CN111156203A - 消旋结构、混流风机组件及空调器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种消旋结构、混流风机组件及空调器。消旋结构包括：消旋轮盖(20)，具有贯通的内腔；消旋轮毂(30)，位于消旋轮盖(20)的内腔中；和消旋叶片(40)，连接在内腔的腔壁和消旋轮毂(30)的外壁之间；其中，消旋叶片(40)与消旋轮毂(30)的相交界面为叶片根部截面(41)，消旋叶片(40)与消旋轮盖(20)的相交界面为叶片外缘截面(42)，叶片根部截面(41)和叶片外缘截面(42)中的至少一个的轮廓线在通过消旋结构的轴线的纵切面上的投影包括曳物线，曳物线对应于消旋叶片(40)的前缘(43)的部位的切线与轴线的第一夹角大于曳物线对应于消旋叶片(40)的尾缘(44)的部位的切线与轴线的第二夹角。本公开能够改善送风性能。

Description

消旋结构、混流风机组件及空调器

技术领域

本公开涉及风机领域，尤其涉及一种消旋结构、混流风机组件及空调器。

背景技术

风路系统是空调器内用于促使空调器作用区域内的空气加快热交换的组成部分之一。在空调器的风路系统中，设计人员根据空调器的不同机型和规格所对应的实际需求，选择和搭配合适的风机以满足空调器的工作品质和使用舒适性。

为满足空调器的风量和压头指标，发明人所知晓的一些空调器的风路系统采用了混流风机。

发明内容

经研究发现，发明人所知晓的一些空调器中的混流风机存在出风倾斜，送风不集中的问题，这对空调器的内部换热器表面的风速分布及换热性能存在不利影响。

有鉴于此，本公开实施例提供一种消旋结构、混流风机组件及空调器，能够改善送风性能。

在本公开的一个方面，提供一种消旋结构，包括：

消旋轮盖，具有贯通的内腔；

消旋轮毂，位于所述消旋轮盖的内腔中；和

消旋叶片，连接在所述内腔的腔壁和所述消旋轮毂的外壁之间；

其中，所述消旋叶片与所述消旋轮毂的相交界面为叶片根部截面，所述消旋叶片与所述消旋轮盖的相交界面为叶片外缘截面，所述叶片根部截面和所述叶片外缘截面中的至少一个的轮廓线在通过所述消旋结构的轴线的纵切面上的投影包括曳物线，所述曳物线对应于所述消旋叶片的前缘的部位的切线与所述消旋结构的轴线的第一夹角大于所述曳物线对应于所述消旋叶片的尾缘的部位的切线与所述消旋结构的轴线的第二夹角。

在一些实施例中，所述曳物线的方程为：

x＝k/(e^t+e^-t)；

y＝t-(e^t-e^-t)/(e^t+e^-t)；

其中，k为曲线参数，0≤t≤t_d，t_d为0.48～0.6。

在一些实施例中，t_d为0.51。

在一些实施例中，所述叶片根部截面的轮廓线的投影所包括的曳物线对应于所述消旋叶片的前缘的部位的切线与所述消旋叶片的前缘在所述纵切面的投影线之间的第三夹角为25°～75°；和/或所述叶片外缘截面的轮廓线的投影所包括的曳物线对应于所述消旋叶片的前缘的部位的切线与所述消旋叶片的前缘在所述纵切面的投影线之间的第四夹角为25°～75°。

在一些实施例中，所述第三夹角为56°，和/或所述第四夹角为56°。

在一些实施例中，所述叶片根部截面的轮廓线的投影所包括的曳物线对应于所述消旋叶片的尾缘的部位的切线与所述曳物线对应于所述消旋叶片的前缘的部位的切线的第五夹角为110°～170°；和/或所述叶片外缘截面的轮廓线的投影所包括的曳物线对应于所述消旋叶片的尾缘的部位的切线与所述曳物线对应于所述消旋叶片的前缘的部位的切线的第六夹角为110°～170°。

在一些实施例中，所述第五夹角为159°，和/或所述第六夹角为159°。

在一些实施例中，所述消旋叶片的前缘和尾缘均为直线段。

在一些实施例中，所述消旋轮毂的轴线在所述消旋结构的横截面的投影点为O，所述消旋叶片的前缘与所述消旋轮毂的交点在所述消旋结构的横截面的投影点为O₁，O与O₁的连线相对于所述消旋叶片的前缘在所述消旋结构的横截面的投影线的第七夹角为-85°～85°，和/或，所述消旋叶片的尾缘与所述消旋轮毂的交点在所述消旋结构的横截面的投影点为O₂，O与O₂的连线相对于所述消旋叶片的前缘在所述消旋结构的横截面的投影线的第八夹角为-85°～85°。

在一些实施例中，所述第七夹角为10°～20°，和/或，所述第八夹角为15°～30°。

在一些实施例中，所述第七夹角为14.41°，和/或，所述第八夹角为21.63°。

在一些实施例中，所述消旋结构包括6～25个消旋叶片。

在一些实施例中，所述消旋结构包括15个消旋叶片。

在本公开的一个方面，提供一种混流风机组件，包括：混流风机；和前述的消旋结构。

在本公开的一个方面，提供一种空调器，包括：前述的混流风机组件。

因此，根据本公开实施例，通过设计消旋叶片分别与消旋轮毂和消旋轮盖相交的叶片根部截面和叶片外缘截面中的至少一个的轮廓线在纵切面上的投影包括曳物线，且曳物线对应于前缘部位的切线与消旋结构的轴线的第一夹角大于尾缘部位的切线与消旋结构的轴线的第二夹角，这样气流以相对于轴线较大的第一夹角进入，经过投影符合曳物线的消旋叶片之后被平滑地转化成较小的第二夹角，从而在这个过程中逐步地消除气流周向分速度，使得消旋结构的出口区域气流分布更加均匀，并且随着曳物线的曲率变化，能够避免叶片部分区域弯曲角度过大而产生局部气流冲击和边界层分离，从而大幅降低流动损失，消除涡区，减低涡流噪音。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开混流风机组件的一些实施例的纵切面的结构示意图；

图2是根据本公开消旋结构的一些实施例的纵切面的结构示意图；

图3是根据本公开消旋结构的一些实施例中所采用的梨形四次曲线的截取部分的示意图；

图4是根据本公开消旋结构的一些实施例的立体结构示意图；

图5是根据本公开消旋结构的一些实施例中消旋叶片和消旋轮毂在垂直于消旋结构的轴线的方向观看的视角下的结构示意图；

图6是图5中椭圆G对应的消旋叶片的放大示意图；

图7是根据本公开消旋结构的一些实施例中消旋叶片的尺寸示意图；

图8是根据本公开消旋结构的一些实施例中所采用的曳物线的尺寸示意图；

图9和图10分别是根据本公开消旋结构的一些实施例中消旋叶片和消旋轮毂在沿消旋结构的轴线方向从消旋流道进口侧向出口侧观看的视角下和从消旋流道出口侧向进口侧观看的视角下的结构示意图；

图11和图12分别是参考消旋结构实例和本公开消旋结构实施例的涡量图。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1所示，是根据本公开混流风机组件的一些实施例的纵切面的结构示意图。参考图1，在一些实施例中，混流风机组件包括混流风机10和消旋结构，消旋结构与混流风机10连接，用于对混流风机10的出风进行引导。在一些实施例中，混流风机10的驱动单元(例如电机)安装在消旋结构内，消旋结构的轴线与混流风机10的轴线重合。在一些实施例中，消旋结构固定设置，而混流风机10的轮毂及叶片在驱动单元的驱动作用下相对于消旋结构转动。在一些实施例中，混流风机10的出风口的出风方向相对于混流风机10的轴线呈锐角，消旋结构的消旋流道与混流风机10的出风口在界面S对接。

参考图1，在一些实施例中，消旋结构包括消旋轮盖20、消旋轮毂30和消旋叶片40。消旋轮盖20具有沿消旋结构的轴线贯通的内腔，消旋轮毂30位于所述消旋轮盖20的内腔中，并与所述消旋轮盖20之间形成消旋流道50。

参考图1，在一些实施例中，消旋轮盖20的内腔的腔壁呈第一回转体形，所述消旋轮毂30的外壁呈第二回转体形，所述消旋流道50在对应于所述中心轨迹线53的各个位置的流道截面呈圆环形。在另一些实施例中，消旋轮盖20的内腔的腔壁和消旋轮毂30的外壁不限于呈回转体形，也可以呈非回转体形，例如不同尺寸的棱锥形的组合等。相应地，消旋流道50的流道在对应于所述中心轨迹线53的各个位置的流道截面呈多边形、椭圆形等的闭合环形。

在图1中，消旋轮盖20和消旋轮毂30之间形成的消旋流道50的进口与混流风机10的出风口对接。在一些实施例中，消旋流道50的进口的形状被构造成与混流风机的出风口的尺寸和形状基本相同，以便形成紧密的对接关系，减少气流在对接界面的泄漏。

在图1中，消旋叶片40连接在所述内腔的腔壁和所述消旋轮毂30的外壁之间。在一些实施例中，消旋结构包括多个消旋叶片40，可选包括6～25个消旋叶片，进一步可选包括15个消旋叶片。参考图1，在一些实施例中，消旋叶片的表面采用扭曲设计。在消旋流道50对气流形成轴向和径向的引导作用时，消旋叶片40能够在消旋流道50内对消旋流道50内的气流形成周向上的引导作用。

参考图1中通过多个箭头示意的气流情况，位于图1上侧的混流风机10在转动时能够将轴向进入的气流逐步变为外斜向的周向出风，并将周向出风经界面S输出到消旋结构的消旋流道50内。进入到消旋流道50的气流随着消旋流道50的轨迹线改变流向，并从位于消旋流道50下侧的出口向下排出。

如图2所示，为根据本公开消旋结构的一些实施例的纵切面的结构示意图。参考图2，并结合参考图3-图5，在一些实施例中，消旋流道50在通过所述消旋结构的轴线z的纵切面上从进口51到出口52的中心轨迹线53具有邻近所述消旋流道50的出口52的拐点M₃和位于所述消旋流道50的进口51和所述拐点M₃之间的径向极值点M₂。

这里的中心轨迹线53是指消旋轮盖的内腔的腔壁在纵切面的投影线的各个点与消旋轮毂的外壁在纵切面的投影线上的对应点的连线中点所形成的参考线。对于消旋轮盖和消旋轮毂在轴线z的投影重合的区域(例如图2中z₄到z₃对应的区域)，与该区域对应的中心轨迹线53的部分的各点与消旋轮盖的内腔的腔壁和消旋轮毂的外壁分别在纵切面的投影线上的对应点位于垂直于轴线z的同一直线上。

参考图2，在一些实施例中，所述消旋轮毂30具有邻近所述消旋轮盖20的入口端一侧，且用于安装混流风机10的电机的安装端31。所述安装端31在所述消旋结构的轴线z的投影点z₄位于所述消旋轮盖20在所述消旋结构的轴线z的投影线z₁z₃的范围内。在图2中，安装端31在轴线z的延伸方向上位于消旋轮盖20与混流风机进行连接的连接端21的下方。安装端31与连接端21围成消旋流道50的进口51。

对于消旋轮盖在轴线z的投影与消旋轮毂不重合的区域(例如图2中z₁到z₄对应的区域，即安装端31与连接端21之间的部分)，与该区域对应的中心轨迹线53的部分的各点为消旋轮盖的内腔的腔壁对应于投影不重合的各点分别与消旋轮毂的外壁最靠近不重合的区域的端部(例如图2中垂直于z轴且通过z₄的直线与消旋轮毂的外壁的交点)的连线的中点。

这里的拐点是指连续曲线的凸弧和凹弧的分界点。这里的径向极值点是指中心轨迹线上沿垂直于轴线z的方向距离轴线z最远的点。

本实施例通过在中心轨迹线设置邻近流道出口的拐点和位于流道进口和拐点之间的径向极值点，使得从流道进口进入的外斜向气流能够沿着消旋流道逐步调整到与消旋结构轴线之间更小夹角的方向，相比于发明人知晓的一些消旋结构，本实施例的消旋结构的出风能够更均匀地分布到消旋结构出风侧的环形区域和中间区域，从而实现更大的风量，并使压头得以进一步增加，获得同风量下较低的噪音，进而改善送风性能。

当本实施例的消旋结构应用于混流风机时，较好的送风状态能够对上游的混流风机形成反馈作用，即送风良好同时表明风机处于靠近最佳效率点的位置，也能提高混流风机的压头，确保较强的抗静压能力，最终体现在混流风机的风量、噪音、效率、压头等各项送风性能的指标上。当本实施例混流风机应用到空调器时，可使得消旋结构向空调换热器的表面吹出的风量分布更加均匀。

参考图2，在一些实施例中，所述中心轨迹线53包括：第一轨迹线和第二轨迹线。第一轨迹线位于所述消旋流道50的进口51与所述拐点M₃之间，即图2中M₁到M₃的虚线的弧线段。第二轨迹线位于所述拐点M₃与所述消旋流道50的出口52之间，即图2中M₃到M₄的虚线的弧线段。第一轨迹线和第二轨迹线平滑连接于拐点M₃。

在一些实施例中，第一轨迹线为曲线，例如抛物线、双曲线。在另一些实施例中，第一轨迹线为曲线和直线的组合，或者多种曲线的组合。参考图2和图3，在一些实施例中，第一轨迹线包括梨形四次曲线，且所述径向极值点M₂位于所述梨形四次曲线。这样当气流在消旋流道内对应第一轨迹线的部分流动时，能够沿梨形四次曲线平滑地从相对于轴线呈较大外斜向角度过渡到较小的内斜向角度，从而有效地降低或避免气流在消旋流道内方向突变带来的流动损失，提高流动效率。

参考图3，在一些实施例中，梨形四次曲线方程为：y²＝x³*(p-x)/q²。在该方程中，p、q为所述梨形四次曲线的弧度参数，x、y分别是自变量和因变量。通过设定不同的p和q可以调整梨形四次曲线的弯曲程度。x＝L*t，L为所述梨形四次曲线的弦长参数，0≤t≤1。通过设定不同的L可以调整梨形四次曲线的整体弦长。

在一些实施例中，为了在消旋流道50内实现平滑的较大角度的气流方向转换，减小消旋结构的轴向尺寸，使第一轨迹线包括从梨形四次曲线上截取的一部分。例如截取t在t_a和t_b的范围内的曲线部分，即t_a≤t≤t_b。在一些实施例中，t_a为0.6～0.8，t_b为0.9～1，以获取梨形四次曲线中能够取得径向极值点的部分。

在图2中，所述径向极值点M₂在所述消旋结构的轴线z的投影点z₂位于所述消旋轮盖20在所述消旋结构的轴线z的投影线z₁z₃的长度的2/5～3/5。这样可使得进入消旋流道的气流避免流向突变而造成流动损失，也能够降低消旋结构的轴向尺寸。

参考图2，在一些实施例中，第一轨迹线在所述消旋流道50的进口51到所述径向极值点M₂的第一部分的曲率半径小于在所述径向极值点M₂到所述拐点M₃的第二部分的曲率半径。换句话说，第一轨迹线上M₁到M₂的部分的弧度更大，而M₂到M₃的部分弧度相对较小，这样可使得外斜向进入消旋流道的气流流向能够在M₁到M₂的部分更快的调整，并缩小消旋结构的空间尺寸。

参考图1和图2，在一些实施例中，将消旋结构与混流风机10进行连接时，混流风机10的出风口的出风方向与所述中心轨迹线53位于所述消旋流道50的进口51的部分平行。这样可减少或避免混流风机的气流在消旋流道的进口的流动损失。在一些实施例中，第一轨迹线靠近进口51的部分可以为直线段。

参考图2，在一些实施例中，所述第二轨迹线包括直线段。直线段可以位于第二轨迹线在拐点M₃之后到M₄的部分。这样从出口52流出的气流能够尽量与轴线z平行，以增加出风侧在中心区域的气流量，进一步使出风分布更加均匀。在一些实施例中，消旋流道50在对应于所述第一轨迹线的各个位置的流道截面积小于所述消旋流道50在对应于所述第二轨迹线的各个位置的流道截面积。这相当于在消旋流道50靠近出口52的位置设置了直线扩压段，以便在出口侧进一步扩压，以提升压头，确保实际需要的静压值。在另一些实施例中，也可以取消这个直线扩压段。

参考图2、图5和图6，在一些实施例中，消旋叶片40连接在消旋轮盖的内腔的腔壁和所述消旋轮毂30的外壁之间。消旋叶片40与所述消旋轮毂30的相交界面为叶片根部截面41，所述消旋叶片40与所述消旋轮盖20的相交界面为叶片外缘截面42。根据图7所示的气流沿z轴的流动方向v_f，消旋叶片40位于气流上游的边缘为前缘43，其对应于消旋流道50的进口51一侧；消旋叶片40位于气流下游的边缘为尾缘44，其对应于消旋流道50的出口52一侧。

叶片根部截面41和所述叶片外缘截面42可参考飞机翼型进行设计。在一些实施例中，叶片根部截面41和所述叶片外缘截面42中的至少一个的轮廓线在所述纵切面上的投影包括曳物线。消旋轮毂30上连接有多个消旋叶片，对于任一个消旋叶片来说，其对应的纵切面是该消旋叶片朝向轴线的方向所正对的纵切面。曳物线是遵从曳拉物体受绳线方向牵引力作用的运动轨迹线。

在图7中，曳物线对应于前缘部位的切线与消旋结构的轴线的第一夹角μ1大于尾缘部位的切线与消旋结构的轴线的第二夹角μ2，这样气流以相对于轴线较大的第一夹角μ1进入，经过投影符合曳物线的消旋叶片之后被平滑地转化成较小的第二夹角μ2，从而在这个过程中逐步地消除气流周向分速度，使得消旋结构的出口区域气流分布更加均匀。并且相比于轮廓线的投影呈折线的方案，曳物线比较平滑，且其曲率沿一个方向逐渐增加，因此在本实施例中气流随着曳物线的曲率变化，能够避免叶片部分区域弯曲角度过大而产生局部气流冲击和边界层分离，从而大幅降低流动损失，消除涡区，减低涡流噪音。

参考图8，在一些实施例中，曳物线的方程包括：x＝k/(e^t+e^-t)；y＝t-(e^t-e^-t)/(e^t+e^-t)，其中e是数学常数，x、y是图8中曲线在x轴和y轴的取值，且0≤t≤1。图8中的角度a、b和d由方程中的参数t和k的取值进行调整，其中角度a为曳物线的一端的切线与y轴的夹角，角度b为曳物线的另一端的切线与x轴的夹角，角度d为曳物线两端的切线的夹角。通过将消旋叶片的轮廓线在纵切面的投影设计成包括曳物线，使得经过消旋叶片的气流的周向分速度能够逐渐减小或消除，避免因消旋叶片的部分区域弯曲角度过大而产生的局部气流冲击和边界层分离的现象，从而大幅地降低气流在消旋结构内的流动损失，并且能够消除涡区，减低涡流噪音。

对于图8所示的曳物线来说，从角度a对应的一端到角度b对应的另一端的曲线弧度的整体趋势是递增的。为了使消旋叶片的轮廓线与消旋流道内的气流流动和分布方向更加贴近，避免叶片弯曲角度过大而造成局部气流冲击。在一些实施例中，可使消旋叶片的轮廓线在纵切面的投影包括从曳物线上截取的一部分，以减少或避免漩涡脱落的发生。例如截取t在t_c和t_d的范围内的曲线部分，即t_c≤t≤t_d。在一些实施例中，t_c为0，t_d为0.48～0.6。参考图8，以图8中曳物线右侧端点为曳物线的起始点(对应于t＝0)，左侧端点为曳物线的终止点(对应于t＝1)，参考曳物线在x轴的投影线，被截取的部分可对应于从曳物线起始点在x轴的投影点向左到投影线长度的大约0.3～0.45倍长度的范围所对应于曳物线的部分。进一步，t_d优选为0.51，曳物线被截取的部分对应于从曳物线起始点在x轴的投影点向左到投影线长度的大约1/3长度的范围所对应于曳物线的部分。

在图6中，叶片根部截面41的左侧轮廓线41a和右侧轮廓线41b均包括曳物线，叶片外缘截面42的左侧轮廓线42a和右侧轮廓线42b均包括曳物线。这样从叶片外缘与叶片根部都能使气流的周向分速度逐渐减小，从而使得消旋结构的出口区域气流分布更加均匀，尽量消除涡区，降低涡流噪声。在另一些实施例中，叶片根部截面41或叶片外缘截面42的一部分轮廓线包括曳物线，另一部分轮廓线采用其他直线、曲线或直线和曲线的组合。

参考图6，图7中的E和C分别为叶片根部截面41和叶片外缘截面42对应于前缘43的部位，F和D分别为叶片根部截面41和叶片外缘截面42对应于尾缘44的部位。在一些实施例中，前缘43和尾缘44均为直线段。在另一些实施例中，前缘43或尾缘44为弧线段或弧线段与直线段的组合。

在图7中，叶片根部截面41的左侧轮廓线41a和叶片外缘截面42的左侧轮廓线42a均包括曳物线，其中左侧轮廓线41a包括的曳物线对应于所述消旋叶片40的前缘43的部位的切线与所述消旋叶片40的前缘43在所述纵切面的投影线之间的第三夹角为θ，左侧轮廓线42a包括的曳物线对应于所述消旋叶片40的前缘43的部位的切线与所述消旋叶片40的前缘43在所述纵切面的投影线之间的第四夹角为δ。左侧轮廓线41a包括的曳物线对应于所述消旋叶片40的尾缘44的部位的切线与左侧轮廓线41a对应于所述消旋叶片40的前缘43的部位的切线的第五夹角为ε，左侧轮廓线42a对应于所述消旋叶片40的尾缘44的部位的切线与左侧轮廓线42a对应于所述消旋叶片40的前缘43的部位的切线的第六夹角为γ。

在一些实施例中，通过调整前述曳物线方程中的参数k和t，θ和/或δ能够被调整为优选范围，例如25°～75°，ε和/或γ能够被调整为优选范围，例如110°～170°。这样可使消旋叶片获得更良好的引导作用，更进一步减少消旋叶片的气流的周向分速度。例如θ和/或δ均为56°，ε和/或γ均为159°。进入消旋流道的气流具有沿轴向和周向的分速度，经过消旋叶片表面的引导作用，使得邻近消旋流道出口的气流的周向分速度得以有效减少，而更多地转化为轴向分速度。

在一些实施例中，根据实际需要，θ和δ的角度值可以相同，也可以不同，ε和γ的角度值可以相同，也可以不同。上述角度也可以适用于包括曳物线的叶片根部截面41的右侧轮廓线41b和叶片外缘截面42的右侧轮廓线42b。

叶片根部截面41和叶片外缘截面42的轮廓线的弦长可根据混流风机的相关参数以及消旋结构的结构尺寸进行选择，例如在一些实施例中，叶片根部截面41的轮廓线对应的弦长EF为53.8mm，叶片外缘截面42的轮廓线对应的弦长CD为55.5mm。

参考图9和图10，在一些实施例中，所述消旋轮毂30的轴线z在所述消旋结构的横截面的投影点为O，所述消旋叶片40的前缘43与所述消旋轮毂30的交点在所述消旋结构的横截面的投影点为O₁。O与O₁的连线相对于所述消旋叶片40的前缘43在所述消旋结构的横截面的投影线的第七夹角α为-85°～85°。所述消旋叶片40的尾缘44与所述消旋轮毂30的交点在所述消旋结构的横截面的投影点为O₂，O与O₂的连线相对于所述消旋叶片40的前缘43在所述消旋结构的横截面的投影线的第八夹角β为-85°～85°。

这里第七夹角α和第八夹角β如果同取正值或同取负值，则表示在图9和图10中的任一个的视角下，前缘43相对于O与O₁的连线和尾缘44相对于O与O₂的连线均位于同一时针方向的上游侧(或下游侧)，如果第七夹角α和第八夹角β取值为异号，则前缘43相对于O与O₁的连线和尾缘44相对于O与O₂的连线分别位于同一时针方向的上游侧和下游侧(或者下游侧和上游侧)。

根据实际需要，通过设计第七夹角α和第八夹角β的取值来获得更为合理的进气角和出气角，避免气流进入消旋叶片时产生明显的流动分离，从而带来较大的涡流区，进而导致风量衰减，噪音提升等问题。在一些实施例中，第七夹角为10°～20°，例如14.41°，所述第八夹角为15°～30°，例如21.63°。

参考图1-图10，为了进一步说明本公开混流风机组件相比于发明人知晓的一些混流风机(例如下表中的参考混流风机实例)的优点，提供一些作为参考的仿真数据，如下表：

通过上述表格的仿真数据可知，在相同转速(例如3200rpm)下，相比于参考混流风机实例，本公开混流风机组件实施例在风量、效率和压头等参数都有所提升，气动性能和风噪水平得到明显改善。

如图11和图12所示，分别为发明人知晓的参考消旋结构实例和本公开消旋结构实施例的涡量图。该涡量图可通过流体动力学分析软件(例如ANSYS CFD-Post软件)仿真得出，在图中块状结构代表涡流集中区域。块状结构越大、分布越密表示涡量过于集中，而涡量集中使得流动分离程度增加，混流风机及消旋结构的内部风道因涡流集中区域的存在而导致流动不顺畅，从而阻力增大，流动损失增大，进而直接导致出风风量衰减。

比较图11和图12可以发现，图11对应的参考消旋结构实例的内部存在密集且较大的涡流集中区域，而图12中本公开消旋结构实施例内部的涡流集中区域尺寸较小，且比较分散。这说明了本公开消旋结构实施例的内部流动状况比较好，不会存在过多的涡区，这样可以大幅降低气流的流动损失，提高流动效率，并且能够降低涡流噪声和离散噪声。当混流风机处于最佳效率点附近时，在同转速下风量得以有效提升，获得更好的抗静压能力，并表现为更高的压头。当混流风机组件的出口存在较大阻力时，风量的衰减幅度也能够相对较小。

上述消旋结构的各个实施例可应用于前述的混流风机组件，但不仅限于应用在混流风机组件，其还可以应用于各类需要引导气流的设备或应用场景。另外，本公开还提供了一种空调器，包括前述任一种混流风机组件的实施例。通过本公开的混流风机组件，能够使空调器的换热器表面的风速分布更加均匀，提高换热性能。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (15)

1.一种消旋结构，其特征在于，包括：

消旋轮盖(20)，具有贯通的内腔；

消旋轮毂(30)，位于所述消旋轮盖(20)的内腔中；和

消旋叶片(40)，连接在所述内腔的腔壁和所述消旋轮毂(30)的外壁之间；

其中，所述消旋叶片(40)与所述消旋轮毂(30)的相交界面为叶片根部截面(41)，所述消旋叶片(40)与所述消旋轮盖(20)的相交界面为叶片外缘截面(42)，所述叶片根部截面(41)和所述叶片外缘截面(42)中的至少一个的轮廓线在通过所述消旋结构的轴线(z)的纵切面上的投影包括曳物线，所述曳物线对应于所述消旋叶片(40)的前缘(43)的部位的切线与所述消旋结构的轴线的第一夹角(μ1)大于所述曳物线对应于所述消旋叶片(40)的尾缘(44)的部位的切线与所述消旋结构的轴线的第二夹角(μ2)。

2.根据权利要求1所述的消旋结构，其特征在于，所述曳物线的方程为：

x＝k/(e^t+e^-t)；

y＝t-(e^t-e^-t)/(e^t+e^-t)；

其中，k为曲线参数，0≤t≤t_d，t_d为0.48～0.6。

3.根据权利要求2所述的消旋结构，其特征在于，t_d为0.51。

4.根据权利要求1所述的消旋结构，其特征在于，所述叶片根部截面(41)的轮廓线的投影所包括的曳物线对应于所述消旋叶片(40)的前缘(43)的部位的切线与所述消旋叶片(40)的前缘(43)在所述纵切面的投影线之间的第三夹角(θ)为25°～75°；和/或所述叶片外缘截面(42)的轮廓线的投影所包括的曳物线对应于所述消旋叶片(40)的前缘(43)的部位的切线与所述消旋叶片(40)的前缘(43)在所述纵切面的投影线之间的第四夹角(δ)为25°～75°。

5.根据权利要求4所述的消旋结构，其特征在于，所述第三夹角(θ)为56°，和/或所述第四夹角(δ)为56°。

6.根据权利要求1所述的消旋结构，其特征在于，所述叶片根部截面(41)的轮廓线的投影所包括的曳物线对应于所述消旋叶片(40)的尾缘(44)的部位的切线与所述曳物线对应于所述消旋叶片(40)的前缘(43)的部位的切线的第五夹角(ε)为110°～170°；和/或所述叶片外缘截面(42)的轮廓线的投影所包括的曳物线对应于所述消旋叶片(40)的尾缘(44)的部位的切线与所述曳物线对应于所述消旋叶片(40)的前缘(43)的部位的切线的第六夹角(γ)为110°～170°。

7.根据权利要求6所述的消旋结构，其特征在于，所述第五夹角(ε)为159°，和/或所述第六夹角(γ)为159°。

8.根据权利要求1所述的消旋结构，其特征在于，所述消旋叶片(40)的前缘(43)和尾缘(44)均为直线段。

9.根据权利要求1～8任一所述的消旋结构，其特征在于，所述消旋轮毂(30)的轴线(z)在所述消旋结构的横截面的投影点为O，所述消旋叶片(40)的前缘(43)与所述消旋轮毂(30)的交点在所述消旋结构的横截面的投影点为O₁，O与O₁的连线相对于所述消旋叶片(40)的前缘(43)在所述消旋结构的横截面的投影线的第七夹角(α)为-85°～85°，和/或，所述消旋叶片(40)的尾缘(44)与所述消旋轮毂(30)的交点在所述消旋结构的横截面的投影点为O₂，O与O₂的连线相对于所述消旋叶片(40)的前缘(43)在所述消旋结构的横截面的投影线的第八夹角(β)为-85°～85°。

10.根据权利要求9所述的消旋结构，其特征在于，所述第七夹角(α)为10°～20°，和/或，所述第八夹角(β)为15°～30°。

11.根据权利要求10所述的消旋结构，其特征在于，所述第七夹角(α)为14.41°，和/或，所述第八夹角(β)为21.63°。

12.根据权利要求1所述的消旋结构，其特征在于，所述消旋结构包括6～25个消旋叶片(40)。

13.根据权利要求12所述的消旋结构，其特征在于，所述消旋结构包括15个消旋叶片(40)。

14.一种混流风机组件，其特征在于，包括：

混流风机(10)；和

权利要求1～13任一所述的消旋结构。

15.一种空调器，其特征在于，包括：

权利要求14所述的混流风机组件。

Images