專利名稱：用于空氣處理設備的離心式吹風機的制作方法
用于空氣處理設備的離心式吹風機背景技術用于諸如加熱、通風以及空氣調節(jié)(HVAC)系統(tǒng)之類的空氣處理設備的電動 機驅動的離心式吹風機式在本技術領域是眾所周知的。典型的空氣處理吹風機包括 巻狀殼體，在該殼體內安裝有所選直徑和軸向長度的離心式吹風機輪或葉輪，且其 中殼體適于"定尺寸"成用特定的吹風機輪或葉輪有效地運行。但是，有很多空氣處理設備的應用場合要求選擇葉輪尺寸以適應特定的氣流要 求、葉輪旋轉速度以及靜電、或吹風機排放壓力要求、或這些要求中的變化。在設 備市場中的這些性能要求或需要可要求將很多不同尺寸的吹風機輪和相關聯(lián)的吹 風機殼體設計和制造成滿足吹風機應用的特定性能要求。當然，這種情況增加了與 提供適合各種吹風機應用的產(chǎn)品相關的成本。因此， 一直需要和要求降低與提供適應各種具體輪或葉輪尺寸，同時又符合吹 風機的性能要求(而并不會產(chǎn)生吹風機產(chǎn)生的噪音增加的負面作用)以及本領域技 術人員已知的吹風機的性能和操作的其它參數(shù)的各種吹風機輪尺寸和相關吹風機 殼體相關連的成本和生產(chǎn)復雜度。根據(jù)本發(fā)明，已發(fā)現(xiàn)將吹風機殼體的特定構造與 離心式葉輪尺寸的特定范圍相結合可進行運作而不犧牲吹風機性能并同時保持降 低的噪音水平。發(fā)明內容本發(fā)明提供了一種改進的空氣處理吹風機，尤其用于加熱、通風和空氣調節(jié) (HVAC)設備，其中所選的不同尺寸和性能的吹風機殼體容納吹風機輪或葉輪， 同時保持所要求的性能參數(shù)和噪聲排放或"噪音"水平。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了離心式吹風機巻型殼體和離心式吹風機輪或葉輪 的組合，其中葉輪提供了高的氣流和/或靜壓，與吹風機殼體相結合使得殼體空氣 入口端口或開口的直徑不小于殼體將容納的最大葉輪的葉片的內徑，同時吹風機殼 體入口端口或開口直徑也不大于殼體將容納的最小葉輪的外徑。因而，本發(fā)明考慮了提供一種具有巻狀殼體的空氣處理吹風機，該殼體具有空5氣入口或端口，該殼體容納各種尺寸的離心式吹風機輪或葉輪，其中最小輪的外徑 一般不小于最大輪的內徑。此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種離心式空氣處理吹風機，其中吹風機殼體具有有 些螺旋或巻狀的空氣流路構造，包括改進的吹風機輪截斷邊緣構造，該構造具有第 一端和第二端和中間部分，可用以容納所選外徑范圍的吹風機輪或葉輪，其中與常 規(guī)離心式空氣處理吹風機相比改進了吹風機的效率，并降低了相同范圍吹風機輪直 徑的吹風機噪聲排放。因而，本發(fā)明提供了一種改進的吹風機構造，其中對于特定尺寸的巻狀吹風機 殼體，可提供吹風機葉輪尺寸的范圍，其中這種葉輪具有可用于吹風機殼體的特定 范圍的直徑，而不會通過使用各種尺寸的葉輪降低效率或增加產(chǎn)生的噪聲。此外， 提供了根據(jù)本發(fā)明的巻狀吹風機殼體和吹風機葉輪尺寸范圍的組合可用以實現(xiàn)與 吹風機驅動電動機的有效運行點相對應的轉速的吹風機應用場合所需要的預定空 氣流率和排放壓力。這種靈活性對于利用所謂的PSC (永久分裂電容)電動機的應用場合尤其有利，該電動機在同步轉速的約90%處具有效率峰值。這種電動機的 效率傾向于在偏離同步轉速值的90%的轉速下受到損壞。本領域的技術人員在結合附圖閱讀了以下詳細說明書后會進一步理解本發(fā)明 的上述優(yōu)點和優(yōu)越特征以及本發(fā)明的其它重要方面。


圖1是使用本發(fā)明的改進的空氣處理吹風機的空氣處理設備的局部剖切立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的改進的空氣處理吹風機的分解立體圖； 圖3是大致沿圖2的線3-3截取的剖視圖，示出了具有第一或最大直徑的吹風 機輪或葉輪；圖4是與圖3類似的剖視圖，但示出了安裝在同一吹風機殼體內的最小外徑的 葉輪；圖5是大致沿圖2的線5-5的剖視詳圖，示出了吹風機截斷邊緣和最大直徑葉 輪的外徑之間的關系；圖6是沿圖5的同一線截取的視圖，示出了截斷邊緣和最小直徑葉輪的外徑之 間的關系；以及圖7是沿圖2的線7-7截取的剖視圖。
具體實施方式
在以下說明書中，整個說明書和附圖中相同的部件相應地用相同的標號來表 示。為了清楚和簡明起見，附圖不一定按比例繪制且某些特征可能示為放大比例或 以通用的方式示出。參見圖1，示出了加熱、通風和空氣調節(jié)單元(HVAC)，總體由標號IO表示， 特征在于大致矩形的箱體12，該箱體12具有限定空氣入口開口 16的底壁14和限 定空氣出口開口 20的頂壁18。單元IO可包括所謂的空氣處理器，該空氣處理器 包括設置在從空氣從入口 16通到出口 20的流路中的空氣調節(jié)蒸發(fā)器盤管22。根 據(jù)本發(fā)明的空氣調節(jié)吹風機設置在箱體12中并總體用標號24表示。吹風機24包 括安裝在根據(jù)本發(fā)明的吹風機殼體上的有些常規(guī)的電驅動電動機26，并總體用標 號28表示。吹風機殼體28的特征是大致螺旋形或巻形構造，基本上如Stephen S. Hancock的且都轉讓給本發(fā)明的受讓人的美國公開專利申請第 US2004/0253098A1、 US2004/0253099A1和US2004/0253101A1中所描述和要求的 那樣。上述公開專利申請的主題以參見的方式納入本文。參見圖1和圖2，離心式吹風機24還包括設置在殼體28內的離心式吹風機輪 或葉輪30 (見圖2)。葉輪30是大致常規(guī)構造，包括具有中心橫向盤形支承件32 的所謂的鼠籠型葉輪，盤形支承件32包括轂32a(見圖7)和多個周界間隔、大致 徑向向外突出的葉輪葉片34。葉片34可向前或向后彎曲且示出為相對于圍繞軸線 30x的旋轉方向向后彎曲(見圖2、 3、 4和7)，該方向在圖7中用箭頭30y表示。 葉輪30適于從動地連接到驅動電動機26，該電動機設有驅動地與轂32a配合的軸 26a(見圖3)，且電動機26還包括支承架36，該支承架36適于將電動機安裝在吹 風機殼體29上相反兩側之一上所選定的位置。吹風機殼體28設有相對的空氣入口端口或開口 40和40a (見圖3和4)。端口 或開口 40和40a較佳地大致呈圓形構造并設置在吹風機28的相對兩側上，如圖所 示。因而，限定端口40和40a以及端口的空氣流路區(qū)域的尺寸是相應的端口直徑 d40和d40a (見圖3)。吹風機殼體28包括可如上述公開專利申請中所述構造的相 對殼體件28a和28b，該相對殼體件28a和28b共同限定由大致矩形周長凸緣44 界定的吹風機空氣出口端口 42 (見圖2和7)。凸緣44適于在形成在箱體12中的 橫向壁31處輔助支承吹風機24，如圖1所示，且橫向壁31還具有與吹風機出口 或排氣口 42對準的端口或開口 31a。如圖7所示，吹風機葉輪30設有周界間隔的、較佳地向后彎曲的葉片34，盡 管也可在一般離心式吹風機輪或葉輪中形成其它葉片布置，而享有本發(fā)明的優(yōu)點。 圖7還示出了吹風機殼體28的外周界壁33是怎樣從吹風機截斷邊緣39沿從截斷 邊緣的逆時針方向以相對于軸線30x的大致增加的半徑布置到出口端口 42緊接的 上游設置的吹風機殼體的排氣管部分41的。但是，吹風機殼體28還較佳地是上述 以參見方式納入本文的公開專利申請所述的幾何形狀。吹風機殼體28的內部氣流 空間28s (圖3、 4和7)布置成在吹風機殼體的截斷邊緣39和排氣部分41之間提供基本上持續(xù)增加的橫截面的流動面積?，F(xiàn)參見圖3，還示出關于葉輪30與入口端口 40和相對的同軸對準的入口端口 或開口40a的關系。事實上，吹風機殼體28可基本上關于由分型線28p限定的平 面對稱(見圖3和4)。應當注意在圖3中，葉輪30的內徑d30，如葉輪葉片34 的徑向最內部邊緣d30所限定的那樣，大致等于開口或端口40和40a的直徑。對 于根據(jù)本發(fā)明構造的特定吹風機殼體28的構造，具有外界D30的葉輪會緊接截斷 邊緣39，見圖5，尤其是在相對的側邊緣39c和39d處。換言之，—葉輪葉片34的 徑向最外部邊緣34e會在其最靠近截斷邊緣39處，如圖5所示。截斷邊緣39較佳 地形成橢圓形，如公開專利申請US2004/0253099A1所教授的那樣。此外，葉輪30的外徑D30和截斷邊緣39在截斷邊緣位置39c和39d之間的 第一間隙距離39e的范圍較佳地在最小值葉輪外徑的0.5%至最大值葉輪外徑的5.0 %，而大致在橢圓截斷邊緣39的中點39a處測得的第二距離大于第一距離。在一 較佳實施例中，第一距離39e大致是葉輪直徑D30的2.0X，而第二距離39a大致 是葉輪直徑D30的6.0%。當然，根據(jù)上述公開專利申請的教授，邊緣39關于中 點39a對稱且是連續(xù)的，并較佳地形成橢圓形。吹風機殼體28的截斷部分還由表 面46限定，表面46形成為截斷邊緣39和所謂的排氣側邊緣47之間的區(qū)域(見圖 5)。參見圖5，截斷邊緣39包括范圍在第一位置39g和第二位置39h之間的第一 端部分、范圍在第三和第四位置39j和39k之間的第二端部分以及在第一端和第二 端部分之間延伸的截斷邊緣中部部分。在位置39h和39k之間截斷邊緣中部部分形 成降低噪聲排放部分，產(chǎn)生更安靜的氣流，而截斷邊緣中部部分的任一側上的部分 抑制空氣的回流并改進吹風機運行的穩(wěn)定性。現(xiàn)參見圖4，示出了吹風機殼體28，其中葉輪30由葉輪50代替，葉輪50具 有與葉輪30大致相同的構造并可圍繞軸線30x旋轉，但分別是較小的外徑和內徑。 吹風機葉輪50設有多個周界間隔的葉片54，葉片54也固定到中心支承件或盤52上，支承件或盤52包括接納轂53的電動機軸，且其中葉輪50具有內部葉片邊緣 54d的相對兩個之間的直徑距離限定的內徑d50，和葉片54的徑向外部邊緣54e 的相對兩個之間的直徑距離限定的外徑D50。在圖4的布置中，外徑D50大致等 于開口或空氣入口端口 40和40a的直徑。圖6示出了截斷邊緣39和葉輪50之間 的關系，其中當然在邊緣39和葉輪葉片的徑向最外部邊緣54e之間形成較大的距 離。盡管圖5和6的視圖是大致沿圖2的線5-5截取的，為了說明的目的在剖視圖 中還示出了葉輪30和50。因而，如圖所示，吹風機入口端口或開口 40和40a的直徑一般不小于最大直 徑的葉輪或輪30的內徑d30，并一般不小于最小直徑的輪或葉輪50的外徑D50。 為了滿足這些條件，葉輪50的外徑D50不小于葉輪30的內徑d30。此外，截斷邊 緣39構造成為最大直徑的葉輪提供的徑向間隙最小，并通常是葉輪外徑的約1.0 %至2.0%。由于這些關系，由截斷邊緣39提供的改進的截斷在吹風機24用諸如 葉輪50之類的最小直徑的輪或葉輪運行時仍然實現(xiàn)其所想要的目的。認為諸如本文所述的吹風機組件的構造和運行在用于HVAC設備等的空氣處理吹風機領域的技術人員的認識范圍之內。常規(guī)的工程材料，包括上述公開專利申 請中所述的那些，可用于制造吹風機殼體28以及葉輪30和50。此外，本領域的 技術人員還會理解，葉輪30和50的相應直徑之間范圍的對應內徑和外徑的葉輪可 與諸如殼體28之類的殼體結合使用，而不損失吹風機性能，并同時享有本發(fā)明的 優(yōu)點。因此，通過提供根據(jù)上述本發(fā)明構造的殼體和從葉輪30的直徑到葉輪50 的直徑的葉輪尺寸范圍，可構造具有適合特定應用的氣流、排氣壓力和噪聲排放特 征的各種吹風機，而不需要加工不同尺寸的吹風機殼體。這樣減小了制造復雜度而 不犧牲產(chǎn)品性能或運行效率。盡管本文詳細描述了本發(fā)明的較佳實施例，但本領域的技術人員會認識到可進 行各種替代和更改而不背離所附權利要求書的范圍和精神。
權利要求
1.一種空氣處理吹風機，包括吹風機殼體，所述吹風機殼體包括至少一個空氣入口，所述至少一個空氣入口具有限定所述至少一個入口的氣流區(qū)域的尺寸；空氣出口；氣流空間，所述氣流空間在所述至少一個入口和所述出口之間延伸；以及截斷邊緣，所述截斷邊緣在所述殼體內基本上防止所述空間內空氣的回流；所述截斷邊緣包括在第一位置和第二位置之間延伸的第一端部分和在第三和第四位置之間延伸的第二端部分以及在所述第一端和第二端部分之間延伸的截斷邊緣部分；第一葉輪或第二葉輪設置成圍繞所述殼體內的共同軸線在所述空間內旋轉，其中所述第一葉輪的內徑不小于所述至少一個入口的所述尺寸，所述第二葉輪的外徑不小于所述至少一個入口的所述尺寸。
2. 如權利要求1所述的吹風機，其特征在于所述殼體構造成為所述空間提供相對于所述軸線并從所述截斷邊緣朝向所述 出口延伸的基本上連續(xù)增加的橫截面流動面積。
3. 如權利要求1所述的吹風機，其特征在于所述至少一個入口是圓形的且所述尺寸是所述至少一個入口的直徑，所述第一 葉輪具有由多個周界間隔的葉輪葉片的相對的徑向內部邊緣確定的內徑，所述內徑基本上不大于所述至少一個入口的所述直徑；且所述第二葉輪具有由多個周界間隔 的葉輪葉片的相對的徑向最外部邊緣確定的外徑，所述外徑基本上不大于所述至少 一個入口的所述直徑。
4. 如權利要求3所述的吹風機，其特征在于所述第一葉輪的所述內徑基本上不小于所述第二葉輪的所述外徑。
5. 如權利要求4所述的吹風機，其特征在于葉輪外徑和所述截斷邊緣的所述部分中的至少一個之間的徑向間隙不小于所 述葉輪外徑的約0.5%。
6. 如權利要求5所述的吹風機，其特征在于所述葉輪外徑和所述截斷邊緣的所述至少一個部分之間的所述徑向間隙不大 于所述葉輪外徑的約5%。
7. 如權利要求5所述的吹風機，其特征在于所述葉輪外徑和在所述截斷邊緣的第一端和第二端部之間延伸的截斷部分之 間的徑向間隙不大于所述葉輪外徑的約6%。
8. 如權利要求1所述的吹風機，其特征在于所述截斷邊緣具有從穿過所述軸線的平面看基本上橢圓的形狀。
9. 如權利要求1所述的吹風機，其特征在于所述殼體包括形成在其中相對的空氣入口，用于使空氣能夠進入所述第一葉輪 和所述第二葉輪。
10. 在一種用于HVAC系統(tǒng)的空氣處理吹風機中，具有一殼體，所述殼體包括基本上彼此同軸對準的空氣入口，所述殼體的外壁限定所述殼體的所述空氣入口和 空氣出口之間的螺旋氣流空間，由所述殼體形成的橫向截斷邊緣使空氣在所述空間 內的回流最小，所述入口和所述截斷邊緣構造成適應適于在所述殼體內圍繞公共軸 線旋轉并具有不同外徑和內徑的離心式葉輪，其中所述殼體內容納的最大直徑葉輪 的內徑基本上不小于容納在所述殼體內最小葉輪的外徑。
11. 如權利要求IO所述的吹風機，其特征在于所述殼體構造成為所述空間提供相對于所述軸線并從所述截斷邊緣朝向所述 出口延伸的基本上連續(xù)增加的橫截面流動面積。
12. 如權利要求IO所述的吹風機，其特征在于所述入口是圓形的，所述第一葉輪具有由多個周界間隔的葉輪葉片的相對的徑 向內部邊緣確定的內徑，所述內徑基本上不大于所述入口的所述直徑；且所述第二 葉輪具有由多個周界間隔的葉輪葉片的相對的徑向最外部邊緣確定的外徑，所述外 徑基本上不大于所述入口的所述直徑。
13. 如權利要求12所述的吹風機，其特征在于所述第一葉輪的所述內徑基本上不小于所述第二葉輪的所述外徑。
14. 如權利要求13所述的吹風機，其特征在于葉輪外徑和所述截斷邊緣的相對第一部分之間的徑向間隙不小于所述葉輪外 徑的約0.5%。
15. 如權利要求14所述的吹風機，其特征在于葉輪外徑和所述截斷邊緣的所述第一部分之間的徑向間隙不大于所述葉輪外徑的約5%。
16. 如權利要求14所述的吹風機，其特征在于葉輪外徑和在所述截斷邊緣的所述第一部分之間延伸的截斷邊緣部分之間的 徑向間隙不大于葉輪外徑的約6%。
17. 如權利要求IO所述的吹風機，其特征在于所述截斷邊緣具有從穿過所述軸線的平面看基本上橢圓的形狀。
18. 在用于HVAC系統(tǒng)的空氣處理吹風機中，具有一殼體，所述殼體包括基本上彼此相對于共同軸線對準的相對的基本上圓形空氣入口 ，所述殼體的外壁限定所 述殼體的所述入口和空氣出口之間的氣流空間，由所述殼體形成的橫向截斷邊緣使 空氣在所述空間內的回流最小，所述空間具有相對于所述軸線并從所述截斷邊緣朝 向所述出口延伸的基本上連續(xù)增加的橫截面流動面積，所述入口和所述截斷邊緣構 造成適應適于在所述殼體內圍繞所述軸線旋轉并具有不同外徑和內徑的離心式葉 輪，所述外徑和內徑分別由所述葉輪的周界間隔的葉輪葉片的相對邊緣限定，其中 所述殼體內容納的最大直徑葉輪的內徑基本上等于所述入口的所述直徑并基本上 不小于容納在所述殼體內最小葉輪的外徑。
19. 如權利要求18所述的吹風機，其特征在于葉輪外徑和所述截斷邊緣的間隔開的部分之間的徑向間隙不小于所述外徑的約0.5%。
20. 如權利要求18所述的吹風機，其特征在于葉輪外徑和所述截斷邊緣的間隔開的部分之間的徑向間隙不大于所述外徑的約5%。
21. 如權利要求20所述的吹風機，其特征在于葉輪外徑和在所述截斷邊緣的所述間隔開的部分之間延伸的截斷邊緣部分之間的間距不大于所述外徑的約6%。
22. 如權利要求21所述的吹風機，其特征在于 所述截斷邊緣具有從穿過所述軸線的平面看基本上橢圓的形狀。
全文摘要
用于HVAC設備的空氣處理吹風機包括吹風機殼體，該吹風機殼體適于容納選定葉輪葉片的內徑和外徑的離心式葉輪，其中殼體容納的最大直徑葉輪的內徑不小于殼體容納的最小直徑葉輪的外徑，而不會有性能損失。吹風機殼體較佳地具有從截斷邊緣向出口延伸的連續(xù)增加的截面積氣流面積，用于將空氣從吹風機排出。
文檔編號F04D29/66GK101263304SQ200680033051
公開日2008年9月10日 申請日期2006年9月12日 優(yōu)先權日2005年9月13日
發(fā)明者S·S·漢科克 申請人:美國標準國際公司