CN1321837A - 离心式叶轮及空气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有后向叶片的离心式叶轮,可专门应用于空气净化装置、空调机、送风和换气风扇,这种叶轮在不降低叶片效率和不增大噪声的情况下增加处理风量。叶片的出口角度在从叶片出口侧开始到叶片长度的1/2到1/3的位置处约为40－60度,并且叶片沿叶片旋转方向一侧倾斜,利用这种结构可在不降低叶片效率的情况下增加处理风量。

Description

离心式叶轮及空气净化装置
本发明涉及一种具有后向叶片的离心式叶轮，特别是高效率、大风量、低噪声的空气净化装置、空调器、送风及换气风扇。
现有的后向叶片的离心式叶轮记载在例如特开平6-257595号公报中。
对于现有的后向叶片的离心式叶轮，如果要提高处理风量，就要增大叶片角度，在叶片入口处的叶片压力面上流入气流发生冲撞，从而有增大噪声的可能。另外，增大了叶片出口气流的旋流部分，从而降低了叶片效率。
本发明的目的就是要解决上述问题，并提供一种具有叶片外径大体相同、能不降低叶片效率并增加处理风量的后向叶片的叶轮的离心式叶轮、空气净化装置及风机的室外机等。
为了完成上述目的，本发明的离心式叶轮具有连接在电机轴上的芯板和与该芯板相对设置的侧板，而且在所述芯板与所述侧板之间，沿圆周方向间隔地设置朝反转方向侧倾斜的后向叶片，这些后向叶片从上述侧板的外周起至其长度的约1/2-1/3.5处弯曲并朝叶片旋转方向倾斜，出口角相对于所述出口部分的所述侧板的外周切线方向呈40-60度角。
按照本发明的离心式叶轮，其特征在于后向叶片的入口部分为翼形。
按照本发明，其特征在于它是一种具有所述离心式叶轮的空气净化装置。另外，按照本发明，其特征在于具有离心式叶轮的空气净化装置在该离心式叶轮的出口侧的主机体内设有静压回收叶片。
图1是本发明的离心式叶轮的实施例的结构图
图2是图1中所示的离心式叶轮的第一实施例的顶视图
图3上本发明的离心式叶轮的第一实施例的后向叶片透视图
图4是本发明的离心式叶轮与图9所示的传统离心式叶轮在风量-静压特性、风量-效率特性上相比较的曲线图
图5是图1所示的离心式叶轮的第二实施例的顶视图；
图6是本发明离心式叶轮的第二实施例的后向叶片的透视图；
图7是本发明第三实施例的空气净化装置的结构断面图；
图8是图7的纵断面结构图；
图9传统的具有后向叶片的离心式叶轮的示意图。
本发明的离心式叶轮连接在例如图7所示的电机10的电机轴上，并且具有芯板1和侧板2，其中芯板1从金属板材上延伸，以使电机10能安装在该芯板1上；侧板2与芯板1相对设置并形成在金属板材上，它具有侧板开口部分2a，叶片3在芯板1和侧板2之间并沿圆周方向以恒定的间隔布置，且沿反转的方向倾斜。如图3所示，多个后向叶片3分别由例如在具有一个平面或平滑凸面的压力表面的金属板材构成。而且，在芯板1、侧板2和多个叶片3之间形成了空气流路。当以上述方式构成的离心式叶轮旋转时，通过后向叶片3的叶片压力面11的推动，使空气从侧板开口部分2a流入，从而得到处理的风量。
在本发明的第一实施例中，上述后向叶片3从背压面延伸的表面与侧板2的外周的交点处于叶片长度(即从侧板的外周至内周的虚线部分的长度)L的约1/2-1/(3.5)距离的位置8b处沿叶片旋转方向弯曲，叶片在交点4a处相对于侧板2的切线方向的出口角6约为40-60度。
另外，为了提高图9中所示的传统的具有后向叶片3′的离心式叶轮的处理风量而增大了叶片入口角7和叶片出口角6。但是，叶轮的噪声主要与叶片入口部分5的形状有关，如果增大叶片入口角7，则在叶片入口部分5处的气流流入速度的相对流入速度分量(W1)17就增加了，下列关系式(公式1)表示出口噪声(SL)增大的趋势：
           SL∝LOG10×W1 6                 (公式1)
另外，叶轮的效率主要与叶片出口的形状有关，如果增大叶片出口角6，则作为叶片出口处的流出速度分量16的损失分量(或动压分量)也会增大。这样就增大了离心式叶轮的总压与动压分量的比，从而降低了效率。
但是，按照上述第一实施例，通过将后向叶片3在叶片长度L在从后向叶片3的背压面的延长面与侧板2的外周的交点8的1/2--1/(3.5)距离的位置8b处沿叶片的旋转方向弯曲，并且使叶片出口角相对于侧板2外周在叶片3的出口部分4处的切线方向约为40-60度，这样便可在不降低离心式叶轮的效率的情况下提高处理风量。
另外，可以观察到在后向叶片3上压力面11的气流状态，该气流状态在入口处流速急剧增大，然后从后向叶片3的凸面顶点附近(叶片长度L的约1/2附近)逐渐减速，在这种关系下，如果叶片出口角6增大的位置8b离前端8a太远，则流速急剧降低，从而对噪声产生影响，因此，从交点8a至位置8b处的长度宜为叶片长度L的1/2-1/(3.5)。另外，如果叶片3的出口部分4处的出口角6大于60度，则可能增大在叶片3的出口部分4处的气流流出速度的损失分量(动压分量)，即增大旋转流出速度分量16，从而降低了效率，因此出口角6不应大于60度。
图4为本发明的离心式叶轮(出口角度40度或60度)与图9所示的传统离心式叶轮(出口角度29度)的风量-静压特性、风量-效率特性的比较图。
从图4中可以看出，对于本发明的离心式叶轮来说，后向叶片3在叶片长度L的1/2-1/3的位置8b处向叶片旋转方向一侧弯曲，使出口部分4的出口角6在40-60度的范围，这样，与传统技术相比，在保持离心式叶轮效率的同时，可增大处理风量。
另外，本发明的离心式叶轮由于可得到更大的风量，所以与相同风量的传统离心式叶轮相比，设定的旋转转数较低，从而可构成低噪声的离心式叶轮。
下面将参照图5和图6说明本发明离心式叶轮的第二实施例。图5是表示图1所示的离心式叶轮的第二实施例的顶视图，图6是表示本发明离心式叶轮的第二实施例的后向叶片的透视。
本发明的第二实施例是将第一实施例中的后向叶片3在入口部分5上形成一个前端形状，例如通过弯曲金属板材来形成该前端部分，从而形成翼形。这样，在叶片3的入口部分5处形成翼形，可使从侧板开口部分2a流入的空气流不会产生分层地流入离心式叶轮的空气流路。
这样，可防止由于空气流的分层而产生的噪声，并可使第一实施例中的离心式叶轮在低噪声下运行。
下面将参照图7和图8说明具有本发明第一或第二实施例的离心式叶轮的空气净化装置。图7是作为第三实施例的空气净化装置的结构断面图，图8是图7的纵面图。
第三实施例的空气净化装置由第一或第二实施例的离心式叶轮9、使该离心式叶轮9旋转的电机10、固定安装离心式叶轮9和电机10的电机座12、用于容纳主体的主壳体14以及用于净化从离心式叶轮中的空气流的过滤器15等构成。此外，在主壳体4的上表面设有对吸入空气流进行整流的喇叭嘴8。
在上述空气净化装置中，用于回收静压的呈弯曲表面形状的叶片
前端垂直地设置在电机座12与主壳体14之间，并且离心式叶轮9的外周相隔恒定的距离。通过设置静压回收叶片13，因可由静压回收叶片13来妨碍在离心叶轮9的叶片出口4处的由作为气流流出速度损失量(动压量)的旋转流出速度成分16构成的旋转气流18，从而能够回收静压。因此，该空气净化装置可增加处理风量，从而可提高离心式叶轮9的效率。
而且，上述的第一和第二实施例的离心式叶轮也能应用于风机的室外机。
本发明在不降低叶片效率的情况下可提高具有后向叶片的离心式叶轮的处理风量。
另外，本发明还提供一种空气净化装置，它可增大风量并提高离心式叶轮的效率。

Claims (4)

1．一种离心式叶轮，包括与电机轴相连的芯板和与所述芯板相对的侧板，在上述芯板和上述侧板之间沿圆周方向按一定间隔设置向反转方向倾斜的后向叶片，其特征在于所述后向叶片在距上述侧板的外周的距离约为叶片长度的1/2-1/(3.5)的距离的位置处弯曲，使出口部分沿叶片旋转的方向倾斜，出口部分相对所述侧板的外周的切线方向的出口角约为40-60度。
2．按照权利要求1的离心式叶轮，其特征在于各后向叶片在入口部分形成翼形。
3．一种空气净化装置，它包括权利要求1或2限定的离心式叶轮。
4．一种空气净化装置，它包括权利要求1或2限定的离心式叶轮，在该离心式叶轮的出口侧的主壳体内设有静压回收叶片。
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