专利名称：一种带有管道的轴流式吹风机的制作方法参照本发明的下面的最佳实施例连同附图，本发明的目的将会更容易理解。附图中类似的附图标记表示类似的部件。下面是本申请中所包含的附图的详细说明图1是构成本发明的一个吹风机的最佳实施例的概略图。图2是图1所示的吹风机的分解透视图。图3是沿着图1所示的吹风机的轴线的剖视图。图4是图2所示的吹风机的第一级风扇100的详细视图，其中，图4A是第一级风扇的立体图，图4B是第一级风扇的正视图。图5是图2所示的吹风机的第一级定子150的详细视图，其中，图5A是该第一级定子的正视图，而图5B是图5A的5B-5B剖面图。图6是图2所示的吹风机的第二级风扇200的详细视图，其中，图6A是第二级风扇的立体图，而图6B是该第二级风扇的后视图。图7是图2所示的吹风机的第二级定子250的详细视图，其中，图7A是该第二级定子的后视图，而图7B是图7A的7B-7B剖面图。
最佳实施例详述参考图1到3，本发明的一个实施例的吹风机10包括一个主箱体20，该主箱体20带有一个空气入口22。该吹风机10还包括一个外管道24，该外管道24覆盖在所说的主箱体20的一部分上，从而在所说的主箱体20的外部和所说的外管道24的内部之间形成一个环形空气吸入口26。这就是说，在本实施例中，主箱体20的空气出口27放置在外管道24的内部。该外管道24终止于空气出口28。该主箱体20和外管道24共同构成了下面将要详细描述的轴流式叶轮系统。
该主箱体20具有两个部分一个前箱体30和一个后盖32。该前箱体30和后盖32均为塑料整体注射成型部件，如图1和3所示，前箱体30和后盖32配合形成主箱体20以及一个靠在所说的主箱体20上的整体手柄34。
图3说明了前箱体30和后盖32是如何配合形成主箱体20以及靠在所说的主箱体20上的手柄34的。前箱体30在其开口的后端面周围具有一个薄壁部分，该薄壁部分形成一个凸台30a；而后盖32在其开口的前端面的周向则具有一个底切部分32a。该底切部分32a可以配合到前箱体30的外部凸台32a上，通过螺栓35将后盖32和前箱体30固定到一起。该螺栓35穿过前箱体30的手柄部分上的一个埋头孔30b，通过螺纹拧入后盖32的手柄部分上的一个凸块32b中。
依靠可以配合的凸台30a和底切部分32a可以使得前箱体30和后盖32互相定位。螺栓35可以去除地将前箱体30和后盖32固定到一起。该凸台30a和底切部分32a允许前箱体30和后盖32的外侧端面平齐地固定到一起。
一个马达36放置到手柄34内。这是本发明的一个重要特征，因为这可以使得马达在声学上与吹风机的其它结构隔离开来。在图3所示的实施例中，马达36被安装到一个马达托架37上，该马达托架37由合适的金属板弯成图中所示形状。该马达托架37利用一个拧入到该托架37内的一个埋头螺栓37a而固定到前箱体30的手柄部分34上。或者，作为另外一种选择，该螺栓37a也可以通过螺纹拧入到托架37另外一侧上的一个锁定块上。马达36固定到该托架37上，同时将一个冲击吸收器38放置在托架37和马达36之间。该冲击吸收器38可以是一种合适的橡胶合成物或者任何其它合适的振动吸收材料。螺栓38a穿过托架37，通过螺纹拧入到马达箱体上，从而将马达36固定到托架37上，同时将冲击吸收器38夹持在马达36和托架37之间。当然，作为另外一种选择，也可以使用另外一种固定技术，正如上述通过螺栓37a进行固定一样。当然，也可以不使用通过冲击吸收器38与马达36隔离的托架37，还可以把马达36完全包在一个冲击吸收材料例如象聚氨基甲酸乙酯内，该冲击吸收材料可以将马达固定到其位置。
正如下面所详细讨论的那样，根据本发明的吹风机的独特的流体流动特性使得能够在轴流式叶轮系统内使用离轴式驱动马达。因此，由吹风机的流体流动特性所能够导致的噪音的降低可以通过将马达放置在一个合适位置而进一步加强噪音降低的程度。在该合适位置，可以使用一个合适的安装结构例如象上面所述的那种结构来将吹风机使用者与马达运行过程中所固有的噪音和振动隔离开来。
手柄34还包括一个常规电路，用于给马达36提供动力，同时给电阻加热装置提供能源，这在下面进行描述。一个开关39方便地放置在手柄34上。该开关可以如图所示是一个扳钮开关或者是一个滑动开关或者其它形式的开关，只要该开关具有多个开关位置，这些开关位置与多种动力设置对应(亦即鼓风机转速/加热电流组合)，用于为操作者提供最大方便。提供多个动力设置的电路是一种常规设计，是本领域的普通技术人员所熟悉的。因此，其详细描述在这里省略。
本发明的吹风机的多级、带有管道、轴流式结构包括位于主箱体20和空气外管道24所形成的管道内的多级风扇和多级定子。这些风扇和定子是第一级风扇100、第一级定子150、第二级风扇200、第二级定子250和外管道定子300。该第一级风扇100和第二级风扇200被安装到驱动轴40上，从而该驱动轴40如下所述由第一级定子150和第二级定子250所支承着可旋转。柔性轴42作为一个传动机构，把动力从马达36传递到驱动轴40。
图2更详细地表示外管道定子300。该外管道定子300包括七个叶片301、302、303、304、305、306和307，与前箱体30整体成型在一起。如图3所示，外管道24的大直径入口端部可以配合到叶片301-307上，并以合适方式固定到这些叶片301-307上，从而将外管道34固定到前箱体30上。该外管道24是一个注塑整体成型件。该外管道24通过热焊或者通过使用粘结剂或者同时使用热焊和粘结剂而固定到叶片301-307上。当然，也可以使用其它材料或者固定技术。
图4更详细地表示第一级风扇100。该第一级风扇100包括一个轴流式叶轮，该轴流式叶轮包括五个叶片104、105、106、107和108，这些叶片连接到轮毂110上。这些风扇叶片104-108具有如图4所示的形状。该第一级风扇可以是一个传统的塑料注射整体成型件。
如图5所示，第一级定子150位于第一级风扇100的下游。该第一级定子包括三个叶片152、153和154。这些叶片152-154在轮毂156和外套158之间延伸。整个第一级定子150用合适材料整体成型而制成。外套158的轮廓与主箱体20的前箱体30的轮廓相匹配。该外套158包括三个轴向延伸的隆脊160、161和162，这些隆脊可以固定到前箱体30上的对应的轴向凹槽164(见图3)，从而可以使得第一级定子以一定角度定位在前箱体30内。
这样的一个定位系统是优选的，因为前箱体30在其轴线上安装第一级定子150的位置不是对称的。这就是说，由于引入了手柄34作为主箱体的一部分，从而导致主箱体20的底部是非对称的，而底部圆滑过度到形成手柄的部分。结果，外套158不沿着其整个周边与前箱体30的内侧表面接触。
因此，两个叶片153和154之间的夹角为150°，并且相对于一个包含第一叶片152的定子150的直径对称。在这种情况下，叶片152-154可以由前箱体30积极地支撑。所有这些叶片152-154都是用来支撑吹风机的驱动轴，这在下面进行描述。
图6表示第二级风扇200，该第二级风扇在前箱体30的端部外侧。该第二级风扇包括从一个轮毂207上径向向外伸出的五个等距分布的内侧叶片202i、203i、204i、205i和206i和五个等距分布的外侧叶片202o、203o、204o、205o和206o。每一个外侧叶片径向向外伸出，构成对应的内侧叶片的延长部分。一个环形肩部208用于隔离内侧叶片和外侧叶片，该环形肩部208形成前箱体30的延长部分。这就是说，除了前箱体30和环形肩部208之间的轴向间隙外，后者也形成前箱体30所形成的内侧空气管道的一部分。该第二级风扇200是用塑料整体注塑成型而制成。
图7表示第二级定子250。该第二级定子250包括四个等距分布的内侧叶片252、253、254、255和六个等距分布的外侧叶片256、257、258、259、260和261。内侧叶片252-255在中央轮毂262和环形肩部264之间延伸，而该环形肩部264形成第二级风扇200的环形肩部208的一个延长部分。外侧叶片256-261从该环形肩部264径向向外伸出。该第二级定子250也是通过注射成型而制成。
本发明的吹风机按照下述方式进行组装。首先将第一级定子150的外套158穿过前箱体30的后端面而放置到前箱体30内。把第一级定子150的三个隆脊160-162定位并插入到前箱体30内侧表面上的对应的轴向沟槽内。该外套158可以以任何合适方式但最好是通过热焊和使用一种粘结剂的方式固定到前箱体30的内侧表面上。重要的是，该第一级定子150需要紧紧固定到前箱体30上，因为其轮毂156形成一个用于支承吹风机的轴向驱动轴40的后轴承。
在将第一级定子150组装到前箱体30内以前，在每一个叶片152-154上缠绕Nichrome?镍铬合金丝的电阻加热线圈70，如图3所示。一旦第一级定子150组装到前箱体30内后，这些镍铬合金丝可以以合适方式连接到手柄34内的电源电路。
第二级定子250通过热焊和/或者使用粘结剂被连接到外管道24的内部，从而将第二级定子250的外侧叶片256-261牢牢地固定到外管道24的内壁合适的位置。同样重要的是，该第二级定子250需要固定地和刚性地连接到外管道24上，从而形成一个刚性结构，因为其轮毂262如下述方式为驱动轴40提供一个轴承。
驱动轴40被插入穿过第一级定子150的轮毂156并保持在其位置上，而外管道24则定位在形成外管道定子的七个叶片301-307上。其中，第二级风扇200的轮毂207通过合适方式固定到驱动轴40上。
驱动轴40的末端引入到第二级定子250的轮毂262上的一个中央开口内，而外管道24通过热焊和/或者使用一种粘结剂而固定到叶片301-307上。在这种情况下，第一级定子150和第二级定子250、前箱体30和外管道24形成了一个刚性、永久性装置，该装置将驱动轴40支承在轮毂156和262上而进行旋转。
每一个轮毂均包括一个合适的轴承面，例如一个青铜轴套或者一个Telfon?聚四氟乙烯涂层，以降低驱动轴40和轴承面上的摩擦力。也可以使用配合的Telfon?聚四氟乙烯轴套44和46。如果这样，这些轴套刚性固定到驱动轴40和对应的第一级风扇100的轮毂110和第二级风扇200的轮毂207上，从而使得施加到驱动轴40上的驱动力可以驱动第一级风扇100和第二级风扇200旋转。该驱动轴40还以合适方式沿着轴向固定，例如通过一个固定在驱动轴40上的周向沟槽内的弹簧卡(未示出)而固定，从而限制驱动轴的轴向移动。
然后，将第一级风扇固定到驱动轴40的一个端部，该驱动轴40延伸并超过第一级定子150。柔性轴42以合适方式固定到马达36和驱动轴40之间，并且将后盖32连接到后盖32上，从而完成吹风机10的组装。
可以注意到，通过以在第一级定子150的叶片152-154上缠绕Nichrome?镍铬合金丝(参见图3)同样的方式，在第二级定子250的某些或者全部叶片上缠绕电阻加热线圈，使得第二级定子250可以提供附加的热能。在这种情况下，第二级定子250需要用合适材料制成，而镍铬合金丝则以合适方式连接到电源电路，从而提供所需的操作。例如，在空气流达到最大时，在两个定子上的线圈均被激活以提供最大的干燥能力。本领域的普通技术人员可以实现空气流和热量输入的有机组合，这里不再进行详细描述。
后盖32上的空气吸入口22和在外管道24的端部的空气出口28可能需要合适的保护装置。例如可以在空气吸入口上提供径向延伸的槽或者使用一个金属网或者两者同时使用，其中，槽的尺寸小到足以防止使用者的手指进入。这些安全特点主要由工业标准所规定，本发明的吹风机可以很容易地满足这些安全要求。
本发明的一个优点就是，吹风机的空气流的特性可以使得吹风机的空气的空气质量流量最大而吹风机的旋转部件的转速最小。在给定的转速下，多级转子的使用以及提供一个环形空气吸入口26都显著地增加了穿过吹风机的空气的空气质量流量。例如，现在的商用吹风机的典型转速为10000rpm，有时甚至更高。本发明则在相当于现在的商用的吹风机转速的一半情况下，可以使得吹风机的空气质量流量加倍。
可以应用数学知识来为吹风机的所需的流动特性设计吹风机的结构，而这些数学知识是本领域的普通技术人员所公知的。使用众所周知的空气动力学和流体动力学原理，本领域的普通技术人员能够选择箱体20和外管道24的形状、在箱体20和外管道24之间的环形管道68的轴向长度以及沿着轴向方向该环形管道68的面积的变化、定子和转子的级数和在这些定子和转子上的叶片的形状和数量。
为说明目的，下面给出各个部件的结构的确定方法的例子。应该能够理解，在本发明的保护范围之内可以有其它的结构。
一个典型的设计的起点是确定驱动轴40以及两级风扇100和200的转速ω。需要选择ωmax＝5000rpm(转/分钟)来降低吹风机所产生的噪音。其热量输出的公式可以表示为q·=m·cpΔT-………(2)]]>其中，

是吹风机的输出热量，

是流过吹风机的空气质量流量，Cp是空气的比热，ΔT是从吹风机排出的空气流相对于其周围空气所提高的温度。Cp是空气的公知性质，排出空气的最大温度根据由Underwriter实验室(Underwriters Laboratories，Inc.)出版的规定中的工业标准设定。一个典型的最大输出热量

可以是2000瓦，利用公式(2)，对于给定的排出空气温度为70℃时，可以得到所需要的空气质量流量

＝0.03m3/秒。
对于轴流式的风扇设计可以使用众所周知的方程，可以确定每一级风扇的结构。当然，这假定风扇的级数已经确定。在本发明的实施例中，所描述的吹风机具有两级风扇。为了避免结构复杂，对风扇的设计可以考虑某些因素。例如，叶片可以制成基本上是平面的(亦即最小的工作室)。重要的是，需要注意到第一级风扇和第二级风扇的设计必须保持协调。例如，已经发现第二级风扇上的叶片的入射角应该大于第一级风扇上的叶片的入射角。一个理想的结构将在吹风机的任何轴向位置的径向方向上产生一个均匀的速度剖面。
对于定子，在本发明中的实施例提供一种平面式叶片，尽管本发明并不限于使用平面式定子叶片。正如众所周知的那样，定子用于使得从风扇排出的空气流变得平直亦即“去除空气流中的涡旋”，从而恢复空气流中的动能。这就是说，当空气从风扇排出后，该空气流具有复杂的速度分布，这削弱了空气流沿着轴向方向的动能。定子重新定向空气流从而恢复空气流的动能。外管道定子300的叶片301-307有助于以优化的入射角导引空气流进入到第二级风扇200的外侧叶片202o-206o内。
管道的空气流轮廓也可以根据众所周知的工程设计原理进行选择。空气流的排出速度是有关的另外一个重要的参数。本领域的普通技术人员能够意识到，对该排出速度有一个消费者所设定的极限，并且由于工程原因还需要将排出速度保持在一个最小值。
然而，一旦穿过吹风机的空气总质量流量确定后，根据所需的排出速度可以确定管道的尺寸。在本实施例中，主箱体20具有一个圆柱形的空气入口，该空气入口部分延伸到第一级风扇100的下游端部。然后，管道的空气流轮廓为一个立方函数，亦即d＝f(x1/3)，其中d是主箱体的直径，x是沿着该主箱体的轴向距离。外管道24的形状也是其轴向长度的一个立方函数。根据经验选择外管道的剖面，以防止空气流从外管道的内壁上分离开来。
作为优先的一种选择，在每一级定子上的定子叶片的数目与风扇上的风扇叶片数目不同。如果这两个数目相同，将会产生一个周期状态，在这个周期状态中，管道在承受最小的障碍(当风扇叶片与定子叶片处于同样的角度位置时)和承受最大的障碍(当风扇叶片等角度分布在定子叶片之间时)之间循环。这是使用者所感受到的一个周期性噪音。使用不同数量的定子叶片和风扇叶片可以使得这种噪音最小。还应该注意到，本发明不限于在某级特定的风扇或者定子上使用一个特定数量的风扇叶片或者定子叶片，也不限于本文所述的风扇和定子的数量。
如上所述，流过吹风机10的空气流由缠绕在第一级定子150的叶片152-154周围的电阻线圈70加热。该电阻线圈70与一个激励电路连接，该激励电路激励这些电阻线圈70从而为产生不同的热量而提供不同的电能。例如，该电阻线圈70被激励到达一个低温以提供一个低热设置，在该低热设置，空气被加热到一个中等温度；而通过提供一个高热设置，空气可以被加热到较高温度。在低热设置中，风扇低速旋转；而在高热设置中，风扇高速旋转。
将电阻线圈70缠绕在定子叶片周围具有某些独特的特点。这可以使得空气流与加热线圈紧密接触，因为电阻加热线圈在空气流中产生紊流，从而加强了空气流穿过这些叶片的混合，因此提高了热量从叶片传递到空气的热传导效率。同时，该电阻线圈不会显著降低空气的流通面积，并且不会对去除空气流中的涡旋的定子叶片的操作产生不良影响。这提高了混合效果，促使电阻加热线圈集中在空气流中的一个较小面积上，因此降低了空气流穿过该电阻加热线圈的压降。
没有必要在电阻丝缠绕在定子叶片周围之前将这些电阻丝制成线圈。例如，这些电阻丝可以制成为平面截面，以类似于上述的制成线圈的电阻丝的方式将这些平面截面的电阻丝缠绕在定子叶片上。这种结构可以用于“干扰”(trip)流过叶片的空气流，从而在空气流中产生紊流而提高混合效率。这种结构使得流过吹风机的空气流更加有效，因为它进一步降低了由于线圈所导致的空气流的压降。
然而，如果需要一个或者多个附加的电阻线圈，它们也可以放置在空气流的流动通道上。一种安装附加的加热线圈的方法就是在主箱体20内第一级定子150的下游设置一个栅格。该栅格可以刚性地固定到主箱体20上，以增加其结构刚度。
本发明的一个重要特点就是将马达36放置在手柄34内。在任何其它的吹风机中，马达均构成吹风机使用过程中的总的噪音。在本发明中，马达36被放置在手柄34内，从而马达36可以和吹风机的其它结构隔离开来，如上所述，因此在整体上降低了该吹风机所产生的总的噪音。在现有技术的轴流式吹风机中，马达通常构成转子轴的一部分，例如美国专利US4678410和德国专利DT2529817。这种结构降低了空气流动的空间，并且使得屏蔽噪音更加困难。
在本发明中，使用具有多级转子并带有管道的轴流式空气流降低了马达所需传递的转速和扭矩。
因此，马达可以远离马达轴和驱动传动机构来设置，从而传递动力给转子轴。
在所述的实施例中，该传动机构包括柔性轴42。该柔性轴42是一个双线绕弹簧，该双线绕弹簧能够较好地抵抗扭转变形但是具有较低的弯曲强度。本领域的普通技术人员能够意识到，该柔性轴的振动的固有频率取决于其物理特性，象杨氏模量和横截面积。然而，由于本发明的吹风机采用较低的转速，因此能够提供一种固有频率高于其操作时的最大转速的柔性轴。因此，马达36可以放置在手柄34内，在声学上与吹风机的其它安装结构隔离开来。
应该能够理解，也可以使用其它的传动机构来代替上述的传动机构。例如，两级风扇不必安装到同一个驱动轴上，或者两级风扇不是按照同样的速度或者同一方向旋转。而且，除了柔性轴42外，也可以使用其它的传动机构，例如可以使用一个皮带轮系统。
尽管本发明的实施例已经进行了描述，但是应该能够理解，除了上述的本发明的内容，各种改进和变化均不偏离本发明的本质和范围，本发明的本质和范围由所附的权利要求书来定义。


一种轴流式吹风机(10),包括一个主箱体(20)和一个固定到主箱体(20)上的外管道(24),该外管道(24)的轴线与主箱体(20)的轴线重合,而主箱体(20)的轴向空气出口(27)放置在外管道(24)内,从而在该主箱体(20)和外管道(24)之间形成一个环形空气吸入口(26)。一个第一级风扇(100)和第一级定子(150)被放置在主箱体(20)内,一个第二级风扇(200)和第二级定子(250 )放置在外管道(24)内。一个靠在主箱体(20)上的手柄内装有一个马达(36),该马达(36)利用振动吸收材料安装,以阻止马达(36)产生的噪音的传播。电阻加热丝(70)缠绕在第一级定于(150)的叶片上,从而对流过吹风机(10)的空气进行加热。