CN113266586B - 一种轴流风机装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴流风机装置，包括风机外壳及设置在风机外壳内的多组串联在一起的风机模块；其中所述风机模块包括：导流件，该导流件与风机外壳连接，且该导流件包括与风机外壳连接的固定筒及设置在固定筒内的导叶；叶轮，该叶轮与导叶相对应，且位于导叶的进风侧；盘式电机，设置于导流件上，该盘式电机包括设置有绕组的定子、设置有永磁体的转子及输出轴，转子设为两个，且两个所述转子分别设置在定子的两侧，所述输出轴与转子连接，且该输出轴与叶轮连接。本发明通过通过在风机外壳内设置多组风机模块，将设计参数要求通过多组风机模块串联实现，利用盘式电机的工作原理，使得本风机更加小型化，对使用空间的要求减小。

Description

一种轴流风机装置

技术领域

本发明属于风机技术领域，尤其是涉及一种轴流风机装置。

背景技术

目前，风机作为通风设备，是一种广泛应用的提升气体压力并排送气体的具有代表性的机械装置，风机通常包括壳体及其内的叶轮，叶轮为旋转组件，由多个叶片固定于轮毂上构成，叶片在流体中起作用，大多数风机由柱式电机驱动。

传统的柱式电机结构中，定子在外围，转子在中间旋转，使得柱式电机的轴向尺寸大；而盘式电机又称蝶式电机，其工作原理与柱式电机相同，具有外形扁平，轴向尺寸短等特点，特别适用于薄型安装的场合。并且盘式电机采用无铁芯电枢结构，不存在普通柱式电机由于齿槽引起的转矩脉动，转矩输出平稳。

传统单机风机的风量、风压及转速等设计要求由一个柱式电机驱动叶轮转动实现，为满足的此设计要求，柱式电机的尺寸较大，从而使得传统风机的尺寸偏大，对使用空间的要求较大；并且传统单级风机的叶轮工作状态下的负载较大，该种风机在运行时，会产生很大的噪音。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种小型化的轴流风机装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种轴流风机装置，其特征在于：包括风机外壳及设置在风机外壳内的多组串联在一起的风机模块；其中所述风机模块包括：

导流件，该导流件与风机外壳连接，且该导流件包括与风机外壳连接的固定筒及设置在固定筒内的导叶；

叶轮，该叶轮与导叶相对应，且位于导叶的进风侧；

盘式电机，设置于导流件上，该盘式电机包括设置有绕组的定子、设置有永磁体的转子及输出轴，转子设为两个，且两个所述转子分别设置在定子的两侧，所述输出轴与转子连接，且该输出轴与叶轮连接。

可选的，所述风机外壳内壁上沿所述风机外壳的长度方向间隔设置多组支撑部，当多组风机模块安装于风机外壳内时，相邻固定筒的相接处与所述支撑部相对应。

可选的，所述支撑部包括多个沿所述风机外壳圆周方向间隔设置的凸筋，当多个所述固定筒与风机相连时，多个所述固定筒与风机外壳之间形成空腔。

可选的，所述固定筒一端设有限位凹部，另一端设有限位凸部，当相邻所述固定筒连接时，其中一个固定筒上的限位凸部卡入相邻固定筒上的限位凹部。

可选的，所述固定筒的两端分别沿径向延伸设置有贴合部，当多个所述固定筒安装于风机外壳内时，相邻固定筒相对一侧的贴合部相互贴合，且该贴合部与所述支撑部相连。

可选的，所述外壳进风一侧内壁上设有止位部，位于进风一侧的固定筒一端卡入所述止位部以定位固定筒；所述外壳出风一端可拆卸连接有盖板，所述盖板上设有与位于出风一侧固定筒上限位凹部相对应的限位环。

可选的，所述导叶包括套设于所述输出轴的导叶盘和多个环绕所述导叶盘布置的导叶片，所述导叶盘上嵌设有压件，所述定子安装于所述压件与所述导叶盘之间。

可选的，所述导叶盘面向所述压件一侧设有第一定位孔，所述压件面向所述导叶盘一侧设有第二定位孔，所述定子上设有与第一、第二定位孔均相对应的定位柱，当所述定子与所述导叶盘、压件相连时，所述定位柱一端卡入所述第一定位孔，另一端卡入所述第二定位孔。

可选的，所述输出轴上设有第一扩径部，两个所述转子对称设于所述第一扩径部两侧，且该转子与所述第一扩径部抵接。

可选的，所述导叶盘通过第一轴承与所述输出轴相连，所述压件通过第二轴承与所述输出轴相连；所述输出轴上设有第二扩径部，所述第二扩径部一侧与所述第一轴承抵接，另一侧与所述第二轴承抵接，所述第二轴承与所述第二扩径部之间设有弹性体；所述导叶盘上设有与所述第一轴承一端抵接的第一内挡环；所述压件上设有与所述第二轴承一端抵接的第二内挡环。

综上所述，本发明具有以下优点：

通过在风机外壳内设置多组风机模块，将设计参数要求通过多组风机模块串联实现，并且通过定子与导叶相连，转子与输出轴止转连接，将盘式电机与导叶、输出轴结合，利用盘式电机的工作原理，驱动输出轴转动，进而带动叶轮转动，结合定子与转子轴向距离短的优势，使得本风机更加小型化，对使用空间的要求减小；并且设置多组风机模块，增加了风机级数，降低风机内部的绝对速度，减小每级叶轮的负载，有效降低风机振动噪声水平。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为图1的剖视立体图。

图3为图2中A处的放大图。

图4为图2中B处的放大图。

图5为图1的剖视图。

图6为图5中C处的放大图。

图7为图1中风机外壳的立体图。

图8为图1中风机模块的立体图。

图9为图1中风机模块的另一视角的立体图。

图10为图1中风机模块的剖视立体图。

图11为图10中D处的放大图。

图12为图1中风机模块的爆炸图。

图13为图1中输出轴的立体图。

图14为图1中固定筒与导叶的立体图。

图15为图1中压件的立体图。

图16为图1中弹性体的立体图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明专利实施例中的附图，对本发明专利实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1示出了由五个独立的风机模块串联在一起所组成的轴流风机，且五个风机模块位于同一个风机外壳内。图2示出了图1的剖视图，并且示出了五个独立的风机模块相串联后的示意图。

参考图1、图2，轴流风机包括风机外壳10及五个相互串联在风机外壳10内部的风机模块20。五个风机模块20串联后增大轴流风机1内部风压。五个风机模块20沿所述风机外壳10轴线的长度方向串联于所述风机外壳10内，将设计参数要求通过多组风机模块20串联实现。

参考图8-图10、图12，所述风机模块20包括导流件、输出轴23、叶轮24及驱动组件25；所述导流件与风机外壳10连接，包括固定筒21及导叶22；所述固定筒21设于所述风机外壳10内，增加风机装置结构的刚度，减少风机装置的振动，当多组风机模块20安装于所述风机外壳10内时，相邻所述连接部211相互贴合；所述导叶22设于固定筒21内，与所述固定筒21固定连接；所述输出轴23设于所述固定筒21内，且所述输出轴23可转动穿设于所述导叶22；所述叶轮24套设于所述输出轴23上，所述叶轮24设于所述导叶22进风一侧，且该叶轮24与所述输出轴23止转连接；所述驱动组件25设于所述固定筒21内，该驱动组件25与所述导叶22、输出轴23均相关联，用于驱动输出轴23相对导叶22转动。

具体的，参考图10、图11、图14，所述导叶22包括导叶盘221及导叶叶片222，所述导叶盘221套设于所述输出轴23，且该导叶盘221背向所述叶轮24一侧设有第一容纳腔2211；所述导叶叶片222设有多个，多个所述导叶叶片222环绕所述导叶盘221设置，且该导叶叶片222与固定筒21固定连接，使得导叶叶片222不仅起到气流导向的作用，同时起到加强结构的作用，使得导叶22的结构强度高；所述导叶盘221上可拆卸连接有压件26，所述压件26至少部分嵌设于所述导叶盘221，且该压件26面向所述叶轮24一侧设有第二容纳腔261，所述压件26与所述导叶盘221合围成安装空间27。

进一步的，参考图10-图12，所述导叶盘221面向所述压件26一侧设有第一定位孔2212，所述压件26面向所述导叶盘221一侧设有第二定位孔262；所述驱动组件25设于所述安装空间27内，该驱动组件25包括定子251及转子252；所述定子251上缠绕有多组定子绕组，且该定子安装于压件与导叶盘之间，减少增加定子251对风机模块整体体积的影响；定子251上设有与第一、第二定位孔均相对应的定位柱2511，当所述定子251与所述导叶盘221、压件26相连时，所述定位柱2511一端卡入所述第一定位孔2212，另一端卡入所述第二定位孔262，实现对定子251的固定，结构简单，方便装配，提高生产效率；所述转子252设有两个，两个所述转子252对称设于所述定子251两侧，且该转子252与所述输出轴23止转连接，所述转子252面向所述定子251一侧环绕转子252轴心设置有多个永磁体253，永磁体253通过销钉及摩擦力与转子252连接，该永磁体253与所述定子绕组相对应，定子绕组产生磁场作用于转子252形成磁电动力旋转扭矩，使得转子252相对定子251转动。通过定子251与导叶22相连，转子252与输出轴23止转连接，将驱动组件25与导叶22、输出轴23结合，利用盘式电机的工作原理，驱动输出轴23转动，进而带动叶轮24转动，结合定子251与转子252轴向距离短的优势，使得本风机更加小型化，对使用空间的要求减小。

进一步的，参考图15，所述压件26上设有线槽263，用于布置线路为驱动组件25供电，每个风机模块20的线路经过线槽263引成一股至风机外壳10外，整洁美观。

进一步的，参考图11、图13，所述输出轴23上设有第一扩径部231，两个所述转子252对称设于所述第一扩径部231两侧，该转子252与所述第一扩径部231抵接以快速限定转子252在输出轴23上的安装位置，且该转子与输出轴通过销钉连接，结构简单，方便转子与输出轴的装配，提高装配效率。

进一步的，参考图11，所述导叶盘221通过第一轴承31与所述输出轴23相连，所述压件26通过第二轴承32与所述输出轴23相连，所述输出轴23上设有第二扩径部232，该第二扩径部232的直径小于所述第一扩径部231的直径，且所述第一扩径部231设于所述第二扩径部232的中部；所述第二扩径部232一侧与所述第一轴承31抵接，另一侧与所述第二轴承32抵接，对第一轴承31、第二轴承32在输出轴23上的安装位置进行快速定位，结构简单，提高装配效率；所述导叶盘221上设有与所述第一轴承31一侧抵接的第一内挡环2213，该第一内挡环2213设于所述导叶盘221背向所述压件26一端，所述第一内挡环2213与第二扩径部232配合以限制所述第一轴承31相对所述输出轴23移动；所述压件26上设有与所述第二轴承32一侧抵接的第二内挡环264，该第二内挡环264设于所述压件26背向所述导叶盘221一端，所述第二内挡环264与所述第二扩径部232配合以限制所述第二轴承32相对所述输出轴23移动。

进一步的，参考图11、图16，所述第二轴承32与所述第二扩径部232之间设有弹性体33，该弹性体33整体大致设为圆环形，且弹性体33沿其本身轮廓呈波浪状；所述弹性体33所述弹性体33面向所述转子252一侧部分与所述转子252抵接。通过设置弹性体33，实现输出轴23、转子252与导叶22的柔性装配，使得输出轴23相对导叶盘221可以微量位移，在导叶22收到轴向冲击或急停等极端条件下，减小对转子252和定子251的冲击，从而提高使用寿命。

具体的，参考图10、图11，所述叶轮24包括叶轮盘241及叶轮叶片242，所述叶轮盘241套设于所述输出轴23，且与所述输出轴23止转连接；所述叶轮叶片242设有多个，多个所述叶轮叶片242沿所述叶轮盘241的圆周方向设置；所述输出轴23上设有挡部233，所述叶轮盘241一端与所述挡部233止转连接，该叶轮盘241另一侧设有螺母41限制叶轮盘241沿输出轴23移位，该螺母41与所述输出轴23螺接，所述螺母41与叶轮盘241之间设有垫片42。

进一步的，参考图14、图15，所述导叶盘221上设有多个第一圆孔2214和方孔2215，多个所述第一圆孔2214、方孔2215环绕所述导叶盘221布置，所述方孔2215与所述第一圆孔2214间隔设置，以减轻导叶盘221的重量；所述压件26上设有多个第二圆孔265，多个所述第二圆孔265环绕所述压件26轴心布置，以减轻压件26的重量；所述导叶盘221面向所述压件26一侧设有多个第一弧形槽2215，多个第一弧形槽2215环绕所述导叶盘221布置，减轻导叶盘221的重量；所述压件26上设有多个与所述第一弧形槽2215相对应的第二弧形槽266，减轻导叶盘221的重量。

进一步的，参考图5、图6，所述导叶盘221与位于同一级风机模块20的叶轮盘241之间具有第一间距51，所述导叶盘221与位于后一级风机模块20的叶轮盘241之间具有第二间距52，在风机运行过程中，导叶盘221两端面之间产生压差，部分气流从第二间距52进入导叶盘221与后一级叶轮盘241之间的空间，让后依次经过第二圆孔265、安装空间27、第一圆孔2214和第一方孔2215，最后从第一间距51流出，形成气流微循环，如图6中箭头方向所示，带走驱动组件25表面的热量从而实现冷却；故本发明的电机无需设置风扇，风扇的运行也会产生噪音，本发明的电机取消了风扇的设置，故降低了噪音。

进一步的，参考图3、图8，所述固定筒21两端分别设置有贴合部212，该贴合部212为固定筒21沿径向延伸的凸环，以增大相邻固定筒21之间的贴合面积，从而保持多组风机模块之间的同轴设置，两个贴合部212之间设有多个加强板213以提高固定筒21的强度；一侧所述贴合部212上设有限位凹部214，另一侧所述贴合部212上设有限位凸部215，当相邻所述固定筒21连接时，其中一个固定筒21上的限位凸部215部分卡入相邻固定筒21上的限位凹部214，以保证相邻固定筒21连接之后的同轴度，实现风机出风的稳定，并且限位凸部215与限位凹部214的配合以遮挡相邻固定筒21之间的间隙，避免固定筒21中的气流泄露。

进一步的，参考图2、图7，所述风机外壳10内壁上沿所述风机外壳10的长度方向间隔设置多组支撑部11，所述支撑部11包括多个沿所述风机外壳10圆周方向间隔设置的凸筋111，当多组风机模块20安装与所述风机外壳10内时，相邻所述固定筒21相接处与所述支撑部11相对应，且所述贴合部212与所述支撑部11抵接；所述固定筒21与所述风机外壳10之间具有空腔112，通过设置空腔112，使得外壳与多组风机模块20之间形成气隙，实现大幅减少噪声。

进一步的，参考图2，所述风机外壳10上设有止位部113，所述止位部113为设于所述风机外壳10内壁上的环形槽，当风机模块20安装于风机外壳10时，首级风机模块20上的固定筒21一端卡入止位部113以限定固定筒21的安装位置；所述风机外壳10的出风一端可拆卸连接有盖板61，所述盖板61与位于末级风机模块20上的固定筒21抵接，该盖板61上设有与位于出风一侧固定筒21上限位凹部214相对应的限位环611，所述盖板61与所述止位部113配合以对多个风机模块20进行固定。

进一步的，参考图1、图2，位于所述风机进风一端的叶轮24上设有导流罩62，该导流罩62与所述叶轮盘241可拆卸连接，所述导流罩62设为圆顶状，与叶轮盘241端部紧密贴合，且导流罩62与叶轮盘241相接处的轮廓相切，对气流进行导向，减少对气流的阻力；位于所述风机出风一端的导叶盘221或压件26上可拆卸连接有挡板63，用于对第二圆孔265进行遮盖。

进一步的，参考图1，所述风机外壳10进风一端设有引流部114，该引流部114为设于所述风机外壳10上的渐缩形结构，所述引流部114为风机外壳10的一部分，对进入风机的气流进行导向并增大风压。通过将引流部114设于风机外壳10上，使得每个风机模块20可以制作成一样，方便开模，减少成本。

进一步的，参考图1，所述风机外壳10外壁上环绕设置多条环形加强筋115和多条直线加强筋116，所述环形加强筋115与直线加强筋116交错垂直设置，以提高风机外壳10的强度；所述风机外壳10上还设有多个底座117，方便对风机整体进行固定。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轴流风机装置，其特征在于：包括风机外壳及设置在风机外壳内的多组串联在一起的风机模块；其中所述风机模块包括：

导流件，该导流件与风机外壳连接，且该导流件包括与风机外壳连接的固定筒及设置在固定筒内的导叶；

叶轮，该叶轮与导叶相对应，且位于导叶的进风侧；

盘式电机，设置于导流件上，该盘式电机包括设置有绕组的定子、设置有永磁体的转子及输出轴，转子设为两个，且两个所述转子分别设置在定子的两侧，所述输出轴与转子连接，且该输出轴与叶轮连接；

所述导叶包括套设于所述输出轴的导叶盘和多个环绕所述导叶盘布置的导叶片，所述导叶盘上嵌设有压件，所述定子安装于所述压件与所述导叶盘之间；

所述导叶盘面向所述压件一侧设有第一定位孔，所述压件面向所述导叶盘一侧设有第二定位孔，所述定子上设有与第一、第二定位孔均相对应的定位柱，当所述定子与所述导叶盘、压件相连时，所述定位柱一端卡入所述第一定位孔，另一端卡入所述第二定位孔。

2.根据权利要求1所述的一种轴流风机装置，其特征在于：所述风机外壳内壁上沿所述风机外壳的长度方向间隔设置多组支撑部，当多组风机模块安装于风机外壳内时，相邻固定筒的相接处与所述支撑部相对应。

3.根据权利要求2所述的一种轴流风机装置，其特征在于：所述支撑部包括多个沿所述风机外壳圆周方向间隔设置的凸筋，当多个所述固定筒与风机相连时，多个所述固定筒与风机外壳之间形成空腔。

4.根据权利要求1所述的一种轴流风机装置，其特征在于：所述固定筒一端设有限位凹部，另一端设有限位凸部，当相邻所述固定筒连接时，其中一个固定筒上的限位凸部卡入相邻固定筒上的限位凹部。

5.根据权利要求2所述的一种轴流风机装置，其特征在于：所述固定筒的两端分别沿径向延伸设置有贴合部，当多个所述固定筒安装于风机外壳内时，相邻固定筒相对一侧的贴合部相互贴合，且该贴合部与所述支撑部相连。

6.根据权利要求1所述的一种轴流风机装置，其特征在于：所述外壳进风一侧内壁上设有止位部，位于进风一侧的固定筒一端卡入所述止位部以定位固定筒；所述外壳出风一端可拆卸连接有盖板，所述盖板上设有与位于出风一侧固定筒上限位凹部相对应的限位环。

7.根据权利要求1所述的一种轴流风机装置，其特征在于：所述输出轴上设有第一扩径部，两个所述转子对称设于所述第一扩径部两侧，且该转子与所述第一扩径部抵接。

8.根据权利要求1所述的一种轴流风机装置，其特征在于：所述导叶盘通过第一轴承与所述输出轴相连，所述压件通过第二轴承与所述输出轴相连；所述输出轴上设有第二扩径部，所述第二扩径部一侧与所述第一轴承抵接，另一侧与所述第二轴承抵接，所述第二轴承与所述第二扩径部之间设有弹性体；所述导叶盘上设有与所述第一轴承一端抵接的第一内挡环；所述压件上设有与所述第二轴承一端抵接的第二内挡环。

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