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具有双旋转翼的空气循环器的制作方法

文档序号:24941451发布日期:2021-05-04 11:34
具有双旋转翼的空气循环器的制作方法
本发明涉及空气循环器,更具体地,涉及具有双旋转翼的空气循环器,上述空气循环器,由包括旋转翼直径大的吸气扇和旋转翼直径小的排气扇的双重翼构成,从而提高风的直线移动能力和送风效率。
背景技术
:轴流扇(axialflowfan)作为一种流体机械,具有以轮毂为中心沿放射状排列的多个旋转翼,通过马达等进行旋转,朝向旋转翼的轴向吹送空气。散热扇(coolingfan)等是典型的轴流扇,为促进普通电风扇或者室内换气扇或者汽车的散热器或电容器等的气冷式热交换器的散热,向热交换器吹送用于散热的空气。尤其,安装在汽车的空调装置的热交换器的轴流扇通过喇叭口式通风口包围轴流扇周围,与罩板(shroud)一起安装在热交换器的后部面或者前部面,上述罩板具有导向翼(stator),用于能够从其通风口的前部面或者后部面沿轴向引导送风空气,根据热交换器的配置形式,这种用于汽车气冷式热交换器的轴流扇分为推送式(pushertype)和牵引式(pullertype)。但是,由于现有的普通轴流扇具有单翼结构,且因单翼旋转翼的结构限制,存在送风效率低的问题。技术实现要素:技术问题本发明的目的在于提供一种具有双旋转翼的空气循环器,以解决如上所述的现有单翼轴流扇的问题,且提高了风的直线移动能力和送风效率。技术方案本发明实施例的具有双旋转翼的空气循环器,其特征在于,包括:壳体组装体,形成有用于吸入空气的吸入口和用于排出空气的排出口;吸气扇组装体,包括与上述壳体组装体的内部固定结合的吸气马达及由上述吸气马达旋转驱动的吸气扇;以及排气扇组装体,包括与上述壳体组装体的内部固定结合的排气马达及由上述排气马达旋转驱动且其旋转半径小于上述吸气扇的排气扇,上述排气扇的转数大于上述吸气扇的转数。其中,本发明的特征在于,若上述吸气扇的转数为r1,上述排气扇的转数为r2,则r1:r2为1:1.5至1:1.7。或者,本发明的特征在于,若上述吸气扇的转数为r1,上述排气扇的转数为r2,则r1:r2为1:1.7至1:2。或者,本发明的特征在于,若上述吸气扇的转数为r1,上述排气扇的转数为r2,则r1:r2为1:2。或者,本发明的特征在于,上述吸气扇的转数比上述排气扇的转数大70%至30%。或者,本发明的特征在于,上述吸气扇的转数比上述排气扇的转数大60%至40%。或者,本发明的特征在于,在通过改变上述吸气扇的转数和上述排气扇的转数来使得从上述壳体组装体排出的风的送风距离相同的情况下,选择上述吸气扇与上述排气扇之间的转数比低的一组,以降低上述吸气马达和上述排气马达的耗电量。或者,本发明的特征在于,上述壳体组装体以与上述吸入口相邻的方式沿外周缘形成有多个吸气孔,上述吸气孔用于吸入外部空气。或者,本发明的特征在于,上述壳体组装体包括:吸气扇壳体,用于收容上述吸气扇组装体;排气扇壳体,用于收容上述排气扇组装体;以及支撑体,在上述吸气扇壳体与上述排气扇壳体之间与上述吸气扇壳体固定结合,用于固定支撑上述吸气扇组装体和上述排气扇组装体,在上述吸气扇壳体的一侧面和外周缘形成有多个吸气孔,上述吸气孔用于吸入外部空气。有益效果本发明的空气循环器可以使用双旋转翼吹送空气,因此可以提高送风效率,具有良好的风的直线移动能力,并且减少耗电量。附图说明图1为本发明一实施例的具有双旋转翼的空气循环器的立体图。图2为图1中的空气循环器的分解立体图。图3a、图3b以及图3c为对图1中的空气循环器的风的直线移动能力进行实验的简图。图4和图5为通过改变排气扇的转数进行实验的简图。图6a、图6b以及图6c为对基于壳体组装体的结构变化的风的直线移动能力进行实验的简图。图7为对基于壳体组装体的结构的涡流产生进行实验的简图。附图标记说明100:空气循环器110:壳体组装体111:吸气扇壳体111a:吸气孔112:排气扇壳体112a:排气孔113:支撑体120:吸气扇组装体121:吸气扇122:吸气扇轮毂123:吸气叶片130:排气扇组装体131:排气扇132:排气扇轮毂133:排气叶片具体实施方式以下参照附图对本发明的实施例做出详细说明,使得本发明所属
技术领域
的普通技术人员能够容易实施。本发明所属
技术领域
的普通技术人员能够通过多种不同实施方式来实现本发明,并且本发明并不限于此处所说明的实施例。为了明确地说明本发明,附图中省略了与说明无关的部分,在整篇说明书中,对相同或者相似的结构要素附于相同的附图标记。应该理解,本说明书中的“包括”或者“具有”等的术语仅仅旨在表示存在说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或者它们的组合,而不预先排除存在或者附加至少一个其他特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的可能性,并且,当层、膜、区域、板等的一部分在其他部分“上”时,这不仅包括在其他部分的“正上方”的情况,还包括其中间存在其他部分的情况。相反地,层、膜、区域、板等的一部分在其他部分“下”时,不仅包括在其他部分“正下方”的情况,还包括其中间还存在其他部分的情况。如图1和图2所示,本发明实施例的具有双旋转翼的空气循环器100可以包括壳体组装体110、吸气扇组装体120以及排气扇组装体130。整体上,壳体组装体110由呈圆柱形状的两个壳体构成,可以包括用于包围吸气扇组装体120的吸气扇壳体111和用于包围排气扇组装体130的排气扇壳体112。吸气扇壳体111呈直径大于排气扇壳体112的一侧开放的圆柱形状,以包围直径大的吸气扇组装体120,并且在吸入空气的背面部侧形成有多个放射状吸入口。并且,吸气扇壳体111形成有多个沿外周缘向吸气扇壳体111的长度方向延伸的吸气孔111a。吸气孔111a在吸气扇壳体111的外周缘形成地越密集越有利,为了便于吸气,其长度也越长越有利。吸气扇壳体111包括用于支撑吸气扇组装体120和排气扇组装体130的支撑体113,支撑体113能够以两个长方形支撑板互相十字交叉的形态固定设置在吸气扇壳体111的内侧。优选地,当实际组装壳体组装体110时,支撑体113位于远离吸入口的位置,可位于中心。支撑体113能够以固定支撑吸气扇组装体120和排气扇组装体130的马达的方式设置于吸气扇壳体111,使得其具有较高的刚性。其中,吸气扇壳体111和支撑体113可以分开制作并互相结合,吸气扇壳体111和支撑体113也可以以相同的材质来注塑成一体。排气扇壳体112呈直径小于吸气扇壳体111的一侧面开放的圆柱形状,以包围直径小的排气扇组装体130,并且在排出空气的前面部侧形成多个放射状排出口。并且,在排气扇壳体112形成有多个沿外周缘向排气扇壳体112的长度方向延伸的排气孔112a。排气孔112a在排气扇壳体112的外周缘形成地越密集越有利,且为了便于排气,其长度也越长越有利。然而,形成在排气扇壳体112的排气孔112a是可选的,虽然本实施例中在排气扇壳体112形成有多个排气孔112a,但是,根据需要可以使用未形成有排气孔112a的排气扇壳体112。排气扇壳体112可以与吸气扇壳体111结合,来与单独的连接部件固定结合,例如,螺栓或夹子等,以上是本领域普通技术人员已知且公用的内容,因此省略对此的具体说明。吸气扇组装体120用于通过吸气口和吸气孔111a来吸入外部空气,可以包括与支撑体113固定结合的吸气马达(未图示)和与吸气马达相结合的吸气扇121。吸气马达利用从外部传递的驱动电源,来使吸气扇121进行旋转,在此情况下,吸气马达可以沿着与排气马达相反的方向进行旋转。即,吸气扇121沿着与排气扇131相反的方向进行旋转。并且,吸气扇121的旋转半径可大于排气扇131的旋转半径。吸气扇121由与吸气马达的旋转轴(未图示)固定结合的吸气扇轮毂122和以从上述吸气扇轮毂122呈放射状延伸的方式结合的多个吸气叶片123构成。优选地,吸气叶片123以大于排气叶片133的方式制作而成,更具体地,吸气叶片123的旋转半径大于排气叶片133的旋转半径。排气扇组装体130用于通过吸气叶片123将吸入到壳体组装体110内部的空气排出到外部,可以包括与支撑体113固定结合的排气马达(未图示)和与排气马达相结合的排气扇131。排气马达利用从外部传递的驱动电源来使排气扇131进行旋转,在此情况下,排气马达可以沿着与吸气马达相反的方向进行旋转。即,排气扇131沿着与吸气扇121相反的方向进行旋转。并且,排气扇131的旋转半径可小于吸气扇121的旋转半径。排气扇131由与排气马达的旋转轴(未图示)固定结合的排气扇轮毂132和以从上述排气扇轮毂132呈放射状延伸的方式结合的多个排气叶片133构成。优选地,排气叶片133以小于吸气叶片123的方式制作而成,更具体地,排气叶片133的旋转半径小于吸气叶片123的旋转半径。图3a、图3b以及图3c用于对本发明实施例的空气循环器100的风的直线移动能力进行实验,通过改变吸气扇121的转数且使排气扇131驱动、不驱动以及自由旋转,来对风的直线移动能力进行实验。在图3a中,将吸气扇121的转数设定为750rpm,排气扇131的转数设定为1500rpm,来评估风的直线移动能力。沿着相互相反的方向旋转吸气扇121和排气扇131,从而检测出到风的直线移动能力非常好。即,在全部驱动吸气扇121和排气扇131的情况下,形成层流(laminarflow),使得风具有直线移动能力,从而可具有风的送风距离增加的效果。在图3b中,将吸气扇121的转数设定为750rpm,通过不驱动排气扇131,即在排气扇131固定的状态下对风进行评估。在排气扇131停止的状态下,排气扇131作为阻力成分而使得风扩散,即,产生湍流。像这样,由于排气扇131的阻力,产生风的直线移动能力明显下降的现象。在图3c中,将吸气扇121的转数设定为400rpm,在使排气扇131自由旋转的状态下,对风进行评估。在排气扇131自由旋转的状态下,层流维持规定距离,在规定距离以上的情况下,会产生层流转换为湍流的现象。然而,与图3b相比呈现出产生直线移动能力的结果,但是与图3a相比呈现出直线移动能力和送风距离明显下降的结果。通过上述实验可以确认,在吸气扇121和排气扇131全部运行的情况下,通过由吸气扇121产生的风与排气扇131之间的相互作用来维持层流,从而风的送风距离得以增加。如图4所示,使用具有上述结构的本发明的具有双旋转翼的空气循环器100,进行了用于计算吸气扇121与排气扇131的最优转数(rpm)的实验。作为基础条件,设定吸气扇的转数为750rpm,排气扇的转数为1500rpm后,增减各个风扇转数,实施对风的直线移动能力的模拟。(实验1)吸气扇:600rpm~900rpm,排气扇:1500rpm通过使排气扇的转数固定不变且增减吸气扇的转数,来观察风的直线移动能力,其结果为,当吸气扇的转数为750rpm以上时,呈现出良好的直线移动能力。[表1]吸气扇转数(rpm)排气扇转数(rpm)风的直线移动能力6001500不良7501500良好9001500良好在吸气扇的转数为750rpm情况和吸气扇的转数为900rpm的情况下,均呈现出良好的直线移动能力和相似的风的送风距离。在这种情况下,当用于驱动吸气扇的耗电量为低耗电量750rpm时,将呈现出最高的效率。如图5所示,使用具有上述结构的本发明的具有双旋转翼的空气循环器100,进行了用于计算吸气扇121与排气扇131的最优转数(rpm)的实验。(实验2)吸气扇:700rpm~1300rpm,排气扇:2000rpm[表2]吸气扇转数(rpm)排气扇转数(rpm)风的直线移动能力7002000不良10002000良好13002000良好通过将排气扇的转数增加到2000rpm并固定不变且增减吸气扇的转数,来观察风的直线移动能力,其结果为,当吸气扇的转数为1000rpm以上时,呈现出良好的直线移动能力。在吸气扇的转数为1000rpm的情况和吸气扇的转数为1300rpm的情况下,均呈现出良好的直线移动能力和相似的风的送风距离。在这种情况下,当用于驱动吸气扇的耗电量为低耗电量1000rpm时,将呈现出最高的效率。如通过上述实验所观察到的,当排气扇的转数为吸气扇的2倍时,呈现出良好的风的直线移动能力和功率效率。当排气扇与吸气扇的转数(rpm)之比为1:2时较为妥当,若吸气扇转数为r1,排气扇转数为r2,则优选地,r1:r2可以为1:1.5至1:1.7,更加优选地可以为1:1.7至1:2,最优选地可以为1:2。另一方面,参照图6a、图6b以及图6c,本发明的空气循环器100具有在壳体组装体110的外周面形成有吸气孔或者排气孔的结构,可以根据这种结构,使壳体组装体110内部产生的涡流最小化。在图6a、图6b以及图6c中,对基于壳体组装体110的结构的风的直线移动能力以及涡流产生进行实验。图6a为对在壳体组装体110的外周面未形成有吸气孔和排气孔的实心壳体的风的直线移动能力的评估结果,图6b为对在吸气扇壳体111的外周面形成有吸气孔的壳体组装体110的风的直线移动能力的评估结果,图6c为对在吸气扇壳体111的外周面形成有吸气孔且在排气扇壳体112的外周面形成有排气孔的壳体组装体110的风的直线移动能力的评估结果。三个壳体组装体均在相同条件下进行的实验,即,驱动所有吸气扇和排气扇,将吸气扇设定为750rpm,排气扇设定为1500rmp,并使吸气扇和排气扇沿着相互相反的向进行旋转。根据图6a的实心壳体的评估结果,尽管呈现出风的直线移动能力,但是送风距离较短,而图6b以及图6c的壳体组装体呈现出良好的直线移动能力和送风距离。如图7所示,确认到,由于流动干涉现象,实心壳体在壳体内部产生涡流,并且由于其作用而改变部分层流,从而导致送风距离减少,相反地,在吸气扇壳体上形成有吸气孔,或者在吸气扇壳体和排气扇壳体上均形成有吸气孔和排气孔的壳体组装体中去除了因流动干涉现象引起的涡流,从而可以具有良好的风的直线移动能力和送风距离。以上对本发明实施例作出说明,本发明的主旨不限于本说明书中所提出的实施例,且理解本发明的主旨的本领域普通技术人员可在等同的主旨范围内,通过附加、变更、删除、追加结构要素等,来轻松提出其他实施例,但其仍属于本发明的主旨范围。当前第1页1 2 3 
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