CN109139547B - 多叶型离心风叶、离心风机及空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多叶型离心风叶、离心风机及空调器，多叶型离心风叶，包括：风叶底板和叶片组，叶片组包含至少两种叶型的叶片，所有叶型的叶片在风叶底板的周向上交替排布，各种叶型的叶片数量相同。本发明能有效提高离心风叶性能、降低风机运行噪音。

Description

多叶型离心风叶、离心风机及空调器
技术领域
本发明涉及离心风机技术领域，尤其涉及一种多叶型离心风叶、离心风机及空调器。
背景技术
传统离心风叶通常具有风叶底板和设置在风叶底板上的叶片组，例如公告号为CN206770272U的实用新型专利公开了一种贯流风叶和空调器，这种风叶结构仅将叶片反向安装，叶片组中所有叶片的叶型统一，叶型参数不能独立设计，叶片进口角θ1不可调节，无法多参数的控制风叶结构以及性能，而且这种结构往往导致叶间出现流动分离，风叶出口气流相互干扰，造成风机效率低噪音大。
因此，如何设计一种提高风叶性能的多叶型离心风叶是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在风叶性能差的缺陷，本发明提出一种多叶型离心风叶、离心风机及空调器。
本发明采用的技术方案是，设计一种多叶型离心风叶，包括：风叶底板和叶片组，叶片组包含至少两种叶型的叶片，所有叶片环绕风叶底板的中心间隔排布。
优选的，不同叶型的叶片在风叶底板的周向上交替排布。
优选的，各种叶型的叶片数量相同。
优选的，风叶底板上设有轮毂，叶片组内的叶片环绕轮毂排布。
优选的，轮毂的半径R1小于风叶底板的半径R2。
优选的，相邻两个叶片之间设有气流通道，所有气流通道中存在降噪流道，降噪流道的流道宽度为各处与其两侧叶片相切的圆半径，降噪流道的进口流道宽度r1大于出口流道宽度r2。
优选的，进口流道宽度r1为所述降噪流道的进口中与其两侧叶片相切的最大圆半径，出口流道宽度r2为降噪流道的出口中与其两侧叶片相切的最大圆半径。
优选的，降噪流道中的流道宽度由进口向出口逐渐减小。
优选的，降噪流道中各处的流动面积为各处与其两侧叶片相切的圆周长与各处叶高的乘积，降噪流道的流动面积从进口向出口逐渐减小。
其中，进口流道宽度r1所在位置的进口流动面积，所述出口流道宽度r2所在位置的出口流动面积/>。
优选的，降噪流道中宽度的变化梯度dr/dR=(r1-r2)/(R2-R1),其中dr/dR>0。
优选的，降噪流道的渐缩角a=arctan(dr/dR),渐缩角a越大降噪流道内气体流动加速越快。
优选的，叶片的出口安装角为θ2，0°<θ2<90°或90°<θ2<180°。
优选的，叶片的侧面设有加厚层。
优选的，叶片组包含平板型叶片和圆弧型叶片。
本发明还提出了一种离心风机，包括上述的多叶型离心风叶。
本发明还提出了一种空调器，包括上述的离心风机。
与现有技术相比，本发明的叶片组设置有至少两种叶型的叶片，不同叶片的叶型可按照需要独立设计，以有效改变流道内气流的流动规律，减小内部漩涡损失，提高风叶性能和风机运行效率。并且，多种叶型组合能克服统一叶型叶片的进口安装角θ1不可调节的缺陷，又能改变叶片出口安装角θ2，使风叶出口流动存在非定常力相位差，以更好的降低风叶旋转噪音。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明中多叶型离心风叶的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提出的多叶型离心风叶，包括：风叶底板和叶片组，叶片组包含至少两种叶型的叶片，所有叶型的叶片在风叶底板的周向上交替排布，各种叶型的叶片数量相同，叶片组的外形呈环形，风叶底板的中心位置上设有轮毂，叶片组内的叶片环绕轮毂排布，轮毂的半径R1小于风叶底板的半径R2。
如图1所示，在一实施例中，叶片组包含平板型叶片1和圆弧型叶片2，平板型叶片的进口安装角为θ1、出口安装角为θ2，圆弧型叶片的进口安装角为θ’1、出口安装角为θ’2，实际设计中也可以采用更多叶型，叶型间设计相互不受干扰。较优的，相邻两个叶片之间设有气流通道，本发明在所有气流通道中设计有降噪流道，降噪流道的流道宽度变化决定了气流在气流通道中的加速情况，降噪流道中的流道宽度为各处与其两侧叶片相切的圆半径，降噪流道的进口流道宽度r1大于出口流道宽度r2，进口流道宽度r1为所述降噪流道的进口中与其两侧叶片相切的圆半径。出口流道宽度r2为降噪流道的出口中与其两侧叶片相切的最大圆半径。
较优的，降噪流道的流动面积从进口流道宽度r1所在位置向出口流道宽度r2所在位置逐渐减小，降噪流道中各处的流动面积为各处与其两侧叶片相切的圆周长与各处叶高的乘积，进口流道宽度r1所在位置的进口流动面积，出口流道宽度r2所在位置的出口流动面积/>，当流道面积逐渐减小时，促使气流在叶间形成加速流动，抑制内部涡流的形成，这种加速流道特点噪声有所下降，效率有所升高。降噪流道中流道宽度的变化梯度dr/dR=(r1-r2)/(R2-R1),其中dr/dR>0，以保证降噪流道中的流道宽度由进口向出口逐渐减小，降噪流道的渐缩角a=arctan(dr/dR),渐缩角a越大降噪流道内气体流动加速越快。
较优的，叶片的出口安装角为θ2，0°<θ2<90°或90°<θ2<180°，叶片的进口安装角θ1决定了气流的入流，过大和过小的取值都将影响着叶道内的流动混乱程度，叶片出口角θ2决定了机组的静压能力，对与高静压风机，往往采用较大的取值，多种叶型组合能克服统一叶型叶片的进口安装角θ1不可调节的缺陷，又能改变叶片出口安装角θ2，使风叶出口流动存在非定常力相位差，以更好的降低风叶旋转噪音。
本发明进出口安装角的设计依据原理如下，假设气流充满叶间流道,根据连续性方程，对于离心风机而言，/>，因此，/>，对于等速流动而言，/> 即/>，进出口流道宽度比与进出口安装角关联，通过进出口流道的设定可计算出进出口安装角对应的设计范围。
根据通风机全压的理论方程：，/>，，/>，/>，/>，/>，其中，字母下标中的1表示叶片进口、2表示叶片出口，cu、cm表示绝对速度的圆周分速度、绝对速度的轴向速度，w、u分别为相对速度、圆周速度，qr表示体积流量，b表示叶高，z表示叶片数，R2为出口流道宽度，R1为进口流道宽度，由此可知，风叶抗静压性能与叶片的叶高、流道宽度、进出口安装角度相关，通过对各参数的调节可达到控制通风机压力的目的。
进一步的，叶片的侧面设有加厚层，加厚层可根据需求的风机性能选择翼型，如机翼型、圆弧板等加厚方式，不同翼型加厚的组合方式也能提供较宽的风机高效运行区。叶片厚度越大，流道内气流的排挤系数也会越大，即流道流动面积减小。
本发明还提出了一种离心风机，包括上述的多叶型离心风叶。
本发明还提出了一种空调器，包括上述的离心风机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种多叶型离心风叶，包括：风叶底板和叶片组，所述叶片组包含若干个环绕所述风叶底板中心排布的叶片，其特征在于，所述叶片组包含至少两种叶型的叶片；
所述风叶底板上设有轮毂，所述叶片组内的叶片环绕所述轮毂排布，所述轮毂的半径R1小于所述风叶底板的半径R2；
所述叶片组包含平板型叶片和圆弧型叶片，相邻两个叶片之间设有气流通道，所有气流通道中存在降噪流道，所述降噪流道的流道宽度为各处与其两侧叶片相切的圆半径，所述降噪流道的进口流道宽度r1大于出口流道宽度r2；
所述降噪流道中各处的流动面积为各处与其两侧叶片相切的圆周长与各处叶高的乘积，所述降噪流道的流动面积从进口向出口逐渐减小，所述降噪流道的流道宽度的变化梯度dr/dR＝(r1-r2)/(R2-R1)，dr/dR>0，所述降噪流道的渐缩角a＝arctan(dr/dR)，所述渐缩角a越大所述降噪流道内气体流动加速越快。
2.如权利要求1所述的多叶型离心风叶，其特征在于，不同叶型的叶片在所述风叶底板的周向上交替排布。
3.如权利要求2所述的多叶型离心风叶，其特征在于，各种叶型的叶片数量相同。
4.如权利要求1所述的多叶型离心风叶，其特征在于，所述进口流道宽度r1为所述降噪流道的进口中与其两侧叶片相切的最大圆半径；所述出口流道宽度r2为所述降噪流道的出口中与其两侧叶片相切的最大圆半径。
5.如权利要求1所述的多叶型离心风叶，其特征在于，所述降噪流道中的流道宽度由进口向出口逐渐减小。
6.如权利要求1所述的多叶型离心风叶，其特征在于，所述进口流道宽度r1所在位置的进口流动面积S1＝2πr1b1，所述出口流道宽度r2所在位置的出口流动面积S2＝2πr2b2，b1≈b2＝b，b为叶高。
7.如权利要求1所述的多叶型离心风叶，其特征在于，所述叶片的进口安装角为θ1、出口安装角为θ2，其中
8.如权利要求1至7任一项所述的多叶型离心风叶，其特征在于，所述叶片的出口安装角为θ2，0°<θ2<90°或90°<θ2<180°。
9.如权利要求1至7任一项所述的多叶型离心风叶，其特征在于，所述叶片的侧面设有加厚层。
10.一种离心风机，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的多叶型离心风叶。
11.一种空调器，其特征在于，包括：如权利要求10所述的离心风机。
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