CN117967607A - 一种风筒结构及轴流风机结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风筒结构及轴流风机结构，属于风机领域。风筒结构包括：从进风端侧渐扩延伸至出风端侧的第一筒体，第一筒体在主视图上的投影包括在上下方向上相对且倾斜设置的第一斜边和第二斜边，第一斜边由第一筒体的进风端侧倾斜向上延伸至出风端侧，第二斜边由第一筒体的进风端侧倾斜向下延伸至出风端侧；其中第一斜边的延伸长度大于第二斜边的延伸长度，且第一斜边的进风端侧和第二斜边的进风端侧在俯视图上的投影重合。本发明中通过对风筒的结构进行改进，可使得风筒在安装到轴流风机结构中使提高出风量、使轴流风机结构的整机能效比变大，且气动性能较好。

Description

一种风筒结构及轴流风机结构

技术领域

本发明涉及风机技术领域，尤其涉及一种风筒结构及轴流风机结构。

背景技术

拢风筒安装在轴流风机出口处，可进行聚风、提高出口风速，对轴流风机的送风有较大的提升作用。因此，在轴流风机上搭配合适的拢风筒更能提高整机效率，降低能耗。

但现有技术中的拢风筒拢风效果较差，且体积较大，不方便安装和运输。

发明内容

为克服相关技术中存在的拢风筒拢风效果较差，且体积较大，不方便安装和运输的问题，本发明实施例提出了一种风筒结构及轴流风机结构，通过对风筒的结构进行改进，可使得风筒在安装到轴流风机结构中使提高出风量、使整机的能效比，且气动性能较好。

本发明实施例第一方面提出了一种风筒结构，用于设置在轴流风机出风口侧，其特征在于，风筒结构包括进风端和出风端以及从进风端渐扩延伸至出风端的第一筒体；

第一筒体整体呈锥筒状，第一筒体的出风端面为一斜面，其由第一筒体的底部最低位置逐渐斜向上延伸至第一筒体的顶部最高位置，且第一筒体的顶部最高位置到其进风端面的距离大于第一筒体的底部最低位置到其进风端面的距离；

第一筒体的母线在第一筒体的主视图投影上形成上下相对设置在第一筒体的中轴线两侧的第一斜边和第二斜边；

第一斜边由第一筒体的进风端倾斜向上延伸至出风端，第二斜边由第一筒体的进风端倾斜向下延伸至出风端；

第一筒体在进风端侧形成有圆形状的进风口，第一斜边的进风端侧和第二斜边的进风端侧在俯视图投影重合；

第一斜边的延伸长度大于第二斜边的延伸长度，第一斜边的延伸终点到进风端面的距离大于第二斜边的延伸终点到进风端面的距离。

在上述的技术方案中，第一斜边在俯视图上的投影长度为Ls，第二斜边在俯视图上的投影长度为Lx；

其中Ls和Lx被设计为：Ls＝2Lx。

在上述的技术方案中，第一筒体在进风端侧形成有圆形状的进风口；

第一斜边的向上倾斜角为α1，第二斜边的向下倾斜角为α2；

α1和α2满足：

其中d3为第一斜边的出风端侧到进风口中轴线的垂直距离，d4为第二斜边的出风端侧到进风口中轴线的垂直距离，D₂为进风口的直径。

在上述的技术方案中，第一筒体在出风端侧形成有椭圆形状的出风口；

其中出风口的长轴长度为a，短轴长度为b；

其中a和b分别满足：

在上述的技术方案中，第一筒体在主视图上的投影还包括介于第一斜边和第二斜边之间并向上倾斜的第三斜边，第三斜边的向上倾斜角为β；

β满足：

其中d3为第一斜边的出风端侧到进风口中轴线的垂直距离，Ls为第一斜边在俯视图上的投影长度。

在上述的技术方案中，风筒结构还包括有挡风组件，挡风组件可转动的设置在第一筒体的出风口处，用于打开和关闭出风口。

在上述的技术方案中，挡风组件包括转动设置在出风口处的两块半椭圆状挡雨门；

其中半椭圆状的挡雨门的长轴a0满足：

其中d3为第一斜边(31)的出风端侧到所述进风口中轴线的垂直距离。

在上述的技术方案中，第一筒体一体注塑成型，且第一筒体的外周面上均布有多个加强结构。

本发明实施例第二方面提出了一种轴流风机结构，轴流风机结构包括依次连接且相通的集流器、第二筒体和第一筒体，第一筒体为上述所提到的第一筒体。

在上述的技术方案中，集流器包括有进风口和出风口，集流器由进风口侧至出风口侧形成有依次连接的弯曲段和直线段，弯曲段形成有进风口，直线段形成有出风口；

其中弯曲段从远离直线段的一侧到靠近直线段的一侧呈开口逐渐收窄的喇叭口形状。

在上述的技术方案中，轴流风机结构还包括设置在第二筒体中的轴流风机，第二筒体为柱形筒体，第二筒体的内径与集流器的出风口直径相同；

第二筒体的内径D₂满足：D₂＝D+2i；

其中D为轴流风机的风叶直径，i为轴流风机的风叶叶顶距离第二筒体内壁的距离。

在上述的技术方案中，集流器的进风口直径D₁满足：D₁＝D+i+2R₁；

其中R₁为集流器弯曲端的半径。

在上述的技术方案中，轴流风机的风叶在径向方向上朝出风方向弯曲。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明实施例中通过对风筒的结构进行改进，可使得风筒在安装到轴流风机结构中使提高出风量、使轴流风机结构的整机能效比变大，且气动性能较好。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明风筒结构实施例的纵剖视结构示意图；

图2为本发明风筒结构实施例的俯视结构示意图；

图3为本发明轴流风机结构实施例的纵剖结构示意图；

图4为本发明轴流风机结构实施例的俯视结构示意图；

图5为本发明轴流风机结构实施例的左视结构示意图；

图6为带有传统拢风筒的轴流风机结构与本发明实施例中的轴流风机结构出风方向对比图；

图7为带有传统拢风筒的轴流风机结构与本发明实施例中的轴流风机结构出风速度对比图；

图8为本发明轴流风机结构实施例的出风速度流线图。

其中：1-集流器；11-弯曲段；12-直线段；2-第二筒体；3-第一筒体；31-第一斜边；32-第二斜边；33-第三斜边；34-加强结构；35-挡风组件；4-轴流风机。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

目前现有的拢风筒拢风效果较差，且体积较大，不方便安装和运输。本发明实施例中通过对风筒的结构进行改进，可使得风筒在安装到轴流风机结构中使提高出风量、使整机的能效比，且气动性能较好，同时本发明实施例中的风筒可被看做切除一部分的圆柱形风筒，相对于圆柱形风筒而言，可节省加工材料。

以下结合附图1-附图8对本实施例的技术方案进行详细阐述，在不冲突的情况下，以下实施方式和实施例可以相互结合。

实施例

如图1-图5所示，本实施例第一方面提出了一种风筒结构，用于设置在轴流风机出风口侧，其特征在于，风筒结构包括进风端和出风端以及从进风端渐扩延伸至出风端的第一筒体3；

第一筒体3整体呈圆锥状，第一筒体的出风端面为一斜面，其由第一筒体的底部最低位置逐渐斜向上延伸至第一筒体的顶部最高位置，且第一筒体的顶部最高位置到其进风端面的距离大于第一筒体的底部最低位置到其进风端面的距离；

第一筒体3的母线在第一筒体3的主视图投影上形成上下相对设置在第一筒体的中轴线两侧的第一斜边31和第二斜边32；

第一斜边31由第一筒体3的进风端倾斜向上延伸至出风端，第二斜边32由第一筒体3的进风端倾斜向下延伸至出风端；

第一筒体3在进风端侧形成有圆形状的进风口；第一斜边31的进风端侧和第二斜边32的进风端侧在俯视图投影重合；

第一斜边31的延伸长度大于第二斜边32的延伸长度，第一斜边31的延伸终点到进风端面的距离大于第二斜边32的延伸终点到进风端面的距离。

本发明实施中通过将第一筒体3设置成渐扩形式，当气流进入到第一筒体3中时，能够提高风量、出风速度和出风距离，同时第一斜边31向上倾斜、第二斜边32向下倾斜，且第一斜边31的长度大于第二斜边32的长度，因此气流在经过第一筒体3的时候所收到的风阻更小，更容易出风，提高出风效果。

值得说明的是，本发明实施例中附图中所标注的上下方向即为俯视方向。

优选的，第一筒体3当壁厚为8mm～16mm，优选地为10mm。可以保证风筒结构更轻盈，同时保证强度满足要求。且第一筒体3为一体注模成型，且在第一筒体3的外周壁边上下左右设置加强结构34，具体的，加强结构34为加强筋，加强筋共四条，从第一筒体3当进口端延伸到出口端，厚度为10mm～20mm。加强筋可以增加风筒结构整体的强度，防止长期使用发生变形。

如图1和图2所示，本发明实施例中的第一筒体为斜拢风筒，其可被看做在出风端切除一部分的圆台形风筒，相对于圆柱形风筒而言，此类型的风筒既能够提高出风效率、有可节省加工材料。

值得说明的是，上述所提到的母线可以理解为圆台的母线，第一斜边31和第二斜边其本质上都为圆台的母线，而当圆台被切除一部分后，其中的一根母线即形成上述的第二斜边。

进一步的，如图1所示，第一斜边31在俯视图上的投影长度为Ls，第二斜边32在俯视图上的投影长度为Lx；

其中Ls和Lx被设计为：Ls＝2Lx。

本发明实施例中通过将第一斜边31在俯视图上的投影长度为Ls设置成2倍的第二斜边32在俯视图上的投影长度为Lx，能够进一步提升出风效率。

同时如图1所示，第一筒体3在进风端侧形成有圆形状的进风口；

第一斜边31的向上倾斜角为α1，第二斜边32的向下倾斜角为α2；

α1和α2满足：

其中d3为第一斜边31的出风端侧到进风口中轴线的垂直距离，d4为第二斜边32的出风端侧到进风口中轴线的垂直距离，D₂为进风口的直径。

进一步的，第一筒体3在出风端侧形成有椭圆形状的出风口；

其中出风口的长轴长度为a，短轴长度为b；

其中a和b分别满足：其中椭圆方程为：/>

再进一步的，第一筒体3在主视图上的投影还包括介于第一斜边31和第二斜边32之间并向上倾斜的第三斜边33，第三斜边33的向上倾斜角为β；

β满足：

其中d3为第一斜边31的出风端侧到进风口中轴线的垂直距离，Ls为第一斜边31在俯视图上的投影长度。

本发明实施例中的风筒结构通过上述参数的限定，可提高风筒结构的出风量，当该风筒结构装配于整机上时，可使整机的能效比变高、风量大以及气动性能较好。

值得说明的是，本发明实施例中的风筒结构在出风口处还设置有挡风组件35，挡风组件35可转动的设置在第一筒体3的出风口处，用于打开和关闭出风口。

优选的，挡风组件包括设置在第一筒体3出风口处的挡雨门，，挡雨门4由左右两片大小一致的半椭圆片组成，并固定在出风口处的中间连接杆上，挡雨门4的直径a1与斜拢风筒3出口长轴a直径一致为，即 当挡雨门闭合时，可将斜拢风筒出风口全部遮蔽。挡雨门起到防尘挡雨作用，降低外部因素对轴流风机的影响。能够满足恶劣环境下的风量需求，还能保证使用时的环境温度稳定。

进一步优选的，挡雨门厚度为1mm～3mm，优选地为1mm。结构更为轻薄，容易出风，不影响整体性能。挡雨门材料为铝合金材料，连接杆为铝合金材料，挡雨门设有控制开关。控制开关更方便日常的维护，延长轴流风机的寿命。

本发明实施例中的风筒结构通过将出风口倾斜设计，并且配置挡雨门。可使风筒结构的体积较小，结构轻盈，加工所需材料少，方便安装和运输。挡雨门可防尘挡雨，当上述风筒结构装配与轴流风机结构上时，可一定程度延长轴流风机的寿命。

如图3-图5所示，本发明实施例第二方面提供了一种轴流风机结构，轴流风机结构包括依次连接且相通的集流器1、第二筒体2和第一筒体，第一筒体为上述所提到的第一筒体3。

值得说明的是，集流器1主要起到增加进风量的作用；第二筒体2可保证风叶和电机在内部安装固定，起到增加静压作用；出口斜置的第一筒体3主要可以增加出风速度，将空气的静压力转为动能，增加风速；第一筒体3出风口处的挡雨门可以防尘防水。

具体的，如图4所示，集流器1包括有进风口和出风口，集流器1由进风口侧至出风口侧形成有依次连接的弯曲段11和直线端12，弯曲端11形成有进风口，直线段12形成有出风口；

其中弯曲段从远离直线段的一侧到靠近直线段的一侧呈开口逐渐收窄的喇叭口形状。

优选的，如图3和图4所示，集流器1为喇叭形，前段为C形圆弧，表面以光滑曲线过渡，可增加集流器1进口面积，有利于增加进风效率后段为直线段，方便于第二筒体2进行安装，集流器1与第二筒体2用螺钉连接安装，防止松动。

具体的，第二筒体2与第一筒体3之间设有安装连接板，安装连接板设有四个安装孔，可用于第一筒体3和第二筒体2的连接安装，安装孔直径为8mm～16mm，优选为10mm。安装连接板起到定位和固定连接作用，防止第一筒体3与第二筒体2发生错位安装。

第一筒体3的进风口大小与第二筒体2的出风口大小一致，均为直径D2，两者对齐以4个螺钉穿过安装连接板进行固定安装。螺钉直径为8mm～16mm，优选地为10mm，起到固定作用。

进一步的，如图3-图5所示，轴流风机结构还包括设置在第二筒体中的轴流风机4，第二筒体2为柱形筒体，第二筒体2的内径与集流器1的出风口直径相同；

第二筒体2的内径D₂满足：D₂＝D+2i，第二筒体2的长度为L2，制作材料为铝合金材料，一体铸造成型，更方便加工成型，结构轻盈；

其中D为轴流风机4的风叶直径，i为轴流风机4的风叶叶顶距离第二筒体2内壁的距离。

需要说明的是，集流器1壁厚为6mm～12mm，优选地为10mm。集流器1制作材料为ABS塑料，通过一体注塑成型。加工便捷，成型后材料强度较好。当然集流器1材料也可以为尼龙材料，但价格相对于塑料材质而言较贵。

还需要说明的是，轴流风机4的风叶直径为D，制作材料为铝合金或塑料材料，加工出的产品结构较轻，有利于风机的安装。风叶叶顶与风筒2的间隙为i，i取值为7mm～13mm，优选为10mm。合适的叶顶间隙可增加风机的静压值，提升静压效率。

进一步的，如图3所示，集流器1的进风口直径D₁满足：D₁＝D+i+2R₁；

其中R₁为集流器1弯曲端11的半径。

本实施例中的集流器1通过上述参数的限定，可提高进气效率，降低空气流入到集流器1中的损失。

在上述的任一实施方式中，如图5所示，轴流风机4的风叶在径向方向上朝出风方向弯曲。

即本发明实施例中的第二筒体2中安置有后仰型风叶{后仰型风叶为：轴向方向叶片朝出风方向弯曲，可增加叶片与空气的接触面积}，风叶后仰可增加叶片与空气的接触面积，进一步提高风量。

通过通过上述的集流器1、第二筒体2{即柱形风筒}、第一筒体3{斜拢风筒}和挡风结构34可组成新型轴流风机结构。

下表为在相同条件下，传统轴流风机与带斜拢风筒轴流风机在相同转速的仿真数据对比：

表中可以看出，960rpm时，带斜拢风筒轴流风机比传统轴流风机能效比高16.27％，风量大11.06％。说明同样的转速情况下，带斜拢风筒轴流风机输出的风量更大，能效比更高。

如图6-图8所示，可见本发明实施例中的轴流风机结构相对于传统的轴流风机结构出风效果更好。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方案后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型.用途或者适应性变化，这些变型.用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (13)

1.一种风筒结构，用于设置在轴流风机出风口侧，其特征在于，所述风筒结构包括进风端和出风端以及从进风端渐扩延伸至出风端的第一筒体(3)；

所述第一筒体(3)整体呈锥筒状，所述第一筒体的出风端面为一斜面，其由第一筒体的底部最低位置逐渐斜向上延伸至所述第一筒体的顶部最高位置，且所述第一筒体的顶部最高位置到其进风端面的距离大于所述第一筒体的底部最低位置到其进风端面的距离；

所述第一筒体(3)的母线在所述第一筒体(3)的主视图投影上形成上下相对设置在所述第一筒体的中轴线两侧的第一斜边(31)和第二斜边(32)；

所述第一斜边(31)由所述第一筒体(3)的进风端倾斜向上延伸至出风端，所述第二斜边(32)由所述第一筒体(3)的进风端倾斜向下延伸至出风端；

所述第一筒体(3)在进风端侧形成有圆形状的进风口，所述第一斜边(31)的进风端侧和所述第二斜边(32)的进风端侧在俯视图投影重合；

所述第一斜边(31)的延伸长度大于所述第二斜边(32)的延伸长度，所述第一斜边(31)的延伸终点到所述进风端面的距离大于所述第二斜边(32)的延伸终点到所述进风端面的距离。

2.根据权利要求1所述的风筒结构，其特征在于，所述第一斜边(31)在俯视图上的投影长度为Ls，所述第二斜边(32)在俯视图上的投影长度为Lx；

其中Ls和Lx被设计为：Ls＝2Lx。

3.根据权利要求2所述的风筒结构，其特征在于，

所述第一斜边(31)的向上倾斜角为α1，所述第二斜边(32)的向下倾斜角为α2；

α1和α2满足：

其中d3为第一斜边(31)的出风端侧到所述进风口中轴线的垂直距离，d4为第二斜边(32)的出风端侧到所述进风口中轴线的垂直距离，D₂为进风口的直径。

4.根据权利要求3所述的风筒结构，其特征在于，所述第一筒体(3)在出风端侧形成有椭圆形状的出风口；

其中出风口的长轴长度为a，短轴长度为b；

其中a和b分别满足：

5.根据权利要求1所述的风筒结构，其特征在于，所述第一筒体(3)在主视图上的投影还包括介于第一斜边(31)和第二斜边(32)之间并向上倾斜的第三斜边(33)，所述第三斜边(33)的向上倾斜角为β；

β满足：

其中d3为第一斜边(31)的出风端侧到所述进风口中轴线的垂直距离，Ls为第一斜边(31)在俯视图上的投影长度。

6.根据权利要求2所述的风筒结构，其特征在于，所述风筒结构还包括有挡风组件(35)，所述挡风组件(35)可转动的设置在第一筒体(3)的出风口处，用于打开和关闭所述出风口。

7.根据权利要求6所述的风筒结构，其特征在于，所述挡风组件(35)包括转动设置在所述出风口处的两块半椭圆状挡雨门；

其中半椭圆状的挡雨门的长轴a0满足：

其中d3为第一斜边(31)的出风端侧到所述进风口中轴线的垂直距离。

8.根据权利要求1所述的风筒结构，其特征在于，所述第一筒体(3)一体注塑成型，且所述第一筒体(3)的外周面上均布有多个加强结构(34)。

9.一种轴流风机结构，其特征在于，所述轴流风机结构包括依次连接且相通的集流器(1)、第二筒体(2)和第一筒体，所述第一筒体为权利要求1-8中任一项所述的第一筒体(3)。

10.根据权利要求9所述的轴流风机结构，其特征在于，

所述集流器(1)包括有进风口和出风口，所述集流器(1)由进风口侧至出风口侧形成有依次连接的弯曲段(11)和直线段(12)，所述弯曲段(11)形成有所述进风口，所述直线段(12)形成有所述出风口；

其中所述弯曲段从远离直线段的一侧到靠近直线段的一侧呈开口逐渐收窄的喇叭口形状。

11.根据权利要求10所述的轴流风机结构，其特征在于，所述轴流风机结构还包括设置在所述第二筒体中的轴流风机(4)，所述第二筒体(2)为柱形筒体，所述第二筒体(2)的内径与所述集流器(1)的出风口直径相同；

所述第二筒体(2)的内径D₂满足：D₂＝D+2i；

其中D为轴流风机(4)的风叶直径，i为轴流风机(4)的风叶叶顶距离第二筒体(2)内壁的距离。

12.根据权利要求11所述的轴流风机结构，其特征在于，

所述集流器(1)的进风口直径D₁满足：D₁＝D+i+2R₁；

其中R₁为集流器(1)弯曲端(11)的半径。

13.根据权利要求11所述的轴流风机结构，其特征在于，所述轴流风机(4)的风叶在径向方向上朝出风方向弯曲。