CN109253109A - 离心叶轮和具有其的离心风机、吸尘器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心叶轮和具有其的离心风机、吸尘器，离心叶轮包括：轮圈，轮圈为环形结构；轮盘，轮盘设在轮圈的一侧且与轮圈同轴；多个叶片组，多个叶片组沿周向方向间隔排布且设在轮圈和轮盘之间，每个叶片组包括多个沿径向方向延伸的叶片且多个叶片沿周向方向彼此错位设置，每个叶片形成为弧形且每个叶片组中的多个叶片的弯曲方向相同，其中在由内向外的径向方向上，每个叶片组中相邻两个叶片中位于上游的叶片的外端的法线指向位于下游的叶片。本发明的离心叶轮，可以减小能量损失，提高工作效率，同时尺寸减小，减小制造成本。

Description

离心叶轮和具有其的离心风机、吸尘器

技术领域

本发明涉及机械设备的技术领域，尤其涉及一种离心叶轮和具有其的离心风机、吸尘器。

背景技术

相关技术的离心叶轮大多采用的叶片形成为从叶轮进口到叶轮出口的连续形叶片，从而相邻的两个叶片限定出的流道较为狭长，在叶片吸力面靠近出口区域容易形成流动分离以及回流，产生流动损失，导致叶轮效率不高。同时使叶轮出口处的速度不均匀，由此传导到扩压器内的气流对扩压器进行高速和低速的交替冲刷，进而产生高频的气动噪声。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种离心叶轮，可以减小能量损失，提高工作效率，同时尺寸减小，减小制造成本。

本发明还提出一种离心风机，包括上述的离心叶轮。

本发明又提出一种具有上述的离心风机的吸尘器。

根据本发明实施例的离心叶轮，包括：轮圈，所述轮圈为环形结构；轮盘，所述轮盘设在所述轮圈的一侧且与所述轮圈同轴；多个叶片组，所述多个叶片组沿周向方向间隔排布且设在所述轮圈和所述轮盘之间，每个所述叶片组包括多个沿径向方向延伸的叶片且所述多个叶片沿周向方向彼此错位设置，每个所述叶片形成为弧形且每个所述叶片组中的所述多个叶片的弯曲方向相同，其中在由内向外的径向方向上，每个所述叶片组中相邻两个所述叶片中位于上游的所述叶片的外端的法线指向位于下游的所述叶片。

根据本发明实施例的离心叶轮，在由内向外的径向方向上，通过设置每个叶片组中相邻两个叶片中位于上游的叶片的外端的法线指向位于下游的叶片，从而可以减小离心叶轮内流体的流动分离及回流所产生的能量损失，进而提高离心叶轮的工作效率，同时使离心叶轮尺寸减小，进而减小离心叶轮的制造成本。

根据本发明的一些实施例，每个所述叶片组中邻近径向中心的叶片数量不大于远离径向中心的叶片数量。

根据本发明的一些实施例，每组所述叶片组包括在径向方向顺次排布的两个所述叶片。

进一步地，每个所述叶片组中邻近径向中心的叶片的弧长与远离径向中心的叶片的弧长之比的取值范围为1-10。

进一步地，每个所述叶片组中邻近径向中心的叶片的出口安装角为β，远离径向中心的所述叶片的进口安装角为γ，其中所述β和所述γ满足：β-γ≤5°。

优选地，所述β和所述γ满足：1°≤β-γ≤5°。

进一步地，每个所述叶片组中，相邻两个所述叶片的位于同一圆周上的两个点分别与圆心的连线所成夹角为相邻两个所述叶片的错位角α，其中α满足如下关系式：0＜α≤120°/Z，其中Z为所述叶片组的数量。

根据本发明的一些实施例，每个所述叶片组中，相邻两个所述叶片在周向方向上具有重叠部分。

根据本发明的一些实施例，每个所述叶片组中邻近径向中心的叶片与所述轮盘为分体式结构。

根据本发明的一些实施例，每个所述叶片组中远离径向中心的叶片与所述轮盘为一体式结构。

根据本发明实施例的离心风机，包括：电机组件，所述电机组件包括电机和电机底座，所述电机设在所述电机底座内，所述电机包括电机轴；根据本发明上述实施例的离心叶轮，所述轮盘上设有连接部，所述连接部与所述电机轴配合以由所述电机驱动转动；扩压回流组件，所述扩压回流组件设在所述电机组件与所述离心叶轮之间，所述电机轴穿过所述扩压回流组件与所述连接部配合，所述扩压回流组件包括扩压器和回流器，所述回流器靠近所述电机组件；外罩，所述外罩与所述电机底座配合且外套在所述电机、所述离心叶轮和所述扩压回流组件外以形成扩压回流通道。

根据本发明实施例的离心风机，通过设置根据本发明上述实施例的离心叶轮，从而可以减小离心叶轮内流体的流动分离及回流所产生的能量损失，进而提高离心风机的工作效率，使离心风机小型化，减小离心风机的制造成本，同时也可以降低离心风机工作的噪声，提高用户的舒适性。

根据本发明实施例的吸尘器，包括根据上述的离心风机。

根据本发明实施例的吸尘器，通过设置根据本发明上述实施例的离心风机，从而可以提高吸尘器的工作效率，降低吸尘器工作时的噪声，提高用户的舒适性，同时可减小吸尘器的外形尺寸，有利于降低吸尘器的制造成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的离心风机的示意图；

图2是根据本发明实施例的离心叶轮的示意图；

图3是根据本发明实施例的离心叶轮的局部示意图。

附图标记：

离心风机1000；

电机组件100；电机11；电机轴111；电机底座12；

离心叶轮200；轮圈21；轮盘22；连接部221；叶片组23；叶片231；

扩压回流组件300；

外罩400；

紧固组件500。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的离心叶轮200。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的离心叶轮200，包括：轮圈21、轮盘22和多个叶片组23。

具体而言，轮圈21为环形结构，轮盘22设在轮圈21的一侧且与轮圈21同轴。

多个叶片组23沿周向方向间隔排布且设在轮圈21和轮盘22之间，每个叶片组23包括多个沿径向方向延伸的叶片231且多个叶片231沿周向方向彼此错位设置，每个叶片231形成为弧形且每个叶片组23中的多个叶片231的弯曲方向相同，其中在由内向外的径向方向上，每个叶片组23中相邻两个叶片231中位于上游的叶片231的外端的法线指向位于下游的叶片231。此处需要说明的是，“上游”指邻近径向中心的一侧，图3中单向箭头指的是一个叶片组23中位于上游的叶片231的外端的法线。

当本发明实施例的离心叶轮200工作时，在离心力的作用下由离心叶轮200轴向方向进入到离心叶轮200内的流体沿着轮盘22的径向方向流动。已知每组叶片组23中的多个叶片231的弯曲方向相同，并且在由内向外的径向方向上，每个叶片组23中相邻两个叶片231中位于上游的叶片231的外端的法线指向位于下游的叶片231。从而每个叶片组23中相邻两个叶片231中位于上游的叶片231朝向位于下游的叶片231的一侧形成为一个凸面，位于下游的叶片231朝向位于上游的叶片231的一侧形成为一个凹面。可以理解的是，叶片231的弯曲方向与轮盘22的转动方向相同。由此可知，离心叶轮200工作时，凸面为叶片231的压力面，凹面为叶片231吸力面。从而在由内向外的径向方向上，本发明实施例的离心叶轮200可将上游的叶片231的凸面的高速流体引入到下游的叶片231的凹面的低速区域，已知在叶片231的凹面区域易产生流动分离区域，从而本发明实施例的离心叶轮200可控制在吸力面附近形成的漩涡流动，减小离心叶轮200内流体的流动分离及回流所产生的能量损失，进而可提高离心叶轮200的工作效率。

另外，基于本发明实施例的离心叶轮200的结构，叶片231可根据实际情况设计成具有更大负荷的叶片231型线，从而可以提高叶片231的单位长度的做功，因此与现有技术相比，在相同工作效率要求的情况下，可减小离心叶轮200的外径，使离心叶轮200尺寸减小，进而减小离心叶轮200的制造成本。

根据本发明实施例的离心叶轮200，在由内向外的径向方向上，通过设置每个叶片组23中相邻两个叶片231中位于上游的叶片231的外端的法线指向位于下游的叶片231，从而可以减小离心叶轮200内流体的流动分离及回流所产生的能量损失，进而提高离心叶轮200的工作效率，同时使离心叶轮200尺寸减小，进而减小离心叶轮200的制造成本。

根据本发明的一些实施例，每个叶片组23中邻近径向中心的叶片231数量不大于远离径向中心的叶片231数量。从而能够保证离心叶轮200可减小流体在离心叶轮200内流动分离及回流所产生的能量损失，进而在一定程度上保证离心叶轮200的工作效率。

根据本发明的一些实施例，每组叶片组23包括在径向方向顺次排布的两个叶片231。由此可知，离心叶轮200的结构简单、制造方便、成本低。

进一步地，当每个叶片组23中邻近径向中心的叶片231的弧长与远离径向中心的叶片231的弧长之比的取值范围为1-10时，可以在一定程度上保证离心叶轮200可将上游的叶片231的凸面的高速流体引入到下游的叶片231的凹面的低速区域，进而减小离心叶轮200的能量损失，提高离心叶轮200的工作效率。

进一步地，每个叶片组23中邻近径向中心的叶片231的出口安装角为β，远离径向中心的叶片231的进口安装角为γ，当β和γ满足：β-γ≤5°时，有利于保证在由内向外的径向方向上，下游的叶片231的凹面可以较完全地承接上游的叶片231的凸面的高速流体，进而减小流体在离心叶轮200内流动分离及回流所产生的能量损失，提高离心叶轮200的工作效率。

此处需要说明的是，出口安装角β为在以轮盘22中心与上游的叶片231的外端之间连线为半径的圆中上游的叶片231的外端的切线与上游的叶片231的外端在上游的叶片231所在弧线的切线之间的夹角。进口安装角为γ为在以轮盘22中心与下游的叶片231的内端之间连线为半径的圆中下游的叶片231的内端的切线与下游的叶片231的内端在下游的叶片231所在弧线的切线之间的夹角。优选地，β和γ满足：1°≤β-γ≤5°。进一步地，1.6°≤β-γ≤3.3°。

进一步地，每个叶片组23中，相邻两个叶片231的位于同一圆周上的两个点分别与圆心的连线所成夹角为相邻两个叶片231的错位角α，叶片组23的数量为Z，其中α和Z满足：0＜α≤120°/Z时，能够进一步地保证离心叶轮200可将上游的叶片231的凸面的高速流体引入到下游的叶片231的凹面的低速区域，进而提高离心叶轮200的工作效率。图3中L表示的是以轮盘22的中心为圆点同时经过每个叶片组23中相邻两个叶片231的圆。

根据本发明的一些实施例，每个叶片组23中，相邻两个叶片231在周向方向上具有重叠部分。从而有利于保证离心叶轮200工作的可靠性，进一步地提高离心叶轮200的工作效率。

根据本发明的一些实施例，每个叶片组23中邻近径向中心的叶片231与轮盘22为分体式结构。从而便于用户对离心叶轮200的邻近径向中心的叶片231进行更换，进而有利于保证离心叶轮200工作的可靠性。

可选地，每个叶片组23中邻近径向中心的叶片231与轮盘22铆接连接。从而可在一定程度上降低离心叶轮200的制造成本。

可选地，每个叶片组23中邻近径向中心的叶片231与轮盘22焊接连接。从而有利于保证叶片231与轮盘22连接的可靠性和稳固性。

可选地，每个叶片组23中邻近径向中心的叶片231与轮盘22粘结连接。从而有利于降低离心叶轮200的制造成本，提高离心叶轮200的生产效率。

根据本发明的一些实施例，每个叶片组23中远离径向中心的叶片231与轮盘22为一体式结构。从而可以提高离心叶轮200的生产效率，提高离心叶轮200的强度及可靠性。

可以理解的是，离心叶轮200可通过注塑成型，冷加工成型等。只要保证离心叶轮200整体结构的可靠性即可。

根据本发明实施例的离心风机1000，包括：电机组件100、离心叶轮200、扩压回流组件300和外罩400。

具体地，电机组件100包括电机11和电机底座12，电机11设在电机底座12内，电机11包括电机轴111。离心叶轮为根据本发明上述实施例的离心叶轮200，轮盘22上设有连接部221，连接部221与电机轴111配合以由电机11驱动转动。从而，离心叶轮200由电机11驱动转动。

扩压回流组件300设在电机组件100与离心叶轮200之间，电机轴111穿过扩压回流组件300与连接部221配合，扩压回流组件300包括扩压器和回流器，回流器靠近电机组件100。外罩400与电机底座12配合且外套在电机11、离心叶轮200和扩压回流组件300外以形成扩压回流通道。

从而，当离心风机1000工作时，控制电机11转动以通过电机轴111驱动离心叶轮200转动，流体通过外罩400进入到离心叶轮200内，然后流体的流动方向由离心叶轮200的轴向转成径向，在离心力的作用下，流体被加速扩压，随后流体沿着离心叶轮200的径向方向排出离心叶轮200并进入由外罩400和扩压回流组件300形成的扩压回流通道内，在扩压器的作用下流体的速度降低，静压提升，然后在回流器的引流作用下进入到电机组件100内以对电机11进行冷却，然后流出离心风机1000。

由于在本发明的离心风机1000的离心叶轮200内，在由内向外的径向方向上，每个叶片组23中相邻两个叶片231中位于上游的叶片231的外端的法线指向位于下游的叶片231。从而在由内向外的径向方向上，离心风机1000可将离心叶轮200内上游的叶片231的凸面的高速流体引入到下游的叶片231的凹面的低速区域，已知在叶片231的凹面区域易产生流动分离区域，从而离心叶轮200可控制在吸力面附近形成的漩涡流动，减小离心叶轮200内流体的流动分离及回流所产生的能量损失，进而提高离心叶轮200的工作效率。同时使从离心叶轮200中排出的流体在离心叶轮200周向的速度场的均匀性得到较好的改善。流体以均匀的流速进入到扩压器中，从而使流体对扩压器的冲击效果减弱，进而使离心风机1000的叶倍频声功率的峰值有效降低，进而降低离心风机1000工作时产生的噪音，提高用户的舒适性。

另外，与现有技术相比，离心风机1000的离心叶轮200的尺寸可减小，进而可以增加离心叶轮200和扩压回流组件300之间的间隙比，由此可进一步降低离心风机1000工作时产生的噪音，使离心风机1000小型化，进而减小离心风机1000的制造成本。

根据本发明实施例的离心风机1000，通过设置根据本发明上述实施例的离心叶轮200，从而可以减小离心叶轮200内流体的流动分离及回流所产生的能量损失，进而提高离心风机1000的工作效率，使离心风机1000小型化，减小离心风机1000的制造成本，同时也可以降低离心风机1000工作的噪声，提高用户的舒适性。

可选地，离心叶轮200的连接部221与电机轴111通过紧固组件500固定连接。从而有利于保证离心风机1000的可靠性，使离心叶轮200与电机11的连接方式简单，便于拆卸。

进一步地，紧固组件500包括紧固螺母和垫片。从而在保证离心叶轮200与电机11固定连接的可靠性的同时可以在一定程度上降低离心风机1000的制造成本。

根据本发明实施例的吸尘器(图未示出)，包括根据上述的离心风机1000。由于离心风机1000的工作效率提高，从而与现有技术相比，同样的真空度要求下，在本发明实施例的吸尘器中，离心叶轮200的外径可设计得更小，进而减小吸尘器的外形尺寸，有利于降低吸尘器的制造成本。

根据本发明实施例的吸尘器，通过设置根据本发明上述实施例的离心风机1000，从而可以提高吸尘器的工作效率，降低吸尘器工作时的噪声，提高用户的舒适性，同时可减小吸尘器的外形尺寸，有利于降低吸尘器的制造成本。

下面参考图1-图3对根据本发明一个具体实施例的离心风机1000的结构进行详细说明。但是需要说明的是，下述的说明仅具有示例性，普通技术人员在阅读了本发明的下述技术方案之后，显然可以对其中的技术方案或者部分技术特征进行组合或者替换、修改，这也落入本发明所要求的保护范围之内。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的离心风机1000，包括：电机组件100、离心叶轮200、扩压回流组件300和外罩400。

具体地，电机组件100包括电机11和电机底座12，电机11设在电机底座12内，电机11包括电机轴111。扩压回流组件300设在电机组件100与离心叶轮200之间，扩压回流组件300包括扩压器和回流器，回流器靠近电机组件100。外罩400与电机底座12配合且外套在电机11、离心叶轮200和扩压回流组件300外以形成扩压回流通道。

离心叶轮200包括：轮圈21、轮盘22和八个叶片组23。

轮圈21为环形结构，轮盘22设在轮圈21的一侧且与轮圈21同轴。轮盘22上设有连接部221，电机轴111穿过扩压回流组件300通过紧固组件500与连接部221固定连接以驱动离心叶轮200转动。其中紧固组件500包括紧固螺母和垫片。

八个叶片组23沿周向方向间隔排布且设在轮圈21和轮盘22之间，每个叶片组23包括两个沿径向方向延伸的叶片231，两个叶片231沿周向方向彼此错位设置且在径向方向顺次排布，同时两个叶片231在周向方向上具有重叠部分。

每组叶片组23中的两个叶片231形成为弧形且弯曲方向相同，在由内向外的径向方向上，位于上游的叶片231的外端的法线指向位于下游的叶片231。邻近径向中心的叶片231的弧长与远离径向中心的叶片231的弧长之比的取值范围为1-10。邻近径向中心的叶片231的出口安装角为β，远离径向中心的叶片231的进口安装角为γ，其中β和γ满足：1°≤β-γ≤5°。两个叶片231的位于同一圆周上的两个点分别与圆心的连线所成夹角为相邻两个叶片231的错位角α，其中α满足如下关系式：0＜α≤15°。邻近径向中心的叶片231与轮盘22为铆接连接，远离径向中心的叶片231与轮盘22为一体式结构，为注塑成型。

根据本发明实施例的离心风机1000的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种离心叶轮，其特征在于，包括：

轮圈，所述轮圈为环形结构；

轮盘，所述轮盘设在所述轮圈的一侧且与所述轮圈同轴；

多个叶片组，所述多个叶片组沿周向方向间隔排布且设在所述轮圈和所述轮盘之间，每个所述叶片组包括多个沿径向方向延伸的叶片且所述多个叶片沿周向方向彼此错位设置，每个所述叶片形成为弧形且每个所述叶片组中的所述多个叶片的弯曲方向相同，其中在由内向外的径向方向上，每个所述叶片组中相邻两个所述叶片中位于上游的所述叶片的外端的法线指向位于下游的所述叶片。

2.根据权利要求1所述的离心叶轮，其特征在于，每个所述叶片组中邻近径向中心的叶片数量不大于远离径向中心的叶片数量。

3.根据权利要求1所述的离心叶轮，其特征在于，每组所述叶片组包括在径向方向顺次排布的两个所述叶片。

4.根据权利要求3所述的离心叶轮，其特征在于，每个所述叶片组中邻近径向中心的叶片的弧长与远离径向中心的叶片的弧长之比的取值范围为1-10。

5.根据权利要求3所述的离心叶轮，其特征在于，每个所述叶片组中邻近径向中心的叶片的出口安装角为β，远离径向中心的所述叶片的进口安装角为γ，其中所述β和所述γ满足：β-γ≤5°。

6.根据权利要求5所述的离心叶轮，其特征在于，所述β和所述γ满足：1°≤β-γ≤5°。

7.根据权利要求3所述的离心叶轮，其特征在于，每个所述叶片组中，相邻两个所述叶片的位于同一圆周上的两个点分别与圆心的连线所成夹角为相邻两个所述叶片的错位角α，其中α满足如下关系式：0＜α≤120°/Z，其中Z为所述叶片组的数量。

8.根据权利要求1所述的离心叶轮，其特征在于，每个所述叶片组中，相邻两个所述叶片在周向方向上具有重叠部分。

9.根据权利要求1所述的离心叶轮，其特征在于，每个所述叶片组中邻近径向中心的叶片与所述轮盘为分体式结构。

10.根据权利要求1所述的离心叶轮，其特征在于，每个所述叶片组中远离径向中心的叶片与所述轮盘为一体式结构。

11.一种离心风机，其特征在于，包括：

电机组件，所述电机组件包括电机和电机底座，所述电机设在所述电机底座内，所述电机包括电机轴；

根据权利要求1-10中任一项所述的离心叶轮，所述轮盘上设有连接部，所述连接部与所述电机轴配合以由所述电机驱动转动；

扩压回流组件，所述扩压回流组件设在所述电机组件与所述离心叶轮之间，所述电机轴穿过所述扩压回流组件与所述连接部配合，所述扩压回流组件包括扩压器和回流器，所述回流器靠近所述电机组件；

外罩，所述外罩与所述电机底座配合且外套在所述电机、所述离心叶轮和所述扩压回流组件外以形成扩压回流通道。

12.一种吸尘器，其特征在于，包括根据权利要求11所述的离心风机。