专利名称：建立高流量低流速流场的方法及用该方法输送流体的装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种建立高流量低流速场的技术，特别是以改变叶片的循环路径来破坏入侧与出侧流场平衡性，而使流体在不平衡的流场中产生流动的技术。
本发明的技术特别适合应用于横流式横流输送技术领域。本发明可应用于输送各种气态或液状流体，在目前的应用实例中，又特别适合于解决传统横流式横流送风装置的问题。
横流送风机的转速虽然较低，但是其产生的噪音比轴流式送风机的声音小；再者由于气流是从轴剖面的一侧进入，由另一侧排出，因此该送风机可轴向延长来增加出风面积及流量，基于这些特性，在分离式冷气机中广泛地应用该种送风机，其并且以静音的效果广受欢迎。
传统横流送风机1的问题，请参考
图1所示，由于其风轮17的圆周长及叶片10的分布形状，是以轴11为中心的垂直线Y呈左右对称，其离心力全部向外；亦即其离心力向着出风侧14，但也向着入风侧13而且彼此维持均等，因此离心力虽然在出风侧14做正功，但同时也在入风侧13做负功，阻止气流流动，以至于在风道12内无法引导气流从入风侧13朝出风侧14流动。以前曾有设计者改变了流道设计，在出风口侧装设翼形的扰流器15来破坏流场的平衡，亦即破坏了离心力的均匀，于是气流可朝着出风侧14流动，虽然如此，但其送风效率仍然很差。
横流送风机长久以来普遍地被应用于有静音需求，且不要求高转速及大风量的设备上，所有的研究人员皆只是不断地研究风道的形状与导流方式，譬如像图1所示，将出风侧14的风道宽度减少，但该已有技术对其送风效率仍无法明显改善。
图2显示的已有技术，是目前将横流式送风机构用在分离式冷气机的室内机的实施例，其入风侧13连接着热交换器16。虽然其入风侧是大于出风侧，但入风侧的风道断面积不可与风轮的直径相差太多，虽然如此，在消费者对产品迷你化的需求下，其风轮的直径将尽量缩小，相对的风轮的入风侧13断面积也会随着风轮而缩小，乃致与热交换器16的断面积相差甚多，将会造成严重的压损。
本发明的目的在于，主要在以叶片的布设方式来破坏流场的平衡性，使出口侧与入口侧的流场呈不同的二维化，而导引流体流动。
本发明的另一目的在于，提供一种横流送风机，其叶片循着一循环路径前进时，可产生朝某一特定方向的有效做功向量。
本发明的再一目的在于，提供一种横流送风方法，其出风侧的流体流动方向可利用最前端的送风叶片来引导。
本发明的又一目的在于，提供一种横流送风装置，其叶片与轮子彼此分离。
本发明的进一目的在于，提供一种非圆轨迹式横流输送流体单元，其有一外凸的非圆形轨道与一带动叶片的转轮，或者有至少三个轮子，且各叶片被组合在环绕着该三个轮子的带体上。
本发明的更一目的在于，提供一种横流送风机，其入风侧不必特意地远大于出风侧，仍然具有良好的气流流动状态。
为达成前述目的，是藉由做功的叶片循一定的非圆循环路径前进时，其各叶片作正功的离心力大于阻流的负功离心力总和，而破坏流场的平衡，形成两维化的流场，且向着气流流动方向最前端的叶片具有导流的功用。在实施例上，多数的叶片组装在环状的带体上，该带体环绕于一半月形外凸的轨道上，或于至少三个轮子上，且其中至少有一驱动轮。三个轮子与带体还可组合成一非圆轨迹式横流输送流体单元，供方便装设在风道中；所述建立高流量低流速流场的方法是由做功叶片循一定非圆形的循环路径前进，使该叶片对流场中朝某一方向做功的向量总和大于朝另一相反方向的向量总和，以形成不平衡的两维流场，而导引流体的流向；包括a.在一流道内建立一非圆形的不对称循环轨道；b.在一环状带体上安置若干直立叶片；c.提供必要的动力使前述环状带体能于前述循环轨道上循环前进，以产生不平衡的两维流场使流体流动；建立高流量低流速流场输送流体的装置包括一流体通道；一非圆形的轨道装置装设在上述流体通道中；一环状带体具有多数叶片，环绕于上述轨道装置上；以及一驱动件，驱动上述环状带体沿上述轨道装置前进，以在上述流体通道内形成两维不平衡的流场；在该装置中还包括一种非圆轨迹式横流输送流体单元，该输送流体单元包括一非圆形的轨道装置供装设在上述流体通道中；一环状带体具有多数叶片，环绕于上述轨道装置上；以及一驱动件，驱动上述环状带体沿上术轨道装置前进，以在上述流体通道内形成两维不平衡的流场；另一种输送流体单元包括一对相对着的轴板；一第一轮与一第二轮以及一前轮各具有一轮轴，分别枢设于上述二轴板之间，且上述各轮轴其中之一固定着一驱动件；以及一环状的带体具有多数叶片，环绕于上述第一轮、上述第二轮与上述前轮；非圆轨迹式横流送风机包括一风道，具有一入风侧与一出风侧；其中上述入风侧结合着一热交换装置；一第一轮具有一轮轴，枢设于上述风道中；一第二轮具有一轮轴，枢设于上述风道中；一较上述第一轮及上述第二轮直径皆大的前轮具有一轮轴，枢设于上述风道中的出风侧；以及一环状的带体具有多数叶片，环绕于上述第一轮、上述第二轮与上述前轮。
兹以附图阐明本发明的技术特征与较佳的实施例，其中，图1是已有横流送风机的示意图。
图2是已有横流送风机的应用实施例示意图。
图3A与图3B分别是本发明非圆轨迹式横流送风机的截面示意图，显示两种不同的实施例。
图4是本发明应用的实施例示意图。
图5是本发明的实施流程图。
本发明所提供的非圆轨迹式横流送风方法，可改善横流送风技术的效率。本发明提供的技术，在于其做功叶片循非圆的循环路径前进时，有较大的做功向量总和是朝着流体准备输送的方向，来破坏流场的平衡，而形成两维化的流场。
前述方法建立流场的步骤，包括先选择一至少双向的流道；建立一非圆形的不对称循环轨道在流道中；分布多数叶片在一环状带体上；套装设置了多数叶片的环状带体于循环轨道上；以及驱动环状带体，并使其循着循环轨道朝一特定方向前进，以产生不平衡的两维流场使流体流动。
在目前可直接广泛应用本发明方法的对象，是选择一管状风道为流道，并将本发明方法应用来制成输送各种流体，特别是空气的装置。以送风装置为例，请参考图3A，先在流体通道，譬如是风道4中枢设第一输22与第二轮23，并且在风道4的出风侧42枢设一前轮21；接着，可先组装多数叶片31在环状带体3上，甚至也可以特殊的制造方法使各叶片31与带体3一体成型，最后环绕带体3于第一轮22，第二轮23与前轮21上；再下来，只需选择驱动第一轮，第二轮或前轮其中之一，使带体环绕即可。又，像图4所示，可进一步枢设一惰轮24在出风侧42，且位于第一轮22，第二轮23与前轮21三者之间；及环绕带体3由第一轮22经该惰轮24后再环绕至第二轮23，则可形成另一的送风构造，其本质与图3A的特征是相同的，但图4进一步显示本发明应用的实例，其入风侧41衔接于一热交换器5，并且藉着筒状的风管6来形成风道4。图3B则显示一固定在风道4中半月形轨道结构25，来取代图3A的第一轮与第二轮，并且可使朝向着出风侧42的形状呈拱状。有一驱动轮26与该轨道结构25搭配，来驱转带体3，又最好在风道内缘，围绕着驱动轮26有一阻流构造，像假想线所示的40，这样将使出风侧的有效做功向量增加。
由图3A显示的实施例，可了解本发明也可构成整体上成为一个积体组件的非圆轨迹式横流输送流体单元2，供固定在风道4中送风，该送风单元2包括一对相对着最好是彼此平行且相对称的轴板20，另一侧的轴板在图中省略。有一第一轮22与一第二轮23以及一前轮21各具有一轮轴221，231，211，分别枢设于二轴板20之间，且其中之一的轮轴固定着一驱动件(图中省略)；前述非圆轨迹式横流输送流体单元还包括一环状的带体3具有多数叶片31，环绕于第一轮22、第二轮23与前轮21上。图3B的构造也可成为一积体组件自不待赘述。
前述非圆轨迹式横流输送流体单元2进一步如图4所示，还可在第一轮22与第二轮23之间枢设一惰轮24，来增加叶片向出风侧做正功的离心力总和。不管是图3A、图3B或图4或其他类似的实施型状，前述非圆轨迹式横流输送流体单元2皆可个别实施例为一产品、甚至，该单元还可先整体被包覆且固定在一筒状风管6中，成为一个产品单元。当然，前轮21应保持在风道4的出风侧42。由图3A、图3B与图4显示了朝向出风侧带体32上各叶片产生的离心力，其总和大于朝向入风侧41的总量，且可由前轮21安装的位置，来影响导引出风气流的方向。显然，前轮21的轮轴211中心至第一轮22的轮轴221中心的距离，大于或小于或等于至第二轮23的轮轴231中心的距离皆无不可。驱动件只要能驱动第一轮、第二轮或前轮甚至于惰轮其中之一，即可使上述送风机运转。
图4显示本发明应用于分离式冷气的室内机中，在入风侧结合着热交换器5，其入风侧宽度不必缩小，因此风量可提高，噪音亦可降低，相较于图2的已有技术确实有显著的功效增进。本发明形成的两维流场不会在风道4产生旋流，而且本发明的送风单元可成为窄长形，不一定要像传统的装置大部份是圆形，应用上可更方便。横流送风机可轴向延伸增长，因此本发明可产生低回转速、低风速但具有高送风量的功效。
权利要求
1.一种建立高流量低流速流场的方法，其特征在于，是由做功叶片循一定非圆形的循环路径前进，使该叶片对流场中朝某一方向做功的向量总和大于朝另一相反方向的向量总和，以形成不平衡的两维流场，而导引流体的流向。
2.按权利要求1所述的建立高流量低流速流场的方法，其特征在于，其中叶片的循环前进是藉由一带体沿所述的非圆形循环路径前进而带动。
3.一种建立高流量低流速流场的方法，其特征在于，包括a.在一流道内建立一非圆形的不对称循环轨道；b.在一环状带体上安置若干直立叶片；c.提供必要的动力使前述环状带体能于前述循环轨道上循环前进，以产生不平衡的两维流场使流体流动。
4.按权利要求3所述的建立高流量低流速流场的方法，其特征在于，是选择一管状风道为流道。
5.一种建立高流量低流速流场输送流体的装置，其特征在于，包括一流体通道；一非圆形的轨道装置装设在上述流体通道中；一环状带体具有多数叶片，环绕于上述轨道装置上；以及一驱动件，驱动上述环状带体沿上述轨道装置前进，以在上述流体通道内形成两维不平衡的流场。
6.按权利要求5所述的建立高流量低流速流场输送流体的装置，其特征在于，其中流体通道是一管状风道。
7.按权利要求5所述的建立高流量低流速流场输送流体的装置，其特征在于，其中上述轨道装置是一半月形外凸结构，且上述驱动件是枢设在该结构一隅，构成其外围的一部份。
8.按权利要求5所述的建立高流量低流速流场输送流体的装置，其特征在于，其中上述轨道装置包括一第一轮与一前轮，两者与上述驱动件彼此形成三角形分布结构，且其中三者之一是较突出于上述流体通道的出口侧。
9.按权利要求8所述的建立高流量低流速流场输送流体的装置，其特征在于，其中上述轨道装置还包括一惰轮，且该惰轮位于上述三角形分布结构中。
10.按权利要求5所述的建立高流量低流速流场输送流体的装置，其特征在于，其中上述叶片是逐一等距地组装于上述带体上。
11.按权利要求8所述的建立高流量低流速流场输送流体的装置，其特征在于，其中上述前轮的轮轴中心至上述第一轮的轮轴中心的距离，大于或小于或等于至上述驱动件的轮轴中心的距离。
12.一种非圆轮迹式横流输送流体单元，其特征在于，该输送流体单元包括一非圆形的轨道装置供装设在上述流体通道中；一环状带体具有多数叶片，环绕于上述轨道装置上；以及一驱动，驱动上述环状带体沿上术轨道装置前进，以在上述流体通道内形成两维不平衡的流场。
13.一种非圆轨迹式横流输送流体单元，其特征在于，该输送流体单元包括一对相对着的轴板；一第一轮与一第二轮以及一前轮各具有一轮轴，分别枢设于上述二轴板之间，且上述各轮轴其中之一固定着一驱动件；以及一环状的带体具有多数叶片，环绕于上述第一轮、上述第二轮与上述前轮。
14.按权利要求12或13所述的非圆轨迹式横流输送流体单元，其特征在于，其中上述叶片是逐一等距地组装于上述带体上。
15.按权利要求13所述的非圆轨迹式横流输送流体单元，其特征在于，其中上述前轮的轮轴中心至上述第一轮的轮轴中心的距离，大于或小于或等于至上述第二轮的轮轴中心的距离。
16.按权利要求13所述的非圆轨迹式横流输送流体单元，其特征在于，还包括枢设一惰轮，且位于上述第一轮、上述第二轮与上述前轮三者之间；及环绕上述带体由上述第一轮经上述惰轮后再环绕至上述第二轮。
17.一种非圆轨迹式横流送风机，其特征在于，包括一风道，具有一入风侧与一出风侧；其中上述入风侧结合着一热交换装置；一第一轮具有一轮轴，枢设于上述风道中；一第二轮具有一轮轴，枢设于上述风道中；一较上述第一轮及上述第二轮直径皆大的前轮具有一轮轴，枢设于上述风道中的出风侧；以及一环状的带体具有多数叶片，环绕于上述第一轮、上述第二轮与上述前轮。
全文摘要
一种建立高流量低流速流场的方法及用该方法输送流体的装置,是藉由做功叶片循一定非圆形的循环路径前进时,使流场中朝某一方向做功的向量总和大于朝另一相反方向的向量总和,以形成不平衡的两维流场,而导引流体的流向。其中,并介绍具体应用于送风机以及分离式冷气机的实例。
文档编号F04D1/00GK1196450SQ9710393
公开日1998年10月21日 申请日期1997年4月16日 优先权日1997年4月16日
发明者李达生, 胡铭道, 郑名山, 曹芳海 申请人:财团法人工业技术研究院