CN216342935U - 轴流风机及空调室外机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种轴流风机及空调室外机，所述轴流风机包括电机、叶轮以及多个肋。所述叶轮包括轮毂和设在所述轮毂外周的多个叶片；其中，所述轮毂具有朝所述叶轮的进风侧开放的内腔，所述内腔中设有供所述电机的电机轴贯穿的轴套。多个所述肋设置在所述轮毂的内腔中，多个所述肋沿所述轴套的外周面间隔布置，且多个所述肋沿所述轴套的同一环周方向呈弧形弯曲设置。本实用新型的轴流风机，能够减小电机驱动叶轮旋转的负载，以提高轴流风机的工作效率。

Description

轴流风机及空调室外机

技术领域

本实用新型涉空调设备技术领域，特别涉及一种轴流风机及空调室外机。

背景技术

轴流风机通常用于作为驱动空气流动的动力装置。轴流风机工作时，通过电机驱动叶轮旋转，使得叶轮将气流沿其轴向吸入增压后沿其轴向吹出。然而，在轴流风机工作的过程中，在叶轮进风侧的部分气流容易顺沿电机的外周面导入到叶轮的轮毂内，这些气流积聚在轮毂内部难以排出，从而极容易在轮毂内产生湍流，进而导致电机驱动叶轮旋转的负载增大，使得轴流风机的工作效率大大降低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种轴流风机，旨在减小电机驱动叶轮旋转的负载，以提高轴流风机的工作效率。

为实现上述目的，本实用新型提出一种轴流风机，所述轴流风机包括电机、叶轮以及多个肋。所述叶轮包括轮毂和设在所述轮毂外周的多个叶片；其中，所述轮毂具有朝所述叶轮的进风侧开放的内腔，所述内腔中设有供所述电机的电机轴贯穿的轴套。多个所述肋设置在所述轮毂的内腔中，多个所述肋沿所述轴套的外周面间隔布置，且多个所述肋沿所述轴套的同一环周方向呈弧形弯曲设置。

可选地，所述轮毂包括底壁和环周壁；其中，所述底壁凸设有所述轴套；所述环周壁自所述底壁的周缘朝所述叶轮的进风侧凸设而与所述底壁围合形成所述轮毂的内腔。

可选地，所述肋具有靠近所述轴套的近心端和远离所述轴套的远心端；其中，所述近心端与所述轴套连接固定；所述远心端与所述环周壁的内壁面连接固定。

可选地，所述肋的自所述底壁凸设的高度从其近心端到其远心端呈逐渐增大设置。

可选地，所述肋的远心端的高度与所述轮毂的内腔的深度相同。

可选地，所述肋的近心端具有对应该肋所在圆的近心切线；所述轴套与所述近心端连接的连接点具有第一切线，所述第一切线与所述近心切线相交形成有第一夹角，所述第一夹角大于或等于10°，且小于或等于40°。

可选地，所述肋的远心端具有对应该肋所在圆的远心切线；所述轮毂的内壁面与所述远心端连接的连接点具有第二切线，所述第二切线与所述远心切线相交形成有第二夹角，所述第二夹角大于或等于140°，且小于或等于170°。

可选地，所述电机设置在所述叶轮的进风侧，并与所述轮毂的内腔的敞口呈相对设置。

可选地，所述电机的外周面的直径小于所述轮毂的内周面的直径。

可选地，所述肋的弯曲方向与所述叶轮的旋转方向相反。

可选地，所述肋的数量大于所述叶片的数量。

可选地，所述肋的数量为奇数。

本实用新型还提供一种空调室外机，所述空调室外机包括壳体和轴流风机；其中，所述壳体设置有进风口、出风口及连通所述进风口和所述出风口的换热风道；所述轴流风机设置在所述换热风道内。所述轴流风机包括叶轮和多个肋。所述叶轮包括轮毂和设在所述轮毂外周的多个叶片；其中，所述轮毂具有朝所述叶轮的进风侧开放的内腔，所述内腔中设有供电机连接的轴套。多个所述肋设置在所述轮毂的内腔中，多个所述肋沿所述轴套的外周面间隔布置，且多个所述肋沿所述轴套的同一环周方向呈弧形弯曲设置。

可选地，所述空调室外机还包括导风圈，所述导风圈设置在所述轴流风机的出风侧，并与所述轴流风机相对设置。

本实用新型的技术方案，通过轮毂的内腔中设置肋，多个肋沿轴套的外周面间隔布置，且多个肋沿轴套的同一环周方向呈弧形弯曲设置，以所述轴流风机工作时，肋可随轮毂一起旋转，从而通过该多个肋引导轮毂内的气流同步旋转，进而将该轮毂内的气流旋转扩散出去，进而减少积聚在该轮毂内的气流量，避免在轮毂的内腔中产生湍流，有效降低电机驱动叶轮旋转的负载，提高所述轴流风机的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型的轴流风机一实施例与导风圈装配后的示意图；

图2为图1中装配结构的另一视角的示意图；

图3为图1中装配结构的主视图；

图4为图3中沿I-I线的剖视图；

图5为图4中A处的放大图；

图6为图2中装配结构的结构分解示意图；

图7为图6中轴流风机的叶轮的主视图；

图8为图7中叶轮的后视图；

图9为图8中叶轮的另一视角的示意图；

图10为图8中B处的放大图；

图11为本实用新型轴流风机和传统轴流风机工作时，此两种风机的轮毂内气流量的仿真效果图；

图12为本实用新型轴流风机和传统轴流风机工作时，此两种风机的轮毂内气流流向的仿真效果图。

附图标号说明：

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在相关技术中，所述轴流风机工作时，所述轴流风机的电机驱动叶轮旋转，叶轮驱动空气沿其轴向进入叶轮，这些空气经叶轮增压后沿其轴向向前吹出。为便于后续介绍说明，将叶轮驱动气流流动的方向定义为前后方向。因此有：所述轴流风机工作时，气流自叶轮的后侧进入叶轮，而后经叶轮的前侧吹出。由于所述轴流风机的电机通常配置在叶轮的进风侧(即叶轮的后侧)，从而叶轮驱动的气流一部分经叶轮的叶片向前吹出，还有一部分气流经电机的外周面引导进入到叶轮的轮毂的内腔中。进入到轮毂的内腔中的这部分气流，会积聚在该轮毂的内腔不规则窜动，从而极容易在该轮毂内产生湍流，进而导致电机驱动叶轮旋转的负载增大，使得轴流风机的工作效率大大降低。

鉴于此，本实用新型提供一种轴流风机的实施例，所述轴流风机在工作过程中，可以减少气流积聚在轮毂内的气流量，避免在所述轮毂内产生湍流，从而减小电机驱动叶轮旋转的负载，进而提高轴流风机的工作效率。

请参阅图1和图2，在本实用新型轴流风机的一实施例中，所述轴流风机包括电机200、叶轮100以及多个肋130。叶轮100包括轮毂110和设在轮毂110外周的多个叶片120；其中，轮毂110具有朝叶轮100的进风侧开放的内腔101，所述内腔101中设有供电机200的电机轴210贯穿的轴套113。多个肋130设置在轮毂110的内腔101中，多个肋130沿轴套113的外周面间隔布置，且多个肋130沿轴套113的同一环周方向呈弧形弯曲设置(如图6所示)。

具体说来，叶轮100的轮毂110呈中空设置，以在轮毂110的内部形成有内腔101。轮毂110的内腔101的前端呈闭合设置，轮毂110的内腔101的后端则呈敞口设置，从而使得轮毂110的内腔101朝向叶轮100的进风侧开放。在轮毂110的内腔101的中心朝叶轮100的进风侧凸设有轴套113，轴套113用于供电机200的电机轴210贯穿并连接固定，以由电机200驱动叶轮100旋转工作。多个肋130布置在轮毂110的内腔101中，并且，多个肋130沿轴套113的外周面间隔排布，每一个肋130呈叶片状设置，从而使得多个肋130与轴套113组合成一个小型的扇叶轮。

为便于解释说明，以将所述轴流风机的轴向定义为前后方向。当所述轴流风机工作时，轴流风机的电机200驱动叶轮100旋转，使得气流经叶轮100的进风侧(即叶轮100的后侧)沿叶轮100的轴向进入叶轮100，而后再沿叶轮100的轴向向前吹出。在此过程中，位于叶轮100前侧的一小部分气流被所述轴流风轮的电机200引导进入到轮毂110的内腔101中；由于此时轮毂110内的肋130也处于旋转状态，所以肋130会驱动轮毂110内的气流同步旋转，进而将这些气流从轮毂110后端的敞口旋转扩散出去，从而将轮毂110内的气流向外引导出去，减少积聚在该轮毂110内的气流量，避免在轮毂110的内腔101中产生湍流，降低电机200驱动叶轮100旋转的负载。

相对而言，虽然目前市场上有部分传统轴流风机在轮毂110内配置有沿径向延伸的支撑骨；然而，这些支撑骨通常是沿径向呈直线形延伸的筋条，一般用于支撑轮毂110。当这类传统轴流风机的轮毂110内积聚有气流时，支撑骨只能将气流沿径向直接推向轮毂110的内壁面，进而与轮毂110的内壁面冲撞而形成湍流(如图11和图12中右侧的轴流风机所示)，这些湍流不能将轮毂110内腔101中的气流旋转导出，积聚在轮毂100内的能量较大，流速较急。而本实用新型的轴流风机，则是在轮毂110的轴套113环周布置多个肋130，该多个肋130均沿轴套113的同一环周方向呈弧形弯曲设置，从而当叶轮100旋转时，该多个肋130可同步旋转而将轮毂110内的气流旋转扩散出去(如图11和图12中左侧的轴流风机所示)，以降低电机200驱动叶轮100旋转的负载(具体参见前文介绍)。

至于肋130固定于轮毂110内的方式，则可以有多种设计方式。例如，在其中一实施例中，肋130与轮毂110一体成型，如此，可以减少所述轴流风机的零部件数量，减少装配程序，有助于提高生产效率。当然，在其他实施例中，肋130还可以通过焊接、粘结等方式固定在轮毂110内。

本实用新型的技术方案，通过轮毂110的内腔101中设置肋130，多个肋130沿轴套113的外周面间隔布置，且多个肋130沿轴套113的同一环周方向呈弧形弯曲设置，以所述轴流风机工作时，肋130可随轮毂110一起旋转，从而通过该多个肋130引导轮毂110内的气流同步旋转，进而将该轮毂110内的气流旋转扩散出去，进而减少积聚在该轮毂110内的气流量，避免在轮毂110的内腔101中产生湍流，有效降低电机200驱动叶轮100旋转的负载，提高所述轴流风机的工作效率。在相同条件下进行测试，传统的轴流风机的工作效率最高只有36.17％，本实用新型的轴流风机的工作效率可提高到37.21％及其以上。

请参阅图3至图5，在一实施例中，由于轮毂110的内腔101的前端闭合，所以肋130宜将轮毂110的内腔101中的气流朝该内腔101后端的敞口旋转扩散出去，扩散出去的气流处在叶轮100的进风侧。因此，当肋130将轮毂110内的气流旋转扩散出去后，扩散出去的气流可以被叶轮100的进风侧吸入并向前输出。

请参阅图7至图9，鉴于上述情况，可选将多个肋130的弯曲方向设置为与叶轮100的旋转方向相反。具体说来，叶轮100的叶片120具有相对的前叶缘121和后叶缘122；多个叶片120的前叶缘121均朝同一环周方向呈弧形弯曲设置；叶轮100的叶片120的前叶缘121的弯曲方向即为叶轮100的旋转方向。在图7至图9中，F₁表示为叶轮100的旋转方向；在图8和图9中，F₂表示为肋130的弯曲方向；显然F₁和F₂方向相反。

如图8和图9所示，从叶轮100的进风侧朝其出风侧看的方向上，叶轮100的旋转方向F₁为顺时针，多个肋130的弯曲方向F₂则为逆时针。如此，在所述轴流风机工作时，多个肋130可以将轮毂110的内腔101中的气流从该内腔101的后端敞口旋转扩散出去，扩散出去的气流处在叶轮100的进风侧，从而可以被叶轮100的进风侧吸入并向前输出。

请参阅图4和图5，在一实施例中，轮毂110包括底壁111和设置在底壁111环周的环周壁112。其中，底壁111凸设有轴套113；环周壁112自底壁111的周缘朝叶轮100的进风侧凸设而与底壁111围合形成轮毂110的内腔101。

具体说来，轴套113自底壁111朝轮毂110后端的敞口凸设，轴套113设置有贯穿底壁111的轴孔，所述轴孔适用于供电机200的电机轴210穿设连接。叶轮100的叶片120安装在轮毂110的环周壁112的外周面上，并沿环周壁112的外周面均匀且间隔排布。多个肋130固定在轮毂110的内腔101中，并且，肋130整体均固定在轮毂110的底壁111上。

请参阅图5和图6，进一步地，肋130具有靠近轴套113的近心端131和远离轴套113的远心端132；其中，近心端131与轴套113连接固定；远心端132与环周壁112的内壁面连接固定。这样设计，一方面可以利用轮毂110的内腔101的有限空间来尽可能地增大肋130的径向长度，以增大肋130引导气流附壁导出的导风面积，提高导风效率；再一方面，可以利用肋130支撑轮毂110，以增强轮毂110的强度，使得轮毂110不易发生变形。

请参阅图4和图5，在一实施例中，肋130的自底壁111凸设的高度从其近心端131到其远心端132呈逐渐增大设置。其中，图5中h₁表示为肋130的近心端131自底壁111凸设的高度；h₂表示为肋130的远心端132自底壁111凸设的高度，h₂＞h₁。

具体说来，肋130的近心端131凸设的高度与轴套113自底壁111凸设的高度相同，均小于轮毂110的内腔101的深度。肋130的高度从其近心端131到其远心端132呈逐渐增大设置；如此可以使得肋130的近心端131的高度较小，从而近心端131的两侧表面积较小，风阻也相应减小，可以减小气流从轮毂中心进入肋130的近心端131的阻力；而肋130的远心端132的高度较大，从而可在远心端132的两侧形成面积较大的导风面，从而可以将近心端131导出的气流快速向外扩散出去。

进一步地，肋130的远心端132的高度与轮毂110的内腔101高度相同。也就相当于，将肋130的远心端132设置为与轮毂110的环周壁112的后端面齐平。如此，当肋130将轮毂110内的气流旋转导出时，自肋130的远心端132导出的气流可以直接略过轮毂110的环周壁112的后端面，从而直接向叶轮100的后侧吹出，减少轮毂110的环周壁112对肋130导出的气流的阻挡，提高肋130的导流效率。

请参阅图8和图10，在一实施例中，肋130的近心端131具有对应该肋130所在圆的近心切线L₁；轴套113与近心端131连接的连接点具有第一切线L₃，第一切线L₃与近心切线L₁相交形成有第一夹角。图10中θ₁表示为所述第一夹角。如果θ₁过大，肋130的近心端131相对于轴套113弯曲的程度较小，越接近于自轴套113的外周面沿径向伸出，如此则不利于近心端131将轮毂110中心的气流导向远心端132；而如果θ₁过小，肋130的近心端131相对于轴套113弯曲程度较大，使得近心端131的气流阻力增大，则不利于轮毂110中心的气流进入近心端131。显然，所述第一夹角宜保持在一个适当的范围内。

鉴于此，本实用新型还对所述第一夹角的范围进行研究。经研究发现，当所述第一夹角大于或等于10°，且小于或等于40°时(即10°≤θ₁≤40°)，肋130的近心端131的弧度较佳，使得近心端131的气流阻力较小，从而轮毂110中心的气流可以顺利进入近心端131，并由近心端131沿肋130的弧面导向其远心端132。至于所述第一夹角的具体取值，可以是但不局限于12°、15°、18°、20°、25°、30°、35°、38°等。

请参阅图8和图10，在一实施例中，肋130的远心端132具有对应该肋130所在圆的远心切线L₂；轮毂110的内壁面与远心端132连接的连接点具有第二切线L₄，第二切线L₄与远心切线L₂相交形成有第二夹角。图10中θ₂表示为所述第二夹角。由于肋130呈弧形弯曲，故显然，所述第二夹角大于90°，即θ₂＞90°。如果θ₂越接近90°，则肋130的远心端132与轮毂110内周面越接近于垂直相交，使得远心端132和轮毂110内周面衔接的坡度较陡，如此可能不利于远心端132将气流经轮毂110的敞口旋转扩散导出；当然，θ₂也不能过大，否则肋130的远心端132的弯曲程度也较大，使得远心端132的气流阻力增大，则不利于远心端132将气流向外导出。显然，所述第二夹角也宜保持在一个适当的范围内。

鉴于此，本实用新型还对所述第二夹角的范围进行研究。经研究发现，当所述第二夹角大于或等于140°，且小于或等于170°时(即140°≤θ₂≤170°)，肋130的远心端132的弧度较佳，使得远心端132的气流阻力较小，从而肋130可以将气流从远心端132向外导出。至于所述第二夹角的具体取值，可以是但不局限于145°、150°、158°、160°、165°、168°等。

可以理解的是，通过限定上述第一夹角的范围(即10°≤θ₁≤40°)和第二夹角的范围(即140°≤θ₂≤170°)，可以基本确定出肋130的弧形弯曲程度，从而使得肋130的近心端131和远心端132分别与轴套113、轮毂110的内周面衔接更为圆滑，进而使得肋130获得更佳的导风效率。

请参阅图6，基于上述任意一实施例，至于在轮毂110内布置的肋130的数量，在此没有具体限定。可选地，肋130的数量大于叶轮100的叶片120的数量。这样设计，可以避免肋130旋转时驱动气流的频率与叶轮100驱动气流的频率不同，避免两股气流出现共振。此外，肋130的数量较多，可以增强肋130支撑轮毂110的强度，使得轮毂110不易变形。可选地，肋130的数量为奇数。当叶轮100旋转时，可以避免多个肋130驱动的气流发生共振。进一步地，肋130的数量还可以为质数。

请参阅图5和图6，基于上述任意一实施例，所述轴流风机的电机200设置在叶轮100的进风侧，并与轮毂110的内腔101的敞口呈相对设置。具体在此，轮毂110的轴套113设置有轴孔；电机200的电机轴210穿设在所述轴孔内，并与轴套113连接固定。

进一步地，电机200的外周面的直径小于轮毂110的内周面的直径。这样设计可以避免电机200遮挡到轮毂110后端的敞口，进而可避免电机200遮挡到肋130从轮毂110后端的敞口扩散出的气流。

本实用新型还提供一种空调室外机，所述空调室外机包括壳体和轴流风机；其中，所述壳体设置有进风口、出风口及连通所述进风口和所述出风口的换热风道；所述轴流风机设置在所述换热风道内。轴流风机的具体结构参照上述实施例。由于本空调室外机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

具体说来，所述空调室外机还包括有换热器，所述换热器呈L形设置；所述换热器与所述壳体的进风口相对设置；所述轴流风机布置在所述换热器的出风侧，并朝向所述壳体的出风口。所述轴流风机的电机200处在该轴流风机的叶轮100和所述换热器之间。

请参阅图2和图6，进一步地，所述空调室外机还包括导风圈300，所述导风圈300设置在所述轴流风机的出风侧，并与所述出风口相对设置。所述轴流风机输出的气流从所述导风圈300通过，然后经所述导风圈300引导向所述壳体的出风口吹出。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种轴流风机，其特征在于，所述轴流风机包括：

电机，具有电机轴；

叶轮，所述叶轮包括轮毂和设在所述轮毂外周的多个叶片；其中，所述轮毂具有朝所述叶轮的进风侧开放的内腔，所述内腔中设有供所述电机的电机轴贯穿的轴套；以及

多个肋，多个所述肋设置在所述轮毂的内腔中，多个所述肋沿所述轴套的外周面间隔布置，且多个所述肋沿所述轴套的同一环周方向呈弧形弯曲设置。

2.如权利要求1所述的轴流风机，其特征在于，所述轮毂包括底壁和环周壁；其中，所述底壁凸设有所述轴套；所述环周壁自所述底壁的周缘朝所述叶轮的进风侧凸设而与所述底壁围合形成所述轮毂的内腔。

3.如权利要求2所述的轴流风机，其特征在于，所述肋具有近心端和远心端；其中，所述近心端与所述轴套连接固定；所述远心端与所述环周壁的内壁面连接固定。

4.如权利要求3所述的轴流风机，其特征在于，所述肋的自所述底壁凸设的高度从其近心端到其远心端呈逐渐增大设置。

5.如权利要求4所述的轴流风机，其特征在于，所述肋的远心端的高度与所述轮毂的内腔的深度相同。

6.如权利要求1至5任意一项所述的轴流风机，其特征在于，所述肋的近心端具有对应该肋所在圆的近心切线；所述轴套与所述近心端连接的连接点具有第一切线，所述第一切线与所述近心切线相交形成第一夹角，所述第一夹角大于或等于10°，且小于或等于40°。

7.如权利要求1至5任意一项所述的轴流风机，其特征在于，所述肋的远心端具有对应该肋所在圆的远心切线；所述轮毂的内壁面与所述远心端连接的连接点具有第二切线，所述第二切线与所述远心切线相交形成第二夹角，所述第二夹角大于或等于140°，且小于或等于170°。

8.如权利要求1至5任意一项所述的轴流风机，其特征在于，所述电机设置在所述叶轮的进风侧，并与所述轮毂的内腔的敞口呈相对设置。

9.如权利要求8所述的轴流风机，其特征在于，所述电机的外周面的直径小于所述轮毂的内周面的直径。

10.如权利要求1至5任意一项所述的轴流风机，其特征在于，所述肋的弯曲方向与所述叶轮的旋转方向相反。

11.如权利要求1至5任意一项所述的轴流风机，其特征在于，所述肋的数量大于所述叶片的数量。

12.如权利要求1至5任意一项所述的轴流风机，其特征在于，所述肋的数量为奇数。

13.一种空调室外机，其特征在于，所述空调室外机包括：

壳体，所述壳体设置有进风口、出风口及连通所述进风口和所述出风口的换热风道；以及

如1至12任意一项所述的轴流风机，所述轴流风机设置在所述换热风道内。

14.如权利要求13所述的空调室外机，其特征在于，所述空调室外机还包括导风圈，所述导风圈设置在所述轴流风机的出风侧，并与所述轴流风机相对设置。

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