CN208281234U - 一种径流风扇呼吸装置开放式出风口结构 - Google Patents

Abstract

一种径流风扇呼吸装置开放式出风口结构，其特征在于：所述径流风扇呼吸装置的出风口为开放式出风口结构，位于风扇径流方向具有2边方向及以上或180度及以上开放度的出风口，所述出风口无涵道凸起约束，所述壳体为四边全包围盖壳、三边包围盖壳，通过呼吸装置壳体内壁结构，将风扇的径向气流改变一定的方向排出，所述呼吸装置为具有双层出风口延展气道的开放式出风口，具有负压板，通过所述负压板将所述径流风扇分成气流通畅的两层空间，有风扇一层为风扇层，出风口一层为延展气道导流层。

Description

一种径流风扇呼吸装置开放式出风口结构

技术领域

本实用新型涉及一种呼吸装置，尤其是一种径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构。

背景技术

风扇根据出风口气流流动的方向，一般分径流风扇和轴流风扇，本实用新型相关技术涉及的是采用径流风扇的呼吸装置在径向气流出风口上的技术解决方案。

目前几乎所有的径流风扇的风道外壳都如图1-3所示，出风口朝向一个方向，如图1所示为一般地离心式鼓风机扇叶s3及风扇壳体盖壳k13示意图，盖壳k13具有出风口011、进气口010、进气口涵道凸起019。

图2、3为一般散热风扇的风扇壳体盖壳k12、k11示意图，同样具有进气口020、030，出风口021、031，以及出风口一侧的涵道凸起029、039，其中图3所示出风口031比图2所示出风口021更宽一些，基本接近于四方形风扇壳体盖壳的一条边的宽度，但也有涵道凸起039的设计。

进气口一侧的涵道凸起压缩出风口风道一侧，出风口被缩小，出风口明显呈现紧缩型，这样的涵道凸起设计是为了使得风压更大，风量更加集中。

显然，这些涵道凸起的设计是有道理的，当扇叶在高速旋转时，在出风口位于涵道凸起一侧的附近位置会形成负压，可能会从出风口带风进去，从而降低风扇出风口的效率。

尽管也有极少数径流散热风扇是两边都有出风口的，如图4所示风扇壳体盖壳k22的两边具有出风口041，但两边出风口依然还是有类似的涵道凸起0491、0492，虽然是两边出风口的开口，但因为有两边的涵道凸起的压缩，以从轴心到出风口最窄处测量，实际上它的出风口开放度还不到150°。

本申请将以从风扇轴心到出风口最窄处的连线的角度来定义该风扇出风口的开放度。

这样将出风口进行类似的紧缩型风道设计，显然是为了约束气流向一个需要散热的部件的固定方向吹，这样的风道设计思路，追求的是出风口的风压、风速风量，都是以“出风口为导向”进行设计的，是完全符合径流型散热风扇的实际需求的，在这里可以将这种类型的离心式风扇理解为出风口风道“紧缩型径流风扇”。

这里所述的涵道凸起可以这样理解，以图1所示为例，扇叶为逆时针旋转的，风扇壳体盖壳k13左侧为扇叶旋出方向的一侧，即离心出气流的一侧，一般是扇叶旋转圆弧的切线方向，一般是平直盖壳壁，而另一侧是扇叶旋进方向的一侧，即右边一侧，一般不是切线方向，以正方形风扇为例，如果是一方出风口的，即90°开口的，出风口两侧盖壳壁应该是平行的切线方向，如果出风口右侧盖壳壁挡边在两条切线之间，可以理解为是约束紧缩了出风口的涵道凸起结构。

一方出风口的开放度低于90°，或者二方出风口的开放度低于180°的基本上都是具有涵道凸起结构设计的。

雾霾的肆虐催生了很多具有风扇辅助呼吸的便携式呼吸产品，在对便携式空气净化装置的研发时发现，目前所有采用径流风扇的呼吸装置，使用的都是类似于图2、3所示出风口风道为紧缩型的微型径流散热风扇，除了扇叶形状不同外，千篇一律，都是使用这样的出风口风道紧缩型无刷静音风扇。

研究中发现，所有这些便携式呼吸装置，采用的都是现有的、现成的散热风扇，仅仅只是将符合尺寸形状以及功率大小的现有型号采购回来，进行了相应的配套组装，这其实是一种生搬硬套的做法，并不太适合于便携式呼吸装置需要的是作为换气功能而不是散热功能的实际设计要求，并不适用于呼吸装置原本是应该以风扇的“进气口风量大小为指标”的实际设计需求。

这些现有空气净化装置产品，从设计到使用都是采用的现有的用于散热的风扇进行相应配套，表面看起来好像没有什么区别，这些都是业内人士常规的惯用手法，使用这样的散热风扇进行配套设计，好像是理所当然的，别无选择的，是很正常的，所以几乎不会想到会有什么不妥之处。

但是，不经过深入研究，显然很少有人会想到，所有这些散热风扇，尽管它的气流都是从进气口进入风道，通过扇叶的高速旋转，将空气从出风口排出，也同样具有吸气、换气功能，但其实这样的散热风扇的设计理念，都是为了对需要散热的部件进行吹风式降温，追求的是出风口的风压、风速和风量，显然都是以“出风口的风压、风速、风量为指标”进行相应设计的，因为一般来说，同等条件下，风压、风速和风量越大，散热效果就越好，但这些其实并不太适合于呼吸装置这种仅仅需要进行吸气、换气，主要需要考虑的是进气口风量的设计需求，虽然同样还是可以使用，而且一直都是这样在使用，但其实是根本性的、方向性的错误的设计思路。

这样不进行深入研究，采用固有思维定式，生搬硬套地采用现成的散热风扇进行呼吸装置的配套设计，错误的设计产生的结果就是，风扇转速高进而噪声大、功耗大因此电池续航时间短，但进气口风量反而小错误结果。

实用新型内容

本实用新型摒弃常规传统的采用现有散热风扇直接进行配套设计的固有思维模式，针对呼吸装置的实际使用场景和需求，重新对呼吸装置径流风扇的风道进行有针对性的专门设计。

现有的径流散热风扇的设计理念，都是针对需要散热的部件进行吹风式散热降温而设计的，一般需要同时兼顾出风口的风压、风速及风量，所以需要对风扇的出风口进行相应地定向约束式的紧缩型风道设计，是属于以“出风口为导向”的出风口风道设计思路，因此很多散热风扇没有对进气口有太多的关注，而且大多数散热风扇对进气口密封性也没有什么要求，多数径流风扇都是两面都可以同时进气的，对气流的进气方向没有做过多的要求，通常只是对出风口风道的气流方向进行了相应的设计和约束，如图1-4所示风扇壳体盖壳的出风口开口方向及涵道凸起设计。

但是，作为净化空气的呼吸装置，很显然，使用风扇的目的并不是为了进行散热的，而是为了交换空气的，需要的是抽气、换气、吸气这样在进气口一端产生气流的功能，这样就对进气口风道的密封性有了一定的要求，反而对风扇的出风口的气流方向没有了太多的约束，完全不需要像散热风扇一样对出风口的气流方向进行定向约束了。

虽然都是一样的径流风扇，工作原理也完全相同，空气的流动方向也是一样的，也完全可以替代使用，但是其实进行诉求细分，使用需求却是完全不同的。

所以，两者虽然原理相同，功能相近，但是诉求相反。

本实用新型则是基于“以进气口为导向”对出风口进行反向设计的理念，采用逆向思维的方式，对出风口风道进行更加适用于呼吸装置的设计思路，即本实用新型所述的径流风扇呼吸装置开放式出风口结构。

如图5-8、11-13所示，是基于本实用新型所述的开放式出风口结构的风扇壳体盖壳及风扇模型示意图，本申请只为展示所述开放式出风口结构的创新性的设计理念，与呼吸装置及风扇相关的电路及其他部分予以忽略，并不代表没有。

图5所示为所述风扇模型的风扇底座d1及扇叶s1，所述底座d1上具有进气口100。

图6所示为与风扇底座配套的风扇壳体的盖壳k21，所述盖壳k21设计为2个方向的出风口110，另外两边具有盖壳壳体的盖壳挡边117，具有固定立柱111。

如图7所示是设计为3个方向出风口的盖壳k31，具有3个出风口110，2个固定立柱111另一边具有盖壳挡边118。

进一步地，如图8所示是设计为四边都是出风口的盖壳k41，具有4个出风口110，及4个固定立柱111。

如图9所示，是将图3所示的传统的出风口具有涵道凸起的一方出风口的散热风扇盖壳k11安装在底座d1上，并封闭盖壳k11的出风口030，组装成的只有底座d1一面进气口的及一方出风口的传统散热风扇模型m11的模型示例。

如图10所示，是将图4所示具有2个涵道凸起的2个方向出风口的散热风扇盖壳k22安装在底座d1上，并封闭壳体k22的出风口040，组装成的只有底座一面进气口的传统散热风扇模型m22的模型示例。

如图11所示，是将盖壳k21安装在底座d1上，组装成的具有2个方向出风口的本实用新型所述的风扇模型m21的示例。

如图12所示，是将盖壳k31安装在底座d1上，组装成的具有3个方向出风口的风扇模型m31的示例。

同样地，如图13所示，是将盖壳k41安装在底座d1上，组装成的全方位的四周都是出风口的风扇模型m41的示例。

虽然都是对出风口风道进行的相应设计，但是与散热风扇是以“出风口为导向”的设计思路相比，本实用新型是以“进气口为导向”的设计思路，区别还是非常大的。

尽管图6所示风扇盖壳k21与图4所示盖壳k22很相似，都是有2个方向的出风口，看起来2个方向出风口的开放度应该都是180°，但本实用新型完全取消了类似于图4所示壳体k22的即便是较小的涵道凸起0491、0492的设计，所以图6所示的本实用新型示例模型的盖壳k21的开放度为180°，而因为有2个涵道凸起的缩紧，图4所示传统设计思维的盖壳k21的出风口的开放度还不到150°。

就是这样的30°的改变，同样工况下，对进气口风量的影响也是很明显的，而且，当出风口开放度超过180°以后，随着开放度的逐渐增加，同等工况下的优势会越来越明显，下表数据可以说明。

从图6所示的2边出风口到图8所示4个方向的全方位出风口，所有出风口都完全取消了涵道凸起的设计，为的就是尽可能地减小出风口的气流阻力，尽可能地体现本实用新型所述的出风口开放式设计结构的理念。

当然地，这样的开放式出风口结构的设计思路，显然并不仅仅是局限于图6-8中所示的正方形风扇壳体，如果以正方形的一个边长涵盖90°的方向角度来理解的话，圆形产品风道的出风口可以以风扇轴心到出风口最窄处连线的角度大小进行判断，180度也可以理解为等同正方形的2个边，以此类推，同样也适用于其他异形形状的风扇壳体。

进一步地验证，将上述图9至图13所示的采用不同盖壳的风扇模型安装相同的电机及扇叶，输入相同的电压进行测试，消耗的功率基本相同，相差非常微小，基本可以忽略。

但显然，相同功耗下，5个风扇模型的进气口的风量是有很大的差异的，详见下表第3列。

很明显，相同功耗情况下，风扇壳体从一边出风口到四边出风口的风量参数明显成递增态势，四边出风口的开放式出风口风扇壳体m41的风量是传统有涵道凸起的一边出风口的风量的940/610=1.54倍，相同工况下，这个倍率是相当可观的。

其中上述图6所示壳体k21是图4所示壳体k22的风量的790/750=1.05倍，即因为取消了风扇壳体2边的涵道凸起，风量就增加了5%，但是，反过来，如果要达到相同的风量，功耗却要增加10%。

同样地，将市面上占至少99.9%以上的传统的一边出风口散热风扇的风扇盖壳内的涵道凸起取消，即将图3所示盖壳k11的涵道凸起039去掉，同样工况下的风量参数为650，风量也是增加了6%左右。

所以，取消传统散热风扇的涵道凸起，对进气口风量的效果是显而易见。

实验表明，本实用新型采用以“进气口为导向”设计的开放式出风口结构“换气”径流风扇，比常规采用传统的以“出风口为导向”设计的定向约束式紧缩型风道的“散热”径流风扇，在相同功率、相同工况下，出风口开得越大，进气口的风量就越大。

在上述测试的同时，还测试了扇叶的转速参数，见上表第4列，盖壳的出风口从四边出风口到一边出风口，扇叶的转速反而是逐渐递增的，一般来说，扇叶的转速越快，出风口的风速也越快，这显然符合作为散热风扇的设计需要的。

但是，这也显然并这不符合作为需要换气的呼吸装置用风扇的需求，明显是背道而驰的，这显然也是几乎所有的相关产品的设计者始料不及的，包括某些著名品牌呼吸装置的出风口也是这样一方出风口有涵道凸起设计的。

进一步地，本申请也测试了不同风扇盖壳要达到相同的风量状态，所需要消耗的功率大小。

本次测试将输入电压略微下调，当风量参数为910时，上述不同盖壳的风扇模型所消耗的功率参数，见上表第5列。这个风量参数是参考某款进口呼吸产品的风量大小，比之大且呼吸感受更好的参数值。

数据表明，要使得进气口达到相同的风量，采用传统具有涵道凸起的一边出风口的风扇模型m11，所消耗的功率，是采用本实用新型所述的四边出风口的开放式出风口风扇模型m41的1220/420=2.9倍，这数字是惊人的，但是，是完全真实的，这样的数据，对于这类型需要考虑的是进气口风量的呼吸装置产品，绝对是颠覆性的创新与改变。而且这个数据还不是采用这种盖壳的传统的无刷静音径流风扇的结果，否则这个功耗倍率将是10倍以上。

但是，很显然，如果将四方出风口全开放径流风扇作为用于“散热”的风扇去使用，已经几乎是没有什么使用价值了，刚好相反，如果作为“换气”的风扇去使用，却是可以发挥其最大的使用价值。

同样地，上述2边进气口的两个不同盖壳的风扇模型，具有传统的涵道凸起的风扇模型m22所消耗的功率，是没有涵道凸起的风扇模型m21的775/705=1.1倍，即要达到相同风量，需要增加10%的功耗。

而此时，这些不同盖壳的风扇模型的扇叶的转速参数也会有所不同，请见上表第6列。

数据可见，当进气口要实现相同的风量，传统一边出风口散热风扇m11扇叶的转速是本实用新型四边出风口风扇模型m41的4050/2720=1.49倍。

风扇的噪声主要来自于扇叶叶尖与空气的摩擦，气流与涵道的摩擦噪声相对较小，所以扇叶的转速越高，噪声就会越大，同时测试的风扇模型m41的噪声只有38dB左右，这个噪声已经是很小的了，基本上接近非常安静的办公室的噪音，而采用传统的一边出风口的风扇模型m11的噪声在47dB左右，这个噪声大了很多，声音能量是前者的10倍左右，如果作为头戴式的产品，长期佩戴是难以忍受的。

因此，降低扇叶转速是降低风扇噪音的最好办法。

上述数据充分显示，基于本实用新型所述的“以进气口为导向”的设计理念的开放式出风口结构，在保证进气口相同的风量要求下，不仅可以极大地降低风扇所消耗的功耗，极大地延长电池的续航时间，而且风扇转速的降低，极大地降低了风扇的噪音，还可以延长风扇的使用寿命，优势非常显著。

进一步地，由测试数据可知，在相同功耗下，从一方出风口到四方开放式出风口，实际功耗反而有1%左右的轻微下降，可理解为相同功耗，一般来说，出风口开放度越小，进气口的风量越小，风量降幅达35%左右，但扇叶的转速反而越高，转速的增幅达7%左右，所以，高转速不一定带来进气口的高风量。

同时，由测试数据对比可见，三方开放式出风口与四方开放式出风口在进气口产生的风量差别很小。

同时，本申请分别对圆形风扇壳体盖壳挡边为90°、120°、150°、180°的弧形盖壳，也即出风口开放度为270°、240°、210°、180°的弧形盖壳进行了测试，当出风口开放度大于180°时，节能降噪的效果就开始明显显现，而且随着开放度越来越大，效果越发显著，当出风口开放度为240°，即盖壳挡边为150°时，相同风量下，功耗也只是四边出风口风扇模型m41的605/475=1.27倍，即只增加了27%左右，但也只是传统一边出风口风扇模型m11功耗的605/1220=49.6%，不到其一半的功耗，至此，效果开始越发显著了。

弧形挡边为90°，即开放度为270°的圆形盖壳，相当于三方开放式出风口的正方形盖壳，其进气口风量与360°全开放盖壳的风扇模型m41相比，差别已经很小了。

从效果上来看，开放度大于240度的超过50%以上的节能降噪效果，2倍以上的能效比，对于产品的技术革新来说，就完全可以说是跨越式的技术革新。

总体来说，当出风口开放度大于等于180°后，理解其为开放式出风口了。

因此，本实用新型为一种径流风扇呼吸装置开放式出风口结构，具有壳体、风扇，其特征在于：所述径流风扇呼吸装置的出风口为开放式出风口结构，所述出风口无涵道凸起约束，所述出风口开放度为2边即以上，或大于等于180度，优选大于等于240度的开放度，更优选为大于等于270度，最佳选择为360度全开放式出风口。

图14、15为基于本实用新型所述开放式出风口理念的圆形360度全开放的圆形径流风扇的示例1，图14为360度全开放盖壳k51，具有多个格栅固定立柱511，图15为本示例所示360度全开放出风口圆形风扇模型m51，具有圆形底座d2，进气口200，扇叶s1。

图16、17为圆形180度半开放的圆形径流风扇模型m52的示例2，图16为180度半开放盖壳k52，一半为弧形盖壳挡边，一半具有多个格栅固定立柱511，当然地，如果条件容许，这里完全可以不需要设计格栅，以尽可能减小风阻，图17为本示例所示的180度半开放出风口圆形风扇模型m52，具有圆形底座d2，进气口200，扇叶s1。

这2个示例都是在可以向风扇的径向方向直接排气的展示示例。

当然，出风口180度半开放式的呼吸装置壳体也可以设计成方形或接近于方形的外形，将出风口开放为2边出风口，如图11所示结构示例，增加或不增加如图16的防护格栅，比如将2边出风口设计在产品壳体的朝下和超后的方向，也是完全可行的较优秀的方案，

但是，很显然，很多作为呼吸装置的产品在实际设计和使用环境中，并不太适合于将360度开放出风口直接设置在风扇的径向部位，如果将出风口直接设计为类似图15所示的状态，出风口就可能处于人运动方向的迎风面以及朝向眼睛的上部，肯定是不太合适的。

显然，既要满足实际使用环境的需求，又要充分地利用到本实用新型具有的颠覆性的创新优势，还可以采用以下的设计方案。

因此本实用新型为一种径流风扇呼吸装置开放式出风口结构，其特征在于：所述径流风扇呼吸装置的出风口为开放式出风口结构，位于风扇径流方向具有2边方向及以上或180度及以上开放度的出风口，所述出风口无涵道凸起约束。

如图18所示为本示例3的正方形风扇底座d3，是在图5所示的风扇底座d1的四边***增加了一圈格栅边611作为延伸出风口，底座d3中间具有进气口100，所述底座d3的底座平面与格栅边上边有一个落差LC01。

如图19所示为配套底座d3的正方形四边全包围风扇壳体盖壳k61，所述四边全包围盖壳k61的四边挡边617内壁呈弧形，相当于在图8所示四方出风口盖壳k41的四方周边增加了具有弧形内壁的挡边617。

如图20所示，将所述盖壳k61安装在底座d3上，即构成本示例3所示四边开放式出风口转向90度延展风道的径流风扇模型m61。

如图21所示为图20所示风扇模型m61沿两条边中点处的纵向横截面图，从横截面图可见，盖壳k61的挡边617呈90度弧形，可将风扇离心出来的径向气流转向90度向下排出。

测试数据表明，见上表第7行m61的数据，四边全包围盖壳的风扇模型m61与上表第6行的出风口没有任何遮挡的四方出风口风扇模型m41的功耗和风量数据基本相同，这是因为所述底座d3的底座平面与格栅边上表面有一个落差LC01，当这个平面落差LC01达到一定的值时，效果是很明显的。

当然地，这里也可以是没有落差的都在同一个平面的设计方案，根据产品的实际尺寸和工况的不同，对出风口风量有一定的影响，有的可能会达到10%左右的风量损失。

当然地，也可以不必要像图18所示的底座d3设计为台阶式落差LC01，设计为坡面型或弧面形落差也是具有一定效果的。

这样的台阶式落差，同样也适用于图15、17的径向出风口全开放和半开放结构，在风扇扇叶半径外一定距离形成一定的台阶，也具有很好的效果，尤其是出风口格栅密集的产品，其实这样的设计还可以适应于其他示例。

一切的宗旨和精髓就是本实用新型所述的开放式出风口的理念，尽量在扇叶之外加大出风口的开放度，尽量快速地释放扇叶产生的风压，释放的越快，压降差越大，气流向出风口流动的阻力越小，功耗就越小，噪声就越低。所以这与散热风扇的设计要求其实是刚好相反的，因为散热风扇追求的其实是出风口的风速风压。

事实上，现有的几乎所有径流风扇的出风口处的气流方向，都是风扇扇叶远端旋转圆弧的切线方向，也就是说，出风口处的气流方向与切线面属于平流层，基本属于与扇叶同一个平面的气流。

而本示例3通过所述转向90度延展风道的四边开放式出风口径流风扇m61，相当于是将图13所示风扇模型m41的直接式出风口的径向气流，通过所述盖壳k61四边的挡边617的弧形内壁改变了90度方向，类似于垂直风切变，向下方从延展气道的格栅边611出风口排出，类似于切变风了，此时的气流方向又变成了与轴向平行的反方向的轴向气流了。

如果将这样改变了出风口气流方向的风扇m61安装在面戴式呼吸装置上，出风口会面向人的面部方向，人在运动的时候，来自运动方向的可能会影响到风扇正常运行的几个方向的迎风就不会对该呼吸装置的风扇产生太大的影响了。而且因为出风口相对较大，风扇排出的风速也很小，不会对人面部构成影响和不适，而且对产品外观的颜值设计也有很好的提升和充分的想象力。

因此，本实用新型为一种径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构，其特征在于：所述径流风扇呼吸装置壳体为四边全包围盖壳，所述径流风扇呼吸装置壳体的出风口为转向延展风道，通过呼吸装置壳体内壁结构将风扇的径向气流改变一定的方向排出，所述转向延展风道的出风口方向可以为轴向的正负方向，即向呼吸装置内或朝外，优选为径向角度的±45°至±135°左右，更优选为75度-105度。所述风扇底座面与延展气道出风口面有一定落差，所述落差为台阶式落差、坡面型或弧面形落差。所述风扇径向壳体内壁优选为弧形。所述转向延展风道出风口也优选为2个方向或180度以上，更优选为三边出风口或四边出风口。

图22所示为盖壳k62,是将图19所示四边全包围盖壳k61的一边的挡边617采用格栅621取代，属于部分包围盖壳，如图23所示，将盖壳k62安装在底座d3上，构成风扇模型m62，相比图20所示风扇模型m61，出风口将更加开放，如果是作为呼吸装置用风扇，盖壳k62上的格栅621出风口向下，将是比较合理的设计解决方案。

当然地，根据产品的实际需要，延展风道的出风口可以设计为非90度的其他角度，正负45度都可以理解为出风口处方向上的改变，类似于垂直风切变也并不是指纯90度垂直方向，根据产品的设计需要，还可以将延展风道的出风口向上或其他任意方向进行延展，只需做到尽可能开放出风口、尽可能地减小风阻，即为实现本申请所述的开放式出风口结构的设计理念。

1. 因此，本实用新型为一种径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构，其特征在于：所述径流风扇呼吸装置壳体为三边包围盖壳，所述径流风扇呼吸装置壳体的出风口为三边转向延展风道，通过呼吸装置壳体内壁结构将风扇的径向气流改变一定的方向排出，所述转向延展风道的出风口方向可以为轴向的正负方向，为径向角度的±45°至±135°，以及另一边为风扇径向出风口。所述径流风扇呼吸装置的风扇径向出风口为开放式出风口，所述风扇径流方向具有180度及以上开放度的出风口，所述风扇径向出风口无涵道凸起约束。

实验数据也表明，只要延展风道设计的好，对进气口风量的影响也是非常小的，这样做的有益好处是在充分利用本实用新型的创新理念的同时，又可以最大限度的结合实际情况来设计产品，成为真正实用的创新。

很多采用散热风扇的产品，在散热风扇的出风口处也有将出风口的风道延长到产品的外壳处的，这样做是以利于散热，这种将散热风扇的约束式的紧缩型出风口进行直线延长的常规做法，仅仅只能算是“延长了风道”。而本实用新型将基于开放式出风口理念做出的这些风道设计，定义为“延展风道”，即延伸扩展的意思，显然并不仅仅只是为了简单地延长风道，而是可以在改变气流的方向上根据设计要求进行的延伸扩展，并且是不局限于传统散热风扇仅仅一个方向上的延长。

附图说明

图1-4所示为现有的径流风扇壳体外壳出风口示意图。

图5所示为风扇模型的风扇底座d1及扇叶s1示意图。

图6-8所示本申请2-4方开放式出风口盖壳模型示意图。

图9、10所示为现有的1-2方出风口盖壳的风扇模型示意图。

图11-13所示为本申请2-4方开放式出风口盖壳的风扇模型示意图。

图14-17所示为全开放和半开放圆形盖壳及风扇模型示意图。

图18所示为周边格栅出风口延展气道风扇底座d3示意图。

图19所示为正方形四边全包围风扇壳体盖壳示意图。

图20所示为四边全开放式出风口转向90度延展风道的风扇模型示意图。

图21所示为图20所示沿两条边中点处的纵向横截面示意图。

图22、23所示为部分包围盖壳及风扇模型示意图。

图24-29所示为实施例一之具有双层出风口延展气道的一方开放式出风口径流风扇示意图。

图30-36所示为实施例二之360度全包围圆形双层出风口延展气道的上出风口径流风扇示意图。

图37-42所示为实施例三之龟壳式呼吸装置内360度全开放镂空出风口延展气道径流风扇示意图。

具体实施方式

事实上，针对不同的使用场景，对产品肯定会有不同的设计方案，因此不可能完全拘泥于上述简单的模型设计方案，显然，基于本实用新型所述采用径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构的创新思路和设计理念，完全可以根据产品的实际情况，灵活地改变呼吸装置出风口的延展气道出口方向和位置，真正做到既能够充分利用本申请理念的能效比优势和低噪声优势，又能够在不违背实物产品的实际使用情况下，超越对产品设计的局限与限制。

下面通过几个实施例来展示本实用新型所述开放式出风口的理念在不同场景中的灵活运用方案。

实施例一。

本示例4将展示一款具有双层出风口延展气道的开放式出风口结构的模型示例，这样的示例是作为当风扇的使用场景的最优方案只能够选择向一个方向排气时的一种灵活的解决方案。

如图24所示为本示例4的正方形风扇壳体外盖壳k71，图25所示为安装在外盖壳k71内的负压板k72。

所述外盖壳k71一边具有出风口710，出风口710处具有格栅立柱711，所述格栅立柱711的高度为出风口710高度的40% 左右。当然地，如果实际产品的出风口分成上下两层后的高度并不高，完全可以不需要所述格栅立柱711的设计，因此格栅立柱并不是必须的。所述外盖壳k71内具有负压板固定定位立柱712，两边具有固定卡槽713。

所述负压板k72位于出风口处具有格栅立柱721，高度为外盖壳k71的出风口710的高度减格栅立柱711的高度及负压板k72的厚度，所述负压板k72上具有定位安装孔720，与所述外盖壳k71上的定位立柱712相配合并固定。

如图26所示，将负压板k72通过定位立柱712和固定卡槽713安装固定在外盖壳k71内的示意图，构成具有上下两层空间的双层盖壳k7172，所述负压板k72与外盖壳k71上盖面板之间为延展气道的导流层，具有导流层出风口7200，负压板k72与底座之间为风扇层，具有风扇层出风口7100，这样所述双层盖壳k7172就具有了2层分流的出风口。

当然地，如果所述双层盖壳k7172是注塑成的整体部件，定位立柱712和卡槽713都是完全可以取消的，包括格栅立柱711和721都不是必须的结构。

所述负压板k72的后端设计为与外盖壳k71盖壁之间有一定的气流通道空间，这样作为双层延展气道的结构，可以改变径流风扇在风扇壳体内另外3个隐形方向出风口气流的方向，类似于切变风，将气流方向进行切变引导到导流层排出，气流可以在上下两层之间通畅流动，从导流层的出风口处排出。

这里所述的负压板k72的作用实际上就是前述的所有盖壳的盖壳面板的作用，因为径流风扇的工作原理，必须要在风扇的盖壳面板与底座平面间的一定距离范围，当扇叶在高速旋转时，才能产生负压，从而从中间的进气口吸进空气。如果没有盖壳或所述负压板，只有风扇底座的一面平面，如果是纯垂直径流扇叶，在底座进气口产生的风量是非常微弱的，因此两面平面构成的负压空间是必须的。

如图27所示，将所述盖壳k7172安装在底座d1上，构成本示例4所述的具有双层出风口延展气道的开放式出风口径流风扇的风扇模型m71，图28为图27所示双层出风口延展气道风扇模型m71沿出风口7100垂直中线方向的截面图。

结合图27、28可见，所述风扇模型m71具有上下2层空间，其中下层为所述底座d1的底座平面与所述负压板k72的负压板平面以及扇叶s1共同构成径流风扇风扇层c71，上层为负压板k72的负压板平面与外盖壳k71的盖壳平面共同构成作为双层延展气道的导流层c72，当扇叶s1高速旋转时，产生的气流一部分从所述风扇层c71一边的下出风口7100排出，一部分气流从导流层c72的上出风口7200排出。

进一步的，如图29所示，必要时还可以将负压板k72面向外盖壳k71的导流层一侧，设置一个或多个导流分流带730。

当然地，如果必要时，也可以要将双层延展气道的导流层设计在风扇层的下面一层。

本示例4通过增加的导流层延展气道的结构，充分地将径流风扇呼吸装置的出风口开放到了大约300度以上的开放度，实现了本申请所述的开放式出风口结构的创新理念，同时又兼顾了呼吸装置径流风扇只向一边排气的设计限制，可真正做到一举两得。

因此，本实用新型为一种径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构，其特征在于：所述径流风扇呼吸装置为具有双层出风口延展气道的开放式出风口结构，所述径流风扇呼吸装置具有负压板，通过所述负压板将所述径流风扇分成气流通畅的两层空间，有风扇一层为风扇层，出风口一层为延展气道导流层。所述负压板具有一个或多个导流分流带，所述径流风扇呼吸装置双层盖壳的一边或两边具有了2层分流出风口，即风扇层出风口和导流层出风口。

实施例二。

本示例5将展示一款圆形的360度全包围双层延展气道上出风口结构呼吸装置的风扇模型示例，本示例是结合上述示例4的双层导流层延展气道和示例3的四边全包围盖壳的特点，综合设计的顶盖式上出风口结构呼吸装置的径流风扇模型m81，如图35所示。

如图30所示为圆形盘状顶盖帽k81，具有负压板固定安装孔810，顶盖帽出风口固定格栅立柱811。

如图31所示为圆形负压板k82，具有定位立柱820。

将所述负压板k82安装固定在所述顶盖帽k81上，如图32所示，两者之间构成双层延展气道的导流层c82。

当然地，这样的双层延展气道的导流层结构还有其他很多种形状和形式的解决方案，并不应仅仅局限于本示例这样的设计方案。

如图33所示为风扇壳体环形外壳k83，具有安装固定所述盘状顶盖帽k81的安装固定孔830，如图36横截面图所示，所述环形外壳k83内壁为弧形，方便将风扇扇叶离心出来的气流改变方向，更好地导流到上面延展气道的导流层c82。

当然地，当扇叶与风扇壳体的外框之间的距离足够大时，非弧形的内壁，比如垂直的内壁也是可行的，只需尽可能地确保所述负压板k82到外壳k83及顶盖帽k81的延展气道横断面的间距空间足够通畅，能够充分满足所述径流风扇开放式出风口的开放度即可。

图34所示为圆形底座d4，相比图15所示圆形底座d2的半径略大，增大部分能够充分满足上述延展气道横断面的间距并保证气流足够通畅即可，中间为进气口200。

如图35所示，将所述环形风扇壳体外壳k83安装在所述底座d4上，安装电机扇叶，安装所述负压板k82及顶盖帽k81，即构成本示例5所述360度圆形全包围双层延展气道上出风口风扇模型m81。

在所述顶盖帽k81与所述外壳k83之间的空隙，即为风扇模型m81的出风口800 ，通过这样的双层延展气道的结构，相当于将所述径流风扇360度开放式的出风口，延伸到了风扇壳体外，并且依然保留了360度的开放度，仅仅是改变了出风口的气流方向，这样做的目的，主要是为了既适应于产品的实际设计需要，又能够发挥本申请的创新理念的优势。

图36所示为图35所示风扇模型m81沿中心轴处的横截面图，与前述示例4的双层延展气道结构一样，相当于通过所述负压板k82将本示例所述开放式出风口径流风扇m81从风扇壳体中间分成了气流畅通的两层结构，上层为导流层c82，下层为风扇层c81。

所述顶盖帽也可以是与外壳壳体连为一体的，从顶盖帽上直接开出风口的设计，应理解为相同的方案。

当然地，所述负压板可以是圆形的，直接固定在扇叶的一面，具有相同的功能。现有的散热风扇也有这样的设计的，但这样的设计不是为了形成上下2层导流层的，只是相当于一面盖壳的功能，而本申请主要是为了形成2层空间便于导流。如果设计中也能够形成2层导流层，所述负压板也可以设计为与扇叶一面固定的结构，应理解为负压板k72和负压板k82相同的功能和结构，因此，所述负压板不管是固定在扇叶上还是壳体上，主要是将呼吸装置风扇壳体内分割出导流层，本申请将其统一命名为负压板。

因此，本实用新型为一种径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构，其特征在于：所述径流风扇呼吸装置为具有双层出风口延展气道的开放式出风口结构，所述径流风扇呼吸装置具有负压板，通过所述负压板将所述径流风扇分成气流通畅的两层空间，有风扇一层为风扇层，出风口一层为延展气道导流层。所述径流风扇呼吸装置为360度或四边全包围双层延展气道出风口结构，所述呼吸装置出风口为顶盖式上出风口结构。

实施例三。

上述所有示例展示的都是从产品内向外排气的呼吸装置风扇模型示例，本实施例将展示一款从产品外向内产品类进行过滤换气的示例6。

如图37所示为一款龟壳式面戴呼吸装置外壳壳体的部分壳体，本示例6只为展示径流风扇呼吸装置的开放式出风口部分的技术结构要领，不涉及到的部分将予以忽略，并不代表没有。

图37所示为龟壳式呼吸装置外壳的中间部分，以下简称外壳k91，图中所示为外壳k91的上层部分的内部视图，具有排气阀孔900，壳体中间为风扇的电机及扇叶的安装底座d5，实际上底座d5是与外壳k91为一整体部件，可以认为既是产品外壳，又是风扇底座，底座中间是风扇的进气口910及风扇安装支撑911，底座d5的底座面与外壳k91构成的圆形腔体为安装过滤材料的滤材腔930，滤材腔930内具有滤材托起支撑条931，外壳k91上实际上还有与图30、34所示的顶盖帽k81类似的顶盖帽，用于封盖住壳体外壳k91,顶盖帽与外壳k91之间也有气流通道缝隙，只不过与图34所示风扇模型m81是用作出风口不同的是，本示例是将这条缝隙用作风扇进气口的空气入口。

如图38所示为图37所示外壳k91翻转后的外壳下层部分的内部视图，壳体忽略了固定带、密封圈及电路部分，不代表没有，外壳下层部分的内部结构整体为凹槽空间，是用于呼吸的呼吸腔，风扇s2安装在呼吸腔底部的风扇底座d5中间的支撑911上。

图39所示为呼吸装置内部的呼吸腔隔板k92，所述呼吸腔隔板k92的中间平面部分命名为负压区面板920，所述负压区面板920与前述的图31所示的负压板k82、图25所述负压板k72、以及图8所示盖壳k41功能其实是一样的，使得高速旋转的风扇产生负压，从进气口吸进空气，通过扇叶离心，从径向的出风口排除。当然地，负压区面板920也可以是略微呈弧面。

所述呼吸腔隔板k92位于负压区面板920径向***的延展隔板成弧面，有众多排气孔组成的排气筛孔928，当然地，这些排气孔也可以是其他形状的排气孔，比如网格状、格栅状等等镂空型出风口，在与所述外壳k91上排气阀孔900对应相连的位置具有排气阀孔9100。

如图40所示，将所述呼吸腔隔板k92安装在所述外壳k91内部的呼吸腔内并固定在外壳壁上，构成本示例所述产品模型m91，如图41所示，为图40所示m91的中轴线的纵向横截面图，所述呼吸腔隔板k92中间的负压区面板920与所述底座d5的底座面之间，就形成了径流风扇产生负压吸力所必须的上下2个面板，这样，所述负压区面板920的外圈处就是风扇的出风口了，而弧面形的排气筛孔928所处部位的整个内部空间就相当于是延展气道了，所述排气筛孔928就相当于延展气道的出风口了，相当于出风口气流也被改变了90度左右的方向向呼吸腔排出。

由于所述呼吸腔隔板k92是固定在所述外壳k91的外壳壁上的，内部可以不需要任何立柱支撑，这样，相当于风扇出风口的开放度是100%的360度全开放的径流风扇了。

事实上，本示例6与上述示例3中图20所示风扇模型m61有异曲同工之妙，也属于四边全包围盖壳，只不过出风口方向不同而已，一个出风口向内，一个出风口向外，一样都具有很好的效果。

当然地，如果受实际产品设计的限制，尽可能地大于180度的开放度，也是可以妥协的方案，也比现有的类似产品在节能降噪要强很多。

由于这类产品内部空间半径还比较大，采用本示例所述的设计方案，出风口足够大，所以气流进入呼吸腔足够柔和，按照本示例的设计结构解决方案，可以做到有风不见风，呼吸很畅通，而且极大地降低了功耗和风扇的转速，噪声也因此小了很多，是目前所有同类产品完全不能比拟的。

目前几乎所有的类似呼吸装置产品，尽管呼吸腔内部空间足够大，但都还是增加一些风扇外壳的隔断设计，以尽可能做成径流风扇的结构特征，风扇的出风口都依然是紧缩型出风口设计，都是朝向一方排气，一般是口部的下方，有些出风口甚至设计为只有60度左右，最大的也不到120度左右，而且基本都有类似的涵道凸起设计。可惜了足够大的空间，因为错误的惯性思维，却做了很多复杂的错误设计，有的功耗甚至达到1W左右，所有这些错误的根源，都是错误地将用于散热的风扇生搬硬套地用反了的结果。

而本示例基于本申请所述的开放式出风口理念，将呼吸腔内部的所有多余的设计尽可能地全部剔除，反而产生了很好的效果，甚至可以将功耗做到传统设计的不可思议的十五分之一以下，优势非常明显。

当然地，也可以将类似于如图14所示全开放出风口盖壳k51安装于图38所示壳体k91的呼吸腔体中，构成如图42所示360度全开放径向出风口产品模型m92的示例。

这样的效果与图15所示风扇模型m51效果相同，也属于360度全开放出风口结构。

当然地，也可以将类似于如图16所示半开放出风口盖壳k52安装于图38所示壳体k91的呼吸腔体中，构成如呼吸腔内部半开放径向出风口产品模型示例。

这样的效果与图17所示风扇模型m52效果也基本相当，也属于大于等于180度半开放式出风口结构。

当然还有更多类似开放式出风口结构的设计方案可以实施，可以很好地降低功耗，极大地降低噪声，这是同类型传统设计的产品完全无法比拟的效果。

本申请的所有实施例和示例所述的具体数据、使用材料、成型方式以及图形的比例，仅仅是为了方便描述而设置，不应作为限定本发明专利权的限制。然而，本领域技术人员可能会意识到其中一个或多个具体细节描述可能会被省略，或者还可以采用其他的方法、组件、或材料，在实施例中一些实施方式并没有描述或者没有详细描述。此外，本文中记载的特征、实施或特点还可以在一个或者多个实例中以任意合适的方式组合，不应以此限制本发明之专利权。

Claims (10)

1.一种径流风扇呼吸装置开放式出风口结构，其特征在于：所述径流风扇呼吸装置的出风口为开放式出风口结构，位于风扇径流方向具有2边方向及以上或180度及以上开放度的出风口，所述出风口无涵道凸起约束。

2.一种径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构，其特征在于：所述径流风扇呼吸装置壳体为四边全包围盖壳，所述径流风扇呼吸装置壳体的出风口为转向延展风道，通过呼吸装置壳体内壁结构，将风扇的径向气流改变一定的方向排出，所述转向延展风道的出风口方向为轴向的正负方向，为径向角度的±45°至±135°。

3.一种径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构，其特征在于：所述径流风扇呼吸装置壳体为三边包围盖壳，所述径流风扇呼吸装置壳体的出风口为三边转向延展风道，通过呼吸装置壳体内壁结构，将风扇的径向气流改变一定的方向排出，所述转向延展风道的出风口方向为轴向的正负方向，为径向角度的±45°至±135°，以及另一边为风扇径向的出风口。

4.根据权利要求2或3所述的一种径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构，其特征在于：所述径流风扇呼吸装置的风扇径向出风口为开放式出风口，所述风扇径流方向具有180度及以上开放度的出风口，所述风扇径向出风口无涵道凸起约束。

5.一种径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构，其特征在于：所述径流风扇呼吸装置为具有双层出风口延展气道的开放式出风口结构，所述径流风扇呼吸装置具有负压板，通过所述负压板将所述径流风扇分成气流通畅的两层空间，有风扇一层为风扇层，出风口一层为延展气道导流层。

6.根据权利要求5所述的一种径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构，其特征在于：所述呼吸装置双层盖壳的一边或两边具有了2层分流出风口，即风扇层出风口和导流层出风口。

7.根据权利要求5所述的一种径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构，其特征在于：所述径流风扇呼吸装置为360度或四边全包围双层延展气道出风口结构，所述呼吸装置出风口为顶盖式上出风口结构。

8.根据权利要求6或7所述的一种径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构，其特征在于：所述负压板具有一个或多个导流分流带。

9.根据权利要求1、2、3、5、6、7任意一项所述的一种径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构，其特征在于：风扇径向壳体内壁为弧形，通过所述弧形内壁改变径向气流的排出方向。

10.根据权利要求1、2、3、5、6、7任意一项所述的一种径流风扇呼吸装置的开放式出风口结构，其特征在于：所述风扇底座面与延展气道出风口面有一定落差，所述落差为台阶式落差、坡面型或弧面形落差。