CN206092500U - 叶轮、风机和呼吸机 - Google Patents

Abstract

一种叶轮、风机和呼吸机。所述叶轮包括：呈盘状的叶轮主体；以及均匀地设置在叶轮主体的上表面上的多个第一叶片、多个第二叶片和多个第三叶片，第一叶片具有第一长度，第二叶片具有小于第一长度的第二长度，第三叶片具有小于第二长度的第三长度，其中，每相邻的两个第一叶片的中间设置有一个第二叶片，且每相邻的第一叶片和第二叶片的中间设置有一个第三叶片；其中，多个第一叶片、多个第二叶片和多个第三叶片在所述叶轮主体的边缘区域的端部位于同一圆周上。本实用新型提供的叶轮可以形成无突变且均匀分布的气路，进而形成稳定的加压气流，保证呼吸机的性能和治疗效果。此外，稳定的气流可以避免湍流的产生，进而还能降低噪声，提升用户体验。

Description

叶轮、风机和呼吸机

技术领域

本实用新型涉及呼吸治疗设备领域，具体地涉及一种叶轮、具有该叶轮的风机、以及具有该风机的呼吸机。

背景技术

随着社会老龄化的逐步显现，老年人呼吸道粘膜逐渐萎缩，分泌机能下降，使呼吸功能减弱，体内吸入和排出的气体量相应减少，从而影响废气的排出和新鲜空气的吸入。呼吸机是可以取代或辅助人的呼吸功能的医疗仪器，通过呼吸机中的风机增加肺通气量，改善呼吸功能，减轻呼吸功能消耗，改善氧代谢，并且能在病人呼吸骤停、失去自主呼吸机能时，维持持续的通气和呼吸，以维持代谢和生命的延续。

目前市面上的家用呼吸机的风机叶轮上的叶片基本都采用通筋渐开的形式。在这种形式的叶轮中，由于从叶片中心向叶片边缘部叶轮的直径逐渐变大，因此叶轮上叶片之间的间距从叶片中心开始越向叶片边缘部方向间距越大。并且，叶片边缘本来就比叶片中心受力大，而通筋渐开的形式使叶片边缘部气道更大，进而导致气道气量出现渐变，所以可能出现气流波动以及产生噪声等，对家用呼吸机的性能以及寿命都有影响。

因此，有必要提供一种叶轮、具有该叶轮的风机、以及具有该风机的呼吸机，以至少部分地解决上述问题。

实用新型内容

为了至少部分地解决现有的叶轮设计导致的气流波动和噪声等问题，本实用新型提供一种用于呼吸机的叶轮，所述叶轮包括：盘状的叶轮主体；以及均匀地设置在所述叶轮主体的上表面上的多个第一叶片、多个第二叶片和多个第三叶片，所述第一叶片具有第一长度，所述第二叶片具有小于所述第一长度的第二长度，所述第三叶片具有小于所述第二长度的第三长度，其中，每相邻的两个所述第一叶片之间设置有一个所述第二叶片，且每相邻的所述第一叶片和所述第二叶片之间设置有一个所述第三叶片；其中，所述多个第一叶片、所述多个第二叶片和所述多个第三叶片均具有设置在所述叶轮主体的边缘区域的端部，所述端部均位于同一圆周上。

优选地，所述叶轮主体的上表面从所述叶轮的边缘向所述叶轮的中心逐渐升高。

优选地，所述第三长度为所述第一长度的0.2-0.4倍，和/或所述第二长度为所述第一长度的0.5-0.7倍。

优选地，所述第一叶片、所述第二叶片和所述第三叶片在所述叶轮主体的同一圆周上的高度相等；优选地，沿着从所述叶轮主体的边缘向所述叶轮主体的中心的方向，所述第一叶片、所述第二叶片和所述第三叶片的高度逐渐增大。

优选地，所述第一叶片、所述第二叶片和所述第三叶片的上表面为弧面；优选地，从所述叶轮主体的边缘到所述叶轮主体的中心，所述第一叶片、所述第二叶片和所述第三叶片的上表面曲率半径逐渐减小。

优选地，所述叶轮包括14个第一叶片、14个第二叶片以及28个第三叶片。

优选地，所述第一叶片、所述第二叶片和所述第三叶片具有朝向所述叶轮主体中心的第一端面，所述第一端面朝向所述叶轮主体的边缘倾斜；优选地，第一端面为内凹的曲面；优选地，当将叶轮水平放置时，第一端面的下端线与第一端面的上端线所在的平面与水平面的夹角为30°至60°。

根据本实用新型的另一方面，还提供一种用于呼吸机的风机，所述风机包括：壳体，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体共同形成风机仓，所述风机仓具有设置在所述上壳体的顶部的进气口、以及设置在所述上壳体和所述下壳体的侧面的出气口，所述进气口沿所述风机的轴向方向延伸，所述出气口垂直于所述风机的径向方向延伸；如上所述的任一种叶轮，所述叶轮位于所述风机仓内，所述叶轮将所述风机仓分隔为上风机仓和下风机仓；以及马达，所述叶轮与所述马达的旋转输出轴同轴连接。

优选地，在所述下壳体内设置有圆柱形筒，所述马达设置在所述圆柱形筒内。

优选地，在所述出气口处，所述壳体的内表面上设置有向所述叶轮的边缘凸出的骨位，所述骨位在所述风机的周向方向上横跨所述出气口。

优选地，所述风机还包括散热器，所述散热器与所述马达的下表面热接触，所述散热器位于所述壳体的外侧。

根据本实用新型的再一方面，还提供一种呼吸机，所述呼吸机包括如上所述的任一种风机。

本实用新型提供的叶轮，通过在叶轮主体上设置不同长度的第一叶片、第二叶片和第三叶片来对气路进行初级、二级和三级分隔，可以形成无突变且均匀分布的气路，进而形成稳定的加压气流，保证呼吸机的性能和治疗效果。此外，稳定的气流可以避免湍流的产生，进而还能降低噪声，提升用户体验。

在实用新型内容中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型的优点和特征。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，

图1为根据本实用新型一个实施例的风机的分解图；

图2为根据本实用新型一个实施例的风机的剖视图，其示出了风机的进气气路；

图3为根据本实用新型一个实施例的风机的剖视图，其示出了风机的排气气路；

图4为根据本实用新型一个实施例的风机的上壳体的仰视图；

图5为根据本实用新型一个实施例的风机的上壳体的仰视图，其示出了上壳体与叶轮之间的气路间隙；以及

图6为根据本实用新型一个实施例的叶轮的俯视图。

具体实施方式

在下文的描述中，提供了大量的细节以便能够彻底地理解本实用新型。然而，本领域技术人员可以了解，如下描述仅示例性地示出了本实用新型的优选实施例，本实用新型可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行详细描述。

本实用新型提供了一种用于呼吸机的叶轮、以及具有该叶轮的风机。图1-6从各个角度示出了风机的整体以及风机所包含的各个部件，例如叶轮和上壳体等。本实用新型的叶轮在通筋渐开式叶片的基础上，在叶轮的边缘区域增加了长度较短的叶片，将叶轮的边缘区域处的较宽阔的气流通道分成更多个，从而达到气流均匀、减小噪音的目的。为了对叶轮有整体性的了解，首先对具有该叶轮的风机进行描述。

如图1所示，风机10包括壳体、叶轮200和马达300。

壳体大体上呈蜗状。壳体包括上壳体110和下壳体120。上壳体110和下壳体120之间可以通孔和穿过通孔的紧固件来固定在一起。上壳体110和下壳体120共同形成风机仓。风机仓用于容纳叶轮200。伴随叶轮200在风机仓内转动，气体(例如空气)被吸入到该风机仓内并在风机仓内被加压，以排出加压后的气体。该加压后的气体可以通过输气管和患者接口(例如呼吸面罩)输送至患者，来提高患者的肺通气量，改善其呼吸功能，维持患者的持续通气和呼吸。

由此可见，风机仓需具有进气口130和出气口140。进气口130设置在上壳体110的顶部。进气口130沿风机10的轴向方向延伸。风机10的轴向方向是指风机10包含的可转动部分所围绕的转轴的延伸方向。马达300带动叶轮200转动，因此，风机10的轴向方向是指风机10的马达300的旋转输出轴310的延伸方向，在图1中为大体竖直的方向。出气口140设置在上壳体110和下壳体120的侧面。出气口140可以由上壳体110和下壳体120共同形成。出气口140垂直于风机10的径向方向延伸，即出气口140大体上沿着风机10的切向方向延伸。风机10的径向是指垂直于风机10的旋转输出轴310的方向。

叶轮200位于风机仓150内，如图2所示，叶轮200将风机仓150分隔为上风机仓152和下风机仓154。叶轮200并未完全隔离上风机仓152和下风机仓154，而是在叶轮200边缘与壳体之间留有气路间隙160。上风机仓152和下风机仓154通过该气路间隙160彼此连通。在图2中还以箭头示出了该风机10的进气气路。气流从上壳体110的顶部的进气口130进入上风机仓152。旋转的叶轮200(更具体地说，是通过叶轮200上的叶片)将气流加压，并使加压后的气流通过叶轮200边缘与壳体之间的气路间隙160到达下风机仓154。在图3中以箭头示出了该风机10的排气气路。气流经过上述描述进入下风机仓154并最终从出气口140排出。

由于出气口140横跨上壳体110和下壳体120，因此为了防止气流未经充分加压就从出气口140排出，如图3-5所示，在上壳体110的出气口140处增加骨位112。骨位112设置在上壳体110的内表面上并向叶轮200的边缘凸出。骨位112在风机10的周向方向上横跨出气口140。骨位112的长度大于出气口140在上壳体110的内表面上的宽度。骨位112大体上设置在出气口140的上方，从而可以尽量减小出气口140处的、从上风机仓152到下风机仓154的气体流量。理论上讲，骨位112越靠近叶轮200的边缘越好，但不与叶轮200的边缘接触，以避免影响叶轮200在风机仓内的转动。而实际中，叶轮200旋转时会存在一定振动，因此在设计时会在骨位112与叶轮200的边缘之间留出一定间距，如图5所示，图5中的阴影部分表示上壳体110与叶轮200之间的气路间隙160。骨位112与叶轮200的边缘之间的间距可以根据叶轮200转动时的振动来设计。骨位112可以设置为与上壳体110的形状相适配。骨位112可以通过在上壳体110内部设置额外的凸出部(上壳体110的外表面保持光滑)来实现，也可以如图3中所示地使上壳体110整体地向内部凹陷来实现。在目前所采用的制作工艺下，后者可以形成等壁厚的上壳体110，易出模。

返回参见图1，马达300用于为叶轮200的旋转提供动力。马达300也可以设置在下壳体120的外部，也可以部分地或完全地设置在下壳体120的内部。叶轮200同轴地连接至马达300的转动输出轴310。叶轮200可以位于马达300的上方。叶轮200由马达300驱动在风机仓内平稳地转动。优选地，在下壳体120内设置有圆柱形筒122，如图2-3所示。马达300设置在圆柱形筒122内。这样，该圆柱形筒122与上壳体110和下壳体120一起形成了环形的下风机仓154。气流在该下风机仓154内加压后从切向的出气口140排出。该优选实施例通过将马达300嵌入在下壳体120中，使马达300与下风机仓154等高，从而有效地降低了风机10的整体高度。当风机10安装在呼吸机中时，可以降低风机10的重心，使风机10运行起来更稳定。

参见图1-3，风机10还包括散热器400。散热器400与马达300的下表面热接触。叶轮200和马达300旋转时产生的热量可以通过散热器400来扩散。散热器400可以位于壳体(具体地说是下壳体120)的外侧，以便将热量扩散到环境中。散热器400可以由导热性能良好的铜、铝或者其合金等材料制成。散热器400可以具有图中所示的块体式的形状和结构。可选地，散热器400也可以具有鳍片式的形状和结构。在未示出的其他实施例中，散热器400还可以具有任何其他的形状和结构，只要能够实现其功能即可。

壳体(例如上壳体110和/或下壳体120)上可以设置多个(例如三个)用于风机安装固定的支脚170。在多个支脚170上可以安装相配合的柔性连接件(未示出)来限制风机在呼吸机中的装配位置。

需要说明的是，本文所涉及的方位术语“上”和“下”均是相对于图1-6中的摆放位置而言的。当该风机安装在呼吸机中使用时，可以根据需要按照图示的摆放位置安装风机，也可以将风机整体倒置后安装在呼吸机中，或者采用其他任何方式进行安装。本实用新型不对风机的安装方式进行限制。

下面将结合附图对叶轮200的形状和结构进行详细描述。主要参见图6，叶轮200可以包括叶轮主体210和设置在叶轮主体210上的叶片。叶轮主体210呈盘状。叶片均设置在叶轮主体210的上表面。优选地，叶轮主体210的上表面从叶轮200的边缘向中心逐渐升高，以与上壳体110形成流线型的上风机仓152，使得气路无突变地均匀分布。叶轮主体210的顶部对准进气口130。吸入进气口130的气体随着叶轮200的旋转经由叶轮主体210上的叶片分隔的均匀气道被压缩。

叶轮主体210的上表面均匀地设置有多个第一叶片220。多个第一叶片220在叶轮主体210上转转式地分布，如图6所示。第一叶片220的一端延伸到靠近叶轮主体210中心的中心区域，另一端延伸至靠近叶轮主体210边缘的边缘区域。第一叶片220具有最大的第一长度。

叶轮主体210的上表面均匀地设置有多个第二叶片230。每相邻的两个第一叶片220的中间设置有一个第二叶片230。第二叶片230的数量与第一叶片220的数量相等。第二叶片230的一端位于叶轮主体210的中部区域(即叶轮主体210的中心与边缘之间的区域)，但更靠近叶轮主体210的中心区域一些。第二叶片230的另一端延伸至叶轮主体210的边缘区域，从而将第一叶片220之间的靠近边缘区域的较宽气路进一步分隔。第二叶片230的长度小于第一叶片220的长度，其具有小于第一长度的第二长度。优选地，第二长度为第一长度的0.5-0.7倍。这样，沿着叶轮主体210的径向方向，可以形成间距均匀的气道。

叶轮主体210的上表面均匀地设置有多个第三叶片240。每相邻的第一叶片220和第二叶片230的中间设置有一个第三叶片240。叶片在叶轮主体210上的排列顺序依次为第一叶片220→第三叶片240→第二叶片230→第三叶片240……。第三叶片240的数量是第一叶片220的数量的2倍，也是第二叶片230的数量的2倍。优选地，叶轮200包括14个第一叶片220、14个第二叶片230以及28个第三叶片240。第三叶片240的一端位于叶轮主体210的中部区域(即叶轮主体210的中心与边缘之间的区域)，但更靠近叶轮主体210的边缘区域一些。第三叶片240的另一端延伸至叶轮主体210的边缘区域，从而将第一叶片220和第二叶片230之间的靠近边缘区域的较宽气路进一步分隔。第三叶片的长度小于第二叶片230的长度，其具有小于第二长度的第三长度。优选地，第三长度为第一长度的0.2-0.4倍。这样，沿着叶轮主体210的径向方向，可以形成间距均匀的气道。

旋转的叶轮200使气体从上壳体110的进气口130进入，同时气体经过叶轮200上部与上壳体110之间的上风机仓并被叶轮200旋转加压后，进入叶轮200下部与下壳体120之间的下风机仓，最终从上壳体110和下壳体120形成的出气口140排出。

第一叶片220、第二叶片230和第三叶片240均具有在叶轮主体210的边缘区域的端部，第一叶片220、第二叶片230和第三叶片240的端部均位于同一圆周上。这样，通过第一叶片220的初级分隔、第二叶片230的二级分隔和第三叶片240的三级分隔，在叶轮主体210上可以形成无突变且均匀分布的气路，进而形成稳定的加压气流，保证呼吸机的性能和治疗效果。此外，稳定的气流可以避免湍流的产生，进而还能降低噪声，提升用户体验。

优选地，第一叶片220、第二叶片230和第三叶片240在叶轮主体210的同一圆周上的高度相等，从而形成统一的、均匀的气路，避免气流出现波动。

优选地，沿着从叶轮210的边缘向中心的方向，第一叶片220、第二叶片230和第三叶片240的高度逐渐增大。优选地，上壳体110的内表面与叶片的外形轮廓相适配。叶片随着上壳体110的外形轮廓随形而变、呈流线型，从而达到气道气量始终均匀，保证气流稳定的目的。

在本实施方式中，第一叶片220、第二叶片230和第三叶片240的上表面为弧面；优选地，从叶轮主体210的边缘到叶轮主体的中心，第一叶片220、第二叶片230和第三叶片240的上表面曲率半径逐渐减小，以更好地引导气流。

为了更好的梳理从进气口130进入到叶轮210的气流，使气流更为顺畅，第一叶片220、第二叶片230和第三叶片240具有朝向叶轮主体210中心的第一端面，该第一端面朝向叶轮主体210的边缘倾斜，即第一端面的上部相对于第一端面的下部朝叶轮主体210的边缘倾斜。优选地，第一端面为内凹曲面，以更好的引导气流，降低气流噪音。优选地，当将叶轮水平放置时，第一端面的下端线与第一端面的上端线所在的平面与水平面的夹角为30°至60°，以更有效的梳理气流；更优选地，上述夹角为45°时，能够实现最好的梳理效果。

根据本实用新型的又一方面，还提供一种呼吸机。该呼吸机包括上文所提到的任一种风机。关于风机可以参照上文相应部分的描述，为了简洁，本文将不再进一步描述。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (14)

1.一种用于呼吸机的叶轮，其特征在于，所述叶轮包括：

盘状的叶轮主体；以及

均匀地设置在所述叶轮主体的上表面上的多个第一叶片、多个第二叶片和多个第三叶片，所述第一叶片具有第一长度，所述第二叶片具有小于所述第一长度的第二长度，所述第三叶片具有小于所述第二长度的第三长度，

其中，每相邻的两个所述第一叶片之间设置有一个所述第二叶片，且每相邻的所述第一叶片和所述第二叶片之间设置有一个所述第三叶片；

其中，所述多个第一叶片、所述多个第二叶片和所述多个第三叶片均具有设置在所述叶轮主体的边缘区域的端部，所述端部均位于同一圆周上。

2.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述叶轮主体的上表面从所述叶轮的边缘向所述叶轮的中心逐渐升高。

3.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述第三长度为所述第一长度的0.2-0.4倍，和/或所述第二长度为所述第一长度的0.5-0.7倍。

4.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述第一叶片、所述第二叶片和所述第三叶片在所述叶轮主体的同一圆周上的高度相等。

5.如权利要求4所述的叶轮，其特征在于，沿着从所述叶轮主体的边缘向所述叶轮主体的中心的方向，所述第一叶片、所述第二叶片和所述第三叶片的高度逐渐增大。

6.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述第一叶片、所述第二叶片和所述第三叶片的上表面为弧面。

7.如权利要求6所述的叶轮，其特征在于，从所述叶轮主体的边缘到所述叶轮主体的中心，所述第一叶片、所述第二叶片和所述第三叶片的上表面曲率半径逐渐减小。

8.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述叶轮包括14个第一叶片、14个第二叶片以及28个第三叶片。

9.如权利要求1至8任一项所述的叶轮，其特征在于，所述第一叶片、所述第二叶片和所述第三叶片具有朝向所述叶轮主体中心的第一端面，所 述第一端面朝向所述叶轮主体的边缘倾斜；优选地，第一端面为内凹的曲面；优选地，当将叶轮水平放置时，第一端面的下端线与第一端面的上端线所在的平面与水平面的夹角为30°至60°。

10.一种用于呼吸机的风机，其特征在于，所述风机包括：

壳体，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体共同形成风机仓，所述风机仓具有设置在所述上壳体的顶部的进气口、以及设置在所述上壳体和所述下壳体的侧面的出气口，所述进气口沿所述风机的轴向方向延伸，所述出气口垂直于所述风机的径向方向延伸；

如权利要求1-9中任一项所述的叶轮，所述叶轮位于所述风机仓内，所述叶轮将所述风机仓分隔为上风机仓和下风机仓；以及

马达，所述叶轮与所述马达的旋转输出轴同轴连接。

11.如权利要求10所述的风机，其特征在于，在所述下壳体内设置有圆柱形筒，所述马达设置在所述圆柱形筒内。

12.如权利要求10所述的风机，其特征在于，在所述出气口处，所述上壳体的内表面上设置有向所述叶轮的边缘凸出的骨位，所述骨位在所述风机的周向方向上横跨所述出气口。

13.如权利要求10所述的风机，其特征在于，所述风机还包括散热器，所述散热器与所述马达的下表面热接触，所述散热器位于所述壳体的外侧。

14.一种呼吸机，其特征在于，所述呼吸机包括如权利要求10-13中任一项所述的风机。