CN109219703B - 用于hvacr应用的离心鼓风机叶轮 - Google Patents

Abstract

向前弯曲的鼓风机叶轮具有风扇叶片，所述风扇叶片具有相对较小的前缘叶片角度和相对较长的中弧线。所述鼓风机叶轮还包括邻近其鼓风机叶轮入口的前缘凹口。所述前缘凹口消除了若不存在这种凹口时这种叶片会出现的抖振。

Description

用于HVACR应用的离心鼓风机叶轮

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年2月17日提交的美国专利申请序列号15/046,129的权益，所述申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及在HVACR(供暖/通风/空调/制冷)装备中所使用的类型的离心风扇/鼓风机叶轮。更具体地，本发明涉及向前弯曲的离心鼓风机叶轮，其具有独特的风扇叶片构型，该构型提供了优于现有技术鼓风机叶轮的效率。

背景技术

离心鼓风机叶轮(有时称为“鼠笼式”鼓风机或风扇)通常用于HVACR装备中以产生气流。这种鼓风机叶轮通常由塑料或金属形成，并且包括围绕风扇旋转轴线周向间隔开的多个风扇叶片。在大多数情况下，风扇叶片的相对端通过环、盘或板或一些其他形式的分隔件或端部构件彼此连接。这样的示例包括美国专利号8,881,396和号5,988,979中公开的鼓风机叶轮。

离心式鼓风机通过平行于旋转轴线将空气或其他气体轴向吸入鼓风机叶轮中，并通过作用在风扇叶片之间的空气或气体上的离心力将这些空气或气体通过风扇叶片排出。一些鼓风机叶轮在两个轴向端都是开放的，并且被配置成从鼓风机叶轮的两个轴向侧将空气或气体吸入到鼓风机叶轮中。这些在本文中称为双入口鼓风机叶轮。其他鼓风机叶轮被配置成仅从它们的一个轴向侧吸入空气(在本文中称为单入口鼓风机叶轮)。本发明涉及这两种类型的鼓风机叶轮。

完整的鼓风机组件可包括部分或完全位于鼓风机叶轮内或完全位于鼓风机叶轮外部的驱动马达。此外，鼓风机叶轮可包括向前弯曲的、向后弯曲的或直的径向风扇叶片。向前弯曲的鼓风机叶轮的风扇叶片的中弧线随着它们径向向外延伸而沿着鼓风机叶轮旋转方向弯曲。相反，向后弯曲的叶片在径向向外延伸时会沿着相反的方向弯曲。一些风扇叶片的厚度随着它们径向向外延伸而变化。其他风扇叶片(特别是由金属薄板形成的叶片)从前缘到后缘具有均匀的厚度。不管怎样，鼓风机叶轮的风扇叶片的中弧线限定了鼓风机叶轮是具有向前弯曲的风扇叶片、向后弯曲的风扇叶片、还是直的径向风扇叶片。本发明涉及具有向前弯曲的鼓风机叶轮的所有类型的鼓风机风扇。

在本发明之前，众所周知，减小向前弯曲的鼓风机叶轮的风扇叶片的前缘叶片角度会有更好的效率。然而，在本发明之前，还已知减小风扇叶片的前缘叶片角度需要更大的弦线长度的叶片，并且为了防止这种鼓风机叶轮抖振和运行不良(具有低前缘叶片角度风扇叶片的鼓风机叶轮很容易出现抖振和运行不良)，鼓风机壳体的入口环必须做得更小。鼓风机壳体的较小入口环则抵消了任何潜在的效率增益。

发明内容

本发明克服了以具有减小的前缘叶片角度的更长弦长的风扇叶片来配置鼓风机叶轮的假定缺点。通过在邻近鼓风机叶轮的一个或多个入口的这种叶片的前缘中增加凹口，可以实现更高的效率。这是因为，邻近鼓风机叶轮入口的鼓风机叶轮的这种风扇叶片上的甚至相对较小的前缘凹口产生了独特的高效率鼓风机叶轮，所述鼓风机叶轮不会发生抖振并且可以应用于具有全尺寸甚至超大尺寸壳体入口环的鼓风机组件。

在本发明的一个方面，一种向前弯曲的鼓风机叶轮包括分隔件或端部构件和围绕风扇轴线周向间隔开的多个风扇叶片。所述鼓风机叶轮具有由所述风扇叶片限定的鼓风机叶轮入口。每个所述风扇叶片具有前缘、后缘、和中弧线。所述中弧线从所述前缘延伸到所述后缘。所述风扇叶片的所述前缘共同限定了所述鼓风机叶轮的内直径，而所述风扇叶片的所述后缘限定了所述鼓风机叶轮的外直径。每个所述风扇叶片的所述中弧线具有随着所述中弧线从相应风扇叶片的所述前缘延伸到所述后缘而增大的叶片角度。每个所述风扇叶片的所述前缘距所述风扇叶片的所述后缘有一定距离。所述距离构成弦长。每个所述风扇叶片的所述中弧线的叶片角度在相应风扇叶片的所述前缘处至多为77度且至少为30度。所述内直径、所述鼓风机叶轮入口和所述分隔件或端部构件界定所述鼓风机叶轮的内腔。所述内腔具有轴向宽度。大多数的所述风扇叶片各自包括邻近所述鼓风机叶轮入口的第一前缘凹口。所述第一前缘凹口在距所述鼓风机叶轮入口等于所述内腔的轴向宽度的25％的距离内具有大于所述弦长的平方的0.045倍且小于所述弦长的平方的0.64倍的面积。

在本发明的另一方面，一种向前弯曲的鼓风机叶轮包括分隔件或端部构件和围绕风扇轴线周向间隔开的多个风扇叶片。所述鼓风机叶轮具有由所述风扇叶片限定的鼓风机叶轮入口。每个所述风扇叶片具有前缘、后缘、和中弧线。所述中弧线从所述前缘延伸到所述后缘。所述风扇叶片的所述前缘限定了所述鼓风机叶轮的内直径(ID)，而所述风扇叶片的所述后缘限定了所述鼓风机叶轮的外直径(OD)。每个所述风扇叶片的所述中弧线具有随着所述中弧线从相应风扇叶片的所述前缘延伸到所述后缘而增大的叶片角度(α，度)。每个所述风扇叶片的所述中弧线的叶片角度在相应风扇叶片的前缘处至多为77度且至少为30度。每个所述风扇叶片的所述中弧线具有第一区域和第二区域。所述第一区域在相应风扇叶片的所述第二区域与所述前缘之间。随着所述中弧线延伸远离所述前缘，所述叶片角度在所述中弧线的整个所述第一区域以递增的速率增加。随着所述中弧线延伸远离所述前缘，所述叶片角度在整个所述第二区域以递减的速率增加。所述第一区域在相应风扇叶片的所述第二区域与所述前缘之间。每个风扇叶片的所述前缘距所述风扇叶片的所述后缘有一定距离。所述距离构成弦长(C)。所述内直径、所述鼓风机叶轮入口和所述分隔件或端部构件界定所述鼓风机叶轮的内腔。所述内腔具有轴向宽度。所述风扇叶片被优选地配置成使得:

所述外直径小于12英寸。所述风扇叶片的数量乘以所述弦长的乘积大于或等于π乘以所述外直径的乘积且小于或等于π乘以所述外直径的乘积的两倍。大多数的所述风扇叶片各自包括邻近所述鼓风机叶轮入口的第一前缘凹口。所述第一前缘凹口在距所述鼓风机叶轮入口等于所述内腔的轴向宽度的25％的距离内具有大于所述弦长的平方的0.045倍且小于所述弦长的平方的0.64倍的面积。

在本发明的又一方面，一种向前弯曲的鼓风机叶轮包括分隔件构件和围绕风扇轴线周向间隔开的第一组多个风扇叶片。所述鼓风机叶轮具有由所述第一组风扇叶片限定的第一鼓风机叶轮入口。所述第一组风扇叶片中的每个所述风扇叶片具有前缘和后缘。所述第一组风扇叶片中的所述风扇叶片的前缘限定了所述鼓风机叶轮的第一内直径，而所述风扇叶片的后缘限定了所述鼓风机叶轮的外直径。所述第一组风扇叶片中的每个所述风扇叶片的所述前缘距所述风扇叶片的所述后缘有一定距离。所述距离构成第一弦长。所述第一内直径、所述第一鼓风机叶轮入口和所述分隔件构件界定所述鼓风机叶轮的第一内腔。所述第一内腔具有第一轴向宽度。所述第一组风扇叶片中的大多数的风扇叶片各自包括邻近所述第一鼓风机叶轮入口的第一前缘凹口。所述第一前缘凹口在距所述第一鼓风机叶轮入口等于所述第一内腔的第一轴向宽度的25％的距离内具有大于所述第一弦长的平方的0.045倍且小于所述第一弦长的平方的0.64倍的面积。所述鼓风机叶轮包括围绕所述风扇轴线周向间隔开的第二组多个风扇叶片。所述第二组风扇叶片轴向邻近所述第一组风扇叶片，并且所述第一组风扇叶片和所述第二组风扇叶片是所述鼓风机叶轮仅有的风扇叶片。所述鼓风机叶轮包括由所述第二组风扇叶片限定的第二鼓风机叶轮入口。所述第二组风扇叶片中的每个所述风扇叶片具有前缘和后缘。所述第二组风扇叶片中的风扇叶片的所述前缘限定所述鼓风机叶轮的第二内直径，所述第二内直径大于所述第一内直径。所述第二组风扇叶片中的风扇叶片的所述后缘限定外直径，该外直径等于由所述第一组风扇叶片限定的外直径。所述第二组风扇叶片的风扇叶片的数量大于所述第一组风扇叶片的风扇叶片的数量。

下面参考附图详细描述本发明的另外的特征和优点以及本发明的操作。

附图说明

图1描绘了包括径向马达的双入口鼓风机风扇组件的透视图。

图2描绘了图1中所示鼓风机风扇组件的截面透视图。

图3描绘了包括轴向马达的双入口鼓风机风扇组件的透视图。

图4描绘了图3中所示鼓风机风扇组件的截面透视图。

图5描绘了包括径向马达的单入口鼓风机风扇组件的透视图。

图6描绘了图5中所示鼓风机风扇组件的截面透视图。

图7描绘了具有恒定半径风扇叶片的现有技术鼓风机叶轮的截面，该截面是关于垂直于其旋转轴线的平面而截取的。

图8描绘了具有复合半径风扇叶片的现有技术鼓风机叶轮的截面，该截面是关于垂直于其旋转轴线的平面而截取的。

图9是根据本发明的单件式对称鼓风机叶轮的透视图。

图10描绘了图9中所示的鼓风机叶轮的截面，该截面是关于垂直于其旋转轴线的平面而截取的。

图11是图9和图10中所示鼓风机叶轮的侧视图。

图12是图9和图10中所示的鼓风机叶轮沿图11中所示的线A-A截取的截面。

图13是图10的截面图的一部分的细节视图。

图14示出了设置在根据本发明的鼓风机叶轮的风扇叶片上的前缘凹口的各种构型。

图15是针对图7和图8中所示的现有技术鼓风机叶轮和图9至图13中所示的鼓风机叶轮的鼓风机叶轮的叶片角度随着沿着中弧线距前缘的距离而变化的曲线图。

图16是叶片角度的类似曲线图，但是叶片角度随着沿中弧线距前缘的距离与中弧线总长度之比而变化的曲线图。

图17描绘了根据本发明的单件式不对称鼓风机叶轮的多个视图。

图18描绘了根据本发明的两件式对称鼓风机叶轮的多个视图。

图19描绘了根据本发明的两件式不对称鼓风机叶轮的多个视图。

图20描绘了两件式不对称鼓风机叶轮的分解装配透视图，其中轴向马达在两个鼓风机叶轮件之间。

书面说明书和附图中的附图标记表示对应的项目。

具体实施方式

图1至图6描绘了根据本发明的具有向前弯曲的鼓风机叶轮50的几种不同类型的鼓风机风扇组件。图1和图2描绘了鼓风机组件52，其包括径向马达54，该径向马达用于旋转地驱动双入口鼓风机壳体56中的双入口鼓风机叶轮50。径向马达54仅部分地延伸到鼓风机叶轮50中。图3和图4描绘了鼓风机组件58，其包括轴向马达60，该轴向马达用于旋转地驱动双入口鼓风机壳体56中的鼓风机叶轮50。轴向马达56完全位于鼓风机叶轮50内。图5和图6描绘了鼓风机组件62，其包括径向马达54，该径向马达用于旋转地驱动单入口鼓风机壳体64中的鼓风机叶轮50。如下文更详细解释的，鼓风机壳体56、64的鼓风机壳体入口66优选地具有比由鼓风机叶轮50的风扇叶片限定的内直径更大的内直径。尽管图1至图6描述了各种类型的鼓风机组件，但是应当理解，根据本发明的鼓风机叶轮在许多类型的鼓风机组件中优于其他现有技术鼓风机叶轮，即使在鼓风机叶轮的一个或多个鼓风机叶轮入口不在鼓风机壳体内的那些鼓风机组件中也是如此。因此，图1至图6仅仅描绘了其中可以使用根据本发明的鼓风机叶轮的示例性鼓风机组件。

图10描绘了根据本发明的向前弯曲的鼓风机叶轮50的截面图。通常，这种鼓风机叶轮50包括多个风扇叶片70，所述多个风扇叶片围绕鼓风机叶轮的旋转轴线周向间隔开，并且连接到至少一个分隔件或端部构件72。分隔件或端部构件72可以是轴向马达、板、辐条轮或一些其他构件，其以使得马达能够围绕鼓风机轮50的轴线旋转风扇叶片的方式将马达操作性地连接到风扇叶片70。双入口鼓风机组件52(如图1至图4中所示)通常包括位于鼓风机叶轮50的相对轴向端之间某处的分隔件构件72。单入口鼓风机组件52(如图5和图6中所示)通常包括位于鼓风机叶轮50轴向端处的端部构件72。

参考图10和图13，可以最好地理解本文中用于描述向前弯曲的鼓风机叶轮50的风扇叶片70的构型的一般术语。每个风扇叶片70具有前缘74和后缘76，前缘与后缘之间的距离被称为风扇叶片的弦长78(本文中用符号“C”指代)。在风扇叶片70的前缘74与后缘76之间，风扇叶片沿着非线性路径弯曲，所述非线性路径在本文中称为“中弧线”。中弧线具有在风扇叶片的前缘74和后缘76之间递增的叶片角度(本文中用符号“α”指代)。风扇叶片70在沿其中弧线的任何点处的叶片角度是中弧线在该点处的切线和与该点和鼓风机叶轮轴线均相交的线垂直的线之间的角度。图10中的字母“a”和“b”分别表示前缘叶片角度和后缘叶片角度。如图10所示，鼓风机叶轮50的一组风扇叶片70的前缘74限定鼓风机叶轮的内直径78(ID)，而其后缘限定外直径80(OD)。

与图7和图8中所示的鼓风机叶轮的传统风扇叶片相比，根据本发明的鼓风机叶轮50的风扇叶片70相对于这种鼓风机叶轮的外直径80具有更长的中弧线长度。结果，鼓风机叶轮50具有小于典型内直径78与外直径80的比率。优选地，鼓风机叶轮的内直径与鼓风机叶轮50的外直径之比至多为0.85。然而，这一比率仅仅是优选的而不是必需的。

较长的中弧线长度允许每个风扇叶片70的前缘74处的叶片角度相对较小，而不影响风扇叶片的整体压力产生能力。随着空气进入风扇叶片70之间的空间，风扇叶片76的前缘74处的减小的叶片角度减小了空气的入射角，并且与本文讨论的本发明的其他方面相结合，从而提高了鼓风机叶轮50的效率。优选地，每个风扇叶片70的前缘74处的叶片角度在30度和77度之间。更优选地，每个风扇叶片70的前缘74处的叶片角度在40度和55度之间(为了最大效率，标称角度为47度)。对于外直径在8英寸和12英寸之间的鼓风机叶轮50，风扇叶片优选地配置成使得:

对于外直径在12英寸到15英寸范围内的鼓风机叶轮，风扇叶片优选地配置成使得:

如图15所示，从每个风扇叶片70的前缘74开始，风扇叶片的叶片角度优选地在中弧线的整个第一区域以递增的速率增加，直到到达拐点86(在图15中，“M”表示沿着风扇叶片的中弧线到风扇叶片的前缘的距离)。风扇叶片70的叶片角度优选地在中弧线的整个第二区域中以递减的速率增大，所述第二区域优选地从拐点82延伸到风扇叶片的后缘76。图16以类似的方式示出了叶片角度的变化，除了x轴示出的是M与中弧线的总长度之比。从图15和16可以明显看出，拐点86优选地位于从前缘74到后缘76的中弧线的二分之一长度以上。更优选地，拐点86沿着所述中弧线与所述前缘74相距0.5倍和0.6倍之间的所述中弧线的长度。

参照图12，根据本发明的鼓风机叶轮50包括至少一个鼓风机叶轮入口88和至少一个内腔90。空气通过鼓风机叶轮入口88轴向地进入内腔90，并最终在风扇叶片70之间径向向外转动。内腔90从鼓风机叶轮入口88(与风扇叶片70的轴向端共面)轴向延伸到分隔件或端部构件72。内腔90的宽度是相应的鼓风机叶轮入口88与分隔件或端部构件72之间的距离(在图12中显示为尺寸“W”)。对于双入口鼓风机叶轮，分隔件构件72可以或可以不居中地位于鼓风机叶轮50的轴向端之间。因此，应当理解，鼓风机叶轮50可以具有宽度不相等的第一和第二内腔90，当然，单入口鼓风机叶轮50仅包括一个内腔90。

根据本发明的鼓风机叶轮50还包括邻近每个鼓风机叶轮入口88的风扇叶片70中的前缘凹口92。优选地，所有风扇叶片70或至少大多数的风扇叶片具有前缘凹口92。如图14中所示，前缘凹口92可以具有各种形状。然而，前缘凹口92优选为矩形。如图11中所示，前缘凹口92优选地径向向外延伸，在显示为“Dn”的最大延伸直径处最接近鼓风机叶轮入口88。优选地，直径Dn与鼓风机叶轮50的外直径80的比率在0.8和0.9之间。每个前缘凹口92在距所述鼓风机叶轮入口88等于所述内腔90的轴向宽度的25％的距离内具有大于弦长的平方的0.045倍且小于弦长的平方的0.64倍的面积。从前面应该理解和认识到，前缘凹口92的总面积可以从鼓风机叶轮入口88延伸超过内腔90轴向宽度的25％，只要凹口在距鼓风机叶轮入口的内腔的轴向宽度的25％内的部分具有大于弦长的平方的0.045倍且小于弦长的平方的0.64倍的面积。然而，优选地，前缘凹口92距鼓风机叶轮入口88完全位于内腔90的轴向宽度的25％内。

邻近一个或多个鼓风机叶轮入口设置在风扇叶片50上的前缘凹口92对本文描述的鼓风机叶轮的效率和整体性能提供了显著的贡献，因为它们稳定了鼓风机叶轮并允许这样的鼓风机叶轮与非减小直径的鼓风机壳体入口一起运行。应理解，鼓风机叶轮入口处的气流主要是轴向的，并且没有任何明显的径向分量。在没有凹口的情况下，当这种流撞击本文描述的长弦风扇叶片(特别是如果风扇叶片具有低前缘叶片角度)时，这种流会引起不希望的湍流，甚至抖振。通过为风扇叶片提供邻近鼓风机叶轮入口的前缘凹口，风扇叶片就不会遇到这种主要是轴向的气流。然而，更远离鼓风机入口(此处气流具有显著径向分量)，风扇叶片能够充分利用具有低前缘叶片角度的优势。这些优点允许根据本发明的鼓风机叶轮用于具有一个或多个鼓风机壳体入口的鼓风机壳体中，所述入口的直径大于如果风扇叶片缺少前缘凹口时可能或实际的直径。例如，本发明允许这种鼓风机叶轮用于这种鼓风机组件：其壳体入口的直径平方除以鼓风机叶轮的内直径平方大于1.05。

图9至图13中所示的鼓风机叶轮50是单件式对称鼓风机叶轮，其配置成用于双入口鼓风机组件中。其风扇叶片70延伸鼓风机叶轮50的整个宽度，并且鼓风机叶轮包括居中地定位的分隔件构件72。这样，图9至图13所示的鼓风机叶轮50包括两个鼓风机叶轮入口88、两个内腔90和仅一组风扇叶片70。前缘凹口92邻近两个鼓风机叶轮入口88设置在风扇叶片70上。

图17中示出了根据本发明的单件式不对称鼓风机叶轮50，其配置成用于双入口鼓风机组件。与图9至图13的单件式对称鼓风机叶轮不同，图17所示的单件式不对称鼓风机叶轮包括两组彼此轴向相邻并连接到分隔件构件的风扇叶片。通过具有两组风扇叶片，环绕鼓风机叶轮的内腔之一的一组风扇叶片可以具有与另一组风扇叶片不同的风扇叶片构型。更具体地，一组风扇叶片可以限定比另一组风扇叶片所限定的内直径更小的内直径(因此，相应内腔的直径更小)。在鼓风机马达或将马达连接到支撑结构(例如，鼓风机壳体)的结构限制了双入口鼓风机叶轮的一个轴向侧上的风扇叶片的最内直径的情况下，这可以提高鼓风机效率。在提供给鼓风机叶轮的相对轴向侧之一的流动空气与提供给鼓风机叶轮另一侧的空气流相比被限制在上游(例如，通过鼓风机壳体)的情况下，这也可以提高鼓风机效率。

图18示出了根据本发明的两件式对称鼓风机叶轮，图19和图20示出了根据本发明的两件式不对称鼓风机叶轮。这两种鼓风机叶轮在功能上分别类似于上述单件对称鼓风机叶轮和单件不对称鼓风机叶轮。如图20的分解图所示，这种鼓风机叶轮的两个鼓风机叶轮件94对于具有完全内部的轴向马达的鼓风机叶轮特别有用。利用这种鼓风机叶轮，轴向马达可以被夹在两个鼓风机叶轮件94之间，从而允许两个鼓风机叶轮件94被配置成具有比鼓风机马达直径小的直径的内腔。这可以在具有位于鼓风机叶轮内部的轴向马达的鼓风机组件中提供更高的鼓风机叶轮效率。

不管根据本发明的鼓风机叶轮具有一组叶片还是两组叶片，或者鼓风机叶轮的两组叶片是否配置成限定相同的内直径，每组风扇叶片都优选地具有在1.0至2.0范围内的稠度。鼓风机叶轮的稠度被定义为一组风扇叶片中的风扇叶片的弦长乘以该组风扇叶片的风扇叶片的数量，除以该组风扇叶片的外直径乘以π的乘积。甚至更优选地，任何给定组风扇叶片的稠度在1.25至1.75的范围内。因此，应该理解的是，对于具有限定明显不同内直径的多组风扇叶片的不对称双入口鼓风机叶轮，一组风扇叶片的风扇叶片的数量优选地不同于另一组风扇叶片的风扇叶片的数量，以便为每组风扇叶片实现期望的稠度。

鉴于前述内容，应该理解，本发明具有优于现有技术的若干优点。

由于在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本文描述和示出的结构和方法进行各种修改，所以前面描述中包含的或附图中示出的所有内容都应该被解释为说明性的而不是限制性的。因此，本发明的广度和范围不应该受到任何上述示例性实施方案的限制，而应该仅根据所附权利要求及其等同物来限定。

还应该理解，当在权利要求中或在本发明的示例性实施方案的以上描述中引入本发明的元件时，术语“包括”、“包含”和“具有”意图是开放式的，并且意味着除了列出的元件之外还可以有其他元件。此外，术语“部分”应被解释为意指它所限定的某些或全部项目或元件。此外，诸如第一、第二和第三标识符的使用不应被解释为以任何方式在限制之间强加任何相对的位置或时间顺序。此外，除非这种顺序是固有的或明确的，否则以下任何方法权利要求的步骤的呈现顺序不应被解释为限制这种步骤必须执行的顺序。

Claims (24)

1.一种向前弯曲的鼓风机叶轮，其包括分隔件或端部构件和围绕风扇轴线周向间隔开的多个风扇叶片，所述鼓风机叶轮具有由所述风扇叶片限定的鼓风机叶轮入口，每个所述风扇叶片具有前缘、后缘、和中弧线，所述风扇叶片沿着所述中弧线弯曲，所述中弧线从所述前缘延伸到所述后缘，所述风扇叶片的所述前缘共同限定了所述鼓风机叶轮的内直径，而所述风扇叶片的所述后缘限定了所述鼓风机叶轮的外直径，每个所述风扇叶片的所述中弧线具有沿着所述中弧线在每个点处的叶片角度，所述叶片角度是在该点处与所述中弧线相切的线和与该点和鼓风机叶轮轴线均相交的线垂直的线之间的角度，所述叶片角度随着所述中弧线从相应风扇叶片的所述前缘延伸到所述后缘而增大，每个所述风扇叶片的所述前缘距所述风扇叶片的所述后缘有一定距离，所述距离构成弦长，每个所述风扇叶片的所述中弧线的叶片角度在相应风扇叶片的所述前缘处至多为77度且至少为30度，所述内直径、所述鼓风机叶轮入口和所述分隔件或端部构件界定所述鼓风机叶轮的内腔，所述内腔具有轴向宽度，大多数的所述风扇叶片各自包括邻近所述鼓风机叶轮入口的第一前缘凹口，所述第一前缘凹口在距所述鼓风机叶轮入口等于所述内腔的轴向宽度的25％的距离内具有大于所述弦长的平方的0.045倍且小于所述弦长的平方的0.64倍的面积。

2.根据权利要求1所述的向前弯曲的鼓风机叶轮，其中所述多个风扇叶片包括第一数量的风扇叶片，所述第一数量的风扇叶片是邻近所述鼓风机叶轮入口围绕所述风扇轴线间隔开的仅有的风扇叶片，并且所述第一数量乘以所述弦长的乘积大于或等于π乘以所述外直径的乘积且小于或等于π乘以所述外直径的乘积的两倍。

3.根据权利要求1所述的向前弯曲的鼓风机叶轮，其中每个所述风扇叶片的所述中弧线的所述叶片角度在相应风扇叶片的所述前缘处至多为50度。

4.根据权利要求1所述的向前弯曲的鼓风机叶轮，其中每个所述风扇叶片的所述中弧线具有第一区域和第二区域，所述第一区域在相应风扇叶片的所述第二区域与所述前缘之间，随着所述中弧线延伸远离所述前缘，所述叶片角度在所述中弧线的整个所述第一区域以递增的速率增加，随着所述中弧线延伸远离所述前缘，所述叶片角度在整个所述第二区域以递减的速率增加。

5.根据权利要求4所述的向前弯曲的鼓风机叶轮，其中所述中弧线的所述第一区域具有一定长度并且所述中弧线的所述第二区域具有一定长度，并且所述第二区域的长度小于所述第一区域的长度。

6.根据权利要求4所述的向前弯曲的鼓风机叶轮，其中所述中弧线的所述第一区域从所述前缘延伸到拐点，并且所述第二区域从所述拐点延伸到所述后缘。

7.根据权利要求6所述的向前弯曲的鼓风机叶轮，其中所述中弧线延伸一定长度，并且所述拐点沿着所述中弧线与所述前缘相距0.5倍和0.6倍之间的所述中弧线的所述长度。

8.根据权利要求1所述的向前弯曲的鼓风机叶轮，其中所述鼓风机叶轮的内直径与所述鼓风机叶轮的外直径之比至多为0.85。

9.根据权利要求1所述的向前弯曲的鼓风机叶轮，其中所述鼓风机叶轮的所述鼓风机叶轮入口构成第一鼓风机叶轮入口，并且所述内腔构成第一内腔，所述鼓风机叶轮包括第二鼓风机叶轮入口，所述第二鼓风机叶轮入口由所述风扇叶片限定并且与所述第一鼓风机叶轮入口轴向相对，所述分隔件或端部构件是轴向地在所述第一鼓风机叶轮入口与所述第二鼓风机叶轮入口之间的分隔件构件，所述内直径、所述第二鼓风机叶轮入口和所述分隔件构件界定所述鼓风机叶轮的第二内腔，所述第二内腔具有轴向宽度，大多数的所述风扇叶片各自包括邻近所述第二鼓风机叶轮入口的第二前缘凹口，所述第二前缘凹口在距所述第二鼓风机叶轮入口等于所述第二内腔的轴向宽度的25％的距离内具有大于所述弦长的平方的0.045倍且小于所述弦长的平方的0.64倍的面积。

10.根据权利要求1所述的向前弯曲的鼓风机叶轮，其中所述鼓风机叶轮入口构成第一鼓风机叶轮入口，所述风扇叶片构成第一组风扇叶片，所述内直径构成第一内直径，所述鼓风机叶轮包括围绕所述风扇轴线周向间隔开的构成第二组风扇叶片的多个风扇叶片，所述第二组风扇叶片轴向邻近所述第一组风扇叶片，所述第一组风扇叶片和所述第二组风扇叶片是所述鼓风机叶轮仅有的风扇叶片，所述鼓风机叶轮包括由所述第二组风扇叶片限定的第二鼓风机叶轮入口，所述第二组风扇叶片中的每个所述风扇叶片具有前缘和后缘，所述第二组风扇叶片中的风扇叶片的所述前缘限定了大于所述第一内直径的第二内直径，所述第二组风扇叶片中的风扇叶片的所述后缘限定外直径，该外直径等于由所述第一组风扇叶片限定的外直径，并且所述第二组风扇叶片包括与所述第一组风扇叶片相比更多的风扇叶片。

11.根据权利要求10所述的向前弯曲的鼓风机叶轮，其中所述内腔构成第一内腔，所述分隔件或端部构件是轴向地在所述第一鼓风机叶轮入口与所述第二鼓风机叶轮入口之间的分隔件构件，由所述第二组风扇叶片限定的所述内直径、所述第二鼓风机叶轮入口和所述分隔件构件界定所述鼓风机叶轮的第二内腔，所述第二组风扇叶片中的每个所述风扇叶片的所述前缘距相应风扇叶片的所述后缘有一定距离，所述距离构成弦长，所述第二组风扇叶片中的大多数的风扇叶片各自包括邻近所述第二鼓风机叶轮入口的第二前缘凹口，所述第二前缘凹口在距所述第二鼓风机叶轮入口等于所述第二内腔的轴向宽度的25％的距离内具有大于所述第二组风扇叶片的弦长的平方的0.045倍且小于所述第二组风扇叶片的弦长的平方的0.64倍的面积。

12.一种鼓风机风扇组件，其包括：

壳体，所述壳体包括具有一定直径的壳体入口；

鼓风机马达；和

根据权利要求1所述的鼓风机叶轮，所述鼓风机叶轮至少部分地位于所述壳体内，所述鼓风机叶轮以使得所述鼓风机马达能够相对于所述壳体旋转地驱动所述鼓风机叶轮的方式操作性地连接到所述鼓风机马达，所述鼓风机叶轮入口与所述壳体入口轴向对齐并操作性地连接到所述壳体入口，所述鼓风机叶轮的内直径小于所述壳体入口的直径，所述壳体入口的直径的平方除以所述鼓风机叶轮的内直径的平方大于1.05。

13.根据权利要求12所述的鼓风机风扇组件，其中所述多个风扇叶片包括第一数量的风扇叶片，所述第一数量的风扇叶片是邻近所述鼓风机叶轮入口围绕所述风扇轴线间隔开的仅有的风扇叶片，并且所述第一数量乘以所述弦长的乘积大于或等于π乘以所述外直径的乘积且小于或等于π乘以所述外直径的乘积的两倍。

14.根据权利要求12所述的鼓风机风扇组件，其中每个所述风扇叶片的所述中弧线具有第一区域和第二区域，所述第一区域在相应风扇叶片的所述第二区域与所述前缘之间，随着所述中弧线延伸远离所述前缘，所述叶片角度在所述中弧线的整个所述第一区域以递增的速率增加，随着所述中弧线延伸远离所述前缘，所述叶片角度在整个所述第二区域以递减的速率增加。

15.根据权利要求14所述的鼓风机风扇组件，其中所述中弧线的所述第一区域具有一定长度并且所述中弧线的所述第二区域具有一定长度，并且所述第二区域的长度小于所述第一区域的长度。

16.根据权利要求14所述的鼓风机风扇组件，其中所述中弧线的所述第一区域从所述前缘延伸到拐点，并且所述第二区域从所述拐点延伸到所述后缘。

17.根据权利要求16所述的鼓风机风扇组件，其中所述中弧线延伸一定长度，并且所述拐点沿着所述中弧线与所述前缘相距0.5倍和0.6倍之间的所述中弧线的所述长度。

18.一种向前弯曲的鼓风机叶轮，其包括分隔件或端部构件和围绕风扇轴线周向间隔开的多个风扇叶片，所述鼓风机叶轮具有由所述风扇叶片限定的鼓风机叶轮入口，每个所述风扇叶片具有前缘、后缘、和中弧线，所述风扇叶片沿着所述中弧线弯曲，所述中弧线从所述前缘延伸到所述后缘，所述风扇叶片的所述前缘限定了所述鼓风机叶轮的内直径ID，而所述风扇叶片的所述后缘限定了所述鼓风机叶轮的外直径OD，每个所述风扇叶片的所述中弧线具有沿着所述中弧线在每个点处的叶片角度α，所述叶片角度是在该点处与所述中弧线相切的线和与该点和鼓风机叶轮轴线均相交的线垂直的线之间的角度，所述叶片角度随着所述中弧线从相应风扇叶片的所述前缘延伸到所述后缘而增大，每个所述风扇叶片的所述中弧线的叶片角度在相应风扇叶片的所述前缘处至多为77度且至少为30度，每个所述风扇叶片的所述中弧线具有第一区域和第二区域，所述第一区域在相应风扇叶片的所述第二区域与所述前缘之间，随着所述中弧线延伸远离所述前缘，所述叶片角度在所述中弧线的整个所述第一区域以递增的速率增加，随着所述中弧线延伸远离所述前缘，所述叶片角度在整个所述第二区域以递减的速率增加,所述第一区域在相应风扇叶片的所述第二区域与所述前缘之间，每个风扇叶片的所述前缘距所述风扇叶片的所述后缘有一定距离，所述距离构成弦长C，所述内直径、所述鼓风机叶轮入口和所述分隔件或端部构件界定所述鼓风机叶轮的内腔，所述内腔具有轴向宽度，所述风扇叶片被配置成使得：

其中，所述弦长C、所述内直径ID和所述外直径OD的单位是英寸，所述外直径小于12英寸且大于9英寸，所述风扇叶片的数量乘以所述弦长的乘积大于或等于π乘以所述外直径的乘积且小于或等于π乘以所述外直径的乘积的两倍,大多数的所述风扇叶片各自包括邻近所述鼓风机叶轮入口的第一前缘凹口，所述第一前缘凹口在距所述鼓风机叶轮入口等于所述内腔的轴向宽度的25％的距离内具有大于所述弦长的平方的0.045倍且小于所述弦长的平方的0.64倍的面积。

19.根据权利要求18所述的向前弯曲的鼓风机叶轮，其中所述中弧线的所述第一区域从所述前缘延伸到拐点，并且所述第二区域从所述拐点延伸到所述后缘。

20.根据权利要求19所述的向前弯曲的鼓风机叶轮，其中所述中弧线延伸一定长度，并且所述拐点沿着所述中弧线与所述前缘相距0.5倍和0.6倍之间的所述中弧线的所述长度。

21.一种鼓风机风扇组件，其包括：

壳体，所述壳体包括具有一定直径的壳体入口；

鼓风机马达；和

根据权利要求18所述的鼓风机叶轮，所述鼓风机叶轮至少部分地位于所述壳体内，所述鼓风机叶轮以使得所述鼓风机马达能够相对于所述壳体旋转地驱动所述鼓风机叶轮的方式操作性地连接到所述鼓风机马达，所述鼓风机叶轮入口与所述壳体入口轴向对齐并操作性地连接到所述壳体入口，所述鼓风机叶轮的内直径小于所述壳体入口的直径，所述壳体入口的直径的平方除以所述鼓风机叶轮的内直径的平方大于1.05。

22.根据权利要求18所述的向前弯曲的鼓风机叶轮，其中所述鼓风机叶轮入口构成第一鼓风机叶轮入口，所述分隔件或端部构件是分隔件构件，所述内腔构成第一内腔，所述鼓风机叶轮包括第二鼓风机叶轮入口，所述第二鼓风机叶轮入口由所述风扇叶片限定并且与所述第一鼓风机叶轮入口轴向相对，所述内直径、所述第二鼓风机叶轮入口和所述分隔件构件界定所述鼓风机叶轮的第二内腔，所述第二内腔具有轴向宽度，大多数的所述风扇叶片各自包括邻近所述第二鼓风机叶轮入口的第二前缘凹口，并且所述第二前缘凹口在距所述第二鼓风机叶轮入口等于所述第二内腔的轴向宽度的25％的距离内具有大于所述弦长的平方的0.045倍且小于所述弦长的平方的0.64倍的面积。

23.根据权利要求18所述的向前弯曲的鼓风机叶轮，其中所述鼓风机叶轮入口构成第一鼓风机叶轮入口，所述内直径构成第一内直径，所述风扇叶片构成第一组风扇叶片，所述鼓风机叶轮包括围绕所述风扇轴线周向间隔开的构成第二组风扇叶片的多个风扇叶片，所述第二组风扇叶片轴向邻近所述第一组风扇叶片，所述第一组风扇叶片和所述第二组风扇叶片是所述鼓风机叶轮仅有的风扇叶片，所述鼓风机叶轮包括由所述第二组风扇叶片限定的第二鼓风机叶轮入口，所述第二组风扇叶片中的每个所述风扇叶片具有前缘和后缘，所述第二组风扇叶片中的风扇叶片的所述前缘限定了大于所述第一内直径的第二内直径，所述第二组风扇叶片中的风扇叶片的所述后缘限定外直径，该外直径等于由所述第一组风扇叶片限定的外直径，并且所述第二组风扇叶片包括与所述第一组风扇叶片相比更多的风扇叶片。

24.一种向前弯曲的鼓风机叶轮，其包括分隔件构件和围绕风扇轴线周向间隔开的第一组多个风扇叶片，所述鼓风机叶轮具有由所述第一组风扇叶片限定的第一鼓风机叶轮入口，所述第一组风扇叶片中的每个所述风扇叶片具有前缘和后缘，所述第一组风扇叶片中的所述风扇叶片的前缘限定了所述鼓风机叶轮的第一内直径，而所述风扇叶片的后缘限定了所述鼓风机叶轮的外直径，所述第一组风扇叶片中的每个所述风扇叶片的所述前缘距所述风扇叶片的所述后缘有一定距离，所述距离构成第一弦长，所述第一内直径、所述第一鼓风机叶轮入口和所述分隔件构件界定所述鼓风机叶轮的第一内腔，所述第一内腔具有第一轴向宽度，所述第一组风扇叶片中的大多数的风扇叶片各自包括邻近所述第一鼓风机叶轮入口的第一前缘凹口，所述第一前缘凹口在距所述第一鼓风机叶轮入口等于所述第一内腔的第一轴向宽度的25％的距离内具有大于所述第一弦长的平方的0.045倍且小于所述第一弦长的平方的0.64倍的面积，所述鼓风机叶轮包括围绕所述风扇轴线周向间隔开的第二组多个风扇叶片，所述第二组风扇叶片轴向邻近所述第一组风扇叶片，所述第一组风扇叶片和所述第二组风扇叶片是所述鼓风机叶轮仅有的风扇叶片，所述鼓风机叶轮包括由所述第二组风扇叶片限定的第二鼓风机叶轮入口，所述第二组风扇叶片中的每个所述风扇叶片具有前缘和后缘，所述第二组风扇叶片中的风扇叶片的所述前缘限定所述鼓风机叶轮的第二内直径，所述第二内直径大于所述第一内直径，所述第二组风扇叶片中的风扇叶片的所述后缘限定外直径，该外直径等于由所述第一组风扇叶片限定的外直径，所述第二组风扇叶片的风扇叶片的数量大于所述第一组风扇叶片的风扇叶片的数量。

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