CN217558634U - 一种导风圈、风机及电器设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种导风圈、风机及电器设备。在导风圈的外壁面上呈螺旋状设有多个导风肋条，将导风圈的出口端嵌入至叶轮的入风口。在叶轮转动时，导风肋条将返回至间隙的回流气流旋转，导风肋条的螺旋出口方向和叶轮的叶片前缘进气流速度方向一致，旋转后的气流以合适的角度进入叶轮内部，降低回流气流对叶轮内进气流的冲击，提升风机风量和气动静压效率，实现制冷能效比提升，提升导风圈的结构强度，不影响风机可靠性、寿命和量产性，克服采用常规导风圈时回流气流直接冲击到叶片的上表面造成大范围的分离流动。具有该导风圈的风机、具有该风机的电器设备，同样能提升风机风量和气动静压效率和制冷能效比。

Description

一种导风圈、风机及电器设备

技术领域

本申请实施例涉及风机结构技术领域，尤其涉及一种导风圈、风机及电器设备。

背景技术

大功耗的电器设备(如数据中心)在工作时会产生大量的热，可通过风机产生气流进行风冷散热。比如采用如图1所示的离心风机，离心风机包括导风圈100’、叶轮200’和电机300’，导风圈100’的一端嵌入叶轮200’的入风口211’，导风圈100’和叶轮 200’入风口211’内壁之间形成间隙115’。电机300’和叶轮200’连接以驱动叶轮200’转动，转动的叶轮200’对气体做功，使外部空气经过导风圈100’平滑进入叶轮200’内再被传送至叶轮200’外部，所形成的进气流1’对发热器件风冷散热。导风圈100’和叶轮200’的间隙115’存在影响较大的高速回流气流2’，会导致风机风量和气动静压效率较低，进而使制冷能效比难以提升。

实用新型内容

本申请实施例提供一种导风圈、风机及电器设备，解决了现有风机中的导风圈和叶轮的间隙存在影响较大的高速回流，导致风机风量和气动静压效率较低的问题。

为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种导风圈，导风圈具有气流通道，气流通道具有相对设置的入口端和出口端，出口端嵌入叶轮的入风口内，出口端的外壁面和叶轮的入风口的内壁面之间形成间隙，导风圈的外壁面沿周向呈螺旋状设置有多个导风肋条，导风肋条用于将经过间隙回到叶轮内的回流气流旋转，导风肋条的螺旋出口方向和叶轮的叶片前缘进气流速度方向一致。

本申请实施例提供的导风圈，在导风圈的外壁面上呈螺旋状设有多个导风肋条，将导风圈的出口端嵌入至叶轮的入风口。在叶轮转动时，导风肋条将返回至间隙的回流气流旋转，导风肋条的螺旋出口方向和叶轮的叶片前缘进气流速度方向一致，旋转后的气流以合适的角度进入叶轮内部，降低回流气流对叶轮内进气流的冲击，提升风机风量和气动静压效率，实现制冷能效比提升，提升导风圈的结构强度，不影响风机可靠性、寿命和量产性，克服采用常规导风圈时回流气流直接冲击到叶片的上表面造成大范围的分离流动。

在一种可选实现方式中，每个导风肋条具有相对的第一起始端和第一终止端，第一起始端朝向入口端设置，第一终止端邻近出口端的边缘设置或延伸至出口端的边缘。导风肋条能导引回流气流沿着第一起始端至第一终止端的方向流动，以一定预旋速度经过间隙进入叶轮内。

在一种可选实现方式中，导风肋条的厚度范围是0.5毫米(mm)～3mm。结构容易成型，在有效空间内布置更多的导风肋条，使得回流气流获得一定的预旋速度由间隙射入叶轮，降低回流气流对叶轮内部气流的影响。

在一种可选实现方式中，导风肋条的最大径向高度h_o和间隙的宽度g满足以下关系： 1mm≤h_o≤2g。导风肋条容易成型，便于导风圈出口端嵌入装配至叶轮的入风口处并形成一定间隙，并且能使回流气流获得一定的预旋速度由间隙射入叶轮内部。

在一种可选实现方式中，导风肋条的入口角β_o1范围是-10°～10°；导风肋条的出口角β_o2范围是-15°～45°。导风肋条能将经过间隙的回流气流旋转合适角度后进入叶轮内部，降低回流气流对叶片附近和叶轮进气流的影响。

在一种可选实现方式中，在由出口端至入口端的方向，每个导风肋条具有相连接的第一表面和凹曲面，第一表面和叶轮的入风口内壁面相对设置，第一表面和叶轮的入风口内壁面的间距大于或等于间隙的宽度，凹曲面和导风圈的外壁面朝向相同方向凹陷。导风肋条不会改变导风圈和叶轮的间隙宽度，便于导风圈和叶轮的装配。导风肋条远离导风圈外侧壁的部分顶部设置为凹曲面，这样导风肋条的大部分区域能对回流气流进行有效导流，使回流气流获得一定预旋速度。

在一种可选实现方式中，经过导风肋条旋转的气流流向叶轮的叶片叶尖，叶轮的叶片叶尖的气流攻角范围是-5°～15°。有利于降低回流气流对叶轮内进气流的影响，从而提升风机风量和气动静压效率。

在一种可选实现方式中，出口端的内壁面沿周向设置有多个凸起条，每个凸起条具有相对的第二起始端和第二终止端，第二起始端朝向入口端设置，第二终止端邻近出口端的边缘设置或延伸至出口端的边缘。通过在导风圈出口端的内壁面设置多个凸起条，产生一定的流向涡，增加导风圈出口端附近内壁面边界层气流与主流高动能气流的掺混作用，从而减少导风圈出口端附近的脱落涡影响，提升风机风量和气动静压效率，降低风机噪声。

在一种可选实现方式中，凸起条的厚度范围是0.3mm～1.5mm。只在导风圈出口端外壁面的局部较小区域设置多个凸起条，容易生产制造，避免设置过大厚度的凸起条和凹槽结构带来额外的气动阻力。

在一种可选实现方式中，凸起条的轴向高度范围是1mm～15mm。凸起条的轴向高度按照以上范围设置，容易生产制造，避免设置过大轴向高度的凸起条带来额外的气动阻力。

在一种可选实现方式中，第二终止端和出口端的边缘的间距s_i范围是0mm～3mm。在导风圈出口端附近产生一定的流向涡，减少导风圈出口端附近的脱落涡对叶轮进气流的影响。

在一种可选实现方式中，凸起条的顶部轮廓线和出口端的内壁面的最大法向距离范围是0.3mm～1mm凸起条的最大高度按照以上范围设置，容易生产制造，避免设置过大高度的凸起条带来额外的气动阻力。

在一种可选实现方式中，凸起条的入口角范围是-10°～10°，凸起条的出口角范围是 -10°～10°。凸起条能在导风圈出口端附近产生一定的流向涡，减少导风圈出口端附近的脱落涡对叶轮进气流的影响。

在一种可选实现方式中，在由第二起始端至第二终止端的方向上，凸起条的顶部轮廓线和出口端的内壁面的法向距离逐渐变大再逐渐变小。该凸起条能在导风圈出口端附近产生一定的流向涡，减少导风圈出口端附近的脱落涡对叶轮进气流的影响。

第二方面，本申请实施例提供一种风机，包括：叶轮以及上述的导风圈，叶轮用于与风机的驱动装置连接，导风圈的出口端嵌入叶轮的入风口内。在设置以上实施例导风圈后，风机风量和气动静压效率得到有效提升。

第三方面，本申请实施例提供一种电器设备，包括上述的风机。

附图说明

图1为常规风机的剖视图；

图2为常规导风圈的立体结构图；

图3为本申请实施例提供导风圈的立体结构和局部放大图；

图4为图3的导风圈应用于风机时的立体装配图；

图5为图4的风机的立体剖视图；

图6为图4的风机的局部剖视图；

图7为图4的风机的另一角度立体装配图；

图8为图3的导风圈的局部放大图；

图9中的(a)、(b)分别为导风肋条的主视图和侧视图；

图10为采用常规导风圈的风机的流场仿真图；

图11为采用图4的风机的流场仿真图；

图12为本申请另一实施例提供导风圈的立体结构和局部放大图；

图13为图12的导风圈应用于风机时的立体装配图；

图14中的(a)、(b)分别为凸起条的主视图和侧视图；

图15为采用常规导风圈的风机的流场仿真及局部放大图；

图16为图13的风机的流场仿真及局部放大图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。虽然本申请的描述将结合一些实施例一起介绍，但这并不代表此申请的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作为申请介绍的目的是为了覆盖基于本申请的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本申请的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本申请也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本申请的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是可拆卸地连接，也可以是不可拆卸地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例中，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

在如图1、图2所示常规风机中，导风圈100’为静止件，叶轮200’为转动件。导风圈100’的一端嵌入叶轮200’的入风口211’，即导风圈100’和叶轮200’之间存在轴向重合的部分，径向上存在间隙115’，以便于叶轮200’转动。

在叶轮200’转动时，外部空气被吸入导风圈100’内，形成经过叶轮200’的进气流1，并且使导风圈100’及其前方形成“负压”区域3，在叶轮200’的外侧形成“正压”区域4。在正负压差的作用下，叶轮200’外侧的气流将会由导风圈100’和叶轮200’的间隙115’射入叶轮200’内部，形成回流气流2’。经过间隙115’的气流会冲击叶轮200’叶片附近和叶轮流道内的气流，这是风机内泄漏产生的二次流，会导致风机风量和风机气动静压效率较低，进而使制冷能效比难以提升。

其中，风机气动静压效率是风机产生的风量(Q)和在此风量产生的风压(P)的乘积与此时风机功率(W)的比值，即风机气动静压效率η＝P*Q/W。风机功率就是风机所需轴功率。制冷能效比是额定制冷量与额定功率(耗电量)的比值，用于表示制冷***的能源转换效率。

为了解决现有风机中的导风圈和叶轮的间隙存在影响较大的高速回流，导致风机风量和气动静压效率较低的问题，参阅图3至图6，本申请实施例提供一种导风圈100，导风圈100具有气流通道110，气流通道110具有相对设置的入口端111和出口端112，出口端112嵌入叶轮200的入风口211内，出口端112的外壁面113和叶轮200的入风口 211的内壁面之间形成间隙115，导风圈100的外壁面113沿周向呈螺旋状设置有多个导风肋条120，导风肋条120用于将经过间隙115回到叶轮200内的回流气流2旋转，结合图7，导风肋条120的螺旋出口方向和叶轮200的叶片220前缘221进气流速度方向一致。

其中，导风圈100可应用于离心风机、混流风机中。

参阅图7，叶轮200包括呈周向分布的多个叶片220，每个叶片220具有相对设置的前缘221和后缘222，以及相对设置的叶尖223和叶根224。前缘221、叶尖223、后缘 222和叶根224依次连接，分别为叶片220的四条边缘。叶尖223为靠近导风圈100的一侧边。在叶轮200转动过程中，进入叶轮200内的气流会由叶片220的前缘221向后缘222流动。

结合图8，导风肋条120的螺旋出口方向是指导风肋条120靠近出口端112的一端(即下面提到的第一终止端122)中心线切向线方向。结合图7，导风肋条120的螺旋出口方向和叶轮200的叶片220前缘221进气流速度方向一致，这两个方向并不是绝对同向，可以有一定角度偏差，比如-10°～10°。

本申请实施例提供的导风圈100，参阅图3至图6，在导风圈100的外壁面113上呈螺旋状设有多个导风肋条120，将导风圈100的出口端112嵌入至叶轮200的入风口211。在叶轮200转动时，导风肋条120将返回至间隙115的回流气流2旋转，导风肋条120 的螺旋出口方向和叶轮200的叶片220前缘221进气流速度方向一致，旋转后的气流以合适的角度进入叶轮200内部，降低回流气流2对叶轮200内进气流1的冲击，提升风机风量和气动静压效率，实现制冷能效比提升，提升导风圈100的结构强度，不影响风机可靠性、寿命和量产性，克服采用常规导风圈时回流气流直接冲击到叶片的上表面造成大范围的分离流动。

在设置导风圈100时，参阅图6，导风圈100内壁可设置为流线型的收缩式气流通道110，由入口端111至出口端112的方向，气流通道110的内径由大逐渐变小，再逐渐变大，入口端111的内径大于出口端112的内径。叶轮200在转动时，导风圈100前方的气流能平滑经过该气流通道110进入叶轮200内部。参阅图3，导风肋条120可均匀地布置在导风圈100的外壁面113上，形成螺旋状结构。导风圈100和导风肋条120 可以为一体成型结构，容易加工。

在设置叶轮200时，参阅图4，叶轮200包括顶板210、底板230和置于顶板210和底板230之间的若干叶片220。结合图5、图7，叶片220的叶尖223和顶板210连接，叶片220的叶根224和底板230连接。入风口211设置在顶板210上，相邻两个叶片220 之间形成叶轮流道，并在叶轮流道的端部形成出风口201。在电机300驱动下，叶轮200 转动并对气体做功，使空气被吸入导风圈100后进入叶轮200内，接着转折90°后流出出风口201外。

在一些实施例中，参阅图3、图8，每个导风肋条120具有相对的第一起始端121和第一终止端122，第一起始端121朝向入口端111设置，第一终止端122邻近出口端112 的边缘设置或延伸至出口端112的边缘。导风肋条120设置在导风圈100出口端112的外壁面113上，在导风圈100出口端112嵌入叶轮200入风口211时，第一起始端121 位于叶轮200入风口211外部，第一终止端122位于叶轮200入风口211内，结合图6，导风肋条120能导引回流气流2沿着第一起始端121至第一终止端122的方向流动，以一定预旋速度经过间隙115进入叶轮200内。

参阅图3、图9中的(a)，y向是导风圈一径向，z向是导风圈轴向，在yz平面上，导风肋条120的第一起始端121和第一终止端122的z向位置分别是z_o1和z_o2，那么导风肋条120的轴向高度l_o＝z_o2-z_o1。导风肋条120的第一起始端121位置z_o1不小于导风圈100 入口端111的z向位置，第一终止端122位置z_o2不超出导风圈100出口端112的z向位置，即该导风肋条120的轴向高度l_o小于导风圈100的轴向高度。

在一些实施例中，参阅图9中的(a)，导风肋条120的厚度t_o范围是0.5毫米(mm) ～3mm。导风肋条120的厚度t_o按以上范围取值，结构容易成型，在有效空间内布置更多的导风肋条120，结合图5，使得回流气流2获得一定的预旋速度由间隙115射入叶轮 200，降低回流气流2对叶轮200内部气流1的影响。导风肋条120厚度设置过小不便于成型，设置过大在有限空间内布置的导风肋条120数量较少。

示例性的，导风肋条120的厚度t_o可以是0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm 等等，按需设置。

在一些实施例中，参阅图6、图9中的(b)，导风肋条120的最大径向高度h_o和间隙115的宽度g满足以下关系：1mm≤h_o≤2g。导风肋条120的最大径向高度h_o是指在导风圈100的径向上导风肋条120的根部125至顶部126的最大距离。如图9中的(b)所示，x 向是导风圈另一径向，z向是导风圈轴向，在xz平面上，导风肋条120的最大径向高度 h_o就是导风肋条120在x方向上的最大尺寸。结合图6，间隙115的宽度g是指在导风圈 100的径向上导风圈100出口端112的外壁面113和叶轮200入风口211内壁面的间距。导风肋条120的最大径向高度h_o不超过间隙115宽度g的2倍，最小为1mm，使得导风肋条120容易成型，便于导风圈100出口端112嵌入装配至叶轮200的入风口211处并形成一定间隙115，并且能使回流气流2获得一定的预旋速度由间隙115射入叶轮200 内部。最大径向高度h_o设置过小不便于成型，设置过大不便于导风圈100和叶轮200的装配。

示例性的，间隙115的宽度g范围是3mm～10mm，按需设置。在间隙115的宽度g 为5mm时，导风肋条120的最大径向高度h_o可以是1mm、2mm、5mm、6mm、8mm、 10mm等等，按需设置。

在一些实施例中，参阅图9中的(a)，导风肋条120的入口角β_o1范围是-10°～10°；导风肋条120的出口角β_o2范围是-15°～45°。导风肋条120的入口角β_o1是指导风肋条120 的中心线起点(即第一起始端121位置)切向线与导风圈轴向(即z向)的夹角。导风肋条120的出口角β_o2是指导风肋条120的中心线终点(即第一终止端122位置)切向线与导风圈轴向的夹角。导风肋条120的出口角方向就是导风肋条120的螺旋出口方向。该方案中，结合图5，导风肋条120能将经过间隙115的回流气流旋转合适角度后进入叶轮200内部，降低回流气流2对叶片220附近和叶轮200进气流1的影响。

示例性的，导风肋条120的入口角β_o1可以是-10°、-5°、-1°、0°、-1°、5°、10°等等，导风肋条120的出口角β_o2可以是-15°、-10°、-5°、-0°、10°、20°、30°、45°等等，按需设置。

在一些实施例中，参阅图6、图9中的(b)，在由出口端112至入口端111的方向，每个导风肋条120具有相连接的第一表面123和凹曲面124，第一表面123和叶轮200 的入风口211内壁面相对设置，第一表面123和叶轮200的入风口211内壁面的间距大于或等于间隙115的宽度g，凹曲面124和导风圈100的外壁面113朝向相同方向凹陷。将导风肋条120伸入叶轮200入风口211的一部分顶部126定义为第一表面123，使第一表面123和叶轮200的入风口211内壁面的间距大于或等于间隙115的宽度g，使得导风肋条120不会改变导风圈100和叶轮200的间隙115宽度g，便于导风圈100和叶轮200 的装配。导风圈100的气流通道110外径由大逐渐变小再逐渐变大，导风肋条120适配导风圈100外壁面113的起伏程度去设计，即导风肋条120远离导风圈100外侧壁的部分顶部126设置为凹曲面124，这样导风肋条120的大部分区域能对回流气流进行有效导流，使回流气流获得一定预旋速度。其中，第一表面123可以设置为平面或曲面。

在一些实施例中，参阅图5、图7，经过导风肋条120旋转的气流流向叶轮200的叶片220叶尖223，叶轮200的叶片220叶尖223的气流攻角范围是-5°～15°。该气流攻角是指叶片220在前缘221至后缘222方向横截面上的中弧线在前缘221位置的切向线和来流方向的夹角。通过设置导风肋条120，使叶片220叶尖223的气流攻角满足上述角度范围，有利于降低回流气流2对叶轮200内进气流1的影响，从而提升风机风量和气动静压效率。气流攻角过大或过小，都会使回流气流2直接冲击到叶轮200叶片220上，造成大范围的分离流动，降低风机风量和气动静压效率。

具体的，叶轮200的叶片220叶尖223的气流攻角范围是0°～10°，通过设置导风肋条120，使叶尖223的气流攻角在该范围内，进一步降低回流气流2对叶轮200内进气流1的影响。示例性的，叶轮200的叶片220叶尖223的气流攻角可以是0°、1°、5°、9°、 10°等等，按需设置。

为了验证本申请实施例的导风圈100能降低回流气流对叶轮内进气流的影响，下面对如图1所示采用常规导风圈的风机和如图4所示采用本申请导风圈100的风机进行仿真实验。

这两台风机均满足以下特征，采用电子换向(electrical commutation，EC)电机的离心风机。风机参数为：叶轮直径为660mm，转速为1800每分钟转圈数(rpm)，导风圈的整体轴向高度为80mm，导风圈出口端嵌入叶轮入风口的深度为15mm，导风圈与叶轮的间隙宽度为5mm。

采用本申请导风圈100的风机还满足以下特征，参阅图3、图9中的(a)和(b)，在导风圈100的外壁面113周向均匀布置36个导风肋条120，导风肋条120的厚度t_o为1mm，最大径向高度h_o为5.3mm，轴向高度l_o为61mm，第一终止端122与导风圈100出口端 112边缘位置重合。导风肋条120入口角β_o1为0°，出口角β_o2为45°。

根据仿真实验，相比于常规导风圈的风机，具有本申请导风圈的风机的气动静压效率提升1％。图10和图11分别展示了常规风机和本申请风机在回流区域的漩涡和漩涡核心位置，箭头的方向和长度分别表示气流方向和大小。在风机的叶轮200转动时，在叶轮200外侧和导风圈100内部之间压差下，叶轮200外侧的气流将会返回间隙115并射入叶轮200内部。

参阅图10，常规导风圈100’的风机中，回流区域的漩涡核心位置比较靠外，即漩涡核心位置和导风圈100’轴线间的距离较大，漩涡对叶轮进气流的影响范围较大，使气动静压效率较低。

相比常规导风圈100’的风机，本申请风机中的导风圈100增加多个导风肋条120后，参阅图11，回流区域的漩涡核心位置更靠近导风圈100的轴线，漩涡对叶轮200进气流的影响范围较小，能改善叶轮200进气流的流动，从而提升气动静压效率。

在如图1所示的常规风机中，导风圈100’的一端伸入叶轮200’的入风口211’。导风圈100’伸入叶轮200’的端部间断处附近的流场，既受到上游来流非均匀性的影响，还受到叶轮200’内部气流的影响。导风圈100’伸入叶轮200’的端部附近会产生一定的脱落涡(或分离涡)，脱落涡进入叶轮200’后会在一定程度上影响叶轮200’进气流 1’流动，降低风机风量和气动静压效率，还可能增加风机噪声。

参阅图12、图13，本申请实施例提供的导风圈100，出口端112的内壁面114沿周向设置有多个凸起条130，每个凸起条130具有相对的第二起始端131和第二终止端132，第二起始端131朝向入口端111设置，第二终止端132邻近出口端112的边缘设置或延伸至出口端112的边缘。

通过在导风圈100出口端112的内壁面114设置多个凸起条130，产生一定的流向涡，增加导风圈100出口端112附近内壁面114边界层气流与主流高动能气流的掺混作用，从而减少导风圈100出口端112附近的脱落涡影响，提升风机风量和气动静压效率，降低风机噪声。当流场有一个主要的流向时，涡的方向和此流向平行的流体涡称为流向涡。

在设置凸起条130时，多个凸起条130可均匀地布置在导风圈100出口端112的内壁面114上。凸起条130的尺度可设置为比导风肋条120尺寸小很多，改善导风圈100 出口端112附近的气体流动特性即可，无需设置过大尺寸的凸起条130而带来额外的气动阻力。导风圈100和凸起条130可以为一体成型结构，容易加工。

在一些实施例中，参阅图14中的(a)，凸起条130的厚度t_i范围是0.3mm～1.5mm。y向是导风圈一径向，z向是导风圈轴向，凸起条130的厚度t_i是在yz平面上两条平行外轮廓线的距离。凸起条130的厚度t_i按照以上范围设置，只在导风圈100出口端112外壁面113的局部较小区域设置多个凸起条130，容易生产制造，避免设置过大厚度的凸起条和凹槽结构带来额外的气动阻力。示例性的，凸起条130的厚度t_i可以是0.3mm、0.5mm、 1mm、1.2mm、1.5mm等等，按需设置。

在一些实施例中，参阅图14中的(a)，凸起条130的轴向高度l_i范围是1mm～15mm。在yz平面上，凸起条130的第二起始端131和第二终止端132的z向位置分别是z_i1和z_i2，那么凸起条130的轴向高度l_i＝z_i2-z_i1。凸起条130的轴向高度l_i按照以上范围设置，容易生产制造，避免设置过大轴向高度的凸起条带来额外的气动阻力。示例性的，凸起条130 的轴向高度l_i可以是1mm、3mm、5mm、7mm、10mm、12mm、15mm等等，按需设置。

在一些实施例中，参阅图14中的(a)和(b)，第二终止端132和出口端112的边缘的间距s_i范围是0mm～3mm。采用以上方案能在导风圈100出口端112附近产生一定的流向涡，减少导风圈100出口端112附近的脱落涡对叶轮进气流的影响。

在一些实施例中，参阅图14中的(b)，凸起条130的顶部轮廓线133和出口端112 的内壁面114的最大法向距离h_i范围是0.3mm～1mm。x向是导风圈另一径向，z向是导风圈轴向，在xz平面上，凸起条130的顶部轮廓线133是凸起条130远离内壁面114的一侧边线。最大法向距离h_i是指在出口端112内壁面114的法向上内壁面114和凸起条 130顶部轮廓线133的最大距离，就是在内壁面114法向上凸起条130的最大高度。凸起条130的最大高度按照以上范围设置，容易生产制造，避免设置过大高度的凸起条130 带来额外的气动阻力。示例性的，最大法向距离h_i可以是0.3mm、0.5mm、0.7mm、0.9mm、 1mm等等，按需设置。

在一些实施例中，参阅图14中的(a)，凸起条130的入口角β_i1范围是-10°～10°，凸起条130的出口角β_i2范围是-10°～10°。凸起条130的入口角β_i1是指凸起条130的中心线起点(即第二起始端131位置)切向线与导风圈100轴向的夹角。凸起条130的出口角β_i2是指凸起条130的中心线终点(即第二终止端132位置)切向线与导风圈100轴向的夹角。该方案中，结合图13，凸起条130能在导风圈100出口端112附近产生一定的流向涡，减少导风圈100出口端112附近的脱落涡对叶轮进气流的影响。

示例性的，凸起条130的入口角β_i1可以是-10°、-5°、-1°、0°、-1°、5°、10°等等，凸起条130的出口角β_i2可以是-10°、-5°、-1°、0°、-1°、5°、10°等等，按需设置。

在一些实施例中，参阅图14中的(b)，在由第二起始端131至第二终止端132的方向上，凸起条130的顶部轮廓线133和出口端112的内壁面114的法向距离逐渐变大再逐渐变小。凸起条130可设置为大致呈三角形，或者呈三角形消去一个角而成的梯形，等等。结合图13，该凸起条130能在导风圈100出口端112附近产生一定的流向涡，减少导风圈100出口端112附近的脱落涡对叶轮进气流的影响。

为了验证本申请实施例的导风圈100能减少导风圈100出口端112附近脱落涡的影响，下面对如图1所示采用常规导风圈100’的风机和如图13所示采用本申请导风圈100 的风机进行仿真实验。

这两台风机均满足以下特征，采用电子换向(electrical commutation，EC)电机的离心风机。风机参数为：叶轮直径为660mm，转速为1800每分钟转圈数(rpm)，导风圈的整体轴向高度为80mm，导风圈出口端嵌入叶轮入风口的深度为15mm，导风圈与叶轮的间隙宽度为5mm。

采用本申请导风圈100的风机还满足以下特征，参阅图12、图14中的(a)和(b)，在导风圈100出口端112附近的内壁面114周向均匀布置36个凸起条130，凸起条130的厚度t_i为1.2mm，第二终止端132和出口端112边缘的间距s_i为2.5mm，凸起条130的轴向高度l_i为13.5mm，凸起条130的顶部轮廓线133和出口端112的内壁面114的最大法向距离h_i为1mm，凸起条130的入口角β_i1和凸起条130的出口角β_i2均为0°。

根据仿真实验，相比于采用常规导风圈100’的风机，采用本申请导风圈100的风机提升气动静压效率约0.6％。图15和图16分别展示了采用常规导风圈的风机和采用本申请导风圈的风机的流场仿真图。

参阅图15，常规导风圈100’的风机中，导风圈100’伸入叶轮200’的端部附近会产生一定的脱落涡，该区域气流显得比较紊乱，使风机的气动静压效率较低，噪声较大。

参阅图13、图16，本申请导风圈100在出口端112的内壁面114上增加多个凸起条130后，导风圈100出口端112附近的气流得到明显改善，该区域的气流变得比较顺畅，提升风机的气动静压效率，噪声较小。

参阅图4至图6，本申请实施例提供一种风机，包括：叶轮200以及上述的导风圈100，叶轮200用于与风机的驱动装置连接，导风圈100的出口端112嵌入叶轮200的入风口211 内。风机可以是离心风机、混流风机、风力发电机等，在设置以上实施例导风圈100后，风机风量和气动静压效率得到有效提升。

由于本风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。

示例性的，驱动装置可以是电机300，电机300的输出轴和叶轮200直接连接或通过传动机构间接连接，以驱动叶轮200转动。此外，驱动装置还可以是液压马达或其他转动驱动件。

参阅图4至图6，本申请实施例提供一种电器设备，包括上述的风机。电器设备可以是数据中心、通信基站、电器机柜、空调器等可采用风冷散热的场景。示例性的，电器设备为数据中心，数据中心具有大量芯片等高功耗器件，芯片在工作时会产生很多热量，通过本申请实施例的风机可对高功耗器件进行风冷散热。

由于本电器设备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。

最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种导风圈，其特征在于，所述导风圈具有气流通道，所述气流通道具有相对设置的入口端和出口端，所述出口端嵌入叶轮的入风口内，所述出口端的外壁面和所述叶轮的入风口的内壁面之间形成间隙，所述导风圈的外壁面沿周向呈螺旋状设置有多个导风肋条，所述导风肋条用于将经过所述间隙回到所述叶轮内的回流气流旋转，所述导风肋条的螺旋出口方向和所述叶轮的叶片前缘进气流速度方向一致。

2.根据权利要求1所述的导风圈，其特征在于，每个所述导风肋条具有相对的第一起始端和第一终止端，所述第一起始端朝向所述入口端设置，所述第一终止端邻近所述出口端的边缘设置或延伸至所述出口端的边缘。

3.根据权利要求1或2所述的导风圈，其特征在于，所述导风肋条的厚度范围是0.5mm～3mm；

和/或，所述导风肋条的最大径向高度h_o和所述间隙的宽度g满足以下关系：1mm≤h_o≤2g；

和/或，所述导风肋条的入口角范围是-10°～10°；所述导风肋条的出口角范围是-15°～45°。

4.根据权利要求1至3任一项所述的导风圈，其特征在于，在由所述出口端至所述入口端的方向，每个所述导风肋条具有相连接的第一表面和凹曲面，所述第一表面和所述叶轮的入风口内壁面相对设置，所述第一表面和所述叶轮的入风口内壁面的间距大于或等于所述间隙的宽度，所述凹曲面和所述导风圈的外壁面朝向相同方向凹陷。

5.根据权利要求1至4任一项所述的导风圈，其特征在于，经过所述导风肋条旋转的气流流向所述叶轮的叶片叶尖，所述叶轮的叶片叶尖的气流攻角范围是-5°～15°。

6.根据权利要求1至5任一项所述的导风圈，其特征在于，所述出口端的内壁面沿周向设置有多个凸起条，每个所述凸起条具有相对的第二起始端和第二终止端，所述第二起始端朝向所述入口端设置，所述第二终止端邻近所述出口端的边缘设置或延伸至所述出口端的边缘。

7.根据权利要求6所述的导风圈，其特征在于，所述凸起条的厚度范围是0.3mm～1.5mm；

和/或，所述凸起条的轴向高度范围是1mm～15mm；

和/或，所述第二终止端和所述出口端的边缘的间距范围是0mm～3mm；

和/或，所述凸起条的顶部轮廓线和所述出口端的内壁面的最大法向距离范围是0.3mm～1mm；

和/或，所述凸起条的入口角范围是-10°～10°；所述凸起条的出口角范围是-10°～10°。

8.根据权利要求6或7所述的导风圈，其特征在于，在由所述第二起始端至所述第二终止端的方向上，所述凸起条的顶部轮廓线和所述出口端的内壁面的法向距离逐渐变大再逐渐变小。

9.一种风机，其特征在于，包括：叶轮以及如权利要求1至8任一项所述的导风圈，所述叶轮用于与所述风机的驱动装置连接，所述导风圈的所述出口端嵌入所述叶轮的入风口内。

10.一种电器设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的风机。

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