一种导风结构及应用其的风机的制作方法

1.本发明属于导风设备技术领域，涉及一种导风结构及应用其的风机。


背景技术：

2.离心风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械装置；离心风机的特点是气流压力较大，能够将气流送至较远的地方，在需要气流压力较大的场景下，一般都会选择离心风机；离心风机的气流流向特点是轴向进风，径向出风，但将离心风机应用在具体产品中后，往往需要对气流的流向进行改变。
3.现有技术通过增加额外的风道强行改变气流的流向，该方法虽然可以改变气流流向，但对风量有较大的衰减，衰减可达40％左右；为了减少风量的衰减，部分现有技术采用有弧度的弯管或者方管改变气流的方向，虽然有效减小了风量的衰减，但该方法由于采用了有弧度的管，因此气流将沿着一边管壁进行流动，气流均匀性较差，往往集中在管道一边。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种导风结构及应用其的风机，解决了现有技术中在改变气体流向后造成的气流均匀性差的问题。
5.为了解决上述问题，根据本技术的一个方面，本发明的实施例提供了一种导风结构，导风结构与蜗壳连接，导风结构包括转接头和出风管道，转接头的一端与蜗壳的出风口连接，转接头的另一端与出风管道连接；导风结构还包括旋风组件，旋风组件的一侧面固定在出风管道的内壁上使得气流在出风管道内旋转。
6.在一些实施例中，旋风组件包括一柱状本体，沿着出风管道内气流的流动方向，柱状本体的第二端相对于第一端向同一方向旋转。
7.在一些实施例中，沿着出风管道内气流的流动方向，柱状本体上开设有第一螺旋面和第二螺旋面，第一螺旋面的一侧通过固定面与第二螺旋面的一侧连接，第一螺旋面的另一侧通过圆弧面与第二螺旋面的另一侧连接。
8.在一些实施例中，在出风管道的径向截面上，第一螺旋面和第二螺旋面均为弧形结构或样条曲线。
9.在一些实施例中，当第一螺旋面和第二螺旋面均为弧形结构时，在出风管道的同一径向截面，第一螺旋面的弧度大于第二螺旋面的弧度；其中，第一螺旋面为迎风面，第二螺旋面为背风面。
10.在一些实施例中，当柱状本体的第二端相对于第一端向同一方向旋转至少两个周期时，在出风管道的所有径向截面中，具有至少两个旋转角度相同的径向截面，两个径向截面之间的距离h为：
11.12.其中，k为调节参数，0.98《k《1.25，周期为第二端相对于第一端旋转360
°
。
13.在一些实施例中，出风管道包括过渡段和导风段，过渡段的形状与转接头形状匹配，导风段为圆筒状结构，过渡段的一端与转接头连接，另一端与导风段连接；并且，沿着出风管道内气流的流动方向，导风段的内径逐渐减小。
14.根据本技术的一个方面，本发明的实施例提供了一种风机，风机包括上述的导风结构。
15.在一些实施例中，当出风管道内的风量大于100m3/h，风机的转速大于1500rpm，传递介质为空气时，沿着出风管道内气流的流动方向，出风管道的内径逐渐减小，且满足：
[0016][0017][0018]
其中，d1为出风管道的最大内径，d2出风管道的最小内径，l为出风管道的的长度。
[0019]
在一些实施例中，当风机的转速小于1500rpm时，旋风组件设置三个，三个旋风组件沿着出风管道的周向均匀固定在出风管道的内壁上；
[0020]
和/或当风机的转速在1500rpm-1900rpm之间时，旋风组件设置四个，四个旋风组件沿着出风管道的周向均匀固定在出风管道的内壁上；
[0021]
和/或当风机的转速大于1900rpm时，旋风组件设置五个，五个旋风组件沿着出风管道的周向均匀固定在出风管道的内壁上。
[0022]
与现有技术相比，本发明的导风结构至少具有下列有益效果：
[0023]
本发明提供的导风结构与蜗壳连接，导风结构包括转接头和出风管道，转接头的一端与蜗壳的出风口连接，转接头的另一端与出风管道连接；导风结构还包括旋风组件，旋风组件的一侧面固定在出风管道的内壁上使得气流在出风管道内旋转。
[0024]
传统技术采用有弧度的弯管或者方管改变气流的方向，经实验可知，这种方式下在出口处的气流集中，不利于舒适性，且气流均匀性差的问题；而本发明的出风管道内具有旋风组件，内旋的设置方式可以改变气体的流向，使气流旋转出风，达到均匀气流的目的。
[0025]
另一方面，本发明提供的风机是基于上述导风结构而设计的，其有益效果参见上述导风结构的有益效果，在此不一一赘述。
[0026]
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0027]
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，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。
[0028]
图1是本发明的实施例提供的一种导风结构的结构示意图；
[0029]
图2是本发明的实施例提供的一种导风结构中旋风组件的结构示意图；
[0030]
图3是本发明的实施例提供的一种导风结构中旋风组件的剖视图；
[0031]
图4是本发明的实施例提供的一种导风结构中出风管道的剖视图。
[0032]
其中：
[0033]
1、蜗壳；2、转接头；3、出风管道；4、旋风组件；5、叶轮；31、过渡段；32、导风段；41、第一螺旋面；42、第二螺旋面；43、固定面；44、圆弧面。
具体实施方式
[0034]
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0035]
在本发明的描述中，需要明确的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序；术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本发明的限制。
[0036]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0037]
实施例1
[0038]
本实施例提供一种导风结构，如图1-4所示，所述导风结构与蜗壳1连接，所述导风结构包括转接头2和出风管道3，所述转接头2的一端与蜗壳1的出风口连接，所述转接头2的另一端与所述出风管道3连接；所述导风结构还包括旋风组件4，所述旋风组件4的一侧面固定在所述出风管道3的内壁上使得气流在所述出风管道3内旋转。
[0039]
具体地，蜗壳1内具有叶轮5，蜗壳1的出风口通过转接头2与出风管道3连接，用于实现风的传递；同时，通过出风管道3对风进行导流；旋风组件4为一固定零部件，其本身不运动，但其可以使得气流旋转。
[0040]
旋风组件4沿着出风管道3的轴向设置，旋风组件4的其中一个侧面固定在出风管道3的内壁上，当然，为了实现紧贴固定，该侧面可以和出风管道3的内壁的形状匹配，比如均为弧形；旋风组件4朝向出风管道3内部的面(即与气流接触的面)为螺旋形状的，当气流在出风管道3中流动时，与螺旋形状的旋风组件4接触，此时气流也会发生旋转，进而使得出风管道3的出口旋转出风。
[0041]
相较于传统技术通过额外增加风道来改变气流的方向而导致风量严重衰减的问题，本实施例通过增加出风管道3，具有风量衰减低的优势；相较于传统技术采用有弧度的弯管或者方管改变气流的方向而导致气流均匀性差的问题，本实施例的出风管道3内具有旋风组件4，这种内旋的设置方式可以改变气体的流向，使气流旋转出风，达到均匀气流的目的。
[0042]
另外，气流旋转出风不仅可以改善气流较为集中的问题，提高气流的均匀性，还可以增大送风面积，有效提升人体舒适性。
[0043]
在具体实施例中，所述旋风组件4包括一柱状本体，沿着所述出风管道3内气流的
流动方向，所述柱状本体的第二端相对于第一端向同一方向旋转。
[0044]
具体的的，柱状本体为实心结构，沿着所述出风管道3内气流的流动方向，所述柱状本体的第二端相对于第一端向同一方向旋转，具体为：整个柱状本体为螺旋状的，类似拧麻花的结构；而关于旋转的角度，可以为360
°
，也可以为720
°
等，此处不做具体限定，旋转的角度取决于出风管道3内的风量、风速等。
[0045]
在具体实施例中，如图3所示，沿着所述出风管道3内气流的流动方向，所述柱状本体上开设有第一螺旋面41和第二螺旋面42，所述第一螺旋面41的一侧通过固定面43与所述第二螺旋面42的一侧连接，所述第一螺旋面41的另一侧通过圆弧面44与所述第二螺旋面42的另一侧连接。
[0046]
第一螺旋面41、第二螺旋面42、固定面43以及圆弧面44均沿着柱状本体的长度方向设置，第一螺旋面41和第二螺旋面42为螺旋状的，因此，与之相连的固定面43以及圆弧面44也为螺旋状的。更具体地，第一螺旋面41和第二螺旋面42为朝向柱状本体轴线方向的凹槽结构，固定面43可以为平面，也可以为与出风管道3内壁配合的弧面。
[0047]
在具体实施例中，在所述出风管道3的径向截面上，所述第一螺旋面41和第二螺旋面42均为弧形结构或样条曲线；
[0048]
当第一螺旋面41和第二螺旋面42均为弧形结构时，第一螺旋面41和第二螺旋面42为朝向柱状本体轴线方向的凹槽结构，该凹槽结构的槽底为弧面，圆弧面44为朝向远离柱状本体轴线方向凸起，该凸起的顶面为弧面。
[0049]
另外，样条曲线是指给定一组控制点而得到一条曲线，曲线的形状由这些点予以控制。
[0050]
从以上描述可知，本实施例中的旋风组件4为鲨鱼鳍结构，鲨鱼鳍结构是目前仿生结构运用较为成熟的结构之一，本实施例在出风管道3内增加鲨鱼鳍结构，在有效降低风阻的同时使得气流产生旋转。
[0051]
在具体实施例中，当第一螺旋面41和第二螺旋面42均为弧形结构时，在所述出风管道3的同一径向截面，所述第一螺旋面41的弧度大于所述第二螺旋面42的弧度；其中，所述第一螺旋面41为迎风面，所述第二螺旋面42为背风面。
[0052]
传统的鲨鱼鳍结构一般为对称的，体现在本方案中即为第一螺旋面41和第二螺旋面42在同一截面上的结构完全相同，具有相同的弧度、相同的深度等；而本实施例中在所述出风管道3的同一径向截面，所述第一螺旋面41的弧度大于所述第二螺旋面42的弧度，也就是说，本实施例中的鲨鱼鳍结构为不对称的结构，对常规的鲨鱼鳍结构进行了改进，采用nurbs曲线进行修改，nurbs是非均匀性有理b样条的缩写，是一种非常优秀成熟的建模方式；采用nurbs曲线进行修改后得到的不对称的鲨鱼鳍结构在能够减小阻力的同时更加有利于导风，改善气流的均匀性。
[0053]
另外，本实施例采用nurbs曲线对常规的鲨鱼鳍结构进行修改，具体设计为：根据仿真速度流线图中流线调整曲线控制点，使之符合流线流向，进行逆向设计；逆向设计之后，进行仿真验证，进行正向设计，使之在风量降低较小的程度下出风口均匀出风。
[0054]
表1为采用nurbs曲线对常规的鲨鱼鳍结构进行修改后，旋风组件4的某个径向截面的型线参数；
[0055]
在下表1中，l1的x和y分别对应圆弧面44控制曲线上控制点的横坐标和纵坐标，l2
的x和y分别对应第一螺旋面41控制曲线上控制点的横坐标和纵坐标，l3的x和y分别对应固定面43控制曲线上控制点的横坐标和纵坐标，l4的x和y分别对应第二螺旋面42控制曲线上控制点的横坐标和纵坐标；原点为固定面43与第二螺旋面42的交点处。采用下表中的参数可以得到图3中的旋风组件4的径向截面；通过下表1得到的旋风组件4的具体结构即为样条曲线。
[0056]
表1
[0057][0058]
在具体实施例中，当所述柱状本体41的第二端相对于第一端向同一方向旋转至少两个周期时，在所述出风管道3的所有径向截面中，具有至少两个旋转角度相同的径向截面，两个所述径向截面之间的距离h为：
[0059][0060]
其中，k为调节参数，0.98《k《1.25，所述周期为所述第二端相对于所述第一端旋转360
°
。
[0061]
为了更好的对上述特征进行解释说明，假设柱状本体的第二端相对于第一端向同一方向旋转均匀旋转720
°
，即旋转两个周期；假设在第一周期中旋转a角度对应的为第一径向截面，在第二个周期中旋转a角度对应的为第二径向截面，则第一径向截面和第二径向截面之间的距离为h。
[0062]
更具体地，在制作鲨鱼鳍结构的过程中，假如先制作对应的二维模型，其实就相当于一个径向截面，之后对该径向截面进行旋转拉伸，形成一个周期，拉伸的长度即为上述的距离h。
[0063]
在具体实施例中，所述出风管道3包括过渡段31和导风段32，所述过渡段31的形状与所述转接头2形状匹配，所述导风段32为圆筒状结构，所述过渡段31的一端与所述转接头2连接，另一端与所述导风段32连接；并且，沿着所述出风管道3内气流的流动方向，所述导风段32的内径逐渐减小。
[0064]
蜗壳1一般为方形出口，为了保证匹配，转接头2一般也为方形；为了保证经转接头2的风量可以更好的传递至出风管道3内，与转接头2直接连接的过渡段31为方向，之后慢慢过渡到圆筒状结构的导风段32，旋风组件4布设在导风段32的内壁上。
[0065]
实施例2
[0066]
本实施例提供一种风机，风机包括实施例1的导风结构。
[0067]
在具体实施例中，当所述出风管道3内的风量大于100m3/h，所述风机的转速大于1500rpm，传递介质为空气时，沿着所述出风管道3内气流的流动方向，所述出风管道3的内径逐渐减小，且满足：
[0068][0069][0070]
其中，d1为所述出风管道3的最大内径，d2所述出风管道3的最小内径，l为所述出风管道3的的长度。
[0071]
在仿真验证下，当出风管道3内的风量大于100m3/h，所述风机的转速大于1500rpm，传递介质为空气时，满足上述公式的出风管道3的结构，可以有效减少风量衰减，将其控制在5％以内。
[0072]
沿着出风管道3内气流的流动方向，出风管道3的内径逐渐减小，也就是说，即出风管道3为具有内旋效果的渐缩式结构，该结构能够增加一定的送风距离，有效提升人体舒适性。
[0073]
在具体实施例中，当所述风机的转速小于1500rpm时，所述旋风组件4设置三个，三个所述旋风组件4沿着所述出风管道3的周向均匀固定在所述出风管道3的内壁上；即三个所述旋风组件4间隔120
°
均匀固定在出风管道3的内壁上。
[0074]
当所述风机的转速在1500rpm-1900rpm之间时，所述旋风组件4设置四个，四个所述旋风组件4沿着所述出风管道3的周向均匀固定在所述出风管道3的内壁上；即四个所述旋风组件4间隔90
°
均匀固定在出风管道3的内壁上。
[0075]
当所述风机的转速大于1900rpm时，所述旋风组件4设置五个，五个所述旋风组件4沿着所述出风管道3的周向均匀固定在所述出风管道3的内壁上；即五个所述旋风组件4间隔72
°
均匀固定在出风管道3的内壁上。
[0076]
上述旋风组件4的数量与对应的转速之间的关系均通过了仿真验证，在这种关系下，风量的衰减较小，气流的均匀性较好。
[0077]
本实施例采用了实施例1中的导风结构，出风管道3内具有螺旋状的迎风面，且出
风管道3的内径逐渐缩小，即出风管道为具有内旋效果的渐缩式结构，该结构可以减小风机出口气流方向改变之后气流较为集中的问题，并同时能够增加一定的送风面积，在距离出口较近处增大了送风面积，进而有效提升人体舒适性。
[0078]
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利技术特征可以自由地组合、叠加。
[0079]
以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明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，均仍属于本发明技术方案的范围内。