CN111911425B - 离心风机及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及送风设备技术领域，具体提供了一种离心风机及空调器，旨在解决现有离心风机的送风距离短的问题。离心风机包括蜗壳、叶轮、周向滑移板和驱动机构；叶轮可转动地安装于蜗壳内，蜗壳的周向上开设有排气口，周向滑移板可沿周向滑移的连接在位于集风区的蜗壳上，并且在位于排气口处具有向蜗壳内突起的蜗舌；驱动机构用于驱动周向滑移板相对于蜗壳在第一极限位置和第二极限位置之间周向滑移；周向滑移板位于第一极限位置时蜗舌和叶轮之间的第一径向间隙量小于位于第二极限位置时蜗舌和叶轮之间的第二径向间隙量。蜗舌与叶轮之间的径向间隙量周期性变化将会给气流增加一个扰动，排气口处会形成涡环气流，涡流气流将会增大离心风机的送风距离。

Description

离心风机及空调器

技术领域

本发明属于送风设备技术领域，具体提供一种离心风机及空调器。

背景技术

离心风机的典型结构包括蜗壳、叶轮和驱动电机；叶轮可转动地安装于蜗壳内并由驱动电机驱动相对于蜗壳转动，且蜗壳在叶轮的转动轴向上开设有吸气口、周向上开设有排气口，蜗壳在叶轮周向上的形状为对数螺旋线。风机性能的好坏，效率的高低主要决定于叶轮，但蜗壳的形状和大小也会对其有影响。

蜗壳的作用是收集从叶轮中甩出的气体，使它流向排气口，并在这个流动的过程中使气体从叶轮处获得的动压能一部分转化为静压能，形成一定的风压。由于蜗壳的周向形状为对数螺旋线，而叶轮为圆形，因此沿叶轮的周向上，蜗壳和叶轮之间的径向间隙量处于渐变状态，通常情况下将蜗壳和叶轮之间的径向间隙量较大的蜗壳区域称为扩散区，将蜗壳和叶轮之间的径向间隙量较小的蜗壳区域称为集风区。蜗壳的周向壳体在位于集风区的排气口处具有向蜗壳内部突起的舌状结构，一般称作蜗舌，蜗舌可以防止气体在蜗壳内循环流动。在实际使用中发现，现有的离心风机存在送风距离短的问题。

有鉴于此，如何增大离心风机的送风距离是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中离心风机的送风距离短的问题，本发明一方面提供了一种离心风机。

本发明的离心风机包括蜗壳和叶轮，所述叶轮可转动地安装于所述蜗壳内，所述蜗壳的周向上开设有排气口，其特征在于，所述离心风机还包括：周向滑移板，其以可沿周向滑移的方式在集风区连接到所述蜗壳上，并且在位于所述排气口处具有向所述蜗壳内突起的蜗舌；驱动机构，其用于驱动所述周向滑移板相对于所述蜗壳在第一极限位置和第二极限位置之间周向滑移；所述周向滑移板位于第一极限位置时所述蜗舌和所述叶轮之间的第一径向间隙量t₁小于位于第二极限位置时所述蜗舌和所述叶轮之间的第二径向间隙量t₂。

上述本发明的离心风机的一优选方案中，所述第一径向间隙量t₁＝(0.02～0.05)D，其中，D代表所述叶轮的直径。

上述本发明的离心风机的一优选方案中，所述第二径向间隙量t₂＝(0.1～0.15)D，其中，D代表所述叶轮的直径。

上述本发明的离心风机的一优选方案中，所述周向滑移板包括沿所述叶轮的周向顺次设置的滑移连接板、所述蜗舌和导风板；所述滑移连接板是与所述蜗壳的周向相适配的圆弧板；所述蜗舌是由所述滑移连接板的端部向所述蜗壳内突起的圆弧板；所述导风板是由所述蜗舌的端部向远离所述蜗壳方向延伸的直板。

上述本发明的离心风机的一优选方案中，所述蜗壳包括蜗壳周向板和两个侧板，所述蜗壳周向板包括直板和螺旋线板，所述螺旋线板由所述直板的端部沿所述叶轮的周向按照对数螺旋线延伸形成，两个所述侧板与所述直板和所述螺旋线板拼装围合形成腔体和所述排气口，所述周向滑移板以可沿周向滑移的方式连接于所述螺旋线板上。

上述本发明的离心风机的一优选方案中，所述导风板向所述螺旋线板侧倾斜，并且所述导风板所在平面与所述直板相交。

上述本发明的离心风机的一优选方案中，所述驱动机构包括电机、支撑板和推杆；所述推杆的一端与所述周向滑移板固定连接、另一端与所述电机的电枢轴固定连接，所述电枢轴的轴线与所述周向滑移板的中心线共线，所述支撑板与所述蜗壳固定连接。

上述本发明的离心风机的一优选方案中，所述驱动机构的数量为两个，两个所述驱动机构相对于所述叶轮对称地设置于所述蜗壳的两侧。

本发明的离心风机包括蜗壳和叶轮，所述叶轮可转动地安装于所述蜗壳内，所述蜗壳的周向上开设有排气口，其特征在于，所述离心风机还包括：周向滑移板，其以可沿周向滑移的方式在集风区连接到所述蜗壳上，并且在位于所述排气口处具有向所述蜗壳内突起的蜗舌；驱动机构，其用于驱动所述周向滑移板相对于所述蜗壳在第一极限位置和第二极限位置之间周向滑移；所述周向滑移板位于第一极限位置时所述蜗舌和所述叶轮之间的第一径向间隙量t₁小于位于第二极限位置时所述蜗舌和所述叶轮之间的第二径向间隙量t₂。

本发明的离心风机的蜗舌相对于蜗壳在第一极限位置和第二极限位置之间沿周向滑移，可调整离心风机的排气口的开度大小，继而调整离心风机的送风量大小，即排气口开度越大，离心风机的送风量越大，反之越小。更重要的是，与现有技术中蜗舌和叶轮之间的径向间隙量固定相比，本发明的离心风机的蜗舌相对于蜗壳在第一极限位置和第二极限位置之间滑移时，蜗舌与叶轮之间径向间隙量将会周期性变化，当蜗舌位于第一极限位置时其与叶轮的径向间隙量最小，此时蜗舌位于深舌位置，当蜗舌位于第二极限位置时其与叶轮的径向间隙量最大，此时蜗舌位于浅舌位置，蜗舌和叶轮之间的径向间隙周期性变化将会给气流增加一个扰动，形成漩涡，在蜗壳的排气口处会形成涡环气流，涡流气流将会增大离心风机的送风距离。

另一方面，本发明还提供一种空调器，该空调器包括壳体和安装于所述壳体内的离心风机，所述离心风机具体为如上所述的离心风机。本领域技术人员能够理解的是，该空调器具有上述离心风机的全部技术效果。

上述本发明的空调器的一优选方案中，所述空调器还包括隔板，所述隔板将所述壳体分隔为第一子壳体和第二子壳体，所述第一子壳体开设有进风口，所述第二子壳体开设有出风口，所述离心风机位于所述第一子壳体内并与所述隔板固定连接，所述隔板上开设有与所述蜗壳的排气口连通的通孔，所述第二子壳体内安装有换热器。

附图说明

图1是离心风机的周向滑移板位于第一极限位置时空调器的内部结构示意图；

图2是离心风机的周向滑移板位于第二极限位置时空调器的内部结构示意图；

图3为离心风机的装配体的结构示意图；

图4为离心风机的爆炸结构示意图；

图5和6分别为周向滑移板的二维和三维结构示意图。

其中，图1至6中各组件名称与附图标记之间的对应关系为：

1壳体：10第一子壳体、11第二子壳体、1i进风口、1o出风口；

2离心风机：2k扩散区、2j集风区、20蜗壳、20i吸气口、20o排气口、200直板、201螺旋线板、202侧板、21叶轮、210轮毂、211叶片、22周向滑移板、220滑移连接板、221蜗舌、222导风板、223限位板、23支撑板、24电机、25推杆；

3换热器；

4隔板；

5集流器。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，本文中在描述组件结构时使用的方位词“周向和径向”均是以叶轮为基准来设定，周向是指叶轮绕其轴线转动形成的圆形轨迹，径向是指叶轮的直径所指的方向，方位词“内和外”是以蜗壳为基准来设定，位于蜗壳内侧为内，位于蜗壳外侧为外。

为了便于更好地理解，下面结合附图来以将该离心风机应用于空调器来详细说明其结构及工作原理，可以理解该离心风机可以应用其他设备，本实施例并不限定其应用场合。

参见图1所示的离心风机的周向滑移板位于第一极限位置时空调器的内部结构示意图可知，该空调器包括壳体1、离心风机2和换热器3；其中，壳体具有进风口1i和出风口1o，沿气流流向上在壳体内顺次固定安装了离心风机2和换热器3，且离心风机2的排风口朝向换热器3。为了便于更好地理解空调器的结构，请一并参考图2，图2为离心风机的周向滑移板位于第二极限位置时空调器的内部结构示意图。

该空调器的工作原理为：启动离心风机2，叶轮21转动时壳体1内外形成气压差，在该气压差的作用下气流被吸入壳体内，再经叶轮21的叶片211甩出后由离心风机2的排气口20o排出，排出后气流经换热器3换热，最后经由壳体的出风口1o送出壳体1。

继续参见图1和2，离心风机2包括蜗壳20和叶轮21，叶轮21可转动地安装于蜗壳20内，蜗壳20的周向上开设有排气口20o。该离心风机2还包括周向滑移板22和驱动机构；其中，周向滑移板22以可沿周向滑移的方式在集风区2j连接到蜗壳20上，并且在位于排气口20o处设置有向蜗壳20内突起的蜗舌221，驱动机构用于驱动周向滑移板22相对于蜗壳20在第一极限位置和第二极限位置之间周向滑移，以调整排气口20o的开度大小。并配置成：当周向滑移板22位于第一极限位置时蜗舌221与叶轮21之间的第一径向间隙量t₁小于周向滑移板22位于第二极限位置时蜗舌221与叶轮21之间的第二径向间隙量t₂。

为了便于更好地理解，下面结合图1至6来详细说明离心风机2的具体结构及工作原理，其中，图3为离心风机的装配体的结构示意图，图4为离心风机的爆炸结构示意图，图5和6分别为周向滑移板的二维和三维结构示意图。

详细地，参见图3和4，蜗壳20包括蜗壳周向板和两个侧板202，蜗壳周向板包括直板200和由直板200的端部沿叶轮21的周向按照对数螺旋线延伸形成的螺旋线板201，两个侧板202与直板200和螺旋线板201拼装围合形成腔体和排气口20o，周向滑移板22可沿周向滑移的连接于螺旋线板201上。具体地，两个侧板202分设在蜗壳20的左右两侧并均与蜗壳周向板固定连接围合形成腔体和排气口20o，两个侧板202中一者上开设有吸气口20i，另一者开设有轴承孔，叶轮21可转动地设置于腔体内，叶轮21的转动轴与吸气口20i和轴承孔两者的中心线共线。如此设置，叶轮21转动时气流将由吸气口20i被吸入叶轮21的叶片211之间，最后经由排气口20o排出。需要说明的是，说明蜗壳结构时所使用的方位词“左和右”是从读者视角由离心风机2的排气口20o来观察图3的离心风机为基准来设定，位于读者的右手侧为右，位于读者的左手侧为左。

可见，本实施例中蜗壳20是由蜗壳周向板和两个侧板202拼接装配而成的装配体，可以理解，在满足加工工艺及安装叶轮21的装配工艺要求基础上，该蜗壳20也可以为一体成型的结构。

继续结合图3和4，叶轮21包括轮毂210、电机24和若干个叶片211；其中，若干个叶片211沿周向上依次间隔的固定于轮毂210上，电机24与蜗壳20直接固定连接，即电机24的壳体与蜗壳20通过螺栓等紧固件固定连接或直接焊接在一切，或者是电机24与蜗壳20间接固定连接，比如电机24的壳体和蜗壳20都通过螺栓等紧固件与空调器的壳体1固定连接，或者直接焊接在壳体1上。电机24的电枢轴通过转动轴承与蜗壳20转动连接，并且与轮毂210通过键连接或螺栓连接等方式固定连接，当电机24的电枢轴转动时即可带动轮毂210转动继而带动叶片211随其一起转动。可以理解，叶轮21和蜗壳20之间的装配关系并不限定于本实施例中这一种结构。

结合图1至4基于蜗壳周向板的形状，沿周向上叶轮21与蜗壳20的内侧壁之间的径向间隙逐渐减小，叶轮21与蜗壳20之间的径向间隙较大的区域称为扩散区2k，叶轮21与蜗壳20之间的径向间隙较小的区域称为集风区2j，蜗壳20的直板200位于扩散区2k，螺旋线板201上远离直板200侧位于集风区2j。

在图1至4的基础上结合图5和6可知，该离心风机2还包括周向滑移板22，该周向滑移板22包括沿叶轮21的周向顺次设置的滑移连接板220、蜗舌221和导风板222；其中，滑移连接板220是与蜗壳20的螺旋线板201在周向上相适配的圆弧段，即滑移连接板220的形状与蜗壳周向板的螺旋线板201相匹配，该滑移连接板220与螺旋线板201位于集风区2j的部分周向叠加贴合，具体地滑移连接板220位于螺旋线板201的外侧，当然在满足相对于蜗壳20周向滑移功能及装配工艺要求的基础上，该滑移连接板220也可以位于螺旋线板201内侧。

蜗舌221为由滑移连接板220的端部向蜗壳20内突起的圆弧段，即蜗舌221和滑移连接板220两者的圆心所在的中心线位于周向滑移板22的两侧，滑移连接板220的圆心所在的中心线位于蜗壳20的腔体内，蜗舌221的圆心所在的中心线位于蜗壳20的腔体外侧，且蜗舌221的半径等于(0.03～0.06)D，其中，D代表叶轮21的直径。

导风板222为由蜗舌221的端部向远离蜗壳20方向延伸的直板，优选地，本实施例中导风板222向螺旋线板201侧倾斜设置，导风板222所在平面与位于扩散区2k的蜗壳周向板相交，也就是说，导风板222所在平面与蜗壳20的直板200相交且两者的夹角Θ＝6℃-8℃，如此设置可在离心风机2的排气口20o处形成扩压器结构。

进一步地，周向滑移板22的左右两侧均设置有沿径向延伸的限位板223，周向滑移板22通过这两个限位板223卡接在蜗壳20的左右两侧，以限定周向滑移板22相对于蜗壳20沿叶轮21轴向的位移，同时以便周向滑移板22在两个限位板223的导向作用下相对于蜗壳20沿周向滑移。

继续参见图1至6，该离心风机2还包括驱动机构，该驱动机构用于驱动周向滑移板22相对于蜗壳20在第一极限位置和第二极限位置之间周向滑移，以便调整排气口20o的开度大小。

详细地，该驱动机构包括支撑板23、电机24和推杆25；其中，支撑板23直接或间接固定连接于蜗壳20上，本实施例中支撑板23和蜗壳20间接固定连接。具体地，该支撑板23和蜗壳20均固定连接于壳体1上，当然在满足功能及装配工艺要求的基础上，支撑板23和蜗壳20可以直接固定连接，本文在此所说的固定连接是指可以通过螺钉等紧固件固定连接，或者是铆接或焊接等方式固定连接。电机24的壳体固定连接于支撑板23上且其电枢轴与推杆25的一端部固定连接，推杆25的另一端部与周向滑移板22固定连接，如此设置当电机24启动，其电枢轴可带动推杆25随其转动，继而使推杆25带动周向滑移板22相对于蜗壳20转动，来调整蜗壳20的排气口20o的开度大小。

进一步地，基于蜗壳20和周向滑移板22的结构限定，在滑移过程中为了保证周向滑移板22与蜗壳20之间相互贴合，也就是说两者之间不出现径向间隙而在该间隙处出现漏气现象，因此电机24的电枢轴要与周向滑移板22的圆心所在的中心线共线，为此该推杆25包括顺次连接的第一杆段、第二杆段和第三杆段，其中，第一杆段和第三杆段平行设置并由第二杆段固定连接，第一杆段与电机24的电枢轴共线且第一杆段与电机24的电枢轴固定连接，第三杆段与周向滑移板22固定连接，第二杆段的长度恰好是第一杆段与电枢轴的连接点至第三杆段与周向滑移板22的连接点之间的距离。

可以理解，在满足驱动周向滑移板22相对于蜗壳20滑移功能及加工、装配工艺要求的基础上，也可以通过另一种方式来实现，例如：周向滑移板22边缘沿叶轮21的径向延伸形成连接板，推杆25为与电机24的电枢轴共线的直杆，推杆25的第一端部电机24的电枢轴固定连接，另一端与连接板固定连接，如此设置当电机24的电枢轴转动时驱动推杆25带动连接板转动，继而带动周向滑移板22整体相对于蜗壳20转动。

结合图1和2，当周向滑移板22位于第一极限位置时蜗舌221与叶轮21之间的第一径向间隙量t₁小于当周向滑移板22位于第二极限位置时蜗舌221与叶轮21之间的第二径向间隙量t₂。

优选地，第一径向间隙量t₁＝(0.02～0.05)D，第二径向间隙量t₂＝(0.1～0.15)D，其中，D代表叶轮21的直径。

综上，本发明的离心风机2的蜗舌221相对于蜗壳20在第一极限位置和第二极限位置之间沿周向滑移，可调整离心风机2的排气口20o的开度大小，继而调整离心风机2的送风量大小，即排气口20o开度越大，离心风机2的送风量越大，反之越小。更重要的是，与现有技术中蜗舌221和叶轮21之间的径向间隙量固定相比，本发明的离心风机2的蜗舌221相对于蜗壳20在第一极限位置和第二极限位置之间滑移时，蜗舌221与叶轮21之间径向间隙量将会周期性变化，当蜗舌221位于第一极限位置时其与叶轮21的径向间隙量最小，此时蜗舌221位于深舌位置，当蜗舌221位于第二极限位置时其与叶轮21的径向间隙量最大，此时蜗舌221位于浅舌位置，蜗舌221和叶轮21之间的径向间隙周期性变化将会给气流增加一个扰动，形成漩涡，在蜗壳20的排气口20o处会形成涡环气流，涡流气流将会增大离心风机2的送风距离。

更进一步地，继续参见图1和2，本发明的空调器还包括隔板4，隔板4将壳体分隔为第一子壳体10和第二子壳体11，第一子壳体10开设有进风口1i，第二子壳体11开设有出风口1o，离心风机2位于第一子壳体10内并与第一子壳体10和隔板4均固定连接，隔板4上开设有供与蜗壳20的排气口20o连通的通孔，第二子壳体11内安装有换热器3。如此设置，离心风机2不仅与壳体固定连接还与隔板4固定连接，提高了离心风机2的安装可靠性。需要说明的是，本文在此所说的固定连接是指可以通过螺钉等紧固件固定连接，或者是铆接或焊接等方式固定连接。

继续参见图1，本发明的空调器还包括集流器5，集流器5固定安装于壳体的出风口1o出，该集流器5为沿垂直于气流流向上的截面面积逐渐减小的圆筒。气流通过该集流器5后，速度增大，解决了蜗舌221处于浅舌状态时风量偏小导致风速不高的缺点，这样即使在浅舌状态时，风速依然较高，有利于用户体验。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种离心风机，包括蜗壳和叶轮，所述叶轮可转动地安装于所述蜗壳内，所述蜗壳的周向上开设有排气口，其特征在于，所述离心风机还包括：

周向滑移板，其以可沿周向滑移的方式在集风区连接到所述蜗壳上，并且在位于所述排气口处具有向所述蜗壳内突起的蜗舌；

驱动机构，其用于驱动所述周向滑移板相对于所述蜗壳在第一极限位置和第二极限位置之间周向滑移；

所述周向滑移板位于第一极限位置时所述蜗舌和所述叶轮之间的第一径向间隙量t₁小于位于第二极限位置时所述蜗舌和所述叶轮之间的第二径向间隙量t₂；

第一极限位置处排气口开度大于第二极限位置处排气口开度。

2.根据权利要求1所述的离心风机，其特征在于，所述第一径向间隙量，其中，D代表所述叶轮的直径。

3.根据权利要求1所述的离心风机，其特征在于，所述第二径向间隙量，其中，D代表所述叶轮的直径。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的离心风机，其特征在于，所述周向滑移板包括沿所述叶轮的周向顺次设置的滑移连接板、所述蜗舌和导风板；

所述滑移连接板是与所述蜗壳的周向相适配的圆弧板；

所述蜗舌是由所述滑移连接板的端部向所述蜗壳内突起的圆弧板；

所述导风板是由所述蜗舌的端部向远离所述蜗壳方向延伸的直板。

5.根据权利要求4所述的离心风机，其特征在于，所述蜗壳包括蜗壳周向板和两个侧板，所述蜗壳周向板包括直板和螺旋线板，所示螺旋线板由所述直板的端部沿所述叶轮的周向按照对数螺旋线延伸形成，两个所述侧板与所述直板和所述螺旋线板拼装围合形成腔体和所述排气口，所述周向滑移板以可沿周向滑移的方式连接于所述螺旋线板上。

6.根据权利要求5所述的离心风机，其特征在于，所述导风板向所述螺旋线板侧倾斜，并且所述导风板所在平面与所述直板相交。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的离心风机，其特征在于，所述驱动机构包括电机、支撑板和推杆；所述推杆的一端与所述周向滑移板固定连接、另一端与所述电机的电枢轴固定连接，所述电枢轴的轴线与所述周向滑移板的中心线共线，所述支撑板与所述蜗壳固定连接。

8.根据权利要求6所述的离心风机，其特征在于，所述驱动机构的数量为两个，两个所述驱动机构相对于所述叶轮左右对称地分设于所述蜗壳的两侧。

9.一种空调器，其特征在于，包括壳体和安装于所述壳体内的离心风机，其特征在于，所述离心风机为权利要求1至8中任一项所述的离心风机。

10.根据权利要求9所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括隔板，所述隔板将所述壳体分隔为第一子壳体和第二子壳体，所述第一子壳体开设有进风口，所述第二子壳体开设有出风口，所述离心风机位于所述第一子壳体内并与所述隔板固定连接，所述隔板上开设有与所述蜗壳的排气口连通的通孔，所述第二子壳体内安装有换热器。