CN107956739B - 贯流风轮及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种贯流风轮及空调器，所述贯流风轮包括两个呈相对设置的端板，以及设于所述两端板之间的筒状叶轮，所述筒状叶轮包括多个呈弧形设置的叶片，所述叶片由垂直平分所述叶片的弦线的切面划分为内叶部和外叶部，所述外叶部的表面积为S₁，所述内叶部的表面积为S₂，S₂/S₁∈[1.15，1.25]。本发明的贯流风轮，能够改善所述贯流风轮的翼形，以减小气流流动的阻力，进而增大所述贯流风轮的风量，降低贯流风轮的功率。

Description

贯流风轮及空调器

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，特别涉及一种贯流风轮及空调器。

背景技术

贯流风轮因具有结构简单，体积小等特点，被广泛应用于家用电器和空调设备中来充当通风换气装置使用。贯流风轮主要包括两相对设置端板及连接两端板的筒状叶轮，筒状叶轮包括多个叶片，贯流风轮通过驱动端板旋转而带动筒状叶轮转动，以使得气流自筒状叶轮上部的叶片间隙进入，并在筒状叶轮内部形成一个流动漩涡，最后从贯流风轮下部的叶片间隙流出。常规的贯流风轮，多采用圆弧形叶片其叶片由垂直平分连接所述叶片的弦线的切面划分为内叶部和外叶部，该内叶部和外叶部关于该弦线完全对称，如此使得叶片对气流流动的阻力较大，造成风量损失，不利于降低贯流风轮的功率。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种贯流风轮，旨在能够改善所述贯流风轮的翼形，以减小气流流动的阻力，进而增大所述贯流风轮的风量，降低贯流风轮的功率。

为实现上述目的，本发明提出的贯流风轮包括两个呈相对设置的端板，以及设于所述两端板之间的筒状叶轮，所述筒状叶轮包括多个呈弧形设置的叶片，所述叶片由垂直平分所述叶片的弦线的切面划分为内叶部和外叶部，所述外叶部的表面积为S₁，所述内叶部的表面积为S₂，S₂/S₁∈[1.15，1.25]。

优选地，所述叶片具有凹弧面，所述切面将所述凹弧面划分为内凹面和外凹面，所述内凹面的表面积为S₃，所述外凹面的表面积为S₄，S₄/S₃∈[0.95，1.05]。

优选地，所述弦线的中心到所述凹弧面的距离为D₁，所述叶片的最大厚度为H，D₁/H∈[0.9，1.5]。

优选地，所述贯流风轮的直径为D₀，所述叶片的最大厚度H/D₀∈[0.005，0.3]。

优选地，所述叶片的内叶缘与所述筒状叶轮旋转中心的连接线，与该叶片的弦线所成的夹角为α，α∈[130°，160°]。

优选地，α∈[140°，150°]。

优选地，S₂/S₁＝1.195，S₄/S₃＝0.992，α＝143°。

优选地，所述内叶部向内呈渐缩状设置；所述外叶部向外呈渐缩状设置。

优选地，绕所述筒状叶轮的同一环周上间隔排布的多个叶片为一个叶片组，所述筒状叶轮包括多个所述叶片组及连接两个所述叶片组的连接节，位于所述筒状叶轮两端的两个所述叶片组分别与两所述端板连接。

本发明还提供一种空调器，所述空调器包括贯流风轮，所述贯流风轮包括两个呈相对设置的端板，以及设于所述两端板之间的筒状叶轮，所述筒状叶轮包括多个呈弧形设置的叶片，所述叶片由垂直平分所述叶片的弦线的切面划分为内叶部和外叶部，所述外叶部的表面积为S₁，所述内叶部的表面积为S₂，S₂/S₁∈[1.15，1.25]。

本发明的贯流风轮，通过将所述叶片由垂直平分所述叶片的弦线的切面划分为内叶部和外叶部，所述外叶部的表面积为S₁，所述内叶部的表面积为S₂，S₂/S₁∈[1.15，1.25]，即是说，所述外叶部表面积小于所述内叶部的表面积，如此使得所述外叶部对气流的流动的阻力较小，在气流自筒状叶轮顶部的叶片间隙进入所述筒状叶轮内部时，有利于外叶部前掠气流，并将气流吸入筒状叶轮内部；而在气流自筒状叶轮底部的叶片间隙离开所述筒状叶轮内部时，则有利于外叶部将气流向外甩出。即是说，以对叶片的各弧形包络面积进行合理配置，使得叶片关于所述切面呈非对称的翼形设置，该非对称的翼形叶片具有较好的弧线调节范围。由此可见，本发明的贯流风机，可减小叶片对气流流动的阻力，进而增大所述贯流风轮的风量，降低贯流风轮的功率。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明贯流风轮一实施例的结构示意图；

图2为图1中P处的放大图；

图3为图1中贯流风轮的主视图；

图4为图3沿I-I的剖视图；

图5为图3中叶片一视角的结构示意图；

图6为图5中叶片另一视角的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	贯流风轮	212a	外叶缘
100	端板	220	连接节
				110	转轴	10	凹弧面
200	筒状叶轮	11	内凹面
				210	叶片	12	外凹面
211	内叶部	20	凸弧面
				211a	内叶缘	30	切面
212	外叶部	40	弦线

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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，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。

本发明提供一种贯流风轮及空调器，所述贯流风轮安装于空调器的壳体内，用以作为通风换气装置，为所述空调器内的换热器提供换热所需的气流。所述空调器可以是壁挂式空调器或柜式空调器。该贯流风轮具有较好的翼形，可减小气流流动的阻力，进而增大所述贯流风轮的风量，降低贯流风轮的功率。

请参阅图1、图2和图5，本发明的贯流风轮1，包括两个呈相对设置的端板100，以及设于所述两端板100之间的筒状叶轮200，筒状叶轮200包括多个呈弧形设置的叶片210，叶片210由垂直平分叶片210的弦线40的切面30划分为内叶部211和外叶部212，外叶部212的表面积为S₁，内叶部211的表面积为S₂，S₂/S₁∈[1.15，1.25]。

具体而言，所述空调器(未图示)包括壳体及设于所述壳体内的换热器，所述壳体的顶部具有进风口，所述壳体的底部设有出风口，所述换热器邻近所述进风口设置。贯流风轮1设于所述换热器的下方，且所述换热器呈半包围贯流风轮1状设置。贯流风轮1的两端板100的外侧面均设有同心的转轴110，贯流风轮1通过两所述转轴110转动安装于所述壳体内。贯流风轮1的其中一端板100上的转轴110作为主动轴，该主动轴与所述空调器的驱动装置连接，另一端板100的转轴110作为从动轴；贯流风轮1的筒状叶轮200设于所述两端板100之间，且叶轮的两端分别与两端板100的内侧面连接。

如图3和图4所示，所述空调器工作时，所述驱动装置贯流风轮1的两端板100旋转，并带动所述叶轮转动，使得气流经筒状叶轮200上部的叶片210间隙进入到筒状叶轮200内部，在筒状叶轮200的内部形成流动漩涡，最后从贯流风轮1下部的叶片210间隙流出。如此在该贯流风轮1的驱动下，气流不断地自所述进风口进入到壳体内与所述换热器换热，换热后的气流经贯流风轮1引导至所述出风口，最后自所述出风口流向室内，形成空调出风气流。

如图4所示，在此定义：以贯流风轮1的旋转中心为内，沿贯流风轮1的径向为内外向。叶片210呈弧形设置，叶片210具有面向贯流风轮1旋转方向前侧的凹弧面10，以及背离凹弧面10的凸弧面20。叶片210具有内叶缘211a和外叶缘212a，弦线40为与内叶缘211a和外叶缘212a均相切的弦线40段，该弦线40段为虚拟线段；切面30垂直平分弦线40，显然，切面30亦为虚拟平面。叶片210由切面30划分为内叶部211和外叶部212，由于切面30为虚拟切面，故外叶部212的表面积不包括该叶片由切面30切割所得截面的面积，内叶部211的表面积不包括该叶片由切面30切割所得截面的面积。在此，限定S₂/S₁∈[1.15，1.25]，如此使得叶片210关于切面30呈非对称的翼形设置，即是说，外叶部212表面积小于内叶部211的表面积，从而使得外叶部212对气流的流动的阻力较小，当气流自筒状叶轮200顶部的叶片210间隙进入筒状叶轮200内部时，有利于外叶部212前掠气流，并将气流吸入筒状叶轮200内部；当气流自筒状叶轮200底部的叶片210间隙离开筒状叶轮200内部时，有利于外叶部212将气流向外甩出。

为验证S₂/S₁∈[1.15，1.25]对贯流风轮1的效果，在同等转速下，对贯流风轮1进行测试，具体测试参数如下表1所示：

表1

S2/S1	风量(m3/h)	功率(w)	噪音(dB)
				1.00	463	16.3	39.5
1.05	472	16.1	39.2
				1.10	489	15.6	38.9
1.15	519	15.2	37.6
				1.20	529	15.6	37.0
1.25	521	15.1	37.4
				1.30	481	16.2	38.8
1.35	467	16.5	39.4

由上述表1可看出，在S2/S1∈[1.00，1.10]时，贯流风轮1的风量较小，而其功率和噪音均较大；在S₂/S₁∈[1.15，1.25]时，贯流风轮1的风量较大，且较为平稳，功率和噪音均保持在较低水平，尤其是噪音方面，相对于S₂/S₁∈[1.00，1.10]或者S₂/S₁∈[1.3，1.35]而言，噪音降低了至少1dB；然而，S₂/S₁从1.25降低至1.35时，贯流风轮1的风量减小，其功率和噪音又增大了。由此可见，S₂/S₁大小不宜过大，也不宜过小，故优选地S₂/S₁∈[1.15，1.25]。

本发明的贯流风轮1，通过将叶片210由垂直平分叶片210的弦线40的切面30划分为内叶部211和外叶部212，外叶部212的表面积为S₁，内叶部211的表面积为S₂，S₂/S₁∈[1.15，1.25]，即是说，外叶部212表面积小于内叶部211的表面积，如此使得外叶部212对气流的流动的阻力较小，在气流自筒状叶轮200顶部的叶片210间隙进入筒状叶轮200内部时，有利于外叶部212前掠气流，并将气流吸入筒状叶轮200内部；而在气流自筒状叶轮200底部的叶片210间隙离开筒状叶轮200内部时，则有利于外叶部212将气流向外甩出。即是说，以对叶片210的各弧形包络面积进行合理配置，使得叶片210关于切面30呈非对称的翼形设置，该非对称的翼形叶片210具有较好的弧线调节范围。由此可见，本发明的贯流风机，可减小叶片210对气流流动的阻力，进而增大贯流风轮1的风量，降低贯流风轮1的功率。

请参阅图5，基于上述实施例，在本实施例中，叶片210具有凹弧面10，切面30将凹弧面10划分为位于切面30内侧的内凹面11和位于切面30外侧的外凹面12，内凹面11的表面积为S₃，外凹面12的表面积为S₄，S₄/S₃∈[0.95，1.05]。

具体而言，凹弧面10是贯流风轮1的吸力面，凸弧面20贯流风轮1的压力面。当贯流风轮1工作时，气流自外凹面12进入，并顺沿凹弧面10的流线型弧面流向内凹面11，最后与内凹面11分离而流向筒状叶轮200的内部。在此，基于S₂/S₁∈[1.15，1.25]的基础上，限定外凹面12的表面积为S₄，S₄/S₃∈[0.95，1.05]，使得S₄与S₃大小大致相当，两者相差不至于过大，以减小气流流过凹弧面10时的能量损失，有利于加速气流与凹弧面10的分离，从而节约了能耗，提高了所述贯流风机的效率。

为验证S₄/S₃∈[0.95，1.05]对贯流风轮1的效果，S₂/S₁＝1.20时，在同等转速下，对贯流风轮1进行测试，具体测试参数如下表2所示：

表2

S4/S3	风量(m3/h)	功率(w)	噪音(dB)
				0.85	437	16.9	38.9
0.90	463	16.1	38.6
				0.95	510	15.0	37.2
1.00	525	15.8	37.4
				1.05	518	15.4	37.6
1.10	472	16.3	38.9
				1.15	446	16.8	39.3
1.20	431	17.1	39.6

由上述表2可看出，在S₄/S₃∈[0.85，0.90]时，贯流风轮1的风量较小，而其功率和噪音均较大；在S₄/S₃∈[0.95，1.05]时，贯流风轮1的风量较大，且较为平稳，功率和噪音均保持在较低水平，尤其是噪音方面，相对于S₄/S₃∈[0.85，0.90]或者S₄/S₃∈[1.15，1.20]而言，噪音降低了至少1dB；然而，S₄/S₃从1.10降低至1.20时，贯流风轮1的风量减小，其功率和噪音又增大了。由此可见，S₄/S₃大小不宜过大，也不宜过小，故优选地S₄/S₃∈[0.95，1.05]。

请参阅图4和图5，基于上述实施例，叶片210的内叶缘211a与筒状叶轮200旋转中心的连接线，与该叶片210的弦线40所成的夹角为α，该α为朝向筒状叶轮200旋转方向前侧的钝角。在此α不宜过大，否则贯流风轮1旋转时，叶片210的导流力度不足，难以前掠气流，从而不易将气流引入叶片210的凹弧面10内，造成风量减小；α亦不宜过小，否则叶片210对气流的阻力过大，气流难以自叶片210的外叶缘212a进入，或自叶片210的内叶缘211a分离。因此，在本实施例中，α∈[130°，160°]，例如135°、140°、145°、150°。

为验证α∈[130°，160°]对贯流风轮1的效果，S₂/S₁＝1.20、S_4/S₃＝1.00时，在同等转速下，对贯流风轮1进行测试，具体测试参数如下表3所示：

表3

由上述表3可看出，在α∈[130°，160°]时，贯流风轮1的风量较大，且较为平稳，功率和噪音均保持在较低水平。尤其是在α∈[140°，150°]时，贯流风轮1的风量最大，功率最小，噪音均保持在较低水平，故α∈[140°，150°]为最佳范围。

优选地，S₂/S₁＝1.195，S₄/S₃＝0.992，α＝143°。在相同转速条件下，将本发明的贯流风轮与常规的贯流风轮进行测试，测得本发明的贯流风轮风量为539m³/h，噪音为37.1dB；而常规的贯流风轮风量为512m³/h，噪音为38.2dB。显然，本发明的贯流风轮1的风量相对于常规的贯流风轮1提高5.2％，噪音降低至少1dB。

请参阅图5和图6，在本实施例中，内叶部211向内呈渐缩状设置；外叶部212向外呈渐缩状设置，以使得叶片210自其中部区域分别向内叶缘211a、外叶缘212a呈渐缩状设置，进而使得叶片210呈较佳的翼形设置。

当气流进入筒状叶轮200时，外叶缘212a对气流流动的阻力较小，便于将气流自外叶缘212a引入至凹弧面10，并经凹弧面10流向筒状叶轮200内部；当气流自筒状叶轮200流出时，内叶缘211a对气流流动的阻力较小，便于将气流自内叶缘211a引入至凹弧面10，并经凹弧面10流出至筒状叶轮200的外侧。

考虑到叶片210的厚度不宜过大，否则将增大叶片210对气流的阻力，不利于降低贯流风轮1的功率；叶片210的厚度亦不宜过小，否则将降低叶片210的强度，容易在气流压力作用下被压弯变形。因此，在本实施例中，贯流风轮1的直径为D₀，叶片210的最大厚度H，H/D₀∈[0.005，0.03]。

具体而言，基于上述S₂/S₁∈[1.15，1.25]、S₄/S₃∈[0.95，1.05]，可基本确定出叶片210的内叶部211的厚度较大于外叶部212的厚度，故叶片210的最大厚度H出现在内叶部211上。至于H/D₀的大小，具体可以是0.01、0.02或0.03。

请参阅图6，进一步地，又考虑到叶片210的弧度不宜过大，否则叶片210的凹弧面10形成的流线型弧面对气流流动的阻力较大，导流力度较差，不利于降低贯流风轮1的功率。故优选地，弦线40的中心到凹弧面10的距离为D₁，D₁/H∈[0.9，1.5]。

在此应说明的是，弦线40的中心到凹弧面10的距离，相当于凹弧面10凹设的深度，因此，通过限定弦线40的中心到凹弧面10的距离为D₁，D₁/H∈[0.9，1.5]，如1.0、1.2或1.4均可，如此可确保凹弧面10凹设的深度保持在较佳范围内，不至于过大或过小。

为验证D₁/H∈[0.9，1.5]对贯流风轮1的效果，在其他条件相同的条件下，对贯流风轮1进行测试，具体测试参数如下表4所示：

表4

D1/H	风量(m3/h)	功率(w)	噪音(dB)
				0.5	437	17.2	38.7
0.7	469	16.5	38.4
				0.9	521	15.4	37.2
1.1	537	15.1	36.9
				1.3	534	15.0	37.1
1.5	529	15.3	37.5
				1.7	473	16.3	38.8
1.9	446	16.9	39.2

由上述表4可看出，在D₁/H∈[0.9，1.5]时，贯流风轮1的风量较大，且较为平稳，功率和噪音均保持在较低水平。尤其在D₁/H∈[1.1，1.3]时，贯流风轮1的风量最大，且较为平稳，功率最小，和噪音均保持在最低水平。

请参阅图1，基于上述任意一实施例，绕筒状叶轮200的同一环周上间隔排布的多个叶片210为一个叶片210组，筒状叶轮200包括多个叶片210组及连接两个叶片210组的连接节220，位于筒状叶轮200两端的两个叶片210组分别与两端板100连接。

具体而言，叶片210组的数量应根据空调器的规格设置，优选为2～7个，例如可以是3个、4个或6个。通过所述连接节220连接相邻的两组叶片210组，以增强筒状叶轮200的强度，避免贯流风轮1在工作的过程中，叶片210受气流冲击而被压弯变形。

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 (7)

1.一种贯流风轮，用于空调器，其特征在于，包括两个呈相对设置的端板，以及设于所述两端板之间的筒状叶轮，所述筒状叶轮包括多个呈弧形设置的叶片，所述叶片由垂直平分所述叶片的弦线的切面划分为内叶部和外叶部，所述外叶部的表面积为S₁，所述内叶部的表面积为S₂，S₂/S₁∈[1.15，1.25]；

所述叶片具有凹弧面，所述切面将所述凹弧面划分为内凹面和外凹面，所述内凹面的表面积为S₃，所述外凹面的表面积为S₄；

所述叶片的内叶缘与所述筒状叶轮旋转中心的连接线，与该叶片的弦线所成的夹角为α，α∈[130°，160°]；

其中，S₂/S₁=1.195，S₄/S₃=0.992。

2.如权利要求1所述的贯流风轮，其特征在于，所述弦线的中心到所述凹弧面的距离为D₁，所述叶片的最大厚度为H，D₁/H∈[0.9，1.5]。

3.如权利要求2所述的贯流风轮，其特征在于，所述贯流风轮的直径为D₀，所述叶片的最大厚度H，H/D₀∈[0.005，0.3]。

4.如权利要求1所述的贯流风轮，其特征在于，α=143°，所述叶片关于所述切面呈非对称的翼形设置。

5.如权利要求1至4任一项所述的贯流风轮，其特征在于，所述内叶部向内呈渐缩状设置；所述外叶部向外呈渐缩状设置。

6.如权利要求1至4任一项所述的贯流风轮，其特征在于，绕所述筒状叶轮的同一环周上间隔排布的多个叶片为一个叶片组，所述筒状叶轮包括多个所述叶片组及连接两个所述叶片组的连接节，位于所述筒状叶轮两端的两个所述叶片组分别与两所述端板连接。

7.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括如权利要求1至6任一项所述的贯流风轮。