CN113187762A - 一种直流半球式风轮及风机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直流半球式风轮及风机，直流半球式风轮包括外壳，外壳为半球状结构，外壳顶部和底部均设有开口；轮毂，轮毂位于外壳外侧，轮毂轴线与外壳轴线相重合；导流片，导流片设置于外壳内侧面，导流片自轮毂边缘延伸至外壳底部边缘；导流片的数量为多个，多个导流片沿周向均匀分布；多个导流片的端部等间隔连接轮毂和外壳顶部开口边缘，轮毂和外壳顶部开口边缘之间的多个间隔区域形成进气口，相邻两个导流片之间的区域形成出气口。本发明的直流半球式风轮通过对外壳、轮毂和导流片形状结构进行改进和优化，形成独特的离心式风道，使得风轮同时具备轴流式风机和离心式风机的优良性能。风机体积缩小，效率提高。

Description

一种直流半球式风轮及风机
技术领域
本发明涉及风机风轮技术领域，具体来说涉及一种直流半球式风轮及风机。
背景技术
风机作为通风送风设备，广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物(如空气调节设备和家用电器设备)的通风、排尘和冷却，其核心部件就是电机和风轮两部分。随着对通风送风设备使用品质的要求越来越高，对风轮的功率要求也越来越高。一款大风量、高静压、低噪音的节能通送风设备，必需一款性能优良的风轮。
现有的风轮主要有两种，一种是轴流式风机风轮，一种是离心式风机风轮。轴流式风机风轮的空气流向是沿轴方向，其优点是风量大，但压强较低。而离心式风机风轮的空气
流向则是成90度角，其优点是压强大，但风量较低，同时二者的体积都较大。
因此，如何同时具备轴流式风机和离心式风机的优良性能，且能够有效提高工作
效率，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直流半球式风轮，以提高风轮的工作效率，减小风轮的体积。
为此，本发明提供了一种直流半球式风轮，包括外壳，所述外壳为半球状结构，所述外壳顶部和底部均设有开口；轮毂，所述轮毂位于所述外壳外侧，所述轮毂轴线与所述外壳轴线相重合；导流片，所述导流片设置于所述外壳内侧面，所述导流片自所述轮毂边缘延伸至所述外壳底部边缘；所述导流片的数量为多个，多个所述导流片沿周向均匀分布；多个所述导流片的端部等间隔连接所述轮毂和所述外壳顶部开口边缘，所述轮毂和所述外壳顶部开口边缘之间的多个间隔区域形成进气口，相邻两个所述导流片之间的区域形成出气口。
优选的，所述外壳顶部开口直径小于所述外壳底部开口直径，所述轮毂直径小于所述外壳底部开口直径；所述轮毂与所述外壳底部所在平面的间距小于所述轮毂与所述外壳顶部所在平面的间距。
优选的，所述轮毂设有连接轴，所述连接轴上设有用于连接转轴的连接孔。
优选的，所述外壳、所述轮毂和多个所述导流片为一体式结构。
优选的，所述外壳、所述轮毂和多个所述导流片为一次车铣结构或注模成型结构。
优选的，所述导流片的数量为2-1200片。
优选的，所述导流片与所述外壳中心轴的夹角为1°-89°。
优选的，所述外壳的外径为10mm-80000mm，所述外壳的高度为5mm-15000mm。
优选的，进风口尺寸数值范围为10mm-50000mm。
本发明还提供了一种风机，包括电机和风轮，所述风轮为所述的直流半球式风轮。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供了一种直流半球式风轮及风机，直流半球式风轮，包括外壳，所述外壳为半球状结构，所述外壳顶部和底部均设有开口；轮毂，所述轮毂位于所述外壳外侧，所述轮毂轴线与所述外壳轴线相重合；导流片，所述导流片设置于所述外壳内侧面，所述导流片自所述轮毂边缘延伸至所述外壳底部边缘；所述导流片的数量为多个，多个所述导流片沿周向均匀分布；多个所述导流片的端部等间隔连接所述轮毂和所述外壳顶部开口边缘，所述轮毂和所述外壳顶部开口边缘之间的多个间隔区域形成进气口，相邻两个所述导流片之间的区域形成出气口。本发明的直流半球式风轮通过对外壳10、轮毂20和导流片30形状结构进行改进和优化，形成独特的离心式风道，使得风轮同时具备轴流式风机和离心式风机的优良性能，既能够提供大风量，又具有高静压，且能够有效提高工作效率。在同等功率下，风机体积缩小30％，同等体积下效率提高2-3倍。还可以完全隔离电机与传动装置，达到防腐效果。
阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明的直流半球式风轮的外壳的一种实施例的结构示意图；
图2是本发明的直流半球式风轮的外壳的一种实施例的俯视图；
图3是本发明的直流半球式风轮的一种实施例的结构示意图；
图4是本发明的直流半球式风轮（隐藏导流片）的一种实施例的正视图；
图5是本发明的直流半球式风轮的一种实施例的俯视图；
图6是本发明的直流半球式风轮的一种实施例的仰视图；
图7是本发明的直流半球式风轮的导流片的一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明的直流半球式风轮包括外壳10，外壳10为半球状结构，外壳10顶部和底部均设有开口；轮毂20，轮毂20位于外壳10外侧，轮毂20轴线与外壳10轴线相重合；导流片30，导流片30设置于外壳10内侧面，导流片自轮毂20边缘延伸至外壳10底部边缘；导流片30的数量为多个，多个导流片30沿周向均匀分布；多个导流片30的端部等间隔连接轮毂20和外壳10顶部开口11边缘，轮毂20和外壳10顶部开口11边缘之间的多个间隔区域形成进气口40，相邻两个导流片30之间的区域形成出气口50。
本发明的直流半球式风轮通过对外壳10、轮毂20和导流片30形状结构进行改进和优化，形成独特的离心式风道，使得风轮同时具备轴流式风机和离心式风机的优良性能，既能够提供大风量，又具有高静压，且能够有效提高工作效率。在同等功率下，风机体积缩小30％，同等体积下效率提高2-3倍。本发明的直流半球式风轮还可以完全隔离电机与传动装置，达到防腐效果。
本发明的直流半球式风轮的进气口40和出气口50在同一水平线上，气体从外壳10顶部圆孔11边缘的进气口40进入，由导流片30旋转离心至外壳10底部形成压力，从出气口50喷出。
在一具体实施方式中，多个导流片30沿周向均匀离散分布于外壳10的内表面；导流片30可呈曲形方片结构，其曲线变化可沿着外壳10内表面的弧形方向，可以降低启动风速，提高能量利用率，在减小风轮体积的同时能够有效地提高风轮的工作效率。
导流片30一体成型、其包括直角端31和倒角端32，直角端31连接轮毂20外边缘和圆孔11外边缘，倒角端32连接于外壳10边缘。多个导流片30的直角端31之间的间隔区域即为轮毂20和圆孔11边缘之间的间隔区域、即为进气口40。
导流片30的数量为2-1200片，优选为2-1000片。
导流片30与外壳10中心轴的夹角为1°-89°，优选为5-80°，可以降低启动风速，降低风轮的涡流损失，提高能量利用率，在减小风轮体积的同时能够有效地提高风轮的工作效率。
与传统的圆柱体状的外壳相比，本发明的外壳20为半球状，可以降低启动风速，提高能量利用率，在减小风轮体积的同时能够有效地提高风轮的工作效率。
外壳10顶部开口11直径d小于外壳10底部开口12直径D，轮毂20直径小于外壳10底部开口12直径D。
轮毂20与外壳10底部所在平面m的间距小于轮毂20与外壳10顶部所在平面的间距M，可以降低启动风速，提高能量利用率，在减小风轮体积的同时能够有效地提高风轮的工作效率。
外壳10的外径即为外壳10底部开口12直径D，D为10mm-80000mm，可以优选为100mm-8000mm，可以降低启动风速，提高能量利用率，在减小风轮体积的同时能够有效地提高风轮的工作效率。
外壳20的高度H为5mm-15000mm，可以优选为100mm-15000mm，可以降低启动风速，提高能量利用率，在减小风轮体积的同时能够有效地提高风轮的工作效率。
轮毂20设有连接轴21，连接轴21上设有用于连接风机转轴（未在图中示出）的连接孔22。在一具体实施方式中，连接轴21垂直凸出于轮毂20表面，且朝向外壳10顶部开口11延伸，从而可以更加便于和风机转轴连接。
外壳10、轮毂20和多个导流片30为一体式结构，可以使得风轮结构稳固紧凑、结构强度高，使用寿命长。具体的，外壳10、轮毂20和多个导流片30可以为一次车铣结构或注模成型结构，无需组装、焊接，可快速批量生产。导流片30和轮毂20不可拆分，具体可通过车床车出外形，铣床直接铣出导流片外形，修整毛边、叶轮成型。
在一具体实施方式中，进风口40的投影可以为矩形，矩形长度可以为10mm-50000mm，可以优选为100mm-5000mm，可以降低启动风速，提高能量利用率，在减小风轮体积的同时能够有效地提高风轮的工作效率。
此外，本申请还公开了一种风机，包括电机和本申请的直流半球式风轮，因此，具有该直流半球式风轮的风机也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。
本方案提供的直流半球式风轮，可以缩小风机体积，提高效率，同时具有离心轴流风机的性能，在同等功率下，风机体积缩小30％，同等体积下效率提高2-3倍。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种直流半球式风轮，其特征在于，包括
外壳，所述外壳为半球状结构，所述外壳顶部和底部均设有开口；
轮毂，所述轮毂位于所述外壳外侧，所述轮毂轴线与所述外壳轴线相重合；
导流片，所述导流片设置于所述外壳内侧面，所述导流片自所述轮毂边缘延伸至所述外壳底部边缘；
所述导流片的数量为多个，多个所述导流片沿周向均匀分布；多个所述导流片的端部等间隔连接所述轮毂和所述外壳顶部开口边缘，所述轮毂和所述外壳顶部开口边缘之间的多个间隔区域形成进气口，相邻两个所述导流片之间的区域形成出气口。
2.如权利要求1所述的直流半球式风轮，其特征在于，
所述外壳顶部开口直径小于所述外壳底部开口直径，所述轮毂直径小于所述外壳底部开口直径；所述轮毂与所述外壳底部所在平面的间距小于所述轮毂与所述外壳顶部所在平面的间距。
3.如权利要求1所述的直流半球式风轮，其特征在于，
所述轮毂设有连接轴，所述连接轴上设有用于连接转轴的连接孔。
4.如权利要求1所述的直流半球式风轮，其特征在于，
所述外壳、所述轮毂和多个所述导流片为一体式结构。
5.如权利要求1所述的直流半球式风轮，其特征在于，
所述外壳、所述轮毂和多个所述导流片为一次车铣结构或注模成型结构。
6.如权利要求1所述的直流半球式风轮，其特征在于，
所述导流片的数量为2-1200片。
7.如权利要求1所述的直流半球式风轮，其特征在于，
所述导流片与所述外壳中心轴的夹角为1°-89°。
8.如权利要求1所述的直流半球式风轮，其特征在于，
所述外壳的外径为10mm-80000mm，所述外壳的高度为5mm-15000mm。
9.如权利要求1所述的直流半球式风轮，其特征在于，
所述进风口尺寸数值范围为10mm-50000mm。
10.一种风机，其特征在于，包括电机和风轮，所述风轮为如权利要求1-8任一项所述的直流半球式风轮。
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