CN114294265B - 风轮结构及风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风轮结构及风机，其中，风轮结构包括轮毂以及多个叶片，多个叶片间隔设于轮毂的周侧，每一叶片包括呈相对设置的吸力面和压力面、呈相对设置的内端缘和外端缘、以及对应风轮结构的旋转方向上分布的前侧缘和后侧缘，至少一个叶片设置为调流叶片，调流叶片上形成有射流通道，用于流通气流，射流通道形成有喷射口，喷射口喷出的气流沿调流叶片的表面朝后侧缘流动，通过喷射口，以使风轮结构能够在不提高转速的前提下，仍然能够提高风轮结构的送风量，从而使得风轮结构能够在不增加噪声的情况下，提高送风量。

Description

风轮结构及风机

技术领域

本发明涉及风机叶片技术领域，特别涉及一种风轮结构及风机。

背景技术

风机是通过叶片旋转给气流做功，例如轴流风机等，由于风机的送风量与风机的转速有关，风机的转速越高，风机的送风量越大，而风机的噪声也会随转速的增大而增大，导致用户体验较差，故如何在不增加风机噪声的情况下，提高风机的送风量是一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种风轮结构及风机，旨在解决如何在不增加风机噪声的情况下，提高风机的送风量的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种风轮结构，包括：

轮毂；以及，

多个叶片，间隔设于所述轮毂的周侧，每一所述叶片包括呈相对设置的吸力面和压力面、呈相对设置的内端缘和外端缘、以及对应所述风轮结构的旋转方向上分布的前侧缘和后侧缘，至少一个所述叶片设置为调流叶片，所述调流叶片上形成有射流通道，用于流通气流，所述射流通道形成有喷射口，所述喷射口喷出的气流沿所述调流叶片的表面朝所述后侧缘流动。

可选地，所述吸力面和所述压力面中，至少其中之一设置为出风面，所述喷射口形成于所述出风面。

可选地，所述出风面设有朝所述后侧缘延伸的导流部。

可选地，所述导流部包括凸设于所述出风面的导流筋条。

可选地，所述喷射口沿所述内端缘向所述外端缘方向延伸，形成沿所述内端缘向所述外端缘方向延伸的喷射槽。

可选地，所述喷射槽的外端延伸至邻近所述调流叶片的外端缘；和/或，

所述喷射槽的内端延伸至邻近所述调流叶片的内端缘。

可选地，由所述前侧缘指向所述后侧缘的方向上，所述喷射槽的开口截面呈渐缩设置。

可选地，所述吸力面和所述压力面中，至少其中之一设置为出风面，所述喷射槽形成于所述出风面；

所述喷射槽包括呈相对设置的两个出风侧壁面，两个所述出风侧壁面至少部分呈相向倾斜设置，其中一个所述出风侧壁面包括倾斜壁面，以及连接于所述倾斜壁面和所述出风面之间的弧形连接面。

可选地，所述喷射槽邻近所述前侧缘设置。

可选地，所述喷射槽设置多个，由所述前侧缘指向所述后侧缘的方向上，多个所述喷射槽间隔设置。

可选地，所述轮毂上形成有进气流道，所述射流通道连通所述进气流道。

可选地，所述调流叶片设置多个，多个所述调流叶片的射流通道均连通所述进气流道。

本发明还提供一种风机，所述风机还包括上述的风轮结构，所述风轮结构包括：

轮毂；以及，

多个叶片，间隔设于所述轮毂的周侧，每一所述叶片包括呈相对设置的吸力面和压力面、呈相对设置的内端缘和外端缘、以及对应所述风轮结构的旋转方向上分布的前侧缘和后侧缘，至少一个所述叶片设置为调流叶片，所述调流叶片上形成有射流通道，用于流通气流，所述射流通道形成有喷射口，所述喷射口喷出的气流沿所述调流叶片的表面朝所述后侧缘流动。

本发明的技术方案中，所述调流叶片上形成有射流通道，以便向所述调流叶片提供喷射气流，所述射流通道形成有喷射口，所述喷射口喷出的气流沿所述调流叶片的表面朝所述后侧缘流动，一方面能够使得喷射气流形成有沿所述调流叶片转动方向上的分速度，有助于增加所述风轮结构的送风量，另一方面通过在所述调流叶片上加载沿所述调流叶片表面流动的切向气流，使得所述风轮结构在旋转的同时还存在沿所述调流叶片表面流动的切向气流，以便在二者的共同作用下，提升所述风轮结构的升力系数，以使所述风轮结构能够在不提高转速的前提下，仍然能够提高所述风轮结构的送风量，此外，增加沿所述调流叶片表面流动的切向气流，能够在叶片表面出现流动分离时，起到气动控制的作用，避免产生流动分离，从而有助于降低所述调流叶片表面的分离噪声。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的风轮结构的一实施例的主视结构示意图；

图2为图1中的风轮结构的剖视结构示意图；

图3为图1中的风轮结构的侧视结构示意图；

图4为图1中的叶片的侧视结构示意图；

图5为图1中的风轮结构(含导风圈)的侧视结构示意图；

图6为图1中的风轮结构(含导风圈)的剖视结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	风轮结构	26	后侧缘
1	轮毂	27	喷射槽
				11	进气流道	28	喷射口
2	调流叶片	281	倾斜壁面
				21	吸力面	282	弧形连接面
22	压力面	3	导流部
				23	内端缘	4	导风圈
24	外端缘	5	驱动电机
				25	前侧缘

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

风机是通过叶片旋转给气流做功，例如轴流风机等，由于风机的送风量与风机的转速有关，风机的转速越高，风机的送风量越大，而风机的噪声也会随转速的增大而增大，导致用户体验较差。

鉴于此，本发明提供一种风轮结构，旨在解决如何在不增加风机噪声的情况下，提高风机的送风量的问题。其中，图1至图6为本发明提供的风轮结构的一实施例的结构示意图。

请参阅图1至图4，所述风轮结构100包括轮毂1以及多个叶片，多个所述叶片间隔设于所述轮毂1的周侧，每一所述叶片包括呈相对设置的吸力面21和压力面22、呈相对设置的内端缘23和外端缘24、以及对应所述风轮结构100的旋转方向上分布的前侧缘25和后侧缘26，至少一个所述叶片设置为调流叶片2，所述调流叶片2上形成有射流通道，用于流通气流，所述射流通道形成有喷射口28，所述喷射口28喷出的气流沿所述调流叶片2的表面朝所述后侧缘26流动。

本发明提供的技术方案中，所述调流叶片2上形成有射流通道，以便向所述调流叶片2提供喷射气流，所述射流通道形成有喷射口28，所述喷射口28喷出的气流沿所述调流叶片2的表面朝所述后侧缘26流动，一方面能够使得喷射气流形成有沿所述调流叶片2转动方向上的分速度，有助于推动所述调流叶片2转动，有助于增加所述风轮结构的送风量，另一方面通过在所述调流叶片2上加载沿所述调流叶片2表面流动的切向气流，使得所述风轮结构100在旋转的同时还存在沿所述调流叶片2表面流动的切向气流，以便在二者的共同作用下，提升所述风轮结构100的升力系数，从而提升所述风轮结构100的做功能力，进而提高所述风轮结构100的送风量，以使所述风轮结构100能够在不提高转速的前提下，仍然能够提高所述风轮结构100的送风量，此外，增加沿所述调流叶片2表面流动的切向气流，能够在所述调流叶片2表面出现流动分离时，起到气动控制的作用，避免产生流动分离，从而有助于降低所述调流叶片2表面的分离噪声。

可以理解的是，请参阅图2，沿着气流方向，进风口的一侧为吸力面，出风口的一侧为压力面，请参阅图3，内端缘为叶片根部，也称为轮毂，外端缘为叶片顶部，也称为叶尖或叶梢，此外，沿叶片旋转方向，叶片前侧的为前侧缘，也称为前缘，叶片后侧为后侧缘，也称为尾缘。

应该理解的是，提升叶片翼型的升力系数可以提高风机的做功能力，发明人研究发现，旋转和表面切向气流都可以提高升力系数。基于此，在所述调流叶片2表面加载沿所述调流叶片2表面流动的切向气流，使得所述风轮结构100能够同时具有旋转和表面切向气流，从而有助于最大限度地提升所述风轮结构100的升力系数。

需要说明的是，由于所述调流叶片2与所述轮毂1为固定设置，在所述调流叶片2表面增加沿所述调流叶片2表面流动的切向气流，相当于在所述轮毂1的表面增加沿轮毂1表面流动的切向气流，即相当于在圆柱表面增加切向气流，因而在所述调流叶片2表面增加沿所述调流叶片2表面流动的切向气流同样能够提升所述风轮结构100的升力系数。

进一步地，请参阅图1、图2和图4，所述吸力面21和所述压力面22中，至少其中之一设置为出风面，所述喷射口28形成于所述出风面，如此设置，一方面可以对所述出风面的流场进行整流，以便改善所述出风面的气流流动效果，避免产生流动分离，另一方面在所述调流叶片2的表面加载切向气流，以便提升所述风轮结构100的升力系数。

需要说明的是，切向气流的设置位置不做限定，切向气流可以是设于所述调流叶片2的吸力面21，切向气流也可以是设于所述调流叶片2的压力面22，切向气流还可以是同时设于所述调流叶片2的压力面22与吸力面21，进一步地，由于所述吸力面21的流场紊乱程度更高，为了改善所述吸力面21的流动效果，优选地，所述喷射口28设于所述吸力面21。

进一步地，请参阅图3，所述出风面设有朝所述后侧缘26延伸的导流部3，如此设置，通过所述导流部3梳理所述喷射口28喷出的气流，以使气流能够沿预设方向流动，以便整理所述出风面的流场，防止所述出风面的流场出现紊乱，从而有助于改善所述出风面的流动效果。

进一步地，所述导流部3的设置形式有多种，所述导流部3可以是导流槽，也可以是导流板等，只要是能够导引所述喷射口28气流的结构均在本发明的保护范围之内，具体地，在本实施例中，所述导流部3包括凸设于所述出风面的导流筋条，如此设置，通过所述导流筋条，以使所述喷射口28的喷射气流能够沿预设方向流动，从而有助于改善所述出风面的流动效果。可以理解的是，所述导流筋条与所述调流叶片2的连接形式有多种，所述导流筋条与所述调流叶片2可以是一体成型设置的，也可以是可拆卸安装于所述出风面的，本发明对此不做限制。

理论上所述喷射口可以沿所述前侧缘25向所述后侧缘26的方向延伸设置，但这样设置，喷射气流覆盖的范围较小，基于此，请参阅图3和图6，所述喷射口28沿所述内端缘23向所述外端缘24方向延伸，以形成沿所述内端缘23向所述外端缘24方向延伸的喷射槽27，如此设置，以使所述喷射口28沿所述内端缘23朝所述外端缘24的方向延伸，以使所述喷射口28的喷射气流能够覆盖尽可能多地范围，既有助于增加所述调流叶片2的整流面积，又有助于增加更多沿所述调流叶片2表面流动的切向气流。

进一步地，所述喷射槽27的长度有多种，所述喷射槽27可以是自所述调流叶片2的中部延伸至所述调流叶片2的外端缘24，所述喷射槽27也可以是自所述调流叶片2的内端缘23延伸至所述调流叶片2的中部等，本发明对此不做限制，具体地，一实施例中，所述喷射槽27的外端延伸至邻近所述调流叶片2的外端缘24设置，如此设置，以使所述喷射槽27能够延伸至所述调流叶片2的外端缘24，从而使得喷射气流能够覆盖所述调流叶片2的叶梢。

另一实施例中，所述喷射槽27的内端延伸至邻近所述调流叶片2的内端缘23设置，如此设置，以使所述喷射槽27能够延伸至所述调流叶片2的外端缘24，以使喷射气流能够覆盖所述调流叶片2的叶梢。

需要说明的是，上述两个相关联的技术特征，所述喷射槽27的外端延伸至邻近所述调流叶片2的外端缘24设置、所述喷射槽27的内端延伸至邻近所述调流叶片2的内端缘23设置，可择一设置或者同时设置，显而易见的，同时设置效果更好。

由于切向气流的流速越大，升力系数也就越大，故可以通过提高切向气流的速度来所述风轮结构100的提升升力系数，基于此，在本实施例中，请参阅图4，由所述前侧缘25指向所述后侧缘26的方向上，所述喷射槽27的开口截面呈渐缩设置，如此设置，通过缩小所述喷射槽27的开口截面，以降低喷射气流的压力，以便增加喷射气流的流速，从而有助于增加所述风轮结构100的升力系数。

进一步地，所述吸力面21和所述压力面22中，至少其中之一设置为出风面，所述喷射槽27形成于所述出风面；所述喷射槽27包括呈相对设置的两个出风侧壁面，两个所述出风侧壁面至少部分呈相向倾斜设置，其中一个所述出风侧壁面包括倾斜壁面281，以及连接于所述倾斜壁面281和所述出风面之间的弧形连接面282，如此设置，所述倾斜壁面281与所述弧形连接面282配合，一方面能够使得所述喷射口28的开口截面逐步缩减，从而有助于增加喷射气流的速度，另一方面通过所述弧形连接面282，以将所述射流通道内的气流逐步导引至沿所述出风面的表面流动，有助于减少喷射气流的阻力，从而便于改变气流的流动方向。

所述喷射槽27在所述调流叶片2上的设置位置有多种，所述喷射槽27可以设置邻近所述调流叶片2的前侧缘25，所述喷射槽27也可以设置在所述调流叶片2的中部等，本发明对此不做限定，但由于喷射气流能够对所述调流叶片2表面进行整流，基于此，为了提升喷射气流的整流效果，在本实施例中，所述射流通道邻近所述前侧缘25设置，如此设置，以使喷射气流能够自所述前侧缘25流向所述后侧缘26，以使喷射气流能够完全覆盖所述调流叶片2的表面，以使喷射气流的覆盖范围最大，从而有助于提升喷射气流的整流效果。

进一步地，所述喷射槽27设置多个，由所述前侧缘25指向所述后侧缘26的方向上，多个所述喷射槽27间隔设置，如此设置，通过设置多个所述喷射槽27，以便喷射出更多的切向气流，既有助于提升对所述调流叶片2的整流效果，又有助于提升所述风轮结构100的升力系数，还有助于推动所述调流叶片2转动。

为了便于给所述射流通道供气，在本实施例中，请参阅图5，所述轮毂1上形成有进气流道11，所述射流通道连通所述进气流道11，如此设置，以便直接通过所述轮毂1给所述射流通道供气，既便于给所述射流管道供气，又不影响所述风轮结构100转动，从而有助于避免在所述轮毂1外额外增设进气流道11进行供气。

可以理解的是，所述进气流道11与轮毂1可以是一体成型的，也可以是在轮毂1成型后加工的，本发明对此不做限定。

所述调流叶片2的数量不做限定，所述调流叶片2的数量可以是一个，也可以是多个，但为了提升所述风轮结构100的升力系数，请参阅图6，所述调流叶片2设置多个，多个所述调流叶片2的射流通道均连通所述进气流道11，如此设置，通过设置多个所述调流叶片2，一方面使得所述风轮结构100上能够加载更多的切向气流，有助于提升所述风轮结构100的升力系数，另一方面有助于使得所述风轮结构100在转动时保持动态平衡，从而有助于避免所述风轮结构100在转动产生震动。

由于要提升升力系数，需要在所述调流叶片2转动时加载切向气流，此时所述风轮结构100需要保持动态平衡，以避免所述风轮结构100产生震动，因此所述喷射口28的喷射气流需要稳定，基于此，在本实施例中，所述轮毂1包括轮毂1本体以及设于所述轮毂1本体的进气管路，所述轮毂1本体内形成有进气腔，所述进气管路连通所述进气腔；所述进气流道11包括所述进气腔以及所述进气管路的内腔，如此设置，通过所述进气腔，以便缓冲气流的压力波动，以避免所述进气管道的压力波动传递至所述射流管道中，从而有助于使得所述射流管道中的气流压力保持平衡。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种风机，所述风机包括上述技术方案所述的风轮结构100。需要说明的是，所述风机的风轮结构100的详细结构可参照上述的风轮结构100的实施例，此处不再赘述；由于在本发明的风机中使用了上述风轮结构100，因此，本发明的风机的实施例包括上述风轮结构100全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。具体地，所述风机的类型不作限定，在本实施例中，所述风机包括轴流风机、离心风机以及贯流风机。

进一步地，所述风机还包括风机壳体、导风圈4以及驱动电机，所述导风圈4设于所述风机壳体，且套设于所述风轮结构100上，所述驱动电机设于所述风机壳体，且驱动连接所述风轮结构100，如此设置，通过所述驱动电机驱动所述风轮结构100旋转，同时所述导风圈4可包裹于风机的周侧，从而使得气流能够以平行所述导风圈4的轴线的方向运动，即气流能够以平行所述风机的转动中心轴线的方向运动，直至其到达所述调流叶片2，以使所述调流叶片2能够更好地带动气体流动，并使更多的气体流出导风圈4，从而提升所述风机的出风量。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种风轮结构，其特征在于，包括：

轮毂；以及，

多个叶片，间隔设于所述轮毂的周侧，每一所述叶片包括呈相对设置的吸力面和压力面、呈相对设置的内端缘和外端缘、以及对应所述风轮结构的旋转方向上分布的前侧缘和后侧缘，至少一个所述叶片设置为调流叶片，所述调流叶片上形成有射流通道，用于流通气流，所述射流通道形成有喷射口，所述喷射口喷出的气流沿所述调流叶片的表面朝所述后侧缘流动；

所述吸力面和所述压力面中，至少其中之一设置为出风面，所述喷射口形成于所述出风面；

所述轮毂上形成有进气流道，所述射流通道连通所述进气流道。

2.如权利要求1所述的风轮结构，其特征在于，所述出风面设有朝所述后侧缘延伸的导流部。

3.如权利要求2所述的风轮结构，其特征在于，所述导流部包括凸设于所述出风面的导流筋条。

4.如权利要求1所述的风轮结构，其特征在于，所述喷射口沿所述内端缘向所述外端缘方向延伸，形成沿所述内端缘向所述外端缘方向延伸的喷射槽。

5.如权利要求4所述的风轮结构，其特征在于，所述喷射槽的外端延伸至邻近所述调流叶片的外端缘；和/或，

所述喷射槽的内端延伸至邻近所述调流叶片的内端缘。

6.如权利要求4所述的风轮结构，其特征在于，由所述前侧缘指向所述后侧缘的方向上，所述喷射槽的开口截面呈渐缩设置。

7.如权利要求6所述的风轮结构，其特征在于，所述吸力面和所述压力面中，至少其中之一设置为出风面，所述喷射槽形成于所述出风面；

所述喷射槽包括呈相对设置的两个出风侧壁面，两个所述出风侧壁面至少部分呈相向倾斜设置，其中一个所述出风侧壁面包括倾斜壁面，以及连接于所述倾斜壁面和所述出风面之间的弧形连接面。

8.如权利要求4所述的风轮结构，其特征在于，所述喷射槽邻近所述前侧缘设置。

9.如权利要求4所述的风轮结构，其特征在于，所述喷射槽设置多个，由所述前侧缘指向所述后侧缘的方向上，多个所述喷射槽间隔设置。

10.如权利要求1所述的风轮结构，其特征在于，所述调流叶片设置多个，多个所述调流叶片的射流通道均连通所述进气流道。

11.一种风机，其特征在于，包括如权利要求1至10任意一项所述的风轮结构。

12.如权利要求11所述的风机，其特征在于，所述风机包括轴流风机、离心风机以及贯流风机。