CN112762007A - 一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法 - Google Patents

一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112762007A
CN112762007A CN202110023524.2A CN202110023524A CN112762007A CN 112762007 A CN112762007 A CN 112762007A CN 202110023524 A CN202110023524 A CN 202110023524A CN 112762007 A CN112762007 A CN 112762007A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind wheel
fan blade
vehicle
design method
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110023524.2A
Other languages
English (en)
Inventor
钟思
李煌阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen Weike Health Industry Co ltd
Original Assignee
Xiamen Weike Health Industry Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen Weike Health Industry Co ltd filed Critical Xiamen Weike Health Industry Co ltd
Publication of CN112762007A publication Critical patent/CN112762007A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/30—Vanes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明公开一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法，包括叶型气动角度的设计：所述气动角度包括风叶的出风角α1、进风角α2，先设定用户所需的风轮输出功率P，再根据公式P＝Mω＝ρqv(v2ev2r‑v1ev1r)；v2r＝v2*cosα2；v1r＝v1*cosα1；计算满足输出功率P的进风角α1、出风角α2；上式中，M为风轮的扭矩，ω为风轮的角速度，ρ为空气的密度，qv为风叶产生的流量，v2e为风叶外径的周向速度，v1e为风叶内径的周向速度，v2为风叶外径的绝对速度，v1为风叶内径的绝对速度。本发明通过对离心风叶的针对性设计，使得具有该叶型的离心风轮既能够满足小尺寸的使用需求，又能够向用户提供最大输出功率，提升车载空气净化器的工作效率，保证用户身心健康。

Description

一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法
技术领域
本发明涉及车载空气净化器技术领域，特别是指一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法。
背景技术
车载空气净化器，又叫车用空气净化器、汽车空气净化器，是指专用于净化汽车内空气中的PM2.5、有毒有害气体(甲醛、苯系物、TVOC等)、异味、细菌病毒等车内污染的空气净化设备。空气净化器最开始并没有应用在汽车上。经历过一段较长时间的观念转换，当人们意识到车内空气同样存在严重污染(出租车、网约车因其使用性质尤为严重)，专门针对汽车的车载空气净化技术才渐渐得到重视。
汽车车内的使用空间比较小，因此车载空气净化器的体积必须满足“小”这一要求，而一旦在设计上减小空气净化器的体积，也意味着离心风轮的体积受到限制不能做大，从而限制了其风量输出，使得输出的净化空气无法在车内得到有效循环。而现有的车载空气净化器，只能在体积上能够适应人们的使用需求，却无法在功率上实现突破。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法，通过对离心风轮的叶型进行针对性设计，使得风轮能够在最小的结构尺寸下发挥最大的输出功率。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法，包括叶型气动角度的设计：
所述气动角度包括风叶的出风角α1、进风角α2，先设定用户所需的风轮输出功率P，再根据以下公式
公式1，P＝Mω＝ρqv(v2ev2r-v1ev1r)；
公式2，v2r＝v2*cosα2；
公式3，v1r＝v1*cosα1；
计算满足输出功率P的进风角α1、出风角α2；
上式中，M为风轮的扭矩，ω为风轮的角速度，ρ为空气的密度，qv为风叶产生的流量，v2e为风叶外径的周向速度，v1e为风叶内径的周向速度，v2为风叶外径的绝对速度，v1为风叶内径的绝对速度。
进一步地，所述进风角α1设置为80°～90°，出风角α2设置为0°～20°。
所述的一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法还包括风叶的宽度以及数量的设计：将风叶宽度与风轮直径之间的比值限定在0.1～0.12。
进一步地，将风叶数量限定在21～25之间。
采用上述技术方案后，本发明通过对离心风叶的针对性设计，使得具有该叶型的离心风轮既能够满足小尺寸的使用需求，又能够向用户提供最大输出功率，提升车载空气净化器的工作效率，保证用户身心健康。
附图说明
图1为本发明具体实施例各参数的示意图；
图2为本发明具体实施例的叶型图；
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
本发明为一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法，包括叶型气动角度的设计：
气动性能包含气动噪声、风量以及输出功率三个重要参数，气动角度是气动性能的重要影响参数，因而根据车载前向离心风轮的特殊需求，通过气动方程计算，找出最佳的进风角以及出风角的组合来满足最高的功率输出要求。
气动角度包括风叶的出风角α1、进风角α2，先设定用户需要的风轮输出功率P，再根据以下公式
公式1，P＝Mω＝ρqv(v2ev2r-v1ev1r)；
公式2，v2r＝v2*cosα2；
公式3，v1r＝v1*cosα1；
计算满足输出功率P的进风角α1、出风角α2；
如图1所示，上式中，M为风轮的扭矩，ω为风轮的角速度，ρ为空气的密度，qv为风叶产生的流量，v2e为风叶外径的周向速度，v1e为风叶内径的周向速度，v2为风叶外径的绝对速度，v1为风叶内径的绝对速度。
可以算出，当v1ev1r取最小值、v2ev2r取最大值时，可以获得最大的输出功率，因而可以计算得到，当α2为0°、α1为90°的时候，输出功率P最大。
考虑到实际生产的难易度、尺寸公差等问题，上述进风角α1的较佳实施方式为设置为80°～90°，出风角α2的较佳实施方式为设置为0°～20°。根据所计算的进风角α1以及出风角α2可绘制出如图2所示的叶型图。
本发明还包括风叶的宽度以及数量的设计：
前向式离心风轮的风叶宽度关系到气动性能的效率，气动性能的效率就是输出功率与风量之间的转换率。气动性能的效率越高，则输出功率与风量之间的转换效率越高，反之，越低。经过分析计算，当风叶宽度与风轮直径之间的比值在0.1～0.12的时候，气动性能的效率最高。因而设计时将风叶宽度与风轮直径之间的比值限定在0.1～0.12。
根据该叶型不同叶数的气动性能分析结果，相同转速下，小型车载空气净化器的离心风轮的风叶数量与风量的关系如下表所示：
Figure BDA0002889558800000041
在进行风叶数量的设计时，在生产时综合考虑成本以及气动性能，上述风叶数量的取值范围设定为21～25，既能保证较低的成本，同时实现较高的气动性能。
通过上述方案，本发明通过对离心风叶的针对性设计，使得具有该风叶的离心风轮既能够满足小尺寸的使用需求，又能够向用户提供最大输出功率，提升车载空气净化器的工作效率，保证用户身心健康。
进一步地，当风叶宽度与风轮直径之间的比值在0.1～0.12时，可以实现风轮最高的启动效率；风叶数量的取值范围为21～25时，在保证产品的气动性能同时，可以减少生产成本。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (4)

1.一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法，其特征在于包括叶型气动角度的设计：
所述气动角度包括风叶的出风角α1、进风角α2，先设定用户所需的风轮输出功率P，再根据以下公式
公式1，P＝Mω＝ρqv(v2ev2r-v1ev1r)；
公式2，v2r＝v2*cosα2；
公式3，v1r＝v1*cosα1；
计算满足输出功率P的进风角α1、出风角α2；
上式中，M为风轮的扭矩，ω为风轮的角速度，ρ为空气的密度，qv为风叶产生的流量，v2e为风叶外径的周向速度，v1e为风叶内径的周向速度，v2为风叶外径的绝对速度，v1为风叶内径的绝对速度。
2.如权利要求1所述的一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法，其特征在于：
所述进风角α1设置为80°～90°，出风角α2设置为0°～20°。
3.如权利要求1所述的一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法，其特征在于还包括风叶的宽度以及数量的设计：
将风叶宽度与风轮直径之间的比值限定在0.1～0.12。
4.如权利要求3所述的一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法，其特征在于：
将风叶数量限定在21～25之间。
CN202110023524.2A 2020-12-18 2021-01-08 一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法 Pending CN112762007A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011503934 2020-12-18
CN2020115039349 2020-12-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112762007A true CN112762007A (zh) 2021-05-07

Family

ID=75701010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110023524.2A Pending CN112762007A (zh) 2020-12-18 2021-01-08 一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112762007A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201818523U (zh) * 2010-10-15 2011-05-04 余姚天超通风设备有限公司 一种微型贯流风机
CN110206754A (zh) * 2019-05-21 2019-09-06 厦门唯科健康产业有限公司 无蜗壳离心风轮的设计方法
CN111120067A (zh) * 2019-12-26 2020-05-08 重庆隆鑫机车有限公司 冷却风扇、风冷系统及发动机
CN111140543A (zh) * 2020-01-20 2020-05-12 厦门唯科健康产业有限公司 一种蜗壳风轮风道系统的设计方法及其结构
CN210568923U (zh) * 2019-07-24 2020-05-19 厦门唯科健康产业有限公司 一种新型空气净化器
CN210769513U (zh) * 2019-09-12 2020-06-16 佛山市南海九洲普惠风机有限公司 一种风轮及离心风机
CN211715409U (zh) * 2020-01-20 2020-10-20 厦门唯科健康产业有限公司 一种蜗壳风轮风道系统的结构

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201818523U (zh) * 2010-10-15 2011-05-04 余姚天超通风设备有限公司 一种微型贯流风机
CN110206754A (zh) * 2019-05-21 2019-09-06 厦门唯科健康产业有限公司 无蜗壳离心风轮的设计方法
CN210568923U (zh) * 2019-07-24 2020-05-19 厦门唯科健康产业有限公司 一种新型空气净化器
CN210769513U (zh) * 2019-09-12 2020-06-16 佛山市南海九洲普惠风机有限公司 一种风轮及离心风机
CN111120067A (zh) * 2019-12-26 2020-05-08 重庆隆鑫机车有限公司 冷却风扇、风冷系统及发动机
CN111140543A (zh) * 2020-01-20 2020-05-12 厦门唯科健康产业有限公司 一种蜗壳风轮风道系统的设计方法及其结构
CN211715409U (zh) * 2020-01-20 2020-10-20 厦门唯科健康产业有限公司 一种蜗壳风轮风道系统的结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204494611U (zh) 一种空调室内机冷交换系统
AU2012203104B2 (en) Axial fan assembly
CN103899576A (zh) 风机和空调器室外机
CN112762007A (zh) 一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法
CN103277326A (zh) 多翼式通风机
CN101201056A (zh) 净化装置内置式离心风机
CN204786836U (zh) 一种光触媒光催化除异味设备
CN1793664A (zh) 列车空调冷凝器用低噪声轴流风机
CN206334679U (zh) 一种简洁型自净式通风柜废气处理系统
CN214465106U (zh) 一种车载空气净化器小型离心风轮的结构
CN210568923U (zh) 一种新型空气净化器
CN202082145U (zh) 一种带锯齿形叶片的贯流风轮
CN206785465U (zh) 一种具有污染物净化功能的汽车尾气余热余能回收装置
CN103557543A (zh) 具有油烟净化功能的油烟机
CN2912705Y (zh) 带风扇的健身车
CN202659563U (zh) 高效率低噪声风叶
CN206608225U (zh) 一种汽车尾气多重处理利用系统
CN200985890Y (zh) 净化装置内置式离心风机
CN201650417U (zh) 一种射流式汽车尾气净化器
CN104764088A (zh) 一种快速高效净化功能的空气净化器组
CN210543999U (zh) 一种水洗式空气净化器结构
CN104047250B (zh) 集尘器
CN203809351U (zh) 风机和空调器室外机
CN206037166U (zh) 一种离心净化器
CN209763108U (zh) 活性炭吸附浓缩及催化燃烧处理有机废气的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210507

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication