CN110017294A - 一种高效静音的负压式轴流风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效静音的负压式轴流风机，包括导风筒和位于导风筒内的电机，所述导风筒和电机同心分布，所述电机的一端通过轮毂连接有周向分布的风叶，所述导风筒的内缘为倾斜设置且导风筒的内缘直径从进风侧到出风侧逐渐增大，所述风叶为倾斜设置且风叶的叶顶与导风筒的内缘平行。本发明的导风筒的内缘直径从进风侧到出风侧逐渐增大且风叶的叶顶与导风筒平行相配，在风量一定的前提下，外侧的风速较小，风机效率高且静音效果好。

Description

一种高效静音的负压式轴流风机

技术领域

本发明涉及风机技术领域，尤其是涉及一种高效静音的负压式轴流风机。

背景技术

风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，空调风机是空调外机上的一种组成部件，其空调风机一般均向空调外机外侧排风，排风通过风叶转动实现。

现有技术的用于空调的轴流风机(如图1所示)包括导风筒111、电机112、风叶113、叶片型线114、轮毂115，导风筒111固定在空调外机上，电机112位于风叶113的内侧并通过电机支架(图中未画出)固定在导风筒111上，电机112的外侧通过轮毂115周向安装有多个风叶113，每个风叶113上有一道叶片型线114，叶片型线114在叶顶处的交点记做X，该轴流风机的X点的气流速度三角形(如图2所示)为V_X＝U_X+W_X。

空调风机的风是用于冷却空调上的散热翅片，风机吹在散热翅片上时需要较大的风速，但吹过后风出去就不再需要较大的风速了。因为风吹的越远，电机就需要消耗越大的功率，我们希望风在导风筒111的内侧做功大，在导风筒111的外侧就不需要做功了，风速越大能耗越大。

而现有技术的轴流风机的电机112设在导风筒111的内侧，导风筒111的内缘部分为竖直的，风叶113为水平安装，风叶113的叶顶(即外边缘)也差不多为竖直的，该轴流风机的内外侧的面积相等，内外侧风速基本不变，整机噪音较大且能耗高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种高效静音的负压式轴流风机，导风筒内小外大且风叶的叶顶与导风筒平行相配，在风量一定的前提下，外侧的风速较小，风机效率高且静音效果好。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高效静音的负压式轴流风机，包括导风筒和位于导风筒内的电机，所述导风筒和电机同心分布，所述电机的一端通过轮毂连接有周向分布的风叶，所述导风筒的内缘为倾斜设置且导风筒的内缘直径从进风侧到出风侧逐渐增大，所述风叶为倾斜设置且风叶的叶顶与导风筒的内缘平行。

所述风叶上形成叶片型线，所述叶片型线在叶顶处的交点记做X，所述风叶旋转在X点产生的气流圆周速度为U_X,气流圆周方向的相对速度为W_X，气流圆周方向的绝对速度为V_X＝W_X+U_X。

所述风叶旋转在X点产生的气流径向速度为R_X,气流绝对速度为Q_X,Q_X＝R_X+V_X＝R_X+W_X+U_X。

所述气流径向速度R_X与气流绝对速度Q_X的夹角为βQ，βQ在经过叶片型线X点的轴向平面Y上的投影角为βQ1。

所述导风筒的扩口外倾角β≤βQ1。

所述风叶的叶顶与导风筒的内缘之间的间隙为λ，风机叶轮进风侧直径为D_j，λ＝(0.008～0.012)D_j。

所述风机进风口喉部直径为D_h,D_h≥D_j+2λ。

所述轮毂截面为等腰梯形，轮毂的上端面面积大于下端面面积。

所述轮毂的锥度d的范围为15°～45°。

所述风叶的前缘长度为L₁，风叶的后缘长度为L₂，L₂＞L₁。

本发明的有益效果是：导风筒的内缘为倾斜设置且导风筒的内缘直径从进风侧到出风侧逐渐增大，风叶为倾斜设置且风叶的叶顶与导风筒的内缘平行，在风机功率不变的情况下，导风筒外侧面积增大会导致风速降低，风速的降低直接导致噪音的减小，同时提高了风机的效率。

附图说明

图1为现有技术的轴流风机的结构示意图；

图2为现有技术的轴流风机的X点气流速度三角形示意图；

图3为本发明的轴流风机的结构示意图；

图4为本发明的轴流风机的X点气流速度三角形示意图；

图5为本发明的轴流风机的X点气流速度的演示图；

图6为图5中A处的放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图3～图6所示，一种高效静音的负压式轴流风机，包括导风筒1和位于导风筒1内的电机2，电机2通过电机支架(图中未画出)安装到导风筒1上，本风机用于吸风。

所述导风筒1和电机2同心分布，所述本发明参考图3中的气流的方向，气流从下进往上出，气流出去的一端即为外侧，该种电机2的安装方式不会影响内侧的气流，能有效降低风阻和噪音。

电机2的一端通过轮毂3连接有周向分布的风叶4，所述轮毂3截面为等腰梯形，轮毂3的上端面面积大于下端面面积。所述轮毂3的锥度d的范围为15°～45°。轮毂3内小外大的设计也有助于降低外侧风速，减小噪音。

所述导风筒1的内缘为倾斜设置且导风筒1的内缘直径从进风侧到出风侧逐渐增大，该种导风筒1的内侧面积小，外侧面积大，在风机功率不变的情况下，面积增大会导致风速降低，风速的降低直接导致噪音的减小。

所述风叶4为倾斜设置且风叶4的叶顶与导风筒1的内缘平行。风叶4的内缘称为叶根，风叶4的外缘称为叶顶。

所述风叶4的前缘长度为L₁，风叶4的后缘长度为L₂，L₂＞L₁。L₂和L₁的尺寸大小受轮毂3和导风筒1的尺寸的影响。L₂＞L₁，降低了风机出风口风速，有效减少功耗，提高效率，降低噪音。

所述风叶4上形成叶片型线5，所述叶片型线5在叶顶处的交点记做X，所述风叶4旋转在X点产生的气流圆周速度为U_X,气流圆周方向的相对速度为W_X，气流圆周方向的绝对速度为V_X＝W_X+U_X。

所述风叶4旋转在X点产生的气流径向速度为R_X,气流绝对速度为Q_X,Q_X＝R_X+V_X＝R_X+W_X+U_X。R_X和V_X的夹角为90度，因此Q_X＞V_X,相比现有技术的风机，由于气流径向速度的加成，提高了风机风量(即提高风机的绝对速度)，也就提高了风机效率。

所述气流径向速度R_X与气流绝对速度Q_X的夹角为βQ，βQ在经过叶片型线5X点的轴向平面Y上的投影角为βQ1。所述导风筒1的扩口外倾角β≤βQ1。βQ1即图6中Q_X1和R_X1的夹角，Q_X1为Q_X在轴向平面Y上的投影，R_X1为R_X在轴向平面Y上的投影。当β＝βQ1时，导风筒1与气流绝对速度Q_X的方向一致，导风筒1不会产生阻力，当β＜βQ1时，越往外出风口越大，阻力越小，风机效率高；本发明中βQ＞30°。

所述风叶4的叶顶与导风筒1的内缘之间的间隙为λ，风机叶轮进风侧直径为D_j，λ＝(0.008～0.012)D_j。

所述风机进风口喉部直径为D_h,D_h≥D_j+2λ。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效静音的负压式轴流风机，包括导风筒(1)和位于导风筒(1)内的电机(2)，所述导风筒(1)和电机(2)同心分布，其特征在于：所述电机(2)的一端通过轮毂(3)连接有周向分布的风叶(4)，所述导风筒(1)的内缘为倾斜设置且导风筒(1)的内缘直径从进风侧到出风侧逐渐增大，所述风叶(4)为倾斜设置且风叶(4)的叶顶与导风筒(1)的内缘平行。

2.如权利要求1所述一种高效静音的负压式轴流风机，其特征在于：所述风叶(4)上形成叶片型线(5)，所述叶片型线(5)在叶顶处的交点记做X，所述风叶(4)旋转在X点产生的气流圆周速度为U_X,气流圆周方向的相对速度为W_X，气流圆周方向的绝对速度为V_X＝W_X+U_X。

3.如权利要求2所述一种高效静音的负压式轴流风机，其特征在于：所述风叶(4)旋转在X点产生的气流径向速度为R_X,气流绝对速度为Q_X,Q_X＝R_X+V_X＝R_X+W_X+U_X。

4.如权利要求3所述一种高效静音的负压式轴流风机，其特征在于：所述气流径向速度R_X与气流绝对速度Q_X的夹角为βQ，βQ在经过叶片型线(5)X点的轴向平面Y上的投影角为βQ1。

5.如权利要求4所述一种高效静音的负压式轴流风机，其特征在于：所述导风筒(1)的扩口外倾角β≤βQ1。

6.如权利要求1所述一种高效静音的负压式轴流风机，其特征在于：所述风叶(4)的叶顶与导风筒(1)的内缘之间的间隙为λ，风机叶轮进风侧直径为D_j，λ＝(0.008～0.012)D_j。

7.如权利要求6所述一种高效静音的负压式轴流风机，其特征在于：所述风机进风口喉部直径为D_h,D_h≥D_j+2λ。

8.如权利要求1所述一种高效静音的负压式轴流风机，其特征在于：所述轮毂(3)截面为等腰梯形，轮毂(3)的上端面面积大于下端面面积。

9.如权利要求8所述一种高效静音的负压式轴流风机，其特征在于：所述轮毂(3)的锥度d的范围为15°～45°。

10.如权利要求1所述一种高效静音的负压式轴流风机，其特征在于：所述风叶(4)的前缘长度为L₁，风叶(4)的后缘长度为L₂，L₂＞L₁。