CN220667905U - 叶轮、风机及呼吸机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了叶轮、风机和呼吸机，具有明显抑制噪音产生的优点。叶轮为圆盘状，叶轮包括盘体和安装于盘体顶部的叶片，盘体从内至外依次相连的引风体、导风体和保压环，导风体呈向上倾斜设置，引风体的顶面为圆弧曲面结构，导风体的顶面为斜面结构，叶片包括均为弯折设置的主叶片、副叶片和次副叶片，各依次重复排列，主叶片、副叶片及次副叶片相互之间围出风道，副叶片和次副叶片设于导风体的顶部，主叶片包括设于引风体的顶部的第一段结构和设于导风体的顶部的第二段结构，第一段结构的高度向导风体逐渐增高，第二段结构、副叶片和次副叶片的高度向保压环逐渐降低，主叶片的长度大于副叶片的长度，副叶片的长度大于次副叶片的长度。

Description

叶轮、风机及呼吸机

技术领域

本实用新型涉及呼吸机领域，尤其涉及叶轮、呼吸机及风机。

背景技术

风机是家用呼吸机中的核心组成部分，其作用是依靠输入的机械能，提高气体压力并输送气体，以改善的氧合和通气，减少呼吸做功，支持呼吸和循环功能以及进行呼吸衰竭的治疗。

近些年来，呼吸机行业更新迭代迅速，结构简单、体积小巧的风机受到市场追捧，但风机要做到体积小意味着叶轮也需要相应减小，减小体积后叶轮需要考虑如何平衡、风量和噪声的问题。另外，呼气时和风机内部气流对冲产生啸叫声也亟需解决。

因此，亟需能有效抑制噪声发生的叶轮、风机及呼吸机来克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供能有效抑制噪声发生的叶轮。

本实用新型的另一目的在于提供能有效抑制噪声发生的风机。

本实用新型的另一目的在于提供能有效抑制噪声发生的呼吸机。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种叶轮。叶轮为圆盘状，叶轮包括盘体和安装于盘体顶部的叶片，盘体从内至外依次相连的引风体、导风体和保压环，导风体呈向上倾斜设置，引风体的顶面为圆弧曲面结构，导风体的顶面为斜面结构，叶片包括均为弯折设置的主叶片、副叶片和次副叶片，主叶片、副叶片和次副叶片依次重复排列，主叶片、副叶片及次副叶片相互之间围出风道，副叶片和次副叶片设于导风体的顶部，主叶片包括设于引风体的顶部的第一段结构和设于导风体的顶部的第二段结构，第一段结构的高度向导风体逐渐增高，第二段结构、副叶片和次副叶片的高度向保压环逐渐降低，主叶片的长度大于副叶片的长度，副叶片的长度大于次副叶片的长度。

较佳地，导风体倾斜角度大于7°，引风体的顶面的圆弧半径范围为R8-R10。

较佳地，保压环的顶面为平面结构。

较佳地，第二段结构、副叶片和次副叶片的叶面弧度相等，第一段结构的叶面半径小于第二段结构的叶面半径。

较佳地，引风体与导风体之间的接合处形成圆形接合线，第一段结构与第二段结构的连接处落于圆形接合线，副叶片的头端落于圆形接合线。

较佳地，过盘体的中心的水平线为第一直线，过盘体的中心与第一段结构的头端的连线为第二直线，第二直线与第一直线所围成的夹角为22.5°，过盘体的中心与第二段结构的尾端的连线为第三直线，第三直线与第一直线所围成的夹角为53°。

较佳地，盘体的底部设有加强筋结构，加强筋结构包括第一圆环筋、第二圆环筋和直板筋，第一圆环筋设于保压环的底部，第二圆环筋设于导风体的底部，直板筋设于引风体的底部并延伸至导风体的底部，多个直板筋以盘体的中心排成一圈，直板筋靠近盘体的中心的一端相互靠近，直板筋远离盘体的中心的一端相互远离。

为实现上述的另一目的，本实用新型还提供了一种风机，其包括蜗壳、驱动器和上述的叶轮。叶轮设于蜗壳内，驱动器安装于蜗壳，叶轮安装于驱动器的输出端，驱动器驱使叶轮旋转。

较佳地，蜗壳内设有风腔，蜗壳的顶部开设有与风腔连通的进风口，蜗壳的外周侧向外凸伸一出风管，出风管与风腔连通，叶轮设于风腔，蜗壳的底部开设有与风腔连通的安装口，驱动器穿入安装口并设于风腔中，驱动器的底部露出于蜗壳，驱动器锁定于蜗壳，驱动器的底部呈平直布置。

为实现上述的又一目的，本实用新型还提供了一种呼吸机，其包括上述的风机。

与现有技术相比，本实用新型的叶轮通过将引风体的顶部设为圆弧曲面结构，将导风体的顶部设为斜面结构，使气体流经叶轮的顶面的路径长度得以延长，从而增加气体停留于叶轮的时间。另外，气体流入风道后必然被副叶片分开两路，也被次副叶片分开两路，一定程度减缓了气体的流速，延长气体停留于叶轮的时间。气体停留在叶轮的时间越长，其单位时间内所能输出的风量则越少。因此本实用新型的叶轮转动时所输出的风量相对较小，故而使得降低流过进风口的风量，有效抑制噪声的产生。引风体的顶面为圆弧曲面结构，能够更缓和地气体引到叶轮上。主叶片、副叶片和次副叶片均是弯折设置，引导气体有序平缓地输出，降低孪流的产生。从风道流出的气体随之流到保压环后随之被甩出，保压环增加气体停留于叶轮的时间，使气体流出风道后不直接输出，而是让气体停留于保压环片刻后才输出，起到保压作用，避免输出的气体压力急速降低。

另外，本实用新型的风机通过将驱动器的底部设为平直结构，驱动器的底部露出于蜗壳，减少了对外露出的面积，从而缩减震动引发噪声的影响面，使得噪声得到明显抑制，风机转动时更为静音。

容易理解是，本实用新型的呼吸机包括风机，风机包括叶轮，故本实用新型的呼吸机同样具有能抑制噪音的作用，做到运行时更为静音的优点。

附图说明

图1是本实用新型的风机的立体图。

图2是本实用新型的风机的俯视图。

图3是本实用新型的风机在分离上壳体后的立体图。

图4是图3所示的风机在隐藏叶轮后的立体图。

图5是本实用新型的风机在沿图2中A-A线段剖切后的剖视图。

图6是本实用新型的风机的立体分解图。

图7是本实用新型的风机处于另一角度时的立体图。

图8是本实用新型的蜗壳的立体图。

图9是本实用新型的蜗壳的剖视图

图10是本实用新型的叶轮的俯视图。

图11是本实用新型的叶轮在沿图10中B-B线段剖切后的剖视图。

图12是本实用新型的叶轮的主视图。

图13是本实用新型的叶轮的立体图。

图14是本实用新型的叶轮处于另一角度时的立体图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

如图1至图5所示，本实用新型公开了一种呼吸机，呼吸机包括风机100，风机100用于对气体加压。风机100包括驱动器10和叶轮20，驱动器10驱使叶轮20转动，进而将气体(例如空气)通过风机100入口吸入到风机100中，并在加压后通过风机100出口排出。加压后的气体通过输气管和患者接口(例如呼吸面罩)输送至患者，来提高患者的肺通气量，改善其呼吸功能，维持患者的持续通气和呼吸。此外，在输送至患者接口之前，还可以将加压后的气体通入到加湿器中进行湿化，以提高患者的舒适度。进一步说明，本实用新型的风机100还包括蜗壳30。叶轮20设于蜗壳30内。驱动器10安装于蜗壳30，叶轮20安装于驱动器10的输出端，驱动器10驱使叶轮20旋转。驱动器10为电机(亦即是马达)。

本实用新型所提供旨在提供结构体积小，以及有效降低噪声的风机100，主要通过改进叶轮20自身结构以及改变驱动器10的结构实现上述目的。

如图10至图14所示，本实用新型的叶轮20为圆盘状。叶轮20包括盘体21和安装于盘体21顶部的叶片22。盘体21包括从内至外依次相连的引风体211、导风体212和保压环213。导风体212呈向上倾斜设置，引风体211的顶面为圆弧曲面结构，导风体212的顶面为斜面结构。叶片22包括均为弯折设置的主叶片221、副叶片222和次副叶片223。主叶片221、副叶片222和次副叶片223依次重复排列。主叶片221、副叶片222及和次副叶片223相互之间围出风道224。副叶片222和次副叶片223设于导风体212的顶部。主叶片221包括设于引风体211的顶部的第一段结构2211和设于导风体212的顶部的第二段结构2212。第一段结构2211的高度向导风体212逐渐增高，第二段结构2212、副叶片222和次副叶片223的高度向保压环213逐渐降低。主叶片221的长度大于副叶片222的长度，副叶片222的长度大于次副叶片223的长度。

需要说明的是，如图1至图6所示，蜗壳30内设有风腔31，蜗壳30的顶部开设有与风腔31连通的进风口32，蜗壳30的外周侧向外凸伸一出风管33，出风管33与风腔31连通。叶轮20设于风腔31。叶轮20旋转，气体从进风口32进入风腔31。通常地，噪声与进风量呈正相关，即是从进风口32流过风量越大，随之产生的噪声越大。因此，若要抑制噪声的产生，可行的办法是在满足一定的风压输出情况下尽可能地降低风量。

如图10至图14所示，本实用新型的叶轮20通过将引风体211的顶部设为圆弧曲面结构，将导风体212的顶部设为斜面结构，使气体流经叶轮20的顶面的路径长度得以延长，从而增加气体停留于叶轮20的时间。另外，气体流入风道224后必然被副叶片222分开两路，也被次副叶片223分开两路，一定程度减缓了气体的流速，延长气体停留于叶轮20的时间。容易理解的是，气体停留在叶轮20的时间越长，其单位时间内所能输出的风量则越少。因此本实用新型的叶轮20转动时所输出的风量相对较小，故而使得降低流过进风口32的风量，有效抑制噪声的产生。引风体211的顶面为圆弧曲面结构，能够更缓和地气体引到叶轮20上。主叶片221、副叶片222和次副叶片223均是弯折设置，引导气体有序平缓地输出，降低孪流的产生。从风道224流出的气体随之流到保压环213后随之被甩出，保压环213增加气体停留于叶轮20的时间，使气体流出风道224后不直接输出，而是让气体停留于保压环213片刻后才输出，起到保压作用，避免输出的气体压力急速降低。

第一段结构2211的高度向导风体212逐渐升高，引导气体流入风道224中。而第二段结构2212、副叶片222和次副叶片223的高度向保压环213逐渐降低，方便风道224中被加压后的气体流出。

为说明本实用新型的叶轮20相比现有技术有更佳的效果，提供了一组对比实验，请参阅如下表1，对比的对象是本公司先前申请保护的专利(申请号：202111683069.5)，该专利的叶轮型号为M3+，本专利的叶轮型号是M5+。通常地，叶轮20的输出的风量范围在100-140L/min之间，故以此区间进行对比。对比发现，此区间下，针对同一风压下，M5+的叶轮输出的风量明显小于M3+的风量。正如上述所言，风量越小则噪声越小，所以输出同一气体压力的情况下，使用本实用新型的叶轮20能够明显抑制噪声的产生，达到更好的静音效果。

表1

进一步说明，如图11所示，导风体212的倾斜角度大于7°，较优的是，于本实用新型中，导风体212的倾斜角度为8°，但不限于此。引风体211的顶面的圆弧半径范围为R8-R10。以上数据经多次试验有较好的效果。保压环213的顶面为平面结构，气体先从引风体211的圆弧曲面结构引入，后顺着导风体212的斜面结构向下流动，最后从保压环213的平面结构向四周散出。

如图10和图14所示，箭头C指示的是第二段结构2212的叶面，箭头D指示的是副叶片222的叶面，箭头E指示的是次副叶片223的叶面，箭头C、D、E所指示的叶面弧度相等，即第二段结构2212的叶面弧度、副叶片222的叶面弧度、次副叶片223的叶面弧度相等，这有利于均匀引导气体，减少孪流产生。另外，箭头F所指示的是第一段结构2211的叶面，第一段结构2211的叶面半径小于第二段结构2212的叶面半径，这使第一段结构2211向叶轮20的中心弯折，利于将气体引入风道224。

如图10和图14所示，引风体211与导风体212之间的接合处形成圆形接合线E。第一段结构2211与第二段结构2212的连接处落于圆形接合线E，副叶片222的头端落于圆形接合线E。气体在两第一段结构2211之间的风道224引入后，副叶片222将气体分开两部分，次副叶片223再将气体分开成两部分，这增加了风停留于叶轮20的时间。副叶片222的头端不落于引风体211上，避免对气体的引入造成阻挡。

当叶轮20处于如图10所示的状态时，限定过盘体21的中心的水平线为第一直线G。过盘体21的中心与第一段结构2211的头端的连线为第二直线H。第二直线G与第一直线H所围成的夹角为22.5°。过盘体21的中心与第二段结构2212的尾端的连线为第三直线K。第三直线K与第一直线G所围成的夹角为53°。将主叶片221按照上述方案进行设计，经过试验测算，有良好的效果。

如图11至图13所示，盘体21的底部设有加强筋结构214，考虑到因为导风体212呈向上倾斜设置，所以盘体21的底部有空缺，盘体21容易出现欠缺支撑的问题，强度不高，设置加强筋结构214的目的是为了加强盘体21的强度。进一步地，加强筋结构214包括第一圆环筋2141、第二圆环筋2142和直板筋2143。第一圆环筋2141设于保压环213的底部，第二圆环筋2142设于导风体212的底部，直板筋2143设于引风体211的底部并延伸至导风体212的底部。多个直板筋2143以盘体21的中心排成一圈，直板筋2143靠近盘体21的中心的一端相互靠近，直板筋2143远离盘体21的一端相互远离。

上述方案主要通过对叶轮20作出改进而降低风机100运行的噪声。为进一步降低风机100运行时的噪声，本实用新型还提出对驱动器10作出改进的方案。

如图4至图9所示，蜗壳30的底部开设有与风腔31连通的安装口34。驱动器10穿入安装口34并设于风腔31中，驱动器10的底部露出于蜗壳30，驱动器10锁定于蜗壳30，驱动器10的底部呈平直布置(参阅图5和图7)。如图4和图5所示，本实用新型通过将驱动器10装入风腔31中，叶轮20旋转时，气体经进风口32流入到风腔31中，气体在风腔31流动时带走驱动器10的热量，相比自然散热，这明显有效提升散热效果和散热效率。驱动器10锁定于蜗壳30后，将驱动器10固定到蜗壳30上。而驱动器10的底部呈平直布置，相较现有技术而言，现有的驱动器10的底部是留有凸起的，因此现有的驱动器10安装后对外露出的面积越多，这意味着震动引发噪声的影响面越多，不利于抑制噪声。而本实用新型通过将驱动器10的底部设置成平直，减少对外露出的面积，从而缩减震动引发噪声的影响面，使得噪声得到明显抑制，风机100转动时更为静音。蜗壳30包括上壳体35和下壳体36，上壳体35和下壳体36通过螺钉进行组装。

以下简单介绍本实用新型的风机100工作过程：驱动器10驱使叶轮20旋转，气体从外界经过进风口32流入到风腔31中，叶轮20旋转将气体压缩，加压后的空气从出风管33输出，泵送到输气管。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，均属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.叶轮，其特征在于，所述叶轮为圆盘状，所述叶轮包括盘体和安装于所述盘体顶部的叶片，所述盘体从内至外依次相连的引风体、导风体和保压环，所述导风体呈向上倾斜设置，所述引风体的顶面为圆弧曲面结构，所述导风体的顶面为斜面结构，所述叶片包括均为弯折设置的主叶片、副叶片和次副叶片，所述主叶片、副叶片和次副叶片依次重复排列，所述主叶片、副叶片及次副叶片相互之间围出风道，所述副叶片和次副叶片设于所述导风体的顶部，所述主叶片包括设于所述引风体的顶部的第一段结构和设于所述导风体的顶部的第二段结构，所述第一段结构的高度向所述导风体逐渐增高，所述第二段结构、副叶片和次副叶片的高度向所述保压环逐渐降低，所述主叶片的长度大于所述副叶片的长度，所述副叶片的长度大于所述次副叶片的长度。

2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述导风体倾斜角度大于7°，所述引风体的顶面的圆弧半径范围为R8-R10。

3.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述保压环的顶面为平面结构。

4.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述第二段结构、副叶片和次副叶片的叶面弧度相等，所述第一段结构的叶面半径小于所述第二段结构的叶面半径。

5.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述引风体与所述导风体之间的接合处形成圆形接合线，所述第一段结构与所述第二段结构的连接处落于所述圆形接合线，所述副叶片的头端落于所述圆形接合线。

6.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，过所述盘体的中心的水平线为第一直线，过所述盘体的中心与第一段结构的头端的连线为第二直线，所述第二直线与所述第一直线所围成的夹角为22.5°，过所述盘体的中心与所述第二段结构的尾端的连线为第三直线，所述第三直线与所述第一直线所围成的夹角为53°。

7.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述盘体的底部设有加强筋结构，所述加强筋结构包括第一圆环筋、第二圆环筋和直板筋，所述第一圆环筋设于所述保压环的底部，所述第二圆环筋设于所述导风体的底部，所述直板筋设于所述引风体的底部并延伸至所述导风体的底部，多个所述直板筋以所述盘体的中心排成一圈，所述直板筋靠近所述盘体的中心的一端相互靠近，所述直板筋远离所述盘体的中心的一端相互远离。

8.一种风机，其特征在于，包括蜗壳、驱动器和上述权利要求1-7任一项所述的叶轮，所述叶轮设于所述蜗壳内，所述驱动器安装于所述蜗壳，所述叶轮安装于所述驱动器的输出端，所述驱动器驱使所述叶轮旋转。

9.根据权利要求8所述的风机，其特征在于，所述蜗壳内设有风腔，所述蜗壳的顶部开设有与风腔连通的进风口，所述蜗壳的外周侧向外凸伸一出风管，所述出风管与所述风腔连通，所述叶轮设于所述风腔，所述蜗壳的底部开设有与风腔连通的安装口，所述驱动器穿入所述安装口并设于所述风腔中，所述驱动器的底部露出于所述蜗壳，所述驱动器锁定于所述蜗壳，所述驱动器的底部呈平直布置。

10.一种呼吸机，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的风机。