CN114909327A - 混流风机及风管机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混流风机及风管机。混流风机包括蜗壳，所述蜗壳上设置有出风口；叶轮，所述叶轮设置于所述蜗壳内；内壳，所述内壳设置于所述叶轮和所述出风口之间，所述内壳的外表面与所述蜗壳的内表面之间形成环形风道；后导叶结构，所述后导叶结构设置于所述环形风道内，且所述后导叶结构的扩张角a的角度范围为10°至40°。本发明提供的混流风机及风管机，通过后导叶结构的扩张角a对叶轮的出风的静压和气流流速进行调节，从而有效的改善混流风机的出风效果，进而保证在风管机瀑布式制冷和快速制热的模式下均能够达到最优的换热效果。

Description

混流风机及风管机

技术领域

本发明涉及空气处理设备技术领域，特别是一种混流风机及风管机。

背景技术

风管机是空调的一种，为了提高舒适性，有些风管机采用上出冷风，下出热风的方式，这样可以实现瀑布式制冷和地毯式暖风，为了实现这种出风方式，需要风管机的出风可逆，现有出风可逆的风管机中，通常采用贯流风机、离心风机，但是这种风机由于风机扇叶的设置方式的问题，反转后风向不能可逆，因此，只能在设置至少两个风机，一个负责正向出风，一个负责逆向出风，这样不仅风管机结构会更大，成本更高。

为了减小成本，需要将风机缩小，而混流风机是介于轴流风机和离心风机之间的风机，混流风机的叶轮让空气既做离心运动又做轴向运动，蜗壳内的气流运动混合了轴流与离心两种运动形式，所以叫“混流”。而且，混流风机不仅可以将体积做小，而且可以保证气流的流向和风压。

现有技术中的混流风机的后导叶结构设计不合理，导致混流风机的能效低。

发明内容

本发明实施例中提供一种混流风机以及风管机，以解决现有技术中混流风机能效低的问题。

一种混流风机，包括：

蜗壳，所述蜗壳上设置有出风口；

叶轮，所述叶轮设置于所述蜗壳内；

内壳，所述内壳设置于所述叶轮和所述出风口之间；

后导叶结构，所述后导叶结构设置于所述内壳的外表面与所述蜗壳的内表面之间，且所述后导叶结构的扩张角a的角度范围为10°至40°。

所述后导叶结构包括多个导叶，所述导叶的第一边沿与所述内壳的外表面固定设置，所述导叶的第二边沿与所述蜗壳的内表面固定设置。

至少一个所述导叶上设置有摆动轴，所述摆动轴的轴线与所述叶轮的轴线具有夹角，且具有所述摆动轴的导叶能够以所述摆动轴的轴线为轴线进行摆动。

所述夹角的角度为90°。

所述导叶的摆动角度b的范围为0°至10°。

所述后导叶结构上设置有消音齿。

所述后导叶结构上设置有凸起和/或凹坑。

所述蜗壳的外表面为曲面。

所述蜗壳为球台结构，所述蜗壳的最大直径等于球台结构的直径。

所述蜗壳位于球台结构的两个端面处分别开设有所述进风口和所述出风口。

一种风管机，包括上述混流风机。

本发明提供的混流风机及风管机，通过后导叶结构的扩张角a对叶轮的出风的静压和气流流速进行调节，从而有效的改善混流风机的出风效果，进而保证在风管机瀑布式制冷和快速制热的模式下均能够达到最优的换热效果。

附图说明

图1为本发明提供的实施例的混流风机的结构示意图；

图2为本发明提供的实施例的后导叶结构及内壳的结构示意图；

图3为本发明提供的实施例的后导叶结构及摆动角b的结构示意图；

图中：

1、蜗壳；12、出风口；2、叶轮；4、内壳；33、导叶；34、摆动轴。

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，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

现有技术中的混流风机，当叶轮2进行高速旋转时，会带动气流以较高的动压流出叶轮2，并进入叶轮2与后导叶结构之间的消旋段。该消旋段可以将高速旋转的气流由径向引为水平方向，并且突然的释压会使气流的一部分动压被转化为静压，用于支持风机的后续流动。消旋段虽然能够将旋转的气流引为水平方向，但仍带有巨大的切向速度，这些速度分量均是不利于后续流动的。后导叶结构的作用便是将气流的切向的速度更多的转化为水平速度，并再次将巨大动压转化为静压，以提升风机的带压能力。现有技术中在提高风机的能效时均是采用调整叶轮的结构的方式进行提高，然而，经过申请人对于气流流动原理的研究，以及通过仿真模拟实验数据进行分析后发现，后导叶结构的扩张角的变化能够有效的改变气体的动压和静压之间的转化效率，因此合适的后导叶结构的扩张角对混流风机系统性能的提升来说极为重要。

基于上述理由，如图1至图3所示的混流风机组件，包括：蜗壳1，所述蜗壳1上设置有出风口12；叶轮2，所述叶轮2设置于所述蜗壳1内；内壳4，所述内壳4设置于所述叶轮2和所述出风口12之间，所述内壳4的外表面与所述蜗壳1的内表面之间形成环形风道；后导叶结构，所述后导叶结构设置于所述环形风道内，且所述后导叶结构的扩张角a的角度范围为10°至40°。扩张角是指沿气体的流动方向，后导叶结构的前缘和尾缘的连线与后导叶结构的中心线之间所形成的夹角，其中前缘为后导叶结构的进气端，尾缘为后导叶结构的出气端。也即沿气体的流动方向，后导叶结构的截面尺寸是逐渐增加的，当应用于混流风机时，气流进入后导叶结构时的流通截面小于气流流出后导叶结构时的流通截面的。

对本例的混流风机进行仿真试验，改变扩张角a的数值，仿真结果如下：

根据仿真数据可知，当a为24°时，风量、叶轮压头均达到最大值，而扩压损失最小，当a减小到10°时，风量和叶轮压头均开始减小，而扩压损失增大，当a继续减小到5°时，风量和叶轮压头继续减小，其中叶轮压头的损失量严重增加，而扩压损失也开始急剧增加，而当a增大到40°时，风量和叶轮压头也开始减小，扩压损失开始增大，当a继续增大到45°时，风量和叶轮压头继续减小，扩压损失增大。也即当扩张角a角度偏小时，导叶角度扩张不足，流动阻力增大，会使得风机风量偏低，扩压损失增加。当a角度偏大时，导叶的长度尺寸会限制导叶的消旋带压效果，导致叶轮压头开始下降，并且过大a角会增加气流的湍流程度，使得扩压损失增加，不利于风机性能。合适的a角会使得导叶进行消旋的同时降低流动阻力，充分提升风机的带压能力。

通过后导叶结构的扩张角a，使得叶轮2的出风的流通面积处于逐渐变大的状态，由于流通面积的变化，使得气流的流速减小，静压增加，也即对叶轮2的出风的静压和气流流速进行调节，从而有效的改善混流风机组件的出风效果。当应用于风管机时，静压增加有助于气流通过换热器，从而保证风管机的换热效率。

优选的，所述蜗壳1的形状为球台形，所述球台形的一个端面上设置有出风口12。

所述后导叶结构包括多个导叶33，所述导叶33的第一边沿与所述内壳4的外表面固定设置，所述导叶33的第二边沿与所述蜗壳1的内表面固定设置。也即后导叶结构是固定设置于蜗壳1内部，且后导叶结构的导叶33的形状是随着蜗壳1和内壳4之间的间距的变化而变化的。

其中，以所述后导叶结构中的导叶33为平面结构为例，该导叶33的第一边沿和第二边沿的拟合夹角构成所述扩张角a。

至少一个所述导叶33上设置有摆动轴，所述摆动轴的轴线与所述叶轮2的轴线具有夹角，且具有所述摆动轴的导叶33能够以所述摆动轴的轴线为轴线进行摆动，通过摆动轴的摆动作用，使导叶33能够在一定范围内对叶轮2的气流进行调节，增加对混流风机组件的出风的调节效果。后导叶结构的作用是对叶轮的出风进行进一步的导向，当叶轮2在不同转速下工作时，气体流出叶轮2的角度是不同的，也即气流进入后导叶结构的角度是不同的，通过导叶33的摆动，使得气流在后导叶结构的流动角度也随之发生改变，进一步增加后导叶结构与叶轮流出气流方向的契合程度，从而有益于混流风机的排气均匀性的增加，确保在多个工作转速下混流风机均可达到最优的风量值和最优的气流驱动性能。优选的，叶轮2的转速越大时，此时气流离开叶轮2的角度也越大，因此需要导叶33的倾角的角度越大，反之，叶轮2的转速越小，导叶33的倾角越小。

所述导叶33的摆动角度b的角度范围为0°至10°。优选0°至5°。

其中，摆动轴34与叶轮2的轴线的夹角的角度范围为90°。使得在导叶33摆动的过程中不会与蜗壳1产生结构干涉，保证导叶33和蜗壳1的结构可靠。

优选的，摆动轴34可转动地设置于内壳4上。

所述后导叶结构上设置有消音齿。优选的，所述导叶33的边沿处设置有消音齿，通过设置消音齿减少气流经过后导叶结构时产生的噪音。

所述后导叶结构上设置有凸起和/或凹坑。优选的，所述导叶33的一个侧面或两个侧面上均设置有凸起和/或凹坑，通过设置凸起和/或凹坑减少气流经过后导叶结构时产生的噪音。

所述蜗壳1的外表面为曲面。也即蜗壳的外表面的截面为曲线段。

所述蜗壳1为球台结构，所述蜗壳1的最大直径等于球台结构的直径。也即，蜗壳1可以以球台结构的球心为中心的一个直径固定的球形空间内进行自由转动，当应用于风管机且风管机需求为上下出风时，风管机内可以为本申请提供的混流风机提供一个直径固定的球形空间，通过混流风机的转动来实现风管机进出风方向的切换。

所述蜗壳1位于球台结构的两个端面处分别开设有进风口和所述出风口12。

一种风管机，包括上述混流风机。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种混流风机，其特征在于：包括：

蜗壳(1)，所述蜗壳(1)上设置有出风口(12)；

叶轮(2)，所述叶轮(2)设置于所述蜗壳(1)内；

内壳(4)，所述内壳(4)设置于所述叶轮(2)和所述出风口(12)之间；

后导叶结构，所述后导叶结构设置于所述内壳(4)的外表面与所述蜗壳(1)的内表面之间，且所述后导叶结构的扩张角a的角度范围为10°至40°。

2.根据权利要求1所述的混流风机，其特征在于：所述后导叶结构包括多个导叶(33)，所述导叶(33)的第一边沿与所述内壳(4)的外表面固定设置，所述导叶(33)的第二边沿与所述蜗壳(1)的内表面固定设置。

3.根据权利要求2所述的混流风机，其特征在于：至少一个所述导叶(33)上设置有摆动轴(34)，所述摆动轴(34)的轴线与所述叶轮(2)的轴线具有夹角，且具有所述摆动轴(34)的导叶(33)能够以所述摆动轴的轴线为轴线进行摆动。

4.根据权利要求3所述的混流风机，其特征在于：所述夹角的角度为90°。

5.根据权利要求3所述的混流风机，其特征在于：所述导叶(33)的摆动角度b的范围为0°至10°。

6.根据权利要求1所述的混流风机，其特征在于：所述后导叶结构上设置有消音齿。

7.根据权利要求1所述的混流风机，其特征在于：所述后导叶结构上设置有凸起和/或凹坑。

8.根据权利要求1所述的混流风机，其特征在于：所述蜗壳(1)的外表面为曲面。

9.根据权利要求1所述的混流风机，其特征在于：所述蜗壳(1)为球台结构，所述蜗壳(1)的最大直径等于球台结构的直径。

10.根据权利要求9所述的混流风机，其特征在于：所述蜗壳(1)位于球台结构的两个端面处分别开设有进风口和所述出风口(12)。

11.一种风管机，其特征在于：包括权利要求1至10中任一项所述混流风机。

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