CN113883099A - 一种高效导风结构及其风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效导风结构及其风机，属于导风圈设备领域，包括叶片、导风环、出风腔和进风腔，出风腔设置在导风环的一端，进风腔设置在导风环的另一端，叶片设置在导风环中，出风腔包括排气段，排气段设置在导风环的内侧，两者之间形成回流通道，进风腔包括回流槽，回流槽设置在靠近所述导风环的一侧，且与所述回流通道连通。该导风圈能将叶尖溢散的气流重新导向，使溢散的气流沿风机的轴向排出，叶尖溢散的气流不再干扰叶片沿轴向的气流，提高了风机出风的效率，同时也降低了风机运行时产生的噪音。

Description

一种高效导风结构及其风机

技术领域

本发明涉及导风圈设备领域，具体涉及一种高效导风结构及其风机。

背景技术

轴流式风机，就是出风的流向和轴平行的风机。气流由集流器进入到轴流风机中，经前导叶获得预旋后，在叶轮叶片中获得能量，再经后导叶，将一部分偏转的气流动能转变为静压能，最后气体流经导风圈，沿叶片的轴向输出。

但是现有的轴流风机的叶片的叶尖与导风圈有一定间距，间距过小制造难度大，且安装使用时叶片易刮到导风圈内壁，间距过大则叶尖向侧壁溢散的气流经过导风圈内壁反弹后，与平行于轴的气流产生干涉，降低了风机的鼓风效率，风机运行时的噪音也增加了。

现有技术公告号为CN211009167U的专利，公开了一种轴流风机防泄漏导风圈，包括叶轮和导风圈，导风圈固定在叶轮外围，导风圈与叶轮同轴设置，叶轮外壁与导风圈内壁之间设有间隙，导风圈内侧壁设置有凸台，凸台沿导风圈的圆周方向成环形设置，且朝向导风圈中心处，凸台位于叶轮的出口下游。该风机将导风圈内壁上的气流阻挡，减少边缘气流对叶片的影响，但是未对边缘气流进行利用，效率较低，具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高效导风结构，该导风结构解决了叶片的叶尖产生的气流损失，将损失的气流重新导向回叶片，有效的了风机的运行效率降低了风机运行的噪音。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种高效导风结构，包括导风圈和导气环，所述导风圈环绕所述导气环，所述导风圈的一端与所述导气环的一端连接，所述导风圈与所述导气环之间形成导流腔，所述导气环包括多个溢流孔，所述多个溢流孔贯穿所述导气环的内壁，所述导风圈包括回流槽，所述回流槽设置在所述导风圈另一端的内壁上，且正对所述导流腔。

所述导气环围绕成的空间适于安装风机叶片，所述多个溢流孔分布在所述叶片的叶尖在所述导气环上的投影中心线上，与叶尖方向一致的溢流孔能更好地引导气流进入导流腔中，进入导流腔中的气流稳定均匀。

所述溢流孔的直径为1-4mm，合适的溢流孔大小在保证通过的气流的稳定的情况下，控制了生产成本。

所述导风圈还包括进风段，所述进风段的截面设置成弧形，且处于所述导风圈进风的最前端，所述回流槽的出口朝向所述导风圈出风的方向。

弧形的进风段扩大了进风口面积，降低了空气进风时的阻力。

所述进风段最前端的切线与所述导风圈轴线的夹角为B，且0＜B≦30°，合适的进风夹角，使得进入风机的中气流稳定。

所述回流槽的截面设置成弧形，弧形的回流槽将气流转向时受到的阻力小。

所述叶片包括叶尖，所述叶尖与所述导气环内壁之间的间距为F，所述导风圈与所述回流槽靠近所述叶片的内壁之间的间距为E，且F≦E≦7mm，使得重新导向进入风机的气流能被叶片推动，沿风机轴向排出，提高了风机对流量的利用率。

所述导风圈设置成扩口形，所述导风圈截面的内壁与所述导风圈的轴线夹角为A，且0＜A≦15°，使得导风圈内流动气流更容易地流向回流槽。

所述回流槽向所述导气环内壁上的投影与所述导气环的投影重叠长度为C，所述导气环端面与所述回流槽的底部的距离为D，且E≦C≦D≦15mm，使得经过回流槽的气流稳定的沿风机轴向流动。

本发明的目的之二是提供一种风机，该风机的具有导风结构能将叶尖溢散的的气流重新导向进入叶处，并沿风机的轴向排出，提高了风机的出风效率。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种风机，包括叶片、电机和导风结构，所述叶片设置在所述电机的输出端上，用于将叶片叶尖垂直于风机轴向排出气流重新导回风机，提高风机的出风的流量。

本发明的有益效果为：

(1)该导风结构具有带多个溢流孔的导气环，导气环和导风圈之间形成回流腔，还具有回流槽，能将叶尖溢散的气流重新导向进入叶片，使溢散的气流沿风机的轴向排出，叶尖溢散的气流不再干扰叶片的运行，提高了风机的出风效率，同时也降低了风机运行时产生的噪音。

(2)溢流孔沿叶尖在导气环上的投影中心线分布，靠近叶片前缘处密集，靠近叶片后缘稀疏，将叶尖产生的气流均匀的导入回流腔中，提高了导流腔内空气的流通效率。

(3)该导风圈的内壁截面呈扩口形，扩口朝向风机进的方向，使得进入导流腔的气流，更容易地向回流槽移动，加快了导流腔内气流的流动。

附图说明

图1为本发明提供的高效导风结构风机的剖面图；

图2为本发明提供的高效导风结构风机结构示意图；

图3为本发明提供的高效导风结构的剖面图；

图4为图3上H部分的局部视图；

图5为本发明提供的进风腔的剖面图；

图6为本发明提供的溢流孔的结构示意图；

图7为实施例二提供的溢流孔的结构示意图。

附图标记：

1、叶片；11、压力面；12、迎风面；13、叶尖；2、电机；3、导风结构；31、导风圈；311、进风段；32、导气环；321、出气通道；322、出风段；323、溢流孔；33、回流槽；34、导流腔；4、网罩；A、扩口夹角；B、导风段切线与导风圈轴线夹角；C、重叠长度；D、导气环端面到回流槽底面的距离；E、导气段到出风腔内壁的距离；F、叶尖到导气环内壁的距离。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1-图5所示，一种具有高效导风结构的风机，包括叶片1、电机2、导风结构3以及网罩4，叶片1中心连接在电机2的输出轴上，导风结构3包围叶片1的侧面，网罩4安装在导风圈3的一端上，处于风机进风的一侧。

进一步地，导风结构3由导风圈31、导气环32组成，导风圈31环绕叶片1的侧面，导风圈31的一端与导气环32的一端连接，导风圈31与导气环32之间形成导流腔34，导气环32包括多个溢流孔323，多个溢流孔323贯穿导气环32的内壁，导风圈31上设有回流槽33，回流槽33固定在导风圈31另一端的内壁上，且正对导流腔34的出口。

进一步地，导风圈31由铝合金制成，导风圈31上设有进风段311，进风段311处于导风圈31进风的最前端，进风段311的截面是弧形的，进风段311最前端的切线与导风圈31轴线的夹角为B，且0＜B≦30°，用来扩大进入风机的气流，弧面吸入气流时，气流会受压迫提速，加速的气流与弧面接触阻力更小，提高了风机出风效率，也一定程度上降低了风机产生的噪声。

进一步地，回流槽33位于导风圈31上进风段311的后面，回流槽33的截面设置成弧形，内表面光滑，降低回流槽33对通过的空气的阻力，回流槽33分成两部分，一部分正对导流腔34，另一部分作为导流腔34的出口，从叶尖13溢散出来的气流，通过导流腔34进入到回流槽33中，经过回流槽33改变方向后，从回流槽33的另一部分排出，进入到风机中，流向与风机的轴向平行。

进一步地，叶片1包括压力面11、迎风面12和叶尖13，叶尖13与导气环32内壁之间的间距为F，导风圈31与回流槽33靠近叶片1的内壁之间的间距为E，即出气通道321的宽度，且F≦E≦7mm，E大于F，保证经过重新导流的空气能顺利的进入叶片1，再由叶片1的压力面11排出，提高了风机的出风效率，若F小于E，则会导致重新导流的气体与从叶尖13溢散的气流产生干涉，进而对叶片1产生干扰，增加了叶尖13的负荷，降低了风机的出风效率，同时使得风机高速运行时的噪音增加。

进一步地，回流槽33向导气环32内壁上的投影与导气环32的重叠长度为C，导气环32端面与回流槽33的底部的距离为D，且E≦C≦D≦15mm，E≦C，即出气通道321的长度大于出口宽度，出口为细长的通道，对排出导流腔34的空气有导向作用，使其能沿风机轴向流动，经过导流腔34出来的空气被回流槽33强制转向而加速，提高了风机对空气流量的利用率。

如图6所示，进一步地，多个溢流孔323分布在叶尖13在导气环32上的投影中心线上，靠近叶片1前缘的投影中心线溢流孔323分布密集，靠近叶片1后缘的投影中心线的溢流孔323分布疏松，多个溢流孔323绕风机轴线等间距的分布在导气环32的内壁上，使得导气环32能均匀出风，在导风圈31的内表面形成稳定的风幕，从而防止叶尖13产生回流，多个溢流孔323贯穿导气环32，将风机中部与导流腔34连通，使得叶片1在旋转时，整个叶尖13始终有相同流量的空气排出，防止叶尖13产垂直于风机轴向的，保证叶片1的叶尖13到导气环32之间的气流分布均匀。

优选地，溢流孔323的直径为1-4mm，过小的孔直径加大了导气环32的加工难度，增加了制造成本，较大的溢流孔323无法将叶尖13溢散的气流稳定的导入导流腔34中，导流腔34中无法形成稳定的风幕，从而起不到将溢散的气流重新导向的效果，也就难以提高风机的出风效率。

进一步地，导风圈31的内壁设计成倾斜的，使得导风圈31的内壁与叶片1的轴心呈一定的夹角A，导风环31的内壁靠近风机进风的一端宽度较小，靠近风机出风的另一端宽度较大。

优选地，0＜A≦15°，合适的夹角A，既然保证风机的安装尺寸紧凑，也使得叶尖13溢散的气流，进入到导流腔34后在回流槽33流动得更顺利，由倾斜的导风圈31的内壁，推动的从溢流孔323排出的气流，沿导流腔34向回流槽33流动，降低了气流流动的阻力，加快溢散的气流重新流回风机中。

优选地，出风段322处在导气环32上，且靠近风机出风的一端，出风段322的截面是弧形的，表面的焊道打磨至光滑，出风段322出口的弧面与导风圈31出口的外壁连接处光滑过渡，使得风机出风时，气流的流动阻力小。

优选地，导风圈31铸造或冲压成型，导气环32通过螺钉或铆钉固定在导风圈31上，叶片1转动过程中会有部分气流通过导气环32的溢流孔323中排出，使得在导风圈31的内壁表面形成风幕层，有效地降低叶片1旋转时叶尖13溢散的空气从叶片1的迎风面12流动到叶片1的压力面11上，造成叶片1的气流损失，进而降低风机的鼓风效率。

优选地，网罩4是由八根横梁和至少7层圆环组成的栅格状遮盖结构，横梁横跨电机2尾部和导风圈31进风的前端，圆环等间距的焊接在横染上，用于防止异物进入堵塞电机2和导风结构3，同时也防止高速旋转的叶片1对人员产生机械伤害。

风机的工作过程如下：

轴流风机在工作过程中，空气被叶片1吸入到风机中，空气由叶片1的迎风面12流动到压力面11，沿风机的轴线方向流动，空气靠近轴心的部分由于叶片1的回转半径小，流速较慢，靠近叶尖13处的空气由于回转半径大流速较快，形成压力差推动空气加速动，叶片1的前缘呈曲线形，用来平衡不同流速的空气，使得沿轴向流动的气流保持稳定的流动状态，叶片1的叶尖13与导风圈31的内壁之间留有间隙，叶尖13沿垂直于风机轴向的方向溢散出气流，溢散出的气流经过导风圈31内壁反弹会进入到叶片1的范围，从而干扰轴流风机内的空气流动，降低风机的出风效率和增加了电机2的功耗。

现在叶片1与导风圈31之间增加导气环32，电机2带动叶片1转动，由叶尖13溢散的空气，穿过导气环32上的溢流孔323均匀的进入到导流腔34中，由导流腔34引导经过回流槽33转向，由导流腔34的出口重新进入到风机中，再沿风机的轴向送出，出口的气流呈圆形截面，且流向稳定，此时叶尖13溢散空气的流动方向与风机轴向平行，叶尖13溢散的气流和风机风道内的空气一起排出，重新利用叶尖13向导风圈31溢散的气流，提高了风机的效率，降低了风机的能耗。

实施例二

如图7所示，参照实施例一相同特征不再赘述，溢流孔323的形状与叶尖13在导气环32内壁上的投影相近，溢流孔323的大小是叶尖13投影向外等距1mm的曲线，溢流孔323靠近叶片1前缘的部分较大，靠近叶片1后缘的部分较小，多个溢流孔323绕风机轴线等间距分布在导气环32的内壁上，依照叶尖13投影形成的溢流孔323使得叶尖13溢散的气流能均匀稳定地流向导风圈31的内壁，进入导流腔34中，沿着导风圈31的内壁经过回流槽33的回转后，沿风机的的轴向流向，利用上叶尖13上溢散的气流，提高风机的鼓风效率。

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)

1.一种高效导风结构(3)，包括导风圈(31)和导气环(32)，所述导风圈(31)环绕所述导气环(32)，所述导风圈(31)的一端与所述导气环(32)的一端连接，所述导风圈(31)与所述导气环(32)之间形成导流腔(34)，其特征在于：所述导气环(32)包括多个溢流孔(323)，所述多个溢流孔(323)贯穿所述导气环(32)的内壁，所述导风圈(31)包括回流槽(33)，所述回流槽(33)设置在所述导风圈(31)另一端的内壁上，且正对所述导流腔(34)。

2.根据权利要求1所述的一种高效导风结构，其特征在于：

所述导气环(32)围绕成的空间适于安装风机叶片(1)，所述多个溢流孔(323)分布在所述叶片(1)的叶尖在所述导气环(32)上的投影中心线上。

3.根据权利要求2所述的高效导风结构，其特征在于：

所述溢流孔(323)的直径为1-4mm。

4.根据权利要求3所述的一种高效导风结构，其特征在于：

所述导风圈(31)还包括进风段(311)，所述进风段(311)的截面设置成弧形，且处于所述导风圈(31)进风的最前端，所述回流槽(33)的出口朝向所述导风圈(31)出风的方向。

5.根据权利要求4所述的高效导风结构，其特征在于：

所述进风段(311)最前端的切线与所述导风圈(31)轴线的夹角为B，且0＜B≦30°。

6.根据权利要求5所述的一种高效导风结构，其特征在于：

所述回流槽(33)的截面设置成弧形。

7.根据权利要求6所述的高效导风结构，其特征在于：

所述叶片(1)包括叶尖(13)，所述叶尖(13)与所述导气环(32)内壁之间的间距为F，所述导风圈(31)与所述回流槽(33)靠近所述叶片(1)的内壁之间的间距为E，且F≦E≦7mm。

8.据权利要求7的所述的高效导风结构，其特征在于：

所述导风圈(31)设置成扩口形，所述导风圈(31)截面的内壁与所述导风圈(31)的轴线夹角为A，且0＜A≦15°。

9.根据权利要求8所述的高效导风结构，其特征在于：

所述回流槽(33)向所述导气环(32)内壁上的投影与所述导气环(32)的投影重叠长度为C，所述导气环(32)端面与所述回流槽(33)的底部的距离为D，且E≦C≦D≦15mm。

10.一种风机，包括叶片(1)、电机(2)和导风结构(3)，所述叶片(1)设置在所述电机(2)的输出端上，其特征在于，所述导风结构(3)为权利要求1-9任一项所述的导风结构(3)。

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