一种空气净化器的气流驱动装置的制作方法

本实用新型涉及空气净化设备技术领域，具体涉及一种空气净化器的气流驱动装置。

背景技术：

空气净化器又称空气清洁器、空气清新机、净化器，是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物，空气污染物一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等。空气净化器的原理一般是通过机械等方式将空气通过进风口吸入到设备的内部，并经过安装在设备内部的过滤器或其他类型的净化模块，通过过滤、吸附或分解等方式，取出被吸入设备内部的空气中部分污染物，再通过出风口释放到空气中。

空气净化器或类似设备通过风机产生的吸力将空气吸过滤网，进入到风机内部，再被旋转的扇叶推到出风口排出。滤网通常放在风机的前面，这么设置的原因是空气经过净化后再进入离心风机，对离心风机是个很好的保护，可以延长设备的使用寿命，也可避免离心风机内部长期积灰后产生异味等问题。由于滤网通常具有一定的阻力，所有空气净化器或类似设备一般都使用带蜗壳的离心风机。蜗壳的作用是在将空气导向出口的同时将动压转化成静压，改善离心风机的效率和压力性能，从而克服滤网带来的阻力，产生一定的风量。对于大部分空气净化器使用的前倾离心风机来说，蜗壳是风道必不可少的重要部分。

通常蜗壳的曲线是根据离心风机的设计参数，依据阿基米德曲线，或对数曲线，或四段圆弧模拟上述两类曲线，或对前两类曲线所做的其他模拟。整个风道对离心风机近乎全包裹的状态，只在出风口具有开口供风排出。对于蜗壳离心风机而言，由于蜗壳的存在，整个风道的尺寸较大。通常情况下，空气净化系统的离心风机直径一般只有整体尺寸的50%-75%，而离心风机的大小，是空气净化系统风量的决定性因素之一。

一个典型的空气净化器用离心风机蜗壳，中间的圆为离心风机的叶轮外缘，进风口在离心风机的中间，外面的曲线是蜗壳，上面是出风口。风沿垂直于平面的方向进入，随着离心风机扇叶的旋转，通过蜗壳内不断变大的区域，从上部出风口排出。对于一般家用的空气净化器，离心风机的出风口与叶轮的朝上开口的风道，在空气净化器不使用的时间里，会落入大量的灰尘或杂物。这些灰尘回污染离心风机内部，当用户在下次重新使用时会再次喷出，带来不好的用户体验。而离心风机内部被污染后，也存在微生物生长等二次污染的风险。由于空气净化器的空气是先经过滤网，再经过离心风机，所述离心风机风机内部污染是无法被滤网所过滤掉的。

对于一般家用的空气净化器，朝上开口的风道，在空气净化器不使用的时间里，会落入大量的灰尘或杂物。这些灰尘回污染离心风机内部，当用户在下次重新使用时会再次喷出，带来不好的用户体验。而风机内部被污染后，也存在微生物生长等二次污染的风险。由于空气净化器的空气是先经过滤网，再经过风机，所述风机内部污染是无法被滤网所过滤掉的。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种结构简单，且可实现侧面同时出风的一种空气净化器的气流驱动装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种空气净化器的气流驱动装置，其包括有空气净化器壳体，离心风机，所述离心风机包括蜗壳风道，叶轮，所述蜗壳风道出风口的出风方向轴所在的平面与所述叶轮轴向进风方向叶轮轴所在的水平平面在空间呈平行布置。

优选地，所述蜗壳风道出风口设置于其壳体的侧向并与叶轮水平直径呈垂直布置，所述蜗壳风道各出风口出风方向沿蜗壳曲线的切线方向侧向出风并同为逆时针或顺时针方向。

优选地，所述蜗壳风道至少包括两段对称设置的蜗壳曲线段，各蜗壳曲线段包括曲线模拟起点、蜗舌、曲线，各蜗壳曲线段依曲线模拟起点、蜗舌、曲线为序由内向外渐开呈渐开线状，两相邻蜗壳曲线段的蜗舌间的相位差至少为90度，所述蜗壳风道内各段蜗壳曲线对应设置在叶轮外缘25%-50%的区域，所述蜗舌与叶轮间设有间隙，所述间隙为叶轮外径的2%-10%，所述叶轮的外径与两段对称蜗壳曲线左右最远处距离的比值大于75%。

优选地，所述蜗壳风道的各段蜗壳曲线段的曲线形状为阿基米德曲线，或对数曲线，或以上两种曲线的模拟。

优选地，所述蜗舌为单圆弧状蜗舌或双圆弧蜗舌，所述蜗舌直径为叶轮外径的2%-8%。

优选地，所述蜗壳风道的各段蜗壳曲线段的蜗舌与曲线为分体结构，所述蜗舌与曲线通过连接为一整体。

优选地，所述蜗壳风道的各段蜗壳曲线段的蜗舌与曲线为分体结构，所述蜗壳分为两段，所述上下两段蜗壳均与所述空气净化器壳体卡接形成一完整蜗壳。

优选地，所述蜗壳风道的各段蜗壳曲线的蜗舌与曲线为一整体结构。

优选地，蜗舌的弧线终点与所述空气净化器外壳内壁触接，所述空气净化器外壳内壁与蜗壳曲线相切。

本实用新型技术方案的优点主要体现在：该空气净化器的气流驱动装置可实现侧面同时出风的设计，与现有技术出风口在上部相比，大大降低了灰尘或异物从上部进入到系统内部的风险，提高了可靠性和用户体验；两侧出风风量均等，不会造成系统运行时的不平衡；风机尺寸与系统的总宽度（两端曲线左右最远处的距离）的比值，可以达到80%-90%或者以上，显著大于原有方案的50%-75%，即在系统宽度确定的情况下，采用本实用新型技术方案可以选用尺寸更大的风机，从而达到更大的风量，或者说，在使用相同风机的情况下，采用本实用新型技术方案的系统尺寸可以做到更小。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。其中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图中标号为：1---空气净化器壳体，2---离心风机，21---蜗壳风道， 211---蜗壳风道出风口，212---出风口外延延长线，4---蜗壳曲线，41---曲线模拟起点，42---蜗舌，43---曲线，44---蜗壳的其它部分。

具体实施方式

本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

如图1所示，一种空气净化器的气流驱动装置，其包括有空气净化器壳体1，离心风机2。所述离心风机2包括蜗壳风道21，叶轮，所述蜗壳风道出风口的出风方向轴所在的平面与所述叶轮轴向进风方向叶轮轴所在的水平平面在空间呈平行布置，在本实用新型的技术方案中，气流沿离心风机的轴向进风，切向出风。

如图1所示，所述蜗壳风道出风口211设置于其壳体的侧向并与叶轮直径呈垂直布置，所述蜗壳风道各出风口出风方向沿蜗壳曲线的切线方向侧向出风并同为逆时针或顺时针方向。所述蜗壳风道至少包括两段对称设置的蜗壳曲线，如图1所示，各蜗壳曲线4包括曲线模拟起点41、蜗舌42、曲线43。蜗舌的弧线终点与所述空气净化器外壳内壁触接，所述空气净化器外壳内壁与蜗壳曲线相切。所述蜗壳42的作用是将离开所述叶轮22的气体导向蜗壳出口，并将部分动压转变为静压。蜗壳的结构是复杂的空间曲面体，蜗壳是离心通风机的关键部件，蜗壳型线直接关系到所述蜗壳内的流动损失，还对叶轮的气动性能有很大影响，它直接影响风机的效率及输出流量、压力等性能参数。

如图1所示，其中中间圆为叶轮的外沿，外面两端曲线是对称的两个蜗壳，箭头指示了出风的方向。本图描述的是叶轮朝一个方向旋转的示例，如果叶轮旋转方向相反，那么两个蜗壳和风向也应对应反过来。

如图1所示，各蜗壳曲线依曲线模拟起点41、蜗舌42、曲线43为序由内向外渐开，两相邻蜗壳曲线段的蜗舌间的相位差至少为90度。所述蜗壳风道内各段蜗壳曲线分别包裹叶轮外缘25%-50%的区域，在本实施例中，所述蜗壳风道内各段蜗壳曲线的优选为分别包裹叶轮外缘30%-45%的区域。而现有技术的技术方案中整个风道对离心风机近乎全包裹的状态，只在出风口具有开口供风排出。

所述蜗舌42与叶轮间的间隙为叶轮外径的2%-10%，在本实施例中，所述蜗舌42与叶轮间的间隙优选为叶轮外径的3%。所述叶轮22的外径与两段对称蜗壳曲线左右最远处距离的比值大于75%，在本实施例中，所述所述叶轮的外径与两段对称蜗壳曲线左右最远处距离的比值可以达到80%-90%或者以上，显著大于现有技术方案中的50%-75%。在两段对称蜗壳曲线左右最远处距离确定的情况下，采用本实用新型可以选用尺寸更大的风机，从而达到更大的风量，或者说，在使用相同风机的情况下，采用本实用新型技术方案的系统尺寸可以做到更小。

如图1所示，所述蜗壳风道以叶轮外径圆的0度为基准，以其中一段蜗壳曲线为基准线，在270-360度之间设置基准线的模拟起点，在270-315度之间设置基准线的蜗舌，所述基准蜗舌外延折线与另一段蜗壳曲线对应段构成基准出风口，所述基准出风口外缘的延长线212在270-360度之间，所述各段蜗壳曲线基于基准线对称设置。

所述蜗壳风道的各段蜗壳曲线的曲线形状为阿基米德曲线，或对数曲线，或以上两种曲线的模拟。曲线的长度与现有方案有本质的区别，即单一蜗壳的长度比本方案的两段蜗壳要长很多。所述蜗舌42为单圆弧状蜗舌或双圆弧蜗舌，所述蜗舌直径为叶轮外径的2%-8%，在本实施例中，所述蜗舌直径优选为叶轮外径的3%-4%；所述蜗舌也可采用多段设计。

所述蜗壳风道的各段蜗壳曲线的蜗舌与曲线为分体结构，所述蜗舌42与曲线通过连接为一整体。在本实用新型技术方案中，所述蜗壳分为两段，所述上下两段蜗壳均与空气净化器壳体卡接，形成一完整蜗壳。

所述蜗壳风道的各段蜗壳曲线的蜗舌与曲线为一整体结构。在本实施例中，所述蜗壳和所述蜗舌可为一体式连接也可为分离式连接，所述蜗壳和所述蜗舌可以在生产中作为一个整体，也可以做成分离的两个部件分别生产，然后组装。分离成两个部件的好处是不用顾虑连接处的强度，连接面的厚度可以做到非常薄。蜗壳如一体制作，只能使用一种材料。分离制作后，蜗舌可以采用泡沫材料制作以减少噪音，而其它部分可以仍然采用塑料，金属或其它材料制作，并与机壳的其它部分一同制作，节约总体生产成本。

所述蜗壳风道曲线为两段对称设置的蜗壳曲线，两相邻段蜗壳曲线的蜗舌间的相位差为180度。所述蜗壳风道曲线设置成两段是最佳的，所述蜗壳风道曲线设置成两段可使风机直径/净化器的宽度达到最大，从而可以实现在一定空气净化器的尺寸下使用最大直径风机的目的，即在图1示意图中90度和270度方向，假设90度方向的位置为A，270度方向的额位置为B，A到B之间的距离为所述空气净化器的宽度，所述蜗壳离所述离心风机最近。

本技术方案对以下几种情况的蜗壳形状进行了分析，我们考虑以下几种情况：完整的一段蜗壳，本技术方案中的两段蜗壳，三段蜗壳，四段蜗壳，及多段蜗壳。蜗壳的曲线是由内向外逐渐旋转出去的，越靠近蜗舌的地方离风机越近。由于90度的位置与270度的位置对称，两段蜗壳可以正好把最窄的地方分别放在90度和270度的位置，而三段或大于三段的任何奇数段蜗壳（假设每段蜗壳是一样的），是无法做到把最窄的地方正好排列在90度和270度这两个地方。因此两段蜗壳的排列，是优于任何单数段蜗壳的。

比两段蜗壳更多的偶数段蜗壳，如四段，是可以做到更好把其中的两段蜗壳的最窄处分别放在90度和270度的位置。以下阐述为什么四段或更多段蜗壳不如两段蜗壳的效果好，原因是：由于蜗壳的开口必须具有相当的开度，否则压在蜗壳里的风会吹不出去，造成系统性能的下降。一般来说，蜗壳越短，其曲线向外旋转的幅度就越大，以达到最后能有较大开口的目的。也就是说，蜗壳越短，曲线从“曲线起点”（即蜗壳的虚拟部分与风机距离为零）开始往外旋转的幅度比更长的蜗壳对应的曲线要大。因此，从蜗舌（即蜗壳实际开始的地方）开始，其与风机的距离，也会更大一些。也就是说，四段或更多段蜗壳，其与风叶之间的距离是大于两段蜗壳的。进一步地说，一样的性能条件下，两段蜗壳可以做到在90度和270度的地方，比四段或更多段蜗壳更近。此外，如果是四段或更多段蜗壳的话，其出风口数目也会相应更多，无法做到把出风口只分布在左右两侧。

实施例1：在本实施例中，所述蜗舌优选为单圆弧状蜗舌，所述叶轮的外径与两段对称蜗壳曲线左右最远处距离的比值大于90%，更进一步地，所述叶轮的外径与两段对称蜗壳曲线左右最远处距离的比值为95%。两蜗舌与叶轮间的间隙在本实施例中优选为叶轮外径的3%-5%。

所述蜗壳风道内两段蜗壳曲线分别包裹风机外缘30%-45%的区域；每段曲线与风机之间距离的关系为：额定风量大的系统，曲线的开口应该更大，额定风量小的系统，曲线的开口应该更小。

所述蜗壳风道以叶轮外径圆的0度为基准，以其中一段蜗壳曲线为基准线，在270-315度之间设置基准线的模拟起点，在本实施例中，优选为在270度这点设置基准线的模拟起点。在270度设置基准线的蜗舌，在225度设置所述基准线的蜗舌外延折线，所述基准蜗舌外延折线与曲线对应段构成基准出风口，所述基准出风口外缘的延长线在255度该点位置。

所述另一段蜗壳曲线基于基准线对称设置，其模拟起点在90-135度之间，在90-105度之间设置蜗舌，所述蜗舌外延折线与曲线对应段构成另一出风口，所述出风口外缘的延长线在90-180度之间，所述蜗壳风道两出风口出风方向沿蜗壳曲线的切线方向为双侧出风并同为逆时针方向。

如图1所示，在本实施例中所述蜗舌42和叶轮外沿在270度的地方平滑连接，共同构成阿基米德曲线或对数曲线的一部分，连接部分是最薄处。所述蜗壳与蜗壳的其他部分可以在生产中作为一个整体，也可以做成分离的两个部分分别生产，然后组装。分离成两个部件的好处是不用去顾虑连接处的强度，连接面的厚度可以做到非常薄。所述蜗壳如一体制作，只能使用一种材料。分离制作后，蜗舌可以采用泡沫材料制作以减少噪音，而其他部分可以仍然采用塑料，金属或其他材料制作，并与机壳的其他部分一同制作，节约总体生产成本。

实施例2：在本实施例中，所述蜗舌优选为单圆弧状蜗舌，所述叶轮的外径与两段对称蜗壳曲线左右最远处距离的比值大于90%，更进一步地，所述叶轮的外径与两段对称蜗壳曲线左右最远处距离的比值为90%。两蜗舌与叶轮间的间隙在本实施例中优选为叶轮外径的5%。

所述蜗壳风道内两段蜗壳曲线分别包裹风机外缘30%-45%的区域；每段曲线与风机之间距离的关系为：额定风量大的系统，曲线的开口应该更大，额定风量小的系统，曲线的开口应该更小。

所述蜗壳风道以叶轮外径圆的0度为基准，以其中一段蜗壳曲线为基准线，在本实施例中，优选在315度设置基准线的模拟起点。在285度设置基准线的蜗舌，所述基准蜗舌外延折线与另一段蜗壳曲线对应段构成基准出风口，所述基准出风口外缘的延长线在360度。

所述另一段蜗壳曲线基于基准线对称设置，其模拟起点在135度之间，在105度设置蜗舌，所述蜗舌外延折线与另一段蜗壳曲线对应段构成另一出风口，所述出风口外缘的延长线在180度，所述蜗壳风道两出风口出风方向沿蜗壳曲线的切线方向为双侧出风并同为逆时针方向。

如图1所示，在本实施例中所述蜗舌42和叶轮外沿在280度的地方平滑连接，共同构成阿基米德曲线或对数曲线的一部分，连接部分是最薄处。所述蜗壳与蜗壳的其他部分可以在生产中作为一个整体，也可以做成分离的两个部分分别生产，然后组装。分离成两个部件的好处是不用去顾虑连接处的强度，连接面的厚度可以做到非常薄。所述蜗壳如一体制作，只能使用一种材料。分离制作后，蜗舌可以采用泡沫材料制作以减少噪音，而其他部分可以仍然采用塑料，金属或其他材料制作，并与机壳的其他部分一同制作，节约总体生产成本。

市场上没有见到将风机出风口直接旋转90°从侧面出风的设计，主要是因为有两个障碍：一是空气净化器风量较大，从单侧出风会带来整个系统的不平衡；二是如果将整个系统横过来后，设备的宽度会大幅增加，不利于使用，目前侧面出风的空气净化器或设备，通常是使用了小尺寸的风机。本实用新型的该技术方案可应用在空气净化器中，实现了左右两侧同时出风的设计，与出风口在上部相比，大大降低了灰尘或异物从上部进入到系统内部的风险，提高了可靠性和用户体验。

本实用新型提出了一种新的风道技术方案，在使用同样大小（350×130）前向离心机所做的实验，在转速为300-800RPM下测试，两种方式的性能一致。而现有技术的技术方案的系统宽度为480，采用本实用新型的系统宽度为410，为现有技术技术方案的85%。以上转速区间为空气净化器的常用状态，因此本实用新型的技术方案对于空气净化器的气流驱动装置来说是适用的。

本技术方案具有结构新颖紧凑，出风均匀等特点，可实现双向出风，而且出风量均等，不会造成系统的不平衡，提高了出风量，从而提高该空气净化器的净化效率。

本实用新型通过对离心风机蜗壳的设计，达到了两个目的：一是可以在相同外尺寸的限制下，使用更大尺寸的离心风机，达到更大风量；二是把朝上的出风口，改成了两侧出风，减轻了设备非运行状态时内部的积灰问题，提高了使用寿命，改善了用户体验。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。