CN112360772A - 一种分体斜流式的轴流风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分体斜流式的轴流风机，包括导风圈、风轮、电机及防护网；导风圈套设于风轮外，风轮包括锥形轮毂及多片叶片，叶片均布在锥形轮毂的外壁上，从导风圈的进风端至出风圈，导风圈的内径先减小后增大，锥形轮毂的外径逐渐增大，防护网设置在导风圈上且位于进风端，电机穿设于锥形轮毂内，且电机的转子与锥形轮毂连接，电机的定子与防护网连接。本发明取得的有益效果：导风圈、锥形轮毂及防护网能导流气流，导风圈提高进风量，先提高气流动压，再将动压转为静压，有效地提高效率、降低功耗、降低噪声，风机的性能优越；风轮与导风圈各自成型，便于生产制造，易于安装，结构紧凑，不占空间。

Description

一种分体斜流式的轴流风机

技术领域

本发明涉及轴流风机的技术领域，具体涉及一种分体斜流式的轴流风机。

背景技术

风机是在通风领域中必不可少的部件之一，常规轴流风机的轮毂和导风圈的进出口直径大小相同，气流经过轮毂和导风圈时不能得到有效地扩压和导流，由于结构上的限制，使得常规轴流风机的效率低、功耗高且噪声高。

比如现有技术CN110630565A公开了轴流风机导风圈及轴流风机，所述导风圈的本体上设置有凹槽部，所述凹槽部位于所述本体上距离所述轴流风机的叶片的叶尖的轴面投影线最接近的位置处，并且所述凹槽部沿着所述本体的内表面周向延伸。所述凹槽部设置有多个凹槽，其中每个凹槽都具有较深的径向深度和较小的轴向高度，上述结构的凹槽设置能够有效减少叶尖位置处空气从叶片的压力面向吸力面的泄露，虽然在一定程度上提高了轴流风机系统的整体性能，并且降低了风机系统的噪声，但是由于该导风圈及轮毂的进出口直径大小仍相等，气流经过轮毂及导风圈时仍不能得到扩压和导流的作用，该轴流风机仍然效率低、功耗高且噪声高。

因此，急需一种具有效率高、功耗低及噪声低的轴流风机。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种分体斜流式的轴流风机，其包括风轮、电机、导风圈及防护网，该分体斜流式的轴流风机具有效率高、功耗低、噪声低、性能优越、生产制造方便、易安装的优点。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种分体斜流式的轴流风机，包括风轮、电机、导风圈及防护网；

所述导风圈同轴套设于所述风轮外，所述导风圈沿轴线的左右两端分别为进风端及出风端，沿所述轴线从所述进风端至所述出风端，所述导风圈的内径先减小后增大，所述风轮包括锥形轮毂及多片叶片，所述锥形轮毂左端的外径小于右端的外径，多片所述叶片沿周向等角度均布设置在所述锥形轮毂的外壁上，所述防护网设置在所述导风圈上且位于所述出风端，所述电机穿设于所述锥形轮毂内，且所述电机的转子与所述锥形轮毂连接，所述电机的定子与所述防护网连接。

作为优选，所述锥形轮毂右端的外壁端点与所述锥形轮毂的外壁相切形成第一切面，所述第一切面与所述导风圈的轴线平行设置，通过这样设置，由于所述锥形轮毂左端的外径小于右端的外径，即所述锥形轮毂的外壁呈锥形设置，对气流起到一定的导向作用，使气流流动更加顺畅，并与由于所述第一切面与所述导风圈的轴线平行设置，当气流从所述锥形轮毂的右端流出时，气流的流向与所述导风圈的轴线平行，降低气流的径向分量，进一步提高气流的轴向分量，即进一步提高风机的效率，降低风机的功耗。

作为优选，所述锥形轮毂外壁的型线为内凹弧线或外凸弧线或与所述导风圈的轴线呈夹角设置的直线，通过这样设置，所述锥形轮毂的外壁的型线为内凹弧线或外凸弧线或与所述导风圈的轴线呈夹角设置的直线都可以为气流起到一定的导向作用，使气流流动更加顺畅。

作为优选，所述锥形轮毂右端的外径为D₁，所述锥形轮毂左端的外径为D₂，所述导风圈位于所述出风端的直径为d₁，所述导风圈位于所述进风端的直径d₂，则0.2·d₁≤D₁≤0.4·d₁，0.2·d₂≤D₂≤0.45·d₂，通过这样设置，能进一步提高所述风轮压力，从而提高效率，且降低噪声；若D₁<0.2·d₁，D₂<0.2·d₂，即所述锥形轮毂的直径较小，则会容易在所述叶片的叶根处产生气流附面层分离，使所述风轮的压力降低，噪声增加；若D₁>0.4·d₁，D₂>0.45·d₂，即所述锥形轮毂的直径较大，则导致所述叶片的长度较短，所述叶片外缘的流动损失增大，导致效率下降。

作为优选，D₁/d₁＝t₁，D₂/d₂＝t₂，则t₂<t₁，通过这样设置，便于气流在出风段进行有效扩压，提高所述出风端的静压，降低所述出风端气流速度，进一步提高效率，降低噪声。

作为优选，所述锥形轮毂左端的外壁端点与右端端的外壁端点之间的连线为锥度线，所述锥度线与所述导风圈的轴线直线形成夹角β，且0°<β≤30°，通过这样设置，β即为所述锥形轮毂的倾斜角度，当0°<β≤30°时，所述锥形轮毂为气流起到导向作用的前提下，也不会对气流的出流造成过大的挤压效果；若β>30°，则所述锥形轮毂的倾斜角度过大，所述锥形轮毂会对气流的出流造成较强的挤压效果，使得所述轴流风机的噪声增大。

作为优选，所述锥形轮毂包括轮毂本体及支架，所述支架设置在所述轮毂本体内，所述电机穿设于所述支架内，且所述电机的转子与所述支架固定连接，所述轮毂本体与所述风机之间间隔设置，通过这样设置，所述电机通过压装的方式穿设于所述支架内，使得所述电机的转子与所述支架固定连接，便于生产制造，而且所述轮毂本体与所述风机之间间隔设置，利于所述电机的散热，降低所述电机的升温，延长所述电机的寿命。

作为优选，所述导风圈包括进风段以及出风段，所述进风段与所述出风段的连接处为所述导风圈的直径最小处，所述进风段及所述出风段的型线均为弧线，且所述进风段与所述出风段的连接处相切设置，所述进风段两端的端点连线与所述导风圈的轴线形成夹角α，且0°<α≤20°，通过这样设置，从所述进风端至所述出风端，所述进风段的直径逐渐减小，即所述进风段位于所述进风端的直径大，能增大所述轴流风机的进风量，随着所述进风段的直径逐渐减小，对气流起到一定的导流作用，让气流顺畅进入所述导风圈内，并且所述进风段逐渐压缩气流，提高气流的动压；从所述进风端至所述出风端，所述出风段的直径逐渐增大，并且0°<α≤20°，所述出风段采用扩压式设置，出口截面面积逐渐增大，使气流的动压逐渐转化为静压，有效地提高所述轴流风机的静压效率，即提高所述轴流风机的效率，减小所述轴流风机的功耗，并且所述出口截面面积逐渐扩大使得气流的速度逐渐降低，有效地降低了所述轴流风机的噪声，若α>20°，即扩压角过大，会导致气流在所述出风段处形成气流分离而产生旋涡，导致噪声增大。

作为优选，所述进风段沿所述轴线方向的距离为L1，所述出风段沿所述轴线方向的距离为L2，且L2≥2·L1，通过这样设置，保证所述出风段沿所述轴线方向的距离足够长，所述出风段才能有效地进行出口扩压，提高所述轴流风机的静压效率，降低功耗，降低噪声。

作为优选，所述叶片包括叶尖，所述叶尖的型线与所述出风段的型线平行设置，从所述进风端至所述出风端，所述叶尖与所述出风段的间隙恒为定值，通过这样设置，即所述叶尖的型线为弧线，虽然该结构的所述风轮不能用到常规的平直导风圈上，只能用在型线为弧线的导风圈上，但是所述叶尖与所述出风段之间的间隙恒为定值，可以进一步提升所述轴流风机的效率。

作为优选，所述叶片包括叶尖，所述叶尖的型线与所述导风圈的轴线平行设置，从所述进风端至所述出风端，所述叶尖与所述出风段的间隙逐渐增大，通过这样设置，即所述叶尖的型线为平直的直线，所述叶尖与所述出风段之间的间隙逐渐增大，不能进一步提高所述轴流风机的效率，但是该结构的风轮也可以用在平直导风圈上，适用性强。

相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：

1、从所述进风端至所述出风端，所述导风圈的内径先减小后增大，所述导风圈对气流产生一定的导流作用，气流能顺畅地进入所述导风圈内，并且所述导风圈能提高所述轴流风机的进风量，所述导风圈先对气流压缩提高气流的动压，再对气流扩压将动压转为静压，有效地提高风机静压，提高效率，降低功耗，降低噪声；所述锥形轮毂左端的外径小于右端的外径，以及所述导风圈位于所述出风端设有所述防护网，所述锥形轮毂及所述防护网对气流产生一定的导流作用，气流流动更加顺畅，进一步提高风机效率，降低功耗，降低噪声，风机的性能优越。

2、所述风轮与所述导风圈各自成型，便于生产制造，易于安装，而且结构紧凑，不占空间。

附图说明

图1是本发明实施例轴流风机的正视示意图；

图2是本发明实施例关于图1的剖面示意图；

图3是本发明实施例关于图2的部分结构示意图。

其中，各附图标记所指代的技术特征如下：

00、轴线；1、风轮；2、电机；3、防护网；4、导风圈；5、第一切面；11、叶片；12、锥形轮毂；21、转子；22、定子；121、轮毂本体；122、支架。

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，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

参考图1-3，本实施例公开了一种分体斜流式的轴流风机，包括风轮1、电机2、导风圈4及防护网3；

导风圈4同轴套设于风轮1外，导风圈4与风轮1各自成型，导风圈4沿轴线00方向的两端分别为进风端及出风端，下述的轴线00均至导风圈4的轴线00，从图2的方向看，导风圈4的左端为进风端，导风圈4的右端为出风端，沿轴线00方向从进风端至出风端，导风圈4的内径先逐渐减小后逐渐增大，风轮1包括锥形轮毂12及多片叶片11，锥形轮毂12左端的外径D₂小于右端的外径D₁，即锥形轮毂12靠近进风端的一端的外径D₂小于锥形轮毂12靠近出风端一端的外径D₁，多片叶片11沿周向等角度均布设置在锥形轮毂12的外壁上，多片叶片11与锥形轮毂12一体成型，防护网3设置在导风圈4上且位于出风端，具体而言，防护网3同轴套设于导风圈4外，防护网3的左端与导风圈4的进风端通过螺钉固定连接，防护网3的右端位于导风圈4的出风端处，电机2穿设于锥形轮毂12内，且电机2的转子21与锥形轮毂12连接，电机2的定子22与防护网3连接。

从进风端至出风端，导风圈4的内径先减小后增大，导风圈4对气流产生一定的导流作用，气流能顺畅地进入导风圈4内，并且导风圈4能提高轴流风机的进风量，导风圈4先对气流压缩提高气流的动压，再对气流扩压将动压转为静压，有效地提高风机静压，提高效率，降低功耗，降低噪声；锥形轮毂12左端的外径D₂小于右端的外径D₁，以及导风圈4位于出风端设有防护网3，锥形轮毂12及防护网3对气流产生一定的导流作用，气流流动更加顺畅，虽然本轴流风机的锥形轮毂12与斜流风机的轮毂相似，但是应用的场景不同，锥形轮毂12应用在轴流风机上需要根据轴流风机的结构及性能做适应性调整，从而突破了常规轴流风机的柱形轮毂的结构限制，进一步提高风机效率，降低功耗，降低噪声；风轮1与导风圈4各自成型，而且斜流风机的风轮与导风圈一体成型，不易于生产，并且斜流风机的整机高度较大，从而不易安装、占用空间，而本轴流风机风轮1与导风圈4各自成型，便于生产制造，易于安装，而且结构紧凑，不占空间。

锥形轮毂12右端的外壁端点与锥形轮毂12的外壁相切形成第一切面5，第一切面5与导风圈4的轴线00平行设置，由于锥形轮毂12左端的外径D₂小于右端的外径D₁，即锥形轮毂12的外壁呈锥形设置，对气流起到一定的导向作用，使气流流动更加顺畅，并与由于第一切面5与导风圈4的轴线00平行设置，当气流从锥形轮毂12的右端流出时，气流的流向与导风圈4的轴线00平行，即气流沿平行于轴线00的方向从锥形轮毂12的右端流出，降低气流的径向分量，进一步提高气流的轴向分量，即进一步提高风机的效率，降低风机的功耗。

锥形轮毂12外壁的型线为内凹弧线或外凸弧线或与导风圈4的轴线00呈夹角设置的直线，锥形轮毂12的外壁的型线为内凹弧线或外凸弧线或与导风圈4的轴线00呈夹角设置的直线都可以为气流起到一定的导向作用，使气流流动更加顺畅，本实施例中，锥形轮毂12外壁的型线为外凸弧线，不仅可以对气流起到导向作用，而且可以配合导风圈4共同作用对气流进行压缩，进一步提高气流的动压，从而可以进一步提高气流的动压转化为静压的量，进一步提高风机的静压效率。

导风圈4位于出风端的直径为d₁，导风圈4位于进风端的直径d₂，则0.2·d₁≤D₁≤0.4·d₁，0.2·d₂≤D₂≤0.45·d₂，能进一步提高风轮1压力，从而提高效率，且降低噪声；若D₁<0.2·d₁，D₂<0.2·d₂，即锥形轮毂12的直径较小，则会容易在叶片11的叶根处产生气流附面层分离，使风轮1的压力降低，噪声增加；若D₁>0.4·d₁，D₂>0.45·d₂，即锥形轮毂12的直径较大，则导致叶片11的长度较短，叶片11外缘的流动损失增大，导致效率下降。

D₁/d₁＝t₁，D₂/d₂＝t₂，则t₂<t₁，便于气流在出风段进行有效扩压，提高出风端的静压，降低出风端气流速度，进一步提高效率，降低噪声。

锥形轮毂12在某一径向的截面上，锥形轮毂12左端的外壁端点与右端端的外壁端点之间的连线为锥度线，锥度线与导风圈4的轴线00直线形成夹角β，为了图示方便，图3为锥度线与轴线00的平行线形成夹角β，且0°<β≤30°，β即为锥形轮毂12的倾斜角度，当0°<β≤30°时，锥形轮毂12为气流起到导向作用的前提下，也不会对气流的出流造成过大的挤压效果；若β>30°，则锥形轮毂12的倾斜角度过大，锥形轮毂12会对气流的出流造成较强的挤压效果，使得轴流风机的噪声增大。

锥形轮毂12包括轮毂本体121及支架122，支架122设置在轮毂本体121内，轮毂本体121与支架122一体成型，电机2穿设于支架122内，且电机2的转子21与支架122固定连接，轮毂本体121的内径比电机2的外径D₃大，使得轮毂本体121与风机之间间隔设置，电机2通过压装的方式穿设于支架122内，使得电机2的转子21与支架122固定连接，便于生产制造，而且轮毂本体121与风机之间间隔设置，利于电机2的散热，降低电机2的升温，延长电机2的寿命。

导风圈4包括进风段以及出风段，进风段与出风段的连接处为导风圈4的直径最小处，进风段及出风段的型线均为弧线，且出风段的型线可由若干段弧线组成，进风段与出风段的连接处相切设置，进风段两端的端点连线与导风圈4的轴线00形成夹角α，为了图示方便，图3为进风段两端的端点连线与轴线00的平行线形成夹角α，α为扩压角，且0°<α≤20°，从进风端至出风端，进风段的直径逐渐减小，即进风段位于进风端的直径大，能增大轴流风机的进风量，随着进风段的直径逐渐减小，对气流起到一定的导流作用，让气流顺畅进入导风圈4内，并且进风段逐渐压缩气流，提高气流的动压；从进风端至出风端，出风段的直径逐渐增大，并且0°<α≤20°，出风段采用扩压式设置，出口截面面积逐渐增大，使气流的动压逐渐转化为静压，有效地提高轴流风机的静压效率，即提高轴流风机的效率，减小轴流风机的功耗，并且出口截面面积逐渐扩大使得气流的速度逐渐降低，有效地降低了轴流风机的噪声，若α>20°，即扩压角过大，会导致气流在出风段处形成气流分离而产生旋涡，导致噪声增大。

进风段沿轴线00方向的距离为L1，出风段沿轴线00方向的距离为L2，且L2≥2·L1，保证出风段沿轴线00方向的距离足够长，出风段才能有效地进行出口扩压，提高轴流风机的静压效率，降低功耗，降低噪声。

在一实施例中，叶片11包括叶尖，叶尖的型线与出风段的型线平行设置，从进风端至出风端，叶尖与出风段的间隙恒为定值，即叶尖的型线为弧线，虽然该结构的风轮1不能用到常规的平直导风圈4上，只能用在型线为弧线的导风圈4上，但是叶尖与出风段之间的间隙恒为定值，可以进一步提升轴流风机的效率。

在一实施例中，叶片11包括叶尖，叶尖的型线与导风圈4的轴线00平行设置，从进风端至出风端，叶尖与出风段的间隙逐渐增大，即叶尖的型线为平直的直线，叶尖与出风段之间的间隙逐渐增大，不能进一步提高轴流风机的效率，但是该结构的风轮1也可以用在平直导风圈4上，适用性强。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种分体斜流式的轴流风机，其特征在于，包括风轮(1)、电机(2)、导风圈(4)及防护网(3)；

所述导风圈(4)同轴套设于所述风轮(1)外，所述导风圈(4)沿轴线(00)的左右两端分别为进风端及出风端，沿所述轴线(00)从所述进风端至所述出风端，所述导风圈(4)的内径先减小后增大，所述风轮(1)包括锥形轮毂(12)及多片叶片(11)，所述锥形轮毂(12)左端的外径小于右端的外径，多片所述叶片(11)沿周向等角度均布设置在所述锥形轮毂(12)的外壁上，所述防护网(3)设置在所述导风圈(4)上且位于所述出风端，所述电机(2)穿设于所述锥形轮毂(12)内，且所述电机(2)的转子(21)与所述锥形轮毂(12)连接，所述电机(2)的定子(22)与所述防护网(3)连接。

2.根据权利要求1所述的轴流风机，其特征在于，所述锥形轮毂(12)右端的外壁端点与所述锥形轮毂(12)的外壁相切形成第一切面(5)，所述第一切面(5)与所述导风圈(4)的轴线(00)平行设置。

3.根据权利要求1所述的轴流风机，其特征在于，所述锥形轮毂(12)右端的外径为D₁，所述锥形轮毂(12)左端的外径为D₂，所述导风圈(4)位于所述出风端的直径为d₁，所述导风圈(4)位于所述进风端的直径d₂，则0.2·d₁≤D₁≤0.4·d₁，0.2·d₂≤D₂≤0.45·d₂。

4.根据权利要求3所述的轴流风机，其特征在于，D₁/d₁＝t₁，D₂/d₂＝t₂，则t₂<t₁。

5.根据权利要求1所述的轴流风机，其特征在于，所述锥形轮毂(12)左端的外壁端点与右端端的外壁端点之间的连线为锥度线，所述锥度线与所述导风圈(4)的轴线(00)直线形成夹角β，且0°<β≤30°。

6.根据权利要求1所述的轴流风机，其特征在于，所述锥形轮毂(12)包括轮毂本体(121)及支架(122)，所述支架(122)设置在所述轮毂本体(121)内，所述电机(2)穿设于所述支架(122)内，且所述电机(2)的转子(21)与所述支架(122)固定连接，所述轮毂本体(121)与所述风机之间间隔设置。

7.根据权利要求1所述的轴流风机，其特征在于，所述导风圈(4)包括进风段以及出风段，所述进风段与所述出风段的连接处为所述导风圈(4)的直径最小处，所述进风段及所述出风段的型线均为弧线，且所述进风段与所述出风段的连接处相切设置，所述进风段两端的端点连线与所述导风圈(4)的轴线(00)形成夹角α，且0°<α≤20°。

8.根据权利要求7所述的轴流风机，其特征在于，所述进风段沿所述轴线(00)方向的距离为L1，所述出风段沿所述轴线(00)方向的距离为L2，且L2≥2·L1。

9.根据权利要求7所述的轴流风机，其特征在于，所述叶片(11)包括叶尖，所述叶尖的型线与所述出风段的型线平行设置，从所述进风端至所述出风端，所述叶尖与所述出风段的间隙恒为定值。

10.根据权利要求7所述的轴流风机，其特征在于，所述叶片(11)包括叶尖，所述叶尖的型线与所述导风圈(4)的轴线(00)平行设置，从所述进风端至所述出风端，所述叶尖与所述出风段的间隙逐渐增大。

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