專利名稱：雙向風機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風機的結(jié)構(gòu)改良，尤其是涉及一種正、反向均能產(chǎn)生較高風壓且高效的雙向離心式風機。
風機，主要有軸流風機(如換氣扇、軸流式脫排油煙機等)及離心式風機(如鼓風機、離心式脫排油煙機等)。前者通常適用于風壓、風速較低的場合，而后者多適用于風壓、風流較高的場合，但其葉輪均采用同軸同向設(shè)計。因此，按正向設(shè)計的葉輪，當作反向運行時，其換氣(或鼓風)的效率大為下降。
同時，現(xiàn)有的離心式風機的蝸殼采用單向阿基米德螺線設(shè)計。因此，當電機等動力機械帶動葉輪作反向運轉(zhuǎn)時，其流量、風壓等性能下降更為明顯。
另一方面，現(xiàn)有的暖風機多系在風機的出風口處設(shè)置陶瓷發(fā)熱元件等電發(fā)熱元件，使之風阻較大，產(chǎn)生暖風的熱效率并不高，加之其功率隨時間衰減的特征，不能滿足用戶的實際需要。同時因暖風機的出口風力不足，難以形成室內(nèi)空氣上下大循環(huán)，給人造成上暖下涼的不適等。尤其是現(xiàn)有暖風機內(nèi)風機葉輪的葉片都采用同向等距設(shè)計。因此，當使用者要求換向操作(例如換排氣)時，風機的反向運行效率明顯下降，以至難以實現(xiàn)換排氣等功能。為此，在現(xiàn)代家庭浴室中，既裝設(shè)有暖風器，同時還安裝換氣扇等排氣裝置的為數(shù)不少。另外，采用紅外線燈取暖，排風扇換氣結(jié)構(gòu)的浴室取暖器(俗稱浴霸)等產(chǎn)品同樣存在著浴室上下空間難以均勻高效升溫，造成明顯上熱下涼不適等不足。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理，能高效地進行正、反向換氣的離心式雙向風機。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種可相等高效地按葉輪切線方向進行換排氣以及按葉輪的軸線方向進行較高風壓的冷暖風循環(huán)，且出風均勻的雙向風機。
本發(fā)明的第三個目的是結(jié)合浴室取暖器的結(jié)構(gòu)特點和改良需求，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，出風均勻，熱效率和風機轉(zhuǎn)換效率高，結(jié)構(gòu)設(shè)計尤其適用于取暖(換氣)器的雙向風機。換言之，本發(fā)明還可提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，能雙向等效地進行強暖風循環(huán)和換排氣的雙向等效暖風器。
本發(fā)明的主體方案是風機的離心式葉輪的葉片系由若干正向葉片反向葉片交錯排列而組成。所述的交錯排列可以是1只或數(shù)只正向(逆時針)葉片與1只或數(shù)只反向(順時針)葉片相間排列，正向與反向的葉片數(shù)可以相等，也可以不相等(如按3∶1的比例)設(shè)置。
一種較為典型的葉輪設(shè)計方案是所述葉輪的葉片為正向葉片與反向葉片交叉隔片排列，且成對的兩葉片內(nèi)側(cè)相連，其截面呈人字形；所述的蝸殼(或稱為葉輪殼體)為同軸雙向蝸殼，其上設(shè)有一個換氣風道和另一個換向?qū)Я黠L室，兩者的開口相互垂直或者設(shè)有兩個彼此平行的換氣風道。前者可依靠換向?qū)Я魇?，導流、改變風向；后者兩換氣風道均與葉輪相切，需要時也可在其換氣風道上安裝所需彎度或形狀的彎管接頭、電發(fā)熱元件等。
由于本發(fā)明蝸殼內(nèi)的氣流系在旋轉(zhuǎn)葉輪的迎風葉片的離心力作用下而產(chǎn)生的。故進入換向?qū)Я黠L室或換氣風道截面上的各處風速并不一致。因此，若將該氣流簡單地用彎管等通道進行導流，在通道內(nèi)勢必會產(chǎn)生湍流等，這不僅將造成風壓和流量的損失，而且使發(fā)熱元件散熱不勻而導致降低熱效率，影響使用壽命。為此，可在所述的換向?qū)Я黠L室內(nèi)設(shè)有相互垂直的換向斜面和勻風斜面。其中所述的兩斜面除了平面外，也可以是弧面，部分球面等曲面。對曲面而言，所述的相互垂直是指該兩曲面的中心區(qū)域的切平面彼此大體垂直。
本發(fā)明所述的雙向風機可應用于工業(yè)、建筑物通風等場合，尤其適用于需隨時變換換氣或鼓風方向、流徑等場合。例如，將由電機直接驅(qū)動的雙向風機與發(fā)熱元件相結(jié)合，設(shè)計出新型的暖氣器，它可在與蝸殼相連接的箱體壁的內(nèi)外側(cè)上設(shè)有冷暖風道，其內(nèi)置有電發(fā)熱元件(陶瓷發(fā)熱元件、電熱管、石英管等)。一種較佳的方案還可以是所述的冷暖風道可由漸縮導向風道和加熱風道組成；所述的加熱風道設(shè)于矩形箱體的一側(cè)(即箱壁的內(nèi)側(cè)或外側(cè))，其內(nèi)置有的電發(fā)熱元件由與風道平行布置的絕緣片和均勻盤置于其上的電熱絲構(gòu)成。
另外，葉輪相鄰葉片外緣間隙h與每對葉片內(nèi)側(cè)的間距H之比為1∶1.5-2.5；且葉片的內(nèi)外面均為圓弧柱面；葉片的弦長1與其高度L之比為1∶4-6。
因此，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)合理，能隨時相等高效地進行正、反向換氣，葉片設(shè)計較簡單，受力較為合理、注塑模具的設(shè)計制作較為簡單，正、反向風壓、風速均較高且基本相同等特點，尤其是在本發(fā)明的蝸體內(nèi)設(shè)置的換向?qū)Я黠L室以及設(shè)置有發(fā)熱元件的冷暖風道，使空氣在8m/s左右的風速下較均勻吹經(jīng)電熱絲等小風阻的電熱元件，且垂直高速向下吹至地面附近，從而使比重較輕的暖空氣迅速擴散至待加溫房間，使室溫均勻，而無溫躍層等不均勻現(xiàn)象的發(fā)生。當環(huán)境溫度為13℃，加熱元件電功率2000W，對2.5m2的浴室進行加溫，20分鐘即升溫至28℃，30分鐘氣溫可達32℃，并可隨時將混濁的空氣快速排至室外，營造出空氣新鮮、溫和、舒適的環(huán)境。此外，加熱風道置于矩形箱體內(nèi)一側(cè)，以及燈罩、風柵等面罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得運用本發(fā)明風機制成的暖風機同時還具有結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低，風阻小，熱效率較高，設(shè)計造型新穎，外形美觀，符合住宅裝潢設(shè)計潮流等特點，是一種對現(xiàn)有紅外燈泡或石英管光照取暖器(如浴霸)以及電熱管加溫取暖電器的理想替代產(chǎn)品。


圖1是本發(fā)明的一種葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的B-B剖視圖；圖3是將本發(fā)明應用在暖氣器中的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的A-A局部剖面圖。
下面通過實施例，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以及典型的應用作具體描述。
參見附圖1和附圖2所示的雙向風機的葉輪1系由設(shè)于中央的葉輪轂3和均布葉輪四周的22對人字形葉片5以及其間的葉輪體2構(gòu)成。葉輪體2中央內(nèi)凹，并在葉輪體與葉輪轂之間設(shè)有十字型的加強筋4。所述的葉片5由按順時針方向設(shè)計的反向葉片52和按逆時針方向設(shè)計的正向葉片51構(gòu)成，其葉片的內(nèi)外面分別為半徑為12mm和13mm的圓弧形柱面。彼此相鄰的正向葉片51與反向葉片52外緣之間的間隙，構(gòu)成了軸向的條狀出氣口53，其間距h以8mm為宜。上述葉輪1的諸結(jié)構(gòu)可采用ABS材料用模具整體注塑制成。
蝸殼7可采用雙阿基米德螺線設(shè)計，其中央置有電機6，電機軸與置于蝸殼內(nèi)側(cè)的葉輪1之葉輪轂3直接相接。在葉輪1外側(cè)的蝸殼7上設(shè)有一個換向?qū)Я黠L室71和換氣風道72。在換向?qū)Я黠L室71內(nèi)設(shè)有換向斜面711和勻風斜面712(參見附圖3和附圖4)。蝸殼7的開口面與箱體8相連接，并通過設(shè)于正方形箱體8一側(cè)內(nèi)壁的漸縮導向風道811，使氣流改道且均勻高速地吹經(jīng)斷面狹長的加溫風道812，使空氣與設(shè)于其內(nèi)的發(fā)熱元件均勻充分接觸。所述的電發(fā)熱元件9由與風道平行布置的耐高溫絕緣片91和均勻盤置于其上的電熱絲92構(gòu)成。
正方形的箱體8采用聚碳酸酯塑料注塑制成，其內(nèi)中央處經(jīng)支架94固定設(shè)有瓷燈頭95，其上設(shè)有照明燈88。在箱體8的前端，罩有正方形對稱設(shè)計的面罩86，并依靠拉簧93與箱體8相固定。照明燈88前部通過面罩86中央的孔正好探出，孔的四周設(shè)有燈罩87，其四周對稱設(shè)有風柵85。經(jīng)電熱絲加熱的暖風經(jīng)一側(cè)的風柵85以8m/s的平均風速垂直向下吹出，使較輕的暖風吹至地面附近；而浴室(或室內(nèi))的冷空氣由罩面86的其余三側(cè)的風柵中進入箱體8中，再在逆時針旋轉(zhuǎn)的葉輪1的作用下，經(jīng)換向?qū)Я黠L室71和冷暖風道81加熱后，由上述一側(cè)的風柵85中吹出。將較輕的暖空氣直接強力吹至地面附近，由此帶動室內(nèi)空氣大循環(huán)，使室溫均勻升高。
若不接通電發(fā)熱元件，風機的運轉(zhuǎn)可產(chǎn)生冷風(室內(nèi)空氣)的循環(huán)。
當室內(nèi)空氣混濁時，按動換氣開關(guān)，使電機1順時針方向旋轉(zhuǎn)，使空氣在反向葉輪52的作用下，沿蝸殼7的切線方向經(jīng)換氣風道72排出室外。同時，室外清潔的空氣自然流入室內(nèi)，即可有效、便捷地實現(xiàn)室內(nèi)空氣的及時更換。
權(quán)利要求
1.一種雙向風機，包含有電動機驅(qū)動的離心式葉輪和設(shè)于其外的蝸殼，其特征在于所述的葉輪(1)的葉片系由若干正向葉片(51)與反向葉片(52)交錯排列而組成。
2.如權(quán)利要求1所述的雙向風機，其特征在于所述的葉輪(1)葉片為正向葉片(51)與反向葉片(52)交叉隔片排列，且成對的兩葉片內(nèi)側(cè)相連，其截面呈人字形；所述的蝸殼(7)為同軸雙向蝸殼，其上設(shè)有一個換氣風道(72)和另一個換向?qū)Я黠L室(71)，兩者的開口相互垂直。
3.如權(quán)利要求1所述的雙向風機，其特征在于所述的葉輪(1)為正向葉片(51)與反向葉片(52)交叉排列，且兩成對葉片內(nèi)側(cè)相連，其截面呈人字形；所述的蝸殼(7)為同軸雙向蝸殼，其上設(shè)有兩個彼此平行的換氣風道(72)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的雙向風機，其特征在于所述的換向?qū)Я黠L室(71)內(nèi)設(shè)有相互垂直的換向斜面(711)和勻風斜面(712)。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的雙向風機，其特征是在與蝸殼(7)相連接的箱體8的內(nèi)壁上設(shè)有冷暖風道(81)，其內(nèi)置有電發(fā)熱元件(9)。
6.如權(quán)利要求4所述的雙向風機，其特征在于在與蝸殼相連接的箱體8的內(nèi)壁上設(shè)有冷暖風道(81)，其內(nèi)置有電發(fā)熱元件(9)。
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的雙向風機，其特征在于所述的冷暖風道(81)由漸縮導向風道(811)和加熱風道(812)組成；所述的加熱風道(812)設(shè)于矩形箱體(8)的一側(cè)，其內(nèi)置有的電發(fā)熱元件(9)由與風道平行布置的絕緣片(91)和均勻盤置于其上的電熱絲(92)構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求4所述的雙向風機，其特征在于所述的冷暖風道81由漸縮導向風道811和加熱風道812組成；所述的加熱風道812設(shè)于矩形箱體8的一內(nèi)側(cè)，其內(nèi)置有的電發(fā)熱元件9由與風道平行布置的絕緣片91和均勻盤置于其上的電熱絲92構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1或2或3所述的雙向風機，其特征在于葉輪(1)相鄰葉片外緣間隙h與每對葉片內(nèi)側(cè)的間距H之比為1∶1.5-2.5；且葉片(5)的內(nèi)外面均為圓弧柱面；葉片(5)的弦長1與其高度L之比為1∶4-6。
10.如權(quán)利要求4所述的雙向風機，其特征在于葉輪(1)相鄰葉片外緣間隙h與每對葉片內(nèi)側(cè)的間距H之比為1∶1.5-2.5；且葉片(5)的內(nèi)外面均為圓弧柱面；葉片(5)的弦長1與其高度L之比為1∶4-6。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風機的結(jié)構(gòu)改良,它主要是將現(xiàn)有離心式葉輪改由正向葉片與反向葉片交錯排列而構(gòu)成,如將正反成對葉片的內(nèi)側(cè)相連,呈人字形,其外的蝸殼為同軸雙向蝸殼,其上設(shè)有開口彼此垂直的換氣風道和導流風室。因此,具有結(jié)構(gòu)合理,正、反向運行風壓和效率均高效,葉片制作較簡單,受力合理等優(yōu)點,尤其適用作結(jié)構(gòu)緊湊,能雙向等效加溫和換排氣,且外觀美觀,舒適實用的暖風機換氣器。
文檔編號F04D25/02GK1272597SQ99113678
公開日2000年11月8日 申請日期1999年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月30日
發(fā)明者柴巖芝 申請人:柴巖芝