專(zhuān)利名稱(chēng)：用于離心通風(fēng)機(jī)、泵或渦輪機(jī)的機(jī)罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)罩或腔室，用于通風(fēng)機(jī)運(yùn)送空氣、泵體引導(dǎo)流體流動(dòng)或者用于象渦輪機(jī)那樣應(yīng)用液流來(lái)工作的轉(zhuǎn)距發(fā)生器。本發(fā)明尤其提供一種改進(jìn)的機(jī)罩，用于這些設(shè)備，提高它們的工作效率。
背景技術(shù)：
每年，離心通風(fēng)機(jī)、吹風(fēng)機(jī)、渦輪泵等代表了世界上一半的通風(fēng)機(jī)、泵和渦輪機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)。通風(fēng)機(jī)或泵用于產(chǎn)生較軸流式推進(jìn)器和通風(fēng)機(jī)更高的壓力和更慢的流速。它們廣泛地應(yīng)用于這些參數(shù)必需滿足的場(chǎng)合。它們還用在軸流式通風(fēng)機(jī)安裝受限制的場(chǎng)合。例如，家用排風(fēng)扇要求相對(duì)壓差較小的流速較大的應(yīng)用。通常，軸流式通風(fēng)機(jī)可以滿足這樣的應(yīng)用。但是在許多場(chǎng)合，需要使用離心式通風(fēng)機(jī)以直角改變流道，這樣它就可以裝在屋頂或墻角。而軸流式通風(fēng)機(jī)不能安裝在墻角并保證效率。在另一實(shí)例中，許多建筑中的排風(fēng)管直徑只有3或4英寸。在這樣小的排風(fēng)管安裝有效的高輸出軸流式通風(fēng)扇是不切實(shí)際的。
盡管離心式風(fēng)扇已經(jīng)使用了相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，但人們很少關(guān)注安裝轉(zhuǎn)子的機(jī)罩的設(shè)計(jì)。當(dāng)研究效率和噪音問(wèn)題時(shí)，設(shè)計(jì)者往往主要把注意力集中在葉輪上。有史以來(lái)，機(jī)罩還沒(méi)有作過(guò)以下的優(yōu)化設(shè)計(jì)1.減小液流阻滯；2.減小噪音；3.調(diào)整壓力/流動(dòng)關(guān)系。
此外，典型的風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)、渦輪泵等導(dǎo)致進(jìn)入的液體在離開(kāi)機(jī)罩前急彎。這樣的形狀對(duì)裝置的整體工作效率有害，常常導(dǎo)致很大的湍流。
申請(qǐng)人先前公開(kāi)的WO03056228中的液流控制器中，申請(qǐng)人注意到允許流體以自然方式流動(dòng)將會(huì)獲得益處。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于吹風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、泵或渦輪機(jī)的機(jī)罩，該機(jī)罩適于與轉(zhuǎn)子結(jié)合，轉(zhuǎn)子適于在使用中與穿過(guò)機(jī)罩的流體協(xié)作，其特征在于機(jī)罩包含一用于引導(dǎo)流體與轉(zhuǎn)子結(jié)合運(yùn)動(dòng)的罩體，轉(zhuǎn)子具有至少一個(gè)葉片，該葉片與流體協(xié)作，適于驅(qū)動(dòng)流體或被流體驅(qū)動(dòng)，罩體設(shè)計(jì)為能促進(jìn)穿過(guò)機(jī)罩的流體的旋渦流動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選特征，罩體設(shè)計(jì)為具有一作用面，該作用面適于在機(jī)罩內(nèi)與流體協(xié)作，其中，作用面具有二維或三維對(duì)數(shù)螺旋的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選特征，對(duì)數(shù)螺旋符合等角或黃金比例。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選特征，作用面具有一基本遵循對(duì)數(shù)曲線的彎曲部分。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選特征，作用面設(shè)計(jì)為具有符合等角或黃金比例的彎曲部分。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，罩體內(nèi)表面符合渦流的流型線。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，罩體內(nèi)表面在形狀上遵從鐘螺科殼體的形狀。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，罩體至少包圍轉(zhuǎn)子的周界，在機(jī)罩的內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)中至少一個(gè)葉片的外緣掃過(guò)的面之間提供空間，空間從最小橫截面區(qū)域到最大橫截面區(qū)域呈增加。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，以空間-對(duì)數(shù)比例增加空間的區(qū)域。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，空間-對(duì)數(shù)比例遵循等角或黃金比例。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，空間相對(duì)于轉(zhuǎn)子包含一軸向分量。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，機(jī)罩適于與離心轉(zhuǎn)子協(xié)作。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，機(jī)罩適于與軸向轉(zhuǎn)子協(xié)作。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，機(jī)罩適于與流動(dòng)特征介于離心和軸向轉(zhuǎn)子之間的轉(zhuǎn)子協(xié)作。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，機(jī)罩包含至少一個(gè)葉片，葉片具有適于與流過(guò)機(jī)罩的流體協(xié)作的轉(zhuǎn)子作用面，其中，轉(zhuǎn)子作用面的彎曲部分是等角的或遵從黃金比例。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，罩體是可調(diào)整的，以與轉(zhuǎn)子協(xié)作來(lái)提供優(yōu)化性能。


圖1表示現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的離心風(fēng)扇的等軸測(cè)圖。
圖2圖示說(shuō)明黃金分隔的形狀；圖3是依照本發(fā)明第一實(shí)施例的風(fēng)扇的等軸測(cè)圖；圖4是圖3風(fēng)扇的俯視圖；圖5是圖3風(fēng)扇剖面圖；圖6是依照第二實(shí)施例的風(fēng)扇的分解圖；圖7是圖6風(fēng)扇的等軸測(cè)視圖，以虛線說(shuō)明轉(zhuǎn)子在機(jī)罩中的位置；圖8是依照第三實(shí)施例的風(fēng)扇的剖面圖；圖9是依照第四實(shí)施例的風(fēng)扇的等軸測(cè)分解圖；圖10是依照第五實(shí)施例的風(fēng)扇的等軸測(cè)視圖；圖11是圖10所示風(fēng)扇的俯視圖；圖12是依照第六實(shí)施例的風(fēng)扇的等軸測(cè)視圖；圖13是圖12所示的風(fēng)扇的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
各個(gè)實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明機(jī)罩，該機(jī)罩用于風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)、泵或渦輪機(jī)等來(lái)提供有效的流體通道。本說(shuō)明書(shū)中后面提到的術(shù)語(yǔ)“風(fēng)扇”用于廣義的代表任何風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)、泵或渦輪機(jī)等。當(dāng)提到驅(qū)動(dòng)或推動(dòng)流體流動(dòng)的風(fēng)扇時(shí)，這種說(shuō)法旨在包含流體流動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子或渦輪機(jī)等的情形。
為了說(shuō)明與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別，描述一下常用離心風(fēng)扇機(jī)罩的主要特征是很有用的。圖1中的實(shí)例圖示地說(shuō)明了典型離心風(fēng)扇機(jī)罩1的結(jié)構(gòu)。通常，這種機(jī)罩1的形狀設(shè)計(jì)成遵從二維的螺旋弧形。通常它包括一對(duì)分離設(shè)置的扁平側(cè)板3、4，這兩個(gè)側(cè)板彼此平行，而且繞周界由邊板5封住，邊板5由一平板制成。這樣，在板3和邊板5的連接部分形成一定角度的角6，同樣，在板4底部和邊板5之間也形成一定角度的角6。當(dāng)流體在機(jī)罩內(nèi)穿行時(shí)，這種有角度的角會(huì)導(dǎo)致不想要的紊流。
螺旋弧的形狀意味著在邊板的內(nèi)表面和由轉(zhuǎn)子的葉片的外邊緣掃過(guò)的虛構(gòu)面之間有一空間。最好該空間的深度繞360度的角度漸漸地從最小到最大增加。在接近最大深度出設(shè)有一排放流體的出口。
各個(gè)實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明機(jī)罩，它為流體穿過(guò)機(jī)罩提供有效的流動(dòng)通道。這樣的風(fēng)扇包括一轉(zhuǎn)子，盡管一個(gè)轉(zhuǎn)子也可以只設(shè)有一個(gè)葉片，但這樣的轉(zhuǎn)子通常設(shè)有多個(gè)葉片或風(fēng)葉。葉片通常設(shè)置提供向外或徑向的分量，加速要驅(qū)動(dòng)的流體，或者在渦輪機(jī)時(shí)，流體偏斜，為施加到葉片的力提供徑向分力，因此流體的偏斜包括一徑向分力。
大自然為優(yōu)化流線、減小阻滯、較小噪音提供了極好的模型。任何成長(zhǎng)或侵蝕優(yōu)化流線的生物表面都沒(méi)有成角度的角，也不會(huì)讓流體在直角處打轉(zhuǎn)，而是遵循著依照三維等角或黃金分割螺旋構(gòu)造的螺旋。該螺旋潛在的幾何形狀還存在于鳥(niǎo)蛋、蝸牛和海貝中。
這些螺旋或渦旋一般遵循黃金比例或斐波納契數(shù)列的數(shù)學(xué)級(jí)數(shù)。
每個(gè)實(shí)施例的絕大部分都是用于使流體以自然優(yōu)選方式流動(dòng)，因此減小了常見(jiàn)于離心風(fēng)扇機(jī)罩中由于紊流和摩擦的效率低下。以前的技術(shù)很少遵循自然流體流動(dòng)趨勢(shì)。
據(jù)觀察，如果流體具有這樣的特征，當(dāng)流體以渦旋形式流動(dòng)通過(guò)通道時(shí)，流體流動(dòng)幾乎不產(chǎn)生紊流，這樣流體分離或形成氣穴的趨勢(shì)也會(huì)大大減小。這些實(shí)施例的一個(gè)共有特點(diǎn)就是所描述的機(jī)罩用來(lái)在流體穿過(guò)機(jī)罩時(shí)促進(jìn)流體的螺旋流動(dòng)。當(dāng)機(jī)罩結(jié)構(gòu)遵循二維或三維的螺旋時(shí)會(huì)促進(jìn)螺旋流動(dòng)。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，如果螺旋曲線基本遵從或者大部分遵從黃金分割或黃金比率的話，該結(jié)構(gòu)為優(yōu)化結(jié)構(gòu)。所有實(shí)施例的一個(gè)共有特征是構(gòu)成機(jī)罩的內(nèi)表面的大部分具有二維或三維形狀的曲線，該曲線接近自然界旋渦的螺旋或條紋線。這種形狀的通常形狀為對(duì)數(shù)螺旋。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)機(jī)罩表面的曲線基本遵從或在大部分遵從黃金分割或黃金比例的特征時(shí)，實(shí)施例的性能將會(huì)得到優(yōu)化。還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，如果流體通道的橫截面的變化遵循或在大部分遵循黃金分割或黃金比例的特征時(shí)，該性能也能得到優(yōu)化。
據(jù)觀察，如果流體在其上流動(dòng)的表面具有或在大部分地方與黃金分割比例相應(yīng)，流體流動(dòng)會(huì)更有效。由于流體穿過(guò)風(fēng)扇時(shí)產(chǎn)生的紊流程度減小，依照本發(fā)明各實(shí)施例的機(jī)罩可以以更低噪音和磨損、以較之以往具有相同尺寸的機(jī)罩更具效率地導(dǎo)引流體。
此處所描述所有實(shí)施例的機(jī)罩絕大部分內(nèi)部表面依照黃金分割或黃金比例設(shè)計(jì)，因此每個(gè)實(shí)施例均具有的特征是，機(jī)罩可提供螺線結(jié)構(gòu)的流體通道而且至少是在大部分地方符合等角或黃金分割或黃金比例。圖2中說(shuō)明了黃金分割或黃金比例的特點(diǎn)，圖2圖示了依照黃金分割或黃金比例展開(kāi)的螺旋曲線。當(dāng)螺線展開(kāi)時(shí)，在等角半徑處測(cè)量(如E、F、G、H、I和J)的曲線半徑的增加是常數(shù)。這可以從每個(gè)序列間的每條半徑的三角表示來(lái)說(shuō)明，該序列滿足公式a∶b＝b∶a+b，大致遵循比例1∶0.618，而且在整個(gè)曲線一致。
另外一種方式，本發(fā)明可使用蝸?；蚝Ｘ悹钚螤畹牧鞯赖臋C(jī)罩，它可以是對(duì)數(shù)形狀但不是黃金比例。盡管如果它不遵循三維黃金比例它就不能優(yōu)化，但是它仍然能較之以往設(shè)計(jì)在其目標(biāo)應(yīng)用中提供優(yōu)越的性能。
本發(fā)明的第一實(shí)施例是一風(fēng)扇，如圖3到5所示。該風(fēng)扇裝置11包含一具有多個(gè)葉片13的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子12，該轉(zhuǎn)子12適于由電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)未作圖示。該風(fēng)扇電機(jī)在具有入口16和出口17的機(jī)罩14中安裝。
機(jī)罩14至少在其內(nèi)表面具有旋轉(zhuǎn)形狀，該內(nèi)表面呈鐘螺科貝狀。該形狀通常與螺旋流線一致。在附圖中外表面的形狀與內(nèi)表面的形狀一致，但在實(shí)際風(fēng)扇中外表面的形狀對(duì)于這種風(fēng)扇的性能來(lái)說(shuō)并不重要，而且還可能與內(nèi)表面相差甚遠(yuǎn)。實(shí)際上，機(jī)罩可能具有一內(nèi)罩，該內(nèi)罩包含一與機(jī)罩外表面分離的元件，當(dāng)采用這樣的設(shè)計(jì)時(shí)，分離罩的內(nèi)表面必須遵循上述原則。
在第一實(shí)施例中，機(jī)罩構(gòu)成兩部分18和19。這兩部分的前者構(gòu)成入口部分18，它包含入口16，同時(shí)提供安裝裝置(圖中未示)，用來(lái)支撐風(fēng)扇轉(zhuǎn)子12所連接的風(fēng)扇電機(jī)。入口部分18還是包圍轉(zhuǎn)子12的葉片13的外延的罩體，它在入口部分18的內(nèi)表面21和轉(zhuǎn)子12轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中葉片13的外邊緣23掃過(guò)的虛擬面之間提供空間22。圖5中可以看到該空間的深度在最小空間25和最大空間之間以類(lèi)似于傳統(tǒng)離心風(fēng)扇的相應(yīng)空間的方式增加，但是，不同于傳統(tǒng)的離心風(fēng)扇，該空間的增加伴隨著流道從轉(zhuǎn)子在第一部分18中轉(zhuǎn)動(dòng)的區(qū)域朝著流出口17軸向偏移。
機(jī)罩14的第二部分包含一以連續(xù)方式從第一部分延伸流道的流出罩19。在流出罩19中，罩19的內(nèi)表面隨著流道的軸向偏移連續(xù)擴(kuò)展。這樣，總體形成了螺旋形的流道，它促使流體穿過(guò)機(jī)罩14時(shí)采取螺旋流動(dòng)的模式，如圖5中虛線所示。這樣的流模式較之相應(yīng)的以往風(fēng)扇具有較高效率和較低噪音。此外，由于被旋轉(zhuǎn)形成螺旋流，流體相對(duì)于入流在橫向改變方向，不需要在流向中急速變化和發(fā)生紊流變化。從而提高了效率，減小了噪音。
如前所述，盡管具有螺旋內(nèi)部構(gòu)造的機(jī)罩可以大大提高效率并減小噪音，但通過(guò)使機(jī)罩具有自然的三維等角螺線或黃金分割螺線的構(gòu)造還是可以?xún)?yōu)化這些所取的益處。該形狀具有設(shè)計(jì)成具有遵從黃金分隔螺線結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面。這種形狀遵循流體的自然流動(dòng)趨勢(shì)，因此進(jìn)一步提高效率。
把機(jī)罩設(shè)計(jì)成兩部分為僅僅是為制造、安裝和保養(yǎng)提供便利。這種機(jī)罩的這兩個(gè)部分的結(jié)合可通過(guò)如夾子(未作圖示)的可釋放夾緊裝置，或可包括配合凸緣、卡銷(xiāo)緊固裝置、或其他適合的連接裝置來(lái)結(jié)合。
在第二實(shí)施例中，如圖6和圖7所示，對(duì)第一實(shí)施例進(jìn)行改造，機(jī)罩31制成單一部件，例如，通過(guò)旋轉(zhuǎn)成模的方式。另外，該機(jī)罩可包含不止兩個(gè)部分。
圖8說(shuō)明第三實(shí)施例的風(fēng)扇41，其包含一轉(zhuǎn)子42，轉(zhuǎn)子42具有單一葉片43，葉片43具有擴(kuò)展的螺紋形狀。該轉(zhuǎn)子42裝在螺旋形狀的延伸機(jī)罩44中?？梢韵胂?，這種設(shè)計(jì)更適合于粘性更大的流體或者流體狀的物質(zhì)。
當(dāng)與具有大范圍的葉片結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子一起使用時(shí)，依照第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的機(jī)罩可以提高性能，風(fēng)扇裝置的性能還依賴(lài)于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。據(jù)觀察，當(dāng)轉(zhuǎn)子自身也設(shè)計(jì)成能提供依照自然原理的流動(dòng)時(shí)，性能可以得到進(jìn)一步提高。這樣的轉(zhuǎn)子在申請(qǐng)人的申請(qǐng)“螺旋流動(dòng)轉(zhuǎn)子”中進(jìn)行了描述?？芍@樣的轉(zhuǎn)子旨在提供旋渦流，當(dāng)與依照第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的機(jī)罩結(jié)合進(jìn)行適當(dāng)配置時(shí)，可以獲得優(yōu)化的性能特征。
在前面的描述中可以得知依照第一和第二實(shí)施例的機(jī)罩在使用離心轉(zhuǎn)子時(shí)會(huì)改善性能。如結(jié)合圖5所提到的，可以看到向液流施加徑向分量使得流體向外并且旋轉(zhuǎn)，因此形成螺旋流。使用帶有軸向風(fēng)扇的第一實(shí)施例的機(jī)罩也能取得顯著的性能提高，雖然這不是顯而易見(jiàn)的，但事實(shí)的確是這樣?？瓷先ナ窃O(shè)置能順利地容納螺旋流的機(jī)罩真正促進(jìn)了這種螺旋流。因此，此處公開(kāi)的使用帶有轉(zhuǎn)子軸向結(jié)構(gòu)的機(jī)罩仍然屬于本發(fā)明的范圍。
該發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致進(jìn)一步的改善。在第一實(shí)施例的機(jī)罩中使用的轉(zhuǎn)子的葉片可設(shè)計(jì)為這樣的輪廓，它介于軸向式和離心式轉(zhuǎn)子之間。如前所述，軸流式和離心式轉(zhuǎn)子具有相去甚遠(yuǎn)的性能特征軸流式轉(zhuǎn)子以低壓推進(jìn)高流速而離心式轉(zhuǎn)子是以高壓推出低流速。通過(guò)選擇具有介于它們之間特性的轉(zhuǎn)子，風(fēng)扇的性能可以“調(diào)整”得更精確適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用。機(jī)罩的結(jié)構(gòu)也要“調(diào)整”以完全與所選擇的轉(zhuǎn)子協(xié)作進(jìn)一步提高該設(shè)計(jì)的性能。以前，沒(méi)有人認(rèn)識(shí)到這種柔性?，F(xiàn)在，設(shè)計(jì)者可以進(jìn)行開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，他知道可以為該任務(wù)設(shè)計(jì)一合適的風(fēng)扇，而不是采用一個(gè)有物理限制的不合適的風(fēng)扇。
此外，據(jù)觀察上述實(shí)施例機(jī)罩的復(fù)合曲線具有超越以往機(jī)罩中的扁平側(cè)板的剛度和結(jié)構(gòu)整體性，因此，可以用較輕和較薄的材料制成。盡管如此，其固有硬度加上流體內(nèi)沒(méi)有紊流，還是會(huì)減小噪音——這是以往機(jī)罩最主要的問(wèn)題。扁平側(cè)機(jī)罩振動(dòng)、鼓鳴、共鳴、和放大噪音。本實(shí)施例的機(jī)罩能減小振動(dòng)、鼓鳴、共鳴、和放大噪音。
盡管可以確信具有優(yōu)越性能的風(fēng)扇可以通過(guò)結(jié)合第一實(shí)施例描述的三維螺旋形式設(shè)計(jì)機(jī)罩來(lái)獲得，但有些情況下不能采用這樣的形式。可能這樣的情況是發(fā)生在風(fēng)扇用在已知的先前安裝以往離心風(fēng)扇的裝置中。盡管如此，可通過(guò)在以往離心風(fēng)扇的設(shè)計(jì)中加入在第一實(shí)施例中披露的原理來(lái)獲得顯著的改進(jìn)。
圖9所述的第四實(shí)施例包含一機(jī)罩51，機(jī)罩51用于安裝風(fēng)扇轉(zhuǎn)子52，該機(jī)罩盡量按照上面描述的原理進(jìn)行構(gòu)造。如實(shí)施例中所示，機(jī)罩類(lèi)似于圖1所示的以往機(jī)罩，但在設(shè)計(jì)上改變適應(yīng)自然流動(dòng)原理。該風(fēng)扇依照遵從于黃金比例的二維對(duì)數(shù)螺旋設(shè)計(jì)。此外，內(nèi)表面是彎曲的，具有遵從于黃金分割的彎曲部份。據(jù)觀察，該結(jié)構(gòu)相對(duì)于圖1的傳統(tǒng)機(jī)罩能提供顯著的效率改進(jìn)。
圖10和圖11是風(fēng)扇的第五實(shí)施例，它以非常實(shí)際的設(shè)計(jì)采用了第四實(shí)施例的特征。如圖10和11所示，該風(fēng)扇包括一機(jī)罩61，機(jī)罩61包含兩半體，第一半體62和第二半體63，每一半體都遵從螺旋狀。第一半體62設(shè)有中心放置的圓形進(jìn)入開(kāi)口63，該進(jìn)入開(kāi)口63包括一支撐元件64，用于支撐風(fēng)扇電機(jī)66的軸65。第二半體63具有相應(yīng)的支撐電機(jī)66的支撐裝置。第一半體62和第二半體63都在其周界具有相應(yīng)的凸緣67，凸緣67上具有孔68，孔68使這兩個(gè)半體通過(guò)螺栓或類(lèi)似的緊固裝置(圖中未示)很容易地緊固在一起。電機(jī)66驅(qū)動(dòng)具有葉片70的安裝在電機(jī)軸65上的葉輪69。
當(dāng)安裝在一起時(shí)，第一和第二半體在機(jī)罩的內(nèi)表面和葉輪69轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)葉片13的外邊緣形成的虛擬表面間提供流體空間。該空間在點(diǎn)“A”從最小到相鄰的點(diǎn)“B”增加到最大。在最大點(diǎn)“B”，機(jī)罩設(shè)有橫穿葉輪的旋轉(zhuǎn)面的流出開(kāi)口71，它與軸共面。在使用中，流出輸送管72(圖中是虛線)安裝在流出口，把流體從機(jī)罩中傳輸出來(lái)。
非常重要的是，包圍空間的兩個(gè)半體的壁依照遵從黃金分隔的曲線彎曲。該彎曲部分的設(shè)計(jì)使流體在空間內(nèi)以螺旋方式移動(dòng)。這樣，流體穿過(guò)空間時(shí)的阻滯就減小了。阻滯的減小弱化了振動(dòng)、共鳴、背壓、紊流、鼓鳴、噪音和能量消耗，相對(duì)于圖1所示的以往風(fēng)扇類(lèi)型，效率得到提高。
已發(fā)現(xiàn)，空間以遵從黃金比例的對(duì)數(shù)比率增加是有利的。
第五實(shí)施例可以適用進(jìn)一步的改造。圖12和圖13中所示的第六實(shí)施例加入了合適的安裝固定架75。在其他方面，該實(shí)施例與第五實(shí)施例相同，因此圖中，相同的數(shù)字用來(lái)描述與第五實(shí)施例中相同的特征。
整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，如果整文中沒(méi)有要求，詞“包含”或其變化應(yīng)理解為是說(shuō)包括了說(shuō)明的部分但不排除其他部分。
權(quán)利要求
1.一種用于吹風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、泵或渦輪機(jī)的機(jī)罩，該機(jī)罩適于與轉(zhuǎn)子結(jié)合，轉(zhuǎn)子適于在使用中與穿過(guò)機(jī)罩的流體協(xié)作，其中機(jī)罩包含一用于引導(dǎo)流體與轉(zhuǎn)子結(jié)合運(yùn)動(dòng)的罩體，轉(zhuǎn)子具有至少一葉片，該葉片與流體協(xié)作，適于驅(qū)動(dòng)流體或被流體驅(qū)動(dòng)，罩體設(shè)計(jì)為能促進(jìn)穿過(guò)機(jī)罩的流體的旋渦流動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)罩，其特征為罩體設(shè)計(jì)有一作用面，該作用面適于在機(jī)罩內(nèi)與流體協(xié)作，其中，作用面具有二維或三維對(duì)數(shù)螺旋的結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的機(jī)罩，其特征為對(duì)數(shù)螺旋符合等角型或黃金比例。
4.如權(quán)利要求2或3所述的機(jī)罩，其特征為作用面具有基本遵循對(duì)數(shù)曲線的彎曲部分。
5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)罩，其特征為作用面設(shè)計(jì)為具有基本符合等角或黃金比例的彎曲部分。
6.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的機(jī)罩，其特征為罩體的內(nèi)表面符合渦流的流型線。
7.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的機(jī)罩，其特征為罩體內(nèi)表面在形狀上遵從鐘螺科殼體的形狀。
8.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的機(jī)罩，其特征為罩體至少包圍轉(zhuǎn)子的周界，在機(jī)罩的內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)中至少一個(gè)葉片的外緣掃過(guò)的面之間提供空間，空間從最小橫截面區(qū)域到最大橫截面區(qū)域增加。
9.如權(quán)利要求8所述的機(jī)罩，其特征為以空間-對(duì)數(shù)比例增加空間的區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9所述的機(jī)罩，其特征為空間-對(duì)數(shù)比例遵循等角或黃金比例。
11.如權(quán)利要求8到10任何一項(xiàng)所述的機(jī)罩，其特征為空間相對(duì)于轉(zhuǎn)子包含一軸向分量。
12.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的機(jī)罩，其特征為機(jī)罩適于與離心轉(zhuǎn)子協(xié)作。
13.如權(quán)利要求1到11任何一項(xiàng)所述的機(jī)罩，其特征為機(jī)罩適于與軸向轉(zhuǎn)子協(xié)作。
14.如權(quán)利要求1到11任何一項(xiàng)所述的機(jī)罩，其特征為機(jī)罩適于與流動(dòng)特征介于離心和軸向轉(zhuǎn)子之間的轉(zhuǎn)子協(xié)作。
15.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的機(jī)罩，其特征為機(jī)罩包含至少一個(gè)葉片，葉片具有適于與流過(guò)機(jī)罩的流體協(xié)作的轉(zhuǎn)子作用面，轉(zhuǎn)子作用面的彎曲部分是等角的或遵從黃金比例。
16.如權(quán)利要求11到15任何一項(xiàng)所述的機(jī)罩，其特征為罩體是可調(diào)整的，以與轉(zhuǎn)子協(xié)作來(lái)提供優(yōu)化性能。
全文摘要
一種用于吹風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、泵或渦輪機(jī)(11)的機(jī)罩(14)，該機(jī)罩(14)適于與轉(zhuǎn)子(12)結(jié)合，轉(zhuǎn)子(12)適于在使用中與穿過(guò)機(jī)罩(14)的流體協(xié)作，其特征在于機(jī)罩(14)包含一用于引導(dǎo)流體與轉(zhuǎn)子(12)協(xié)同運(yùn)動(dòng)的罩體，轉(zhuǎn)子(12)具有至少一葉片(13)，該葉片與流體協(xié)作，適于驅(qū)動(dòng)流體或被流體驅(qū)動(dòng)，罩體設(shè)計(jì)為能促進(jìn)穿過(guò)機(jī)罩(14)的流體的旋渦流動(dòng)。
文檔編號(hào)F04D17/06GK1985093SQ200580003632
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
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