CN204553343U - 风机外壳 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种风机外壳(10)，包括：供气流进入的进气蜗壳(11)，进气蜗壳(11)的中心设有中空轮部(14)；以及扩散管(12)，扩散管(12)与进气蜗壳(11)连接并供气流流出。本实用新型的特征在于：在风机外壳(10)中至少进气蜗壳(11)的宽度是连续变化的。采用本实用新型的风机外壳的空调器室内机与采用传统的风机外壳的空调器室内机相比能够有效降低风机转速并降低噪音水平。

Description

风机外壳

技术领域

本实用新型涉及一种用于扩散空气的风机外壳，更具体地说，涉及一种使用在空调器室内机中的离心式风机。

背景技术

多翼离心式风机广泛使用在可变冷却剂流动(VRF)产品、尤其是空调器的室内机中。它提供足够的空气以与盘管交换热量，然后对各种生活场所进行制冷或制热。这种风机体积小、风量大、压力高、噪音低，具有结构紧凑、安装方便的优点，因此尤其适用于噪音要求严、风量变化范围大的通风换气场所。

图1示出了传统的离心式风机在空调器室内机中的配置情况，大容量的空调机或热泵通常需要在室内机中使用多于一个风机，以提供改善的气流流体流动特性。离心式风机一般包括风机外壳、叶轮、进风口和外转子电机等部件。在图1中可见，风机外壳的宽度W1是一个固定值。换句话说，风机外壳(尤其是其蜗壳部分)沿其长度方向或沿其旋转轴线方向具有恒定宽度W1。

图2是风机外壳的宽度W1与盘管宽度W2的对比示意图。尽管图中仅示出了两个风机外壳，但其出口也只覆盖了盘管宽度W2的很小一部分。换句话说，如果用W1/W2的比值来代表风机出口区域与盘管上游区域的比率的话，显然该比率处于一个数值较小的范围内。这使得在风机横截面膨胀时的混合损失较大，且盘管上的空气流动速度分布不均匀，因此需要提供足够压力才能补偿上述损失。但是，这又会导致风机转速增加、噪音增大，无法满足使用要求。

因此，目前需要设计一种改进的风机外壳，致使采用该改进的风机外壳的空调器室内机与采用传统的风机外壳的空调器室内机相比能够有效降低风机转速并降低噪音水平。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种改进的风机外壳，采用该改进的风机外壳的空调器室内机与采用传统的风机外壳的空调器室内机相比能够有效降低风机转速并降低噪音水平。

本实用新型提供了一种风机外壳，包括：供气流进入的进气蜗壳，该进气蜗壳的中心设有中空轮部；以及扩散管，扩散管与进气蜗壳连接并供气流流出，其中，在风机外壳中至少进气蜗壳的宽度是连续变化的。

在一个较佳实施例中，进气蜗壳的宽度可以随着其外周缘沿螺旋线方向延伸而逐渐增大。或者，进气蜗壳和扩散管的宽度可以随着其外周缘延伸均逐渐增大。在后一种情况下，风机外壳在第二位置处的宽度与风机外壳在第一位置处的宽度的比值d2/d1为1.05－1.30，其中，第一位置是进气蜗壳的起始位置，第二位置是进气蜗壳从第一位置开始沿螺旋线方向延伸360°之后所到达的位置。

此外，风机外壳在第三位置处的宽度与风机外壳在第二位置处的宽度的比值d3/d2为1.05－1.30，其中第三位置是扩散管的出口位置。

另外，风机外壳宽度以线性方式逐渐增加，并且进气蜗壳的外周缘延伸所沿的螺旋线与风机外壳的长度方向形成倾斜角α，其中，倾斜角α可以为5－30°。

另一方面，风机外壳形成C形喉部，该喉部在风机外壳的两侧位置具有第一半径R1，在风机外壳10的中间位置具有第二半径R2，其中，第二半径与第一半径的比值R2/R1可以为1.5－2.5。

在另一个较佳实施例中，进气蜗壳的外边缘可以倒角成进气蜗壳的中空轮部直径的1/8至1/10。

在又一个较佳实施例中，扩散管的外周缘切向延伸的长度L可以为进气蜗壳的中空轮部直径的0.7至1.2倍。

与传统的风机外壳相比，本实用新型的风机外壳具有以下优点：

由于风机外壳的至少进气蜗壳部分的宽度是连续增大的，因此导致风机蜗壳的出口面积增大，从而使风机外壳的宽度W1与盘管宽度W2的比率W1/W2增加，因此节省了更多动压。

另外，申请人经过多次实验将风机外壳的第一位置、第二位置和第三位置的宽度d1、d2和d3设计为d2/d1＝1.05－1.30以及d3/d2＝1.05－1.30。通过上述设计，可以在不导致气流分离的前提下，最大程度地优化气流在盘管附近的分配，并且使其在外壳出口处的平均速度和所产生的噪音最小化。

附图说明

为了进一步说明本实用新型的风机外壳的结构及其技术效果，下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明，其中：

图1示出了传统的离心式风机在空调器室内机中的配置；

图2是图1的风机外壳的宽度与盘管宽度的对比示意图；

图3是本实用新型的风机外壳的主视图；

图3a是沿图3中的A-A线截取的剖视图；

图4是图3的风机外壳的俯视图；

图5是图3的风机外壳的左视图；

图6示出了具有可变宽度的风机外壳在第一位置、第二位置和第三位置的宽度尺寸；

图7示出了位于风机外壳的喉部处的间隙宽度；

图8a和8b示出了采用本实用新型的风机外壳的空调器室内机在空气流量测试中测试得到的风机转速和空气体积流量与传统空调器室内机的示意性柱形图；以及

图8c和8d示出了采用本实用新型的风机外壳的空调器室内机在噪音测试中测试得到的噪音和风机转速与传统空调器室内机的示意性柱形图。

具体实施方式

以下将结合图3、3a、4-7、8a-8d说明本实用新型的风机外壳的最佳实施例，其中相同的标号表示相同的部件。

图3是本实用新型的风机外壳10的主视图，图4和5分别是图3的风机外壳的俯视图和左视图。如图3所示，该风机外壳10由用于空气流入的进气蜗壳11和用于空气流出的扩散管12组成。从图3中可以看到，进气蜗壳11具有类似蜗牛壳的形状，其中心设有中空轮部14，其外周缘围绕轮部14圆心沿螺旋线(例如，阿基米德螺旋形或对数螺旋线)方向延伸。扩散管12具有类似喇叭口的形状，其外周缘在与进气蜗壳11连接处切向延伸。在图3中，用L来标示扩散管12的外周缘切向延伸的长度。为了增加出口面积，可以将L设计为进气蜗壳11的中空轮部14直径的0.7－1.2倍。

以上只是对进气蜗壳11和扩散管12的形状设计的简单介绍，本领域的普通技术人员应当理解的是，对于进气蜗壳和扩散管的外形设计的任何公知变型都应当落 在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型的风机外壳不同于传统的风机外壳的主要特征在于：在风机外壳10中至少进气蜗壳11的宽度是连续变化的。在本实用新型的一个较佳实施例中，风机外壳10的进气蜗壳11的宽度随着其外周缘沿螺旋线方向延伸而逐渐增大。在本实用新型的另一个较佳实施例中，风机外壳10的进气蜗壳11和扩散管12的宽度随着其外周缘延伸均逐渐增大。

请参见图6，该图示出了风机外壳10在第一位置(a，a')、第二位置(b，b')和第三位置(c，c')的宽度尺寸。可以看到，风机外壳10在第一位置处的宽度最小，而在第三位置处的宽度最大。

具体地说，本申请所定义的“第一位置(a，a')”，是指进气蜗壳11的起始位置，即，进气蜗壳11的螺旋外周缘具有最大曲率的位置。本申请所定义的“第二位置(b，b')”，是指进气蜗壳11从上述第一位置开始围绕其轮部14圆心沿螺旋线方向延伸360°之后所到达的位置。该第二位置与第一位置基本重合在风机外壳10的喉部13处。本申请所定义的“第三位置(c，c')”，是指扩散管12的出口位置。

从图6中可以清楚地看到，如果将风机外壳10在第一位置(a，a')的宽度尺寸定义为d1，风机外壳10在第二位置(b，b')的宽度尺寸定义为d2，并且将第一位置和第二位置(诸如a和b)之间沿风机外壳宽度的距离定位为d'的话，则可以得到d2﹥d1且d2＝d1+2d'。通过实验发现，d2/d1的比值在1.05－1.30之间为宜。

如果将风机外壳10在第二位置(b，b')的宽度尺寸定义为d2，风机外壳10在第三位置(c，c')的宽度尺寸定义为d3，则可以得到d3﹥d2。通过实验还发现，d3/d2的比值最好也在1.05－1.30之间。

另外，如图5所示，由于风机外壳10在第一位置处的宽度d1以线性方式逐渐增加到在第二位置处的宽度d2，则进气蜗壳11的外周缘延伸所沿的螺旋线与风机外壳10的长度方向形成倾斜角α。在本实施例中，倾斜角α的数值范围为5－30°。当然，本领域的技术人员众所周知的是，也可以使风机外壳10在第一位置处的宽度d1以二次函数方式逐渐增加到在第二位置处的宽度d2，这些变型都将落在本实用新型的保护范围内。

请参见图3a，其中示出了风机外壳沿图3中的A-A线截取的剖面。可以看到， 喉部13具有C型的端面结构，其沿着风机外壳宽度方向呈现中间高、两端低的构造(在图6中同样可见)。

返回图3，可以看到C形端面喉部13在风机外壳10的两侧和中间部分具有不同的半径。具体地说，C形端面喉部13在风机外壳10的两侧位置具有最小半径R1，而在风机外壳10的中间位置具有最大半径R2，其中R2/R1的比值落在1.5－2.5的范围内。

图7示出了风机外壳10的喉部13与中空轮部14之间的间隙宽度t。本技术领域的普通技术人员应当理解的是，轮部14与喉部13之间的间隙宽度t如果过大的话，会导致气流在喉部横截面处的平均速度降低。虽然现有技术中对喉部13的形状作出了种种改进，以减少气流在喉部区域的分离和/或回流，但上述平均速度仍然不可避免地降低，并且导致噪音增加。通过使用本实用新型的风机外壳的C型端面喉部，可以减少气流在该喉部区域的旋转冲击，尤其是喉部沿风机外壳宽度方向的中间区域，从而减少由此产生的噪音。

在本实用新型的又一个较佳实施例中，可以对风机外壳10的外边缘进行倒角，以使风机外壳10的两侧表面成为曲面。通过上述改进，可以减少引导空气流入空调器室内机并越过该风机外壳10所产生的损失。经过实验发现，可以将进气蜗壳11的外边缘倒角为进气蜗壳11的中空轮部14直径的1/8至1/10。

为了确定本实用新型的风机外壳10与传统风机外壳相比所获得的技术效果是否显著，申请人在出风静压为30pa的相同条件下对采用本实用新型的风机外壳10的空调器室内机和采用传统风机外壳的空调器室内机进行了空气流量测试和噪音测试。在图8a至8d中，分别示出了上述测试的比较结果。

可以看到，在图8a和8b所示的空气流量测试中，使用本实用新型的风机外壳10的空调器室内机具有更大的空气体积流量(与采用传统风机外壳的空调器室内机相比增加23m³/hr或更多)和更低的旋转速度(与采用传统风机外壳的空调器室内机相比降低54rpm或更多)。在图8c和8d所示的噪音测试中，使用本实用新型的风机外壳10的空调器室内机具有更低的噪音级别(与采用传统风机外壳的空调器室内机相比降低1.6dBA或更多)和更低的旋转速度(与采用传统风机外壳的空调器室内机相比降低70rpm或更多)。在上述测试中，使用本实用新型的风机外壳10的空调器室内机所消耗的马达输入能量与采用传统风机外壳的空调器室内机相比基本上是同一级别的(约为52-54W)。

此外，申请人还将另外两个尺寸更大的空调器室内机作为原型并进行了噪音测试，结果显示均获得了更低的噪音级别(分别降低了1.6dBA和2.3dBA或更多)。

由此可见，通过将空调器室内机中使用的传统风机壳体更换为本实用新型的改进型风机壳体，可以有效地减少噪音，从而满足对环境安静程度要求较高的用户的需求。

虽然以上结合了若干实施例对本实用新型的风机外壳的结构和技术效果作了进一步说明，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本实用新型的限制。因此，可以在权利要求书的实质精神范围内对本实用新型进行变型，这些变型都将落在本实用新型的权利要求书所要求的范围之内。

Claims (10)

1.一种风机外壳(10)，包括：

供气流进入的进气蜗壳(11)，所述进气蜗壳(11)的中心设有中空轮部(14)；以及

扩散管(12)，所述扩散管(12)与所述进气蜗壳(11)连接并供气流流出，

其特征在于，在所述风机外壳(10)中至少所述进气蜗壳(11)的宽度是连续变化的。

2.如权利要求1所述的风机外壳(10)，其特征在于，所述进气蜗壳(11)的宽度随着其外周缘沿螺旋线方向延伸而逐渐增大。

3.如权利要求2所述的风机外壳(10)，其特征在于，所述进气蜗壳(11)和所述扩散管(12)的宽度随着其外周缘延伸均逐渐增大。

4.如权利要求3所述的风机外壳(10)，其特征在于，所述风机外壳(10)在第二位置处的宽度(d2)与所述风机外壳(10)在第一位置处的宽度(d1)的比值(d2/d1)为1.05－1.30，其中，所述第一位置是所述进气蜗壳(11)的起始位置，所述第二位置是所述进气蜗壳(11)从所述第一位置开始沿螺旋线方向延伸360°之后所到达的位置。

5.如权利要求4所述的风机外壳(10)，其特征在于，所述风机外壳(10)在第三位置处的宽度(d3)与所述风机外壳(10)在第二位置处的宽度(d2)的比值(d3/d2)为1.05－1.30，其中所述第三位置是所述扩散管(12)的出口位置。

6.如权利要求2所述的风机外壳(10)，其特征在于，所述风机外壳(10)宽度以线性方式逐渐增加，并且所述进气蜗壳(11)的外周缘延伸所沿的螺旋线与所述风机外壳(10)的长度方向形成倾斜角(α)。

7.如权利要求6所述的风机外壳(10)，其特征在于，所述倾斜角(α)为5－30°。

8.如权利要求6所述的风机外壳(10)，其特征在于，所述风机外壳(10)形成C形喉部(13)，所述喉部(13)在所述风机外壳(10)的两侧位置具有第一半径(R1)，在所述风机外壳(10)的中间位置具有第二半径(R2)，其中，第二半径与第一半径的比值(R2/R1)为1.5－2.5。

9.如权利要求1所述的风机外壳(10)，其特征在于，所述进气蜗壳(11)的外边缘倒角成所述进气蜗壳(11)的中空轮部(14)直径的1/8至1/10。

10.如权利要求1所述的风机外壳(10)，其特征在于，所述扩散管(12)的外周缘切向延伸的长度(L)为所述进气蜗壳(11)的中空轮部(14)直径的0.7至1.2倍。