CN113187749B - 一种高效空调风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效空调风机，包括蜗板、侧板与叶轮，蜗板弯折为弧形，两个侧板分别连接至蜗板的两侧，两个侧板与蜗板围拢形成容纳空腔，叶轮位于容纳空腔内，侧板上设置有与容纳空腔相互连通的进风口，进风口内设置有支撑架，叶轮转动连接于支撑架上，蜗板包括依次连接的第一出风段、第一弧形段、第二弧形段、第三弧形段、第四弧形段与第二出风段，第一出风段与第二出风段之间具有出风间隙，第一弧形段的弧形半径、第二弧形段的弧形半径、第三弧形段的弧形半径、第四弧形段的弧形半径各不相等，本发明可减少气流对蜗舌冲击，降低噪声，不等径蜗板形成的蜗壳比等径的蜗壳气体通流面积更大，使得风速降低，整体从全压、静压会提升。

Description

一种高效空调风机

技术领域

本发明涉及一种非变容式泵，尤其涉及一种高效空调风机。

背景技术

风机被广泛应用于日常生活或生产中，如在空调里的风机，随着社会对节能环保及生产工作环境要求的不断提高，空调风机的性能指标也日益提升。现有的空调风机叶片为单圆弧板形叶片，这样的风叶不利于风的生成，气流容易在叶片出口处分离，导致现有的空调风机流量低功耗高且噪音大，并增加了空调的使用能耗。

发明内容

本发明目的在于提供一种高效空调风机，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种高效空调风机，包括蜗板、侧板与叶轮，所述蜗板弯折为弧形，两个侧板分别连接至所述蜗板的两侧，两个所述侧板与所述蜗板围拢形成容纳空腔，所述叶轮位于所述容纳空腔内，所述侧板上设置有与所述容纳空腔相互连通的进风口，所述进风口内设置有支撑架，所述叶轮转动连接于所述支撑架上，所述蜗板包括依次连接的第一出风段、第一弧形段、第二弧形段、第三弧形段、第四弧形段与第二出风段，所述第一出风段与所述第二出风段之间具有出风间隙，所述第一弧形段的弧形半径、所述第二弧形段的弧形半径、所述第三弧形段的弧形半径、所述第四弧形段的弧形半径各不相等。

该技术方案至少具有如下的有益效果：蜗板弯折形成蜗壳状，并与两侧的侧板相互连接，整体围拢形成容纳空腔，蜗板上第一出风段与第二出风段之间的出风间隙与两个侧板围成出风口，叶轮位于容纳空腔内，工作时，从侧板上的进风口吸风，进入到容纳空腔后再从出风口出风，此处的蜗板主要使用不等径的第一弧形段、第二弧形段、第三弧形段、第四弧形段弯折出蜗壳的圆弧外形，形成的蜗舌与叶轮之间的距离比等径的更远，如此可减少气流对蜗舌冲击，降低噪声，不等径蜗板形成的蜗壳比等径的蜗壳气体通流面积更大，使得风速降低，整体从全压、静压会提升。

作为上述技术方案的进一步改进，所述叶轮的直径为D，所述第二出风段与所述叶轮之间的最小距离为A，A与D的比值为0.45至0.55。第二出风段与与叶轮之间的最小距离为机壳的张开度，将A与D的比值控制在0.45至0.55内，可减少内部流场的冲击流动损失，降低风机噪声。

作为上述技术方案的进一步改进，以所述叶轮的中心线为坐标原点建立直角坐标系，以坐标点(-0.09A，-0.09A)为第一弧心，以半径为0.5D为第一半径画弧并形成第一圆弧，所述第一弧形段位于所述第一圆弧上，以坐标点(0.1A，-0.1A)为第二弧心，以半径为0.6D为第二半径画弧并形成第二圆弧，所述第二弧形段位于所述第二圆弧上，以坐标点(0.12A，0.12A)为第三弧心，以半径为0.7D为第三半径画弧并形成第三圆弧，所述第三弧形段位于所述第三圆弧上，以坐标点(-0.15A，0.15A)为第四弧心，以半径为0.9D为第四半径画弧并形成第四圆弧，所述第四弧形段位于所述第四圆弧上。按照上述的坐标点以及圆弧半径画弧，第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧与第四圆弧形成了蜗壳的不等半径弧形型线，第一弧形段、第二弧形段、第三弧形段与第四弧形段分别位于第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧与第四圆弧上，如此形成的蜗壳逐渐向外扩张，使得流道面积逐渐增大，风速降低从而提高风机全压效率。

作为上述技术方案的进一步改进，两个所述侧板之间的距离为B，B与D的比值为1至1.5。两个侧板之间的距离为蜗壳的宽度，控制在此宽度范围内，从而对出风口进一步优化。

作为上述技术方案的进一步改进，以垂直于所述第二出风段的平面为出风平面，所述第一出风段与所述出风平面之间的夹角为52至58度。第一出风段倾斜以对出风口扩张，形成出风口扩压，进一步提高风机效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述叶轮包括连接盘与叶片，所述叶片在所述连接盘上以所述连接盘的中心圆周阵列有多个。在实际应用中，两个并排设置的连接盘之间设置有多个叶片，提高整体结构稳定性。

作为上述技术方案的进一步改进，所述叶片的出口角为165至169度。叶片在出口角在此范围值内，可提高出风全压与效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述叶片的入口角为53至57度。叶片在入口角在此范围值内，可提高出风全压与效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述叶片的长度为L，L与D的比值为0.49。在此范围值内，既保证出风效率，又可控制叶片的大小，降低叶片的重量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明的整体正视图；

图2是本发明的整体左视图；

图3是本发明的叶轮正视图。

附图中：100-蜗板、200-侧板、300-叶轮、310-连接盘、320-叶片。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1与图2，一种高效空调风机，包括蜗板100、侧板200与叶轮300，所述蜗板100弯折为弧形，两个侧板200分别连接至所述蜗板100的两侧，两个所述侧板200与所述蜗板100围拢形成容纳空腔，所述叶轮300位于所述容纳空腔内，所述侧板200上设置有与所述容纳空腔相互连通的进风口，所述进风口内设置有支撑架，所述叶轮300转动连接于所述支撑架上，所述蜗板100包括依次连接的第一出风段、第一弧形段、第二弧形段、第三弧形段、第四弧形段与第二出风段，所述第一出风段与所述第二出风段之间具有出风间隙，所述第一弧形段的弧形半径、所述第二弧形段的弧形半径、所述第三弧形段的弧形半径、所述第四弧形段的弧形半径各不相等。蜗板100弯折形成蜗壳状，并与两侧的侧板200相互连接，整体围拢形成容纳空腔，蜗板100上第一出风段与第二出风段之间的出风间隙与两个侧板200围成出风口，叶轮300位于容纳空腔内，工作时，从侧板200上的进风口吸风，进入到容纳空腔后再从出风口出风，此处的蜗板100主要使用不等径的第一弧形段、第二弧形段、第三弧形段、第四弧形段弯折出蜗壳的圆弧外形，形成的蜗舌与叶轮300之间的距离比等径的更远，如此可减少气流对蜗舌冲击，降低噪声，不等径蜗板100形成的蜗壳比等径的蜗壳气体通流面积更大，使得风速降低，整体从全压、静压会提升。

第一实施例，以所述叶轮300的中心线为坐标原点建立直角坐标系，以坐标点(-0.09A，-0.09A)为第一弧心a1，以半径为0.5D为第一半径画弧并形成第一圆弧R1，所述第一弧形段位于所述第一圆弧上，以坐标点(0.1A，-0.1A)为第二弧心a2，以半径为0.6D为第二半径画弧并形成第二圆弧R2，所述第二弧形段位于所述第二圆弧上，以坐标点(0.12A，0.12A)为第三弧心a3，以半径为0.7D为第三半径画弧并形成第三圆弧R3，所述第三弧形段位于所述第三圆弧上，以坐标点(-0.15A，0.15A)为第四弧心a4，以半径为0.9D为第四半径画弧并形成第四圆弧R4，所述第四弧形段位于所述第四圆弧上。按照上述的坐标点以及圆弧半径画弧，第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧与第四圆弧形成了蜗壳的不等半径弧形型线，第一弧形段、第二弧形段、第三弧形段与第四弧形段分别位于第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧与第四圆弧上，如此形成的蜗壳逐渐向外扩张，使得流道面积逐渐增大，风速降低从而提高风机全压效率。

第二实施例，所述叶轮300的直径为D，所述第二出风段与所述叶轮300之间的最小距离为A，A与D的比值为0.45至0.55。第二出风段与与叶轮300之间的最小距离为机壳的张开度，将A与D的比值控制在0.45至0.55内，可减少内部流场的冲击流动损失，降低风机噪声。

两个所述侧板200之间的距离为B，B与D的比值为1至1.5。两个侧板200之间的距离为蜗壳的宽度，控制在此宽度范围内，从而对出风口进一步优化。

以垂直于所述第二出风段的平面为出风平面，所述第一出风段与所述出风平面之间的夹角c为52至58度。第一出风段倾斜以对出风口扩张，形成出风口扩压，进一步提高风机效率。

如图3所示，所述叶轮300包括连接盘310与叶片320，所述叶片320在所述连接盘310上以所述连接盘310的中心圆周阵列有多个。在实际应用中，两个并排设置的连接盘310之间设置有多个叶片320，提高整体结构稳定性。

第三实施例，所述叶片320的出口角Q为165至169度，所述叶片320的入口角P为53至57度。叶片320在出口角在此范围值内，可提高出风全压与效率。

所述叶片320的长度为L，L与D的比值为0.49。在此范围值内，既保证出风效率，又可控制叶片320的大小，降低叶片320的重量。

在上述实施例中，第一实施例中对蜗板100弯折的型线作出变化作为第一变量，第二实施例中对机壳的张开度作出变化作为第二变量，第三实施例中对叶片320的入口角与出风角作出变化作为第三变量。

为了验证风机的工作效果，进行第一组实验测试，对现有的风机进行测试，将其与8种风道连接，得到8种不同的工况，得到实验数据如表1所示：

表1：

进行第二组实验测试，测试的风机按照第一实施例中对蜗板100的型线作出变化，而其他均没有作出变化，将其与8种风道连接，得到8种不同的工况，得到实验数据如表2所示：

表2：

对比表1与表2，可知，现有的前弯风机流量低、静压低、效率低，静压是克服管道阻力，静压低风管就要短，当管道长就无法使用，导致用户使用成本高，浪费电。按照第一实施例对蜗板100弯折的型线进行改形后，不等边蜗板100减少气流对蜗舌冲击，降低噪声，并且不等边蜗板100比等边气体通流面积扩张大，风速会降低，根据质量守恒定律，风机的全压、静压会提升，因此，第一实施例中的风机的效率有明显的提高，但功率亦同样明显增加，由此可见，第一实施例相比于传统的风机，其全压效率更高，但加大了功耗。

在第一实施例的基础上，对风机按照第二实施例中对机壳的张开度作出变化，而其他均没有作出变化，将其与8种风道连接，得到8种不同的工况，得到实验数据如表3所示：

表3：

对比表2与表3可知，具有第一实施例与第二实施例特点的风机相比于只具有第一实施例特点的风机，效率稍微增加，但通过合理蜗舌与叶轮300径向距离，降低蜗壳内部气流相互冲击损失，使得功率降低，提高风机能效。

在第一实施例、第二实施例的基础上，调整叶片320的入口角与出口角，当叶片320的出口角较小时，会出现流量压力上不去的情况，当叶片320出口角较大时，风机的效率会降低，耗电高，因此，需要对入口角与出口角作出合适的选值，此处按照第三实施例中对叶片320的入口角与出风角作出变化，而其他均没有作出变化，将其与8种风道连接，得到8种不同的工况，得到实验数据如表4所示：

表4：

对比表3与表4可知，具有第一实施例、第二实施例与第三实施例特点的风机相比于只具有第一实施例、第二实施例特点的风机，通过改善叶片320入、出口处堆积流，减小两处的流动损失，弥补了第二实施例中改进的不足，提高风机有效流量范围及效率，而风机的能耗基本保持不变，保持了风机的低能耗工作，与现有的风机相比，此风机全压效率提升6％至7％，风机流量提高15％至20％。

综上所述，此处给出最优实施例，以叶轮300直径为D，叶片320的出口角Q为167度，叶片320入口角P为54.9度，叶片320的长度为0.4904D，叶片320数取34至38片，此处取36片，机壳张开度，亦即第二出风段与所述叶轮300之间的最小距离A为0.5032D，第一出风段与所述出风平面之间的夹角c为55.2度，两个所述侧板200之间的距离B，亦即蜗壳宽度为1.234。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (2)

1.一种高效空调风机，其特征在于：包括蜗板(100)、侧板(200)与叶轮(300)，所述蜗板(100)弯折为弧形，两个侧板(200)分别连接至所述蜗板(100)的两侧，两个所述侧板(200)与所述蜗板(100)围拢形成容纳空腔，所述叶轮(300)位于所述容纳空腔内，所述侧板(200)上设置有与所述容纳空腔相互连通的进风口，所述进风口内设置有支撑架，所述叶轮(300)转动连接于所述支撑架上，所述蜗板(100)包括依次连接的第一出风段、第一弧形段、第二弧形段、第三弧形段、第四弧形段与第二出风段，所述第一出风段与所述第二出风段之间具有出风间隙，所述第一弧形段的弧形半径、所述第二弧形段的弧形半径、所述第三弧形段的弧形半径、所述第四弧形段的弧形半径各不相等，所述叶轮(300)的直径为D，所述第二出风段与所述叶轮(300)之间的最小距离为A，A与D的比值为0.45至0.55，以所述叶轮(300)的中心线为坐标原点建立直角坐标系，以坐标点(-0.09A，-0.09A)为第一弧心，以半径为0.5D为第一半径画弧并形成第一圆弧，所述第一弧形段位于所述第一圆弧上，以坐标点(0.1A，-0.1A)为第二弧心，以半径为0.6D为第二半径画弧并形成第二圆弧，所述第二弧形段位于所述第二圆弧上，以坐标点(0.12A，0.12A)为第三弧心，以半径为0.7D为第三半径画弧并形成第三圆弧，所述第三弧形段位于所述第三圆弧上，以坐标点(-0.15A，0.15A)为第四弧心，以半径为0.9D为第四半径画弧并形成第四圆弧，所述第四弧形段位于所述第四圆弧上，两个所述侧板(200)之间的距离为B，B与D的比值为1至1.5，以垂直于所述第二出风段的平面为出风平面，所述第一出风段与所述出风平面之间的夹角为52至58度，所述叶轮(300)包括连接盘(310)与叶片(320)，所述叶片(320)在所述连接盘(310)上以所述连接盘(310)的中心圆周阵列有多个，所述叶片(320)的出口角为165至169度，所述叶片(320)的入口角为53至57度。

2.根据权利要求1所述的一种高效空调风机，其特征在于：所述叶片(320)的长度为L，L与D的比值为0.49。