CN109469644B - 轴流风叶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通风设备领域，轴流风叶，包括轮毂和多个叶片；轮毂的轴向中部设有中盘，中盘将轮毂轴向分为第一轴部和第二轴部；第一轴部和第二轴部的轴端边缘沿其轮毂周向呈波纹形起伏，第一轴部的凸起部和内凹部分别与第二轴部的内凹部和凸起部波形相适配；轮毂中心处设有轴套，轴套是在轴孔周边构成基于轴孔形状的等厚侧壁；轴孔的内侧壁至少包括不在同一圆周线上的两个线性段；叶片上设有叶片加强筋，叶片加强筋沿着叶片的后缘、外缘和前缘的外轮廓边沿设置；叶片的内缘与轮毂外侧壁面通过多条第一加强筋和多条第二加强筋连接加固。该轴流风叶提升叶片强度，降低注塑收缩量，提升叶片性能；同时，能够减小堆码体积，便于运输和存放。

Description

轴流风叶

技术领域

本发明涉及通风设备领域，尤其涉及一种轴流风叶。

背景技术

轴流风叶在日常生活中的用途非常广泛，其轴流指的就是与风叶的轴同向流动的气流，如电风扇、空调外机风扇就是以轴流方式运行的风机。带轴流风叶的轴流式风机通常用在流量要求较高而压力要求较低的场合，在空调领域被大量使用。常见的轴流风叶主要由轮毂和设置在轮毂周侧的多个叶片组成，结构虽然简单，但是轴流风叶各处细节结构的数据参数要求非常高，对轴流风叶的运转和噪音控制有很大影响，相关技术中，轴流风叶的细节设计得到不断的加强。

现有轴流风叶的叶片抗弯曲能力不足，现有轴流风叶需要增大叶片整体的厚度，用以提升叶片强度。而如此会导致风叶重量增加，性能和运行效率降低。并且，目前多数轴流风叶是采用塑料注塑成型。因此，轴流风叶的结构设计不仅要考虑到实际使用中的性能，也要考虑到轴流风叶在注塑过程中的一系列问题。如现有轴流风叶上用于连接电机轴的轴套均采用非圆形轴孔，如此可使电机轴与轴套之间周向定位防止产生周向打滑，影响使用。但轴套的外侧壁多采用圆柱形状，如此使轴孔侧壁的厚度不均匀。在风叶注塑过程中，轴孔侧壁较厚处容易产生注塑缩痕，容易产生小角度的轴孔局部凹陷变形，从而影响轴孔与电机轴的配合精度，容易造成整机抖动产生噪音。同样地基于上述原因，现有结构中的叶片与轮毂通过圆角过渡连接，即通过圆角加强强度。但在圆角连接处，叶片的厚度增加。在风叶注塑过程中，轴孔侧壁较厚处容易产生注塑缩痕，增加材料的收缩量，增大叶片安装角度的偏差，对于风叶的性能产生较大影响。

此外，轴流风叶在运输或收藏时，需要将多个风叶堆叠在一起放入纸箱或其它箱体内，以降低运输和收藏成本。由于其叶片结构限制，风叶的装箱量一直得不到提升。再加上在运输过程中，叠加的上、下风叶容易发生相对转动、松脱而使叶片之间发生碰撞，破损严重，以致在装箱时不得不在箱体内加入大量的泡沫、纸托、竹签、垂直纸板等东西，以固定风叶，减少运输过程中的破损，这无形中加大了运输成本及运营成本。

另外，还有一种轴流风叶，包括轮毂、多个叶片和水圈，轮毂的中心设有用于固定电机轴的轴套，多个叶片的尾端固定在轮毂的外侧壁，多个叶片的外缘固定在水圈的内侧，设置水圈的作用是为了将叶片上的凝露引导至水圈上并快速剥离。但目前轴流风叶上的水圈甩水效果较差，如授权公告号为“CN205047520U”的中国实用新型专利中记载了一种注塑成型的轴流风叶，该轴流风叶中采用T型截面的水圈，水圈仅靠离心力进行甩水，在转速较低时水圈甩水效果较差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种轴流风叶，该轴流风叶提升叶片强度，降低注塑收缩量，提升叶片性能；同时，能够减小堆码体积，降低包装成本，便于运输和存放。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

轴流风叶，包括轮毂，以及一体连接在轮毂外侧壁面上并沿周向规则布置的多个叶片；

所述轮毂的轴向中部设有中盘，中盘将轮毂轴向分为第一轴部和第二轴部；所述第一轴部与叶片的吸力面同侧，第二轴部与叶片的压力面同侧；所述第一轴部和第二轴部的轴端边缘沿其轮毂周向呈波纹形起伏，均至少包括一凸起部和一内凹部；所述第一轴部的凸起部与第二轴部的内凹部波形相适配，第一轴部的内凹部与第二轴部的凸起部波形相适配；

所述轮毂中心处设有用于与驱动电机的电机轴相连接的轴套，轴套处于第二轴部内，轴套与轮毂一体连接；所述轴套的中心处设有用于穿设电机轴的轴孔，轴套是在轴孔周边构成基于轴孔形状的等厚度侧壁；所述轴孔的内侧壁至少包括不在同一圆周线上的两个线性段；

所述叶片的内缘相对于轮毂外侧壁面轴向倾斜设置；叶片上设有叶片加强筋，叶片加强筋沿着叶片的后缘、外缘和前缘的外轮廓边沿设置；所述叶片的内缘与轮毂外侧壁面通过多条第一加强筋和多条第二加强筋连接加固；第一加强筋连接叶片压力面和轮毂外侧壁面，多条第一加强筋间隙设置；第二加强筋连接叶片吸力面和轮毂外侧壁面，多条第二加强筋间隙设置。

作为优选，所述第一轴部和第二轴部中的至少有一轴部上的内凹部内侧设有挡板，所述挡板的在轮毂轴向方向高于内凹部。该技术方案中，当两个轴流风叶上下叠放时；一轴部的凸起部与另一轴部的内凹部匹配实现周向定位，同时，内凹部内侧挡板由于高于内凹部，挡板会抵住凸起部的内侧壁面，防止轮毂径向窜动。

作为优选，所述第一轴部中，凸起部设置在叶片的前缘侧，内凹部设置在叶片的后缘侧；所述第二轴部中，凸起部设置在叶片的后缘侧，内凹部设置在叶片的前缘侧。

作为优选，所述第一加强筋和第二加强筋均是三角加强筋；由叶片的内缘上端至内缘下端，沿其倾斜方向；多个第一加强筋的宽度L1和高度H1逐渐减小，多个第二加强筋的宽度L2和高度H2逐渐增大；第一加强筋的宽度L1和高度H1，以及第二加强筋的宽度L2和高度H2均在风叶外径的1.5％～3％之间。

作为优选，所述叶片加强筋处于叶片的吸力面上，叶片加强筋与叶片采用一体成型。

作为优选，所述轴孔的截面呈“D”字型，轴套是在轴孔周边构成“D”字型等厚侧壁。上述“D”字型轴孔包括处于同一圆周线上的曲线段，以及不处于上述圆周线上的直线段；故满足上述不在同一圆周线上的两个线性段要求，可使电机轴与轴套之间周向定位防止产生周向打滑。

作为优选，所述轴套的外侧壁上设有与轮毂内侧壁相连接的多条轴套加强筋，多条轴套加强筋沿轴套外侧壁等圆心角度规则布置。

作为优选，所述轴流风叶还包括围绕多个叶片并与叶片外缘相连接的水圈；所述水圈沿其周向方向上规则设置有多个甩水台，甩水台具有沿水圈运转方向倾斜向下的甩水面。该带甩水结构的轴流风叶的水圈沿其周向方向上规则设置有多个甩水台，甩水台具有沿水圈运转方向倾斜向下的甩水面。在轴流风叶运转过程中，风叶上的凝露被离心力的作用下引导至水圈上，伴随着水圈的运转过程，凝露引导至甩水面上，并在离心力的作用下甩出。因此，该技术方案中，风叶运转可以快速剥离风叶上的水珠，提高风叶热交换效率，从而提高空调整机能效。

作为优选，所述甩水台包括外周甩水台和底部甩水台，外周甩水台凸出设置于水圈的外侧壁上；外周甩水台由其上端部至下端部是沿运转方向逐渐倾斜的直线型或曲线型，外周甩水台在运转方向的前侧面即为甩水面；底部甩水台凸出设置于水圈的下端圈面上，底部甩水台上设有沿运转方向逐渐向下倾斜的倾斜面，该倾斜面即为甩水面。

作为优选，所述底部甩水台宽度为t1，外周甩水台宽度为t2，水圈宽度为t，则满足：t1＝(0.5～1.5)t，t2＝(0.5～1.5)t。

本发明采用上述技术方案，该技术方案涉及一种轴流风叶，该轴流风叶具有以下几方面的优势：

1.叶片的后缘、外缘和前缘的外轮廓边沿设置有叶片加强筋。该结构的新颖之处在于，叶片外三周(后缘、外缘和前缘)的加强筋能大幅提高叶片强度，提升抗弯曲能力；从而能够将叶片中间部位适当减小厚度，降低风叶重量。

通过筋条的强化作用，使风叶在运转过程中最大地保持了叶片的形状，使运行效率更接近设计效率；使风叶在运转过程中不发生抖动，降低运行噪声和整机稳定性。

2.轮毂上设有轴套用于与驱动电机的电机轴相连接，该轴套上的轴孔至少包括不在同一圆周线上的两个线性段，即采用非完全正圆的轴孔形状，可使电机轴与轴套之间周向定位防止产生周向打滑。而进一步地，轴套是在轴孔周边构成基于轴孔形状的等厚度侧壁；能使轴孔壁厚等厚，风叶注塑时杜绝了轴孔的凹陷变形，提高与电机轴的配合精度，减少整机运转抖动，降低运行噪声。

3.叶片内缘与轮毂外侧壁面之间通过多条第一加强筋和多条第二加强筋连接加固，第一加强筋和第二加强筋分别设置在叶片压力面和叶片吸力面上。该方案通过第一加强筋和第二加强筋代替传统方案中圆角连接方式，有利于使叶片内缘与轮毂连接部位厚度减薄，不易产生注塑缩痕，减少收缩量，降低叶片安装角的偏差，保证风叶性能。

4.第一轴部和第二轴部的轴端边缘沿其轮毂周向呈波纹形起伏，均至少包括一凸起部和一内凹部；所述第一轴部的凸起部与第二轴部的内凹部波形相适配，第一轴部的内凹部与第二轴部的凸起部波形相适配。在堆码包装及运输时，将多个轴流风叶上下叠放，基于上述第一轴部和第二轴部的配合定位，能够减小堆码体积，降低包装成本；且使轴流风叶规则放置，便于运输和存放，减少运输破损产生。

附图说明

图1为实施例1中轴流风叶的吸力面视角示意图。

图2为实施例2中轴流风叶的压力面视角示意图。

图3为轴流风叶的叠放示意图。

图4为实施例1中具有“D”字型轴孔的轴流风叶示意图。

图5为“D”字型轴孔的放大图。

图6为实施例1中叶片内缘与轮毂外侧壁面通过加强筋连接结构立体图。

图7为实施例1中叶片内缘与轮毂外侧壁面通过加强筋连接结构剖视图。

图8为实施例1中具有叶片加强筋的轴流风叶示意图。

图9为实施例2中具有水圈的轴流风叶立体示意图。

图10为实施例2中具有水圈的轴流风叶侧面示意图。

图11为图10的B部放大图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选实施方案作进一步详细的说明。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

实施例1：

如图1～8所示，本实施例涉及一种轴流风叶，包括轮毂1，以及一体连接在轮毂1外侧壁面上并沿周向规则布置的多个叶片2。如图中所示，所述叶片2的数量为三个，三个叶片2沿轮毂1的周向等圆心角度规则布置，圆心角度为 120°。

如图1～3所示，所述轮毂1的轴向中部设有中盘11，中盘11将轮毂1轴向分为第一轴部12和第二轴部13。所述第一轴部12与叶片2的吸力面同侧，第二轴部13与叶片2的压力面同侧。所述第一轴部12和第二轴部13的轴端边缘沿其轮毂1周向呈波纹形起伏，均至少包括一凸起部14和一内凹部15。所述第一轴部12的凸起部14与第二轴部13的内凹部15波形相适配，第一轴部12的内凹部15与第二轴部13的凸起部14波形相适配。上述第一轴部12和第二轴部13的轴端边缘呈现的波纹形，可以是曲线波纹也可以是直线起伏的波纹。本实施方式中，优选如图所示的曲线波纹。并进一步地，第一轴部12和第二轴部 13上的凸起部14和内凹部15与叶片2数量相等。在设置关系上如下，第一轴部12中，凸起部14设置在叶片2的前缘侧，内凹部15设置在叶片2的后缘侧。所述第二轴部13中，凸起部14设置在叶片2的后缘侧，内凹部15设置在叶片 2的前缘侧。

另外，在所述第一轴部12和第二轴部13中的至少有一轴部上的内凹部15 内侧设有挡板16，所述挡板16的在轮毂1轴向方向高于内凹部15。该技术方案中，当两个轴流风叶上下叠放时。一轴部的凸起部14与另一轴部的内凹部15 匹配实现周向定位，同时，内凹部15内侧挡板16由于高于内凹部15，挡板16 会抵住凸起部14的内侧壁面，防止轮毂1径向窜动。

上述方案中，第一轴部12和第二轴部13的轴端边缘沿其轮毂1周向呈波纹形起伏，均至少包括一凸起部14和一内凹部15。首先，第一轴部12和第二轴部13上设置的内凹部15减少材料使用，减轻风叶重量，降低驱动电机的负载。另外，所述第一轴部12的凸起部14与第二轴部13的内凹部15波形相适配，第一轴部12的内凹部15与第二轴部13的凸起部14波形相适配。在堆码包装及运输时，将多个轴流风叶上下叠放，基于上述第一轴部12和第二轴部13的配合定位，能够减小堆码体积，降低包装成本。且使轴流风叶规则放置，便于运输和存放，减少运输破损产生。

如图4～5所示；进一步地方案中，所述轮毂1中心处设有用于与驱动电机的电机轴相连接的轴套17，轴套17处于第二轴部13内，轴套17与轮毂1一体连接。所述轴套17的外侧壁上设有与轮毂1内侧壁相连接的多条轴套加强筋18，多条轴套加强筋18沿轴套17外侧壁等圆心角度规则布置。所述轴套17的中心处设有用于穿设电机轴的轴孔19，轴套17是在轴孔周边构成基于轴孔形状的等厚度侧壁。所述轴孔的内侧壁至少包括不在同一圆周线上的两个线性段。上述方案所限定的轴孔的内侧壁至少包括不在同一圆周线上的两个线性段，即表示所述轴孔为非正圆形轴孔。基于该要求，轴孔的可选择孔型较多；在本实施方案中，所述轴孔的截面呈“D”字型，轴套17是在轴孔周边构成“D”字型等厚侧壁。上述“D”字型轴孔包括处于同一圆周线上的曲线段，以及不处于上述圆周线上的直线段。故满足上述不在同一圆周线上的两个线性段要求，可使电机轴与轴套17之间周向定位防止产生周向打滑。

该方案中，轮毂1上设有轴套17用于与驱动电机的电机轴相连接，该轴套 17上的轴孔至少包括不在同一圆周线上的两个线性段，即采用非完全正圆的轴孔形状，可使电机轴与轴套17之间周向定位防止产生周向打滑。而进一步地，轴套17是在轴孔周边构成基于轴孔形状的等厚度侧壁。能使轴孔壁厚等厚，风叶注塑时杜绝了轴孔的凹陷变形，提高与电机轴的配合精度，减少整机运转抖动，降低运行噪声。

如图6～7所示；进一步地方案中，所述叶片2的内缘相对于轮毂1外侧壁面轴向倾斜设置。所述叶片2的内缘与轮毂1外侧壁面通过多条第一加强筋21和多条第二加强筋22连接加固。第一加强筋21连接叶片2压力面和轮毂1外侧壁面，多条第一加强筋21间隙设置。第二加强筋22连接叶片2吸力面和轮毂1 外侧壁面，多条第二加强筋22间隙设置。所述第一加强筋21和第二加强筋22 均是三角加强筋。由叶片2的内缘上端至内缘下端，沿其倾斜方向。多个第一加强筋21的宽度L1和高度H1逐渐减小，多个第二加强筋22的宽度L2和高度H2逐渐增大。第一加强筋21的宽度L1和高度H1，以及第二加强筋22的宽度L2和高度H2均在风叶外径的1.5％～3％之间。

该方案中，叶片2内缘与轮毂1外侧壁面之间通过多条第一加强筋21和多条第二加强筋22连接加固，第一加强筋21和第二加强筋22分别设置在叶片2 压力面和叶片2吸力面上。该方案通过第一加强筋21和第二加强筋22代替传统方案中圆角连接方式，有利于使叶片2内缘与轮毂1连接部位厚度减薄，不易产生注塑缩痕，减少收缩量，降低叶片2安装角的偏差，保证风叶性能。

如图8所示；进一步地方案中，叶片2上设有叶片加强筋23，叶片加强筋 23处于叶片2的吸力面上，叶片加强筋23与叶片2采用一体成型。所述叶片加强筋23沿着叶片2的后缘24、外缘25和前缘26的外轮廓边沿设置。

该方案中，叶片2的后缘、外缘和前缘的外轮廓边沿设置有叶片加强筋23。该结构的新颖之处在于，叶片2外三周(后缘、外缘和前缘)的加强筋能大幅提高叶片2强度，提升抗弯曲能力。从而能够将叶片2中间部位适当减小厚度，降低风叶重量。通过筋条的强化作用，使风叶在运转过程中最大地保持了叶片2 的形状，使运行效率更接近设计效率。使风叶在运转过程中不发生抖动，降低运行噪声和整机稳定性。

实施例2：

如图9～11所示，本实施例同样涉及一种轴流风叶，该轴流风叶保留实施例 1中是所有结构，并在其基础上还包括如下结构：所述轴流风叶还包括围绕多个叶片2并与叶片2外缘相连接的水圈3。所述水圈3沿其周向方向上规则设置有多个甩水台，甩水台具有沿水圈3运转方向倾斜向下的甩水面。该带甩水结构的轴流风叶的水圈3沿其周向方向上规则设置有多个甩水台，甩水台具有沿水圈3运转方向倾斜向下的甩水面。所述的甩水台可以是凸出设置于水圈3的外侧壁上的外周甩水台31，也可以是凸出设置于水圈3的下端圈面上的底部甩水台，还可以包括上述外周甩水台31和底部甩水台32。在本实施方式中，甩水台包括外周甩水台31和底部甩水台32，外周甩水台31凸出设置于水圈3的外侧壁上，外周甩水台31由其上端部至下端部是沿运转方向逐渐倾斜的直线型或曲线型，外周甩水台31在运转方向的前侧面即为甩水面。底部甩水台32凸出设置于水圈3的下端圈面上，底部甩水台32上设有沿运转方向逐渐向下倾斜的倾斜面，该倾斜面即为甩水面。

并进一步地，所述底部甩水台32宽度为t1，外周甩水台31宽度为t2，水圈 3宽度为t，则满足：t1＝(0.5～1.5)t，t2＝(0.5～1.5)t。底部甩水台32和外周甩水台31的数量为叶片2数的1～5倍，，底部甩水台32与外周甩水台31在水圈3上同步或者一前一后或者一后一前排列。

该方案中，在轴流风叶运转过程中，风叶上的凝露被离心力的作用下引导至水圈3上，伴随着水圈3的运转过程，凝露引导至甩水面上，并在离心力的作用下甩出。因此，该技术方案中，风叶运转可以快速剥离风叶上的水珠，提高风叶热交换效率，从而提高空调整机能效。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.轴流风叶，包括轮毂，以及一体连接在轮毂外侧壁面上并沿周向规则布置的多个叶片；其特征在于：

所述轮毂的轴向中部设有中盘，中盘将轮毂轴向分为第一轴部和第二轴部；所述第一轴部与叶片的吸力面同侧，第二轴部与叶片的压力面同侧；所述第一轴部和第二轴部的轴端边缘沿其轮毂周向呈波纹形起伏，均至少包括一凸起部和一内凹部；所述第一轴部的凸起部与第二轴部的内凹部波形相适配，第一轴部的内凹部与第二轴部的凸起部波形相适配；

所述轮毂中心处设有用于与驱动电机的电机轴相连接的轴套，轴套处于第二轴部内，轴套与轮毂一体连接；所述轴套的中心处设有用于穿设电机轴的轴孔，轴套是在轴孔周边构成基于轴孔形状的等厚度侧壁；所述轴孔的内侧壁至少包括不在同一圆周线上的两个线性段；

所述叶片的内缘相对于轮毂外侧壁面轴向倾斜设置；叶片上设有叶片加强筋，叶片加强筋沿着叶片的后缘、外缘和前缘的外轮廓边沿设置；所述叶片的内缘与轮毂外侧壁面通过多条第一加强筋和多条第二加强筋连接加固；第一加强筋连接叶片压力面和轮毂外侧壁面，多条第一加强筋间隙设置；第二加强筋连接叶片吸力面和轮毂外侧壁面，多条第二加强筋间隙设置；

所述轴流风叶还包括围绕多个叶片并与叶片外缘相连接的水圈；所述水圈沿其周向方向上规则设置有多个甩水台，甩水台具有沿水圈运转方向倾斜向下的甩水面；所述甩水台包括外周甩水台和底部甩水台，外周甩水台凸出设置于水圈的外侧壁上；外周甩水台由其上端部至下端部是沿运转方向逐渐倾斜的直线型或曲线型，外周甩水台在运转方向的前侧面即为甩水面；底部甩水台凸出设置于水圈的下端圈面上，底部甩水台上设有沿运转方向逐渐向下倾斜的倾斜面，该倾斜面即为甩水面。

2.根据权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于：所述第一轴部和第二轴部中的至少有一轴部上的内凹部内侧设有挡板，所述挡板的在轮毂轴向方向高于内凹部。

3.根据权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于：所述第一轴部中，凸起部设置在叶片的前缘侧，内凹部设置在叶片的后缘侧；所述第二轴部中，凸起部设置在叶片的后缘侧，内凹部设置在叶片的前缘侧。

4.根据权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于：所述第一加强筋和第二加强筋均是三角加强筋；由叶片的内缘上端至内缘下端，沿其倾斜方向；多个第一加强筋的宽度L1和高度H1逐渐减小，多个第二加强筋的宽度L2和高度H2逐渐增大；第一加强筋的宽度L1和高度H1，以及第二加强筋的宽度L2和高度H2均在风叶外径的1.5%~3%之间。

5.根据权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于：所述叶片加强筋处于叶片的吸力面上，叶片加强筋与叶片采用一体成型。

6.根据权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于：所述轴孔的截面呈“D”字型，轴套是在轴孔周边构成“D”字型等厚侧壁。

7.根据权利要求6所述的轴流风叶，其特征在于：所述轴套的外侧壁上设有与轮毂内侧壁相连接的多条轴套加强筋，多条轴套加强筋沿轴套外侧壁等圆心角度规则布置。

8.根据权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于：所述底部甩水台宽度为t1，外周甩水台宽度为t2，水圈宽度为t，则满足：t1=（0.5～1.5）t，t2=（0.5～1.5）t。

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