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CN105874211A - 用于呼吸设备的鼓风机 - Google Patents

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CN105874211A
CN105874211A CN201480070916.2A CN201480070916A CN105874211A CN 105874211 A CN105874211 A CN 105874211A CN 201480070916 A CN201480070916 A CN 201480070916A CN 105874211 A CN105874211 A CN 105874211A
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diffuser
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Fisher and Paykel Healthcare Ltd
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Abstract

一种用于呼吸设备的鼓风机，该鼓风机包括：具有入口和出口的壳体、在该壳体内用于使叶轮旋转的电机、在该壳体内在该叶轮与出口之间的扩散器，该扩散器包括具有多个扩散器元件的板，这些扩散器元件被安排在该板上的多个级联中，每个级联包括一系列扩散器元件并且该扩散器包括具有多个圆周扩散器元件的一个或多个圆周环，这些圆周扩散器元件被安排在该一个或多个环上。

Description

用于呼吸设备的鼓风机
发明领域
本发明涉及一种用于呼吸设备的鼓风机，并且尤其涉及一种具有扩散器的鼓风机，用于增加静压力和/或减少噪音和/或减轻压力不稳定性和/或管理反向流动。
发明概述
本发明的目的是提供一种具有改善的静压力的鼓风机和/或一种管理反向流动的鼓风机。
在一个方面中，本发明可以据说在于用于呼吸设备的鼓风机，该鼓风机包括：具有入口和出口的壳体；在该壳体内用于使叶轮旋转的电机；在该壳体内在该叶轮与出口之间的扩散器，该扩散器包括具有多个(平面)扩散器元件的板，其中这些扩散器元件被安排在该板上的多个级联中，每个级联包括一系列扩散器元件。
优选地，每个扩散器元件与在该级联中的邻近的扩散器元件偏置。
优选地，在各个级联中的这些扩散器元件从该扩散器板的周边至中心螺旋地安排。
优选地，这些扩散器元件是翼型的。
优选地，该鼓风机进一步包括多个圆周扩散器元件，这些圆周扩散器元件被安排在该扩散器板的周边附近，从而将气流从该叶轮的周边引导至这些平面扩散器元件。
优选地，在一个级联中的这些平面扩散器元件从对应的圆周扩散器元件朝该扩散器板的中心螺旋。
在另一个方面中，本发明可以据说在于一种用于呼吸设备的鼓风机，该鼓风机包括：具有入口和出口的壳体；在该壳体内用于使叶轮旋转的电机；在该壳体内在该叶轮与出口之间的扩散器，该扩散器包括具有多个圆周扩散器元件的一个或多个圆周环，这些圆周扩散器元件被安排在该一个或多个环上以将空气引导至出口。
优选地，这些扩散器元件被安排在该一个或多个环上的多个级联中，每个级联包括一系列扩散器元件。
优选地，每个扩散器元件与在该级联中的邻近的扩散器元件偏置。
优选地，这些扩散器元件级联被安排在该一个或多个环的内表面上围绕该叶轮，并且任选地其中，对于每个级联而言，这些扩散器元件是以螺旋状的方式来安排的。
优选地，这些扩散器元件是翼型的。
优选地，该鼓风机包括在该叶轮周围的环形倾斜壁以减小颤振。
在另一个方面中，本发明可以据说在于一种根据以上任意一段的具有多个扩散器和多个叶轮的鼓风机。
在另一个方面中，本发明可以据说在于一种用于呼吸设备的鼓风机，该鼓风机包括：具有入口和出口的壳体；在该壳体内用于使叶轮旋转的电机；在该壳体内在该叶轮与出口之间的扩散器，该扩散器包括多个扩散器元件，其中这些扩散器元件被安排在多个级联中，每个级联包括一系列扩散器元件。
还描述了一种用于呼吸设备的鼓风机，该鼓风机包括：具有入口和出口的壳体；在该壳体内用于使叶轮旋转的电机；以及在该壳体内在该叶轮与出口之间的扩散器，该扩散器包括多个翼型扩散器元件。
优选地，这些扩散器元件被安排在多个级联中，每个级联包括一系列扩散器元件，这些扩散器元件与在该级联中的邻近的扩散元件偏置。
优选地，这些扩散器元件级联被安排在平行于该叶轮的扩散器板上，并且任选地从该扩散器板的周边至中心螺旋地安排。
优选地，该鼓风机进一步包括多个圆周扩散器元件，这些圆周扩散器元件被安排在该扩散器板的周边附近，从而将气流从该叶轮的周边引导至这些扩散器元件。
优选地，每个螺旋地安排的级联从对应的圆周扩散器元件螺旋至该扩散器板的中心。
优选地，该扩散器包括在该叶轮周围的圆周环，并且这些扩散器元件被安排在该环上，从而将空气引导至出口。
优选地，这些扩散器元件被安排在多个级联中，每个级联包括一系列扩散器元件，其中在该级联中的每个扩散器元件与在该级联中的邻近的扩散器元件偏置。
优选地，这些扩散器元件级联被安排在一个或多个环的内表面上围绕该叶轮，并且任选地其中，对于每个级联而言，这些扩散器元件是以螺旋状的方式来安排的。
优选地，提供如上所述的一种鼓风机，该鼓风机具有多个扩散器和多个叶轮。
在多个实施例中，多个扩散器元件将反向流动重新引导成使得该反向流动在与正向流动相同的方向上移动。这有助于减少由于压力不稳定性造成的叶片经过噪音。当反向流动到达叶轮所位于的蜗壳时，其基本上在与正向流动相同的方向上移动并且可以容易地加入该流束。否则可能会听到‘呼呼’的声音，因为在相反方向上移动的反向流动致使电机变慢/停转。
在本说明书中参考了专利说明书、其他外部文件、或其他信息来源，这通常是为了提供用于讨论本披露的特征的背景。除非另外明确声明，否则对这些外部文件的参考不应被解释为承认这些文件、或这些信息来源在任何辖区内是现有技术或形成了本领域公共常识的一部分。
本说明书中使用的术语“包括(comprising)”意为“至少部分由...组成”。当解释本说明书中的含有术语“包括(comprising)”的每条陈述时，也可能存在除该术语之后的那个或那些特征以外的特征。相关的术语如“包括(comprise)”和“包括(comprises)”将以同样的方式进行解释。
本发明涉及的内容对于本领域的技术人员而言，本发明的在结构上的许多改变以及截然不同的实施例和应用将表明它们自身没有脱离如在所附的权利要求书中界定的本发明的范围。在此的披露和描述完全是说明性的，并且不是旨在进行任何意义上的限制。在此提及具有本发明所涉及领域的已知等效物的特定整体时，此类已知等效物被认为也结合在此就如同单独地列出一样。本发明在于前述内容，并且还设想了多种构造，下文仅给出这些构造的实例。
附图简要说明
将参照这些附图来说明本发明的优选实施例，其中：
图1示出了根据第一实施例的具有扩散器的用于CPAP设备或类似物的鼓风机的透视图，该扩散器包括多个翼型扩散器元件。
图2示出了扩散器的具有多个扩散器元件的扩散器板的底部透视图。
图3a、图3b示出了扩散器的顶部立体透视图，示出了在顶部扩散器板中的这些扩散器元件和在顶部扩散器板与底部扩散器板之间的多个扩散器元件。
图4示出了鼓风机的顶部透视图，示出了从这些扩散器元件穿过轴向出口的正向气流。
图5示出了鼓风机的顶部透视图，示出了沿着这些扩散器元件的反向气流。
图6a示出了在具有多个扩散器元件的顶部扩散器板的底部透视图上的反向气流。
图6b示出了在扩散器的底部立体透视图上的反向气流，示出了这些扩散器元件。
图7a、图7b示出了具有流动引导件的扩散器的局部透视图和横截面视图。
图8示出了具有多个扩散器的用于CPAP设备或类似物的多级鼓风机的透视图，这些扩散器具有多个扩散器元件。
图9a、图9b、图9c示出了根据第二实施例的具有扩散器的用于CPAP设备或类似物的鼓风机的透视图，该扩散器包括呈环形的多个扩散器元件
图10a-图10c更详细示出了扩散器，该扩散器包括呈环形的多个扩散器元件。
图11a-图11e示出了在第二实施例中的正向气流和反向气流。
图12示出了可能的叶轮。
优选实施例的详细说明
轴向入口/轴向出口实施例
图1示出了根据本发明的一种鼓风机，该鼓风机包括具有多个(呈突出部形式的)扩散器元件的扩散器，这些扩散器元件减小噪音、由动(气流)压力产生所需要的静压力和/或减轻压力不稳定性和/或将反向流动管理成使得反向流动在与正向流动相同的方向上移动。这些扩散器元件采用翼型的形式，这促进了柯恩安达(Coanda)效应。该鼓风机可以用于任何合适的呼吸设备，例如持续气道正压通气设备(CPAP)、双水平设备、自动滴定设备、高流量治疗设备、通风设备或者可以从这种鼓风机中受益的任何其他合适的呼吸设备。这种呼吸设备的细节以及如何在这种呼吸设备中利用在此描述的鼓风机的细节应是本领域技术人员已知的，并且在此不需要描述。我们参考公开为WO 2008/056993的PCT/NZ 2007/00328作为实例，其全部内容通过援引并入本文。
图1的鼓风机10是轴向入口/轴向出口鼓风机。它包括壳体10a，该壳体具有用于环境空气进入的轴向入口2以及轴向出口3，该轴向出口用于(受压)空气流动的出口，从而直接通过合适的导管和病人接口、或者经由加湿设备来提供给病人。鼓风机10包括电机4，该电机用于驱动叶轮16。电机4可以是在这种类型的应用中的用于驱动叶轮16的任何合适的电机，例如(但不局限于)在被公开为WO 2013/009193的PCT申请PCT/NZ 2013/000124中描述的低惯性电机，其全部内容通过援引并入本文。本领域技术人员应非常精通于可以使用的电机种类，所以在此不需要充分描述，尽管将提供简要说明。电机包括围绕转子6的定子1。转子6被联接至轴5，该轴被连接至叶轮16。轴5在多个轴承9a、9b上旋转，这些轴承被固持在弹性体安装盘7a、7b上。这些盘7a、7b联接至定子框架8，该定子框架联接至定子1，从而以顺应的方式将轴/转子组件固持在定子1内部。
电机4的轴5延伸穿过护罩12中的孔口。护罩12包括具有环形壁的平板12a，该环形壁位于壳体10a内，并且该护罩在其下侧具有由两个突出壁形成的环形通道，这两个突出壁向下延伸并且驻留在电机4的定子1上。轴5联接至叶轮16，该叶轮驻留在壳体10a中在平板12a上方。在图13中通过举例的方式示出了该叶轮，但是该叶轮可以采用任何合适的构形，例如，在被公开为WO 2013/009193的PCT/NZ 2013/000124中示出的构形，其全部内容通过援引并入本文。
扩散器17被定位在壳体10a中在叶轮16上方，并且包括底部扩散器板(扩散器支撑基板)17a和顶部扩散器板(扩散器支撑基板)17b。顶部扩散器板17b还形成壳体10a的顶部，从而与壳体10a和平板12a形成内部体积。顶部扩散器板17b具有中央孔口15。环形管14从中央孔口15延伸，其一起形成轴向出口3。由叶轮16产生的动态气流向上流动穿过扩散器17并且穿过轴向出口3流出。
将参照图2和图3更详细地描述扩散器17。参照图2，顶部扩散器板17b包括圆周/环形壁21，该圆周/环形壁具有形成在该壁的内部表面上的多个圆周扩散器元件(如20)。
如在图2中示出的，每个圆周扩散器元件20可以具有翼型的形式。翼型采取形成为叶片/突出部的翼型/翼板形/泪珠形的形式。翼型促进了柯安达效应。翼型可以由NACA数量限定，并且在本发明中，翼型优选地具有在6000-8000范围中的NACA数量。
在优选实施例中，多个圆周扩散器元件20在环形壁21的内部表面周围均匀地间隔开，尽管还可以实施任何合适数量或安排。以在稍后更详细描述的方式，由旋转的叶轮16产生的气流通至圆周扩散器元件20，这些圆周扩散器元件将气流引导直至在顶部扩散器板17b与底部扩散器板17a之间的间隙。优选地，在环形壁21上的圆周扩散器元件20的数量是质数并且不等于叶轮叶片的数量，以便减少噪音/共振。
参照图3a、图3b，扩散器17还包括进一步的平面扩散器元件(如30)，这些平面扩散器元件在底部扩散器板17a与顶部扩散器板17b之间延伸。在底部扩散器板17a的顶表面上的平面扩散器元件可以与顶部扩散器板17b的底表面整体地形成，尽管这并不是必要的。顶部扩散器板17b和底部扩散器板17a可以整体地形成，但那并不是必要的。
每个平面扩散器元件30都优选地被形成为促进柯安达效应的翼型/翼板形/泪珠形的突出部/叶片。同样，翼型优选地具有在6000-8000范围中的NACA数量。如此，以此方式形成的圆周扩散器元件20和平面扩散器元件30可以被称为“柯安达扩散器元件”。
每个平面扩散器元件30(和任选地每个圆周扩散器元件20)包括修圆的前缘(例如30a)，该修圆的前缘具有两个相反的弯曲侧向边缘(例如30b和30c)，一个是凸起的并且一个是凹形的。这两个侧向边缘(例如30b和30c)在弯曲端点(例如30d)处收敛并接合成细长的尾部，从而产生翼型形状。
这些平面扩散器元件被安排成多个级联。在环形壁21上的每个圆周扩散器元件20具有以级联方式安排的对应的/相应的一系列/一级联/一连串的平面扩散器元件31。级联31的平面扩散器元件(如31a)具有的其前缘邻近于对应的圆周扩散器元件20在环形壁21上的出口尾部。如此，圆周扩散器元件还可以(任选地)被认为是级联的一部分。下一个平面扩散器元件(如31b)任选地在X和/或Y方向上呈阶梯式轻微地从第一平面扩散器元件31a的尾部偏置，并且在该级联中的每个随后的平面扩散器元件(如31c)任选地以类似的方式从相应的在前的平面扩散器元件31b偏置。每个级联31的平面扩散器元件31a-31c被安排和定向的方式使得它们以螺旋状的安排处于从圆周扩散器元件20的出口尾部朝向顶部扩散器板17b的中心孔口15的弯曲螺旋线40(在图4中可见)中。在一系列螺旋安排的平面扩散器元件31a-31c之间存在间隔，并且该间隔随着该系列朝扩散器板17a的中心螺旋而从较窄增加至较宽。
底部扩散器板17a还优选地包括具有倾斜内表面19(也被称为“楔形物”)的环形/圆周壁。这为叶轮气流提供了再循环路径以减少颤振(其“隐藏”了叶片经过)。这是以例如在同样由本申请人提交的WO 2010/126383中描述的方式工作的。
现将参照图4描述鼓风机10的运行，以及尤其是在扩散器17中的气流的性质。随着叶轮16旋转，在叶轮16的外圆周/周边处产生气流。在正向流动过程中，空气沿圆周扩散器元件20的逐渐倾斜的翼型形状向下游芯吸，如由图2和图3b中的箭头表明的。空气从圆周扩散器元件20以高切向速度进入在扩散器板17a/17b之间的间隙，如由着色较轻的流动线(例如41)描绘的，这些着色较轻的流动线从鼓风机10的圆周从圆周扩散器元件20延伸，如在图4中示出的。圆周扩散器元件20的翼型形状轻微地增加了气流离开圆周扩散器元件20的‘尾部’时的速度，这有助于使流动依附于底部扩散器板17a的顶侧上的平面扩散器元件31a-31c。
图4示出了多根流动线41，这些流动线(在这种情况下)展示了穿过在底部扩散器板17a的顶侧上示出的平面扩散器元件31a-31c的级联(如31)的气流的顺时针运动(为了清楚起见移除了顶部扩散器板17b)。线的深度对应于流速，其中较轻的线对应于较低的流速并且较深的线对应于较高的流速。柯安达效应给予气流“戳”到具体的平面扩散器元件31a-31c的翼型的外表面上的趋势，并且沿翼型的运动使流动慢下来，将气流的动压力转变为静压力。此外，随着气流沿曲线(如30b)在平面扩散器元件(例如30)的翼型前部上移动，气流(由于伯努利原理)(例如在图4的点E处多数可见)增加一些额外的速度，这可以转变为下游的静压力。经扩散的流动然后在中间聚集并且离开在图4中的点F处的轴向出口3。在级联31中的平面扩散器元件31a-31c之间的间隙有助于促进柯安达效应并且促进空气流动以“戳”到级联31上的趋势。随着气流从级联31中的一个扩散器元件(如31a)通至另一个扩散器元件(如31b)，气流与扩散器元件“重新接合”，因此促进气流沿整个长度保持更靠近于扩散器元件的级联31。所展示的扩散器17与单个连续螺旋扩散器相比，来自该单个连续螺旋扩散器的气流更早地与该扩散器“分离”。
图5示出了多根流动线(如50)，这些流动线展示了从病人穿过鼓风机10的翼型扩散器元件级联的反向气流的运动。该扩散器构型还处理反向流动。随着气体从轴向出口3进入鼓风机，它们在翼型周围弯曲的方式使得朝向鼓风机10的周边，它们可以重新进入正向流束，不是反向于叶轮16的旋转运动，而是与叶轮16的旋转运动的方向对齐或至少不是逆着该叶轮的旋转运动的方向进行运动。这种效果是通过每个圆周扩散器元件20与元件31的级联中的平面扩散器元件31a-31c之间的间隙来促进的，从而为反向流动提供替代的路径。图6a和图6b示出了类似于在图3a和图3b中示出的轻箭头(图6a)和深箭头(图6b)，除了表明在反向流动之下的流动线的可能运动。如可以看见的，图5至图6b的流动线粗略地在相对于如图2中的叶轮16的相同切向方向上移动。使用翼型的这种空气流的重新引导显著地减小了一旦呼气到鼓风机组件中就引起剪切的可听到的噪音。
因此，被安排在级联螺旋中的扩散器元件的组合改善了静压力并且提供了用于反向流动的路径。
虽然优选地，这些扩散器元件20、30是翼型形状的，但这不是必要的。在这个实施例中描述的翼型形状的扩散器元件20、30是优选的，尽管不是必要的。可以简单地使用没有翼型形状的扩散器元件20、30。在本发明中使用的圆周扩散器元件20减少了叶片经过噪音。通过这些扩散器元件20与叶片尖端(近似缩小的)间隔开放置的距离，柔化了由传统扩散器叶片产生的脉冲和不稳定流动流束。
楔形物19也通过以上描述的方式有助于减小叶片尖端扰动量，并且翼型可以带走环形涡流(幻影叶轮)中的一部分速度，而在那里留下足够的速度来维持稳定的旋转流体(气体)源以用于抽取。
参照以下描述的单级和多级鼓风机，由翼型提供的渐负的‘前角’或通向顶层的引入(‘铲斗’)与在离心式压缩机中使用的其他铲斗的不同之处在于，逐渐翼型的铲斗更加高效并且更少地扰动主流动流束，因此这种铲斗比那些其他的铲斗产生更少的叶片经过音调噪音。此外，凹陷/‘舌部’的翼型形状增加了离开凹陷‘尾部’的流动速度，这有助于使流动依附于扩散器板的顶侧上的柯安达效应，如在下面两段中描述的。
泪珠形翼型扩散器元件是级联的并且彼此轻微地呈阶梯式离开位置。随着空气从柯安达凹陷移动到板上，空气仍然可能具有戳到翼型之内的趋势，但是然后，空气在移动离开下一个翼型的‘头部’时穿过翼型移动并且收集额外的速度(其由于翼型的阶梯式特征而穿透)，额外的速度使得空气更易于遵循柯安达效应并且沿翼型的外部行进。级联的翼型给予空气许多机会变侧，并且由于此，同时沿翼型和在翼型的级联之间中出现了更加均匀的分布/扩散的粗略层流线。
在展示的图1中，沿平面扩散器元件30从圆周扩散器元件20的末端移动至中央孔口15的流动被重新引导成使得由叶轮16引起的流动的基本上切向运动的至少一部分转化为穿过环形管14的基本上轴向的运动。当在这个空间中改变方向时可以产生流动涡流，其消耗额外的机械能量(‘冲击损失’)并且增加限定在底部扩散器板17a与轴向出口3之间的气体通道的流动的阻力。减少机械能量的量和对流动的阻力将使压力损失最小化并且减少由这种涡流造成的热量和/或噪音的产生。
在一些构型中，如在图7a、图7b中展示的，可以将流动引导件70放置在底部扩散器板17a上。流动引导件70促进了流动从扩散器17的相对平滑的重新引导，使得冲击损失减小。如在图7a、图7b中示出的，流动引导件70包括在底部扩散器板17a处开始的环形结构。流动引导件70与中央孔口15共轴。环形结构朝环形管14延伸并且朝点x直径渐缩。流动引导件70的锥度严重地沿流动引导件70的长度增加，赋予流动引导件70‘子弹’或‘鱼雷’的形状。在示出的构型中，流动引导件70整体地形成或者呈与底部扩散器板17a的单个连续部分一起的形式。
在一些构型中，流动引导件70可以水平地从中央孔口15偏置。在一些构型中，流动引导件70的锥度可以沿流动引导件70的长度是恒定的。在一些构型中，流动引导件70沿流动引导件70的长度的平均锥度可以为6度或约6度。在一些构型中，流动引导件70可以是与底部扩散器板17a分开的部件。可以利用其他装置将流动引导件70与底部扩散器板17a接合，包括但不限于使用粘合剂或焊接(例如高频或超声波焊接)。在一些构型中，流动引导件70可以被附接到底部扩散器板17a、顶部扩散器板17b和/或环形管14上。在一些构型中，流动引导件70可以包括其他形状，包括但不限于柱形、圆柱形、圆锥形、截头圆锥形或角锥形。
此外，在一些构型中，顶部扩散器板17b的限定中央孔口15的区段可以是斜切或弧形的，而不是平坦或尖锐的。对通向中央孔口15的引入的光滑处理可以阻止导致冲击损失的流动涡流的形成。
鼓风机/扩散器不必要同时具有圆周元件和平面扩散器元件。在一个可能的实施例中，鼓风机/扩散器将只具有圆周扩散器元件。在另一个可能的实施例中，鼓风机扩散器将只具有平面扩散器元件。
在第一实施例中描述的扩散器17可以用于多级鼓风机，例如在图8中示出的。在多个级之间需要一些扩散的装置，并且可以使用多级鼓风机来尽可能多地将动压力转换为静压力，从而使得可以赋予连续的叶轮尽可能多的附加动压力。通常，多级鼓风机系统能够比单级鼓风机系统更安静地运行，并且尤其是对于可佩带的CPAP设备，高度希望减轻在反向流动过程中的停转声音，因为该鼓风机将会比在非可佩带CPAP系统中离脸更近。
在图8中示出的多级鼓风机具有与在图1中示出的相同元件，除了存在串联的多级叶轮和扩散器(每一级包括叶轮和扩散器)，其中每一级的叶轮联接至电机的输出轴。每一级的扩散器和叶轮具有如参照图1描述的相同的构型。在图8中，示出了一系列的四个扩散器/叶轮级，但是可以提供任何合适数量的级。如所示出的，电机输出轴5穿过鼓风机10的壳体10a延伸。如之前相对于图1所描述的，在鼓风机10的底部处提供了电机4。级I包括叶轮90a和第一扩散器91a。穿过第一扩散器91a的气流径向地穿过顶部扩散器板离开而到下一级的底部板中，其中，级II的叶轮90b将进一步的能量/速度赋予到气流中。气流穿过级II扩散器91b的翼型到级II扩散器91b的扩散器元件级联31中，并且然后出到级III的叶轮90c中并且穿过级III扩散器91c。这样连续穿过所有级直到到达最后一级并且来自那一级的经扩散的空气穿过轴向出口3。
轴向入口、径向出口实施例
在替代实施例中，鼓风机可以具有轴向入口-径向出口构型。参照图9a、图9b和图9c，鼓风机92包括壳体93，该壳体包括在壳体内形成内部区域的顶板94。顶板94具有用于轴向空气输入的中央孔口95和径向从壳体延伸的出口96。优选地，出口96是对称的径向出口。即，出口径向地沿线“A”延伸出，该线从鼓风机的中心穿过鼓风机的周边/壳体延伸。这与从壳体延伸但是沿线“B”的更加切向类型的出口形成对比，该线从中心线偏置，该中心线从鼓风机的中心延伸穿过周边/壳体。在壳体内的环形壁97产生环形蜗壳98，径向出口从该蜗壳延伸，并且提供了用于在壳体内产生叶轮区域并且将电机与叶轮分开的具有中央孔口99a的板99。电机轴穿过孔口延伸并且连接至位于叶轮区域中的叶轮。具有多个扩散元件(如101a、101b)的扩散器环(环形扩散器支撑基座)100位于壳体93内的蜗壳98内。在图10a-图10c中可以看见扩散环100。扩散环100包括在内部表面上的多个(圆周/环)扩散元件(如101a、101b)，这些元件/叶片优选地是翼型形状的，例如在先前的实施例中描述的。若干扩散器环100可以竖直地101堆叠在蜗壳98内。优选地，这些扩散器环100轻微地(以与先前的实施例中描述的平面扩散器元件类似的方式)相对于元件101a、101b彼此偏置，从而产生一序列的级联扩散器元件101，使得在轴向方向上运动，其中每个级联包括多个偏置元件，这些偏置元件以螺旋的方式在叶轮的圆周周围在这些环的内表面上螺旋。
在另一个实施例中，它们不是分开的环，而是具有用于这些元件的内表面的单个细长圆柱体(其仍可以被称为“环”或环形支撑基底)。这类似于在第一实施例中的安排，而不是在水平面中安排在平板17a上的扩散器元件101的级联，环/圆周扩散器元件可以竖直地/轴向地安排在由堆叠的扩散器环100的内表面产生的环形表面的内部上。在堆叠的偏置环扩散元件101a、101b之间的角度优选地约12°，如在图10b中示出的。
在运行过程中，电机使叶轮旋转，并且叶轮在其周边处产生空气流。在周边处的高速空气流被柯安达效应拉至环上的扩散元件101a、101b，并且以与相对于第一实施例来解释的类似的方式扩散，仅除了流动是轴向扩散的而不是径向的。轴向扩散产生了静压力并且气流穿过径向出口。
图11a、图11b、图11c示出了正向气流，其中较轻的颜色示出了高速空气流，并且较深的颜色示出了低速空气流。如可以看见的，在入口处的高速动态气流压力在出口处借助于扩散器转变为低速静态气流压力。图11d、图11e示出了反向流动。
可替代的实施例
所描述的实施例不是根据本发明的鼓风机可以采用的可能构型的穷举。(在扩散器板和/或扩散器环安排的顶部上的)给定尺寸的级联(优选)翼型扩散器元件可以采取其他可能的尺寸、形状或构型。具有过短的(优选)翼型扩散器元件或具有过多扩散器元件将减小待展现的柯安达效应的持续必要，而具有过长的扩散器元件允许边界层停滞于将不会看到柯安达效应的效果。同样在这些扩散器元件之间需要足够的空间以容纳反向流动的运动，以便带来所描绘的重新引导效果。虽然可以将轴向入口/轴向出口鼓风机用于可佩带的CPAP装置，但这不是优选的，因为其是笨拙的。如在第二实施例中描述的轴向入口-径向出口(相对于叶轮)鼓风机将是优选的。以上鼓风机系统的特征分开了可以级联的扩散元件，这些扩散元件可以容易地实施在轴向-径向鼓风机系统中，如上所述。
可以在相近的任何鼓风机类型中使用级联的扩散器元件构型，包括但不限于轴向-入口轴向-出口、轴向-入口径向-出口、轴向-入口切向出口、径向-入口径向-出口、径向-入口切向-出口、切向-入口切向出口等。初始讨论的泪珠构型通过当流动朝外至朝内地移动到泪珠板上时发生的扩散来处理轴向-入口轴向-出口类型的鼓风机。只要使用这些级联扩散元件，扩散的许多方向都是可能的。

Claims (14)

1.一种用于呼吸设备的鼓风机，该鼓风机包括：
具有入口和出口的壳体，
在该壳体内用于使叶轮旋转的电机，
在该壳体内在该叶轮与出口之间的扩散器，该扩散器包括具有多个(平面)扩散器元件的板，其中这些扩散器元件被安排在该板上的多个级联中，每个级联包括一系列扩散器元件。
2.根据权利要求1所述的鼓风机，其中每个扩散器元件与在该级联中的邻近的扩散器元件偏置。
3.根据权利要求1或2所述的鼓风机，其中在各个级联中的这些扩散器元件从该扩散器板的周边至中心螺旋地安排。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的鼓风机，其中这些扩散器元件是翼型的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的鼓风机，进一步包括多个圆周扩散器元件，这些圆周扩散器元件被安排在该扩散器板的周边附近，从而将气流从该叶轮的周边引导至这些平面扩散器元件。
6.根据权利要求5所述的鼓风机，其中在一个级联中的这些平面扩散器元件从对应的圆周扩散器元件朝该扩散器板的中心螺旋。
7.一种用于呼吸设备的鼓风机，该鼓风机包括：
具有入口和出口的壳体，
在该壳体内用于使叶轮旋转的电机，
在该壳体内在该叶轮与出口之间的扩散器，该扩散器包括具有多个圆周扩散器元件的一个或多个圆周环，这些圆周扩散器元件被安排在该一个或多个环上以将空气引导至出口。
8.根据权利要求7所述的鼓风机，其中这些扩散器元件被安排在该一个或多个环上的多个级联中，每个级联包括一系列扩散器元件。
9.根据权利要求7或8所述的鼓风机，其中每个扩散器元件与在该级联中的邻近的扩散器元件偏置。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的鼓风机，其中这些扩散器元件级联被安排在该一个或多个环的内表面上围绕该叶轮，并且任选地其中，对于每个级联而言，这些扩散器元件是以螺旋状的方式来安排的。
11.根据权利要求6至9中任一项所述的鼓风机，其中这些扩散器元件是翼型的。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的鼓风机，具有多个扩散器和多个叶轮。
13.根据任一以上权利要求所述的鼓风机，包括在该叶轮周围的环形倾斜壁以减小颤振。
14.一种用于呼吸设备的鼓风机，该鼓风机包括：
具有入口和出口的壳体，
在该壳体内用于使叶轮旋转的电机，
在该壳体内在该叶轮与出口之间的扩散器，该扩散器包括多个扩散器元件，其中这些扩散器元件被安排在多个级联中，每个级联包括一系列扩散器元件。
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