CN106321513A - 一种离心风扇及全热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心风扇及全热交换器，涉及全热交换器技术领域。为解决现有的离心风扇的送风量相对较小的问题而发明。本发明离心风扇，包括叶轮，所述叶轮包括轮毂和固定于轮毂上的叶片，所述叶片的型线包括靠近所述叶轮的外围的圆弧段以及靠近所述叶轮的轴心的直线段。本发明可用于全热交换器。

Description

一种离心风扇及全热交换器

技术领域

本发明涉及全热交换器技术领域，尤其涉及一种离心风扇及全热交换器。

背景技术

全热交换器是一种通过自身的风机实现对室内外新风和旧风置换的装置，在置换过程中，因其自身携带过滤和热回收功能，所以在置换过程中会对空气进行过滤，滤除空气中有害物质如粉尘、PM2.5、雾霾、细菌等大分子物质，并且在排出室内污气的时候能够讲室内的热量回收，实现节能效果。其工作原理是：产品工作时，室内排风和新风分别呈正交叉方式流经换热器芯体时，由于气流分隔板两侧气流存在着温差和蒸汽分压差，两股气流通过分隔板时呈现传热传质现象，引起全热交换过程。风机是全热交换机中的一个重要的部件，其工作效率的高低直接关系到全热交换器的整体性能。

现有的一种全热交换器中的离心风扇的叶轮00如图1所示，包括轮毂01和固定于轮毂01上的叶片02，叶片的型线呈圆弧状。

为了提高全热交换器对室内外新风和旧风的置换效率，这就需要大送风量的离心风扇，而圆弧状叶片的离心风扇的送风量具有一定的局限性，并不能满足全热交换器的这种需求。

发明内容

本发明的实施例提供一种离心风扇，可以提高其送风量。

为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种离心风扇，包括叶轮，所述叶轮包括轮毂和固定于轮毂上的叶片，所述叶片的型线包括靠近所述叶轮的外围的圆弧段以及靠近所述叶轮的轴心的直线段。

本发明实施例提供的离心风扇具有如下优点：离心风扇的叶片将圆弧段和直线段组合在一起形成一种新的形状，具有该形状的叶片的离心风扇与现有的圆弧状叶片的离心风扇相比，具有送风量大的优点。通过对该离心风扇和现有的圆弧状叶片离心风扇测试对比，在转速、外形尺寸等参数一致的情况下，前者要比后者的送风量高出5％～10％，因此，相比现有的离心风扇，具有圆弧段和直线段组合形状叶片的离心风扇，可以提高其送风量。

另一方面，本发明实施例还提供了一种全热交换器，包括壳体，所述壳体内设有上述实施例中所述的离心风扇。

由于全热交换器的壳体内设有上述任一实施例中的离心风扇，离心风扇的蜗壳和叶片能够使离心风扇实现高静压、高风量的送风要求，这样提高全热交换器对室内外新风和旧风的置换效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为现有一种全热交换器的离心风扇叶轮的结构示意图；

图2为本发明实施例中全热交换器的离心风扇的叶轮的结构示意图；

图3为本发明实施例中全热交换器的离心风扇的叶片顶部的型线示意图；

图4为本发明实施例中全热交换器的离心风扇的叶片的型线示意图；

图5为本发明实施例中全热交换器的离心风扇的蜗壳型线示意图；

图6为本发明实施例中全热交换器的离心风扇的结构示意图。

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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；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。

参见图2和图3，本发明实施例中的离心风扇，包括叶轮1，叶轮1包括轮毂11和固定于轮毂11上的叶片12，叶片12的型线包括靠近叶轮1的外围13的圆弧段121以及靠近叶轮1的轴心的直线段122。

本发明实施例中离心风扇的叶片12将圆弧段121和直线段122组合在一起形成一种新的形状，具有该形状的叶片12的离心风扇与现有的圆弧状叶片的离心风扇相比，具有送风量大的优点。通过对该离心风扇和现有的圆弧状叶片离心风扇测试对比，在转速、外形尺寸等参数一致的情况下，前者要比后者的送风量高出5％～10％，因此，相比现有的离心风扇，具有圆弧段121和直线段122组合形状叶片12的离心风扇，可以提高其送风量。

参见图3，叶片12的圆弧段121为弧AB和弧EF所围成的部分，叶片12的直线段122为直线BC和直线DE所围成的部分，除此之外，叶片12的直线段122远离叶轮1的外围13的一端还形成有曲线CXD，曲线CXD在叶轮1旋转时，能够减小空气对叶片12旋转所产生的阻力。

其中，如图3所示，叶片12圆弧段121的弧长d1和直线段122的长度d2的比例影响着叶片12的外形，对提高离心风扇的送风量非常重要，其比例过大或过小都不利于离心风扇送风量的提高，通过优化设计和测试实验得出，当圆弧段121的弧长d1与直线段122的长度d2的比值为：d1:d2＝1:1时，离心风扇能够产生较大的送风量，由此，圆弧段121的弧长d1与直线段122的长度d2的比值优选为：d1:d2＝1:1，另外，d1:d2＝1:1也可以使叶片12的外形美观。其中，d1是弧HI的长度，d2为直线IJ的长度。弧HI位于弧AB和弧EF的中间，并且弧HI与弧AB、弧EF间隔距离相等，直线IJ位于直线BC和直线DE的中间，并且直线IJ与直线BC、直线DE间隔距离相等。

参见图3，圆弧段121对应的弦与直线段122的夹角也是一个重要的参数，同样，圆弧段121对应的弦与直线段122的夹角的过大与过小也不利于离心风扇送风量的提高，通过优化设计和测试实验得出，当圆弧段121对应的弦与直线段122的夹角范围为122°～124°时，离心风扇能够产生较大的送风量，由此，圆弧段121对应的弦与直线段122的夹角范围优选为122°～124°。其中，圆弧段121对应的弦是直线HI，直线HI与直线IJ的夹角范围为122°～124°。

为了使离心风扇进一步提高送风量，如图6所示，优选地，叶轮1包括轮毂11和设置于轮毂11两侧的叶片12。这样当叶轮1旋转时，叶轮1就能从离心风扇的两侧吸风，吸入的风与轮毂11两侧叶片12作用，最后叶轮1吸入的风由离心风扇的出风口吹出，由此，通过在轮毂11的两侧设置叶片12实现了离心风扇的双侧进风，进一步提高了其送风量。

为了增大叶片12与轮毂11的连接强度，如图4所示，优选地，叶片12的根部123与轮毂11连接，叶片12的根部123面积大于叶片12的顶部124面积。叶片12的根部123的型线与顶部124的型线相一致，只是根部123的尺寸比顶部124的尺寸要大，由于在叶轮1高速旋转时，叶片12根部与轮毂11的壁面连接处受到的应力最大，连接处容易应力集中从而产生裂纹，因此，将叶片12的根部123面积设置为大于叶片12的顶部124面积可以增加叶片12与轮毂11的连接面积，进而增加叶片12与轮毂11的连接强度，这样叶轮1在高速旋转时，叶片12与轮毂11就不容易发生断裂。

参见图4，弧面段是由弧AB和弧EF相隔围成的部分(即叶片12的顶部124的弧面部分)，弧AB的半径n为18.2毫米，弧EF的半径p为16.9毫米。除此之外，叶片12的其它外形参数如下：叶片12的顶部124的厚度为1.63毫米，叶片12的顶部124最靠近叶轮1轴心的点X的半径t为98.19毫米；叶片12的根部123中弧RS的半径m为18.04毫米，弧QT的半径q为16.99毫米，叶片12的根部123的厚度为2.56毫米；叶轮1的外围13的外侧弧面的半径r为122.43毫米，内侧弧面的半径s为109.7毫米，外围13的厚度x为3.22毫米。其中，弧AB和弧EF间隔的距离与直线BC和直线DE间隔的距离相等，弧AB和弧EF或直线BC和直线DE间隔的距离为叶片12的顶部124的厚度；弧RS和弧QT间隔的距离与直线SV和直线TU间隔的距离相等，弧RS和弧QT或直线TU和直线SV间隔的距离为叶片12的根部123的厚度。

参见图5和图6，离心风扇还包括蜗壳2，叶轮1设置于蜗壳2内，蜗壳2的型线为螺旋线，螺旋线由三段半径不同且圆心不重合的圆弧拟合形成。蜗壳2的螺旋线采用的三点法进行取线设计，即取三个点(图中点O1、O2、O3)，然后分别以这三个点为圆心，以三个不同半径作圆弧(一个圆心对应一个半径)，然后再将这三个圆弧连接起来形成螺旋线。该蜗壳2的线型与传统的四点式蜗壳2的型线相比，可大大的节省安装空间，减小离心风扇的体积，实现了高静压的送风效果，与叶片12相配合进一步提高离心风扇的送风量。

参见图5，螺旋线包括依次连接的第一弧线段、第二弧线段和第三弧线段，第一弧线段的半径为a、第二弧线段的半径为b、第三弧线段的半径为c，a:b:c＝1:1.06:1.2。三段弧线段半径比例的不同，可以直接影响螺旋线的形状，通过优化设计和测试实验，当a:b:c＝1:1.06:1.2使，离心风扇能够实现高静压的送风效果。由此，优选a:b:c＝1:1.06:1.2。其中，第一弧线段为弧KL，第二弧线段为弧MN，第三弧线段为弧NP，弧KL、弧MN、弧NP拟合成螺旋线KP，弧KL的圆心为O1，弧MN的圆心为O2，弧NP的圆心为O3，弧KL。

参见图5，第一弧线段的半径a为141毫米、第二弧线段的半径b为150毫米、第三弧线段的半径c为169毫米，该组半径值是与叶轮1的尺寸相对应，当然在叶轮1的尺寸发生变化时，蜗壳2的型线可以在a:b:c＝1:1.06:1.2的比值下等比例的放大或缩小，既产生了高静压的送风效果，又增加了蜗壳2制造的灵活性。其中，叶轮1的轴心(O点)的坐标为(0，0)，第一弧线段的圆心(O1点)坐标为(-1.3，2.6)，第二弧线段的圆心(O2点)坐标为(-10.2，11.7)，第三弧线段的圆心(O3点)坐标为(-11.4，-7.3)。

参见图6，蜗壳2包括相对设置的第一进风口51和第二进风口21，第一进风口51处设有电机3。由于第一进风口51处设有电机3，这样会占用第一进风口51的面积，如果第一进风口51和第二进风口21的面积相等，那么第一进风口51和第二进风口21的进风量会不相等，从而不利于风场的平衡。为了使离心风扇两个进风口的进风量相等或接近，优选地，第一进风口51的面积大于第二进风口21的面积。通过将第一进风口51的面积大于第二进风口21的面积，这样使第一进风口51的实际通风面积与第二进风口21的面积相等或相近，达到两个进风口进风量相等或相近的目的，从而平衡了风场。

其中，蜗壳2的一侧(图中的下侧)固定在支撑板5上，第一进风口51是开设在支撑板5上。电机3是固定在电机支架4上，电机支架4固定于第一进风口51的支撑板5上，电机支架4与支撑板5之间设有减振橡胶6，减振橡胶6用于减弱电机3工作时产生的振动。蜗壳2可以为塑料件，支撑板5可以为镀锌板。

为了精确的调整第一进风口21处的进风量，使之与第二进风口22处的进风量相等或相近，如图6所示，优选地，第一进风口21的面积比第二进风口22的面积大5％，这样可以精确地调整蜗壳2第一进风口21处的进风量，使第一进风口21的面积的实际进风面积与与第二进风口22的面积相等或相近，从而实现两个进风口进风量相等或相近和平衡风场的目的。

另一方面，本发明实施例还提供了一种全热交换器，包括壳体，壳体内设有上述任一实施例中的离心风扇。

由于全热交换器的壳体内设有上述任一实施例中的离心风扇，离心风扇的蜗壳2和叶片12能够使离心风扇实现高静压、高风量的送风要求，这样提高全热交换器对室内外新风和旧风的置换效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种离心风扇，包括叶轮，所述叶轮包括轮毂和固定于轮毂上的叶片，其特征在于，所述叶片的型线包括靠近所述叶轮的外围的圆弧段以及靠近所述叶轮的轴心的直线段。

2.根据权利要求1所述的离心风扇，其特征在于，所述圆弧段的弧长d₁与所述直线段的长度d₂的比值为：d₁:d₂＝1:1。

3.根据权利要求1所述的离心风扇，其特征在于，所述圆弧段对应的弦与所述直线段的夹角范围为122°～124°。

4.根据权利要求2所述的离心风扇，其特征在于，所述弧面段的半径为16.9～18.2毫米。

5.根据权利要求1所述的离心风扇，其特征在于，所述叶轮包括轮毂和设置于轮毂两侧的叶片，所述叶片的根部与所述轮毂连接，所述叶片的根部面积大于所述叶片的顶部面积。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的离心风扇，其特征在于，还包括蜗壳，所述叶轮设置于所述蜗壳内，所述蜗壳的型线为螺旋线，所述螺旋线由三段半径不同且圆心不重合的圆弧拟合形成。

7.根据权利要求6所述的离心风扇，其特征在于，所述螺旋线包括依次连接的第一弧线段、第二弧线段和第三弧线段，所述第一弧线段的半径为a、第二弧线段的半径为b、第三弧线段的半径为c，a:b:c＝1:1.06:1.2。

8.根据权利要求7所述的离心风扇，其特征在于，所述第一弧线段的半径为141毫米、所述第二弧线段的半径为150毫米、所述第三弧线段的半径为169毫米。

9.根据权利要求8所述的离心风扇，其特征在于，所述叶轮的轴心的坐标为(0,0)，所述第一弧线段的圆心坐标为(-1.3,2.6)，所述第二弧线段的圆心坐标为(-10.2,11.7)，所述第三弧线段的圆心坐标为(-11.4,-7.3)。

10.根据权利要求7所述的离心风扇，其特征在于，所述蜗壳包括相对设置的第一进风口和第二进风口，所述第一进风口处设有电机，所述第一进风口的面积大于所述第二进风口的面积。

11.根据权利要求10所述的离心风扇，其特征在于，所述第一进风口的面积比所述第二进风口的面积大5％。

12.一种全热交换器，包括壳体，其特征在于，所述壳体内设有权利要求1～11中任一项所述的离心风扇。