CN106762829B - 用于叶轮的叶片、叶轮及风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于叶轮的叶片、叶轮及风机，其中，在所述叶片上形成有下凹部，所述下凹部由所述叶片向下折弯形成，所述下凹部为长条状，所述下凹部将所述叶片分隔成两部分，分别为第一区域和第二区域，当叶轮转动时，所述下凹部的一端在叶轮转动的方向上位于另外一端的前侧。通过在叶片上设置下凹部，能够使得风机的气流更加均匀、不集中，有效降低震动和噪音，同时能够增加风机的风量并降低风机的功率。

Description

用于叶轮的叶片、叶轮及风机

技术领域

本发明涉及风机技术领域，尤其涉及一种用于叶轮的叶片、叶轮及设置有该叶轮的风机。

背景技术

轴流风机应用非常广泛，可用于一般工厂、仓库、办公室、住宅等场所的通风换气，并被广泛应用于空调器及各种通风散热环境。轴流风机主要由叶轮、机壳、电动机等零部件组成，其中叶轮一般由叶片和轮毂组成，当叶轮旋转时，气体从进风口轴向进入叶轮，受到叶轮上叶片的推挤而使气体的能量升高。叶片的形状对气流性能的影响很大。现有的叶片存在外型结构陈旧、出风范围小、能效不高、噪音体验不理想等诸多值得改进之处。

发明内容

有鉴于此,本申请提供了一种扫风均匀、扫风面积广、能效比高的用于叶轮的叶片、叶轮以及设置有这种叶轮的风机。

根据本发明的第一方面，提供一种用于叶轮的叶片，在所述叶片上形成有下凹部，所述下凹部由所述叶片向下折弯形成，所述下凹部为长条状，所述下凹部将所述叶片分隔成两部分，分别为第一区域和第二区域，当叶轮转动时，所述下凹部的一端在叶轮转动的方向上位于另外一端的前侧。

优选地，所述第一区域和/或第二区域形成为平滑曲面。

所述第二区域形成为细长区域。

优选地，所述叶片包括径向内缘、径向外缘、前缘和尾缘，其中，所述径向外缘与所述径向内缘相对，为自由端；当叶轮转动时，所述前缘在叶轮转动的方向上位于所述尾缘的前侧。优选地，所述下凹部从所述前缘向尾缘延伸。

优选地，所述下凹部与所述前缘的交点位于靠近所述前缘和径向外缘相交的位置；和/或，所述下凹部与尾缘的交点位于所述尾缘的中部。

优选地，在靠近所述径向外缘和尾缘交叉的区域形成有下弯部。

优选地，靠近所述径向外缘和尾缘交叉的区域被去除。

优选地，在所述叶片的所述尾缘上形成有内凹部。

根据本发明的第二方面，提供一种叶轮，设置有本申请中所述的叶片。

根据本发明的第三方面，提供一种叶轮，所述叶轮包括叶片部，所述叶片部包括双层叶片，所述双层叶片包括内层叶片和外层叶片，所述外层叶片设置为本申请中所述的叶片。

优选地，所述内层叶片和外层叶片在径向上交错地设置。

优选地，在所述内层叶片和外层叶片之间设置有风环，所述风环的外径与叶片部的外径比介于0.575至0.625之间，和/或，所述风环的厚度为1.0至2.5mm。

根据本发明的第四方面，提供一种风机，设置有本申请中所述的叶轮。

本申请提供的轴流风机叶片中，在叶片上形成有下凹部，从而将叶片分隔成两个区域，能够使得气流更加均匀、不集中，有效降低震动和噪音，同时能够增加风机的风量并降低风机的功率；并且叶片的叶尖采用仿“海燕”翅膀的叶形，细长圆润，在保证风量的同时，能够进一步降低功率，提高风量，大大提高效率，并能够提高风扇的能效比；同时能够增加送风范围。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为本申请中的叶片整体结构示意图；

图2为本申请中的叶片剖视图；

图3为本申请中的叶片结构示意图；

图4为本申请中的叶轮整体结构示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。

本申请中的叶片设置在轮毂上，形成叶轮，可运用于轴流风机上，例如运用于轴流风扇上，用于提供柔和均匀的气流，能够降低噪音、提高风量，并降低风机功率。如图1-3所示，本申请中的叶片22形成为片状结构，在其上形成有下凹部225(说明，由于叶轮、叶片形状复杂，本申请中的上下参照图1中所示的方位，位于叶片吸力面的一侧为上，位于叶片压力面的一侧为下)，所述下凹部225由所述叶片向下折弯形成，优选地，所示下凹部225为长条状，所述下凹部225将所述叶片分隔成两部分，分别是第一区域226和第二区域227，所述下凹部225构造成当叶轮转动时，所述下凹部225的一端在叶轮转动的方向上位于另外一端的前侧。这样，在叶轮转动时，下凹部225不会干扰气流的流动。

在一个优选实施例中，所述下凹部225的一端设置在叶片前缘上，所述第一区域226包括的叶片前缘的范围大于所述第二区域227包括的叶片前缘的范围，所述第二区域227包括的叶片尾缘的范围大于或者等于所述第一区域226包括的尾缘的范围。所述第一区域226从叶片的前端(靠近前缘的位置)向所述下凹部225逐渐向下倾斜，所述第二区域227从所述下凹部225向叶片的尾端(靠近径向外侧和尾缘的位置)逐渐翘起，形成类似“大绢斑蝶”翅膀的结构。这样，在叶片的中部仿“大绢斑蝶”沿叶片下凹，并按一定的倾斜角起翘修正叶型，可将中部的风扩散开，使风感不集中，更柔和，用户体验更舒适。

如图1所示，在一个优选实施例中，所述叶片22包括径向内缘221、径向外缘222、所述前缘223和所述尾缘224，其中，所述径向内缘221设置在轮毂上，在具有双层叶片的结构中，所述径向内缘223设置在风环23的外壁上(后面有详细介绍)，从而将所述叶片22固定。所述径向外缘222与所述径向内缘221相对，为自由端。所述前缘223设置在叶片22的迎风端，尾缘224设置在叶片22的背风端，当叶片部2转动时，所述前缘223在叶轮转动的方向上位于所述尾缘224的前侧。优选地，所述下凹部225形成为条状，从所述前缘223向尾缘224延伸。更加优选地，所述下凹部225与所述前缘223的交点位于靠近所述前缘223和径向外缘222相交的位置，所述下凹部225与尾缘224的交点位于靠近尾缘224中点的位置。

在一个优选实施例中，如图1-2所示，所述第一区域226从所述前缘223向所述下凹部225逐渐向下倾斜的倾斜斜率并不是相等的，也就是说所述第一区域226形成的不是倾斜的平面，而是斜率变化的曲面，优选为斜率变化的平滑曲面。这样可更加有利于气流的扩散，形成更加柔和的风感。同样，所述第二区域227从所述下凹部225向所述径向外缘222和尾缘224的交叉处逐渐翘起的斜率也是不等的，所述第二区域227优选也形成为平滑曲面。这种结构，能够有利于气流的进一步扩散，使得气流更加均匀柔和。

如上所述，叶片22中部仿“大绢斑蝶”沿叶片下凹形成所述下凹部225，优选地，所述下凹部下凹的角度为10-30°，所述下凹部225的下凹深度为叶片最大弦长(叶片径向外缘处的弦长)的5％-10％，然后按一定的倾斜角起翘(形成第二区域227)修正叶型，所述起翘角度可以和下凹的角度相同，也可以不同，不同时两个角度优选比较接近。这种结构能够将叶片中部的风扩散开，不至于风扇吹出的气流过度集中，从而能够提高风量，降低噪音。

如图3所示，在一个优选实施例中，所述第二区域227形成为细长区域，该细长区域设置为类似于“海燕”翅膀的形状，细长圆润，在保证风量的同时，能够在相同效率的情况下降低功率，节能环保。具体地，如图3所示，所述前缘223形成为平滑的曲线形，可以为凹圆弧形，或者，从径向内缘221到径向外缘222的方向上曲率半径逐渐变大，而径向外缘222基本形成在与轮毂的轮毂环12同轴的圆柱面上，这样，可在径向外缘222和前缘223交汇的区域形成比较圆润的尖形结构，所述第二区域227可以包括该尖形结构，或者包括该尖形结构的一部分，使得所述第二区域227形成为类似于“海燕”的翅膀状的细长区域，能够有效提高该区域的风量。这样，第一区域226形成为副风面，第二区域227形成为主风面。也就是说，下凹部225以外的叶片为主做功区域，下凹部225以内的区域为副做功区域，主做功域区的叶型是仿“海燕”翅翼，细长而圆润的叶型，具有较高的升阻比，能够提高叶片的做功效率，在同功率的情况下提高风量。这样，一个叶片分两种叶型做功，一个叶片旋转时可通过两个区域：第一区域226和第二区域227吹出两股风，并且同时设置有多个这样的叶片，能增加风的连续性和均匀性，能够有效降低震动和噪音。

如图1、图3所示，在一个优选实施例中，在叶片22的尾部，例如，在靠近所述径向外缘222和尾缘224交叉的区域，形成有下弯部228。优选地，所述下弯部228的面积为叶片面积的10％-30％。所述下弯部228相对于与风机的轴线相垂直的平面向下弯曲的角度优选为5°-20°。所述下弯部228位于叶片22的尾部，即位于靠近所述径向外缘和尾缘交叉的区域。所述下弯部228优选形成为三角形，该三角形的一条边位于所述径向外缘222上，该条边的边长为径向外缘222长度的5％-30％；另外一条边位于尾缘224上，该条边的边长亦为尾缘224长度的5％-30％。在另外的实施例中，所述下弯部228被直接去除。通过下弯或者去除该部分后，能够有效降低叶片尾缘和相邻叶片前缘流体的干涉，造成扰流，形成“嘘嘘”气动异音，同时下弯会增加叶片的风量和效率，提高能效比。

如图3所示，在另外的实施例中，在所述叶片22的尾部形成有内凹部229，优选地，所述内凹部229形成在所述尾缘224上，可通过去除部分叶片材料形成。所述内凹部229优选形成在尾缘224长度的85％以内，也就是说所述内凹部229距离尾缘的径向最外端的距离大于等于尾缘224长度的15％，这样，在叶片长度的85％以下内凹，能满足不损失风量，且能降低叶片的重量，达到在同样的效率下降低功率的目的。叶型尾缘局部内凹减材，降低功率，提高叶片的利用率且能够改善尾缘涡流，提高风量。同样，也可以在径向外缘222上形成内凹部220，该内凹部220优选形成在下弯部228的边缘上，可实现进一步的减少材料、降低功率。

设置有本申请中的叶片22的风机与现有技术中的设置有七片普通叶片的风机的性能对比数据如下表所示：

从上表可以看出在转速相同的情况下，设置有本申请中的叶片的风机风量大于设置有现有叶片的风机，而扭矩和功率都有所降低，能效增加。

如图4所示，本申请中的叶轮包括轮毂部1和叶片部2，所述叶片部2连接到所述轮毂部1上，所述轮毂部1能够在动力装置，例如电机的驱动下转动，从而带动所述叶片部2旋转产生气流。其中，所述轮毂部1包括驱动装置配合部11和位于该驱动装置配合部11径向外侧的轮毂环12，在所述驱动装置配合部11上设置有配合孔，用于与驱动装置，例如电机的驱动轴进行配合，从而将驱动装置的动力传递到轮毂部1上。在所述驱动装置配合部11和轮毂环12之间设置有连接结构13，用于将轮毂环12和驱动装置配合部11连接起来。

在一个优选实施例中，本申请中的叶片部2为双层叶片，包括内层叶片21和外层叶片，其中，外层叶片设置为本申请中的叶片22的结构，在所述内层叶片21和叶片22之间设置有风环23。其中，所述风环23与轮毂部1同轴设置，具体为风环23与轮毂部1的轮毂环12同轴设置，所述风环23与所述轮毂环12间隔一定距离地设置在轮毂环12的径向外侧，内层叶片21设置在轮毂部1和风环23之间，具体为设置在轮毂部1的轮毂环12和风环23之间，内层叶片21的径向内缘设置在轮毂环12的外壁上，其径向外缘设置在风环23的内壁上；所述叶片22设置在风环23的外壁上，具体为，所述叶片22的径向内缘221设置在所述风环23的外壁上。优选地，所述内层叶片21和叶片22在径向上交错地设置，这样能够形成更加均匀的气流，使得叶轮产生的气流更加柔和。

优选地，所述风环23与叶片部2的外径比优选为介于0.575至0.625之间，风环23的厚度为1.0至2.5mm。所述风环23是内层叶片21与(外层)叶片22的连接桥梁，对叶片部2的整体外观及性能能够起到重要的作用，风环23过小或过大，都会导致内、外叶片比例失调，影响美观，若风环23的直径过大、厚度过大，则会导致风环23占据叶片部2的质量比增大，不仅会增大叶片部2的总体质量，也会导致叶片部功率增大，降低叶片部的整体能效，而风环23的厚度过小则会影响采用其的风机的强度，容易造成风环23的断裂。

本申请提供的轴流风机叶片中，在叶片上形成有下凹部，从而将叶片分隔成两个区域，能够使得气流更加均匀、不集中，有效降低震动和噪音，解决风扇风速过分集中引起的用户头晕，使风更柔和，风感更好；并且叶片的叶尖采用仿“海燕”翅膀的叶形，细长圆润，保证风量的同时，降低功率，提高风量，大大提高效率，并能够提高风扇的能效比；同时能够增加风的吹风范围。

应当说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”、“第二”之类的关系术语仅仅用来将某个实体或操作与另一实体或操作区分开，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。另外，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还可以包括没有明确列出的其它要素，或者是还可以包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于叶轮的叶片，其特征在于，在所述叶片上形成有下凹部，所述下凹部由所述叶片向下折弯形成，所述下凹部为长条状，所述下凹部将所述叶片分隔成两部分，分别为第一区域和第二区域，当叶轮转动时，所述下凹部的一端在叶轮转动的方向上位于另外一端的前侧；

所述叶片包括径向内缘、径向外缘、前缘和尾缘，其中，所述径向外缘与所述径向内缘相对，为自由端；当叶轮转动时，所述前缘在叶轮转动的方向上位于所述尾缘的前侧；

在所述叶片的所述尾缘上形成有内凹部，所述内凹部距离所述尾缘的径向最外端的距离大于等于尾缘长度的15％；

在靠近所述径向外缘和尾缘交叉的区域形成有下弯部，所述下弯部的面积为所述叶片面积的10％-30％，所述下弯部相对于旋转平面弯曲的角度为5°-20°。

2.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述第一区域和/或第二区域形成为平滑曲面。

3.根据权利要求1或2所述的叶片，其特征在于，所述第二区域形成为细长区域。

4.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述下凹部从所述前缘或者径向外缘向尾缘延伸。

5.根据权利要求4所述的叶片，其特征在于，所述下凹部与所述前缘的交点位于靠近所述前缘和径向外缘相交的位置；和/或，所述下凹部与尾缘的交点位于所述尾缘的中部。

6.一种叶轮，其特征在于，设置有权利要求1-5任一项所述的叶片。

7.一种叶轮，其特征在于，所述叶轮包括叶片部，所述叶片部包括双层叶片，所述双层叶片包括内层叶片和外层叶片，所述外层叶片设置为权利要求1-5任一项所述的叶片。

8.根据权利要求7所述的叶轮，其特征在于，所述内层叶片和外层叶片在径向上交错地设置。

9.根据权利要求7或8所述的叶轮，其特征在于，在所述内层叶片和外层叶片之间设置有风环，所述风环的外径与叶片部的外径比介于0.575至0.625之间，和/或，所述风环的厚度为1.0至2.5mm。

10.一种风机，其特征在于，设置有权利要求6-9任一项所述的叶轮。