TWM619354U

TWM619354U - 風機設備

Info

Publication number: TWM619354U
Application number: TW110204551U
Authority: TW
Inventors: 何世賓; 張昭璧
Original assignee: 長慶節能科技股份有限公司
Priority date: 2021-04-23
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2021-11-11

Abstract

本創作公開一種風機設備。風機設備包含一集流罩、一驅動單元及一風扇葉片。集流罩具有一進風口及一出風口。驅動單元設置於集流罩內。驅動單元包含一外殼、一轉軸、及一感應驅動組件。感應驅動組件具有一轉子及設置於轉子外周的一定子。轉子具有一轉子鐵芯、2M個永磁件、兩個短路件及多個導體。轉子鐵芯套設於轉軸上。2M個永磁件及兩個短路件各別設置於轉子鐵芯上。多個導體設置於轉子鐵芯內，並且每個導體的兩端分別與兩個短路件形成短路。風扇葉片連接轉軸。據此，風機設備能大幅提升輸出效率。

Description

風機設備

本創作涉及一種風機設備，尤其涉及一種大幅提升輸出效率的風機設備。

現有風機設備的馬達於驅動轉軸時，馬達的轉子會依照磁場方向轉動，但是一般來說，轉子的轉速不等於帶動轉軸時的轉速(俗稱：同步轉速)，使轉子轉速與同步轉速之間產生轉差。然而，當轉差越大時，馬達的輸出效率則越差，從而導致風機設備的整體輸出效率低落，因此如何提升風機設備的效率為目前需要克服的重要課題。

於是，本創作人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本創作。

本創作所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種風機設備，能有效地改善現有的風機設備所可能產生的缺陷。

本創作實施例公開一種風機設備，包括：一集流罩，包含一進風口及一出風口；一驅動單元，設置於所述集流罩內，所述驅動單元包含：一外殼；一轉軸，穿設所述外殼，並且所述轉軸的一端位於所述出風口；一感應驅動組件，設置於所述外殼內，所述感應驅動組件包含：一定子，包含：一定子鐵芯，設置於所述外殼的內緣；一繞件，設置於所述定子鐵芯上，所述繞件於朝向所述轉軸的一側面具有多個繞線部；及多個第一線圈，分別纏繞於多個所述繞線部上；及一轉子，包含：一轉子鐵芯，套設於所述轉軸上，所述轉子鐵芯具有多個設置孔；兩個短路件，設置於所述轉子鐵芯的兩端，每個所述短路件具有對應多個所述設置孔的多個穿孔；多個導體，分別設置於多個所述設置孔內，並且每個所述導體的兩端分別與兩個所述穿孔的孔壁接觸而形成短路；及2M個永磁件，等量地設置於所述轉子鐵芯上，並且2M個所述永磁件被多個所述導體所圍繞，其中M為不小於1的正整數；以及一風扇葉片，連接所述轉軸，所述風扇葉片能被所述驅動單元驅動而由所述進風口導入一氣體，並由所述出風口排出。

綜上所述，本創作實施例所公開的風機設備，能通過“2M個所述永磁件等量地設置於所述轉子鐵芯上，並且被多個所述導體所圍繞”的設計，使所述轉子的磁通量能增加，從而讓所述感應驅動組件的轉差為零，以提升所述風機設備的效率。

為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本創作加以限制。

1000:風機設備

100:驅動單元

1:外殼

11:環框件

12:端蓋

2:轉軸

3:感應驅動組件

31:定子

311:定子鐵芯

312:繞件

312A:前端座

3121A:前環件

3122A:前容置件

312B:後端座

3121B:後環件

3122B:後容置件

313:第一線圈

32:轉子

321:轉子鐵芯

3211:設置孔

3212A:第二長孔

3212B:第一長孔

322:短路件

3221:穿孔

323:導體

324:永磁件

200:集流罩

210:固定部

211:連接桿

220:導流部

300:風扇葉片

AP:容置空間

SP:設置空間

Ain:進風口

Aout:出風口

圖1為本創作的風機設備的立體示意圖。

圖2為本創作的驅動單元的立體示意圖。

圖3為沿圖2的III-III剖線的剖面示意圖。

圖4為本創作的驅動單元的分解示意圖。

圖5為本創作的感應驅動組件的分解示意圖。

圖6為本創作的定子的分解示意圖。

圖7為本創作的轉子的分解示意圖。

圖8為圖4的VIII-VIII剖線的剖面示意圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本創作所公開有關“風機設備”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本創作的優點與效果。本創作可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本創作的構思下進行各種修改與變更。另外，本創作的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本創作的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本創作的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

如圖1至圖8所示，本實施例公開一種風機設備1000。配合圖1所示，所述風機設備1000包含一集流罩200、設置於所述集流罩200的一驅動單元100、以及設置於所述驅動單元100的一風扇葉片300。

以下為方便說明與理解，將先介紹所述集流罩200，接著介紹所述驅動單元100，而後再介紹所述風扇葉片300。需要說明的是，於本實施例中，所述風機設備1000可以適用於：農、漁、畜牧產業、以及工廠車間的通風降溫、廢棄排除，但所述風機設備1000的應用並不限於此。

配合圖1所示，所述集流罩200包含一進風口Ain及一出風口 Aout。具體來說，於本實施例中，所述集流罩200具有一固定部210及連通所述固定部210的一導流部220，所述固定部210為矩形的框狀結構並具有所述進風口Ain，所述導流部220為圓形的筒狀結構並具有所述出風口Aout，但本創作不受限於前述形狀的限制。舉例來說，所述固定部210及所述導流部220也可以同是圓形或矩形。

所述固定部210於其內緣處具有四個連接桿211，並且四個所述連接桿211能供所述驅動單元100固定。所述導流部220由所述固定部210朝一側延伸所形成，並且所述導流部220於本實施例中是以遠離所述固定部210的方向逐漸擴大其內徑，其中所述導流部220的最大內徑不超過所述固定部210的最大內徑，但本創作不受限於此。舉例來說，所述導流部220也可以是固定內徑。

需額外說明的是，所述固定部210與所述導流部220的內緣於實際上會設計為流線型，亦即內緣不具有明顯凸出而會阻礙氣體流動的結構(但不包含四個所述連接桿211)，據以確保當一氣體由所述進風口Ain通過所述出風口Aout時能更為流暢地流動。

當然，為了確保安全性，本創作於其他未繪示的實施例中，所述集流罩200能更進一步地包含兩個安全網，並且兩個所述安全網分別設置於所述進風口Ain及所述出風口Aout上。

配合圖2及圖3所示，所述驅動單元100設置於所述固定部210內，並且被四個所述連接桿211所固定。所述驅動單元100包含有一外殼1、一轉軸2、及一感應驅動組件3。其中，所述外殼1於本實施例中大致呈中空的圓柱狀，並且具有一環框件11及兩個端蓋12。兩個所述端蓋12分別設置於所述環框件11的兩端，使兩個所述端蓋12及所述環框件11共同形成一容置空間AP。

再者，所述轉軸2穿設所述外殼1，並且所述轉軸2的其中一端位於所述集流罩200內，而所述轉軸2的其他部份則為於所述容置空間AP內，但本創作不受限於此。舉例來說，所述轉軸2可以是兩端位於所述外殼1外。

配合圖3至圖5所示，所述感應驅動組件3具有設置於所述環框件11內的一定子31以及設置於轉軸2上的一轉子32。所述定子31環繞所述轉子32，並且彼此間隔配置。所述感應驅動組件3能通過所述轉子32及所述定子31的配合，從而帶動所述轉軸2轉動。以下將詳細介紹所述感應驅動組件3的各元件、及各元件之間如何配合而帶動所述轉軸2轉動。

如圖6及圖8所示，所述定子31於本實施例中包含一定子鐵芯311、設置於所述定子鐵芯311上的一繞件312、及設置於所述繞件312的多個第一線圈313。所述定子鐵芯311為環狀結構，並且於朝向所述轉軸2的一側形成有多個延伸部。

於本實施例中，所述繞件312於朝向所述轉軸2的一側面具有對應多個所述延伸部位置的多個繞線部。所述繞件312能設置於所述定子鐵芯311上，使多個所述繞線部分別包覆所述定子鐵芯311的多個所述延伸部，而多個所述第一線圈313則分別纏繞於多個所述繞線部上。

詳細地說，所述繞件312於本實施例中是由一前端座312A及一後端座312B所構成，所述前端座312A具有一前環件3121A及多個前容置件3122A，多個所述前容置件3122A彼此間隔地一體連接於所述前環件3121A上。每個所述前容置件3122A為片狀結構所形成，且於朝向所述轉軸2的一側及朝向所述後端座312B的一側分別形成有彼此連通的兩個開口，使所述前容置件3122A具有彈性裕度。且相鄰的任兩個所述前容置件3122A的外緣之間共同形成一設置空間SP。

另外，所述後端座312B具有一後環件3121B及多個後容置件 3122B，多個所述後容置件3122B彼此間隔地一體連接於所述後環件3121B上。每個所述後容置件3122B為片狀結構所形成，且於朝向所述轉軸2的一側及朝向所述前端座312A的一側分別形成有彼此連通的兩個開口，使所述後容置件3122B具有彈性裕度。且每個所述後容置件3122B為由具有開口的片狀結構所形成，相鄰的任兩個所述後容置件3122B的外緣之間共同形成有一設置空間SP。

多個所述後容置件3122B的位置對應多個所述前容置件3122A的位置。且於相鄰的任兩個所述前容置件3122A與位置對應的兩個所述後容置件3122B中，位於兩個所述前容置件3122A之間的所述設置空間SP及位於兩個所述後容置件3122B之間的所述設置空間SP能共同容置所述定子鐵芯311的其中一個所述延伸部，使任一個所述前容置件3122A及對應的所述後容置件3122B的內緣共同形成一個所述繞線部。

也就是說，所述繞件312於本實施例中是由兩個構件所組合而成，但本創作不受限於此。舉例來說，本創作於其他未繪示的實施例中，所述繞件312可以是單一構件，並且直接具有多個所述繞線部。

接著配合圖7及圖8所示，所述轉子32於本實施例中包含一轉子鐵芯321、設置於所述轉子鐵芯321上的兩個短路件322、多個導體323及2M個永磁件。需說明的是，當數量使用代數“M”時，M為不小於1的正整數。

所述轉子鐵芯321於本實施例中為圓柱結構，並且套設於所述轉軸2上。所述轉子鐵芯321具有沿著所述轉軸2的軸向方向配置的多個設置孔3211、2M個第一長孔3212B、及2M個第二長孔3212A。

詳細地說，2M個所述第一長孔3212B及2M個所述第二長孔3212A的數量是可以依據設計者需求作調整，但數量必須為偶數個。2M個所述第一長孔3212B及2M個所述第二長孔3212A的數量於本實施例中的數量分別為四個，也又是M為2，但本創作不受限於此。四個所述第一長孔3212B及四個所述第二長孔3212A是彼此間隔地環狀配置於所述轉子鐵芯321上，並且圍繞所述轉軸2。多個所述設置孔3211是彼此間隔地環狀配置於所述轉子鐵芯321的外周，並且圍繞四個所述第一長孔3212B及四個所述第二長孔3212A。也就是說，當沿著所述轉軸2的軸向方向朝所述轉子鐵芯321觀之(如圖8所示)時，四個所述第一長孔3212B及四個所述第二長孔3212A圍繞所述轉軸2，而多個所述設置孔3211圍繞四個所述第一長孔3212B及四個所述第二長孔3212A。

進一步地說，於本實施例中，相鄰的任兩個所述第二長孔3212A之間設置有一個所述第一長孔3212B。也就是說，當沿著所述轉軸2的軸向方向朝所述轉子鐵芯321觀之時，四個所述第一長孔3212B及四個所述第二長孔3212A的排列方式是依序以所述第二長孔3212A、所述第一長孔3212B、所述第二長孔3212A、…、所述第一長孔3212B順時鐘(或逆時鐘)配置。

值得注意的是，當沿著所述轉軸2的軸向方向朝所述轉子鐵芯321觀之(如圖8所示)時，四個所述第二長孔3212A的兩端分別朝向所述轉軸2(也就是圓心方向)及所述定子31，四個所述第一長孔3212B的兩端分別朝向相鄰的兩個所述第二長孔3212A。且四個所述第二長孔3212A相對於所述轉軸2彼此呈90度旋轉對稱(4-fold rotational symmetry)，四個所述第一長孔3212B相對於所述轉軸2彼此呈90度旋轉對稱(4-fold rotational symmetry)。也就是說，四個所述第二長孔3212A及四個所述第一長孔3212B的配置方式類似於“米”字狀，但本創作不受限於此。另外，四個所述第二長孔3212A可以空置或放入所述永磁件324 之設計目的在於其能提供所述感應驅動組件3提升磁阻扭距。當然，設計者可以依據其需求省略四個所述第二長孔3212A。

另外，四個所述第一長孔3212B及四個所述第二長孔3212A於本實施例中的形狀分別是矩形，並且以90度旋轉對稱方式配置，但本創作不受限於此。舉例來說，本創作於其他未繪示的實施例中，四個所述第一長孔3212B及四個所述第二長孔3212A的形狀也可以分別是圓形或弧形，並且以其他角度的旋轉對稱方式配置。

兩個所述短路件322設置於所述轉子鐵芯321的兩端，每個所述短路件322具有對應多個所述設置孔3211的多個穿孔3221。多個所述導體323分別設置於多個所述設置孔3211內，並且多個所述導體323的兩端分別穿經兩個所述短路件322的多個所述穿孔3221，而裸露於兩個所述短路件322的外側，使每個所述導體323的兩端分別與兩個所述穿孔3221的孔壁接觸而形成短路。

2M個所述永磁件324等量地設置於所述轉子鐵芯321上，並且2M個所述永磁件324被多個所述導體323所圍繞。具體來說，2M個所述永磁件324是設置於2M個所述第一長孔3212B內，並且佔滿2M個所述第一長孔3212B內的空間。

需說明的是，所述定子31於加三相交流電時，會形成旋轉磁場，使所述轉子32的多個所述導體323因為切割所述定子31的磁力線而感應出電位和電流。經通電的多個所述導體323在磁場中就會受到安培力，從而驅動所述轉子32帶動所述轉軸2轉動。也就是說，所述感應驅動組件3於本實施例中採用鼠籠式感應馬達的原理，但本創作不受限於此。基於上述原理可知道，被多個所述導體323所圍繞的2M個所述永磁件324能提升所述轉子32的磁通量，自然所述感應驅動組件3的轉差就可以等於零，進一步地提升所述驅動單元100的輸出效能。

復參圖1所示，所述風扇葉片300於本實施例中為三葉片，但本創作不受限於此。所述風扇葉片300連接所述轉軸2，並且所述風扇葉片能隨著所述轉軸2而轉動，所述風扇葉片300能被所述驅動單元100驅動而轉動，並且由所述進風口Ain導入所述氣體，而後由所述出風口Aout排出。

值得注意的是，現有風機設備於既有架構下，其整體所能達到的效率僅為75~80%，而功率因數(Power factor；PF)僅為0.8。反觀，本創作的風機設備1000基於其感應驅動組件3能實現轉差為零之條件下，能使其整體效率達到90%，而功率因數則可以達到0.98。也就是說，本創作的風機設備1000相較於現有風機設備至少提升10%效能及0.18的功率因數。

[本創作實施例的技術效果]

綜上所述，本創作實施例所公開的風機設備1000，能通過“2M個所述永磁件324等量地設置於所述轉子鐵芯321上，並且被多個所述導體323所圍繞”的設計，使所述轉子32的磁通量能增加，從而讓所述感應驅動組件3的轉差為零，以提升所述風機設備1000的效率。

以上所公開的內容僅為本創作的優選可行實施例，並非因此侷限本創作的申請專利範圍，所以凡是運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的申請專利範圍內。