WO2016061747A1 - 斜流风机 - Google Patents

Abstract

一种斜流风机，包括：风筒（8）、电机（6）、风轮（2）、叶片（4）、导风圈（1）和轮毂（3），导风圈（1）一端与风筒（8）连接；叶片（4）与轮毂（3）位于风轮（2）内部，叶片（4）一端与轮毂（3）连接，另一端与风轮（2）连接；电机（6）位于轮毂（3）内部，电机（6）与轮毂（3）连接；导风圈（1）另一端位于风轮（2）内侧，导风圈（1）与风轮（2）之间存在间隙；电机轴与风轮（2）配合采用同心定位设计；风轮（2）外周面通过固定安装平衡部件（9）实现动平衡。该斜流风机结构紧凑，整机效率显著提高。

Description

斜流风机 技术领域

本发明涉及一种通风设备，尤其涉及一种斜流风机。

背景技术

现有技术的斜流风机如图1和图2所示，包括电机6、风轮2、叶片4、平衡部件9，用于保持斜流风机动平衡的平衡部件9固定安装在叶片4上，动平衡效果差，导致斜流风机具有效率低、噪声高、动平衡不易调试等缺点。同时，现有技术的斜流风机的进风盖上无导风圈，导致进风盖的进风口处的风量损耗大、风机能效低。

另外，由于欧盟能源相关产品设计标准要求(ErP Directive)于2009年发布，旨在要求能源消耗型产品针对环境保护达到20-20-20的设计要求，即在2020年前实现降低20％能耗，以及使用材料中的20％来自可再生资源。

欧盟对不同类型的功率范围在0.125KW～500KW风机分别规定了最低能效标准,规定这些标准的依据为风机类型、测量装置和所消耗的电功率。该标准要求在2013年与2015年分两步执行。新标准ERP2015要求2015年全面执行ErP指令，风机能效要求将更为严格。

欧盟规定，功率范围在0.125KW～10KW的斜流风机的标准能效计算公式为：

最低能效η_min＝4.56×Ln(P)-10.5+N](％)

其中：

P为输入功率，单位：千瓦。

N为常数，欧盟规定：2013年能效指标中的N为47，2015年能效指标中的N为50。

据此计算，欧盟规定的ErP指令的能效限值相当苛刻，即便在第一阶段，目前所有风机中的30％将无法符合新规定。随着从2015年开始的第二阶段的推行，又将有目前产品的20％不能满足能效要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、高效的斜流风机。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种斜流风机，包括风筒、电机、风轮、叶片、导风圈、轮毂，所述导风圈一端与所述风筒连接；所述叶片与所述轮毂位于所述风轮内部，所述叶片一端与所述轮毂连接，另一端与所述风轮连接；所述电机位于所述轮毂内部，所述电机与所述轮毂连接；所述导风圈另一端位于所述风轮内侧，所述导风圈与所述风轮之间存在间隙。

可选地，所述导风圈呈喇叭状，所述导风圈与所述风筒连接的一端向外部扩张。

可选地，所述间隙的尺寸S为：0＜S≤10mm。

可选地，所述风轮的外周面固定安装有用于保持风机动平衡的平衡部件。

可选地，所述平衡部件是平衡钉。

可选地，所述叶片与所述轮毂为一体结构。

可选地，所述叶片上设有突起，所述突起卡入所述风轮的卡槽内，所述突起与所述风轮通过超声波工艺焊接。

可选地，所述电机是外转子电机，所述电机的外转子轴套合在所述轮毂中央孔内。

可选地，还包括钢圈，所述钢圈分别与所述电机和所述轮毂固定连接。

可选地，所述钢圈与所述轮毂通过螺钉固定连接，所述钢圈与所述电机通过铆接和/或焊接方式固定连接。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明实施例提供了一种斜流风机，包括风筒、电机、风轮、叶片、导风圈、轮毂，其中，风轮与导风圈之间存在间隙，通过该间隙疏导流经导风圈的气流，控制该间隙大小以降低气流的回流损耗，提高了风机的工作效率。间隙越小，效率越高。

进一步，风轮外周面固定安装平衡部件实现斜流风机的动平衡，解决了现有技术中斜流风机的平衡夹片效率低和动平衡不良问题。

进一步，叶片与风轮使用超声波焊接解决了目前热熔焊接外观不良的 问题，同时避免了焊接时溶胶飞出造成杂屑落到风机中。

进一步，电机外转子与钢圈采用铆接和/或焊接结构，钢圈不易脱落，电机轴与风轮配合采用同心定位设计，解决了风轮与钢圈装配同心度不良引起的动不平衡过大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1是现有技术斜流风机的结构图；

图2是现有技术斜流风机中叶片与平衡片的结构图；

图3是本发明斜流风机实施例的爆炸图；

图4是图3中斜流风机风轮装配后的结构图；

图5是图3中斜流风机装配后的结构的剖视图；

图6是图3中斜流风机风轮与导风圈的配合示意图；

图7是图3中斜流风机的平衡部件的位置示意图。

附图标记说明如下：

1—导风圈；2—风轮；3—轮毂；4—叶片；5—钢圈；6—电机；7—后导叶；8—风筒；9—平衡部件。

具体实施方式

本发明的基本构思是，提供一种斜流风机，用于解决现有技术的斜流风机效率偏低的技术问题，本发明的斜流风机包括风筒、电机、风轮、叶片、导风圈、轮毂，导风圈一端与风筒连接；叶片与轮毂位于风轮内部，叶片一端与轮毂连接，另一端与风轮连接；电机位于轮毂内部，电机与轮毂连接；导风圈另一端位于风轮内侧,导风圈与风轮之间存在间隙。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图3至图7，本发明提供的斜流风机，其中一个实施例包括：

风筒8、电机6、风轮2、叶片4、导风圈1、轮毂3，导风圈1一端与风筒8连接；叶片4与轮毂3位于风轮2内部，叶片4一端与轮毂3连接，另一端与风轮2连接；电机6位于轮毂3内部，电机6与轮毂3连接；导风圈1另一端位于风轮2内侧,导风圈1与风轮2之间存在间隙。需要说明的是，本实施例中，导风圈1与风筒8是电焊接连接，在其他实施例中，导风圈1与风筒8也可以通过其它连接方式进行固定连接。

如图5、图6所示，前述斜流风机的导风圈1呈喇叭状结构，其喇叭口向外,导风圈1的一端向外部扩张，末端形成外翻卷边，另一端位于风轮2的内侧，导风圈1向外部扩张的一端的外翻卷边与风筒8连接，增加导风圈1可以减低进风损耗，使出风量变大，提高斜流风机效率；另外，导风圈1向外部扩张使得导风效果更好，从而提高斜流风机的整体性能。

如图6所示，导风圈1的另外一端位于风轮2内侧,与风轮2之间存在间隙，所述间隙尺寸S为：0＜S≤10mm，控制该间隙大小可以降低气流的回流损耗，从而提高风机的能效；间隙越小风机效率越高，经过反复测试得出,导风圈1与风轮2工艺最佳间隙尺寸为2.5mm，能效高出ERP2015要求6～8个百分点。

必须说明的是，本实施例中，叶片4与轮毂3采用一体结构，主要是采用注塑一体成型，防止叶片4与轮毂3之间产生松动。

如图4所示，本实施例中，叶片4与轮毂3置于风轮2内部，叶片4上设有突起，风轮2上设有与叶片4的突起卡合的卡槽，所述叶片4的突起能够卡入风轮2的卡槽，将叶片4与风轮2固定连接，突起卡入风轮2的卡槽后采用超声波焊接工艺与风轮上靠近卡槽周边的部位焊接，使二者的固定更加牢靠；所述叶片4的个数为两个以上，多个叶片4往同一个方向扭转，且扭转方向几乎同风轮旋转方向一致。

如图7所示，在风轮2的外周面360度范围内设置平衡部件9实现动平衡， 本实施例中，在风轮2外周面的上下两面360度范围通过安装平衡钉9实现动平衡，平衡钉9根据实现动平衡的需要可以设置多个。本实施例中采用平衡钉实现动平衡，解决了现有技术的斜流采用平衡夹片效率低且动平衡不良的问题。现有技术的斜流风机，动平衡效率10-20分钟/台，平衡片需要8～12片。而本实施例的斜流风机，其效率为3～5分钟/台，平衡钉需要4～6个。

本实施例中，采用平衡钉作为平衡部件，可以理解的是，在其他实施例中，也可以采用平衡夹、平衡销等其他平衡部件来实现斜流风机的动平衡。

如图4和图5所示，轮毂3顶端设有五个孔，其中一个孔位于轮毂3中央，电机的外转子轴套合在所述轮毂中央孔内，实现电机轴与风轮同心定位设计。钢圈5固定在轮毂3上，轮毂3内壁上设有加强筋，用于支撑钢圈5和电机6；轮毂3与钢圈5的固定方式为螺钉连接；钢圈5与电机6的转子采用铆接和/或焊接方式连接，避免钢圈脱落。另外由于电机轴与风轮同心定位设计，解决了风轮与钢圈装配同心度不良引起的动不平衡过大的问题。电机6的转子采用电泳喷涂工艺，避免转子生锈而降低电机使用寿命。

如图5所示，电机6采用外转子电机设计，外转子电机6安装在轮毂3内部，所述电机6的外转子轴安装在轮毂3的中央孔内，电机轴与风轮2配合采用同心定位设计，避免了风轮2与钢圈5装配同心度不良引起的动平衡过大的问题。现有技术中的斜流风机，风轮初始不平衡量为5～10克，而本实施例中斜流风机的风轮初始不平衡量为2～4克。

如图5所示，从远离导风圈1到靠近导风圈1的方向，轮毂3的形状由圆柱形过渡到圆锥形。所述后导叶7的中部与电机6固定连接，且后导叶7的后端部与风筒8连接，后导叶7与风筒8同心套接且两者通过螺丝紧固。

欧盟规定，功率范围在0.125KW～10KW的斜流风机的标准能效计算公式为：最低能效η_min＝4.56×Ln(P)-10.5+N(％)

其中，P为输入功率，单位：千瓦，N为常数。2013年能效指标中的N为47；2015年能效指标中的N为50。

实际能效是以静压时的效率为主，实际能效的计算公式是：

实际能效η_静压＝静压(Pa)×流量(m³/s)/功率(W)X100％

由于一般测试风机风量所得流量单位是：米³/小时(m³/h)，但在计算静压时的实际能效时，需要将流量单位换算成：米³/秒(m³/s)。

现针对风轮直径为10英寸和12英寸的现有技术的斜流风机与采用上述结构的斜流风机分别进行能效指标测试及计算。测试计算结果如下：

表1现有斜流风机的实际能效值与欧盟标准的最低能效要求值对比

表2本发明斜流风机的实际能效值与欧盟标准的最低能效要求值对比

表3本发明斜流风机与现有斜流风机的实际能效值对比

由以上的测试及计算结果可知，相比于现有技术的斜流风机，本发明提供的改进后的斜流风机，能效显著提高，符合欧盟能效的标准(Data in  accordance with ErP Directive 327/2011 of the European Parliament)。

以上对本发明所提供的斜流风机进行了详细介绍，文中应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1. 一种斜流风机，包括风筒、电机、风轮、叶片、导风圈、轮毂，所述导风圈一端与所述风筒连接；所述叶片与所述轮毂位于所述风轮内部，所述叶片一端与所述轮毂连接，另一端与所述风轮连接；其特征在于，所述电机位于所述轮毂内部，所述电机与所述轮毂连接；所述导风圈另一端位于所述风轮内侧，所述导风圈与所述风轮之间存在间隙。
2. 根据权利要求1所述的斜流风机，其特征在于，所述导风圈呈喇叭状，所述导风圈与所述风筒连接的一端向外部扩张。
3. 根据权利要求1所述的斜流风机，其特征在于，所述间隙的尺寸S为：0＜S≤10mm。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的斜流风机，其特征在于，所述风轮的外周面固定安装有用于保持风机动平衡的平衡部件。
5. 根据权利要求4所述的斜流风机，其特征在于，所述平衡部件是平衡钉。
6. 根据权利要求1所述的斜流风机，其特征在于，所述叶片与所述轮毂为一体结构。
7. 根据权利要求1所述的斜流风机，其特征在于，所述叶片上设有突起，所述突起卡入所述风轮的卡槽内，所述突起与所述风轮通过超声波工艺焊接。
8. 根据权利要求1所述的斜流风机，其特征在于，所述电机是外转子电机，所述电机的外转子轴套合在所述轮毂的中央孔内。
9. 根据权利要求1所述的斜流风机，其特征在于，还包括钢圈，所述钢圈分别与所述电机和所述轮毂固定连接。
10. 根据权利要求9所述的斜流风机，其特征在于，所述钢圈与所述轮毂通过螺钉固定连接，所述钢圈与所述电机通过铆接和/或焊接方式固定连接。

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