专利名称：改进的热风器风扇总成的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于清除油漆和类似涂层的那类热风器的风扇次总成领域，更具体来说，本发明涉及具有整流栅的那类热风器风扇总成。
本发明背景在现有技术中有许多热风器装置。这样的现有技术装置，在某些结构中，采用一个封闭在一个壳体(具有空气进口和出口)内的风扇总成，一个叶轮和一个使叶轮转动以产生运动气流的电动机。
用来从表面清除油漆的那类热风器的一个重要特征是其产生很高的空气流速。许多因素影响空气流过热风器风扇总成的速度。
首先，叶轮的结构和尺寸影响空气的流动。至少两种叶轮用于热风器装置中轴流叶轮和径流叶轮。两者使用一组环形叶片，该组叶片在一个旋转平面内转动，而该旋转平面垂直于通过风扇总成的空气流动的方向。叶轮的叶片通常垂直于旋转平面。然而，轴流叶轮沿着轴向将空气推过叶轮的叶片，而径向叶轮具有一个在旋转平面内的在叶片之下的实心盘，因此，空气先由叶轮叶片径向向外引导，然后由包围的壳体围绕盘的边缘流动。如果在叶轮的下游，气流由于某种原因受到限制而产生背压的话，则轴流叶轮比径流叶轮具有较小的能力来维持空气的恒定流动。就热风器装置而论，诸如聚流器或者刮削器的器械可以放置在热风器的空气出口处来造成受限的气流和背压。就发生这种情况来说，径流的叶轮可能优于轴流叶轮。另外，一般来说，径流叶轮的直径越大，由叶轮推动的空气的速度也越高。因此，通常来说，径流叶轮的直径越大，通过风扇总成的空气流速越高。
影响气流的第二个因素是紊流。由风扇总成产生的紊流越少，在产生和维持紊流方面所浪费的电动机能量就越少，并且在风扇总成出口可以产生更多的层流或者“吹”气。紊流产生的一种途径是迫使空气绕过气流通路的急剧“拐角”处。第二个途径是在风扇总成中有一个敞开区，在该区气流未被任何结构引导。
影响空气流速的第三个因素是电动机的功率输出。一般来说，电动机的功率输出越大，在给定时间内通过风扇壳体的空气越多。另外，从电动机吸走的热量越多，从电动机带走的功率越大。因此，在可能程度上，有利的是，利用由叶轮产生的增压空气流来将热量从电动机带走。
除了空气流速以外，从顾客期望的观点来说，热风器装置的另一个重要特征是在叶轮下游的热风器管具有的直径要足够小，以便易于操作。这意味着，通常希望使风扇总成的出口也具有较小的直径，以便其与管的直径匹配。
然而，该要求与需要通过风扇总成的高的空气流速是矛盾的。如上所述，在风扇总成装置中利用较大直径的径流叶轮是有利的。然而，这意味着，如果热风器管的尺寸不过大的话，风扇总成壳体的直径必须从叶轮区向壳体的出口减小。这又意味着，下游气流必须首先从其离开叶轮的地方被径向向内引导，然后被轴向向下游引导，再离开风扇总成。这样的改变方向会使运动空气在风扇总成内的急剧拐角处和敞开区处成为紊流的可能性增加。
现有技术的风扇总成在不同程度上谈到了这些因素。现有技术的径流风扇总成11示于
图1中。也参照图1a和1b，电电动机19固定在壳体13的上游端。电动机19在侧壁壳体上具有两个开槽23，在其下游端有四个开孔21，如图1a所示(靠近叶轮)，和在电动机的上游端有四个开孔25，如图1b所示。在垂直于排出空气流39方向的平面内由电动机19转动的叶轮17，通过邻近电动机19下游端的一个进口8将空气吸入。空气沿着围绕叶轮17的通路9被迫进入高压区27，该高压区具有整流栅叶片15，这些叶片15围绕高压区27的周边形成并且从该高压区周边大致径向向内伸出。空气然后通过一个直径减小的出口29被排出风扇总成11。
图1的现有技术的风扇总成11具有较大直径的径流叶轮17并且使气流从叶轮17的边缘向内改变方向而至直径减小的出口29。由于气流径向向内改变方向，所以整流栅叶片15可以起减少紊流的作用，然而，叶片15仅仅控制高压区27周边附近的的气流。因此，过多的紊流可能存在于叶轮17的下游高压区27的中心部分。据信，这会导致通过风扇总成11的气流的减少。
另外，虽然电动机19具有通向环境空气的开孔21，23，25，但是，电动机19基本上位于风扇总成壳体的外部，在聚集气流的通路之外。因此，从电动机19带走的热量是有限的。
现有技术的轴流热风器风扇总成61示于图2中。圆筒壳体63包围着一个叶轮65，整流栅73和圆筒电动机69。叶轮65基本上与壳体63的上游开孔71具有相同的直径并且可将空气吸入壳体63，然后将空气推过在叶轮65下游的整流栅叶片73。电动机69在其上游端部具有多个孔81，如图2a所示，和在其下游端部的多个孔83，如图2b所示。虽然电动机69的侧壁也具有两个开孔85，但是它们被壳体63的圆筒壁70挡住了。
由于空气基本沿着直的路径通过图2的风扇总成61，所以产生较少的紊流。然而，采用直的空气路径要求采用比图1的现有技术的风扇总成的较小的叶轮65直径，以便保持风扇总成的出口77直径足够小才能被适当尺寸的热风器桶所接纳。如上所述，小的叶轮直径据信将招致较低的空气流速。
另外，风扇总成61利用一个轴流叶轮65。如上所述，如果叶轮下游的气流被收缩，这样的叶轮可能不能保持空气流象径流叶轮那么有效。
最后，虽然电动机69放置在聚集空气流的路径中，但是没有提供任何机构来引导气流通过电动机69的内部。叶轮65的中央部分87与电动机69的上游端部之间的靠近间隔和气流进入上游端的开孔81所必须流过的急剧拐弯处都不适应气流通过上游端开孔81进入电动机69的内部。另外，套在电动机69的侧壁上的塑料壳体侧壁70盖住了侧孔85。因此，如同图1的现有技术的风扇总成11一样，从电动机69带走的热量也是有限的。
发明概述因此，本发明提供一种热风器风扇总成，它可产生较高的空气流速同时还提供较小直径的出口来接纳适当尺寸的热风器管。风扇总成利用一个较大的叶轮来产生高速的运动空气，一个整流栅来向内引导气流，然后使空气沿着轴向向下游改变方向，同时紊流较少，还包括一种结构，其适于将空气吸过电动机的内部来将热量从电动机带走。
如此，本发明包括一种热风器风扇总成，它具有一个鼓风机壳体，该壳体具有一个进口和一个在其下游端的出口，同时进口的直径大于出口的直径；一个具有转动驱动轴的电动机；一个连接在电动机的驱动轴上，在鼓风机壳体内邻近进口的叶轮，该叶轮具有一个大于鼓风机壳体出口直径的直径。一个整流栅，该整流栅具有一个上游端，一个下游端和一个弯曲的内壁，其中，上游端的直径大于下游端的直径，因此进入上游端的空气被径向向内引导，并且由弯曲的内壁向鼓风机壳体出口沿着轴向向下游改变方向。该弯曲的内壁使空气的紊流减少了。
在另一方面的内容中，本发明风扇总成的电动机具有在其侧壁，上游端和下游端上具有开孔，电动机的侧壁孔直接位于整流栅的下游端的下游，因此，空气流过电动机的侧壁上的孔，使得在侧壁孔的外部比在电动机的内部产生一个较低的压力区。因此，空气被带入电动机的上游孔，通过电动机的内部，并且从侧壁孔出去，以便从电动机吸走热量。
附图的简要说明图1是现有技术的径流风扇总成的简化侧视图；图1a是图1中电动机的下游端的简化端部视图；图1b是图1中电动机的上游端的端部视图；图2是现有技术的轴流风扇总成的简化侧视图，部分零件被截去；图2a是图2中电动机的上游端的端部视图；图2b是图2中电动机的下游端的端部视图；图3是本发明风扇总成的分解侧视图；图4是图3中风扇总成的上游端的端部视图；图5是图3中风扇总成的侧视截面图；图5a是图5中电动机的下游端的端部视图；图5b是图5中电动机的上游端的端部视图；
图6是图3中风扇总成沿着图5的线6-6的截面图；图7是用于实施本发明的含有图3的风扇总成的热风器的侧视截面图；图8是图3的风扇总成的侧视截面图，示出了在其中通过的气流路径。
优选实施例详细描述请参阅附图3，4，5和6，其中，示出了本发明的热风器风扇总成10。请主要参阅图5，箭头12指示通过风扇总成10的气流的总方向是轴向的。大致圆筒形的鼓风机壳体14具有一个上游节段20，其直径31大于下游节段22的直径35。上游节段20通过光滑的中间区段24与下游节段22相连接。鼓风机壳体14的上游节段20和下游节段22两者都有在其中通过的敞开孔。下游节段22包括四个径向伸出的侧向突体26，而每个突体26各支承着一个连接器轴28，连接器轴28用于通过被接纳在固定孔41中的螺钉43来将鼓风机壳体14连接在热风器的内部，如图7所示。
上游节段20适于接纳壳体盖30。壳体盖30具有一个基本上是环形的外凸缘32和一个与凸缘32同心的内唇边34，因而形成一个中心孔33。盖30还具有一个从凸缘32向唇边延伸的锥形的径向壁39。在盖30的下游紧接盖30的是叶轮36。叶轮36包括一个径向取向的大致平的盘38，该盘具有一个从其轴向延伸的截面锥形的凸台40。多个拱形叶片42从盘38垂直地向上游端20伸出，成为鼓风机壳体的通路。一个孔44形成在截锥凸台40的中央，并且其尺寸设定得可与电动机60的转动轴46过盈压配合。
一个整流栅48布置在壳体14内叶轮36的下游。整流栅48包括多个轴向对齐的拱形叶片50，这些叶片50形成整流栅48的轴向壁。轴向壁50围绕中心毂52的外表面成环形连接。中心毂52包括径向向内弯曲的壁47.一个径向向外弯曲的壁49由鼓风机壳体14的中间区形成。壁47，49和50形成了多个光滑壁的通道，为离开叶轮36的气流改变方向，先是径向向内然后是轴向向下游。
毂52还具有径向凸出的中央表面55，该表面55具有一个在其内中央孔51，围绕该中央孔布置有多个小孔53。整流栅48的中心毂52，内壁47和拱形叶片50优选全部整体地形成为一个统一的模压零件。整流栅48由多个各位于每个拱形叶片50径向外部的圆柱凸台56保持在鼓风机壳体14内的位置上。圆柱凸台56被接纳在在鼓风机壳体14的中间区24处形成的配合凹槽90中。该整流栅48优选通过螺钉43穿过四个配合孔41再进入四个圆柱凸台56的中心孔57而连接在壳体14上。
电动机60布置在叶轮36的下游，并且通常是圆筒形的，带有一个上游端62和一个下游端64以及一个侧壁66.如图5a所示，多个孔68形成在电动机60的上游端62。如图5b所示，多个孔70形成在电动机60的下游端64。再参阅附图3和5，两个在直径方向上对置的孔72形成在电动机60的侧壁66上。电动机60借助整流栅48这样布置在鼓风机壳体的内部，使得侧壁66与大致圆筒的鼓风机壳体14同心并且整流栅叶片50从电动机的上游端62轴向向下游延伸大约为侧壁66的轴向长度的四分之三。电动机60通过两个穿过整流栅48的中心毂52的径向表面55上的多个孔53中的两个孔的螺钉59来连接在中心毂52内。
从电动机60的下游端64伸出的是两个接线柱74。壳体14优选这样设定尺寸，使得接线柱74不会在轴向上超过鼓风机壳体14的下游开孔88。
图7示出了安装在热风器76内的本发明的热风器风扇总成10。如箭头86所示，空气通过在热风器76的侧面和后部的多个通风孔84流入热风器76。然后空气如在下面将详细予以描述的那样流过风扇总成10。在离开风扇总成10以后，空气通过加热元件78，集中器80，再经过一个喷嘴92而离开热风器76。
图8示出了空气流过风扇总成10的通路。空气通过在壳体盖30上的中心孔33进入鼓风机壳体14。空气然后由叶轮36迫使径向向外，并且被引导绕过叶轮36的外边缘37，之后流过整流栅48。空气的一部分流入电动机60的上游端孔68，通过电动机60的内部82，再通过或者对置的孔72或者下游端孔70流出电动机60。离开叶轮的空气流被径向向内引导，然后轴向流向下游。
图8实施例的整流栅48通过减少气流改变方向中产生的紊流而便于较高的空气流速通过风扇总成10。弯曲的外壁49将绕过叶轮外边缘37的空气平缓地径向向内改变方向。弯曲的外壁49避免当气流径向向内改变方向时气流方向的急剧改变。最重要的是，业已发现，提供整流栅48的弯曲的内壁47可大大地增加在鼓风机壳体14的下游孔88处的气流速度。据信，内壁47的存在由于使空气从径向向内的方向平缓地改变成向下游的轴向而增加了通过风扇总成的层流气流而减少了紊流。如同对外壁49一样，内壁47被成形得可避免迫使气流方向的急剧转弯。
本发明的风扇总成11还利用由叶轮驱动的空气从电动机的内部带走热。据信，使气流先径向向内然后轴向向下游改变方向，以便使直接邻近电动机60的侧壁66的空气经过侧壁66上的孔72，将会增加从电动机带走的热量。引导高速气流经过对置的孔72，将在该些孔72的外部产生比在电动机60的内部压力较低的压力区。因此，空气被从电动机60的内部82吸出孔72。最终的结果是增加通过电动机60内部82的气流，使较多的热量从电动机60带走。
本发明不能被认为是限于所有上述的优选实施例的细节。因此，在不脱离本发明的精神和范围的情况下还可以作出许多改进和变化。
权利要求
1.一种热风器风扇总成，包括a.一个大致圆筒形的鼓风机壳体，该壳体具有一个中空的内部区域，一个具有第一直径的在其第一端的进口区，和一个具有比第一直径小的第二直径的在其进口下游的第二端的出口区；b.一个具有转动驱动轴的电动机；c.一个连接在电动机的驱动轴上并且布置在鼓风机壳体的中空内部区域和邻近进口的叶轮，该叶轮具有一个大于鼓风机壳体出口区直径的直径；d.一个邻近叶轮并且在叶轮下游的整流栅，该整流栅具有一个上游端，一个下游端和一个径向弯曲的内壁，其中，上游端的直径大于下游端的直径，使得由叶轮驱动的进入整流栅上游端的空气被径向向内引导，并且由整流栅的弯曲的内壁向鼓风机壳体出口区沿着轴向向下游改变方向，这样弯曲的内壁使得空气的紊流减少了。
2.如权利要求1所述的风扇总成，其特征在于，其中，电动机还包括一个内部形成并且具有多个侧壁孔的侧壁，一个具有多个下游孔的下游端，和一个具有多个上游孔的上游端，该些侧壁孔位于整流栅下游的至少一部分，因此，当空气被迫经过侧壁孔，从而在侧壁孔的外部产生一个比在电动机的内部压力较低的压力区，其中，空气被吸入上游孔，通过电动机的内部，并且从侧壁孔出去，以便从电动机吸走热量。
3.如权利要求1所述的风扇总成，其特征在于，其中，鼓风机壳体还包括介于第一和第二端之间的中间区，该中间区形成鼓风机壳体的中空的内部区域的一个径向弯曲的外壁，使得由叶轮驱动的进入整流栅的上游端的空气由该弯曲的外壁径向向内所引导。
4.如权利要求2所述的风扇总成，其特征在于，其中，整流栅还包括多个围绕鼓风机壳体的内部并且邻近电动机上游端的拱形的轴向对齐的叶片。
5.如权利要求4所述的风扇总成，其特征在于，其中，整流栅还包括一个连接在多个叶片上的基本上是圆筒形的中心毂，所述的连接处在每个叶片的径向内边缘处，中心毂框架的外环形表面形成整流栅的弯曲内壁。
6.如权利要求1所述的风扇总成，其特征在于，其中，电动机是圆筒形的，并且其中，鼓风机壳体的下游节段形成一个径向与电动机的侧壁隔开并且包围着它的同心的圆筒。
7.如权利要求1所述的风扇总成，其特征在于，其中，叶轮是径流叶轮。
8.如权利要求1所述的风扇总成，其特征在于，还包括一个具有一个中心孔的进口板，该进口板位于鼓风机壳体的进口处，用于使空气流入鼓风机壳体的内部区域。
9.一种热风器风扇总成，它包括a.一个鼓风机壳体，它具有一个中空的内部区域，一个在其第一端的进口，一个形成中空内部区域的弯曲内壁的中间区域，和一个在壳体的进口下游的第二端处的出口；b.一个布置在鼓风机壳体的中空内部区域，邻近进口，并且具有大于鼓风机壳体出口直径的直径的叶轮；c.一个邻近叶轮并且在叶轮下游的整流栅，该整流栅具有一个上游端，一个下游端和一个径向弯曲的内壁，其中，整流栅的径向横截面是环形的并且上游端的径向横截面的直径大于下游端的径向横截面的直径，使得由叶轮驱动的进入整流栅上游端的空气由鼓风机壳体内部的弯曲的外壁径向向内引导，并且由整流栅的弯曲的内壁向鼓风机壳体出口沿着轴向向下游引导改变方向，和d.一个电动机，它具有一个形成内部并且具有多个侧壁孔的侧壁，一个具有多个下游孔的下游端，和一个具有多个上游孔的上游端，侧壁孔位于整流栅下游的至少一部分，使得整流栅的弯曲的内壁可将空气推过侧壁孔，从而在侧壁孔的外部产生一个比在电动机的内部压力较低的压力区，因此，空气被吸入上游孔，通过电动机的内部，然后从侧壁孔出去，其中，整流栅的弯曲的内壁减少了鼓风机壳体中的空气紊流并且增加了通过电动机内部的气流，以便从电动机带走热量。
10.如权利要求9所述的热风器风扇总成，其特征在于，其中，整流栅还包括多个拱形叶片，这些叶片以环形方式围绕鼓风机壳体的内部均匀地布置，并邻近电动机的上游端。
11.如权利要求9所述的热风器风扇总成，其特征在于，其中，鼓风机壳体基本上是圆筒形的，并且其中鼓风机壳体的上游节段的直径大于鼓风机壳体的下游节段的直径。
12.如权利要求9所述的热风器风扇总成，其特征在于，其中，叶轮是径流叶轮。
13.如权利要求9所述的热风器风扇总成，其特征在于，其中，电动机是圆筒形的，并且其中鼓风机壳体的下游节段形成一个同心桶，同心桶完全包围了电动机的侧壁并且与电动机的侧壁径向隔开。
14.如权利要求9所述的热风器风扇总成，其特征在于，它还包括进口板，进口板具有一个中心孔，该进口板位于鼓风机壳体的进口处，以容许空气流入鼓风机壳体的内部区域。
15.一种热风器，它包括a.一个热风器壳体，该壳体形成一个空腔，该空腔具有一个上游端和一个下游端；b.一个鼓风机壳体，该壳体具有一个中空的内部区域，一个在其第一端的进口，一个形成该中空内部区域的弯曲外壁的中间区域，和一个在壳体的进口的下游的第二端的出口；c.一个加热装置，该装置包括一个支承件和一个加热元件，该加热元件由该支承件所支承，并且布置在热风器壳体的空腔中，在鼓风机壳体的下游。d.一个叶轮，该叶轮布置在鼓风机壳体的中空的内部区域并且邻近进口，该叶轮具有的直径大于鼓风机壳体出口的直径。e.一个邻近叶轮并且在叶轮下游的整流栅，该整流栅具有一个上游端，一个下游端和一个径向弯曲的内壁，其中，整流栅的径向横截面是环形的并且上游端的径向横截面的直径大于下游端的径向横截面的直径，使得由叶轮驱动的进入整流栅上游端的空气由鼓风机壳体内部的弯曲的外壁径向向内引导，并且由整流栅的弯曲的内壁向鼓风机壳体出口沿着轴向向下游引导改变方向，和f.一个电动机，它具有一个形成内部并且具有多个侧壁孔的侧壁，一个具有多个下游孔的下游端，和一个具有多个上游孔的上游端，侧壁孔位于整流栅下游的至少一部分，使得整流栅的弯曲的内壁可将空气推过侧壁孔，从而在侧壁孔的外部产生一个比在电动机的内部压力较低的压力区，因此，空气被吸入上游孔，通过电动机的内部，然后从侧壁孔出去，其中，整流栅的径向弯曲的内壁减少了鼓风机壳体中的空气紊流并且增加了通过电动机内部的气流，以便从电动机带走热量。
16.如权利要求15所述的热风器风扇总成，其特征在于，其中，整流栅还包括多个拱形叶片，这些叶片以环形方式围绕鼓风机壳体的内部均匀地布置，并邻近电动机的上游端。
17.如权利要求15所述的热风器风扇总成，其特征在于，其中，鼓风机壳体基本上是圆筒形的，并且其中鼓风机壳体的上游节段的直径大于鼓风机壳体的下游节段的直径。
18.如权利要求15所述的热风器风扇总成，其特征在于，其中，叶轮是径流叶轮。
19.如权利要求15所述的热风器风扇总成，其特征在于，其中，电动机是圆筒形的，并且其中鼓风机壳体的下游节段形成一个同心桶，同心桶完全包围了电动机的侧壁。
20.如权利要求15所述的热风器风扇总成，其特征在于，它还包括进口板，进口板具有一个中心孔，该进口板位于鼓风机壳体的敞开上游端，以容许空气流入鼓风机壳体的内部区域。
全文摘要
一种热风器,它具有用于其内部的风扇总成,该风扇总成具有一个整流栅(48),以减少空气通过风扇总成(10)时的紊流。风扇总成(10)还包括一个鼓风机壳体(14),该壳体带有一个直径减小的出口(92),一个相对较大直径的径流叶轮(36),和一个使叶轮(36)转动的电动机(60)。整流栅(48)包括多个叶片(50)和径向弯曲的内部和外壁(47,49)。电动机(60)包括在上游和下游端的孔(68,70)和在圆筒侧壁上的孔(72)。
文档编号F04D17/00GK1246920SQ98802404
公开日2000年3月8日 申请日期1998年1月5日 优先权日1997年1月6日
发明者杰弗里·S·杰德 申请人:瓦格纳喷涂技术有限公司