CN214247797U - 离心风机及空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于空调器领域，具体涉及离心风机及空调器。本实用新型旨在解决离心风机的蜗壳型线采用螺旋线的型线，由于空调器高度限制而将蜗壳螺旋线平切一部分得到近似螺旋线和直线段组成的蜗壳型线，但这样的型线使蜗壳两侧容易出现风流不畅而产生涡流和噪音的问题。为此目的，本实用新型的离心风机包括蜗壳，蜗壳的蜗壳型线包括螺旋线段和直线段，直线段的两端均与螺旋线段连接，直线段与螺旋线段之间设有圆弧段。本实用新型将蜗壳型线中两侧螺旋线段与中间直线段之间进行圆滑过渡，使得沿着风扇的旋转方向，风扇与蜗壳内壁面之间的距离呈现渐变趋势，从而避免蜗壳内部风流不畅而产生喘振的情况，达到降低噪音的效果。

Description

离心风机及空调器

技术领域

本实用新型属于空调器技术领域，具体涉及一种离心风机及空调器。

背景技术

离心风机根据动能转换为势能的原理，通过外界动力装置输入的机械能，利用高速旋转的叶轮将气体加速之后再通过减速、改变流向，将动能转换成势能，将提高压力后的气体导向出风口并排送出去，是一种从动的流体机械。目前离心风机以其吸力大、噪声低、结构紧凑等优点在空调器中得到广泛的应用。离心风机被大量的应用于农业生产、工业制造及交通运输等多种场所。

离心风机的典型结构包括蜗壳、叶轮和驱动电机。蜗壳构件是离心风机的关键部件之一，其作用是将离开叶轮的气体导向蜗壳出口，并将部分动压转换为静压。蜗壳内的流动十分复杂，气体沿着蜗壳流动的同时，不断有气体从叶轮进入蜗壳，即气体一面流动一面混合。叶轮可转动地安装于蜗壳内并由驱动电机驱动相对于蜗壳转动，且蜗壳在叶轮的转动轴向上开设有吸气口、周向上开设有排气口，蜗壳在叶轮周向上的形状为对数螺旋线。风机性能的好坏，效率的高低主要决定于叶轮，但蜗壳的结构设计也会对其有很大的影响。

蜗壳型线的设计不仅直接关系到蜗壳内的流动损失，还会对叶轮的气动性能产生影响。现有的蜗壳型线通常是采用等边基方法或不等边基方法得到的近似螺旋线的型线，同时由于空调器高度限制，通常将下蜗壳螺旋线平切一部分，得到近似螺旋线和直线段组成的蜗壳型线。这样得到的型线使蜗壳两侧容易出现风流不畅的情况，会发生喘振现象，产生涡流和噪音，并影响离心风机的风量。

相应的，本领域需要一种新的离心风机及空调器来解决现有技术中所存在的上述问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的离心风机的蜗壳型线采用等边基方法或不等边基方法得到的近似螺旋线的型线，同时由于空调器高度限制而将蜗壳螺旋线平切一部分得到近似螺旋线和直线段组成的蜗壳型线，但这样的型线使蜗壳两侧容易出现风流不畅的情况，会发生喘振现象，产生涡流和噪音并影响离心风机的风量的问题，本实用新型提供了一种离心风机，包括蜗壳，其特征在于，所述蜗壳的蜗壳型线包括螺旋线段和直线段，所述直线段的两端均与所述螺旋线段连接，所述直线段与所述螺旋线段之间设有圆弧段。

在上述离心风机的优选技术方案中，所述蜗壳内设有风扇，所述蜗壳的进风口设有引风圈，所述引风圈的内径d1与所述风扇的叶片的内径D1和所述风扇的叶片的外径D2之间满足以下关系：(D2-d1)/(D2-D1)的比值为0.7～1。

在上述离心风机的优选技术方案中，所述引风圈的内径d1与所述风扇的叶片的内径D1和所述风扇的叶片的外径D2之间满足以下关系：(D2-d1)/(D2-D1)的比值为0.8～0.95。

在上述离心风机的优选技术方案中，所述风扇的叶片的内径D1和所述风扇的叶片的外径D2之间满足以下关系：D1/D2的比值为0.8～0.95。

在上述离心风机的优选技术方案中，所述风扇的叶片的内径D1和所述风扇的叶片的外径D2之间满足以下关系：D1/D2的比值为0.82～0.88。

在上述离心风机的优选技术方案中，所述风扇的叶片的内径D1和所述风扇的叶片的外径D2之间满足以下关系：D1/D2的比值为0.84～0.86。

在上述离心风机的优选技术方案中，所述引风圈的弧形半径为R，R＝(h2-h1)/2＝(0.08～0.15)*D2，h1为所述离心风机两侧的所述引风圈的内径之间的最短距离，h2为所述离心风机两侧的所述引风圈的外径之间的最短距离。

在上述离心风机的优选技术方案中，所述引风圈的弧形半径为R，R＝0.1*D2，h1为所述离心风机两侧的所述引风圈的内径之间的最短距离，h2为所述离心风机两侧的所述引风圈的外径之间的最短距离。

在上述离心风机的优选技术方案中，所述蜗壳包括上蜗壳和下蜗壳，所述直线段设置在所述下蜗壳的蜗壳型线上，所述上蜗壳与所述下蜗壳固定连接。

本实用新型还提供了一种空调器，所述空调器包括上述技术方案中任一项所述的离心风机。

本领域人员能够理解的是，在本实用新型的技术方案中，离心风机包括蜗壳，蜗壳的蜗壳型线包括螺旋线段和直线段，直线段的两端均与螺旋线段连接，直线段与螺旋线段之间设有圆弧段。

通过上述设置方式，使得本实用新型将蜗壳型线中两侧螺旋线段与中间直线段之间进行圆滑过渡，使得沿着风扇的旋转方向，风扇与蜗壳内壁面之间的距离呈现渐变趋势，这样气体在蜗壳内流动时，压力不会发生由大变小再变大的变化，从而避免蜗壳内部风流不畅而产生喘振的情况，可以消除喘振带来的异音，达到降低噪音的效果。同时，蜗壳内的气体流动更加顺畅，减少涡流，也增加了风量。

附图说明

下面参照附图来描述本实用新型的离心风机。附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构爆炸示意图；

图3为本实用新型的正视图；

图4为本实用新型的引风圈与风扇的叶片之间的内外径关系在不同比例时的风量与转速的示意图。

附图标记列表:

1-蜗壳，11-上蜗壳，12-下蜗壳，2-螺旋线段，3-直线段，4-圆弧段，5-风扇，6-引风圈。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。例如，尽管说明书中是以上蜗壳11和下蜗壳12之间通过卡扣连接以实现可拆卸连接举例进行描述的，但是，本实用新型显然可以采用其他类似的手段，比如上蜗壳11和下蜗壳12之间通过螺丝连接等，只要该上蜗壳11和下蜗壳12之间能够便于拆卸及安装即可。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-3所示，图1为本实用新型的结构示意图，图2为本实用新型的结构爆炸示意图，图3为本实用新型的正视图，为解决现有的离心风机的蜗壳型线采用等边基方法或不等边基方法得到的近似螺旋线的型线，同时由于空调器高度限制而将蜗壳螺旋线平切一部分得到近似螺旋线和直线段组成的蜗壳型线，但这样的型线使蜗壳两侧容易出现风流不畅的情况，会发生喘振现象，产生涡流和噪音并影响离心风机的风量的问题，本实用新型的离心风机包括蜗壳1，蜗壳1包括上蜗壳11和下蜗壳12，蜗壳1的蜗壳型线包括螺旋线段2和直线段3，直线段3的两端均与螺旋线段2连接，直线段3与螺旋线段2之间设有圆弧段4。直线段3设置在下蜗壳12的蜗壳型线上，上蜗壳11与下蜗壳12固定连接，比如上蜗壳11和下蜗壳12之间可以通过卡扣连接以实现可拆卸连接。

上述设置方式的优点在于：本实施例中，将蜗壳型线中两侧螺旋线段2与中间直线段3之间进行圆滑过渡，使得沿着风扇5的旋转方向，风扇5与蜗壳1内壁面之间的距离呈现渐变趋势，这样气体在蜗壳1内流动时，压力不会发生由大变小再变大的变化，从而避免蜗壳1内部风流不畅而产生喘振的情况，可以消除喘振带来的异音，达到降低噪音的效果。同时，蜗壳1内的气体流动更加顺畅，减少涡流，也增加了风量。

如图1所示，在一种可能的实施方式中，蜗壳1内设有风扇5，蜗壳1的进风口设有引风圈6，引风圈6的内径d1与风扇5的叶片的内径D1和风扇5的叶片的外径D2之间满足以下关系：ratio＝(D2-d1)/(D2-D1)的比值为0.7～1，更优选的比值为0.8～0.95。引风圈6的作用是将气体平滑地导向叶轮，外界气体经过引风圈6的导流作用进入蜗壳1内部，沿风扇5轴向运动的同时不断有气体变为径向进入风扇5，经过风扇5的做功气流速度加快后排出蜗壳。

引风圈6直径不同可以导致进风面积发生变化，进而风扇5对气流的利用程度也不同。当引风圈6出口截面直径大于风扇5的叶片内径时，再适当加大引风圈6出口截面直径可以提升离心风机的进气量，进而增加离心风机的进风量。当引风圈6出口截面直径增加到一定程度后，由于从轴向进入风扇5前端面的气流量增大，风扇5对主气流的有效做功的气流量减少，离心风机性能受到影响，反而会导致风机的风量减小。因而如何使得蜗壳1的引风圈6的直径和风扇5的叶片的直径之间达到合理的匹配关系，使得离心风机的风量处于较大值，是明显具备积极效果的。

如图4所示，图4为本实用新型的引风圈与风扇的叶片之间的内外径关系在不同比例时的风量与转速的示意图，通过对比采用现有蜗壳结构(ratio＝0.6)的离心风机和采用本实施例中的引风圈与风扇的叶片之间的内外径的关系进行优化匹配后的蜗壳结构(ratio为0.74、0.84和1)的离心风机的测试结果。可见在同转速条件下，相对于现有技术中的蜗壳结构，采用本实施例中的引风圈与风扇的叶片之间的内外径的关系进行优化匹配后的蜗壳结构的离心风机的风量得到明显的提升，改善效果明显，尤其是在高转速状态下效果更加明显。

上述设置方式的优点在于：本实施例中，通过合理的匹配引风圈6与风扇5的叶片之间的内外径关系，提高风扇5对气流的利用程度，使得风扇5对主气流的有效做功的气流量保持在较大的数值范围中，可以提高离心风机的风量，取得积极的效果。

如图3所示，在另一种可能的实施方式中，风扇5的叶片的内径D1和风扇5的叶片的外径D2之间满足以下关系：D1/D2的比值为0.8～0.95，更优选的比值为0.82～0.88，进一步优选的比值为0.84～0.86。

上述设置方式的优点在于：本实施例中，通过合理的匹配风扇5的叶片的内外径关系，协调了风扇5的叶片数量与叶片弦长之间的配比，既可以保证风扇5的各个叶片之间具有足够的通风面积，也可以保证风扇5具有合适的弦长，进而保证风扇5的做功能力，可以提高风扇5的叶片的运转效果。

如图2所示，在另一种可能的实施方式中，引风圈6的弧形半径为R，R＝(h2-h1)/2＝(0.08～0.15)*D2，更优选的，R＝0.1*D2，h1为离心风机两侧的引风圈6的内径之间的距离，h2为离心风机两侧的引风圈6的外径之间的距离。需要说明的是，本领域技术人员当试图对引风圈6的结构进行改进时，往往只会着眼于引风圈6自身的结构，比如根据强度的需求，使R和d1建立关系，以确保强度达标等，均是单独的对引风圈6的各个参数进行调整改变，但是，发明人通过大量实验数据总结客观规律，发现引风圈6的弧形半径与风扇5的叶片的外径的比例关系对于风量的影响非常大，这种关系是本领域技术人员未曾发现的，基于此种发现，发明人对其进行了多次尝试，调整了引风圈6的弧形半径与风扇5的叶片的外径的比例，优化了引风圈6的引导气体的效果。

上述设置方式的优点在于：本实施例中，通过合理的匹配引风圈6的弧形半径与风扇5的叶片的外径之间的关系，可以有效提升引风圈6的将气体引导入风扇5的效果。

综上所述，本实用新型将蜗壳型线中两侧螺旋线段2与中间直线段3之间进行圆滑过渡，使得沿着风扇5的旋转方向，风扇5与蜗壳1内壁面之间的距离呈现渐变趋势。在此基础上，本实用新型还将引风圈6的内径与风扇5的叶片的内径和外径联系起来，以及将引风圈6的弧形半径与风扇5的叶片的外径联系起来。这样气体在蜗壳1内流动时，压力不会发生由大变小再变大的变化，从而避免蜗壳1内部风流不畅而产生喘振的情况，可以消除喘振带来的异音，达到降低噪音的效果，并且提升了离心风机的风量。

需要说明的是，上述实施方式仅仅用来阐述本实用新型的原理，并非旨在于限制本实用新型的保护范围，在不偏离本实用新型原理的条件下，本领域技术人员能够对上述结构进行调整，以便本实用新型能够应用于更加具体的应用场景。

例如，在一种可替换的实施方式中，只要该上蜗壳11和下蜗壳12之间能够便于拆卸及安装即可，因此可以将当前说明书中记载的上蜗壳11和下蜗壳12之间通过卡扣连接以实现可拆卸连接，替换为上蜗壳11和下蜗壳12之间通过螺丝连接等，这些都不偏离本实用新型的原理，因此都将落入本实用新型的保护范围之内。

此外，本实用新型还提供了一种空调器，该空调器具有上述任一实施方式中所述的离心风机。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种离心风机，包括蜗壳，其特征在于，所述蜗壳的蜗壳型线包括螺旋线段和直线段，所述直线段的两端均与所述螺旋线段连接，所述直线段与所述螺旋线段之间设有圆弧段。

2.根据权利要求1所述的离心风机，其特征在于，所述蜗壳内设有风扇，所述蜗壳的进风口设有引风圈，所述引风圈的内径d1与所述风扇的叶片的内径D1和所述风扇的叶片的外径D2之间满足以下关系：(D2-d1)/(D2-D1)的比值为0.7～1。

3.根据权利要求2所述的离心风机，其特征在于，所述引风圈的内径d1与所述风扇的叶片的内径D1和所述风扇的叶片的外径D2之间满足以下关系：(D2-d1)/(D2-D1)的比值为0.8～0.95。

4.根据权利要求2所述的离心风机，其特征在于，所述风扇的叶片的内径D1和所述风扇的叶片的外径D2之间满足以下关系：D1/D2的比值为0.8～0.95。

5.根据权利要求4所述的离心风机，其特征在于，所述风扇的叶片的内径D1和所述风扇的叶片的外径D2之间满足以下关系：D1/D2的比值为0.82～0.88。

6.根据权利要求5所述的离心风机，其特征在于，所述风扇的叶片的内径D1和所述风扇的叶片的外径D2之间满足以下关系：D1/D2的比值为0.84～0.86。

7.根据权利要求2所述的离心风机，其特征在于，所述引风圈的弧形半径为R，R＝(h2-h1)/2＝(0.08～0.15)*D2，h1为所述离心风机两侧的所述引风圈的内径之间的最短距离，h2为所述离心风机两侧的所述引风圈的外径之间的最短距离。

8.根据权利要求7所述的离心风机，其特征在于，所述引风圈的弧形半径为R，R＝0.1*D2，h1为所述离心风机两侧的所述引风圈的内径之间的最短距离，h2为所述离心风机两侧的所述引风圈的外径之间的最短距离。

9.根据权利要求1所述的离心风机，其特征在于，所述蜗壳包括上蜗壳和下蜗壳，所述直线段设置在所述下蜗壳的蜗壳型线上，所述上蜗壳与所述下蜗壳固定连接。

10.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括权利要求1-9中任一项所述的离心风机。

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