空气消毒机，其特征在于：所述壳体(5)的内腔(50)中设有滤网(7)，沿气流的流动方向，所述滤网(7)位于壳体(5)的进风孔(51)和蜗壳(1)的进风口(11)之间。

10.根据权利要求9所述的空气消毒机，其特征在于：所述壳体(5)的内腔(50)中还设有消毒件(8)，沿气流的流动方向，所述消毒件(8)位于滤网(7)和蜗壳(1)的进风口(11)之间。

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