CN103307002A

CN103307002A - 斜流鼓风机

Info

Publication number: CN103307002A
Application number: CN2013102177073A
Authority: CN
Inventors: 蔡序杰; 周拨; 吕艳红; 黎文斗
Original assignee: Guangdong Midea Refrigeration Equipment Co Ltd
Current assignee: GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2033-06-04
Also published as: CN103307002B

Abstract

本发明提供了一种斜流鼓风机，其具有入风侧和出风侧，其包括壳体、安装于壳体内的斜流风轮及驱动斜流风轮转动的电机，斜流风轮包括轮毂和形成于轮毂外围的若干叶片，轮毂的外围与壳体的内壁之间形成一气流通道，轮毂具有对称轴，气流通道在过对称轴的任意截面上的几何中心线的各点的曲率由入风侧至出风侧逐渐变化，对称轴在任意截面内。由于轮毂与壳体的内壁所形成的气流通道在过对称轴的任意截面上的几何中心线的各点的曲率由入风侧至出风侧逐渐变化，本发明缓解了因沿气流流向的气流通道曲率不连续而在转折点处形成的高逆向压力，避免了叶片的附面层的分离，从而实现了降低流动损失、提升风机效率的目的。

Description

斜流鼓风机

技术领域

本发明涉及空调等领域所使用的鼓风机，尤其涉及一种斜流鼓风机。

背景技术

目前，斜流风机又名混流风机。斜流风机的叶轮让空气既做离心运动又做轴向运动，因此，斜流风机兼有离心式风机压力系数较高和轴流式风机流量系数较高的优点，并且还具有高效区宽广、性能稳定、噪声低的特点，在民用建筑通风及空调等领域有着广泛的应用。

传统斜流风机的主要结构部件包括斜流风轮、机壳（风道）、电动机等，其中，斜流风轮置于圆锥筒形机壳（风道）内，并采用锥型轮毂结构及扭曲翼形叶片。

对于上述传统结构，锥形轮毂外壁及圆锥筒形风道内壁共同形成的气流通道的截面型线近似直线，故该气流通道的曲率恒定，并沿空气流向在风机进、出口处形成曲率突变的转折点。因斜流风机内空气的运动混合了轴流与离心两种运动形式，对于气流由轴向向径向转折的离心式运动而言，在曲率突变的转折点处沿流向的逆压力会出现一个极大值，风机叶片上的附面层容易发生分离，使得流动损失增加，导致风机效率降低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种斜流鼓风机，旨在解决传统斜流风机由于风轮的轮毂外壁及机壳内壁所形成的气流通道的曲率恒定而在风机进、出口处形成曲率突变的转折点所造成的在曲率突变的转折点处沿流向的逆压力会出现一个极大值，风机叶片上的附面层容易发生分离，进而使得流动损失增加，导致风机效率降低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种斜流鼓风机，其具有入风侧和出风侧，所述斜流鼓风机包括壳体、安装于所述壳体内的斜流风轮及驱动所述斜流风轮转动的电机，所述斜流风轮包括轮毂和形成于所述轮毂外围的若干叶片，所述轮毂的外围与所述壳体的内壁之间形成一气流通道，所述轮毂具有对称轴，所述气流通道在过所述对称轴的任意截面上的几何中心线的各点的曲率由所述入风侧至所述出风侧逐渐变化，所述对称轴在任意截面内。

进一步地，所述气流通道在过所述对称轴的任意截面上的几何中心线的各点的曲率由所述入风侧至所述出风侧逐渐增加，所述对称轴在任意截面内。

进一步地，所述壳体的内壁在气流流动方向上形成有先小后大的膨胀型导向回转面。

进一步地，所述斜流鼓风机还包括位于所述壳体的相对两侧的第一外壳和第二外壳，所述第一外壳位于所述入风侧，所述第二外壳位于所述出风侧，所述第一外壳设置有第一通风口，所述第二外壳设置有第二通风口，所述第一通风口、所述第二通风口与所述气流通道相连通。

进一步地，所述第一外壳围绕所述第一通风口并朝向所述壳体延伸有围壁，所述围壁在气流流动方向上形成有先大后小的收缩型导向回转面，所述收缩型导向回转面与所述膨胀型导向回转面相衔接。

进一步地，在过所述对称轴的任意截面上，所述对称轴在任意截面内，所述轮毂形成圆弧截面型线，所述壳体的内壁形成椭圆截面型线。

进一步地，在过所述对称轴的任意截面上，所述对称轴在任意截面内，所述轮毂形成椭圆或抛物线截面型线，所述壳体的内壁形成椭圆截面型线。

进一步地，在过所述对称轴的任意截面上，所述对称轴在任意截面内，所述轮毂形成圆弧、椭圆或抛物线截面型线，所述壳体的内壁形成贝塞尔曲线。

进一步地，所述斜流鼓风机还包括安装于所述第二外壳上且位于所述轮毂内的电机支架，所述电机安装于所述电机支架内。

进一步地，所述斜流鼓风机还包括导流片，所述导流片设置于所述出风侧。。

由于轮毂与壳体的内壁所形成的所述气流通道在过所述对称轴的任意截面上的几何中心线的各点的曲率由所述入风侧至所述出风侧逐渐变化，相对现有技术中轮毂外壁与壳体内壁形成的气流通道的曲率突变的方案来说，本发明的斜流鼓风机缓解了因沿气流流向的气流通道曲率不连续而在转折点处形成的高逆向压力，避免了叶片的附面层的分离，从而实现了降低流动损失、提升风机效率的目的。

附图说明

图1是本发明实施例提供的斜流鼓风机的立体分解图。

图2是图1的斜流鼓风机的壳体与斜流风轮的组装侧视图。

图3是图2的斜流鼓风机的壳体与斜流风轮沿线A-A的剖视图。

图4示出了壳体的内壁与斜流风轮的轮毂所形成的气流通道的示意图。

图5是圆弧截面型线、椭圆截面型线、抛物线截面型线的截面型线形成示意图。

图6是图1的斜流鼓风机的壳体、第一外壳与斜流风轮的组装侧视图。

图7是图6的斜流鼓风机的壳体与斜流风轮沿线B-B的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图3，本发明实施例提供的斜流鼓风机100，其具有入风侧101和出风侧102。所述斜流鼓风机100包括壳体10、安装于所述壳体10内的斜流风轮20及驱动所述斜流风轮20转动的电机30。

请同时参阅图4，所述斜流风轮20包括轮毂21和形成于所述轮毂21外围的若干叶片22。所述轮毂21的外围与所述壳体10的内壁11之间形成一气流通道40。所述轮毂21具有对称轴23。所述气流通道40在过所述对称轴23的任意截面上的几何中心线41的各点的曲率由所述入风侧101至所述出风侧102逐渐变化，所述对称轴23在任意截面内。

这里所说的“过所述对称轴23的任意截面”是指对称轴23在这些截面内的截面。这里所说的“所述气流通道40在过所述对称轴23的任意截面上的几何中心线41”是指在该几何中心线41上任意取一第一点42，然后得到该几何中心线41上过该第一点42的切线43，过该第一点42且垂直于该第一点42的切线43的直线44分别在轮毂21和壳体10的内壁11上相交形成第二点45和第三点46，第一点42与第二点45的距离与第一点42与第三点46的距离相等。

由于轮毂21与壳体10的内壁11所形成的所述气流通道40在过所述对称轴23的任意截面上的几何中心线41的各点的曲率由所述入风侧101至所述出风侧102逐渐变化，相对现有技术中轮毂外壁与壳体内壁形成的气流通道的曲率突变的方案来说，本发明的斜流鼓风机100缓解了因沿气流流向的气流通道40曲率不连续而在转折点处形成的高逆向压力，避免了叶片22的附面层的分离，从而实现了降低流动损失、提升风机效率的目的。

所述气流通道40在过所述对称轴23的任意截面上的几何中心线41的各点的曲率变化可以由气流通道40内的气流流向与水平方向X（垂直于轮毂21的对称轴23）的夹角变化来表征。具体地，所述气流通道40内的空气流向与垂直于所述轮毂21的对称轴23的平面（即水平面）的夹角由入风侧101至出风侧102逐渐变化，且所述气流通道40内的空气流向与垂直于所述轮毂21的对称轴23的平面的夹角由入风侧101至出风侧102的变化与所述气流通道40在过所述对称轴23的任意截面上的几何中心线41的各点的曲率由入风侧101至出风侧102的变化相一致。

进一步地，所述气流通道40在过所述对称轴23的任意截面上的几何中心线41的各点的曲率由所述入风侧101至所述出风侧102逐渐增加，所述对称轴23在任意截面内。最大曲率出现在该气流通道40的出口处。同时，所述气流通道40内的空气流向与垂直于所述轮毂21的对称轴23的平面的夹角由入风侧101至出风侧102逐渐增加，最大夹角出现在该气流通道40的出口处。

在其他实施例中，所述气流通道40在过所述对称轴23的任意截面上的几何中心线41的各点的曲率可由所述入风侧101至所述出风侧102逐渐减小，所述对称轴23在任意截面内，同时，所述气流通道40内的空气流向与垂直于所述轮毂21的对称轴23的平面的夹角由入风侧101至出风侧102逐渐减小。可以理解地，所述气流通道40在过所述对称轴23的任意截面上的几何中心线41的各点的曲率可由所述入风侧101至所述出风侧102逐渐先减小再增加，所述对称轴23在任意截面，同时，所述气流通道40内的空气流向与垂直于所述轮毂21的对称轴23的平面的夹角可由入风侧101至出风侧102逐渐减小再增加；或者，所述气流通道40在过所述对称轴23的任意截面上的几何中心线41的各点的曲率可由所述入风侧101至所述出风侧102逐渐先增加再减小，所述对称轴23在任意截面，同时，所述气流通道40内的空气流向与垂直于所述轮毂21的对称轴23的平面的夹角可由入风侧101至出风侧102逐渐增加再减小。

在本实施例中，在过所述对称轴23的任意截面上，所述对称轴23在任意截面内，所述轮毂21形成的截面型线及所述壳体10的内壁11形成的截面型线的组合可以是如下三种，第一种是：所述轮毂21形成圆弧截面型线，所述壳体10的内壁11形成椭圆截面型线。第二种是：所述轮毂21形成椭圆或抛物线截面型线，所述壳体10的内壁11形成椭圆截面型线。第三种是：所述轮毂21形成圆弧、椭圆或抛物线截面型线，所述壳体10的内壁11形成贝塞尔曲线（Bezier曲线）。上述三种所述轮毂21的截面型线及所述壳体10的内壁11的截面型线的组合的目的是实现气流通道40在过所述对称轴23的任意截面上的几何中心线41的各点的曲率由入风侧101至出风侧102缓慢连续变化，从而避免气流在流动过程中的附面层分离，以提高风机效率。

请同时参阅图5，以下对圆弧截面型线、椭圆截面型线、抛物线截面型线进行解释。在几何上，这三种截面型线是用截平面去截正圆锥体所得到的该截平面与正圆锥体的交线。如图5（a）所示，截平面50与正圆锥体51的交线52为抛物线截面型线，此时，截平面50与圆锥体51的一侧倾斜相交，且截平面50不过圆锥体51顶点；如图5（b）所示，截平面60与正圆锥体61的交线62为圆弧截面型线，此时，截平面60与正圆锥体61的对称轴63垂直，且交线62不过圆锥体61顶点；如图5（c）所示，截平面70与正圆锥体71的交线72为椭圆截面型线，此时，截平面70只于正圆锥体71的一侧相交，且交线72闭合且不过圆锥体71顶点。

在笛卡尔坐标系中，可将上述截面型线用以下的标准方程来表示：

Ax²+Bxy+Cy²+Dx+Ey+F=0，其中A、B和C不同时为零。

当B²-4AC＜0时，方程表示椭圆；

当A=C且B=0且D²+E²-4F＞0，方程表示圆；

当B²-4AC=0，方程表示抛物线；

当B²-4AC＞0时，方程表示双曲线。

请同时参阅图6和图7，并再次参阅图1，在气流流动方向上，所述气流通道40的横截面面积由所述入风侧101至所述出风侧102逐渐增加，以使出风侧102的气流平缓均匀。所述壳体10的内壁11在气流流动方向上形成有先小后大的膨胀型导向回转面12。

所述斜流鼓风机100还包括位于所述壳体10的相对两侧的第一外壳80和第二外壳90。所述第一外壳80位于所述入风侧101。所述第二外壳90位于所述出风侧102。所述第一外壳80设置有第一通风口81。所述第二外壳90设置有第二通风口91。所述第一通风口81、所述第二通风口91与所述气流通道40相连通。气流先由第一通风口81进入气流通道40内，气流经过气流通道40后由第二通风口91处排出。

所述第一外壳80围绕所述第一通风口81并朝向所述壳体10延伸有围壁82。所述围壁82在气流流动方向上形成有先大后小的收缩型导向回转面83，保证气流均匀、平顺地进入气流通道40的入口，并降低气流通道40的入口涡流噪声。

所述收缩型导向回转面83与所述膨胀型导向回转面12相衔接。所述第一外壳80及所述壳体10衔接后在气流流动方向上形成由大至小再至大的回转面。

所述第一外壳80于所述围壁82的周围设置有若干安装柱84。所述壳体10于其内壁11的周围开设有若干通孔13，所述通孔13与所述安装柱84是一一对应的。在安装时，固定件（图未示）穿过各个通孔13并锁入与其相对应的安装柱84内。所述固定件可以是螺钉、螺栓之类的固定物件。

所述斜流鼓风机100还包括安装于所述第二外壳90上且位于所述轮毂21内的电机支架31，所述电机30安装于所述电机支架31内。所述电机支架31安装于第二外壳90的内侧。电机30通过电机支架31与第二外壳90固定连接，并通过电机轴32驱动斜流风轮20旋转。所述电机支架31安装于第二外壳90的中部。

所述第二外壳90包括呈矩形的框体92、位于框体92中部的安装部93及连接所述框体92及安装部93的若干连接臂94。安装部93呈圆形，这些连接臂94由安装部93的外边缘呈放射状连接于框体92上，并于各个连接臂94之间形成若干所述的第二通风口91。所述电机支架31安装于所述安装部93上。

所述电机支架31包括呈环状的基座33、与所述基座33相隔且位于该基座33的中部上方的连接座34及连接于所述基座33与所述连接座34之间的若干延伸臂35。这些延伸臂35的一端等间隔地排列于所述基座33的周围，这些延伸臂35的另一端等间隔地排列于所述连接座34的周围。所述电机30由所述基座33处伸入所述电机支架31的中部，并且电机轴32穿过所述连接座34并与所述斜流风轮20相连接。

所述斜流鼓风机100还包括导流片（图未示）。所述导流片设置于所述斜流鼓风机100的出风侧102，所述导流片是对经斜流风轮20做功后的空气进行整流导向，将其部分圆周方向的旋转动压转换为静压，以提高空气的输送距离。

在实际应用中，所述斜流鼓风机100的出口侧常外接风管（图未示），以对空气进行定向传输。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种斜流鼓风机，其具有入风侧和出风侧，所述斜流鼓风机包括壳体、安装于所述壳体内的斜流风轮及驱动所述斜流风轮转动的电机，其特征在于：所述斜流风轮包括轮毂和形成于所述轮毂外围的若干叶片，所述轮毂的外围与所述壳体的内壁之间形成一气流通道，所述轮毂具有对称轴，所述气流通道在过所述对称轴的任意截面上的几何中心线的各点的曲率由所述入风侧至所述出风侧逐渐变化，所述对称轴在任意截面内。

2.如权利要求1所述的斜流鼓风机，其特征在于：所述气流通道在过所述对称轴的任意截面上的几何中心线的各点的曲率由所述入风侧至所述出风侧逐渐增加，所述对称轴在任意截面内。

3.如权利要求1所述的斜流鼓风机，其特征在于：所述壳体的内壁在气流流动方向上形成有先小后大的膨胀型导向回转面。

4.如权利要求3所述的斜流鼓风机，其特征在于：所述斜流鼓风机还包括位于所述壳体的相对两侧的第一外壳和第二外壳，所述第一外壳位于所述入风侧，所述第二外壳位于所述出风侧，所述第一外壳设置有第一通风口，所述第二外壳设置有第二通风口，所述第一通风口、所述第二通风口与所述气流通道相连通。

5.如权利要求4所述的斜流鼓风机，其特征在于：所述第一外壳围绕所述第一通风口并朝向所述壳体延伸有围壁，所述围壁在气流流动方向上形成有先大后小的收缩型导向回转面，所述收缩型导向回转面与所述膨胀型导向回转面相衔接。

6.如权利要求1所述的斜流鼓风机，其特征在于：在过所述对称轴的任意截面上，所述对称轴在任意截面内，所述轮毂形成圆弧截面型线，所述壳体的内壁形成椭圆截面型线。

7.如权利要求1所述的斜流鼓风机，其特征在于：在过所述对称轴的任意截面上，所述对称轴在任意截面内，所述轮毂形成椭圆或抛物线截面型线，所述壳体的内壁形成椭圆截面型线。

8.如权利要求1所述的斜流鼓风机，其特征在于：在过所述对称轴的任意截面上，所述对称轴在任意截面内，所述轮毂形成圆弧、椭圆或抛物线截面型线，所述壳体的内壁形成贝塞尔曲线。

9.如权利要求4所述的斜流鼓风机，其特征在于：所述斜流鼓风机还包括安装于所述第二外壳上且位于所述轮毂内的电机支架，所述电机安装于所述电机支架内。

10.如权利要求1所述的斜流鼓风机，其特征在于：所述斜流鼓风机还包括导流片，所述导流片设置于所述出风侧。