CN217761450U - 混流风机以及风管机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混流风机以及风管机，其中，混流风机包括：蜗壳；叶轮，叶轮设置于蜗壳内部，叶轮包括叶片，叶片在叶轮轴线方向的最大高度H与叶轮的最大直径D比值范围为0.38～0.48。本实用新型的混流风机以及风管机有效地解决了现有技术中混流风机能效低的问题。

Description

混流风机以及风管机

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种混流风机以及风管机。

背景技术

风管机是空调的一种，为了提高舒适性，有些风管机采用上出冷风，下出热风的方式，这样可以实现瀑布式制冷和地毯式暖风，为了实现这种出风方式，需要风管机的出风可逆，现有出风可逆的风管机中，通常采用贯流风机、离心风机，但是这种风机由于风机扇叶的设置方式的问题，反转后风向不能可逆，因此，只能在设置至少两个风机，一个负责正向出风，一个负责逆向出风，这样不仅风管机结构会更大，成本更高。

为了减小成本，需要将风机缩小，而混流风机是介于轴流风机和离心风机之间的风机，混流风机的叶轮让空气既做离心运动又做轴向运动，蜗壳内的气流运动混合了轴流与离心两种运动形式，所以叫“混流”。而且，混流风机不仅可以将体积做小，而且可以保证气流的流向和风压。

现有技术中的混流风机的叶轮尺寸设计不合理，导致混流风机的能效低。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供一种混流风机以及风管机，以解决现有技术中混流风机能效低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种混流风机，包括：蜗壳；

叶轮，叶轮设置于蜗壳内部，叶轮包括叶片，叶片在叶轮轴线方向的最大高度H与叶轮的最大直径D比值范围为0.38～0.48。

进一步地，蜗壳上设置有进风口和出风口；进风口与出风口之间的距离为A，H/A的比值范围为0.39～0.47。

进一步地，蜗壳最大直径为E，E/D的比值范围为1.1～1.25。

进一步地，叶片的数量为N个，N与E的关系为81.54ln(N)+20≤E ≤81.54ln(N)+60，其中，2≤N≤22。

进一步地，蜗壳为球台结构，蜗壳的最大直径等于球台结构的直径。

进一步地，蜗壳位于球台的两个端面处分别开设有进风口和出风口。

进一步地，进风口的中心与出风口的中心之间的连线与叶轮的轴线共线。

进一步地，叶片的表面上具有凹坑和/或凸起。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种风管机，风管机包括上述的混流风机。

进一步地，混流风机可转动地设置在风管机内。

本实用新型通过改进本领域容易忽视和忽略的叶片参数，即改进叶片在叶轮轴线方向的最大高度H与叶轮的最大直径D比值范围，使混流风机的叶轮效率得到了有效地提升，降低了叶轮效率损失，进而有效地提升了混流风机的风量，不仅如此，因为得到了最优化的结构，所以在产品生产中还能降低了混流风机的成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例的混流风机的叶轮的内部结构示意图；

图2是本实用新型实施例的混流风机的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的混流风机的叶轮的立体示意图；

图4是本实用新型实施例的混流风机的叶轮的叶片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

现有技术中的混流风机，其蜗壳形状多是圆筒状结构，风道形状比较固定，所以所有针对于现有技术中混流风机的改进多是针对叶轮的叶片形状，或者是针对叶片数量等，以提升混流风机的风量，达到提升能效的目的。然而，经过申请人对于气流流动原理的研究，以及通过仿真模拟实验数据进行分析后发现：叶片形状及数量的这种常规改进对混流风机的风量影响非常有限，而被本领域忽视和忽略的关于叶片的其他数据参数以及叶片与混流风机整体结构对应的参数，反而是能够有效提升混流风机风量的改进点。

基于上述理由，本实用新型的实施例提供了一种混流风机，参见图1至图4所示，混流风机包括蜗壳10和叶轮20，叶轮20设置于蜗壳10 内部，叶轮20包括叶片21，叶片21在叶轮20轴线方向的最大高度H与叶轮20的最大直径D比值范围为0.38～0.48。H/D的值会影响整个风机的基础布局，当H/D的值偏小时，由于叶轮的H高度不足，无法形成有效的增压通道，叶轮无法将气体进行足够的扩压，会导致风机带压能力不足，并且风叶叶型会更偏向于轴流；当H/D的值偏大时，会浪费极大的径向空间来满足旋转需求，影响风机其他部位的基本尺寸。对本例的混流风机进行仿真试验，改变风机H/D的数值，仿真结果如下：

H/D	转速(rpm)	计算风量(m<sup>3</sup>/h)	叶轮压头(Pa)	叶轮效率(％)
					0.38	2200	501	114.3	78.3
0.40	2200	510	126.8	87.1
					0.48	2200	503	118.3	80.2
0.50	2200	497	111.9	74.6

本实用新型通过改进本领域容易忽视和忽略的叶片参数，即改进叶片在叶轮轴线方向的最大高度H与叶轮的最大直径D比值范围，使混流风机的叶轮效率得到了有效地提升，降低了叶轮效率损失，进而有效地提升了混流风机的风量。调整H/D的比值范围既有理论原理的说明，还在仿真试验的数据上得到了有力的数据支持，说明确实是有效的提升方式。不仅如此，因为得到了最优化的结构，所以在产品生产中还能降低了混流风机的成本。

优选地，蜗壳10上设置有进风口和出风口，进风口与出风口之间的距离为A，H/A的比值范围为0.39～0.47。其中，A的距离也可以理解为蜗壳10的长度，图2显示的竖直方向上，蜗壳10的长度即为A。对本例的混流风机进行仿真试验，改变风机H/A的数值，仿真结果如下：

H/A	转速(rpm)	计算风量(m<sup>3</sup>/h)	叶轮压头(Pa)	扩压损失(Pa)
					0.35	2200	482	104.3	41.3
0.39	2200	507	121.7	38.6
					0.41	2200	510	126.8	36.2
0.47	2200	497	122.4	57.4
					0.48	2200	493	121.9	62.1

当H/A数值偏小时，叶轮做功面积不足，会导致风机的带压能力不足，并且扩压损失偏多；当H/A数值偏大时，风机难以把叶轮产生的高动压有效转化为静压，风机的带压能力会有所欠缺。整体来说，合适的H/A数值，能够帮助风机的各类性能处于较优的范围内，最大程度地降低了扩压损失。

由于本实施例的混流风机是设置在风管机内的，所以对于混流风机的蜗壳10的尺寸形状是有工艺要求以及结构配合要求的，因此，对混流风机的蜗壳10做进一步改进，在满足风管机上述要求的同时，最大化提升混流风机的风量。在本实施例中，蜗壳10的最大直径为E，E/D 的比值范围为1.1～1.25。参见图1所示，蜗壳10的最大直径E直接决定了混流风机的蜗壳形状，而且最大直径E的数值也和叶轮20之间具有对应关系，也就是说叶轮20在径向方向与蜗壳之间的缝隙控制在一定的范围内，能够提升混流风机的风量。对本例的混流风机进行仿真试验，改变风机E/D的数值，仿真结果如下：

E/D	转速(rpm)	计算风量(m<sup>3</sup>/h)	叶轮压头(Pa)	扩压损失(Pa)
					1.04	2200	496	123.4	58.4
1.10	2200	501	124.7	47.3
					1.19	2200	510	126.8	36.2
1.25	2200	503	122.1	46.5

气流经由叶轮做功，开始带压较高的动压，而这些动压则需要足够的空间进行释放，并将其中一部分转化为静压继续进行流动，当E/D 数值偏小时，释压空间不足，会导致动压转化为静压的比例偏小，风机的扩压损失偏大，最终导致风机整体风量偏低；而当E/D数值偏大时，会进一步扩大风机的整体尺寸，压缩其余构件的基础尺寸，不利于风机性能的提升。

混流风机中叶片21的数量为N个，N与E的公式关系为： 81.54ln(N)+20≤E≤81.54ln(N)+60，其中，2≤N≤22。

由于叶片21的数量是和叶轮的形状相匹配的，如上述内容所说，放置在风管机内的混流风机，其形状和尺寸是有明确的限制的，因此，不能按照现有技术中无限增大叶轮、叶片的尺寸以提升风量，而是要考虑平衡关系，在有限的尺寸中追求最大化的风量和能效。

在一定尺寸下，较优的叶片数目可能不止一个。当风机整体尺寸偏小时，过多的风叶数目虽然会增加风机的整体做功能力，但同时也会增加风机的通道阻力，如何使得两者平衡才是风机性能提升的关键。当风机整体尺寸偏大时，叶片数目过少则明显会制约风机整体性能的进一步提升，也是会存在平衡点的。对本实施例的混流风机进行仿真试验，改变风叶个数N，仿真结果如下：

N	E(mm)	转速(rpm)	计算风量(m<sup>3</sup>/h)	计算压头(Pa)
					5	200	2200	502	82.7
6	200	2200	510	90.4
					7	200	2200	514	91.5
8	200	2200	512	90.6

当E为200mm尺寸时，明显超出5叶的对应尺寸范围 (151～191mm)，因此由上表可以看出，5叶在相同转速下，其风机的计算压头偏低，因此风量下降明显，这是因为在大尺寸情况下，叶片数目不足导致的做功能力偏低；当叶轮风叶数目为6、7、8叶时，由数据可以获知，200mm的E值均在较优的尺寸范围内，因此三款风叶的能力较为相近，包括做功能力与风机风量。在风机外形尺寸一定时，可以通过上述公式进行风叶数目的提前摸底，将会更加快速的获取性能较为优异的风叶。

进一步优选地，本实施例中混流风机的蜗壳10为球台结构，蜗壳 10的最大直径等于球台结构的直径。蜗壳10位于球台的两个端面处分别开设有进风口和出风口。

进风口的中心与出风口的中心之间的连线与叶轮20的轴线共线。

叶片21的表面上具有凹坑和/或凸起。凹坑以及凸起能够改善气流，提升风量。

本实用新型还提供了一种风管机的实施例，风管机包括上述实施例的混流风机，混流风机可转动地设置在风管机内。混流风机是介于轴流风机和离心风机之间的风机，混流风机的叶轮让空气既做离心运动又做轴向运动，蜗壳内的气流运动混合了轴流与离心两种运动形式，所以叫“混流”。由于混流风机不仅可以将体积做小，而且可以保证气流的流向和风压，所以将混流风机安装在风管机内，通过混流风机转动实现风向可逆，改变出风方向，即制冷模式侧出风，制热模式下出风。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

当然，以上是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种混流风机，其特征在于，包括：

蜗壳(10)；

叶轮(20)，所述叶轮(20)设置于所述蜗壳(10)内部，所述叶轮(20)包括叶片(21)，所述叶片(21)在所述叶轮(20)轴线方向的最大高度H与所述叶轮(20)的最大直径D比值范围为0.38～0.48。

2.根据权利要求1所述的混流风机，其特征在于，

所述蜗壳(10)上设置有进风口和出风口；

所述进风口与所述出风口之间的距离为A，H/A的比值范围为0.39～0.47。

3.根据权利要求2所述的混流风机，其特征在于，

所述蜗壳(10)最大直径为E，E/D的比值范围为1.1～1.25。

4.根据权利要求3所述的混流风机，其特征在于，所述叶片(21)的数量为N个，N与E的关系为81.54ln(N)+20≤E≤81.54ln(N)+60，其中，2≤N≤22。

5.根据权利要求3所述的混流风机，其特征在于，

所述蜗壳(10)为球台结构，所述蜗壳(10)的最大直径等于球台结构的直径。

6.根据权利要求5所述的混流风机，其特征在于，

所述蜗壳(10)位于球台的两个端面处分别开设有所述进风口和所述出风口。

7.根据权利要求2所述的混流风机，其特征在于，所述进风口的中心与所述出风口的中心之间的连线与所述叶轮(20)的轴线共线。

8.根据权利要求1所述的混流风机，其特征在于，所述叶片(21)的表面上具有凹坑和/或凸起。

9.一种风管机，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的混流风机。

10.根据权利要求9所述的风管机，其特征在于，所述混流风机可转动地设置在所述风管机内。

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