集流器、混流风机及风管机的制作方法

1.本发明涉及混流风机技术领域，具体涉及一种集流器、混流风机及风管机。


背景技术：

2.风管机是空调的一种，为了提高舒适性，有些风管机采用上出冷风，下出热风的方式，这样可以实现瀑布式制冷和地毯式暖风，为了实现这种出风方式，需要风管机的出风可逆，现有出风可逆的风管机中，通常采用贯流风机、离心风机，但是这种风机由于风机扇叶的设置方式的问题，反转后风向不能可逆，因此，只能在设置至少两个风机，一个负责正向出风，一个负责逆向出风，这样不仅管风机结构会更大，成本更高。
3.为了减小成本，需要将风机缩小，而混流风机是介于轴流风机和离心风机之间的风机，混流风机的叶轮让空气既做离心运动又做轴向运动，蜗壳内的气流运动混合了轴流与离心两种运动形式，所以叫“混流”。而且，混流风机不仅可以将体积做小，而且可以保证气流的流向和风压。
4.集流器作为混流风机上的部件，其作用是将进气侧的气体均匀平滑地导入混流风机内部，进风经过集流器会产生损耗和噪音。如何对集流器进行改进，在提升混流风机静压值和静压效率的同时，减少混流风机能耗和噪声是本领域亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明公开了一种集流器、混流风机及风管机，解决了在尺寸限制的情况下，风经过集流器会产生损耗和噪音的问题。
6.根据本发明的一个方面，公开了一种集流器，用于安装在混流风机上，所述集流器具有导流通道，所述导流通道具有气流进口端和气流出口端，所述导流通道位于所述气流进口端的内径为d1，所述导流通道位于所述气流出口端的内径为d2，d1/d2的范围为1.2～1。
7.进一步地，所述气流进口端至所述气流出口端的距离为h，h的取值范围为：0.2d2＜h＜0.3d2。
8.进一步地，所述导流通道还具有收缩段，所述收缩段位于所述气流进口端与所述气流出口端之间，所述收缩段的过流面积在所述气流进口端至所述气流出口端的方向上逐渐减小。
9.进一步地，所述气流进口端至所述气流出口端的方向上，所述收缩段的过流面积减小的变化率逐渐降低。
10.进一步地，所述气流进口端至所述气流出口端的方向上，所述收缩段过流面积减小的变化率不变。
11.进一步地，所述导流通道还具有直线段，所述直线段与所述收缩段相连，所述直线段位于所述收缩段与所述气流出口端之间。
12.进一步地，所述导流通道的气流出口端设置有消音齿。
13.进一步地，所述导流通道的内表面上设置有凹坑和/或凸起。
14.根据本发明的第二个方面，公开了一种混流风机，包括上述的集流器。
15.进一步地，所述混流风机还包括：蜗壳，所述集流器设置在所述蜗壳上，所述集流器与所述蜗壳围成拟合球体。
16.根据本发明的第三个方面，公开了一种风管机，包括上述的混流风机。
17.本发明的集流器通过优化导流通道气流进口端的内径与气流出口端的内径关系，使气流在流经集流器导流通道的过程中，遇到的阻力更小，产生的紊流更少，在整体混流风机体积受限的条件下，从而使风量提高将近11％、压头提高10％，计算效率提高将近5％，大大提高了混流风机的做功能力，使混流风机的效率更高。而且，由于在转速相同的情况下，风量提高，相应的，在风量相同的情况下，转速可以降低，从而减少转动过程中带来的噪音。
附图说明
18.图1是本发明实施例一的集流器的结构示意图；
19.图2是图1中a的局部放大图；
20.图3是本发明实施例二的集流器的结构示意图；
21.图4是本发明实施例三的混流风机的结构示意图；
22.图例：10、导流通道；11、收缩段；12、直线段；20、蜗壳。
具体实施方式
23.下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。
24.现有技术中的混流风机通常都会在进风口设置集流器，集流器可以将进气侧的气体均匀平滑地导入混流风机内部，以降低流动损失提高混流风机效率。因此，集流器的结构会影响混流风机性能，设计良好的集流器流动损失较小，而设计不合理会使进口条件恶化，导致性能下降。
25.然而，集流器作为混流风机上的部件，不仅影响着混流风机的效率，其还会对混流风机的整体尺寸产生影响，在可逆出风的风管机的中，需要将混流风机缩小放入其中，因此，集流器的尺寸也不能太大，而如何在尺寸限制的前提下对集流器进行优化改进，既要提高混流风机静压值和静压效率的同时，还要减少混流风机能耗和噪声，这无疑是对本领域来说是需要攻克的技术难点。
26.为了解决上述问题，如图1所示的本发明的实施例一，公开了一种集流器，用于安装在混流风机上，集流器具有导流通道10，导流通道10具有气流进口端和气流出口端，导流通道10位于气流进口端的内径为d1，导流通道10位于气流出口端的内径为d2，d1/d2的范围为1.2～1。
27.在本实施例中，导流通道10位于气流进口端的内径为d1，导流通道10位于气流出口端的内径为d2，d1/d2的范围为1.2～1。本发明的混流风机通过将d1/d2的范围为1.2～1，对于集流器而言，d1的尺寸一般要大于d2的尺寸，但为了满足混流风机在风管机中的尺寸要求，若d1/d2的值偏大将会扩大混流风机的外部尺寸，影响整体布局，而d1/d2的值偏小则不会起到集流的作用，混流风机性能也会下降。对本实施例的混流风机进行仿真试验，改变混流风机d1/d2的数值，仿真结果如下：
28.d1/d2转速(rpm)计算风量(m3/h)计算压头(pa)计算效率(％)1.15220051090.469.11.00220047683.665.20.99220046082.164.3
29.当d1/d2的值大于1.2时会影响混流风机的整体布局，因此不予考虑，当d1/d2的值为0.99时，由于集流器无法起到集流作用，从上表可以看出，混流风机风量衰减严重，压头与混流风机效率要远低于比值为1.15的数据。
30.本发明的集流器通过优化导流通道气流进口端的内径与气流出口端的内径关系，使气流在流经集流器导流通道10的过程中，遇到的阻力更小，产生的紊流更少，在整体混流风机体积受限的条件下，从而使风量提高将近11％、压头提高10％，计算效率提高将近5％，大大提高了混流风机的做功能力，使混流风机的效率更高。而且，由于在转速相同的情况下，风量提高，相应的，在风量相同的情况下，转速可以降低，从而减少转动过程中带来的噪音。
31.更进一步地，气流进口端至气流出口端的距离为h，h的取值范围为：0.2d2＜h＜0.3d2。本发明的混流风机通过将h的取值范围设置为：0.2d2＜h＜0.3d2，集流器的高度h相对于导流通道10位于气流出口端的内径d2来说，过高的h会影响混流风机的布局分布，而h偏小则会增加混流风机的进气损失，影响混流风机性能。对本例的混流风机进行仿真试验，改变混流风机h/d2的数值，仿真结果如下：
32.h/d2转速(rpm)计算风量(m3/h)计算压头(pa)计算效率(％)0.20220050087.364.30.24220051090.469.10.30220049583.261.2
33.当h/d2数值小于0.20时，集流器难以起到有效的集流作用，风量会有约3％的衰减、计算压头与混流风机效率也均有所下降。当h/d2数值为0.24时，可以看出在集流器的作用下，遇到的阻力更小，产生的紊流更少，可以看出风量、压头和效率均明显提升。当h/d2数值大于0.30时，则会挤压风叶叶轮的尺寸空间，降低风叶性能。
34.本发明的集流器通过优化集流器的高度h与气流出口端的内径关系，既可以保证使气流在流经集流器导流通道10的过程中，遇到的阻力更小，产生的紊流更少，还可以保证风叶叶轮的安装空间，在整体混流风机体积受限的条件下，从而使风量提高将近3％、压头提高8.6％，计算效率提高将近12.9％，大大提高了混流风机的做功能力，使混流风机的效率更高。而且，由于在转速相同的情况下，风量提高，相应的，在风量相同的情况下，转速可以降低，从而减少转动过程中带来的噪音。
35.导流通道10还具有收缩段11，收缩段11位于气流进口端与气流出口端之间，收缩段11的过流面积在气流进口端至气流出口端的方向上逐渐减小。由于导流通道10的收缩段11过流面积逐渐减小，形成渐缩形流道，使气流加速，并形成均匀的速度场和压力场，从而降低流动损失提高混流风机效率。
36.气流进口端至气流出口端的方向上，收缩段11的过流面积减小的变化率逐渐降低。也就是说，导流通道10位于收缩段11的内壁是弧形内壁，且沿气流进口端至气流出口端的方向上，内壁的弧度逐渐减小，气流在集流器的内壁弧线的作用下，由集流器的入口聚合
到集流器的出口，该圆弧不仅可以对气流产生导向作用，还会在一定程度上降低该段的流动阻力，起到提升风量的作用。
37.在图3所示的实施例二中，气流进口端至气流出口端的方向上，收缩段11过流面积减小的变化率不变。也就是说，导流通道10位于收缩段11的内壁是平面，且沿气流进口端至气流出口端的方向上，该直线段12也能够像弧线一样起到气流导向与聚集的作用，并且加工简易成本低廉。
38.在图1所示的实施例一中，导流通道10还具有直线段12，直线段12与收缩段11相连，直线段12位于收缩段11与气流出口端之间。该直线段12处在集流器尾部，被聚合的气体流动会较为混乱，而此直线段12则可以对混流的气流进行抑制，进而在一定程度上改善混流风机的进气条件。
39.导流通道10的气流出口端设置有消音齿。通过设置消音齿可以使噪音得到降低。
40.导流通道10的内表面上设置有凹坑和/或凸起，可以减小噪音，提升风量。
41.根据本发明的实施例三，公开了一种混流风机，包括上述的集流器。
42.混流风机还包括蜗壳20，集流器设置在蜗壳20上，集流器与蜗壳20围成拟合球体。通过集流器与蜗壳20围成拟合球体，可以最大限度的减小混流风机尺寸，从而保证混流风机的送风效果。
43.根据本发明的实施例四，公开了一种风管机，包括上述的混流风机。
44.显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。