CN107014048A - 风机风道系统及包括其的空气净化机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风机风道系统，其包括风轮、电机、蜗形风道上壳和蜗形风道下壳，所述风轮安装在所述蜗形风道上壳和所述蜗形风道下壳连接形成的空腔内，所述电机的轴穿入所述蜗形风道下壳与所述风轮连接；所述风轮的正面设有若干长扇叶和若干短扇叶，所述长扇叶的一侧和所述短扇叶的一侧均呈垂直面，所述长扇叶的另一侧和所述短扇叶的另一侧呈弧，所述长扇叶的后端固定在靠近所述风轮的外沿处，所述长扇叶的前端固定在所述风轮的中心处。本发明风机风道系统及包括其的空气净化机通过最优化风轮以及其与电机配套组成的整体风机设计和结构，有效提升了风机的整体送风量，达到节能、环保，及提升客户使用体验的目的。

Description

风机风道系统及包括其的空气净化机

技术领域

本发明涉及风机风道系统领域，特别涉及一种风机风道系统及包括其的空气净化机。

可运用在但不局限于多种空气净化装置中，例如便携式空气净化机，家用空气净化机或车载空气净化机等

背景技术

在现有的风机风道系统领域中，一般的风机风道系统通常会包含以下基础构造和部件：

一、风扇叶/风轮：有很多形态，常见的如电脑散热扇。

二、电机：小型风扇中，常见的和风扇做成一体化的，如散热扇。

三、风道：风道一般为蜗形的，而为了方便组立，通常会由上盖和下盖两部分组成。

四、入风口：一般位于扇叶中心位置。

五、出风口/出风道：一般位于蜗形风道最宽处。

现有的风机风道系统的工作原理是：电机通电后会带动扇叶旋转，扇叶旋转形成吸力，通过入风口将外部空气引流到蜗形风道内部。这种常规的风机风道系统根据扇叶设计不同，引流的效果也不同。气流经过蜗形风道逐渐加压，经出风口强力送出。

这种风机风道系统的应用范围是：如果应用在空气净化器上，则过滤芯会放置在风机入风口前端。根据过滤效果不同，过滤芯的风阻不同，过滤效果越好，则风阻越高。同样的风机和风道情况下，过滤效果越好，最终经出风口送出的风就越少。

因此，目前风机风道系统存在如下问题：一、一般小型/微型风机的尺寸虽便携，但转速慢(3000～6500r/min)，因此风量小。通常小于40～50L/min。因此所能使用的过滤芯等级偏低，过滤效果偏差。在PM2.5严重的情况或地区，其过滤功效远达不到健康水平。

二、如果选用过滤效果好的滤芯，则风阻大，送风小，用户体验效果差，有时甚至会因风量不足产生憋气。

三、如果选用体积稍大，转速更快，力量更强的风机，则会增加产品的能耗，减少便携类产品的使用时间。市面上的同类产品，有些续航只有3～5小时，严重影响用户的正常使用和使用体验。

四、选用稍大的风机会带来重量和震动的增加。

有鉴于此，本领域技术人员亟待开发一种新型的风机风道系统，以克服上述现有技术存在的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中风机风道系统过滤效果差且体积大等缺陷，提供一种风机风道系统及包括其的空气净化机。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种风机风道系统，其特点在于，所述风机风道系统包括风轮、电机、蜗形风道上壳和蜗形风道下壳，所述风轮安装在所述蜗形风道上壳和所述蜗形风道下壳连接形成的空腔内，所述电机的轴穿入所述蜗形风道下壳与所述风轮连接；

所述风轮的正面设有若干长扇叶和若干短扇叶，所述长扇叶的一侧和所述短扇叶的一侧均呈垂直面，所述长扇叶的另一侧和所述短扇叶的另一侧呈弧，所述长扇叶的后端固定在靠近所述风轮的外沿处，所述长扇叶的前端固定在所述风轮的中心处。

根据本发明的一个实施例，所述长扇叶和所述短扇叶呈环形均匀分布在所述风轮的正面。

根据本发明的一个实施例，所述长扇叶呈机翼形，所述长扇叶的宽度沿前端至后端延伸而逐渐变宽。

根据本发明的一个实施例，所述长扇叶的后端比所述长扇叶的最宽处窄，且所述长扇叶的后端比所述长扇叶的前端宽。

根据本发明的一个实施例，所述短扇叶呈劣弧弓形，所述短扇叶的中间部分比所述短扇叶的前后两端宽。

根据本发明的一个实施例，所述长扇叶和所述短扇叶相互交替排列，每两个所述长扇叶之间设有一个所述短扇叶。

根据本发明的一个实施例，所述长扇叶和所述短扇叶的长度比例为1:0.2-1:0.6，宽度比例为1:0.5-1:0.9；

所述长扇叶的最窄处和最宽处比例为1:0.1-1:0.4，所述短扇叶的最窄处和最宽处比例为1:0.4-1:0.8。

根据本发明的一个实施例，所述风轮的中心设有圆柱形凸台，所述凸台的顶部呈锥形，在所述凸台的中心处设有一同心孔，所述同心孔内安装有一金属套筒，所述电机通过所述套筒与所述风轮固定连接。

根据本发明的一个实施例，所述凸台的顶部靠近外沿端呈平面，所述长扇叶的前端部分设于所述凸台的平面处。

根据本发明的一个实施例，所述风轮的所述凸台的反面为凹形；所述凹形的深度为0.5-2cm，所述凹形的内径为1-3cm。

根据本发明的一个实施例，所述风轮的反面的外沿一周设有平衡筋；所述平衡筋与所述长扇叶、所述短扇叶的高度比例均为1:0.35-1:0.75。

根据本发明的一个实施例，所述蜗形风道上壳的正面设有一圆形的进风口，反面设有一排凸点，所述凸点沿所述蜗形风道上壳的外壳边缘排列；

所述蜗形风道下壳的正面设有圆柱形中空的电机固定座，反面设有一排孔洞，所述孔洞沿所述蜗形风道下壳的外壳边缘排列；

所述凸点和所述孔洞相对应，形成组立并相互固定。

根据本发明的一个实施例，所述蜗形风道上壳的外侧设有出风风道。

本发明还提供了一种空气净化机，其特点在于，所述空气净化机包括如上所述的风机风道系统。

本发明的积极进步效果在于：

本发明风机风道系统及包括其的空气净化机通过最优化风轮以及其与电机配套组成的整体风机设计和结构，有效提升了风机的整体送风量。同时，通过优化风轮及配套电机技术和设计，增强了风机的能效，在同样电源容量下，延长了产品的使用时间，从而达到节能、环保，及提升客户使用体验的目的。

本发明风机风道系统及包括其的空气净化机能够将风机转速提升到10000r/min以上，风量可以达到90L/min以上，约一般现有产品的一倍以上。而且能耗低，同等电压下，电流消耗约为一般现有产品的1/2。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本发明风机风道系统的实施例一的整体结构示意图。

图2为本发明风机风道系统的实施例一中风轮的主视图。

图3为本发明风机风道系统的实施例一中风轮、电机和蜗形风道下壳的装配示意图。

图4为本发明风机风道系统的实施例一中蜗形风道上壳的结构示意图。

图5为本发明风机风道系统的实施例一中蜗形风道下壳的结构示意图。

图6为本发明风机风道系统的实施例二中蜗形风道上壳的结构示意图。

图7为本发明风机风道系统的实施例二中出风风道的结构示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

实施例一：

图1为本发明风机风道系统的实施例一的整体结构示意图。图2为本发明风机风道系统的实施例一中风轮的主视图。图3为本发明风机风道系统的实施例一中风轮、电机和蜗形风道下壳的装配示意图。图4为本发明风机风道系统的实施例一中蜗形风道上壳的结构示意图。图5为本发明风机风道系统的实施例一中蜗形风道下壳的结构示意图。

如图1至图2所示，本发明公开了一种风机风道系统，其包括风轮10、电机20、蜗形风道上壳30和蜗形风道下壳40。其中，风轮10安装在蜗形风道上壳30和蜗形风道下壳40连接形成的空腔内，电机20的轴穿入蜗形风道下壳30与风轮10连接。在风轮10的正面设有若干长扇叶11和若干短扇叶12，长扇叶11的一侧和短扇叶12的一侧均呈垂直面，且长扇叶11的另一侧和短扇叶12的另一侧呈弧，将长扇叶11的后端11b固定在靠近风轮10的外沿处，长扇叶11的前端11a固定在风轮10的中心处。

优选地，本实施例中的风轮10由具韧性且可承受高转速材质制成，可以有效地提高风轮的强度、寿命，并减少震动和噪音。长扇叶11和短扇叶12呈环形均匀分布在风轮10的正面。此处的长扇叶11呈机翼形，长扇叶11的宽度沿前端11a至后端11b延伸而逐渐变宽。

因此，长扇叶11的前端11a为宽度最窄处。也就是说，长扇叶11的后端11b比长扇叶11的最宽处窄，且长扇叶11的后端11b比长扇叶11的前端11a宽。短扇叶12呈劣弧弓形，短扇叶12的中间部分比短扇叶12的前后两端宽。

如上描述，长扇叶11和短扇叶12的前端均为其宽度较窄端，且均指向风轮中心凸台方向。长扇叶11和短扇叶12呈环形均匀阵列于风轮正面，根据其定位和指向，若沿所有长扇叶11和短扇叶12的垂直面一侧，向风轮10的中心凸台方向做延长线，则其延长线均可贯穿风轮10的中心凸台位置，且所有长扇叶11和短扇叶12的垂直面延长线均可在风轮10的中心凸台位置相交。

这种设计为本发明风机及风道系统的入风效率和通气量提供了高效的保证。在风轮高速转动时，气流通过锥形凸台的流线型弧度，被均匀传送至机翼形长扇叶的前端。由于前端较窄，后端较宽，且扇叶一侧为弧形一侧为垂直面的结构产生了压力差，使气流生成强大的动力，加强了整体风机的通气效果。

然而，长扇叶11和短扇叶12的均匀排列，尤其是其垂直面延长线在风轮中心点可相交的特点，保证了气流旋转的稳定性和一致性，避免了乱流和不规律气流漩涡的形成，从而减少了气流损耗，增强了整体的通气量。在此设计减少乱流的过程中，同时也保证了风机工作时不会受到乱流影响而需提供额外电流对抗气流带来的阻力。因此，此设计也使风机工作效率更高、更加节能。

优选地，本实施例中长扇叶11和短扇叶12的最优选数量为九个，当然扇叶的叶片数量根据风扇直径和尺寸而调整，在本发明的保护范围内。长扇叶11和短扇叶12均匀地相互交替排列，即每两个长扇叶11之间设有一个短扇叶12。同理也可视为每两个短扇叶12之间设有一个长扇叶11。

特别地，此处长扇叶11和短扇叶12的长度比例优选为1:0.2-1:0.6，宽度比例优选为1:0.5-1:0.9。长扇叶11的最窄处和最宽处比例优选为1:0.1-1:0.4，短扇叶12的最窄处和最宽处比例优选为1:0.4-1:0.8。

进一步优选地，风轮10的中心设有圆柱形凸台13，凸台13的顶部呈锥形，在凸台13的中心处设有一同心孔14，并在同心孔14内安装有一金属套筒15，电机20通过套筒15与风轮10固定连接。此设计使得电机轴与风轮10的紧配度更高，并更加耐磨，减少由长期高速转动下或磨损带来的额外阻力。从而增强风机使用能效，并减少由摩擦阻力带来的风量流失，提升整体风机产生的风量。

特别地，此处凸台13的顶部靠近外沿端呈平面，长扇叶11的前端11a部分设于凸台13的平面处。凸台13由外而内渐渐呈锥形凸起。这种锥形设计可减少吸入气流时的风阻，并更有助于风轮10的长扇叶11将气流引入蜗形风道的效率，从而提升整体风机产生的风量。另外，由于送风效率的提升，可以有效地避免了如乱流和风阻等因素产生的低效运转，从而同时减少了同等情况下风机对电流的损耗、提升了能效。

风轮10的凸台13的反面为凹形16，其深度和直径均配合电机20而设定。凹形16的深度优选为0.5-2cm，凹形16的内径优选为1-3cm。当然，也可以根据实际所配电机而定，并不偏离本发明的保护范围。

如图3所示，在风轮10的反面的外沿一周设有平衡筋17，此处平衡筋17与长扇叶11、短扇叶12的高度比例均为1:0.35-1:0.75。平衡筋17在风轮10高速运转时，可保证其旋转的稳定性，并通过平衡其震动缓解风轮10的偏摆程度，从而避免了乱流的形成并减少了气流的损耗，增强了整体的通气量。这种设计在提升通气量的同时，由于运转效率的提升，也同样减少了由低效运转如乱流等因素导致的电流浪费，更加节能，提升了风机整体能效。

如图4和图5，结合图3所示，本实施例中蜗形风道上壳30的正面设有一圆形的进风口31，反面设有一排凸点32，将凸点32沿蜗形风道上壳30的外壳边缘排列。蜗形风道下壳40的正面设有圆柱形中空的电机固定座50，反面设有一排孔洞41，将孔洞41沿蜗形风道下壳40的外壳边缘排列。此处凸点32和孔洞41相对应，形成组立并相互固定。当然，此处的进风口31也可为其他几何形状，并不偏离本发明的保护范围。

优选地，此处进风口31的直径与风轮10的直径比优选为1:0.5-1:3。如果这里的进风口31直径相对太小，则风机吸风效果减弱，影响整体风量。如果进风口31的直径相对太大，则风轮高速旋转时容易使吸入的气流形成一定乱流，增加风阻，影响送风效率，从而减少整体风量。

进一步优选地，本实施例中蜗形风道上壳30的凸点32的厚度与蜗形风道下壳40的孔洞41的厚度相匹配，通过凸点32对孔洞41的拼插形成组立，并用热熔工艺使上下壳紧密、牢固固定。这样可以有效地提升蜗形风道的密封性，从而减少气流在高速旋转时，通过风道缝隙流失和形成乱流，从而减少风阻，增加整体风量。当然，上述结构为一种优选方案，蜗形风道上壳30与蜗形风道下壳40也可以采用其他固定链接方式，如卡扣、螺丝等结构，并不偏离本发明的保护范围。

更进一步地，在蜗形风道上壳30的外侧设有出风风道60，且位于蜗形风道上壳30的最外侧，同时在蜗形风道下盖40上还设有蜗形导流片42。这种结构在风轮10工作时，可以为逆时针转动，气流通过进风口31后，经由长扇叶11引流，短扇叶12配合推动，再沿蜗形导流片42流动，通过由小变大的蜗形风道，逐渐提升风压，并在出风风道60处排出。当加压到最大值时，风力最强时由离心力作用径向甩出、释放。其中出风风道60的结构优选为垂直设计，这样可以避免风道内部的弯曲和阻碍，从而减少风量在通过风道时产生的乱流和耗损，增强整体风量。

本实施例中电机固定座50与蜗形风道下壳40相连，电机固定座50采用圆柱形，且固定座内部51为中空，其内径与电机20的外径相互配合，从而达到固定电机20的目的。

本发明中所述的电机20优选为高速直流有刷电机，其配合所述风轮1产生多项优于现有技术的特点。其体积小、扭力大、转速高，可达10000r/min以上，为一般便携空气净化器风机转速4000～6000r/min的两倍以上，从而可大幅提升风机整体风量。本发明最大通气量可达95L/min以上，为市面上常见技术的45～52L/min的近两倍以上。

其能耗低，在同等电压情况下，一般便携空气净化器风机电流消耗为400～600mA，而所述电机电流消耗约一般消耗的1/3，不到150mA。高速直流有刷电机更适合负载运转，并且负载后能耗更低，因此可用于驱动需要高等级过滤芯的空气净化器中，并可以减少能耗，增长续航时间，提升用户体验。

此外，本发明还提供了一种空气净化机，其特别之处在于，所述空气净化机采用了如上所述的风机风道系统，例如便携式空气净化机、家用空气净化机或车载空气净化机等。

综上所述，本发明风机风道系统及包括其的空气净化机通过最优化风轮以及其与电机配套组成的整体风机设计和结构，有效提升了风机的整体送风量。同时，通过优化风轮及配套电机技术和设计，增强了风机的能效，在同样电源容量下，延长了产品的使用时间，从而达到节能、环保，及提升客户使用体验的目的。

本发明风机风道系统及包括其的空气净化机能够将风机转速提升到10000r/min以上，风量可以达到90L/min以上，约一般现有产品的一倍以上。而且能耗低，同等电压下，电流消耗约为一般现有产品的1/2。

同时，由于上述多项设计和结构的作用，使得风机整体送风量得到显著提升。因此，若将其运用在空气净化系统中，则意味着在同等条件下，可以选用风阻高，但过滤等级高、过滤效果好的空气过滤芯。这将为用户提供更有效、更健康的空气净化效果和使用体验。

实施例二：

图6为本发明风机风道系统的实施例二中蜗形风道上壳的结构示意图。图7为本发明风机风道系统的实施例二中出风风道的结构示意图。

本实施例的结构与实施例一基本相同，其不同之处在于：实施例一中，蜗形风道上壳30为一独立部件。具体实施时，可以根据不同产品的特点和要求，适当对此方案作出调整。

因此，如图6和图7所示，本实施例中蜗形风道上壳70并非作为一独立部件存在，而是与某一产品外壳71一体成型。在此应用情况下，蜗形风道上壳70与产品外壳71作为一整体件的优点是，其整体密封性更好，气流由缝隙流失的可能性降到最低，从而使整体风量得到提升。

在实施例一种，出风风道60与蜗形风道上壳30为一整体件。具体实施过程中，根据加工、模具、产品造型等不同条件，出风风道60可以通过其他方案与本发明风机及风道系统的其他部件相结合。

因此，本实施例中，出风风道80设置为独立镶件，经由80a的安装槽与蜗形风道上壳70组立，并通过80b的安装孔洞与其他结构相结合，例如与图6中的立柱70a相互结合、固定。

此外，本发明还提供了一种空气净化机，其特别之处在于，所述空气净化机采用了如上所述实施例的风机风道系统，例如便携式空气净化机、家用空气净化机或车载空气净化机等。

综上所述，本发明风机风道系统及包括其的空气净化机通过最优化风轮以及其与电机配套组成的整体风机设计和结构，有效提升了风机的整体送风量。同时，通过优化风轮及配套电机技术和设计，增强了风机的能效，在同样电源容量下，延长了产品的使用时间，从而达到节能、环保，及提升客户使用体验的目的。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种风机风道系统，其特征在于，所述风机风道系统包括风轮、电机、蜗形风道上壳和蜗形风道下壳，所述风轮安装在所述蜗形风道上壳和所述蜗形风道下壳连接形成的空腔内，所述电机的轴穿入所述蜗形风道下壳与所述风轮连接；

所述风轮的正面设有若干长扇叶和若干短扇叶，所述长扇叶的一侧和所述短扇叶的一侧均呈垂直面，所述长扇叶的另一侧和所述短扇叶的另一侧呈弧，所述长扇叶的后端固定在靠近所述风轮的外沿处，所述长扇叶的前端固定在所述风轮的中心处。

2.如权利要求1所述的风机风道系统，其特征在于，所述长扇叶和所述短扇叶呈环形均匀分布在所述风轮的正面。

3.如权利要求2所述的风机风道系统，其特征在于，所述长扇叶呈机翼形，所述长扇叶的宽度沿前端至后端延伸而逐渐变宽。

4.如权利要求3所述的风机风道系统，其特征在于，所述长扇叶的后端比所述长扇叶的最宽处窄，且所述长扇叶的后端比所述长扇叶的前端宽。

5.如权利要求4所述的风机风道系统，其特征在于，所述短扇叶呈劣弧弓形，所述短扇叶的中间部分比所述短扇叶的前后两端宽。

6.如权利要求5所述的风机风道系统，其特征在于，所述长扇叶和所述短扇叶相互交替排列，每两个所述长扇叶之间设有一个所述短扇叶。

7.如权利要求6所述的风机风道系统，其特征在于，所述长扇叶和所述短扇叶的长度比例为1:0.2-1:0.6，宽度比例为1:0.5-1:0.9；

所述长扇叶的最窄处和最宽处比例为1:0.1-1:0.4，所述短扇叶的最窄处和最宽处比例为1:0.4-1:0.8。

8.如权利要求1所述的风机风道系统，其特征在于，所述风轮的中心设有圆柱形凸台，所述凸台的顶部呈锥形，在所述凸台的中心处设有一同心孔，所述同心孔内安装有一金属套筒，所述电机通过所述套筒与所述风轮固定连接。

9.如权利要求8所述的风机风道系统，其特征在于，所述凸台的顶部靠近外沿端呈平面，所述长扇叶的前端部分设于所述凸台的平面处。

10.如权利要求9所述的风机风道系统，其特征在于，所述风轮的所述凸台的反面为凹形；所述凹形的深度为0.5-2cm，所述凹形的内径为1-3cm。

11.如权利要求1所述的风机风道系统，其特征在于，所述风轮的反面的外沿一周设有平衡筋；所述平衡筋与所述长扇叶、所述短扇叶的高度比例均为1:0.35-1:0.75。

12.如权利要求1所述的风机风道系统，其特征在于，所述蜗形风道上壳的正面设有一圆形的进风口，反面设有一排凸点，所述凸点沿所述蜗形风道上壳的外壳边缘排列；

所述蜗形风道下壳的正面设有圆柱形中空的电机固定座，反面设有一排孔洞，所述孔洞沿所述蜗形风道下壳的外壳边缘排列；

所述凸点和所述孔洞相对应，形成组立并相互固定。

13.如权利要求12所述的风机风道系统，其特征在于，所述蜗形风道上壳的外侧设有出风风道。

14.一种空气净化机，其特征在于，所述空气净化机包括如权利要求1-13任意一项所述的风机风道系统。