專利名稱：建立高流量低流速流場的方法及用該方法輸送流體的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種建立高流量低流速場的技術，特別是以改變葉片的循環(huán)路徑來破壞入側與出側流場平衡性，而使流體在不平衡的流場中產生流動的技術。
本發(fā)明的技術特別適合應用于橫流式橫流輸送技術領域。本發(fā)明可應用于輸送各種氣態(tài)或液狀流體，在目前的應用實例中，又特別適合于解決傳統(tǒng)橫流式橫流送風裝置的問題。
橫流送風機的轉速雖然較低，但是其產生的噪音比軸流式送風機的聲音??；再者由于氣流是從軸剖面的一側進入，由另一側排出，因此該送風機可軸向延長來增加出風面積及流量，基于這些特性，在分離式冷氣機中廣泛地應用該種送風機，其并且以靜音的效果廣受歡迎。
傳統(tǒng)橫流送風機1的問題，請參考

圖1所示，由于其風輪17的圓周長及葉片10的分布形狀，是以軸11為中心的垂直線Y呈左右對稱，其離心力全部向外；亦即其離心力向著出風側14，但也向著入風側13而且彼此維持均等，因此離心力雖然在出風側14做正功，但同時也在入風側13做負功，阻止氣流流動，以至于在風道12內無法引導氣流從入風側13朝出風側14流動。以前曾有設計者改變了流道設計，在出風口側裝設翼形的擾流器15來破壞流場的平衡，亦即破壞了離心力的均勻，于是氣流可朝著出風側14流動，雖然如此，但其送風效率仍然很差。
橫流送風機長久以來普遍地被應用于有靜音需求，且不要求高轉速及大風量的設備上，所有的研究人員皆只是不斷地研究風道的形狀與導流方式，譬如像圖1所示，將出風側14的風道寬度減少，但該已有技術對其送風效率仍無法明顯改善。
圖2顯示的已有技術，是目前將橫流式送風機構用在分離式冷氣機的室內機的實施例，其入風側13連接著熱交換器16。雖然其入風側是大于出風側，但入風側的風道斷面積不可與風輪的直徑相差太多，雖然如此，在消費者對產品迷你化的需求下，其風輪的直徑將盡量縮小，相對的風輪的入風側13斷面積也會隨著風輪而縮小，乃致與熱交換器16的斷面積相差甚多，將會造成嚴重的壓損。
本發(fā)明的目的在于，主要在以葉片的布設方式來破壞流場的平衡性，使出口側與入口側的流場呈不同的二維化，而導引流體流動。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種橫流送風機，其葉片循著一循環(huán)路徑前進時，可產生朝某一特定方向的有效做功向量。
本發(fā)明的再一目的在于，提供一種橫流送風方法，其出風側的流體流動方向可利用最前端的送風葉片來引導。
本發(fā)明的又一目的在于，提供一種橫流送風裝置，其葉片與輪子彼此分離。
本發(fā)明的進一目的在于，提供一種非圓軌跡式橫流輸送流體單元，其有一外凸的非圓形軌道與一帶動葉片的轉輪，或者有至少三個輪子，且各葉片被組合在環(huán)繞著該三個輪子的帶體上。
本發(fā)明的更一目的在于，提供一種橫流送風機，其入風側不必特意地遠大于出風側，仍然具有良好的氣流流動狀態(tài)。
為達成前述目的，是藉由做功的葉片循一定的非圓循環(huán)路徑前進時，其各葉片作正功的離心力大于阻流的負功離心力總和，而破壞流場的平衡，形成兩維化的流場，且向著氣流流動方向最前端的葉片具有導流的功用。在實施例上，多數(shù)的葉片組裝在環(huán)狀的帶體上，該帶體環(huán)繞于一半月形外凸的軌道上，或于至少三個輪子上，且其中至少有一驅動輪。三個輪子與帶體還可組合成一非圓軌跡式橫流輸送流體單元，供方便裝設在風道中；所述建立高流量低流速流場的方法是由做功葉片循一定非圓形的循環(huán)路徑前進，使該葉片對流場中朝某一方向做功的向量總和大于朝另一相反方向的向量總和，以形成不平衡的兩維流場，而導引流體的流向；包括a.在一流道內建立一非圓形的不對稱循環(huán)軌道；b.在一環(huán)狀帶體上安置若干直立葉片；c.提供必要的動力使前述環(huán)狀帶體能于前述循環(huán)軌道上循環(huán)前進，以產生不平衡的兩維流場使流體流動；建立高流量低流速流場輸送流體的裝置包括一流體通道；一非圓形的軌道裝置裝設在上述流體通道中；一環(huán)狀帶體具有多數(shù)葉片，環(huán)繞于上述軌道裝置上；以及一驅動件，驅動上述環(huán)狀帶體沿上述軌道裝置前進，以在上述流體通道內形成兩維不平衡的流場；在該裝置中還包括一種非圓軌跡式橫流輸送流體單元，該輸送流體單元包括一非圓形的軌道裝置供裝設在上述流體通道中；一環(huán)狀帶體具有多數(shù)葉片，環(huán)繞于上述軌道裝置上；以及一驅動件，驅動上述環(huán)狀帶體沿上術軌道裝置前進，以在上述流體通道內形成兩維不平衡的流場；另一種輸送流體單元包括一對相對著的軸板；一第一輪與一第二輪以及一前輪各具有一輪軸，分別樞設于上述二軸板之間，且上述各輪軸其中之一固定著一驅動件；以及一環(huán)狀的帶體具有多數(shù)葉片，環(huán)繞于上述第一輪、上述第二輪與上述前輪；非圓軌跡式橫流送風機包括一風道，具有一入風側與一出風側；其中上述入風側結合著一熱交換裝置；一第一輪具有一輪軸，樞設于上述風道中；一第二輪具有一輪軸，樞設于上述風道中；一較上述第一輪及上述第二輪直徑皆大的前輪具有一輪軸，樞設于上述風道中的出風側；以及一環(huán)狀的帶體具有多數(shù)葉片，環(huán)繞于上述第一輪、上述第二輪與上述前輪。
茲以附圖闡明本發(fā)明的技術特征與較佳的實施例，其中，圖1是已有橫流送風機的示意圖。
圖2是已有橫流送風機的應用實施例示意圖。
圖3A與圖3B分別是本發(fā)明非圓軌跡式橫流送風機的截面示意圖，顯示兩種不同的實施例。
圖4是本發(fā)明應用的實施例示意圖。
圖5是本發(fā)明的實施流程圖。
本發(fā)明所提供的非圓軌跡式橫流送風方法，可改善橫流送風技術的效率。本發(fā)明提供的技術，在于其做功葉片循非圓的循環(huán)路徑前進時，有較大的做功向量總和是朝著流體準備輸送的方向，來破壞流場的平衡，而形成兩維化的流場。
前述方法建立流場的步驟，包括先選擇一至少雙向的流道；建立一非圓形的不對稱循環(huán)軌道在流道中；分布多數(shù)葉片在一環(huán)狀帶體上；套裝設置了多數(shù)葉片的環(huán)狀帶體于循環(huán)軌道上；以及驅動環(huán)狀帶體，并使其循著循環(huán)軌道朝一特定方向前進，以產生不平衡的兩維流場使流體流動。
在目前可直接廣泛應用本發(fā)明方法的對象，是選擇一管狀風道為流道，并將本發(fā)明方法應用來制成輸送各種流體，特別是空氣的裝置。以送風裝置為例，請參考圖3A，先在流體通道，譬如是風道4中樞設第一輸22與第二輪23，并且在風道4的出風側42樞設一前輪21；接著，可先組裝多數(shù)葉片31在環(huán)狀帶體3上，甚至也可以特殊的制造方法使各葉片31與帶體3一體成型，最后環(huán)繞帶體3于第一輪22，第二輪23與前輪21上；再下來，只需選擇驅動第一輪，第二輪或前輪其中之一，使帶體環(huán)繞即可。又，像圖4所示，可進一步樞設一惰輪24在出風側42，且位于第一輪22，第二輪23與前輪21三者之間；及環(huán)繞帶體3由第一輪22經該惰輪24后再環(huán)繞至第二輪23，則可形成另一的送風構造，其本質與圖3A的特征是相同的，但圖4進一步顯示本發(fā)明應用的實例，其入風側41銜接于一熱交換器5，并且藉著筒狀的風管6來形成風道4。圖3B則顯示一固定在風道4中半月形軌道結構25，來取代圖3A的第一輪與第二輪，并且可使朝向著出風側42的形狀呈拱狀。有一驅動輪26與該軌道結構25搭配，來驅轉帶體3，又最好在風道內緣，圍繞著驅動輪26有一阻流構造，像假想線所示的40，這樣將使出風側的有效做功向量增加。
由圖3A顯示的實施例，可了解本發(fā)明也可構成整體上成為一個積體組件的非圓軌跡式橫流輸送流體單元2，供固定在風道4中送風，該送風單元2包括一對相對著最好是彼此平行且相對稱的軸板20，另一側的軸板在圖中省略。有一第一輪22與一第二輪23以及一前輪21各具有一輪軸221，231，211，分別樞設于二軸板20之間，且其中之一的輪軸固定著一驅動件(圖中省略)；前述非圓軌跡式橫流輸送流體單元還包括一環(huán)狀的帶體3具有多數(shù)葉片31，環(huán)繞于第一輪22、第二輪23與前輪21上。圖3B的構造也可成為一積體組件自不待贅述。
前述非圓軌跡式橫流輸送流體單元2進一步如圖4所示，還可在第一輪22與第二輪23之間樞設一惰輪24，來增加葉片向出風側做正功的離心力總和。不管是圖3A、圖3B或圖4或其他類似的實施型狀，前述非圓軌跡式橫流輸送流體單元2皆可個別實施例為一產品、甚至，該單元還可先整體被包覆且固定在一筒狀風管6中，成為一個產品單元。當然，前輪21應保持在風道4的出風側42。由圖3A、圖3B與圖4顯示了朝向出風側帶體32上各葉片產生的離心力，其總和大于朝向入風側41的總量，且可由前輪21安裝的位置，來影響導引出風氣流的方向。顯然，前輪21的輪軸211中心至第一輪22的輪軸221中心的距離，大于或小于或等于至第二輪23的輪軸231中心的距離皆無不可。驅動件只要能驅動第一輪、第二輪或前輪甚至于惰輪其中之一，即可使上述送風機運轉。
圖4顯示本發(fā)明應用于分離式冷氣的室內機中，在入風側結合著熱交換器5，其入風側寬度不必縮小，因此風量可提高，噪音亦可降低，相較于圖2的已有技術確實有顯著的功效增進。本發(fā)明形成的兩維流場不會在風道4產生旋流，而且本發(fā)明的送風單元可成為窄長形，不一定要像傳統(tǒng)的裝置大部份是圓形，應用上可更方便。橫流送風機可軸向延伸增長，因此本發(fā)明可產生低回轉速、低風速但具有高送風量的功效。
權利要求
1.一種建立高流量低流速流場的方法，其特征在于，是由做功葉片循一定非圓形的循環(huán)路徑前進，使該葉片對流場中朝某一方向做功的向量總和大于朝另一相反方向的向量總和，以形成不平衡的兩維流場，而導引流體的流向。
2.按權利要求1所述的建立高流量低流速流場的方法，其特征在于，其中葉片的循環(huán)前進是藉由一帶體沿所述的非圓形循環(huán)路徑前進而帶動。
3.一種建立高流量低流速流場的方法，其特征在于，包括a.在一流道內建立一非圓形的不對稱循環(huán)軌道；b.在一環(huán)狀帶體上安置若干直立葉片；c.提供必要的動力使前述環(huán)狀帶體能于前述循環(huán)軌道上循環(huán)前進，以產生不平衡的兩維流場使流體流動。
4.按權利要求3所述的建立高流量低流速流場的方法，其特征在于，是選擇一管狀風道為流道。
5.一種建立高流量低流速流場輸送流體的裝置，其特征在于，包括一流體通道；一非圓形的軌道裝置裝設在上述流體通道中；一環(huán)狀帶體具有多數(shù)葉片，環(huán)繞于上述軌道裝置上；以及一驅動件，驅動上述環(huán)狀帶體沿上述軌道裝置前進，以在上述流體通道內形成兩維不平衡的流場。
6.按權利要求5所述的建立高流量低流速流場輸送流體的裝置，其特征在于，其中流體通道是一管狀風道。
7.按權利要求5所述的建立高流量低流速流場輸送流體的裝置，其特征在于，其中上述軌道裝置是一半月形外凸結構，且上述驅動件是樞設在該結構一隅，構成其外圍的一部份。
8.按權利要求5所述的建立高流量低流速流場輸送流體的裝置，其特征在于，其中上述軌道裝置包括一第一輪與一前輪，兩者與上述驅動件彼此形成三角形分布結構，且其中三者之一是較突出于上述流體通道的出口側。
9.按權利要求8所述的建立高流量低流速流場輸送流體的裝置，其特征在于，其中上述軌道裝置還包括一惰輪，且該惰輪位于上述三角形分布結構中。
10.按權利要求5所述的建立高流量低流速流場輸送流體的裝置，其特征在于，其中上述葉片是逐一等距地組裝于上述帶體上。
11.按權利要求8所述的建立高流量低流速流場輸送流體的裝置，其特征在于，其中上述前輪的輪軸中心至上述第一輪的輪軸中心的距離，大于或小于或等于至上述驅動件的輪軸中心的距離。
12.一種非圓輪跡式橫流輸送流體單元，其特征在于，該輸送流體單元包括一非圓形的軌道裝置供裝設在上述流體通道中；一環(huán)狀帶體具有多數(shù)葉片，環(huán)繞于上述軌道裝置上；以及一驅動，驅動上述環(huán)狀帶體沿上術軌道裝置前進，以在上述流體通道內形成兩維不平衡的流場。
13.一種非圓軌跡式橫流輸送流體單元，其特征在于，該輸送流體單元包括一對相對著的軸板；一第一輪與一第二輪以及一前輪各具有一輪軸，分別樞設于上述二軸板之間，且上述各輪軸其中之一固定著一驅動件；以及一環(huán)狀的帶體具有多數(shù)葉片，環(huán)繞于上述第一輪、上述第二輪與上述前輪。
14.按權利要求12或13所述的非圓軌跡式橫流輸送流體單元，其特征在于，其中上述葉片是逐一等距地組裝于上述帶體上。
15.按權利要求13所述的非圓軌跡式橫流輸送流體單元，其特征在于，其中上述前輪的輪軸中心至上述第一輪的輪軸中心的距離，大于或小于或等于至上述第二輪的輪軸中心的距離。
16.按權利要求13所述的非圓軌跡式橫流輸送流體單元，其特征在于，還包括樞設一惰輪，且位于上述第一輪、上述第二輪與上述前輪三者之間；及環(huán)繞上述帶體由上述第一輪經上述惰輪后再環(huán)繞至上述第二輪。
17.一種非圓軌跡式橫流送風機，其特征在于，包括一風道，具有一入風側與一出風側；其中上述入風側結合著一熱交換裝置；一第一輪具有一輪軸，樞設于上述風道中；一第二輪具有一輪軸，樞設于上述風道中；一較上述第一輪及上述第二輪直徑皆大的前輪具有一輪軸，樞設于上述風道中的出風側；以及一環(huán)狀的帶體具有多數(shù)葉片，環(huán)繞于上述第一輪、上述第二輪與上述前輪。
全文摘要
一種建立高流量低流速流場的方法及用該方法輸送流體的裝置,是藉由做功葉片循一定非圓形的循環(huán)路徑前進時,使流場中朝某一方向做功的向量總和大于朝另一相反方向的向量總和,以形成不平衡的兩維流場,而導引流體的流向。其中,并介紹具體應用于送風機以及分離式冷氣機的實例。
文檔編號F04D1/00GK1196450SQ9710393
公開日1998年10月21日 申請日期1997年4月16日 優(yōu)先權日1997年4月16日
發(fā)明者李達生, 胡銘道, 鄭名山, 曹芳海 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院