本實用新型涉及空氣凈化器，屬于機械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在主動抽吸空氣進行過濾的頭戴式空氣凈化器中，需要使用風(fēng)扇工作來抽吸空氣進入空濾層進行空濾，過濾后的空氣供給人的口部、鼻部進行呼吸。

湯斌洪(中國專利，口罩用軸流風(fēng)扇及其口罩，CN205446182U，公告日 2016.08.10和中國專利，一種兒童主動式防護口罩，CN205569545U，公告日 2016.09.14)設(shè)計的軸流風(fēng)扇雖然較普通的風(fēng)扇風(fēng)力增強了，能夠克服過濾層的阻力，方便呼吸有困難的兒童、年老體弱的老人佩戴空氣凈化器。然而，由于其采用的是軸流動葉輪(即該實用新型專利中的軸流風(fēng)扇動葉)+軸向?qū)~(即該實用新型專利中的軸流風(fēng)扇靜葉)的形式，在實際用戶使用后發(fā)現(xiàn)該形式的風(fēng)扇能夠?qū)崿F(xiàn)較大空氣量的輸送，但是，其能夠達到的風(fēng)壓仍然不足以完全克服過濾層(比如實際中使用的過濾棉)的阻力，特別是在霧霾嚴重時，微小顆粒會很快堵塞過濾層而使得阻力更大，同時該形式的風(fēng)扇效率偏低。

解決以上風(fēng)壓不足問題的一個通用慣常方法是采用出氣蝸殼來進行升壓，加裝出氣蝸殼的風(fēng)扇能夠達到較大的風(fēng)壓，但是由于出氣蝸殼的周向形狀不均勻，出氣口小，會導(dǎo)致空氣流量不足且出氣周向的出氣不均勻，而且會使得風(fēng)扇的工況范圍窄、效率低，耗能升高，這種情況必須相應(yīng)提高頭戴時空氣凈化器的電源容量，不僅增加成本，更會增加凈化器的重量而影響消費者使用體驗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型就是為了解決上述的問題的，目的在于提供一種由將軸流動葉輪和離心動葉輪的優(yōu)點結(jié)合的風(fēng)扇驅(qū)動來進行主動送風(fēng)的空氣凈化器，通過離心動葉輪實現(xiàn)升壓過程，徑軸向的環(huán)形罩和軸向?qū)~使得出氣流量大，且出氣均勻，進而使得整個空氣凈化器的風(fēng)扇的變工況范圍寬、效率高，用戶使用體驗更好。

一種空氣凈化器，被佩戴在頭部上，至少覆蓋口部、鼻部，用于從外部主動吸入空氣并過濾凈化后供給到口部、鼻部進行呼吸，其特征在于，包括：凈化器主體，與人的口部、鼻部密封貼合，具有殼體組件和設(shè)置在殼體組件內(nèi)的過濾部件；主動抽風(fēng)的風(fēng)扇，設(shè)置在殼體組件上，用于從外部抽吸空氣進入到殼體組件內(nèi)，其中，風(fēng)扇固定安裝在殼體組件上，且位于所示過濾部件的空氣流動的后方，具有：軸流導(dǎo)葉，固定設(shè)置在殼體組件上，具有中心環(huán)和環(huán)繞設(shè)置在該中心環(huán)的外壁上的多個軸流導(dǎo)葉片；前蓋板，呈中間突起的環(huán)形，和軸流導(dǎo)葉配合且固定連接；離心動葉輪，設(shè)置在前蓋板和軸流導(dǎo)葉片之間的空間內(nèi)；電機，固定安裝在殼體組件上，其輸出軸和離心動葉輪連接，離心動葉輪具有環(huán)形基座和環(huán)繞設(shè)置在該環(huán)形基座的一面上的多個離心葉片，離心葉片靠近環(huán)形基座的內(nèi)環(huán)面的一端為入口端，靠近外環(huán)面的一端為出口端，離心葉片的切線角從入口端到出口端是線性均勻增大的，經(jīng)由電機驅(qū)動而高速旋轉(zhuǎn)的離心動葉輪后的高速高壓氣流在經(jīng)過軸流導(dǎo)葉后被降速增壓，并從軸流導(dǎo)葉的多個軸流導(dǎo)葉片的間隙中排出。

本實用新型提供的空氣凈化器，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，軸流導(dǎo)葉片還包括與前蓋板固定連接的外環(huán)片，軸流導(dǎo)葉片連接中心環(huán)的一端為根部，另一端為葉尖部，軸流導(dǎo)葉片的切線角從其根部到葉尖部是線性均勻減小的，外環(huán)片套在多個軸流導(dǎo)葉片上且與葉尖部連接。

本實用新型提供的空氣凈化器，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，其中，軸流導(dǎo)葉片的轉(zhuǎn)折角為10～20度。

本實用新型提供的空氣凈化器，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，風(fēng)扇還包括后蓋板，設(shè)置在軸流導(dǎo)葉上，與前蓋板相配而將環(huán)形基座的中空部分覆蓋起來。

本實用新型提供的空氣凈化器，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，離心動葉輪具有環(huán)形基座和至少環(huán)繞設(shè)置在環(huán)形基座的一面上的多個離心葉片，離心葉片為等高等厚的弧形葉片，離心葉片靠近環(huán)形基座的內(nèi)環(huán)面的一端為入口端，靠近外環(huán)面的一端為出口端，離心葉片的切線角從入口端到出口端是線性均勻增大的。

本實用新型提供的空氣凈化器，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，離心葉片的厚度是沿中弧線均勻等厚分布的。

本實用新型提供的空氣凈化器，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，離心葉片的入口端為圓弧形，出口端為尖端的銳角。

本實用新型提供的空氣凈化器，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，離心葉片的出口端和環(huán)形基座的外環(huán)面平齊。

本實用新型提供的空氣凈化器，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，環(huán)形基座的內(nèi)環(huán)面邊緣設(shè)置有環(huán)形突起殼，該環(huán)形突起殼設(shè)置在與離心葉片相同的一面上。

本實用新型提供的空氣凈化器，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，電機為微型電機，設(shè)置在環(huán)形突起殼和后蓋板之間形成的腔室內(nèi)，電機固定設(shè)置在后蓋板上，該電機的轉(zhuǎn)子套入環(huán)形突起殼內(nèi)，而定子與后蓋板固定連接。

實用新型作用與效果

根據(jù)本實用新型所提供的空氣凈化器，其設(shè)置的主動抽風(fēng)的風(fēng)扇具有環(huán)形基座和環(huán)繞設(shè)置在環(huán)形基座的一面上的多個離心葉片，離心葉片的切線角從入口端到出口端是線性均勻增大的，通過多個離心葉片的高速旋轉(zhuǎn)對吸入的氣體做功來轉(zhuǎn)化為高速流動的氣體，在相鄰的離心葉片之間的空隙是隨著氣流的流動方向而越來越大的，這樣在流動的過程中高速流動的空氣的動能會轉(zhuǎn)化為高壓的勢能，即高速流動的空氣從上述的間隙流出后就獲得了高壓。另一面，由于空隙是逐漸變大的，所以氣流比較平穩(wěn)，對應(yīng)的高速旋轉(zhuǎn)過程中的擾動也比較小，氣流更均勻。

進一步，由于風(fēng)扇固定安裝在殼體組件上，且位于所示過濾部件的空氣流動的后方，這樣外界的空氣會經(jīng)過過濾后才進入到風(fēng)扇中與上述的離心動葉輪接觸，又由于本實用新型的離心動葉輪的各個離心葉片的是比較小的，而且彼此的距離也是比較近的，這樣過濾后的空氣不含微小顆粒，不會因為靜電吸附作用而將大量的顆粒吸附到葉片上，進而使得風(fēng)扇的阻力和噪音變大。正因為本實用新型的風(fēng)扇是設(shè)置在過濾部件的下風(fēng)位置上，所以不會發(fā)生風(fēng)扇使用一段時間后阻力和噪音變大的情況。

根據(jù)本實用新型所提供的空氣凈化器，由于具有上述的離心動葉輪和軸向?qū)~以及環(huán)形罩，這三者彼此形成的空氣流道包括進氣段、離心動葉輪、徑軸向的環(huán)形罩以及軸向?qū)~這四個部分。

其中，進氣段為風(fēng)扇進氣口到離心動葉輪進口部分，旋轉(zhuǎn)的離心動葉輪在進口形成持續(xù)的負壓將經(jīng)由環(huán)形罩的軸向流動的空氣源源不斷的吸入，通過進氣段進入到離心動葉輪中，減少了流道空氣阻力。

離心動葉輪將高速運動的空氣的機械能加載到空氣，使離心動葉輪的出口的空氣壓力能和速度動能大幅增加，并將一部分動能轉(zhuǎn)化為空氣的壓力勢能從而進一步提高出口空氣的風(fēng)壓。

徑軸向的環(huán)形罩的圓弧形的光滑內(nèi)壁將離心動葉輪的出口徑向流動的空氣圓滑的轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向流動，在該罩頭中高速高壓的空氣能夠?qū)崿F(xiàn)進一步地降速增壓，使出氣均勻、柔和。

從環(huán)形罩出來的軸向流動的空氣進入軸向?qū)~，在多個軸向?qū)~片的作用下，被進一步地降低速度和改變方向而變?yōu)檩S向流動，最后均勻、柔和地地輸送出來供給人口部、鼻部進行呼吸。

附圖說明

圖1為本實用新型的空氣凈化器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的風(fēng)扇的三維示意圖；

圖3為圖2的另一方向的視圖；

圖4為本實用新型的風(fēng)扇的剖視圖；

圖5為圖4的另一方向的視圖；

圖6為本實用新型的風(fēng)扇中的后蓋板和軸向?qū)~的示意圖；

圖7為本實用新型的風(fēng)扇中的環(huán)形罩的示意圖；

圖8為本實用新型的風(fēng)扇中的離心動葉輪的示意圖；

圖9為本實用新型的單個離心葉片的橫截面示意圖；以及

圖10為本實用新型的風(fēng)扇的空氣流道示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結(jié)合附圖對本實用新型的空氣凈化器的具體結(jié)構(gòu)作具體闡述。

實施例

為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結(jié)合附圖對本實用新型的風(fēng)扇的具體結(jié)構(gòu)作具體闡述。

實施例

圖1為本實用新型的空氣凈化器的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，本實用新型的空氣凈化器1000包括凈化器主體和風(fēng)扇100，其中凈化器主體具有殼體組件200和設(shè)置在殼體組件內(nèi)的過濾部件300。

具體如圖1所示，殼體組件200包括與人的鼻部、面部貼合的面部密封圈201、與面部密封圈201連接的后蓋202、設(shè)置在后蓋202上的中蓋203以及設(shè)置在中蓋 203上的安裝孔處的前蓋204。

中蓋203和后蓋202之間具有空腔，該空腔內(nèi)用于安裝風(fēng)扇100和凈化器1000 的電路控制用的電路板205和供給電能的電池206。為了實現(xiàn)密封和絕緣，在空腔內(nèi)還設(shè)置有位于電路板205上的風(fēng)扇前密封圈207和生物質(zhì)在電路板205下方的風(fēng)扇后密封圈208，風(fēng)扇前密封圈207和風(fēng)扇后密封圈208均為圓形，用于將電路板205包裹絕緣。凈化器1000的電源開關(guān)209設(shè)置在中蓋203上。

前蓋204和中蓋203以及后蓋202都具有連通孔，如圖1所示，前蓋204上設(shè)置有多個小孔組成的進氣孔204a，中蓋203的側(cè)壁上設(shè)置有出氣孔203a，后蓋202 上設(shè)置有單向出風(fēng)的單向閥202a。

過濾部件300包括設(shè)置在前蓋204和中蓋203上的連通孔之間的過濾棉壓框 301和過濾棉302。

風(fēng)扇100開機運轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生負壓將外界的空氣由前蓋204上的進氣孔204a抽吸進來，然后經(jīng)過過濾棉302后，被過濾為干凈的空氣，被風(fēng)扇100輸送到后蓋 202和面部密封圈201的空間內(nèi)供人的口部、鼻部呼吸。人體呼出的氣體經(jīng)由中蓋203上的出氣孔203a和后蓋202上的單向閥202排出。

下面結(jié)合附圖對本實用新型中的風(fēng)扇100的機構(gòu)做具體的說明。

圖2為本實用新型的風(fēng)扇的三維示意圖；

圖3為圖2的另一方向的視圖；

圖4為本實用新型的風(fēng)扇的剖視圖；

圖5為圖4的另一方向的視圖；。

如圖2-5所示，風(fēng)扇100包括原動機(圖中未顯示的電機)和葉片組件，原動機的輸出軸和葉片組件連接。本實施例中風(fēng)扇為適用于頭戴式空氣凈化器的小型風(fēng)扇，對應(yīng)的，原動機選用永磁直流電機，其定子是線圈，轉(zhuǎn)動部份是磁體殼(就是個人計算機的cpu的散熱風(fēng)扇所用的微型電機)。

如圖3、4、5所示，葉片組件包括軸向?qū)~10、環(huán)形罩20、離心動葉輪30 以及后蓋板40。

圖6為本實用新型的風(fēng)扇中的后蓋板和軸向?qū)~的示意圖。

軸向?qū)~10，具有圓形的中心環(huán)11和環(huán)繞設(shè)置在該中心環(huán)11的外壁上的多個軸向?qū)~片12和外環(huán)片13。

如圖6所示，中心環(huán)11的外壁上均勻設(shè)置有同扭向的8個軸向?qū)~片12。軸向?qū)~片12連接中心環(huán)11的外壁的一端為根部，另一端為葉尖部。軸向?qū)~片12的切線角從其根部到葉尖部是線性均勻減小的，裝折角(根部的切線角和葉尖部切線角的差值)為10-20度，本實施例中為15度。

圓形的外環(huán)片13套在軸向?qū)~片12上且與葉尖部連接，如圖6所示。本實施例中外環(huán)片13上均勻環(huán)繞設(shè)置有3個通孔，用于安裝固定。

圖7為本實用新型的風(fēng)扇中的環(huán)形罩的示意圖。

如圖4、5所示，環(huán)形罩20的外邊緣上設(shè)置有和外環(huán)片13上的通孔配合的安裝柱，這三個安裝柱穿過通孔后將環(huán)形罩20和軸向?qū)~10連接在一起。

如圖7所示，圓形的環(huán)形罩20呈中間突起的環(huán)形，整體呈喇叭形，其進口面積小于出口面積，中空部分的圓形的進口和中心環(huán)11是共軸的。環(huán)形罩20 的進口和出口使用圓弧形的曲線面過渡連接，同時內(nèi)壁也加工為光滑的。

圖8為本實用新型的風(fēng)扇中的離心動葉輪的示意圖。

如圖4、5所示，圓形的離心動葉輪30設(shè)置在環(huán)形罩20和軸向?qū)~10之間的空間內(nèi)。

如圖8所示，離心動葉輪30具有環(huán)形基座31、環(huán)形突起殼32、多個離心葉片33。

環(huán)形基座31，為圓環(huán)形的薄片。

環(huán)形突起殼32，呈圓桶形，設(shè)置在靠近環(huán)形罩20的進口的一面上，封閉底面面靠近環(huán)形罩20的進口的方向，而開口面背離環(huán)形罩20的進口的方向。本實施例中如圖7所示，封閉底面是平面，也可以設(shè)計為凸起的圓弧面。

該環(huán)形突起殼32與后蓋板40相對，兩者之間的空腔即為固定設(shè)置原動機的空間，本實施例中，作為原動機100的微型永磁直流電機就是固定設(shè)置在后蓋板上的，電機的圓柱形轉(zhuǎn)子即磁體殼套入環(huán)形突起殼32內(nèi)，而電機的定子即線圈與后蓋板40固定連接。

環(huán)繞設(shè)置在環(huán)形基座31的一面上的至少多個離心葉片33，本實施例中離心葉片是設(shè)置在靠近環(huán)形罩20的進口的一面上的(即設(shè)置在與環(huán)形突起殼32相同的一面上)，數(shù)目為37個。作為一種優(yōu)化，本實施例的離心葉片也可以設(shè)置在環(huán)形基座31的背離環(huán)形罩20的一面上，或是兩面都設(shè)置。

圖9為本實用新型的單個離心葉片的橫截面示意圖。

進一步，如圖9所示，離心葉片33為等高等厚的弧形葉片，37個離心葉片 37的環(huán)形方向是相同的。圖中的虛線表示的中弧線的兩側(cè)是等厚的即離心葉片 33的厚度是沿中弧線均勻等厚分布的。

離心葉片33靠近環(huán)形基座31的內(nèi)環(huán)面的一端為入口端，靠近外環(huán)面的一端為出口端，離心葉片33的切線角從入口端到出口端是線性均勻增大的。離心葉片的入口端為圓弧形，出口端為尖端的銳角，出口端和環(huán)形基座10的外環(huán)面平齊。

后蓋板40，呈圓形，如圖3、4、5、6所示，設(shè)置在軸向?qū)~10上，與環(huán)形罩20同軸而將環(huán)形基座31的的邊緣部分固定連接，而將環(huán)形基座31的中空部分覆蓋起來。

圖10為本實用新型的風(fēng)扇的空氣流道示意圖。

下面結(jié)合圖10的空氣流道示意圖來詳細說明本實用新型的風(fēng)扇的工作原理。

如圖10所示，空氣流道包括進氣段A、離心動葉輪部分B、徑軸向的環(huán)形罩部分C以及軸向?qū)~部分D這四個部分。

首先，進氣段A為風(fēng)扇進口(環(huán)形罩的進口)到離心動葉輪進口部分(離心葉片的入口端)，旋轉(zhuǎn)的離心動葉輪在進口形成持續(xù)的負壓將經(jīng)由環(huán)形罩的軸向流動的空氣源源不斷的吸入，通過進氣段進入到離心動葉輪中，減少了流道空氣阻力。

離心動葉輪將高速運動的空氣的機械能加載到空氣，使離心動葉輪的出口的空氣壓力能和速度動能大幅增加，并將一部分動能轉(zhuǎn)化為空氣的壓力勢能從而進一步提高出口空氣的風(fēng)壓。

徑軸向的環(huán)形罩的圓弧形的光滑內(nèi)壁將離心動葉輪的出口徑向流動的空氣圓滑的轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向流動，在該罩頭中高速高壓的空氣能夠?qū)崿F(xiàn)進一步地降速增壓，使出氣均勻、柔和。

從環(huán)形罩出來的軸向流動的空氣進入軸向?qū)~，在多個軸向?qū)~片的作用下，被進一步地降低速度和改變方向而變?yōu)檩S向流動，最后均勻、柔和地輸送到后蓋202和面部密封圈201的空間內(nèi)供給人進行呼吸。

實施例的作用和有益效果

根據(jù)本實施例所提供的空氣凈化器，其設(shè)置的主動抽風(fēng)的風(fēng)扇具有環(huán)形基座和環(huán)繞設(shè)置在環(huán)形基座的一面上的多個離心葉片，離心葉片的切線角從入口端到出口端是線性均勻增大的，通過多個離心葉片的高速旋轉(zhuǎn)對吸入的氣體做功來轉(zhuǎn)化為高速流動的氣體，在相鄰的離心葉片之間的空隙是隨著氣流的流動方向而越來越大的，這樣在流動的過程中高速流動的空氣的動能會轉(zhuǎn)化為高壓的勢能，即高速流動的空氣從上述的間隙流出后就獲得了高壓。另一面，由于空隙是逐漸變大的，所以氣流比較平穩(wěn)，對應(yīng)的高速旋轉(zhuǎn)過程中的擾動也比較小，氣流更均勻。

進一步，由于風(fēng)扇固定安裝在殼體組件上，且位于所示過濾部件的空氣流動的后方，這樣外界的空氣會經(jīng)過過濾后才進入到風(fēng)扇中與上述的離心動葉輪接觸，又由于本實用新型的離心動葉輪的各個離心葉片的是比較小的，而且彼此的距離也是比較近的，這樣過濾后的空氣不含微小顆粒，不會因為靜電吸附作用而將大量的顆粒吸附到葉片上，進而使得風(fēng)扇的阻力和噪音變大。正因為本實用新型的風(fēng)扇是設(shè)置在過濾部件的下風(fēng)位置上，所以不會發(fā)生風(fēng)扇使用一段時間后阻力和噪音變大的情況。

根據(jù)本實施例所提供的空氣凈化器，由于具有上述的離心動葉輪和軸向?qū)~以及環(huán)形罩，這三者彼此形成的空氣流道包括進氣段、離心動葉輪、徑軸向的環(huán)形罩以及軸向?qū)~這四個部分。

其中，進氣段為風(fēng)扇進氣口到離心動葉輪進口部分，旋轉(zhuǎn)的離心動葉輪在進口形成持續(xù)的負壓將經(jīng)由環(huán)形罩的軸向流動的空氣源源不斷的吸入，通過進氣段進入到離心動葉輪中，減少了流道空氣阻力。

離心動葉輪將高速運動的空氣的機械能加載到空氣，使離心動葉輪的出口的空氣壓力能和速度動能大幅增加，并將一部分動能轉(zhuǎn)化為空氣的壓力勢能從而進一步提高出口空氣的風(fēng)壓。

徑軸向的環(huán)形罩的圓弧形的光滑內(nèi)壁將離心動葉輪的出口徑向流動的空氣圓滑的轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向流動，在該罩頭中高速高壓的空氣能夠?qū)崿F(xiàn)進一步地降速增壓，使出氣均勻、柔和。

從環(huán)形罩出來的軸向流動的空氣進入軸向?qū)~，在多個軸向?qū)~片的作用下，被進一步地降低速度和改變方向而變?yōu)檩S向流動，最后均勻、柔和地地輸送出來供給人口部、鼻部進行呼吸。