CN111255749A - 导风圈和风机组件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种导风圈和风机组件。导风圈配置为套设风机并引导气流流动，导风圈的内壁围成配置为包裹风机的容纳空间。风机组件包括风机和导风圈，风机设置于容纳空间中。在上述设置中，导风圈可包裹于风机的周侧，从而使得自换热***的上游流向风机的气流能够以平行导风圈的轴线的方向运动，即气流能够以平行风机的轴线的方向运动，直至其到达风机的风叶，以使风叶能够更好地带动气体流动，并使更多的气体流出导风圈、流向换热***的下游，从而提升风机组件的出风量；当出风量为恒定值时，可适当降低风机的转速，从而减低噪音。

Description

导风圈和风机组件

技术领域

本申请涉及热交换领域，特别涉及一种导风圈和风机组件。

背景技术

换热***包括换热器，换热器上需要设置风机组件，风机组件可加速换热器周围的空气流动，以提升换热器的换热效率。风机组件的靠近换热器的一侧作为风机组件的上游，风机组件可带动空气自上游流向下游。风机组件包括风机和导风圈，导风圈套设于风机的周侧。但是，现有技术中的风机组件的出风量较小，为保证足够的出风量，需要提升风机的转速，即提升带动风机转动的电机的转速，从而产生较大的噪音。

发明内容

本申请提供了一种导风圈和风机组件，其可尽可能实现提升出风量、减少噪音。

根据本申请的第一方面，提供一种导风圈，所述导风圈配置为套设风机并引导气流流动，所述导风圈呈环状，并且所述导风圈的内壁围成配置为包裹所述风机的容纳空间。

进一步的，沿高度方向所述导风圈包括第一端和第二端，所述气流可自所述第二端流向所述第一端；

自所述第二端指向所述第一端的方向，靠近所述第一端的所述导风圈的内壁向外扩展，向外扩展的至少部分所述导风圈形成第一扩展部。

进一步的，所述第一扩展部与所述导风圈的轴线的夹角大于等于3°，并且，小于等于40°。

进一步的，所述导风圈还包括聚流部，所述聚流部相对于所述第一扩展部远离所述第一端；

所述聚流部的内壁的尺寸小于等于所述第一扩展部的内壁的尺寸，并且，自所述第二端指向所述第一端的方向，所述聚流部的各个位置的尺寸相同。

进一步的，沿高度方向所述导风圈包括第一端和第二端，所述气流可自所述第二端流向所述第一端；

自所述第一端指向所述第二端的方向，靠近所述第二端的所述导风圈的内壁向外扩展。

进一步的，所述导风圈包括第一转折位置，自所述第一端指向所述第二端的方向，所述第一转折位置的远离所述第一端一侧的所述导风圈的内壁向外扩展；

所述第一转折位置的远离所述第一端一侧的所述导风圈的内壁包括沿轴向连接的第二扩展部和第三扩展部，所述第三扩展部相较于所述第二扩展部远离所述第一端；

所述第二扩展部的斜率大于所述第三扩展部的斜率。

进一步的，所述风机设置于所述容纳空间，所述风机的轴线与所述导风圈的轴线重合；

所述风机包括风叶，所述第一转折位置与所述风叶的中心沿自所述第一端指向所述第二端的方向的距离为第一数值，所述第一数值与所述风机的半径之比小于等于0.08。

进一步的，所述风机设置于所述容纳空间；

所述第二扩展部与位于其上方的所述导风圈的至少部分通过第一圆弧平滑连接，所述第一圆弧的半径与所述风机的半径之比大于等于0.04，并且，小于等于0.15；和/或，所述第二扩展部和所述第三扩展部通过第二圆弧平滑连接，所述第二圆弧的半径与所述风机的半径之比大于等于0.04，并且，小于等于0.15。

进一步的，所述导风圈的外壁设置有加强筋，所述加强筋沿所述导风圈的轴向和/或周向分布；和/或，

沿高度方向所述导风圈包括第一端和第二端，所述气流可自所述第二端流向所述第一端；所述导风圈的第二端沿轴向向内凹陷形成卡槽；和/或，

沿高度方向所述导风圈包括第一端和第二端，所述气流可自所述第二端流向所述第一端；所述导风圈的第一端沿周向向外延伸形成沿边，所述沿边上设有定位孔。

根据本申请的第二方面，提供一种风机组件，所述风机组件包括风机和上述的导风圈，所述风机设置于所述容纳空间中；

沿高度方向所述导风圈包括第一端和第二端，所述风机转动以带动气流自所述第二端流向所述第一端；所述风机沿轴向包括顶端和底端，所述底端相较于所述顶端靠近所述第二端；

所述导风圈的所述第二端相较于所述风机的所述底端远离所述第一端，所述导风圈的所述第一端相较于所述风机的所述顶端远离所述第二端。

进一步的，所述风机至所述导风圈的内壁的最小距离为第二数值，所述第二数值与风机的半径的比值大于等于0.01，并且，小于等于0.04。

进一步的，所述风机和所述导风圈的个数均为多个，并且，所述风机和所述导风圈的个数相同，一个导风圈中设置有一个风机；多个所述导风圈沿第一方向排列；

所述导风圈的第一端在横截面上的形状呈椭圆形，所述椭圆形的短边平行所述第一方向。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在上述设置中，导风圈可包裹于风机的周侧，从而使得自换热***的上游流向风机的气流能够以平行导风圈的轴线的方向运动，即气流能够以平行风机的轴线的方向运动，直至其到达风机的风叶，以使风叶能够更好地带动气体流动，并使更多的气体流出导风圈、流向换热***的下游，从而提升风机组件的出风量；当出风量为恒定值时，可适当降低风机的转速，从而减低噪音。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

图1是本申请一实施例的风机组件的立体结构示意图。

图2是本申请一实施例的风机组件的平面结构示意图。

图3是本申请一实施例的风机组件的另一平面结构示意图。

图4是本申请一实施例的风机组件的又一平面结构示意图。

图5是本申请一实施例的风机组件的再一平面结构示意图。

图6是图4中A-A方向的剖面结构示意图。

图7是图5中B-B方向的剖面结构示意图。

图8是一种的风机组件的剖面结构示意图。

图9是本申请一实施例的风机组件的再一平面结构示意图。

附图标记说明

风机组件 10

上游 20

下游 30

导风圈 100

第一扩展部 101

第二扩展部 102

第三扩展部 103

聚流部 104

第一转折位置 105

第二圆弧 107

内壁 110

容纳空间 120

第一端 130

第二端 140

加强筋 150

卡槽 160

沿边 170

定位孔 171

风机 200

风叶 210

轴部 220

顶端 230

底端 240

电机 300

转动轴 400

第一数值 d1

第二数值 d2

高度方向 H

第一方向 X

第二方向 Y

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性所描述的实施例并不代表与本申请相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

下面结合附图，对本申请实施例进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本申请公开了一种应用于换热***的风机组件10。

如图1-图5所示，必要时参考图6和图7所示，风机组件10包括导风圈100、风机200和电机300。其中，风机200的轴线与导风圈100的轴线重合。风机200包括风叶210和轴部220，风叶210的个数为多个，并且，分布于轴部220的周侧。电机300通过转动轴400带动轴部220旋转的方式，带动风叶210转动，从而带动空气自上游20流向下游30。

需要说明的是，风机组件10配置为安装于换热***中的换热器的周侧，风机组件10可加速换热器周围的空气流动，以提升换热器的换热效率。风机组件10的靠近换热器的一侧作为上游20，远离换热器的一侧作为下游30。风机组件10中的风机200转动时，可带动空气自上游20流向下游30，即带动换热器周侧的空气流动，以提升的换热器的换热效率。

如图6和图7所示，导风圈100套设于风机200的周侧，以引导气流流动。导风圈100呈环状，并且导风圈100的内壁110围成配置为包裹风机200的容纳空间120。换言之，风机200沿轴向包括顶端230和底端240，当风机200设置于导风圈100的容纳空间120时，风机200的顶端230和底端240均可被导风圈100包裹。

如图8所示，在现有设计中，风机1的底部伸出导风圈2。通常在对风机1进行设计制作的过程中，风叶3会相对于水平方向进行一定角度的翻转，以使沿风机1的轴向流向风叶3的气体能更好的被风叶3带动，以使其自下游流向上游。而在该设计中，风机1转动会造成负压，从而对风机1周侧的空气起到吸引的作用。然后，由于风机1的靠近上游20的底部伸出导风圈2，从而使得露出导风圈2一侧的风机1的周侧的气体会以垂直风机1的轴线的方向靠近风机1的风叶3，如图中虚线箭头所示。风叶3无法有效的带动该部分气体沿风机1的轴向运动，并使其向下游30移动，从而导致风机组件4的出风量较小。同时，为了满足换热***所需的出风量，以保证换热器的换热效率，则需要增大风机1的转速，故需提升电机5的转速，从而造成噪音较大、能耗较大等问题。

如图6和图7所示，在本设计中，风机200设置于容纳空间120中，即导风圈100可完全包裹于风机200的周侧。即，沿高度方向H导风圈100包括第一端130和第二端140，第一端130朝向下游30，第二端140朝向上游20，气流可自第二端140流向第一端130。当风机200设置于导风圈100的容纳空间120时，底端240相较于顶端230靠近第二端140。导风圈100的第二端140相较于风机200的底端240远离第一端130，导风圈100的第一端130相较于风机200的顶端230远离第二端140。导风圈100当风机200转动时，容纳空间120中的气压减小，下游30的空气自第二端140进入导风圈100中，并在风机200的风叶210的带动下，自第一端130流出导风圈100，流向下游30。其中，自上游20流入导风圈100中的气体的流动方向如图中虚线箭头所示。自第二端140进入导风圈100中的气体在导风圈100的内壁110的引导下，沿着平行导风圈100的轴线的方向向风机200的风叶210移动。由于导风圈100的轴线与风机200的轴线重合，故可自上游20流向风机200的气体的流动方向平行风机200的轴线。通过上述设置，使得风叶210能够更好的带动气体转动，并使其向靠近下游30的方向移动。风机组件10中的气体的流量较大，即提升风机组件10的出风量，并且有利于提升换热***的换热效率。同时，当出风量为恒定值时，可适当降低风机200的转速，换言之，可适当降低电机300的转速，从而减低噪音，减小能耗。

通过实验可得到下表数据。

当电机和风机的转速相同时，现有设计的风机组件和本设计的风机组件的出风量的数据如表1所示。当风机组件的出风量相同时，现有设计的风机组件和本设计的风机组件的噪音的数据如表2所示。

表1

通过表1记载数据可知，当电机和风机的转速相同时，本设计的风机组件的出风量相较于现有设计有大幅提升，出风量的提升范围大致在5％左右。

表2

通过表2记载数据可知，当风机组件的出风量相同时，本设计的风机组件的噪音相较于现有设计有大幅降低，噪音降低的范围大致1分贝(dBA)至1.2分贝(dBA)左右。

进一步的，自第二端140指向第一端130的方向，靠近第一端130的导风圈100的内壁110向外扩展，向外扩展的至少部分导风圈100形成第一扩展部101。在使用过程中，气体在风机200的带动下自第二端140流向第一端130。当气体运动至靠近第一端130的位置时，其流速较快，动压较大。若自导风圈100流出的气体的流速过大时，气体会直接向远离导风圈100的方向移动并直接进入大气，无法与对位于下游30的装置进行有效的热交换，换热***的换热效率较低。

通过设置第一扩展部101，使得导风圈100的靠近下游30的一侧的尺寸变大，从而使得使得流经气体在流至第一扩展部101后流速降低，即将该部分气体的动压转化为静压，从而使得流向下游30的气体能够的更好的与位于下游30的装置接触，实现热交换，以提升换热***的换热效率。

通过大量实验可知，如图6所示，当第一扩展部101与导风圈100的轴线的夹角α大于等于3°，并且，小于等于40°时，能够较好的将气体的动压转化为静压，同时，保证能够保证气体的具有足够的流速，以流向下游30并用户热交换。

进一步的，导风圈100还包括聚流部104，聚流部104相对于第一扩展部101远离第一端130。聚流部104的内壁110的尺寸小于等于第一扩展部101的内壁110的尺寸，并且，自第二端140指向第一端130的方向，聚流部104的各个位置的尺寸相同。在实际使用过程中，当风机200的风叶210与导风圈100的内壁110之间间隙过大时，导风圈100中的气体无法很好的被风机200的风叶210带动，从而会影响风机组件10的出风量，故设置尺寸小于第一扩展部101的聚流部104，聚流部104可对气体起到导流和聚集的作用，从而使得自上游20流入导风圈100中的气体能够更好的到达风叶210，并在风叶210的带动下，流向下游30。

通过大量实验证明，将风机200至导风圈100的内壁110的最小距离作为第二数值d2，当第二数值d2与风机200的半径R的比值大于等于0.01，并且，小于等于0.04时，导风圈100中的气体能够更好的到达风叶210，并在风叶210的带动下流动。在本实施例中，聚流部104的内壁110至导风圈100的距离最小，换言之，聚流部104的内壁110至风机200的距离与风机200的半径的比值大于等于0.01，并且，小于等于0.04，以提升出风量。

进一步的，自第一端130指向第二端140的方向，靠近第二端140的导风圈100的内壁110向外扩展。通过上述设置，可增大导风圈100的朝向下游30的第二端140的尺寸，从而使得更多的气体能够进入到导风圈100中，并可在风机200的带动下运动。同时，在实验过程中，发明人(们)发现，当气体在狭小的空间中流动时，会造成较大的噪音。换言之，当导风圈100的内壁110与风机200的风叶210之间的间隙过小时，气体在狭小的空间中流动会造成较大的噪音。为了平衡出风量和噪音的问题，通过扩展部分导风圈100的内壁110的尺寸，可增大该部分导风圈100与风机200之间间隔的距离。当导风圈100与风机200之间的距离增大时，可有效的减小噪音。

进一步的，导风圈100包括第一转折位置105，第一转折位置105位于聚流部104的靠近第二端140的一侧。自第一端130指向第二端140的方向，第一转折位置105的远离第一端130一侧的导风圈100的内壁110向外扩展。第一转折位置105的远离第一端130一侧的导风圈100包括沿轴向连接的第二扩展部102和第三扩展部103，第三扩展部103相较于第二扩展部102远离第一端130。第二扩展部102的斜率大于第三扩展部103的斜率。通过上述设置，使得第二扩展部102的内壁110尺寸迅速增大，即快速增大内壁110与风叶210之间的距离，减小噪音。同时，为了避免风机组件10占用过大的空间，从而减小第三扩展部103的斜率。

在本实施例中，聚流部104的两端分别连接第一扩展部101和第二扩展部102。或者，在其他实施例中，导风圈100还可包括连接部，连接部的两端分别连接第一扩展部101和第二扩展部102，聚流部104作为连接部的至少部分。

如图所示，第二扩展部102与位于其上方的导风圈100的至少部分通过第一圆弧106平滑连接，即第一圆弧106的两端连接第二扩展部102和聚流部104，以实现第二扩展部102和聚流部104的平滑连接。第一圆弧106的半径r1与风机200的半径R之比大于等于0.04，并且，小于等于0.15。第二扩展部102和第三扩展部103通过第二圆弧107平滑连接，第二圆弧107的半径r2与风机200的半径R之比大于等于0.04，并且，小于等于0.15。通过实验表明，当第一圆弧r1和第二圆弧r2的半径与风机200的半径R之比落入上述范围时，即可实现第二扩展部102的快速扩展，又可保证导风圈100的强度，避免导风圈100上出现应力集中的现象，同时，保证风机组件10所占用的面积维持在合理范围内。

进一步的，在本实施例中，第一转折位置105为聚流部104的与所述第二扩展部102连接的一端。第一转折位置105与风机200的中心沿自第一端130指向第二端140的方向的距离也为第一数值d1，换言之，第一数值d1为第一转折位置105与风叶210的中心沿高度方向H上的距离。第一数值d1与风机200的半径R之比小于等于0.08。通过上述设置，可使得第二扩展部102不会影响聚流部104对气流的引导作用，使得更多的气体能够被风叶210带动，并流向下游30，从而保证风机组件10的出风量。同时，可最大程度上减小风机200转动时带来的噪音。

需要说明的是，此时说指的风叶210的中心位置，为风叶210的顶端至风叶220的底端的连线211的中点212所处的位置。

如图1、图4和图5所示，在本实施例中，导风圈100的外壁设置有加强筋150，加强筋150沿导风圈100的轴向和周向分布，以提升导风圈100的强度。当然，在其他实施例中，加强筋150也可仅沿导风圈100的轴向或者周向分布。

进一步的，如图1所示，导风圈100的第二端140沿轴向向内凹陷形成卡槽160。风机组件10可通过卡槽160卡设于其他装置的上方，从而实现和换热***中其他装置设备的配合连接。

进一步的，导风圈100的第一端130沿周向向外延伸形成沿边170，沿边170上设有定位孔171，螺栓、螺钉等紧固件可穿设于定位孔171中。风机组件10可通过定位孔171、紧固件等实现与其他装置紧固连接，从而实现和换热***中其他装置设备的固定。

进一步的，如图9所示，在本实施例中，风机200和导风圈100的个数均为多个，并且，风机200和导风圈100的个数相同，一个导风圈100中设置有一个风机200。多个导风圈100沿第一方向X排列。

导风圈100的第一端130在横截面上的形状呈椭圆形，椭圆形的短边500平行第一方向X，椭圆形的长边600平行第二方向Y，第一方向X垂直第二方向Y。换言之，第一扩展部101在横截面上的形状呈椭圆形。当多个导风圈100沿第一方向X排列设置时，相邻的导风圈100的尺寸较小的一端相互抵靠，从而减小了风机组件10所占用的面积。

以上所述仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种导风圈，所述导风圈配置为套设风机并引导气流流动，其特征在于，所述导风圈的内壁围成配置为包裹所述风机的容纳空间。

2.如权利要求1所述的导风圈，其特征在于，沿高度方向所述导风圈包括第一端和第二端，所述气流可自所述第二端流向所述第一端；

自所述第二端指向所述第一端的方向，靠近所述第一端的所述导风圈的内壁向外扩展，向外扩展的至少部分所述导风圈形成第一扩展部。

3.如权利要求2所述的导风圈，其特征在于，所述第一扩展部与所述导风圈的轴线的夹角大于等于3°，并且，小于等于40°。

4.如权利要求2所述的导风圈，其特征在于，所述导风圈还包括聚流部，所述聚流部相对于所述第一扩展部远离所述第一端；

所述聚流部的内壁的尺寸小于等于所述第一扩展部的内壁的尺寸，并且，自所述第二端指向所述第一端的方向，所述聚流部的各个位置的尺寸相同。

5.如权利要求1所述的导风圈，其特征在于，沿高度方向所述导风圈包括第一端和第二端，所述气流可自所述第二端流向所述第一端；

自所述第一端指向所述第二端的方向，靠近所述第二端的所述导风圈的内壁向外扩展。

6.如权利要求5所述的导风圈，其特征在于，所述导风圈包括第一转折位置，自所述第一端指向所述第二端的方向，所述第一转折位置的远离所述第一端一侧的所述导风圈的内壁向外扩展；

所述第一转折位置的远离所述第一端一侧的所述导风圈的内壁包括沿轴向连接的第二扩展部和第三扩展部，所述第三扩展部相较于所述第二扩展部远离所述第一端；

所述第二扩展部的斜率大于所述第三扩展部的斜率。

7.如权利要求6所述的导风圈，其特征在于，所述风机设置于所述容纳空间，所述风机的轴线与所述导风圈的轴线重合；

所述风机包括风叶，所述第一转折位置与所述风叶的中心沿自所述第一端指向所述第二端的方向的距离为第一数值，所述第一数值与所述风机的半径之比小于等于0.08。

8.如权利要求6所述的导风圈，其特征在于，所述风机设置于所述容纳空间；

所述第二扩展部与位于其上方的所述导风圈的至少部分通过第一圆弧平滑连接，所述第一圆弧的半径与所述风机的半径之比大于等于0.04，并且，小于等于0.15；和/或，所述第二扩展部和所述第三扩展部通过第二圆弧平滑连接，所述第二圆弧的半径与所述风机的半径之比大于等于0.04，并且，小于等于0.15。

9.如权利要求1所述的导风圈，其特征在于，所述导风圈的外壁设置有加强筋，所述加强筋沿所述导风圈的轴向和/或周向分布；和/或，

沿高度方向所述导风圈包括第一端和第二端，所述气流可自所述第二端流向所述第一端；所述导风圈的第二端沿轴向向内凹陷形成卡槽；和/或，

沿高度方向所述导风圈包括第一端和第二端，所述气流可自所述第二端流向所述第一端；所述导风圈的第一端沿周向向外延伸形成沿边，所述沿边上设有定位孔。

10.一种风机组件，其特征在于，所述风机组件包括风机和如权利要求1-9中任意一项所述的导风圈，所述风机设置于所述容纳空间中；

沿高度方向所述导风圈包括第一端和第二端，所述风机转动以带动气流自所述第二端流向所述第一端；所述风机沿轴向包括顶端和底端，所述底端相较于所述顶端靠近所述第二端；

所述导风圈的所述第二端相较于所述风机的所述底端远离所述第一端，所述导风圈的所述第一端相较于所述风机的所述顶端远离所述第二端。

11.如权利要求10所述的风机组件，其特征在于，所述风机至所述导风圈的内壁的最小距离为第二数值，所述第二数值与风机的半径的比值大于等于0.01，并且，小于等于0.04。

12.如权利要求10所述的风机组件，其特征在于，所述风机和所述导风圈的个数均为多个，并且，所述风机和所述导风圈的个数相同，一个导风圈中设置有一个风机；多个所述导风圈沿第一方向排列；

所述导风圈的第一端在横截面上的形状呈椭圆形，所述椭圆形的短边平行所述第一方向。

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