CN207960999U - 一种风道系统及风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风道系统技术领域，公开了一种风道系统及风机，所述风道系统包括风机外壳及风轮，所述风机外壳包括进风端壁，该进风端壁具有进风口和围绕所述进风口并沿进风方向延伸的密封壁，所述密封壁的径向外侧形成有允许风轮伸入的环形凹槽，所述进风端壁的内侧具有用于与所述风轮形成转动间隙的整流面，该整流面设置有用于增大气流通过所述转动间隙流动的流动阻力的非平整结构，并且，沿进风方向，所述密封壁的壁厚渐增，且该密封壁的外周面朝向所述环形凹槽方向倾斜。该风道系统中的风机外壳能够降低进入风机外壳与风轮之间的间隙内的气体流速与压力，从而减小这部分气体回流。

Description

一种风道系统及风机

技术领域

本实用新型涉及风道系统技术领域，具体地涉及一种风道系统及风机。

背景技术

风机系统用于将机械能转换为流体动能输出，通常的风机系统包括风机外壳、配合于该风机外壳的风轮、用于扩压的叶轮(或称扩压器)以及驱动风轮转动的电机驱动组件。风机系统工作时，电机驱动组件通过输出轴带动风轮转动，风机外壳及叶轮保持固定，外部空气经过风机外壳上正对于该风轮回转中心的进风口进入风机系统内部，并被转动的风轮搅动形成具有一定压力的气流，在经过叶轮扩压后输出风机系统。

在前述的风机系统中，为了保证风轮的顺畅转动，风轮的上叶片与风机外壳的内侧面之间必须留有足够的间隙，然而，在电机驱动组件带动风轮转动时，经过进风口进入风轮的流体中部分会进入该间隙内，并最终经过风机外壳上的进风口流出，这部分泄漏的流体会导致风机系统的转换效率的降低。

针对上述问题，申请公布号为CN107131154A的中国实用新型专利公开的技术方案中，通在风机外壳上设置环形凹槽，并将风轮的上叶片顶部伸入该环形凹槽中，以取得阻止气体经过上述间隙回流的效果。

然而，气流进入该环形凹槽时具有一定的风压与流速，即使该环形凹槽能够减少自风机外壳与风轮之间的间隙的回流的量，但是，在相对较高的流速及风压下，回流量相对较高，且当该风压不均匀时还会导致风机外壳与风轮之间的间隙的不均匀，甚至在间隙设置的较小时两者发生摩擦，造成额外的效率损失。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种风道系统及风机，该风道系统中的风机外壳能够降低进入风机外壳与风轮之间的间隙内的气体流速与压力，从而减小这部分气体回流。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种风道系统，所述风道系统包括风机外壳及风轮，所述风机外壳包括进风端壁，该进风端壁具有进风口和围绕所述进风口并沿进风方向延伸的密封壁，所述密封壁的径向外侧形成有允许风轮伸入的环形凹槽，所述进风端壁的内侧具有用于与所述风轮形成转动间隙的整流面，该整流面设置有用于增大气流通过所述转动间隙流动的流动阻力的非平整结构，并且，沿进风方向，所述密封壁的壁厚渐增，且该密封壁的外周面朝向所述环形凹槽方向倾斜。

优选地，所述密封壁的外周面朝向所述环形凹槽倾斜方向与所述进风口的轴线间的夹角不大于10度。

优选地，所述密封壁的延伸长度与所述进风口的直径之比a满足：0＜a＜2。

优选地，所述非平整结构设置为间隔形成于所述整流面上的若干环槽，所述环槽与所述进风口同心设置。

优选地，所述进风端壁上设置有围绕所述进风口呈辐射状分布的若干加强肋，且所述环槽在所述加强肋处断开。

优选地，沿所述进风口的中心至所述进风端壁的边缘方向，所述加强肋的宽度逐渐增加。

优选地，所述环槽均匀分布于所述整流面上，并且，所述环槽的槽深设置为所述进风端壁在各个所述环槽设置处壁厚彼此相等。

优选地，所述非平整结构设置为形成于所述整流面上的连续的齿状凸起。

优选地，所述非平整结构设置为均匀分布于所述整流面的若干盲孔。

本实用新型另一方面提供一种风机，所述风机包括上述的风道系统。

通过上述技术方案，进入风轮与风机外壳之间的转动间隙的流体，需要流经整流面和环形凹槽后流出，整流面上的非平整结构使得流体在流过该位置时流速和压力降低，以减小流入环形凹槽内的流体对于风轮及风机外壳的相对位置影响，并且，通过将密封壁的外周面设置为倾斜结构，能够进一步缩小环形凹槽的槽壁与风轮之间的间隙，进一步减少泄露的流体。

附图说明

图1是为显示风道系统组成而做的风道系统装配结构的爆炸图；

图2是一种优选实施方式下的风机外壳的结构视图；

图3是一种优选实施方式下的风机外壳的剖面视图；

图4是另一种优选实施方式下的风机外壳的剖面视图；

图5是为显示非平整结构的第一种优选实施例而做的风机壳体的结构视图；

图6是为显示非平整结构的第二种优选实施例而做的风机壳体的结构视图；

图7是为显示非平整结构的第三种优选实施例而做的风机壳体的结构视图；

图8是为显示非平整结构的第四种优选实施例而做的风机壳体的结构视图；

图9是为显示非平整结构的第五种优选实施例而做的风机壳体的结构视图；

图10是风轮优选实施方式的立体结构视图；

图11是与图10中的风轮结构对应的剖面视图，其能够显示第一板体和第二板体的弯曲方向；

图12是采用图5或图8中的风机外壳组合普通风轮而组成的风道系统的结构视图；

图13是风道系统的另一种实施方式的结构视图，其中延伸壁采用图4中的风机外壳的对应位置结构；

图14是采用图5或图8中的风机外壳组合图10中的风轮而组成的风道系统的结构视图。

附图标记说明

1-风机外壳；100-进风端壁；101-侧壁；102-进风口；103-密封壁；104-环形凹槽；105-整流面；1051-环槽；1052-盲孔；1053-凸起；106-加强肋；107-定位面；108-阻风过渡面；

2-风轮；20-上叶片；200-第一板体；201-第二板体；21-中间叶片；22-下叶片；23-第一紊流叶片；24-第二紊流叶片；25-过流间隙；

3-叶轮；

4-机壳；

5-电机驱动组件；

6-插针；

7-电控板。

具体实施方式

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指针对附图所示的方向而言或者是针对竖直、垂直或者中立方向上而言的各个部件相互位置关系描述用词。本实用新型中所称的进风方向是指外部流体经过风机外壳上的进风口流入风道系统或风机内的方向。

本实用新型首先提供一种风道系统。

如图1中所示，根据本实用新型一种优选实施方式的风道系统，该风道系统包括风机外壳1、风轮2、叶轮3以及电机驱动组件5，其中：电机驱动组件5外罩设有机壳4，风机外壳1与机壳4相互固定，并且，电机驱动组件5通过插针6和电控板7与外部电源相连，以使得电机驱动组件5内的运动部件回转，并带动风轮2转动。叶轮3保持固定，以对风轮2输出的具有一定风压的流体进行增压，提高风机输出的流体压力。

结合图2中所示，上述的风道系统中的风机外壳1具体包括进风端壁100以及自该进风端壁100的外边缘向机壳4的设置方向延伸的侧壁101，进风端壁100与侧壁101共同围合形成朝向电机驱动组件5的安装位置开口的腔室，风轮2及叶轮3安装于该腔室内。

结合图2与图3，进风端壁100具有进风口102和围绕该进风口102并沿进风方向延伸的密封壁103，密封壁103的径向外侧形成允许风轮2伸入的环形凹槽104。风道系统中的风轮2在电机驱动组件5的驱动下回转，外部空气自进风口102进入风机外壳1内，为了避免风机外壳1与转动的风轮2发生运动干涉，风轮2的上表面与风机外壳1之间需要留有转动间隙。风轮2伸入该环形凹槽104，可以强制流入所述转动间隙的气流在经过该环形凹槽104时发生流向的变化，减少气流的流出。

为了进一步减少自风机外壳1与风轮2之间的转动间隙流出的气流量，在进风端壁100的内侧(即位于上述的安装风轮2的腔室内的一侧)具有整流面105，且该整流面105上形成有用于增大气流通过该转动间隙流动的流动阻力的非平整结构。

应当理解的是，整流面105上的非平整结构设置目的是增加气流的阻力，因此，该非平整结构的实现形式可以是任意能够增加气体流动阻力的凸起或者凹陷结构，且，在不影响风轮2在风机外壳1内转动的前提下，该非平整结构也不局限于规则的凸起或者凹陷。以下给出几种该非平整结构的典型实现形式。

第一种：结合图1、图3及图5中所示的结构，所述非平整结构设置为间隔形成于所述整流面105上的若干环槽1051，且全部的环槽1051与进风口105同心设置。

进一步地，全部的环槽1051沿进风口102的径向均匀分布于整流面105上，且环槽1051的槽深依据进风端壁100的壁厚变化设置，以使得进风端壁100在各个环槽1051设置处壁厚彼此相等。

作为进一步优选方案，进风端壁100的外侧设置有围绕进风口102呈辐射状分布的若干加强肋106，并且，环槽1051在加强肋106处断开。较佳地，加强肋106的宽度自靠近进风口102的中心朝向进风端壁100的边缘方向逐渐增加。如此设置，环槽1051在增加流体的流动阻力的同时，也对进风端壁100的强度有所削减，加强肋106的设置可以补偿进风端壁100的强度的削弱。并且，将环槽1051在加强肋106的位置处断开，可以使进风端壁100的壁厚较为均匀，如此设置，当风机外壳1采用注塑成型工艺时，进风端壁100壁厚均匀，可以获得更好的注塑效果。

第二种，如图6或图7中所示，所述非平整结构设置为均匀分布于整流面105的若干盲孔1052，该盲孔1052的结构部可以但不局限于图6和图7中所示的圆形或三角型截面盲孔，其设置目的是增加整流面105的不平整性，以增加流体在转动间隙内的流动阻力。

第三种，如图8中所示，所述非平整结构设置为与第一种方式相近似的环槽1051，其与第一种方式的区别在于，环槽1051内嵌装、固定或者一体设置有凸起1053，该设置使得流体流过所述转动间隙时绕流路径更长。

第四种，如图9中所示，所述非平整结构设置为形成于整流面105上的连续齿状凸起，且齿状凸起均匀分布。

以上四种结构仅仅是几种优选的实现形式的举例，其他未进行举例说明但是本领域技术人员能够依据上述描述简单变形得到的结构，也应当视作本实用新型的保护范围。

进一步地，如图4中所示，进风端壁100上，环绕进风口102的环形凹槽104处形成为凸起的环状结构，且该环状结构与进风端壁100的其他位置之间圆弧过渡，并且，沿进风方向，密封壁103的壁厚渐增，且该密封壁103的外周面朝向环形凹槽104方向倾斜，并且，该倾斜方向与进风口102的轴线间的夹角不超过10度。如前所述，风轮2伸入环形凹槽104内，密封壁103的倾斜设置，可以使环形凹槽104槽宽均匀，减少经过环形凹槽104流出的流体的量。

如图3中所示，密封壁103的延伸长度为h，进风口102的直径为d，两者之比a满足：0＜a＜2。在满足该比值关系时，可以进一步减少经过环形凹槽104流出的流体的量。

结合图3与图9所示，进风端壁100的内侧具有分别与侧壁101和整流面105相邻的定位面107，该定位面107用于给叶轮3进行定位。定位面107与整流面105之间形成阻风过渡面108，并且，该阻风过渡面108与定位面107之间的夹角c为钝角，以能够在该阻风过渡面108与风轮2之间形成阻风口。结合图12中所示，叶轮3的上端面抵靠至定位面上，风轮2的外缘不超过阻风口，流入转动间隙的风经过阻风过渡面108与风轮2的边缘之间的间隙流入，将阻风过渡面108倾斜设置，可以减小流入转动间隙的流体的量。

如图10和图11中所示，上述的风道系统优选采用下述的风轮2结构，以进一步减少自风机外壳1与风轮2之间的转动间隙流出的流体的量。具体地，优选的风轮2的结构包括上叶片20、下叶片22以及设置于上叶片20与下叶片22之间的中间叶片21。其中，上叶片20包括第一板体200和第二板体201，其中：第一板体200与下叶片22共同形成中间叶片21的安装区域，并且，第一板体200的中心处形成有中心通孔，该中心通孔对应于风机外壳1的进风口102；第二板体201围绕该中心通孔设置并背向所述安装区域延伸。第一板体200与第二板体201为一体式结构或者分体加工并相互固定的结构，且两个板体接合处圆弧连接。第一板体200设置为背向安装区域弯曲的弧形板体，且第二板体201的壁厚沿其延伸方向逐渐减小，以使得伸入风机外壳1上的环形凹槽104的风轮2处壁厚较小，而该弧形板体的弯曲方向与环形凹槽104的外周面的倾斜方向相配合，尽量减小环形凹槽104内的流体的流出间隙。

第一板体200上设置有若干第一紊流叶片23，并且优选地，还设置有若干第二紊流叶片24，第一紊流叶片23和/或第二紊流叶片24在第二板体200上背向所述安装区域垂直延伸，摒弃每个第二紊流叶片24与第一紊流叶片23之间在径向上形成容流体通过的过流间隙25。

第一紊流叶片23和第二紊流叶片24的设置目的是使转动间隙内的流体在流动时产生紊流，以增加流体的过流阻力。因此，优选地，第一紊流叶片23沿周向分布为螺旋形，且该螺旋形的旋向使得第一紊流叶片23与中间叶片21的设置方向不平行。进一步地，在具有第二紊流叶片24的优选方案中，第二紊流叶片24沿周向分布为与第一紊流叶片23分布方向相反的螺旋形，或者至少使得第一紊流叶片23的设置方向与第二紊流叶片24的设置方向成角度。这样，流入所述转动间隙内的流体的流动方向取决于中间叶片24的设置方向，第一紊流叶片23与该中间叶片21的设置方向不平行，使得流体与第一紊流叶片23之间发生碰撞，产生紊流，而第二紊流叶片24与第一紊流叶片23旋向相反，使得流体再次被强制换向，紊流程度增加，随着气流的紊流度的加大，流动阻力随之增加。

第一紊流叶片23和/或第二紊流叶片24与上叶片20分体加工并固定至该上叶片20顶面。固定方式可以依据加工实际情况选择铆接、焊接、粘接等形式。第一紊流叶片23和/或第二紊流叶片24设置为弧形，并且/或者，其上端形成有倒角，以使得紊流叶片的自由端部形成有锐边。此外，上叶片20上也可以设置增加风轮2的强度的加强肋(图9与图10中未能示出)。

如图12至14中所示，上述的风机外壳1、风轮2可以相互组合或者分别与现有的风机外壳或风轮组合形成风道系统，组合的方式此处不做赘述，但是，本领域技术人员基于本实用新型的内容，可以在不付出创造性劳动的前提下作出的组合方式，均应当视作本实用新型的保护范围。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种风道系统，其特征在于，所述风道系统包括风机外壳(1)及风轮(2)，所述风机外壳包括进风端壁(100)，该进风端壁(100)具有进风口(102)和围绕所述进风口(102)并沿进风方向延伸的密封壁(103)，所述密封壁(103)的径向外侧形成有允许风轮(2)伸入的环形凹槽(104)，所述进风端壁(100)的内侧具有用于与所述风轮(2)形成转动间隙的整流面(105)，该整流面(105)设置有用于增大气流通过所述转动间隙流动的流动阻力的非平整结构，并且，沿进风方向，所述密封壁(103)的壁厚渐增，且该密封壁(103)的外周面朝向所述环形凹槽(104)方向倾斜。

2.根据权利要求1所述的风道系统，其特征在于，所述密封壁(103)的外周面朝向所述环形凹槽(104)倾斜方向与所述进风口(102)的轴线间的夹角不大于10度。

3.根据权利要求1或2所述的风道系统，其特征在于，所述密封壁(103)的延伸长度与所述进风口(102)的直径之比a满足：0＜a＜2。

4.根据权利要求3所述的风道系统，其特征在于，所述非平整结构设置为间隔形成于所述整流面(105)上的若干环槽(1051)，所述环槽(1051)与所述进风口(102)同心设置。

5.根据权利要求4所述的风道系统，其特征在于，所述进风端壁(100)上设置有围绕所述进风口(102)呈辐射状分布的若干加强肋(106)，且所述环槽(1051)在所述加强肋(106)处断开。

6.根据权利要求5所述的风道系统，其特征在于，沿所述进风口(102)的中心至所述进风端壁的边缘方向，所述加强肋(106)的宽度逐渐增加。

7.根据权利要求5所述的风道系统，其特征在于，所述环槽(1051)均匀分布于所述整流面(105)上，并且，所述环槽(1051)的槽深设置为所述进风端壁(100)在各个所述环槽(1051)设置处壁厚彼此相等。

8.根据权利要求1所述的风道系统，其特征在于，所述非平整结构设置为形成于所述整流面(105)上的连续的齿状凸起。

9.根据权利要求1所述的风道系统，其特征在于，所述非平整结构设置为均匀分布于所述整流面(105)的若干盲孔。

10.一种风机，其特征在于，所述风机包括权利要求1至9中任意一项所述的风道系统。