CN109505789A - 一种自动节能风机及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动节能风机,包括有方形的机壳,在所述机壳的上方固定着热交换器,所述机壳内部中空形成有安装空间,在所述安装空间中设置有电机和风扇,所述电机具有电机轴,当所述电机通电时,由所述电机驱动电机轴转动,所述风扇包括有转子,所述转子通过轴承套设在所述电机轴上,在所述转子上套设有一圈磁极,当所述电机轴转动时,能带动所述转子转动,所述风扇还包括有框架,所述框架中心形成有中心孔,所述转子沿轴向插设在所述中心孔中,在所述中心孔的内壁上固定着定子及线圈,所述定子和线圈环绕所述转子和磁极设置,所述转子包括非驱动端,所述非驱动端连接在所述电机轴上。
Description
技术领域:
本发明涉及风机技术领域,具体是涉及了一种自动节能风机及其工作方法。
背景技术
风机一般由定子和转子组成,扇叶固定在转子上,当转子转动时,可以带动扇叶旋转从而形成气流,不同的风机根据其定子和转子的位置关系可以分为内转子风机和外转子风机,内转子风机是指定子形成定子环,定子环中心形成中心孔,外转子插设在定子环的中心孔中,当定子环上的线圈接通交流电后形成旋转磁场,在转子上套设着磁体,旋转磁场利用磁性同性相斥的原理带动磁体转动,进而带动转子转动。
但这种工作方式的内转子风机,其工作需要消耗大量的电能,另外,内转子风机在工作时,扇叶形成的部分气流会与风扇框架部分形成撞击,产生噪音。
发明内容:
针对于此,本发明的目的是为了提供一种能在降低能耗、提升风机内冷却效率的同时降低噪音的自动节能风机。
本发明的具体方案如下:
一种自动节能风机,包括有方形的机壳,在所述机壳的上方固定着热交换器,所述机壳内部中空形成有安装空间,在所述安装空间中设置有电机和风扇,所述电机具有电机轴,当所述电机通电时,由所述电机驱动电机轴转动,所述风扇包括有转子,所述转子通过轴承套设在所述电机轴上,在所述转子上套设有一圈磁极,当所述电机轴转动时,能带动所述转子转动,所述风扇还包括有框架,所述框架中心形成有中心孔,所述转子沿轴向插设在所述中心孔中,在所述中心孔的内壁上固定着定子及线圈,所述线圈通过导线连接着电机中内置的蓄电池,所述定子和线圈环绕所述转子和磁极设置,所述转子包括非驱动端,所述非驱动端连接在所述电机轴上,所述转子还包括驱动端,在所述驱动端上可拆卸地固定着铜嵌件,在所述铜嵌件上套设有至少两片扇叶,在所述转子上还套设有铝盖,所述铝盖位于所述磁极和所述铜嵌件之间;
在所述热交换机上开设有空气出口,所述空气出口位于所述扇叶的正上方,由扇叶转动产生的冷却空气通过该空气出口输送到热交换机中,在所述机壳与所述框架之间形成有第一空气进口,在所述中心孔上形成有第二空气进口,外部的空气在气压差的作用下由所述第一空气进口和第二空气进口被吸入到扇叶位置;
在所述转子的轴承上套设有导流片,所述导流片包括内段、连接段和外段,所述内段固定在所述轴承上,所述外段与所述内段平行设置,所述连接段连接在所述内段和所述外段之间并且截面呈弧形设置,所述外段与所述框架的侧边平行,所述内段与所述框架之间的间距要大于所述连接段与所述框架之间的间距,所述外段与所述框架之间的间距也要大于所述连接段与所述框架之间的间距;
所述中心孔在其前端和后端均形成有喷嘴,所述喷嘴的口径由所述中心孔的两端朝向所述中心孔的内部增大。
作为本发明的改进,所述转子上套设有安装轴承,在所述安装轴承外圈形成有一圈安装槽,所述铝盖卡接在所述安装槽中。
作为本发明的优选,在所述空气出口上设置有冷却空气管道,所述冷却空气管道嵌设在所述框架中,并且所述冷却空气管道与所述热交换机内部连通。
作为本发明的改进,所述框架的前端面和后端面中的至少一面上覆盖有隔音材料。
作为本发明的进一步改进,所述隔音材料为消音棉。
一种自动节能风机的工作方法,包括有如下步骤:
1)、通过电源启动电机,由电机驱动电机轴快速转动;
2)、由电机轴带动转子转动,定子由磁体制成,转子上也套设了磁极,磁极随转子转动对定子的磁场进行切割,由电磁感应原理在定子的线圈上产生感应电流,线圈通过导线将感应电流传递至电机内置的蓄电池中储存;
3)、当蓄电池储满电量时,电源停止向电机供电,由蓄电池向电机供电直至蓄电池电量用尽。
作为上述工作方法的具体技术方案,在步骤2)中,当转子转动时,能带动扇叶转动,扇叶转动产生了反射气流和折射的侧面气流,反射气流直接由第二空气进口向外传输,而侧面气流则通过冷却空气管道进入到热交换机内部。
与现有技术相比,本发明的优点在于:由电机驱动转子转动,并通过转子转动切割磁场形成感应电流,通过导线将感应电流输送到蓄电池中供电机使用,另外为了防止蓄电池、电机发热,在风机中设置了热交换机,扇叶旋转产生的侧向气流可以通过空气出口进入到热交换机中形成冷却气流,对电机进行散热,而这种结构同时也避免了侧面气流与风机框架的直接碰撞,降低了噪音,一举多得。
附图说明:
图1是本发明实施例中自动节能风机的整体机构示意图;
图2为本发明实施例中自动节能风机中风扇的结构示意图。
具体实施方式:
下面结合附图详细阐述本发明优选的实施方式。
本发明提供了一种自动节能风机,包括有方形的机壳1,在所述机壳的上方固定着热交换器2,热交换器的底面与机壳的顶面贴靠设置,所述机壳内部中空形成有安装空间,在所述安装空间中设置有电机2和风扇,电机的侧壁与机壳的顶面相贴,且电机的壳体与机壳均由导热性较好的金属如钢或铝制成,所述电机具有电机轴,当所述电机通电时,由所述电机驱动电机轴转动,所述风扇包括有转子3,所述转子通过轴承4套设在所述电机轴上,当电机轴转动时,就能带动转子同速转动,在风机内部空间允许的情况下,也可以通过齿轮传动比原理在电机轴和转子上分别设置不同齿数的齿轮,利用齿轮比来放大或减小转速,本实施例中考虑到成本和空间因素,暂不采用这种结构。
在所述转子上套设有一圈磁极5,在转子转动时,能同时带动磁极转动,所述风扇还包括有框架6,所述框架中心形成有中心孔,所述转子沿轴向插设在所述中心孔中,在所述中心孔的内壁上固定着定子7及线圈8,定子是由磁体制成且呈环形,定子环的中心形成有定子孔,定子孔与中心孔同心但孔径要小于中心孔,转子及磁极也同时穿设在定子孔中,定子孔中形成有定子磁场,当磁极随转子高速转动时,磁极能切割定子磁场,利用电磁感应原理在定子的线圈中形成感应电流,而线圈通过导线将感应电流传输至蓄电池中储存。
转子包括非驱动端,所述非驱动端连接在所述电机轴上,所述转子还包括驱动端,在所述驱动端上可拆卸地固定着铜嵌件9,在所述铜嵌件上套设有至少两片扇叶10,一般扇叶为三片,各个扇叶之间间隔120度,呈三角排列,在所述转子上还套设有铝盖11,具体的,所述转子上套设有安装轴承18,在所述安装轴承外圈形成有一圈安装槽,所述铝盖卡接在所述安装槽中。所述铝盖位于所述磁极和所述铜嵌件之间,扇叶与铜嵌件的连接处要厚于铜嵌件,其位于铜嵌件略靠后位置且抵靠在铝盖上,从而能通过带动弹性的铝盖来对扇叶高速转动产生的颤动进行减震,扇叶旋转时能产生正面的反射气流和侧向气流,反射气流直接对外输出,而侧面气流在常规风机中会与风机框架的内壁产生碰撞发出噪音,为了对风机进行降噪,
在所述热交换机上开设有空气出口12,所述空气出口位于所述扇叶的正上方,在所述空气出口上设置有冷却空气管道16,所述冷却空气管道嵌设在所述框架中,并且所述冷却空气管道与所述热交换机内部连通,由扇叶转动产生的侧向气流(冷却空气)通过该空气出口输送到热交换机中,在热交换机内部形成冷却气流,与热交换机底面形成热交换,而热交换机底面则与电机壳体形成热传导,通过热传导—热交换对电机壳体进行降温。
在所述机壳与所述框架之间形成有第一空气进口13,在所述中心孔上形成有第二空气进口14,外部的空气在气压差的作用下由所述第一空气进口和第二空气进口被吸入到扇叶位置,常规的风机一般不设置本实施例中的第一空气进口,本实施例设置第一空气进口的目的在于增强扇叶产生的侧向气流,从而提升冷却效果,为了实现这一目的,
在所述转子的轴承上套设有导流片15,所述导流片包括内段、连接段和外段,所述内段固定在所述轴承上,所述外段与所述内段平行设置,所述连接段连接在所述内段和所述外段之间并且截面呈弧形设置,所述外段与所述框架的侧边平行,所述内段与所述框架之间的间距要大于所述连接段与所述框架之间的间距,所述外段与所述框架之间的间距也要大于所述连接段与所述框架之间的间距,通过这种结构设计,从第一空气进口吸入的空气能以与扇叶表面呈现为接近45°夹角的方向撞击扇叶,在扇叶表面形成反射后进入到冷却空气管道中,这样,在扇叶形成的原有的侧向气流的基础上,又增加了通过导向形成的由扇叶背面向上升的导向气流,导向气流和侧面气流汇聚成了冷却气流进入到冷却空气管道中。而这种结构设计在形成了冷却气流的同时,也避免了原有侧向气流与框架内壁之间的碰撞,从而也降低了噪音,另外,不规则的涡流相互碰撞也是导致产生噪音的重要因素,为了尽可能减少涡流的产生,中心孔在其前端和后端均形成有喷嘴17,所述喷嘴的口径由所述中心孔的两端朝向所述中心孔的内部增大。所述框架的前端面和后端面中的至少一面上覆盖有隔音材料如消音棉,用于进一步消除噪音。上述一系列结构设置的优点在于:一方面,通过对气流的导向减少了气流与框架内壁之间的碰撞以及各个涡流之间的相互碰撞,降低了噪音;另一方面,通过外部电源和蓄电池交替向电机供电,利用电磁感应原理为蓄电池充电,达到了节能的目的,另外,由于设置了电机衍生出的散热问题,也通过对气流的导向使其形成冷却气流进入到热交换机中,利用冷却气流对电机进行散热,同时也对定子线圈起到了散热效果,提升了风机工作的安全性。
该风机具体的工作方法如下:
1)、通过电源启动电机,由电机驱动电机轴快速转动;
2)、由电机轴带动转子转动,定子由磁体制成,转子上也套设了磁极,磁极随转子转动对定子的磁场进行切割,由电磁感应原理在定子的线圈上产生感应电流,线圈通过导线将感应电流传递至电机内置的蓄电池中储存;
3)、当蓄电池储满电量时,电源停止向电机供电,由蓄电池向电机供电直至蓄电池电量用尽。
其中,在步骤2)中,当转子转动时,能带动扇叶转动,扇叶转动产生了反射气流和折射的侧面气流,反射气流直接由第二空气进口向外传输,而侧面气流则通过冷却空气管道进入到热交换机内部。
以上所述使本发明的优选实施方式,对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干变型和改进,这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种自动节能风机,其特征在于:包括有方形的机壳,在所述机壳的上方固定着热交换器,所述机壳内部中空形成有安装空间,在所述安装空间中设置有电机和风扇,所述电机具有电机轴,当所述电机通电时,由所述电机驱动电机轴转动,所述风扇包括有转子,所述转子通过轴承套设在所述电机轴上,在所述转子上套设有一圈磁极,当所述电机轴转动时,能带动所述转子转动,所述风扇还包括有框架,所述框架中心形成有中心孔,所述转子沿轴向插设在所述中心孔中,在所述中心孔的内壁上固定着定子及线圈,所述线圈通过导线连接着电机中内置的蓄电池,所述定子和线圈环绕所述转子和磁极设置,所述转子包括非驱动端,所述非驱动端连接在所述电机轴上,所述转子还包括驱动端,在所述驱动端上可拆卸地固定着铜嵌件,在所述铜嵌件上套设有至少两片扇叶,在所述转子上还套设有铝盖,所述铝盖位于所述磁极和所述铜嵌件之间;
在所述热交换机上开设有空气出口,所述空气出口位于所述扇叶的正上方,由扇叶转动产生的冷却空气通过该空气出口输送到热交换机中,在所述机壳与所述框架之间形成有第一空气进口,在所述中心孔上形成有第二空气进口,外部的空气在气压差的作用下由所述第一空气进口和第二空气进口被吸入到扇叶位置;
在所述转子的轴承上套设有导流片,所述导流片包括内段、连接段和外段,所述内段固定在所述轴承上,所述外段与所述内段平行设置,所述连接段连接在所述内段和所述外段之间并且截面呈弧形设置,所述外段与所述框架的侧边平行,所述内段与所述框架之间的间距要大于所述连接段与所述框架之间的间距,所述外段与所述框架之间的间距也要大于所述连接段与所述框架之间的间距;
所述中心孔在其前端和后端均形成有喷嘴,所述喷嘴的口径由所述中心孔的两端朝向所述中心孔的内部增大。
2.根据权利要求1所述的自动节能风机,其特征在于:所述转子上套设有安装轴承,在所述安装轴承外圈形成有一圈安装槽,所述铝盖卡接在所述安装槽中。
3.根据权利要求1所述的自动节能风机,其特征在于:在所述空气出口上设置有冷却空气管道,所述冷却空气管道嵌设在所述框架中,并且所述冷却空气管道与所述热交换机内部连通。
4.根据权利要求3所述的自动节能风机,其特征在于:所述框架的前端面和后端面中的至少一面上覆盖有隔音材料。
5.根据权利要求4所述的自动节能风机,其特征在于:所述隔音材料为消音棉。
6.一种自动节能风机的工作方法,包括有如下步骤:
1)、通过电源启动电机,由电机驱动电机轴快速转动;
2)、由电机轴带动转子转动,定子由磁体制成,转子上也套设了磁极,磁极随转子转动对定子的磁场进行切割,由电磁感应原理在定子的线圈上产生感应电流,线圈通过导线将感应电流传递至电机内置的蓄电池中储存;
3)、当蓄电池储满电量时,电源停止向电机供电,由蓄电池向电机供电直至蓄电池电量用尽。
7.根据权利要求6所述的自动节能风机的工作方法,其特征在于:在步骤2)中,当转子转动时,能带动扇叶转动,扇叶转动产生了反射气流和折射的侧面气流,反射气流直接由第二空气进口向外传输,而侧面气流则通过冷却空气管道进入到热交换机内部。
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