CN107701509B - 离心风轮、空调器室内机和空调器 - Google Patents

离心风轮、空调器室内机和空调器 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种离心风轮、包括该离心风轮的空调器室内机和空调器，其中，离心风轮包括轮毂和多个叶片，所述叶片呈长条形设置，所述叶片在其长度方向上的一端安装于所述轮毂，且多个所述叶片沿所述轮毂的周向间隔排布；所述叶片具有内侧边、外侧边、连接所述内侧边和所述外侧边的迎风面，以及连接所述内侧边和所述外侧边的背风面；所述迎风面呈凹弧设置，所述背风面呈凸弧设置，所述叶片的迎风面朝向所述轮毂中心倾斜设置；其中，所述叶片的外侧边与所述内侧边的连线，同所述外侧边在所述轮毂的径向上的夹角为α，α∈[21°，23°]。本发明技术方案在保证了其出风量的基础上，降低了离心风轮的功率和噪音。

Description

离心风轮、空调器室内机和空调器
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别涉及离心风轮、设置有该离心风轮的空调器室内机和空调器。
背景技术
对于部分空调器而言，例如柜机，其内部设置的风机一般是离心风机，然而，现有的离心风机在运转时，噪音偏大。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种离心风轮，旨在在保证出风量的基础上，降低离心风轮的噪音。
为实现上述目的，本发明提出的一种离心风轮，包括：
轮毂；
多个叶片，所述叶片呈长条形设置，所述叶片在其长度方向上的一端安装于所述轮毂，且多个所述叶片沿所述轮毂的周向间隔排布；
所述叶片具有内侧边、外侧边、连接所述内侧边和所述外侧边的迎风面，以及连接所述内侧边和所述外侧边的背风面；所述迎风面呈凹弧设置，所述背风面呈凸弧设置，所述叶片的迎风面朝向所述轮毂中心倾斜设置；
其中，所述叶片的外侧边与所述内侧边的连线，同所述外侧边在所述轮毂的径向上的夹角为α，α∈[21°，23°]。
优选地，所述迎风面的圆弧直径为R1；所述背风面包括靠近所述内侧边的第一弧面，以及靠近所述外侧边的第二弧面，所述第一弧面连接所述第二弧面，所述第一弧面的圆弧直径为R2，所述第二弧面的圆弧直径为R3；其中，R1/R2＝[1.8，2.2]，R3/R2＝[2.8，3.2]。
优选地，R2∈[8mm，10mm]。
优选地，所述第一弧面与所述第二弧面相切。
优选地，所述内侧边与所述外侧边之间的间距为L1，所述内侧边与所述外侧边的连线，同所述背风面之间的最大间距为L2，其中，L1/L2∈[1.8，2.2]。
优选地，L2∈[5mm，9mm]。
优选地，所述叶片的数量在40片至50片之间。
优选地，所述叶片的数量为奇数个。
优选地，所述叶片的数量为43片或47片。
优选地，α＝22°。
本发明还提供一种空调器室内机，所述空调器室内机包括离心风轮，所述离心风轮，包括轮毂和多个叶片；所述叶片呈长条形设置，所述叶片在其长度方向上的一端安装于所述轮毂，且多个所述叶片沿所述轮毂的周向间隔排布；所述叶片具有内侧边、外侧边、连接所述内侧边和所述外侧边的迎风面，以及连接所述内侧边和所述外侧边的背风面；所述迎风面呈凹弧设置，所述背风面呈凸弧设置，所述叶片的迎风面朝向所述轮毂中心倾斜设置；其中，所述叶片的外侧边与所述内侧边的连线，同所述外侧边在所述轮毂的径向上的夹角为α，α∈[21°，23°]。
本发明还提供一种空调器，包括空调器室外机和空调器室内机，所述空调器室内机包括离心风轮，所述离心风轮，包括轮毂和多个叶片；所述叶片呈长条形设置，所述叶片在其长度方向上的一端安装于所述轮毂，且多个所述叶片沿所述轮毂的周向间隔排布；所述叶片具有内侧边、外侧边、连接所述内侧边和所述外侧边的迎风面，以及连接所述内侧边和所述外侧边的背风面；所述迎风面呈凹弧设置，所述背风面呈凸弧设置，所述叶片的迎风面朝向所述轮毂中心倾斜设置；其中，所述叶片的外侧边与所述内侧边的连线，同所述外侧边在所述轮毂的径向上的夹角为α，α∈[21°，23°]；所述空调器室外机连接所述空调器室内机。
本发明技术方案通过将离心风轮的叶片的偏转角度设置在21°至23°之间，在保证了其出风量的基础上，使离心风轮的功率和噪音均降低至较低水平。
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明离心风机一实施例的结构示意图；
图2为图1中离心风机的俯视图；
图3为关于图2中离心风轮的叶片倾斜角度、尺寸的标示图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
10 离心风轮 10a 轮毂
10b 叶片 10c 固定圈
11 迎风面 12 背风面
101 内侧边 102 外侧边
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。
图1至图3示出了本发明离心风轮的优选实施例及变形实施例，在这些实施例中具有多重的改进；在具体描述中，针对其中的每个改进描述为一实施例，在没有结构干涉和冲突的情况下，下述各个实施例之间的技术特征可以自由组合。当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种离心风轮、安装有该离心风轮的空调器室内机，以及包含有该空调器室内机的空调器。在此，所指代的空调器室内机可以是柜机，也可以是风管机，当然也不排除挂机。
在本发明实施例中，如图1至图3所示，该离心风轮10包括轮毂10a和安装于所述轮毂10a的多个叶片10b。所述叶片10b呈长条形设置，所述叶片10b在其长度方向上的一端安装于所述轮毂10a，且多个所述叶片10b沿所述轮毂10a的周向间隔排布。
所述叶片10b具有内侧边101、外侧边102、连接所述内侧边101和外侧边102的迎风面11，以及连接所述内侧边101和外侧边102的背风面12；所述迎风面11呈凹弧设置，所述背风面12呈凸弧设置，所述叶片的迎风面11朝向所述轮毂10a中心倾斜设置(所述叶片10b在所述轮毂10a的周向上同向偏转，而使所述迎风面11朝向所述轮毂10a中心倾斜)。
其中，所述叶片10b的外侧边102与所述内侧边101的连线，同外侧边102在所述轮毂10a的径向上的夹角为α，α∈[21，23]。
具体而言，轮毂10a的中部是供电机轴安装的，叶片10b安装在轮毂10a的边部。叶片10b与轮毂10a的装配方式可以是叶片10b通过螺钉固定于轮毂10a上，也可以是轮毂10a与叶片10b一体成型。叶片10b的迎风面11是呈凹弧设置的，背风面12是呈凸弧设置的，可以理解的是，叶片10b大致是由长条形板体在其宽度方向上弯曲形成的。
为了便于导风，叶片10b在轮毂10a的周向上是倾斜设置的，具体是叶片10b在轮毂10a的周向上同向偏转(例如顺时针偏转或逆时针偏转)，以使迎风面11朝向轮毂10a中心倾斜。如此，当叶片10b转动时，由于叶片10b的迎风面11是呈凹弧设置的，所以气流可以沿叶片10b的内侧边101进入迎风面11，而后由迎风面11流向外侧边102，最终由外侧边102流向离心风轮10外部。在此需要说明的是，叶片10b的内侧边101与外侧边102的连线处于轮毂10a的径向时，理解为叶片10b没有偏转。
在此，叶片10b自身的偏转角度α不易过大，也不易过小。α过大，叶片10b对空气的导流力度不够，从而会导致离心风轮10的出风量偏低。α偏小，叶片10b转动的阻力较大，离心风轮10的噪音偏大。经测试，在同转速条件下，α∈[21，23]时，例如，α＝21、22或23，离心风轮10的噪音较低，且风量较大。
为了证实α∈[21，23]时的效果，实验如下：
表1.叶片偏转角度α＝28°时，测得离心风轮的参数
转速(rmp) 风量(m3/h) 功率(w) 噪音(dB)
800 690 63.5 42.3
750 642 51.7 41.2
700 597 41.5 40.5
650 546 33.6 39.6
600 500 26.7 38.9
表2.叶片偏转角度α＝26°时，测得离心风轮的参数
转速(rmp) 风量(m3/h) 功率(w) 噪音(dB)
800 688 61.2 42
750 633 49.8 40.5
700 587 40.4 39.6
650 542 32.5 39
600 496 25.9 38.2
表3.叶片偏转角度α＝24°时，测得离心风轮的参数
转速(rmp) 风量(m3/h) 功率(w) 噪音(dB)
800 659 57.2 41.5
750 613 46.5 39.7
700 571 38.3 38.9
650 524 31.2 38
600 482 24.8 37.2
表4.叶片偏转角度α＝23°时，测得离心风轮的参数
表5.叶片偏转角度α＝22°时，测得离心风轮的参数
转速(rmp) 风量(m3/h) 功率(w) 噪音(dB)
800 663 54.4 40.3
750 617 45 39.1
700 573 37.1 38
650 527 29.7 37.1
600 479 23.5 36
表6.叶片偏转角度α＝21°时，测得离心风轮的参数
转速(rmp) 风量(m3/h) 功率(w) 噪音(dB)
800 658 55.1 40.9
750 610 45.5 39.5
700 563 37.8 38.6
650 524 29.3 37.3
600 471 24.4 36.8
表7.叶片偏转角度α＝20°时，测得离心风轮的参数
转速(rmp) 风量(m3/h) 功率(w) 噪音(dB)
800 649 55.6 41.2
750 605 46.1 39.6
700 562 38.1 38.7
650 518 30.2 37.7
600 469 24.4 37.1
为了便于表述，下述内容均以转速为700rmp为例进行阐述说明：
当α＝24°时，风量为571m3/h，功率为38.3w，噪音为38.9dB。
当α＝23°时，风量为570m3/h，功率为37.9w，噪音为38.5dB。
当α＝22°时，风量为573m3/h，功率为37.1w，噪音为38.0dB。
当α＝21°时，风量为563m3/h，功率为37.8w，噪音为38.6dB。
当α＝20°时，风量为562m3/h，功率为38.1w，噪音为38.7dB。
在α由24°降低至22°时，风量基本不变，而功率缺降低了1.2w，噪音降低了接近1dB。而当α继续降低至20°时，功率却变大，噪音也而增大了。由此可见，α并不是越低越好，而是需要在一定范围内才可以满足在同样出风量的基础上，将离心风轮10的功率和噪音降至最低。由上表可以看出，当当α∈[21，23]时；离心风轮10的功率和噪音均可以处于一个较低水平。
本发明技术方案通过将离心风轮10的叶片10b的偏转角度设置在21°至23°之间，在保证了其出风量的基础上，使离心风轮10的功率和噪音均降低至较低水平。
需要说明的是，对于离心风轮10而言，在离心风轮10工作时，为了保持离心风轮10的叶片10b转动的稳定性，通常，会在叶片10b的远离轮毂10a的一端套设固定圈10c，该固定圈10c通常为塑料圈。
对于上述实施例而言，所述迎风面11和所述背风面12可以均呈圆弧面设置，也可以是其中一表面呈圆弧面设置，另一表面呈弧面(非圆弧面)设置，也可以是两个表面均呈弧面(非圆弧面)设置。但是为了便于离心风轮10的出风，在本实施例中，所述迎风面11呈圆弧面设置，所述背封面包括靠近所述内侧边101的第一弧面，以及靠近所述外侧边102的第二弧面，第一弧面与第二弧面相接。所述迎风面11的圆弧直径为R1；所述第一弧面的圆弧直径为R2，所述第二弧面的圆弧直径为R3；其中，R1/R2＝[1.8，2.2]，R3/R2＝[2.8，3.2]。
为了证实R1/R2，以及R3/R2的比值所带来的有益效果，在本实施例中，在叶片10b偏转角度α＝22°、转速(700rmp)的基础上作如下测试：
表8.叶片偏转角度α＝22°、R1/R2＝1.5、转速为700rmp时，测得离心风轮的参数
R3/R2 风量(m3/h) 功率(w) 噪音(dB)
2.5 560 38.5 39.2
2.8 565 38.5 38.5
3.0 563 38.6 38.8
3.2 562 38.5 38.6
3.5 560 38.3 39.3
表9.叶片偏转角度α＝22°、R1/R2＝1.8、转速为700rmp时，测得离心风轮的参数
R3/R2 风量(m3/h) 功率(w) 噪音(dB)
2.5 565 38.8 39.2
2.8 569 38.0 38.5
3.0 571 37.6 38.5
3.2 570 37.5 38.6
3.5 561 38.3 38.8
为了证实R1/R2，以及R3/R2的比值所带来的有益效果，在本实施例中，在叶片10b偏转角度α＝22°、转速(700rmp)的基础上作如下测试：
表10.叶片偏转角度α＝22°、R1/R2＝2.0、转速为700rmp时，测得离心风轮的参数
R3/R2 风量(m3/h) 功率(w) 噪音(dB)
2.5 568 38.8 39.2
2.8 572 37.9 38.5
3.0 580 37.1 37.8
3.2 578 37.4 38.2
3.5 565 38.5 39.0
为了证实R1/R2，以及R3/R2的比值所带来的有益效果，在本实施例中，在叶片10b偏转角度α＝22°、转速(700rmp)的基础上作如下测试：
表11.叶片偏转角度α＝22°、R1/R2＝2.2、转速为700rmp，时，测得离心风轮的参数
R3/R2 风量(m3/h) 功率(w) 噪音(dB)
2.5 566 38.1 39.0
2.8 573 37.5 38.5
3.0 570 37.3 37.8
3.2 572 37.2 38.3
3.5 566 36.7 38.9
为了证实R1/R2，以及R3/R2的比值所带来的有益效果，在本实施例中，在叶片10b偏转角度α＝22°、转速(700rmp)的基础上作如下测试：
表12.叶片偏转角度α＝22°、R1/R2＝2.5、转速为700rmp时，测得离心风轮的参数
R3/R2 风量(m3/h) 功率(w) 噪音(dB)
2.5 559 39.3 39.8
2.8 561 38.8 38.9
3.0 573 38.1 38.5
3.2 573 37.9 38.8
3.5 573 39.8 39.7
通过表8至表13可以看出，当R1/R2＝[1.8，2.2]，且R3/R2＝[2.8，3.2]时，离心风轮10的风量普遍较高，功率普遍较低，且噪音相对较低。另外，还可以看出，当R1/R2＝2.0，R3/R2＝3.0时，离心风轮10的风量可以达到最大值580，功率可以降低至最小值37.1，且噪音处于一个较低水平。
需要强调的是，气流沿背风面12流动时，背风面12越光滑，其对气流的阻力越小，噪音也越小。鉴于此，为了降低背风面12对气流的阻力，以及噪音，一较佳实施例中，所述第一弧面与所述第二弧面相切。
参照图2和图3，由于叶片10b的厚度大致是一定的，对于叶片10b的尺寸(宽度)而言，其不能过大，也不能过小，叶片10b尺寸过大。
如果叶片10b尺寸过大，叶片10b在转动时，振幅较大，同时也会产生较大噪音。
如果叶片10b尺寸过小，叶片10b在转动时，其风量也会受到限制，从而导致离心风轮10的出风量偏低。鉴于此，在本实施例中，R2∈[8mm，10mm](考虑到叶片10b的宽度可以由R1、R2和R3决定)。
在另一较佳实施例中，参照图2和图3，所述内侧边101与所述外侧边102之间的间距为L1，所述内侧边101与所述外侧边102的连线，同所述背风面12之间的最大间距为L2，为了验证L1和L2的的比值是否对风量、功率和噪音有影响，试验如下。
在叶片10b偏转角度α＝22°、转速为700rmp，R1/R2＝2.0，R3/R2＝3.0的基础上作如下测试：
表13.叶片偏转角度α＝22°、R1/R2＝2.2、转速为700rmp，时，测得离心风轮的参数
L1/L2 风量(m3/h) 功率(w) 噪音(dB)
1.5 579 37.7 38.0
1.8 580 37.3 38.1
2.0 588 37.0 37.8
2.2 586 37.5 38.0
2.5 575 38.3 38.8
由此可见，当L1/L2∈[1.8，2.2]时，离心风轮10的风量处于最高水平，功率和噪音相对较低。
在上一实施例的基础上，参照图2和图3，由于叶片10b的厚度大致是一定的，对于叶片10b的弯曲程度，其不能过大，也不能过小。
如果弯曲过大，叶片10b在转动时，气流难以从背风流出，从而会对气流产生阻力，降低出风量。
如果弯曲过小，叶片10b在转动时，迎风面11的导风效果较差，从而导致离心风轮10的出风量偏低。鉴于此，在本实施例中，L2∈[5mm，9mm]。
参照图1，上述实施例中，离心风轮10的叶片10b也需要在一个合适的数量范围内，这是因为，在相同转速的情况下，叶片10b数量偏多会增加风离心轮转动所需的功率，叶片10b数量偏少会会导致离心风轮10的出风量偏低。鉴于此，在本实施例中，所述叶片10b的数量在40片至50片之间。
继续参照图1，上述离心风轮10的叶片10b可以是偶数个，例如40、42、44、46、48、50片，也可以是奇数个，例如41、43、45、47、49片，考虑到偶数片的叶片10b在转动时，叶片10b与叶片10b之间容易产生共振，从而可能会产生较大噪音。鉴于此，在本实施例中，所述叶片10b的数量优选奇数个。
在上一实施例的基础上，参照图1，为了进一步降低叶片10b与叶片10b之间共振而产的噪音，所述叶片10b的数量为43片或47片。对于奇数叶片10b而言，例如叶片10b的数量为45片，45片可以由15片×3组成(也就是3组叶片10b，每组15片)，也可以是由9片×5组成(也就是5组叶片10b，每组9片)，其中，组与组之间的叶片10b也可能会产生共振，从而发出噪音。
在本实施例中，由于43片和47片均为质数，无法分组，产生共振的几率极低，从而可以大大降低因共振产的噪音。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种离心风轮，其特征在于，包括：
轮毂；
多个叶片，所述叶片呈长条形设置，所述叶片在其长度方向上的一端安装于所述轮毂，且多个所述叶片沿所述轮毂的周向间隔排布；
所述叶片具有内侧边、外侧边、连接所述内侧边和所述外侧边的迎风面，以及连接所述内侧边和所述外侧边的背风面；所述迎风面呈凹弧设置，所述背风面呈凸弧设置，所述叶片的迎风面朝向所述轮毂中心倾斜设置；
其中，所述叶片的外侧边与所述内侧边的连线，同所述外侧边在所述轮毂的径向上的夹角为α，α∈[21°，23°]；
所述迎风面的圆弧直径为R1；所述背风面包括靠近所述内侧边的第一弧面，以及靠近所述外侧边的第二弧面，所述第一弧面连接所述第二弧面，所述第一弧面的圆弧直径为R2，所述第二弧面的圆弧直径为R3；其中，R1 /R2=[1.8，2.2]，R3 /R2=[2.8，3.2]；
所述第一弧面与所述第二弧面相切；
所述内侧边与所述外侧边之间的间距为L1，所述内侧边与所述外侧边的连线，同所述背风面之间的最大间距为L2，其中，L1/L2∈[1.8，2.2]。
2.如权利要求1所述的离心风轮，其特征在于，R2∈[8mm，10mm]。
3.如权利要求1所述的离心风轮，其特征在于，L2∈[5mm，9mm]。
4.如权利要求1所述的离心风轮，其特征在于，所述叶片的数量在40片至50片之间。
5.如权利要求4所述的离心风轮，其特征在于，所述叶片的数量为奇数个。
6.如权利要求4所述的离心风轮，其特征在于，所述叶片的数量为43片或47片。
7.如权利要求1至6任意一项所述的离心风轮，其特征在于，α=22°。
8.一种空调器室内机，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的离心风轮。
9.一种空调器，包括空调器室外机，其特征在于，还包括如权利要求8所述的空调器室内机，所述空调器室外机连接所述空调器室内机。
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