CN117212232A - 叶片、叶轮及通风设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种叶片、叶轮及通风设备,该叶片具有相对设置的顶面和底面,叶片的尾缘沿底面至顶面的第一方向上依次设置有第一锯齿段、第二锯齿段及第三锯齿段,第一锯齿段的第一锯齿的尺寸大于第二锯齿段的第二锯齿的尺寸,第二锯齿段的第二锯齿的尺寸大于第三锯齿段的第三锯齿的尺寸。本申请技术方案有效解决了传统通风设备产生的风量小、噪声大、功耗大的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及叶轮技术领域,尤其涉及一种叶片、叶轮及通风设备。
背景技术
离心风机是依靠输入的机械能,提高气体压力并排送气体的器械,被广泛应用于空气调节设备和家用电器设备。其中,叶轮是离心风机的常用部件,其使用性能主要体现在风量大小和噪音控制方面。相关技术中,为获得较大的风量,需提高叶轮的转速。但是,当叶轮的转速过高时,会引发各种异常音质,形成较大的噪音,给用户带来噪音困扰;同时,过高的转速也会带来更大的功耗。
发明内容
本申请提供了一种叶片、叶轮及通风设备,以解决传统通风设备产生的风量小、噪声大、功耗大的技术问题。
为此,第一方面,本申请提供了一种叶片,叶片具有相对设置的顶面和底面,叶片的尾缘沿底面至顶面的第一方向上依次设置有第一锯齿段、第二锯齿段及第三锯齿段,第一锯齿段的第一锯齿的尺寸大于第二锯齿段的第二锯齿的尺寸,第二锯齿段的第二锯齿的尺寸大于第三锯齿段的第三锯齿的尺寸。
在一种可能的实施方式中,在第一方向上,叶片的总高度为h,第一锯齿段的高度为h1,第二锯齿段的高度为h2,其中,h1:h的范围为0.15~0.25,(h2+h1):h的范围为0.3~0.5。
在一种可能的实施方式中,第一锯齿的尺高为d1,第一锯齿的齿深为L1,其中,L1:d1的范围为0.6~0.8;和/或,
第二锯齿的尺高为d2,第二锯齿的齿深为L2,其中,L2:d2的范围为1.1~1.5;和/或,
第三锯齿的尺高为d3,第三锯齿的齿深为L3,其中,L3:d3的范围为0.5~0.7。
在一种可能的实施方式中,叶片的二维翼型的中型线为自由曲线,且自由曲线与单圆弧线呈X型或Y型交叉设置。
在一种可能的实施方式中,在叶片的前缘至尾缘的方向上,自由曲线的起点和叶轮的中心点之间的连线与自由曲线的终点和叶轮的中心点之间的连线之间的夹角为γ,自由曲线的起点和叶轮的中心点之间的连线与自由曲线和单圆弧线的交点和叶轮的中心点的连线之间的夹角为γ1,其中,γ1:γ的范围为0.6~0.85。
在一种可能的实施方式中,γ1:γ的比值沿第一方向逐渐减小。
在一种可能的实施方式中,叶片设有多个,多个叶片非等距排布在叶轮的圆周方向上,其中,多个叶片的分布规律满足正弦调制理论。
在一种可能的实施方式中,在第一方向上,叶片的尾缘呈渐扩设置。
第二方面,本申请还提供了一种叶轮,包括:
轮毂;
底盘,设置于轮毂的外周侧;
轮盖,与底盘相对且同心设置;以及
如上所述的叶片,设置于底盘和轮盖之间,叶片的顶面朝向轮盖设置。
在一种可能的实施方式中,轮盖包括轴向连接的弧形部和直线部,弧形部朝向底盘设置,直线部与弧形部的连接处相切。
在一种可能的实施方式中,在第一方向上,轮盖的高度为SH1,直线部的高度为SH2,其中,SH2:SH1的范围为0.08~0.4;和/或,
弧形部的型线曲率为0.15~0.35;和/或,
弧形部的远离直线部的一端的角度为α,且满足如下条件:45°≤α≤60°。
在一种可能的实施方式中,在叶轮的径向上,底盘的直径为D1,轮盖的直径为D2,其中,D2:D1的范围为1.02~1.1。
第三方面,本申请还提供了一种通风设备,其特征在于,包括外壳、如上所述的叶轮及电机,叶轮转动设置在外壳内,电机设置在叶轮的轮毂的转动中心轴处。
根据本申请实施例提供的叶片、叶轮及通风设备,通过至少三种不同规格的齿形组成叶片的尾缘,以对叶片尾缘进行功能分区,达到减少扭矩,降低功耗,减少噪音产生,提高出风量的效果。具体而言,第一锯齿段上设置的第一锯齿的尺寸最大,以通过大尺寸的锯齿减小叶片的弦长,从而实现风叶扭矩和功耗的快速下降,达到低扭矩、低功耗的目的;第三锯齿段上设置的的第三锯齿的尺寸最小,通过小尺寸的锯齿在叶片尾缘处引入扰动,使叶片表面的层流边界层提前向湍流边界层转捩,有效减小了气流的尾迹损失,并且叶片出口端处的气流大涡碎成气流小涡而脱离,使得涡量沿展向的一致性被破坏,如此,可在增大风量的同时抑制噪声上升,达到大风量、低噪声的目的;该第二锯齿段配置在第一锯齿段和第三锯齿段之间,其上设置的第二锯齿的尺寸居中,通过中尺寸的锯齿实现气流在叶片尾缘处不同功能区之间的稳定流转,提高叶片尾缘的作业稳定性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请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,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为本申请实施例提供的叶轮的立体结构示意图;
图2为图1的主视图;
图3和图4均为图2中A处放大图;
图5为图1的局部俯视图,其中叶片的自由曲线中型线与叶片传统的单圆弧线性中型线呈X型交叉分布;
图6为图5的局部放大图;
图7为图1的局部俯视图,其中叶片的自由曲线中型线与叶片传统的单圆弧线性中型线呈近似Y型交叉分布;
图8为图7的局部放大图;
图9为图1的俯视图;
图10为图9的透视图;
图11为图1的主视透视图;
图12为图11中的B处放大图;
图13为图1的仰视图;
图14为本申请实施例提供的通风设备的结构示意图。
附图标记说明:
100、第一锯齿段; 110、第一锯齿;
200、第二锯齿段; 210、第二锯齿;
300、第三锯齿段; 310、第三锯齿;
400、自由曲线;
10、叶片;11、前缘;12、尾缘;20、轮盖;21、弧形部;22、直线部;30、底盘;40、轮毂;
1、叶轮;2、外壳;3、电机;
Z、第一方向;M、单圆弧线;O、交点。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本申请。此外,本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
为了便于描述,可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的相对位置关系或运动情况,这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”、“前”、“后”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如,如果在图中的装置发生了位置翻转或者姿态变化或者运动状态变化,那么这些方向性的指示也相应的随着变化,例如:描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此,示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
参见图1至图10,本申请实施例提供了一种叶片,叶片10具有相对设置的顶面和底面,叶片10的尾缘12沿底面至顶面的第一方向Z上依次设置有第一锯齿段100、第二锯齿段200及第三锯齿段300,第一锯齿段100的第一锯齿110的尺寸大于第二锯齿段200的第二锯齿210的尺寸,第二锯齿段200的第二锯齿210的尺寸大于第三锯齿段300的第三锯齿310的尺寸。
本实施例中,通过至少三种不同规格的齿形组成叶片10的尾缘12,以对叶片10尾缘12进行功能分区,达到减少扭矩,降低功耗,减少噪音产生,提高出风量的效果。具体而言,第一锯齿段100上设置的第一锯齿110的尺寸最大,以通过大尺寸的锯齿减小叶片10的弦长,从而实现风叶扭矩和功耗的快速下降,达到低扭矩、低功耗的目的;第三锯齿段300上设置的的第三锯齿310的尺寸最小,通过小尺寸的锯齿在叶片10尾缘12处引入扰动,使叶片10表面的层流边界层提前向湍流边界层转捩,有效减小了气流的尾迹损失,并且叶片10出口端处的气流大涡碎成气流小涡而脱离,使得涡量沿展向的一致性被破坏,如此,可在增大风量的同时抑制噪声上升,达到大风量、低噪声的目的;该第二锯齿段200配置在第一锯齿段100和第三锯齿段300之间,其上设置的第二锯齿210的尺寸居中,通过中尺寸的锯齿实现气流在叶片10尾缘12处不同功能区之间的稳定流转,提高叶片10尾缘12的作业稳定性。
需要解释的是,叶片10的顶面为叶片10安装在叶轮1中后朝向轮盖20的侧面,且该顶面沿叶轮1的径向延伸,气流从叶片10的顶面流入叶轮1;叶片10的底面为叶片10安装在叶轮1中后朝向底盘30的侧面,且该底面沿叶轮1的径向延伸,叶片10的顶面和底面间隔配置在叶轮1的轴向上。叶片10的尾缘12为叶片10安装在叶轮1中后远离轮毂40的一侧,且该尾缘12沿叶轮1的轴向延伸,气流从叶片10的尾缘12处流出。
在一示例中,第一锯齿段100上设置有多个第一锯齿110,多个第一锯齿110沿第一方向Z间隔设置;第二锯齿段200上设置有多个第二锯齿210,多个第二锯齿210沿第一方向Z间隔设置;第三锯齿段300上设置有多个第三锯齿310,多个第三锯齿310沿第一方向Z间隔设置。如此,可通过在不同锯齿段上设置多个锯齿,以至少从数量上进一步降低扭矩、减少功耗、增大出风量、减少噪音以及提高叶片10作业稳定性。
在一种可能的实施方式中,在第一方向Z上,叶片10的总高度为h,第一锯齿段100的高度为h1,第二锯齿段200的高度为h2,其中,h1:h的范围为0.15~0.25,(h2+h1):h的范围为0.3~0.5。如此设置,可以使叶片10在满足降低扭矩、减少功耗的同时,还可以提升风量、抑制噪音产生。
如图3所示,叶片10在第一方向Z上的总高度为h,第一锯齿段100在第一方向Z上的高度为h1,第二锯齿段200在第一方向Z上的高度为h2,第三锯齿段300在第一方向Z上的高度为(h-h1-h2)。当第一锯齿段100与叶片10的高度差的比值接近0.15时,第一锯齿段100的布局较少,此时,在叶片10靠近其底面处牺牲的风量较小,叶片10获得的扭矩减小幅度减小,功耗较多。当第一锯齿段100与叶片10的高度差的比值接近0.25时,第一锯齿段100的布局较多,此时,在叶片10靠近其底面处牺牲的风量较大,叶片10获得的扭矩减小幅度较大,功耗较少。在实际使用中,可以在叶片10牺牲风量大小和扭矩减小幅度大小/功耗大小之间取平衡值。例如但不限于,h1:h=0.21。
当第一锯齿段100和第二锯齿段200的高度之和与叶片10的高度差的比值接近0.3时,第三锯齿段300的布局较多,此时,预留给第一锯齿段100和第二锯齿段200的空间较少,叶片10尾缘12处的稳定性较差;叶片10在靠近顶面处具有较大的气流扰动区域,叶片10的风量得以提升,同时抑制噪声的性能上升。当第一锯齿段100和第二锯齿段200的高度之和与叶片10的高度差的比值接近0.5时,第三锯齿段300的布局较少,此时,预留给第一锯齿段100和第二锯齿段200的空间较多,叶片10稳定性较高,扭矩较小;叶片10在靠近顶面处具有较小的气流扰动区域,叶片10的风量提升程度有限,抑制噪声的性能有限。在实际使用中,可以在叶片10稳定性/低扭矩和风量大小/噪声抑制性能大小之间取平衡值。例如但不限于,
(h1+h2):h=0.42。
在一种可能的实施方式中,第一锯齿110的尺高为d1,第一锯齿110的齿深为L1,其中,L1:d1的范围为0.6~0.8;和/或,第二锯齿210的尺高为d2,第二锯齿210的齿深为L2,其中,L2:d2的范围为1.1~1.5;和/或,第三锯齿310的尺高为d3,第三锯齿310的齿深为L3,其中,L3:d3的范围为0.5~0.7。如此设置,可以合理布局不同锯齿段上的锯齿密度,使叶片10尾缘12的多个功能区能相互协同。
如图4所示,第一锯齿110的开口与沿叶片10的前缘11至其尾缘12的方向上的最远点之间的距离为第一锯齿110的齿深L1,第一锯齿110在叶片10尾缘12的延伸方向上的开口尺寸为第一锯齿110的齿高d1。当第一锯齿110的齿深L1与第一锯齿110的齿高d1之间的比值为0.6时,此时,第一锯齿110的凹陷程度较小,第一锯齿110较为平坦,第一锯齿段100上分布的第一锯齿110的密度较小,叶片10易加工;叶片10在第一锯齿110处损失掉的弦长较少,叶片10在第一锯齿段100处获得的扭矩减小幅度较小,功耗较大。当第一锯齿110的齿深L1与第一锯齿110的齿高d1之间的比值为0.8时,此时,第一锯齿110的凹陷程度较大,第一锯齿110较为陡峭,第一锯齿段100上分布的第一锯齿110的密度较大,叶片10加工难度较大;叶片10在第一锯齿110处损失掉的弦长较多,叶片10在第一锯齿段100处获得的扭矩减小幅度较大,功耗较小。在实际使用中,可以在叶片10加工难易程度和扭矩减小幅度大小/功耗大小之间取平衡值。例如但不限于,L1:d1=0.724。
第二锯齿210的开口与沿叶片10的前缘11至其尾缘12的方向上的最远点之间的距离为第二锯齿210的齿深L2,第二锯齿210在叶片10尾缘12的延伸方向上的开口尺寸为第二锯齿210的齿高d2。当第二锯齿210的齿深L2与第二锯齿210的齿高d2之间的比值为1.1时,此时,第二锯齿段200上分布的第二锯齿210的密度较小,叶片10稳定性较好;叶片10在第二锯齿段200处获得的扭矩减小幅度较小,功耗较大。当第二锯齿210的齿深L2与第二锯齿210的齿高d2之间的比值为1.5时,此时,第二锯齿段200上分布的第二锯齿210的密度较大,叶片10稳定性较差;叶片10在第二锯齿段200处获得的扭矩减小幅度较大,功耗较小。在实际使用中,可以在叶片10稳定性和扭矩减小幅度大小/功耗大小之间取平衡值。例如但不限于,L2:d2=1.3。以在第二锯齿段200可以布置2~4个第二锯齿210为优,例如在第二锯齿段200上布置3个第二锯齿210。
第三锯齿310的开口与沿叶片10的前缘11至其尾缘12的方向上的最远点之间的距离为第三锯齿310的齿深L3,第三锯齿310在叶片10尾缘12的延伸方向上的开口尺寸为第三锯齿310的齿高d3。当第三锯齿310的齿深L3与第三锯齿310的齿高d3之间的比值为0.5时,此时,第三锯齿310上分布的第三锯齿310的密度较小,方便加工;叶片10在第三锯齿段300提供的干扰性较小,获得的风量较小,噪声较大。当第三锯齿310的齿深L3与第三锯齿310的齿高d3之间的比值为0.7时,此时,第三锯齿310上分布的第三锯齿310的密度较大,有一定加工难度;叶片10在第三锯齿段300提供的干扰性较大,获得的风量较大,噪声较小。在实际使用中,可以在叶片10加工难易程度和风量大小/噪声大小之间取平衡值。例如但不限于,L3:
d3=0.595。以在第三锯齿段300可以布置8~12个第三锯齿310为优,例如在第三锯齿段300上布置10个第三锯齿310。
在一种可能的实施方式中,叶片10的二维翼型的中型线为自由曲线400,且自由曲线400与叶片传统单圆弧线M呈X型或Y型交叉设置。如此设置,以显著降低通风设备的运行转速,增大叶片10尾缘12侧的出口角,以增大通风设备的风量。
需要说明的是,单圆弧线M为传统叶片10的单圆弧中型线,当单圆弧中型线采用大安放角设计时,型线曲率快速变小,叶片10表面的流动性变差,导致叶片10在提高风量的同时,叶片10的功率快速上升,难以控制。
基于此,本申请提出一种中型线为自由曲线400的叶片10。该叶片10的自由曲线400与传统单圆弧线M呈X型或Y型交叉设置。如图5至图8所示,图5和图6中为自由曲线400与传统单圆弧线M呈X型交叉的情形,图7和图8中为自由曲线400与传统单圆弧线M呈类似Y型交叉的情形。本叶片10的二维翼型采用自由曲线400中型线,既保证了叶片10靠近前缘11的前半段型线与气流具有良好的贴合与引流效果,又在交叉后的后半段型线中逐步提升叶片10的出口角,强化叶片10做功能力,提升风量的同时显著抑制叶片10功率的大幅恶化,从而实现同功率下的风量最大提升率。需要说明的是,叶片10的前缘11指的是叶片10安装在叶轮1中后朝向轮毂40的一侧,且该前缘11沿叶轮1的轴向延伸,气流从叶片10的前缘11朝其尾缘12流出。
在一种可能的实施方式中,在叶片10的前缘11至的尾缘12的方向上,自由曲线400的起点和叶轮1的中心点之间的连线与自由曲线400的终点和叶轮1的中心点之间的连线之间的夹角为γ,自由曲线400的起点和叶轮1的中心点之间的连线与自由曲线400和传统单圆弧线M的交点O和叶轮1的中心点的连线之间的夹角为γ1,其中,γ1:γ的范围为0.6~0.85。如此设置,可以优化叶片10的气动效率和叶道流通性,同时显著降低通风设备的运行转速,增大叶片10出口角。
如图5至图8所示,自由曲线400的起点与其和传统单圆弧线M交叉点之间的夹角为γ1,自由曲线400的起始点之间的夹角为γ。当自由曲线400的起点与其和传统单圆弧线M交叉点之间的夹角为γ1与自由曲线400的起始点之间的夹角为γ之间的比值为0.6时,此时,自由曲线400与传统单圆弧线M之间呈X型交叉布局,自由曲线400与传统单圆弧线M之间的交叉点更靠近叶片10的中间段,叶片10在靠近尾缘12处的后半段型线中提升叶片10出口角的区域较大,提升的风量较大。当自由曲线400的起点与其和传统单圆弧线M交叉点之间的夹角为γ1与自由曲线400的起始点之间的夹角为γ之间的比值为0.85时,此时,自由曲线400与传统单圆弧线M之间呈类似Y型交叉布局,自由曲线400与传统单圆弧线M之间的交叉点更靠近叶片10的尾缘12,叶片10在后半段型线中提升叶片10出口角的区域较小,提升的风量较小。在实际使用中,可以在叶片10出口角区域和风量大小之间取平衡值。例如但不限于,γ1:γ=0.75。
在一种可能的实施方式中,γ1:γ的比值沿第一方向Z逐渐减小。如此设置,可进一步提高叶片10尾缘12处的出口角,提升风量,遏制叶片10功率恶化。
在一种可能的实施方式中,叶片10设有多个,多个叶片10非等距排布在叶轮1的圆周方向上,其中,多个叶片10的分布规律满足正弦调制理论。如此设置,可有效改善叶片10的BPF峰值噪声,减少噪声总值与功耗数据的反弹。
如图9和图10所示,正弦调制理论为φ1=φ+A*sin(Nφ),其中,调制循环次数N=2,调制幅度A=0.09,φ1为非等距叶片10的角度,φ为等距叶片10的角度。例如,在一示例中,叶片10设置有7个,7个叶片10之间的间隔角度分别为56.5°、44.2°、49.6°、59.5°、49.6°、44.2°及56.5°。并对由如上述7个叶片10布局构成的通风设备和普通等距排布7个叶片10的通风设备的进风量和噪声进行测试,获得如表1所示的结构。
表1实验测试结果
可见,非等距布置多个叶片10,可有效改善通风设备的峰值噪音,且不易造成噪音总值和功耗数据反弹。
在一种可能的实施方式中,在第一方向Z上,叶片10的尾缘12呈渐扩设置。
本实施例中,通过倾斜设置叶片10的尾缘12,并使其沿第一方向Z呈喇叭状式扩张,以减小靠近叶轮1底盘30侧的叶片10的弦长,增大靠近叶轮1轮盖20侧的叶片10的弦长。由于叶片10的气流会更多从靠近叶轮1底盘30侧出流,更少从靠近叶轮1轮盖20侧出流,通过改善叶片10径向上的叶片10弦长大小,可有效改善叶片10在第一方向Z上的出流气流的均匀性和顺畅性,减小叶片10在第一方向Z上的气流压差,降低叶片10产生的噪音;同时,相较于等展弦设计的叶片10而言,变弦长的叶片10可有效降低叶轮1的扭矩,降低叶轮1的功率损耗,提高叶轮1的气动性能,提高用户使用体验和满意度。
加之,靠近底面的叶片10尾缘12由于设置有大尺寸的第一锯齿110,使得叶片10尾缘12靠近底面处的弦长被进一步减小,叶片10扭矩进一步降低,叶片10功耗进一步降低,叶片10的气动性能进一步增强。
第二方面,本申请还提供了一种叶轮1,包括:轮毂40;底盘30,设置于轮毂40的外周侧;轮盖20,与底盘30相对且同心设置;以及如上所述的叶片10,设置于底盘30和轮盖20之间,叶片10的顶面朝向轮盖20设置。如此,在叶轮1上配置至少由三种不同规格的齿形组成尾缘12的叶片10,以减少叶轮1运行过程中受到的扭矩,降低叶轮1功耗,减少运行过程中叶轮1噪音产生,提高叶轮1的出风量。
在一种可能的实施方式中,轮盖20包括轴向连接的弧形部21和直线部22,弧形部21朝向底盘30设置,直线部22与弧形部21的连接处相切。如此设置,以通过分段式设计的轮盖20提高叶轮1对气流的引导,从而降低下游气流大幅折转带来的损失,提高风量,降低功耗,减少噪音。
相较于传统轮盖20型线末端未设置引流结构的普通风叶,气流流出风叶经过换热器后,存在一个90°的气流折转通道,这使得风叶出流角度与下游气流折转通道之间存在匹配问题。基于此,本申请提出一种将轮盖20设置为直线段+圆锥弧段的过流型线的设计,其在轮盖20的弧形部21的末端增加一个上翻引流的直线段,如图11和图12所示。如此,可以在风叶内部实现对气流出流方向的引导,降低下游气流大幅折转带来的损失,提升风量,降低功耗,改善噪音。
在一种可能的实施方式中,在第一方向Z上,轮盖20的高度为SH1,直线部22的高度为SH2,其中,SH2:SH1的范围为0.08~0.4;和/或,弧形部21的型线曲率为0.15~0.35;和/或,弧形部21的远离直线部22的一端的角度为α,且满足如下条件:45°≤α≤60°。如此设置,可以同时兼顾轮盖20的导流性能和提升叶轮1风量。
如图12所示,轮盖20在第一方向Z上的总高度为SH1,直线部22在第一方向Z上的高度为SH2,弧形部21在第一方向Z上的总高度为(SH1-SH2)。当直线部22SH2的高度与轮盖20的高度SH1的比值为0.08时,此时,直线部22的导流长度较小,直线部22与叶片10匹配的径向间隙偏大,容积损失加大;当直线部22SH2的高度与轮盖20的高度SH1的比值为0.4时,此时,直线部22的导流长度较大,弧形部21的布局空间较小,轮盖20的导流特性变差,风量损失同样加大。在实际使用中,可以在叶轮1导流性能和容积损失之间取综合较优值。例如但不限于,SH2:SH1=0.256。
当弧形部21的型线曲率为0.15时,此时,弧形部21的弯曲程度较小,轮盖20对叶轮气流的引导性相对微弱,下游风量损失相对较大。当弧形部21的型线曲率为0.35时,此时,弧形部21的弯曲程度较大,轮盖20挤压较多叶片面积,不利于发挥叶片10做功能力。在实际使用中,应兼顾轮盖20引流特性与尽可能少的挤占叶片10面积,例如但不限于,弧形部21的型线曲率rho为0.25。
当弧形部21的远离直线部22的一端的型线与竖直方向的夹角α为45°时,此时,说明弧形部21的凹陷程度较大,对出口气流的引流特性较好,但叶片10挤占面积较多。当弧形部21的远离直线部22的一端的型线与竖直方向的夹角α为60°时,此时,说明弧形部21的凹陷程度较小,对出口气流的引流特性相对较差,但叶片10挤占面积较小。例如但不限于,α=53°。
在一种可能的实施方式中,在叶轮1的径向上,底盘30的直径为D1,轮盖20的直径为D2,其中,D2:D1的范围为1.02~1.1。如此设置,可以限定叶片10尾缘12的倾斜幅度,使其处于合适的倾斜角度,保证叶片10尾缘12在第一方向Z上的气流均匀性,提高叶片10的气动性能,抑制噪声产生。
如图2和图13所示,底盘30在叶轮1的径向上的直径为D1,轮盖20在叶轮1的径向上的直径为D2,其中轮盖20与底盘30的直径不相同。当轮盖20的直径与底盘30的直径之比为1.02时,此时,轮盖20尺寸几乎与底盘30尺寸相同,叶片10展向做功能力调制性能微弱;叶片10尾缘12较为陡峭,叶片10尾缘12相较于叶轮1轴线的倾斜角度较小,叶片10弦长变化不大,叶片10扭矩减小程度较小,功耗较大,噪音较大。当轮盖20的直径与底盘30的直径之比为1.1时,此时,轮盖20尺寸与底盘30尺寸相差较大,叶片10展向做功能力调制性能较强;叶片10尾缘12较为平坦,叶片10尾缘12相较于叶轮1轴线的倾斜角度较大,叶片10弦长变化较大,叶片10扭矩减小程度较大,功耗较小,噪音较小。在实际使用中,可以在叶轮1展向做功能力调制性能和扭矩减小程度/功耗大小/噪声大小之间取平衡值。例如但不限于,D2:D1=1.043。
如图14所示,第三方面,本申请还提供了一种通风设备,其特征在于,包括外壳2、如上所述的叶轮1及电机3,叶轮1转动设置在外壳2内,电机3设置在叶轮1的轮毂40的转动中心轴处。通过驱动电机3转动,带动叶轮1转动。叶轮1的目的是使气流穿过换热器,进而使气流与换热器中的冷媒进行热交换,从而达到制冷或制热的效果。该叶轮1的具体结构参照上述实施例,由于本通风设备采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。例如但不限于,本通风设备可以为空调器,该空调器可以应用于内嵌式天井机中。
应理解的是,文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的,而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出,否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的,并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行,除非明确指出执行顺序。还应当理解,可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段,但是,这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出,否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此,以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (13)
1.一种叶片,其特征在于,所述叶片具有相对设置的顶面和底面,所述叶片的尾缘沿所述底面至所述顶面的第一方向上依次设置有第一锯齿段、第二锯齿段及第三锯齿段,所述第一锯齿段的第一锯齿的尺寸大于所述第二锯齿段的第二锯齿的尺寸,所述第二锯齿段的第二锯齿的尺寸大于所述第三锯齿段的第三锯齿的尺寸。
2.根据权利要求1所述的叶片,其特征在于,在所述第一方向上,所述叶片的总高度为h,所述第一锯齿段的高度为h1,所述第二锯齿段的高度为h2,其中,h1:h的范围为0.15~0.25,(h2+h1):h的范围为0.3~0.5。
3.根据权利要求2所述的叶片,其特征在于,所述第一锯齿的尺高为d1,所述第一锯齿的齿深为L1,其中,L1:d1的范围为0.6~0.8;和/或,
所述第二锯齿的尺高为d2,所述第二锯齿的齿深为L2,其中,L2:d2的范围为1.1~1.5;和/或,
所述第三锯齿的尺高为d3,所述第三锯齿的齿深为L3,其中,L3:d3的范围为0.5~0.7。
4.根据权利要求1所述的叶片,其特征在于,所述叶片的二维翼型的中型线为自由曲线,且所述自由曲线与单圆弧线呈X型或Y型交叉设置。
5.根据权利要求4所述的叶片,其特征在于,在所述叶片的前缘至所述的尾缘的方向上,所述自由曲线的起点和叶轮的中心点之间的连线与所述自由曲线的终点和叶轮的中心点之间的连线之间的夹角为γ,所述自由曲线的起点和叶轮的中心点之间的连线与所述自由曲线和单圆弧线的交点和叶轮的中心点的连线之间的夹角为γ1,其中,γ1:γ的范围为0.6~0.85。
6.根据权利要求5所述的叶片,其特征在于,所述γ1:γ的比值沿所述第一方向逐渐减小。
7.根据权利要求1所述的叶片,其特征在于,所述叶片设有多个,多个所述叶片非等距排布在叶轮的圆周方向上,其中,多个所述叶片的分布规律满足正弦调制理论。
8.根据权利要求1所述的叶片,其特征在于,在所述第一方向上,所述叶片的尾缘呈渐扩设置。
9.一种叶轮,其特征在于,包括:
轮毂;
底盘,设置于所述轮毂的外周侧;
轮盖,与所述底盘相对且同心设置;以及
如权利要求1至8任一项所述的叶片,设置于所述底盘和所述轮盖之间,所述叶片的顶面朝向所述轮盖设置。
10.根据权利要求9所述的叶轮,其特征在于,所述轮盖包括轴向连接的弧形部和直线部,所述弧形部朝向所述底盘设置,所述直线部与所述弧形部的连接处相切。
11.根据权利要求10所述的叶轮,其特征在于,在所述第一方向上,所述轮盖的高度为SH1,所述直线部的高度为SH2,其中,SH2:SH1的范围为0.08~0.4;和/或,
所述弧形部的型线曲率为0.15~0.35;和/或,
所述弧形部的远离所述直线部的一端的角度为α,且满足如下条件:45°≤α≤60°。
12.根据权利要求9所述的叶轮,其特征在于,在所述叶轮的径向上,所述底盘的直径为D1,所述轮盖的直径为D2,其中,D2:D1的范围为1.02~1.1。
13.一种通风设备,其特征在于,包括外壳、如权利要求9至12任一项所述的叶轮及电机,所述叶轮转动设置在所述外壳内,所述电机设置在所述叶轮的轮毂的转动中心轴处。
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