專利名稱：防噪聲和防渦流的穩定裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有更高效率和更小噪聲的離心風扇。
更詳細地說，本發明涉及一種帶有特定穩定裝置的離心風扇，該離心風扇能使得輸送的氣流均化，并且由于它的結構能夠使產生高噪音以及使風扇的效率降低的渦流減少。
背景技術：
離心風扇的運行已經廣為人知，并在一些協議(treaties)、出版物和書籍中對其結構進行了詳細描述，所述的協議、出版物和書籍深入地描述了一些風扇主要部件性能的影響，例如出口-葉輪的重疊，使用導風板的特定形狀以及各種型式的離心式葉輪。
同樣已經公知的是與再循環有關的一些問題，所述的再循環發生在風扇外殼內部葉輪和出口之間，以及這些氣流又接著如何促進產生了氣流分離的現象以及葉輪葉片通道的不完全充填。事實上，例如，現有的經驗已經顯示通過風扇的空氣并不總是遵循環形的形狀，而是由此分裂，使得所述葉片僅僅部分地被填充。
同樣已經公知的是從風扇中釋放出來的氣流取決于構成所述風扇的組件(進氣道入口，出口-風扇的重疊，導風板，軸承支架，風扇外殼的形狀)的形狀和準確度；更具體地講，必須指出在傳統類型的離心風扇中，由風扇施加的氣流推力的一部分傾向于遵循風扇的運動和再循環，而不是被輸送穿過輸送段。
另外，為了制造一個大的輸送段，風扇外殼的側面通常距離風扇環一定距離固定，使得所述空氣勢必在風扇外殼內部再循環，特別是圍繞所述出口和所述環。
而且，在使用傳統的相對較低的導風板時，部分氣流勢必在靠近導風板的區域中穿過輸送段返回到風扇外殼。
已經公知的是，在風扇外殼中氣流的這種再循環是如何引起損失的，這種損失減小了性能和增加了風扇的噪聲。
發明內容
在上述需求的范圍內，本發明的目的就是制造一種具有更高效率和更小噪聲的離心風扇，該風扇避免了上述的問題，具體地講，是提供了一種具有更高效率和更低噪聲的離心風扇，這種離心風扇能夠克服漩渦的產生以便減少總噪聲，該漩渦可能由任何源頭產生。
本發明的另一個目的就是提供一種具有更高效率和更小噪聲的離心風扇，這種風扇能夠獲得噪音的減小，在基本頻率中占主導地位的音頻顯著地減小，使得由風扇產生的頻譜是寬帶類型。
本發明的另外一個目的是提供一種具有更高效率和更小噪聲的離心風扇，該離心風扇能夠減低、穩定和利用所述再循環、渦流和滯區流，它們會影響噪音，噪音是由于在風扇外殼壁和葉輪的前部圓盤之間的高速度增減率產生的，在所述的風扇外殼壁處氣流具有最小速度，而在所述葉輪的前部圓盤處空氣的速度接近所述葉輪的切線速度。
本發明還有另一個目的是對上述的三個流量的分離和交互作用進行適當的控制從而獲得回流的完全消除效果，所述的三個氣流包括回流、拉氣流和由于速度比降而引起的氣流。
因此，比較有利的是，本發明能夠獲得均勻輸送的氣流，就類似于所述氣流是例如使用一個通道，甚至是相對較短的通道，設置在離心風扇的出口，這樣的通道就目前所知能夠將輸送氣流均化。
詳細地講，本發明能夠獲得穩定的氣流，類似于用所述通道獲得的氣流，即使沒有使用所述這種通道。
關于這一點，圖1示出了在離心風扇排出口處速度分布圖，其中10標識整體離心風扇，11為外殼或者風扇外殼12的錐形元件，通常稱為導風板，在所述風扇外殼12內部空氣在F方向上流動，13指示的是氣流流過風扇外殼12的錐形元件11的區域，14所示為輸出口區域，15所示為安裝到輸出口上用于將氣流均勻化的管。
圖1還表示獲得一個正常的速度分布圖所需要的管15的長度L。
在圖1中可以清楚地看出，產生在所述管15中的氣流在遠離風扇10的輸出口14時逐漸穩定，獲得了恒定的輸送狀態并改進了噪聲和性能。
上文提到的有利特性也可以通過使用本發明的裝置而獲得，不需要在離心風扇的出口安裝所述通道，而在通道的總尺寸和設計制造成本方面有好處。
本發明的另外一個特性在于它能夠在使用皮帶傳動或任何傳送發動機動力的系統情況下獲得輸送氣流的對稱化。
在圖2A，2B，2C和2D中，箭頭D示出了在存在傳輸系統16的時候，在所述錐形元件17附近，離心風扇10的輸送段中的氣流流向，此時這是一個共同的導風板(圖2A，2B)或者是根據本發明的一個氣流分離元件(圖2C，2D)。
圖2A，2B示出在具有共同的導風板時高和低流速情況下的結果，與使用本發明的裝置(圖2C，2D)獲得的流動方向相比，相應地相對于在高和低流速下的操作。
最后，本發明的另外一個優點是其大大減少了在轉動過程中自然停轉的趨勢，這通常會在具有非常小的導風板情況下發生。
這些以及其它的一些優點通過如權利要求1所述的具有更高效率和更低噪聲的離心風扇獲得，為了簡便起見這里引用權利要求1。
通過在下文中參照附圖對本發明具有更高效率和更低噪聲的離心風扇的一個優選的非限制性例子進行描述，本發明其它目的和優點將會變得更明了圖1為一個示意圖，示出根據現有技術，位于設置在離心風扇輸出口處的一段直管中空氣的正常速度分布圖以及速度分布圖的趨勢；圖2A-2B示意地示出沒有使用本發明的穩定裝置和在高和低流速情況下，在離心風扇中位于一個共同導風板附近的輸送段中氣流的方向，與相應的在安裝了所述裝置之后獲得的結果相比(圖2C-2D)；圖3是離心風扇的一個透視局部剖視圖，該離心風扇包括一個裝置或者元件將所輸送的空氣氣流分離，該離心風扇是根據本發明的一個例子的優選實施例制造而成，但不局限于該實施例；圖4A-4C分別示出根據本發明另外一個實施例的透視圖，示出了將從離心風扇輸送的氣流分離的裝置的一部分，該部分被制作為一個整體；圖5A是根據本發明的另外一個實施例的透視圖，所示出的是圖4A-4C中所示裝置的部分；圖5B是一個正視圖，示出圖5A中本發明裝置的那一部分；圖5C是一個側視圖，示出圖5A中本發明裝置的那一部分；圖6是另外一個實施例的透視圖，示出了圖4A-4C和5A-5C中所示穩定裝置的一部分，該部分被制成兩個部件；圖7A是一個實施例的透視圖，示出了根據本發明的裝置的一部分，可以替換圖5A中的這一部分；圖7B是一個正視圖，示出圖7A中本發明裝置的那一部分；圖7C是一個側視圖，示出圖7A中本發明裝置的那一部分；圖8A-8Q示出了根據本發明的一些可選擇實施例，所示的是圖6和7A-7C中裝置的一部分的側面輪廓；圖9A-9I示出根據本發明的導風板的各種可選擇實施例，所述導風板適合于與圖6和7A-7C中所示裝置結合使用；圖10示出圖9A-9I中的導風板之一的透視圖，其中用來引導空氣的部件33可以有或者沒有；圖10A-10I示出根據本發明的圖9A-9I中所示導風板的正視圖的一些可選擇實施例；圖11A-11B示出根據本發明，圖6和7A-7C中所示裝置的那一部分的其它實施例的兩個正視圖；圖12A-12B涉及根據本發明的離心風扇的各個部分的正視圖，在其上安裝著圖11A-11B示出的元件，以便根據本發明粘接或沒有粘接到所述出口上。
具體實施例方式
在對本發明的具有高效率的離心風扇的特征進行詳細解釋之前，應當理解本發明并不局限于在附圖中所示出的詳細結構情況和組件的布局，因為能夠降低風扇噪聲和增加效率的所述穩定裝置實際上可以被制造成各種結構的實施例。
而且，本發明可以應用到任何形狀的風扇外殼和螺旋上，應用到任何類型的葉片(翼面的，平面的，倒轉的，向前的，徑向的葉片等)，以及應用到具有單吸和雙吸，任何形狀的出口、前部圓盤，并且在所述出口和前部圓盤之間重疊或不相重疊的風扇。
詳細地講，圖3示出了根據本發明的離心風扇組件，示出了實現氣流穩定裝置的一個例子，該穩定裝置一般以20標識，所述的氣流從所述離心風扇10中被釋放出來。
在附圖3中以舉例說明的方式而非限制性方式，所述裝置20被制作成一個整件，由于該風扇所調節和優化的情況的特殊性，該實施例按照一個特別精制和相對昂貴的方式來制造；但是，用來導引空氣的葉片33可以有也可以沒有，這個裝置可以具有任何形狀和曲率半徑，因此圖3中的實施例僅僅代表一個本發明保護范圍內的非限制性例子。
所述裝置20被應用到所述離心風扇10上，該離心風扇10包括一個風扇外殼12，其帶有平行的側面22，23，它們被固定到風扇10背面24的相對邊緣上。
風扇外殼12具有一個大體上矩形或正方形的出風口21，一個風扇25裝有一系列葉片27并以螺旋形固定在所述風扇外殼12中，該風扇可以重疊或者不重疊出口26的端部，該出口26被鉚接、螺釘連接或者焊在所述側面22上。可以使用一個傳統的風扇作為風扇25，其根據輸出空氣氣流的流動性和速度可以具有不同的形狀。
作為圖3中所示結構的實施例，應用了一個穩定裝置20，該裝置沿著出風口21的整個寬度設置并且被制造成一整體，并且形成一個適當形狀，作為圖3中這個實施例的結構的替代，所述裝置20還可以被分成兩個或更多部分，其中圖4A-4C示出一些例子(具有各種形狀的輪廓28，并且如果必要的話，帶有孔眼29，這些孔眼適當地位于部件28的具體部位上)。
圖5A-5C示出了圖4A-4C的可選擇實施例的各個視圖；詳細地講，圖5C是組成裝置20的一個部分28的正交視圖，其中強調了具有一個可能的曲率半徑和一個具體的結構形狀。
另外，為了簡化上述結構，根據本發明的裝置20可以被分成兩個、三個或者更多個部分30，都裝設有孔眼29，如圖6中舉例說明；這個附圖示出了組件可能的分解的一種。
圖7A-7C，8A-8Q，9A-9H和10A-10I為一些視圖，它們示出了所述裝置的一些例子連接到本發明的離心風扇上的情形，根據這些例子，這個裝置被分裂成的各個部分在任何情形下對于實現本發明目的都是必須的。
這里也應該指出，各個視圖之間沒有預定的關系；根據一個形狀制造的組件可以根據任一個其它輪廓成型，沒有任何限制。
由這里描述的裝置所獲得的降低噪聲的效果還可以被進一步提高，如果這種設置成一個或者多個部分的裝置20被填滿隔音材料(例如石棉，泡沫聚氨基甲酸酯等等)，以及如果孔眼29的位置被設置和集中于裝置20的不同區域，根據位于aeraulic曲線上的區域，所述aeraulic曲線需要減小噪聲；以這種方式就可以獲得一種創新的機理，能夠將上述三個流量最佳地分離、減少、控制、穩定和利用形成在風扇外殼12內部的再循環、渦流和滯區流。
總之，所述裝置20可以安排在沿著風扇外殼12的螺旋以及出口26的圓周上的任何徑向位置，并可以用完全穿孔金屬片或具有一個特定比率的孔的金屬片制造，所述的孔位于預先確定的區域，并且如果必要，可使用隔音材料。
而且，根據是否在裝置20的結構部分的圖11A-11B中用34A示出的部分上有一個出口，所述裝置20還可以被制造成完全封閉的或打開的；此時，這個裝置就必須結合任何形狀(三角形的，矩形，梯形的等等)的導風板使用，例如在圖9A-9H和10A-10I中示例地示出。
所述穩定裝置20還可能具有任何形狀和曲率半徑，并可以位于與風扇外殼12和出口26鄰接的部分上，并可固定或者不固定在該部分上；此時所述裝置20被構造成完全或局部地重疊到風扇或葉輪25的前部圓盤。
所述裝置20的幾何布局可以容許該結構的局部裝配，在這種情形，所述結構可以不具有部分28的凸出部31，32(在所述裝置20被制造成一個整體的情形中)或者所述部分30的凸出部31，34(在所述裝置20由至少兩個部分30組成的情形中)。而且，參照圖5A-5C和8A-8Q，必須指出所述部分28也可以不設置短附件(short appendage)，該短附件的位置超過了與凸出部32的交叉點。
在圖11A-11B和12A-12B示出的情形中，可以沒有裝置20的部件上的元件34A，在這些附圖中，所述部件由35標識并被固定(焊接，螺釘連接，鉚接等等)在鄰接著風扇外殼12和出口26的部分上。
在這種情形中，所述穩定裝置20可以完全地或局部地重疊在葉輪25的前部圓盤或者根本就不重疊它，并可以被焊接、螺釘連接、鉚接等等到上文的支承結構上。
最后，所述裝置20可以由任何材料制造，雖然在非限制性舉例和優選實施例中是通常使用鋼、輕合金(鋁，銅等等)、塑料和/或聚酰胺。
詳細地講，在工業離心風扇上進行的實驗測量已經示出通過下述裝置20可以獲得輸出空氣氣流的最佳穩定并具有最小的噪聲和高的效率，即，所述裝置20具有四個或五個不同的部件，其中兩個部件形成一個具有三角形或通用輪廓形狀的導風板并固定在風扇10的出口處，而另外兩個或更多部件，可以為適當形狀，其被固定在與出口26鄰接的一個部分上。
通過上述描述，根據本發明的具有更高效率和更低噪聲的離心風扇的特性以及優點已經明了。最后，很明顯可以對上述具有更高效率和更小噪音的離心風扇在不脫離本發明本質主旨的前提下進行多種變化，同時在本發明的實施例中，示出的各部件的材料、形狀和尺寸要可以是任何滿足需要的材料，它們可以由其它技術上等同的手段替代。
權利要求
1.一種具有更高效率和更小噪聲的離心風扇(10)，包括至少一個風扇外殼(12)，該風扇外殼具有平行的側面(22，23)，所述側面固定在至少一個背部(24)的相對兩側上；至少一個具有葉片(27)的風扇或葉輪(25)，被設置在風扇外殼(12)內部，該風扇或葉輪與一個出口(26)的終端重疊或者不重疊，其特征在于，它使用了一個成形的穩定裝置元件(20)，該元件位于離心風扇(10)的出風口(21)，沿著所述出口(26)的圓周和風扇外殼(12)的螺旋形徑向設置，被制造成一個整體的部件(28)或者多于一個的部件(30)，具有至少一個面向所述出口(26)的附件(30)，所述成形的元件(20)適合于在所述離心風扇(10)的出口處將流量分離并能夠完成氣流的均化以及減小渦流，該渦流會產生高的噪聲和使離心風扇(10)的效率降低。
2.如權利要求1所述的離心風扇(10)，其特征在于，所述成形的穩定裝置元件(20)具有至少一個附件(30)，其設置在所述的出口(26)。
3.如權利要求1所述的離心風扇(10)，其特征在于，所述成形的穩定裝置元件(20)具有至少一個附件(30)，其固定在所述的出口(26)。
4.如權利要求1所述的離心風扇(10)，其特征在于，所述附件(30)可以重疊著所述的葉輪(25)。
5.如權利要求1所述的離心風扇(10)，其特征在于，所述離心風扇(10)具有至少一個系統(16)，該系統用于將動力傳送給所述馬達，還具有至少一個導風板(17)，該導風板設置在所述出口(21)。
6.如權利要求1所述的離心風扇(10)，其特征在于，所述風扇或葉輪(25)設置有一系列葉片(27)，并且可以與所述出口(26)的端部重疊或者不重疊，該出口被鉚接、螺釘連接或者焊接在至少一個所述側面(22，23)上。
7.如權利要求1所述的離心風扇(10)，其特征在于，所述成形的穩定裝置元件(20)具有一系列孔眼(29)，這些孔眼適當地設置在所述元件(20)的具體部分上或者組成所述元件(20)的一些部件(28，30)上。
8.如權利要求1所述的離心風扇(10)，其特征在于，至少所述穩定裝置元件(20)的一部分(30)可以具有一種曲率半徑和一種具體的形狀，以使它完全或者局部地重疊在所述風扇(25)的前部圓盤上。
9.如權利要求1所述的離心風扇(10)，其特征在于，所述成形的元件(20)被填滿隔音材料，例如石棉或泡沫聚氨基甲酸酯。
10.如權利要求1所述的離心風扇(10)，其特征在于，所述附件(30)可以具有至少一個帶有一個凸出部(31、32、34)的部分(28，30)。
11.如權利要求1所述的離心風扇(10)，其特征在于，所述成形的穩定裝置元件(20)由至少一個第一部分和至少兩個第二部分(35)組成，所述第一部分形成一個三角形的或一般形狀的導風板，其設置在風扇(10)的出口(21)處，所述的第二部分適當地成形，并固定在鄰接著所述出口(26)的部件上。
全文摘要
一種具有更高效率和更小噪聲的離心風扇，包括至少一個風扇外殼，風扇外殼具有平行的側面，所述側面固定在至少一個背部的相對兩側上；至少一個具有葉片的風扇或葉輪被設置在風扇外殼內部，使得風扇或葉輪與一個出口的終端重疊或者不重疊；一個成形的穩定裝置元件被成形和制成一整體的部件或者多于一個的部件，具有至少一個面向所述出口的附件，并且如果必要重疊著所述葉輪并延伸一個所述出風口的寬度，所述成形的元件適合于在所述離心風扇的出口處將流量分離并能夠完成氣流的均化以及減小渦流，該渦流能夠產生高的噪聲和使離心風扇的效率降低。
文檔編號F04D29/66GK1465868SQ02144238
公開日2004年1月7日 申請日期2002年9月29日 優先權日2002年7月2日
發明者皮耶蘭杰羅·D·莫拉, 皮耶蘭杰羅 D 莫拉 申請人:科梅弗里股份公司