CN212536105U - 一种离心风机和空调装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种离心风机和空调装置，该离心风机包括顶板、底板、电机、导流罩和多个叶片。其中，底板的中心位置设置有电机安装孔，电机具有电机壳。上述电机壳安装于电机安装孔且固定于底板，该电机至少部分伸入底板与顶板之间。叶片固定于顶板与底板之间，多个叶片环绕电机设置。上述导流罩套设于电机壳的外周侧，且可拆卸安装于底板。该方案中，导流罩填补了电机壳与底板之间形成的凹槽，从而可以避免外形的不连续导致气流流经电机壳与底板之间的区域时，造成的阻力增加问题，从而减少冲击损失。该导流罩还可以对进出离心风机内部的气流起到导流作用，提高离心风机气动效率，并降低气流产生的噪声。

Description

一种离心风机和空调装置

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种离心风机和空调装置。

背景技术

随着通信设备的发展，机房空调装置的高能效的需求逐日攀升。离心风机作为机房空调装置的核心部件，离心风机效率的高低直接影响空调装置的能效；如何在提高离心风机效率的同时提高其性价比成为行业的发力点。

图1为现有技术中一种离心风机的剖面结构示意图，具体的，该剖面结构示意图指的是在垂直于底板且过电机转轴方向的剖面结构示意图。如图1所示，一种离心风机包括顶板1、底板2、叶片3和电机4，上述电机4安装于底板2，叶片3固定于顶板1和底板2之间，且叶片3环绕电机4设置。现有技术中，上述底板2可以采用金属材质制备，例如利用铝板冲压形成，受到加工工艺的影响，金属材质的底板2大致为平面。底板2与电机4的外壳之间形成直角凹槽5，空气进入上述凹槽5后，容易形成冲击带来冲击损失；同时，气流冲击导致叶轮入口空气来流紊流，容易在叶片3表面形成涡旋带来涡旋损失，在降低风机气动效率的同时加大噪声。

实用新型内容

本申请提供了一种离心风机和空调装置，以提高离心风机的气动效率，降低离心风机产生的噪声。

第一方面，本申请提供了一种离心风机，该离心风机包括顶板、底板、电机、导流罩和多个叶片，其中，多个底板的中心位置设置有电机安装孔，电机具有电机壳，电机壳安装于电机安装孔且固定于底板，该电机至少部分伸入底板与顶板之间。叶片固定于顶板与底板之间，多个叶片环绕电机设置。上述导流罩套设于电机壳的外周侧，且可拆卸安装于底板。该方案中，导流罩填补了电机壳与底板之间形成的凹槽，从而可以避免外形的不连续导致气流流经电机壳与底板之间的区域时，造成的阻力增加问题，从而减少冲击损失。该导流罩还可以对进出离心风机内部的气流起到导流作用，气流均匀进入离心风机的内部降低叶片上的涡流损失，同时改善尾缘产生的分离损失，提高离心风机气动效率，并降低气流产生的噪声。

在具体设置上述导流罩时，可以使导流罩靠近底板的一端与底板平滑过渡。以减少导流罩与底板之间的过渡处产生的风阻，提高气动效率，降低噪声。

此外，还可以使导流罩远离底板的一端与电机壳的外周侧平滑过渡，减少导流罩与电机壳之间产生的风阻，提高气动效率，降低噪声。

本申请具体的技术方案中，对导流罩的外表面轮廓不做具体限制，可以根据需求选择，例如可以选择直线形或者弧形。但是，当导流罩的外表面沿靠近底板的一端到远离底板的一端轮廓线为波浪形或者正弦波形。上述轮廓线为波浪形或者正弦波形，更加有利于实现导流罩与底板之间平滑过渡，同时与电机壳平滑过渡。

在具体设置上述电机壳时，电机壳的顶部可以具有圆角，该方案下，使导流罩远离底板的一端与电机壳的圆角朝向底板的边缘平齐，即电机壳具有圆角的区域从导流罩的边缘露出，便于电机进行散热，提高电机的散热效率。此外，该方案中，电机壳的顶部具有圆角，风阻较小。

本申请技术方案中的底板还可以包括安装凸台，电机穿过上述安装凸台上的电机安装孔安装于底板，上述导流罩可以设置于安装凸台。该方案可以使安装凸台具有过渡表面，减小导流罩的高度，从而提高导流罩的强度。

采用本申请的技术方案，可以利用金属制作底板、顶板和叶片，即离心风机包括金属底板、金属顶板和金属叶片。利用塑料制作导流罩，该方案中，离心风机的主体结构为金属结构，强度较高，特别是对于高静压场景，可以满足强度要求。配合塑料导流罩，可以提高气动效率，降低噪音，还可以降低成本。

具体设置上述导流罩时，上述导流罩可以包括至少两个子导流罩。上述至少两个子导流罩沿远离底板方向依次叠置，上述子导流罩叠置后形成的导流罩的轮廓具有导流效果。该方案中，可以制备多个体积较小的子导流罩，以提高导流罩的强度，且便于制作和运输。

离心风机的叶片边沿包括靠近进风侧的进风沿，和靠近出风侧的出风沿，还有凹面的吸力面和背离上述吸力面的压力面，本申请技术方案中的叶片的进风沿和出风沿分别具有朝向吸力面的单侧圆角。该方案可以简化叶片的制作工艺，还可以降低叶片的风阻。

上述单侧圆角的半径R1与叶片的厚度D满足：R1＝αD，其中：0.5≤α≤1.5。有利于降低叶片的风阻，提高离心风机的效率。具体的，当上述单侧圆角的半径R1与叶片的厚度D相等时，叶片的风阻最小，离心风机的效率最高。

第二方面，本申请还提供了一种空调装置，该空调装置包括上述任意技术方案中的离心风机，该空调装置的离心风机在满足强度要求的情况下，可以具有较高的风动效率，还可以具有较低的噪音。

附图说明

图1为现有技术中一种离心风机的剖面结构示意图；

图2为本申请实施例提供的离心风机的一种剖面结构示意图；

图3为本申请实施例提供的导流罩的一种结构示意图；

图4为本申请实施例中离心风机的一种部分结构剖视图；

图5为本申请实施例中安装钢圈的一种结构示意图；

图6为本申请实施例中离心风机的一种剖面局部放大图；

图7为本申请实施例中导流罩的一种结构示意图；

图8为本申请实施例中离心风机的一种剖面结构示意图；

图9为本申请实施例中叶片的一种结构示意图。

附图标记说明：

1-顶板； 2-底板；

21-电机安装孔； 22-安装凸台；

3-叶片； 31-进风沿；

32-出风沿； 33-吸力面；

34-单侧圆角； 4-电机；

41-电机壳； 411-圆角；

42-安装钢圈； 5-凹槽；

6-导流罩； 61-螺钉孔。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

为了方便理解本申请实施例提供的离心风机和空调装置，下面首先介绍一下其应用场景。

本申请实施例提供的空调装置包括离心风机，离心风机作为空调装置的送风部件，使空气进行流动换热。一般通过电机带动叶轮转动，使空气流动形成风。具体的，离心风机包括底板、顶板和设置于底板与顶板之间的多个叶片，在底板还安装有电机，以驱动叶片转动。现有技术中，底板可以由金属制备而成，而金属制备的底板大致为平面。因此，电机的电机壳安装于底板，电机壳伸入底板与顶板之间，则电机壳外表面与底板之间形成凹槽区域，该凹槽区域会形成冲击损失以及噪声。为了解决上述问题，本申请提供了一种新型的离心风机和空调装置，该离心风机能效较高且噪声低。

为了清楚的理解本申请技术方案，下面将结合具体实施例和附图对本申请提供的机箱进行详细说明。

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本申请以下各实施例中，“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

图2为本申请实施例提供的离心风机的一种剖面结构示意图，具体的，该剖面结构示意图指的是垂直于底板且过电机转轴的剖面结构示意图，图3为本申请实施例提供的导流罩的一种结构示意图。请参考图2，本申请实施例中提供的离心风机包括顶板1、底板2、电机4、导流罩6和多个叶片3。其中，底板2具有电机安装孔21，上述电机4具有电机壳41，电机壳41伸入上述电机安装孔21并固定于底板2，该电机壳41的至少部分结构伸入底板2与顶板1之间，该电机4用于为叶片3转动提供驱动力。上述电机壳41沿轴向方向伸入上述底板2与顶板1之间，则电机壳41的轴向方向大致与底板2垂直。上述多个叶片3固定于底板2与顶板1之间，且围绕上述电机安装孔21呈环形排列。上述导流罩6可拆卸安装于底板2，且上述导流罩6套设于上述电机壳41的外周侧，以实现上述电机壳41的外周侧与底板2之间的导流。该方案中，导流罩6位于电机壳41与底板2之间，填补了电机壳41与底板2之间形成的凹槽，从而可以避免外形的不连续导致气流流经电机壳41与底板2之间的区域时，造成的阻力增加问题，从而减少冲击损失。当导流罩6在底板2和电机4之间形成过渡后，可以对进出离心风机内部的气流起到导流作用，气流均匀进入离心风机的内部降低叶片3上的涡流损失，同时改善尾缘产生的分离损失，提高离心风机气动效率，并降低来流紊流与叶片3前缘产生的窄频噪声及叶片3流道中的涡流宽频噪声。

请继续参考图2，在具体制备上述离心风机时，底板2、顶板1和叶片3可以均采用金属材质，具体可以采用冲压的方式制备各个结构，再利用焊接的方式使叶片3固定于底板2与顶板1之间。该方案中，离心风机的主体结构为金属结构，强度较高，特别是对于高静压场景，可以满足强度要求。该方案中，金属材质的离心风机主体可以配合导流罩6，使离心风机在满足强度要求的同时，还可以提高离心风机的气动效率，降低离心风机运行的噪声。

在具体制备上述导流罩6时，导流罩6的材质不做限制，导流罩6的材质可以为金属也可以为塑料，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、工程塑料合金(PC+ABS)、聚酰胺6(PA6)、聚己二酰己二胺(PA66)、玻纤增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT+玻纤)、玻纤增强聚碳酸酯(PC+玻纤)、聚磷酸酯(PPE)或者聚丙烯(PP)。当上述导流罩6为塑料导流罩6时，可以利用塑胶开模的方式制备该导流罩6。与现有设计中，采用塑胶开模制备底板2和叶片3一体结构的方案相比，本申请中的导流罩6的体积较小，因此，采用塑胶开模的方式制备塑料导流罩6成本较低，大约成本可降低9.3％。此外，发明人通过实验和分析发现，当本申请实施例中离心风机采用塑料导流罩6时，离心风机的气动效率可以提高1％～2.5％，则每台离心风机的功耗可以降低68W～166W，对于一个典型的通信设备的数据中心，每年节省的电费约为60万～145万元。该离心风机的噪声可以降低1dB(A)～1.5dB(A)，产品的整体竞争力大幅提高。此外，采用塑胶开模方式制备导流罩6时，可以实现该导流罩6适应各种工况参数的需求，具有较好的适应性。

上述导流罩6的形状和尺寸可以根据需求具体设计，为了提高导流罩6的导流效果，可以使导流罩6的一端与底板2平滑过渡，且使导流罩6与底板2之间的缝隙小于1.5mm；导流罩6远离底板2的一端与电机壳41的外周侧平滑过渡，且使导流罩6与电机壳41之间的缝隙小于1.5mm，从而使电机壳41与底板2之间整体为平滑过渡的结构，该方案可以提高导流罩6的导流效果以及降噪效果。

导流罩6的高度不做限制，可以为5mm～100mm范围内的任意高度。具体的实施例中，可以使导流罩6一端与底板2接触固定，而远离底板2的一端与电机壳41的顶部平齐，该方案中，有利于提高导流罩6的导流效果。且导流罩6的高度较高，便于在电机壳41与底板2之间形成较为平缓的过渡。

请参考图2，电机壳41的顶部具有圆角411，即电机壳41远离上述底板2的一侧具有圆角轮廓，导流罩6远离底板2的一端与电机壳41的圆角411朝向底板2的边缘平齐。本实施例中，导流罩6的最高点与电机壳41圆角411边缘的最低点大致平齐，则可以使导流罩6不完全遮盖电机4顶部，使电机4从导流罩6露出上述圆角411的半径高度，有利于电机4的散热。电机壳41具有圆角轮廓，也具有一定的导流效果，不易产生噪声或者导致效率低下。

导流罩6可拆卸安装于底板2，以便于拆卸和安装，便于维护。具体的，上述导流罩6可以螺钉安装于底板2，如图3所示，导流罩6可以包括多个螺钉孔61，螺钉穿过上述螺钉孔61与底板2固定连接，该连接方式较为可靠。在其它的实施例中，上述导流罩6还可以与底板2卡合连接，例如，导流罩6具有多个卡扣，底板2具有多个卡口，使导流罩6的卡扣与上述卡口卡合，实现导流罩6的安装，该连接结构无需辅助部件，结构较为简单。

图4为本申请实施例中一种离心风机的部分结构剖视图，具体的，该剖面结构示意图指的是垂直于底板且过电机安装孔轴线的剖面结构示意图，该剖面结构示意图示出了离心风机的顶板、底板以及叶片。请参考图4，一种实施例中，上述底板2具有安装凸台22，电机安装孔21位于上述安装凸台22。上述安装凸台22能够提高电机安装孔21的强度，从而提高电机4安装的可靠性和稳定性。具体的，如图2所示，该离心风机还包括用于安装电机4的安装钢圈42，该安装钢圈42与电机壳41焊接连接，也可以固定安装于上述安装凸台22，具体的该安装钢圈42的结构可以如图5所示。上述安装钢圈42可以螺钉连接于底板2，以便于安装和拆卸。

当离心风机的底板2具有安装凸台22时，上述导流罩6则可以设置于上述安装凸台22，上述安装凸台22也可以起到一定的导流效果，以减小导流罩6的体积。

为了提高导流效果，上述安装凸台22也可以具有较为平滑的过渡表面，提高安装凸台22的导流效果。当然，如图2所示，可以使导流罩6的外表面与安装平台的外表面平滑过渡，以使两者形成较为平滑的过渡表面，以提高导流效果。

在具体的实施例中，导流罩6的轮廓形状不做具体限制，例如，上述导流罩6沿靠近底板2的一端到远离底板2的一端轮廓可以为直线形、弧线形、波浪形或者正弦波形。如图3所示，导流罩6的外表面为弧线形的表面。图6为本申请实施例中离心风机的一种剖面局部放大图，该剖面结构示意图示出的是垂直于底板且过电机转轴的剖面结构示意图中，导流罩部分的局部放大图。请参考图6，上述导流罩6的轮廓线为正弦波形，该方案的导流罩6的导流效果较好，且降噪明显。图7为本申请实施例中导流罩6的一种结构示意图，如图7所示，可选的实施例中，上述导流罩6的轮廓线为波浪形。

在具体的实施例中，上述导流罩6可以包括至少两个子导流罩。上述至少两个子导流罩沿远离底板2方向依次叠置，上述子导流罩叠置后形成的导流罩6的轮廓具有导流效果。该方案中，可以制备多个体积较小的子导流罩，以提高导流罩6的强度，且便于制作和运输。

本申请技术方案中，导流罩6安装在离心风机内部时，应避开所有的叶片3，位于叶片3与电机4之间。具体应当使：导流罩6的最大外径等于叶片3在风轮底板2的最小内径，导流罩6的最小内径等于电机壳41主体的直径，这种设计保证了叶片3与顶板1的完整性有利于风轮效率的保证。

图8为本申请实施例中离心风机的一种剖面结构示意图，具体的，该剖面结构示意图指的是平行于底板且过叶片的剖面结构示意图，图9为本申请实施例中叶片的一种结构示意图。如图8和图9所示，叶片3具有多个边沿，其中包括位于进风侧的进风沿31，和位于出风侧的出风沿32。叶片3具有凹面和凸面，其中，叶片3凹面为吸力面33，凸面为压力面。本申请的技术方案中，叶片3的进风沿31和出风沿32具有朝向吸力面33的单侧圆角，即进风沿31与出风沿32在压力面不具有圆角。现有技术中，叶片3通常双侧倒角，或者双面圆角。与现有技术相比，本申请技术方案中在叶片3的边沿制作单侧圆角34，可以简化制作工艺，提高气流运行效率。

请继续参考图9，在具体制备上述单侧圆角34时，可以使上述单侧圆角34的半径R1与叶片3的厚度D满足：R＝αD，其中：0.5≤α≤1.5。该方案有利于降低叶片3的风阻，提高离心风机的效率。具体的，当上述单侧圆角34的半径R与叶片3的厚度D相等时，叶片3的风阻最小，离心风机的效率最高。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种离心风机，其特征在于，包括：

顶板；

底板，具有电机安装孔；

多个叶片，设置于所述顶板和所述底板之间，多个叶片分别与所述顶板和所述底板固定，多个所述叶片环绕所述电机安装孔设置；

电机，具有电机壳，所述电机壳安装于所述电机安装孔，与所述底板固定连接，所述电机壳至少部分伸入所述底板与所述顶板之间；

导流罩，可拆卸的安装于所述底板，所述导流罩套设于所述电机壳外周侧。

2.如权利要求1所述的离心风机，其特征在于，所述导流罩靠近所述底板的一端与所述底板平滑过渡。

3.如权利要求1所述的离心风机，其特征在于，所述导流罩远离所述底板的一端与所述电机壳的外周侧平滑过渡。

4.如权利要求1～3任一项所述的离心风机，其特征在于，所述导流罩的外表面沿靠近所述底板的一端到远离所述底板的一端轮廓线为波浪形或者正弦波形。

5.如权利要求1所述的离心风机，其特征在于，所述电机壳的顶部具有圆角，所述导流罩远离所述底板的一端与所述电机壳的圆角朝向所述底板的边缘平齐。

6.如权利要求1所述的离心风机，其特征在于，所述底板具有安装凸台，所述电机安装孔位于所述安装凸台，所述导流罩设置于所述安装凸台上。

7.如权利要求1所述的离心风机，其特征在于，所述底板为金属底板，所述顶板为金属顶板，所述叶片为金属叶片；所述导流罩为塑料导流罩。

8.如权利要求1所述的离心风机，其特征在于，所述叶片的进风沿和出风沿分别具有朝向吸力面的单侧圆角。

9.如权利要求8所述的离心风机，其特征在于，所述单侧圆角的半径R1与所述叶片的厚度D满足：R1＝αD，其中：0.5≤α≤1.5。

10.如权利要求1所述的离心风机，其特征在于，所述导流罩包括至少两个叠置的子导流罩。

11.一种空调装置，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的离心风机。

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