CN113431804A - 离心风叶、风机以及空调室内机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种离心风叶、风机以及空调室内机，底板和叶片，叶片为多个，多个叶片沿底板的周缘间隔设置以围成环形结构；叶片具有相互连接的进口段和出口段，出口段位于进口段靠近底板的边缘的一侧，进口段和出口段均为弧形结构，进口段和出口段的连接处形成连接端；其中，进口段在连接端处的切线为L5，出口段在连接端处的切线为L6，L5和L6之间的夹角为γ，160°≤γ≤165°。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中的离心风叶对气流做工效率较低的技术问题。

Description

离心风叶、风机以及空调室内机

技术领域

本发明涉及离心风叶技术领域，具体而言，涉及一种离心风叶、风机以及空调室内机。

背景技术

目前，离心风叶广泛应用于各种空气调节装置，特别是在除湿机、空气净化器以及空调柜机等产品上大量使用。离心风叶、蜗壳、电机构成完整的风机，其中，离心风叶是最主要的做功部分，电机带动离心风叶高速旋转时，蜗壳内的空气在离心力作用下被甩出离心风叶，并经蜗壳出风口被压送出离心风机，而此时离心风叶周围因空气被甩出产生负压，从而使外部空气从蜗壳进风口处被源源不断地补充进来。

然而，现有技术中的离心风叶对气流做功效率低、噪音大、输出风量小，当需要达到较大送风风量时所需电机转速高，能耗大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种离心风叶、风机以及空调室内机，以解决现有技术中的离心风叶对气流做工效率较低的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种离心风叶，包括：底板和叶片，叶片为多个，多个叶片沿底板的周缘间隔设置以围成环形结构；叶片具有相互连接的进口段和出口段，出口段位于进口段靠近底板的边缘的一侧，进口段和出口段均为弧形结构，进口段和出口段的连接处形成连接端；其中，进口段在连接端处的切线为L5，出口段在连接端处的切线为L6，L5和L6之间的夹角为γ，160°≤γ≤165°。

进一步地，进口段远离出口段的一端形成进口端，多个进口端围成内圆环；一个进口端与内圆环所在圆的切线为L1，进口段在进口端处的切线为L2，L1与L2之间的夹角为α，60°≤α≤70°。

进一步地，出口段远离进口段的一端形成出口端，多个出口端围成外圆环；一个出口端与外圆环所在圆的切线为L3，出口段在出口端处的切线为L4，L3和L4之间的夹角为β，150°≤β≤170°。

进一步地，进口段远离出口段的一端形成进口端，多个进口端围成内圆环，内圆环所在的圆的直径为D1；出口段为出口段远离进口段的一端形成出口端，多个出口端围成外圆环，外圆环所在的圆的直径为D2；0.8≤D1/D2≤0.88。

进一步地，叶片数量为Z，50≤Z≤60。

进一步地，进口段远离出口段的一端形成进口端，相邻两个叶片的进口端之间的距离为d1，11.5mm≤d1≤15mm。

进一步地，出口段远离进口段的一端形成出口端，相邻两个叶片的出口端之间的距离为d2，10mm≤d2≤13mm。

进一步地，出口段远离进口段的一端形成出口端，多个出口端围成外圆环；一个出口端与外圆环所在圆的切线为L3，出口段在出口端处的切线为L4，L3和L4之间的夹角为β；其中，α＝65°；和/或，β＝156°；和/或，γ＝162°。

进一步地，叶片数量为Z，Z＝54；和/或，相邻两个叶片的进口端之间的间距为d1，d1＝13mm；和/或，相邻两个叶片的出口端之间的间距为d2，d2＝11.5mm。

根据本发明的另一方面，提供了一种风机，风机包括离心风叶、蜗壳和电机，离心风叶和电机均安装在蜗壳内，电机与离心风叶连接，离心风叶为上述提供的离心风叶。

根据本发明的另一方面，提供了一种空调室内机，空调室内机包括室内机壳体和风机，风机安装在室内机壳体内，风机为上述提供的风机。

应用本发明的技术方案，通过将γ设置以在上述范围内，改变了进口段和出口段之间的角度，优化风叶叶形，能够改善叶片间的气流流动状况，增加叶片之间的气流量，增强叶片对气流的做功能力，提高离心风叶的效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例一提供的叶片的进口角的示意图；

图2示出了根据本发明的实施例一提供的叶片的出口角的示意图；

图3示出了根据本发明的实施例一提供的叶片的偏折角的示意图；

图4示出了根据本发明的实施例一提供的d1和d2的示意图；

图5示出了根据本发明的实施例一提供的内圆环和外圆环的位置示意图；

图6示出了根据本发明的实施例一提供的离心风叶的结构示意图；

图7示出了根据本发明的实施例二提供的风机的结构示意图；

图8示出了根据本发明的实施例二提供的风机的剖视图；

图9示出了根据本发明的实施例一提供的离心风叶的不同风量下的噪音大小的示意图；

图10示出了根据本发明的实施例一提供的离心风叶的不同风量下的功率大小的示意图；

图11示出了现有技术中的离心风叶的叶间流场图；

图12示出了根据本发明的实施例一提供的离心风叶的叶间流场图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、离心风叶；11、底板；12、叶片；121、进口段；122、出口段；20、蜗壳；30、电机；31、电机轴；40、安装板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图8所示，本发明的实施例一提供了一种离心风叶10，该离心风叶10包括底板11和叶片12，叶片12为多个，多个叶片12沿底板11的周缘间隔设置以围成环形结构。其中，叶片12具有相互连接的进口段121和出口段122，进口段121为弧形结构，出口段122位于进口段121靠近底板11的边缘的一侧，进口段121远离出口段122的一端形成进口端，多个进口端围成内圆环。具体的，本实施例中的进口段121和出口段122均为弧形结构，进口段121和出口段122的连接处形成连接端，进口段121在连接端处的切线为L5，出口段122在连接端处的切线为L6，L5和L6之间的夹角为γ(γ又称为叶片12的偏折角度)，160°≤γ≤165°。具体的，本实施例中的内圆环的圆心为离心风叶10的轴心。

采用本实施例提供的离心风叶，通过将γ设置在上述角度范围内，能够加大叶片12压力面的做功能力，能够进一步优化风叶的叶形，增大整个叶片12的偏折角度，增强了叶片12对气流的做功能力，以提高离心风叶10的效率。

具体的，本实施例中的进口段121远离出口段的一端形成进口端，一个进口端与内圆环所在圆的切线为L1，进口段121在进口端处的切线为L2，L1与L2之间的夹角为α，60°≤α≤70°。本实施例中可以将α称为进口角。

采用本实施例提供的离心风叶10，通过将α设置在上述角度范围内，能够优化风叶叶形，改善叶片12间的气流流动状况，增加叶片12之间的气流量，增强叶片12对气流的做功能力，以提高离心风叶10的效率。

在本实施例中，出口段122为弧形结构，出口段122为出口段122远离进口段121的一端形成出口端，多个出口端围成外圆环；一个出口端与外圆环所在圆的切线为L3，出口段122在出口端处的切线为L4，L3和L4之间的夹角为β(出口角)，150°≤β≤170°。采用这样的结构设置，通过将β设置在上述角度范围内，能够优化风叶叶形，改善叶片12间的气流流动状况，增加叶片12之间的气流量，增强叶片12对气流的做功能力，以提高离心风叶10的效率。具体的，本实施例中的外圆环的圆心为离心风叶10的轴心。

在本实施例中，内圆环所在的圆的直径为D1，出口段122为出口段122远离进口段121的一端形成出口端，多个出口端围成外圆环，外圆环所在的圆的直径为D2，0.8≤D1/D2≤0.88。采用这样的结构设置，通过将比值设置在上述范围内，能够改善叶片12间的气流流动状况，增加叶片12之间的气流量，增强叶片12对气流的做功能力，以提高离心风叶10的效率。

具体的，本实施例中的叶片12数量为Z，50≤Z≤60。采用这样的结构设置，通过将叶片12数量设置在上述范围内，能够使得叶片12数量合理化，减少叶片12之间流道脱流分离的现象，增大了叶片12之间的通风量。由于叶片12数量与风机气动性能直接相关的重要参数，叶片12数量过少会导致离心风叶10的流道产生二次涡流，而过多的叶片12数量会使得气体的有效流通面积减少，造成离心风叶10叶轮入口冲击损失和沿程摩擦损失加剧，同时也会增加离心风叶10诸侯的负荷，降低风机的全压和效率。

在本实施例中，相邻两个叶片12的进口端之间的距离为d1，11.5mm≤d1≤15mm。采用这样的结构设置，通过将相邻两个叶片12的进口端之间的距离设置在上述范围内，能够改善叶片12间的气流流动状况，增加叶片12之间的气流量，增强叶片12对气流的做功能力，以提高离心风叶10的效率。

具体的，本实施例中的出口段122为出口段122远离进口段121的一端形成出口端，相邻两个叶片12的出口端之间的距离为d2，10mm≤d2≤13mm。采用这样的结构设置，通过将相邻两个叶片12的出口端之间的距离设置在上述范围内，能够改善叶片12间的气流流动状况，增加叶片12之间的气流量，增强叶片12对气流的做功能力，以提高离心风叶10的效率。

在本实施例中，进口段121和出口段122的连接处形成连接端，进口段121在连接端处的切线为L5，出口段122在连接端处的切线为L6，L5和L6之间的夹角为γ；其中，α＝65°；和/或，β＝156°；和/或，γ＝162°。

优选地，本实施例中的α＝65°、β＝156°、γ＝162°，采用这样的结构设置，能够便于更好地改善叶片12间的气流流动状况，增加叶片12之间的气流量，增强叶片12对气流的做功能力，以提高离心风叶10的效率。

具体的，叶片12数量为Z，Z＝54；和/或，相邻两个叶片12的进口端之间的间距为d1，d1＝13mm；和/或，相邻两个叶片12的出口端之间的间距为d2，d2＝11.5mm。

优选地，本实施例中的d1＝13mm、d2＝11.5mm。采用这样的结构设置，能够便于进一步优化气流的流动状况，以更好地增加叶片12之间的气流量，从而更好地增加叶片12对气流的做功能力，以更好的提高离心风叶10的效率。

如图9和图10所示，可以明显看出优化后的离心风叶10能够有效提高气流通过的能力。由图11和图12的对比可知，将优化前后的流场图进行对比，优化后的离心风叶10的叶片12间气流通过能力强，叶片12间涡流区域明显减少(对应图中左上角位置处)，叶片12间涡流的减少能够显著降低离心风叶10气动噪声。本发明设计的离心风叶10叶片12间涡流的减少能够显著降低离心风叶10的启动噪声。通过优化叶片12叶形，能够使得气流由离心风叶10的轴向进入叶轮到径向进入离心风叶10的叶片12间更加顺畅，叶片12偏折角加大了叶片12压力面的做功能力，提升了离心风机的效率。

本发明的实施例二提供了一种风机，风机包括离心风叶10、蜗壳20和电机30，离心风叶10和电机30均安装在蜗壳20内，电机30与离心风叶10连接，离心风叶10为上述实施例提供的离心风叶10。具体的，离心风叶10安装在蜗壳20内部，电机30固定在安装板40上，离心风叶10的电机轴31安装孔穿过电机轴31固定在电机30上，然后电机30安装固定在蜗壳20上，即组装完成了离心风机。在离心风叶10的底板11上设置有凸起的电机安装位，凸起的电机安装位上设置有散热孔，散热孔用于电机30散热。

本发明的实施例三提供了一种空调室内机，空调室内机包括室内机壳体和风机，风机安装在室内机壳体内，风机为上述实施例提供的风机。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：增大离心风叶对气流的做功效率，降低噪音，在达到同等风量的情况下所需的电机转速低、功耗小。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

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、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，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。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授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种离心风叶，其特征在于，包括：

底板(11)和叶片(12)，所述叶片(12)为多个，多个所述叶片(12)沿所述底板(11)的周缘间隔设置以围成环形结构；

所述叶片(12)具有相互连接的进口段(121)和出口段(122)，所述出口段(122)位于所述进口段(121)靠近所述底板(11)的边缘的一侧，所述进口段(121)和所述出口段(122)均为弧形结构，所述进口段(121)和所述出口段(122)的连接处形成连接端；

其中，所述进口段(121)在所述连接端处的切线为L5，所述出口段(122)在所述连接端处的切线为L6，L5和L6之间的夹角为γ，160°≤γ≤165°。

2.根据权利要求1所述的离心风叶，其特征在于，所述进口段(121)远离所述出口段(122)的一端形成进口端，多个所述进口端围成内圆环；一个所述进口端与所述内圆环所在圆的切线为L1，所述进口段(121)在所述进口端处的切线为L2，L1与L2之间的夹角为α，60°≤α≤70°。

3.根据权利要求1所述的离心风叶，其特征在于，所述出口段(122)远离所述进口段(121)的一端形成出口端，多个所述出口端围成外圆环；一个所述出口端与所述外圆环所在圆的切线为L3，所述出口段(122)在所述出口端处的切线为L4，L3和L4之间的夹角为β，150°≤β≤170°。

4.根据权利要求1所述的离心风叶，其特征在于，所述进口段(121)远离所述出口段(122)的一端形成进口端，多个所述进口端围成内圆环，所述内圆环所在的圆的直径为D1；所述出口段(122)为所述出口段(122)远离所述进口段(121)的一端形成出口端，多个所述出口端围成外圆环，所述外圆环所在的圆的直径为D2；0.8≤D1/D2≤0.88。

5.根据权利要求1所述的离心风叶，其特征在于，所述叶片(12)数量为Z，50≤Z≤60。

6.根据权利要求1所述的离心风叶，其特征在于，所述进口段(121)远离所述出口段(122)的一端形成进口端，相邻两个所述叶片(12)的进口端之间的距离为d1，11.5mm≤d1≤15mm。

7.根据权利要求1所述的离心风叶，其特征在于，所述出口段(122)远离所述进口段(121)的一端形成出口端，相邻两个所述叶片(12)的出口端之间的距离为d2，10mm≤d2≤13mm。

8.根据权利要求2所述的离心风叶，其特征在于，所述出口段(122)远离所述进口段(121)的一端形成出口端，多个所述出口端围成外圆环；一个所述出口端与所述外圆环所在圆的切线为L3，所述出口段(122)在所述出口端处的切线为L4，L3和L4之间的夹角为β；其中，

α＝65°；和/或，

β＝156°；和/或，

γ＝162°。

9.根据权利要求5所述的离心风叶，其特征在于，

叶片(12)数量为Z，Z＝54；和/或，

相邻两个所述叶片(12)的进口端之间的间距为d1，d1＝13mm；和/或，

相邻两个所述叶片(12)的出口端之间的间距为d2，d2＝11.5mm。

10.一种风机，其特征在于，所述风机包括离心风叶、蜗壳和电机，所述离心风叶和所述电机均安装在所述蜗壳内，所述电机与所述离心风叶连接，所述离心风叶为权利要求1至9中任一项所述的离心风叶。

11.一种空调室内机，其特征在于，所述空调室内机包括室内机壳体和风机，所述风机安装在所述室内机壳体内，所述风机为权利要求10中所述的风机。

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