CN211737560U - 双叶片固定的聚类风叶结构及轴流风扇 - Google Patents

双叶片固定的聚类风叶结构及轴流风扇 Download PDF

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陈伟健
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Abstract

本实用新型公开了一种双叶片固定的聚类风叶结构及轴流风扇，其中，双叶片固定的聚类风叶结构包括轮毂和至少一组聚类叶片，聚类叶片包括第一叶片、第二叶片和第三叶片，第一叶片的叶片内缘和第二叶片的叶片内缘分别与轮毂相连接，第二叶片的叶片外缘与第一叶片的背风面相连接，第三叶片的叶片内缘连接于第二叶片的背风面上，其中，第一叶片与第二叶片之间，和/或第一叶片与第三叶片之间，和/或第二叶片与第三叶片之间存在间隔；轮毂与第一叶片之间的相交处，和/或轮毂与第二叶片之间的相交处，和/或第二叶片与第一叶片之间的相交处，和/或第二叶片与第三叶片之间的相交处设有降噪结构。该双叶片固定的聚类风叶结构既可提高轴流风扇的出风量，又可使轴流风扇获得低噪音的效果。

Description

双叶片固定的聚类风叶结构及轴流风扇
技术领域
本实用新型属于风扇技术领域，具体涉及一种双叶片固定的聚类风叶结构及轴流风扇。
背景技术
现有技术中，应用于家用电器中的轴流风机，普遍存在以下问题：
1、为了提高风机的出风量，风叶的转速一般比较快，然而这样会使得风机产生的噪音也较大；
2、为了达到低噪音的效果，主要通过降低风叶的转速来实现，然而这样会牺牲风叶的性能，使得风机的出风量降低。
因此，如何保证轴流风机出风量的同时，又可达到低噪音的效果，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种双叶片固定的聚类风叶结构及轴流风扇，该双叶片固定的聚类风叶结构既可提高轴流风扇的出风量，又可使轴流风扇获得低噪音的效果。
本实用新型为达到其目的，所采用的技术方案如下：
一种双叶片固定的聚类风叶结构，包括轮毂和至少一组聚类叶片，所述聚类叶片包括第一叶片、第二叶片和第三叶片，所述第一叶片的叶片内缘和所述第二叶片的叶片内缘分别与所述轮毂相连接，所述第二叶片的叶片外缘与第一叶片的背风面相连接，所述第三叶片的叶片内缘连接于所述第二叶片的背风面上，其中，所述第一叶片与所述第二叶片之间，和/或所述第一叶片与所述第三叶片之间，和/或所述第二叶片与所述第三叶片之间存在间隔；所述轮毂与所述第一叶片之间的相交处，和/或所述轮毂与所述第二叶片之间的相交处，和/或所述第二叶片与所述第一叶片之间的相交处，和/或所述第二叶片与所述第三叶片之间的相交处设有降噪结构。
进一步地，所述轮毂和/或所述第一叶片和/或所述第二叶片和/或所述第三叶片上设有所述降噪结构。
进一步地，所述聚类叶片为一体式结构。
进一步地，所述轮毂的形状包括圆台形。
进一步地，所述第一叶片的内安装角为15°～75°、外安装角为10°～70°，和/或所述第二叶片的内安装角为15°～75°、外安装角为10°～70°，和/或所述第三叶片的内安装角为15°～75°、外安装角为10°～70°。
进一步地，所述第一叶片在各垂直切面的扭曲角度为0°～180°，和/或所述第二叶片在各垂直切面的扭曲角度为0°～180°，和/或所述第三叶片在各垂直切面的扭曲角度为0°～180°。
进一步地，所述降噪结构包括波浪形结构、锯齿形结构、V字形结构、W字形结构、半圆形结构、开孔结构中的任意一种结构或任意多种结构的组合。
进一步地，所述第一叶片与所述第二叶片之间，和/或所述第一叶片与所述第三叶片之间，和/或所述第二叶片与所述第三叶片之间的位置关系如下：
以前叶片的最高点为边界，作垂直所述前叶片的倾斜面的中心线；
经过后叶片的最低点和所述前叶片的最高点的直线为第一参考线，经过所述后叶片的最高点与所述前叶片的最高点的直线为第二参考线；
所述中心线与所述第一参考线之间所形成的夹角为第一夹角，所述中心线与所述第二参考线之间所形成的夹角为第二夹角，所述第一夹角的范围为0°～90°，所述第二夹角的范围为0°～180°；
其中，所述前叶片是指在所述双叶片固定的聚类风叶结构做圆周运动时，相邻的两个叶片中位置在前的叶片；所述后叶片是指在所述双叶片固定的聚类风叶结构做圆周运动时，相邻的两个叶片中位置在后的叶片。
进一步地，所述双叶片固定的聚类风叶结构具有多个风叶实度值，其中，所述风叶实度值计算公式为：
Figure BDA0002350569970000021
(i和n均为正整数，且i≥1，n＞i)，式中，SD为所述双叶片固定的聚类风叶结构在直径D下的所述风叶实度值，Li为叶片i的叶片弦长，
Figure BDA0002350569970000022
为在同一直径D下各个叶片的叶片弦长之和，n为在同一直径D下所存在的叶片数量。
对应地，本实用新型还提出一种轴流风扇，包括前述的双叶片固定的聚类风叶结构。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提出的双叶片固定的聚类风叶结构，通过在轮毂上设置至少一组聚类叶片，而一组聚类叶片中至少含有三个相互连接且相互之间存在间隔的第一叶片、第二叶片和第三叶片，如此，在风叶运转时，聚类叶片上的第一叶片、第二叶片和第三叶片均可在有限的空间内做功，因此聚类叶片的做功效率高，出风量大，同时，通过在各个部件之间的一个或多个相交处设置降噪结构，在风叶运转的过程中，可有效把流场消散形成的噪声能量转化为动压，因此在提高出风量的同时，可降低噪音，从而同时兼顾了风叶的高性能和低噪音。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。
图1为本实用新型一实施例中双叶片固定的聚类风叶结构的正面立体结构示意图；
图2为本实用新型一实施例中双叶片固定的聚类风叶结构的背面立体结构示意图；
图3为本实用新型一实施例中双叶片固定的聚类风叶结构的俯视图；
图4为图3中沿C-C方向的结构示意图；
图5为本实用新型一实施例中双叶片固定的聚类风叶结构的侧面结构示意图；
图6为本实用新型一实施例中第一叶片与第三叶片之间的位置关系的几何示意图；
图7为本实用新型一实施例中降噪结构的组合方式示意图；
图8为本实用新型另一实施例中降噪结构的组合方式示意图。
附图标记说明：
1-轮毂，2-聚类叶片，21-第一叶片，22-第二叶片，23-第三叶片，3-降噪结构。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。
参照图1和图2，本实用新型实施例提供一种双叶片固定的聚类风叶结构，包括轮毂1和至少一组聚类叶片2，聚类叶片2包括第一叶片21、第二叶片22和第三叶片23，第一叶片21的叶片内缘和第二叶片22的叶片内缘分别与轮毂1相连接，第二叶片22的叶片外缘与第一叶片21的背风面相连接，第三叶片23的叶片内缘连接于第二叶片22的背风面上，其中，第一叶片21与第二叶片22之间，和/或第一叶片21与第三叶片23之间，和/或第二叶片22与第三叶片23之间存在间隔；轮毂1与第一叶片21之间的相交处，和/或轮毂1与第二叶片22之间的相交处，和/或第二叶片22与第一叶片21之间的相交处，和/或第二叶片22与第三叶片23之间的相交处设有降噪结构3。示例性地，轮毂1上的聚类叶片2设置有三组。
根据研究发现，风叶在运转的过程中，气流与叶片的几何面会存在显著的交互作用而形成流场不稳定的边界层，尤其是在过渡不顺畅的区域，如各个部件之间的相交区域；流场不稳定的边界层会强化小尺度紊流的发展，透过小尺度紊流机制，流场的能量被消散转化成噪声能量，从而带来更多的噪音。基于上述研究发现，在本实施例中，上述各个部件之间的相交处会在风叶运转的过程中产生不稳定的流场，进而带来噪音，因此通过在上述各个部件之间的任一相交处或多个相交处设置降噪结构3，可有效把流场消散形成的噪声能量转化为动压，从而可达到提高出风量和降低噪音的效果，同时，在风叶运转的过程中，聚类叶片2上的第一叶片21、第二叶片22和第三叶片23均可在有限的空间内做功，因此可保证风叶运转的过程中可产生较大的风量。
在本实施例中，该双叶片固定的聚类风叶结构通过在轮毂1上设置至少一组聚类叶片2，而一组聚类叶片2中至少含有三个相互连接且相互之间存在间隔的第一叶片21、第二叶片22和第三叶片23，如此，在风叶运转时，聚类叶片2上的第一叶片21、第二叶片22和第三叶片23均可在有限的空间内做功，因此聚类叶片2的做功效率高，出风量大，同时，通过在各个部件之间的一个或多个相交处设置降噪结构3，在风叶运转的过程中，可有效把流场消散形成的噪声能量转化为动压，因此在提高出风量的同时，可降低噪音，从而同时兼顾了风叶的高性能和低噪音。
参照图1、图2、图3和图5，在一个示例性的实施例中，轮毂1和/或第一叶片21和/或第二叶片22和/或第三叶片23上设有降噪结构3。例如，在一些具体的实施例中，可在轮毂1上设置降噪结构3，如此，可降低由于轮毂1所带来的噪音问题，达到进一步降低噪音的效果；其中，在具体实施时，当轮毂1的结构形式为轮毂1时，可在轮毂1的端部边缘上设置降噪结构3，当然也可以在轮毂1的其它部位上设置降噪结构3，只要能达到降噪的效果即可，对此不作具体的限定。又例如，在又一些具体的实施例中，可在第一叶片21和/或第二叶片22和/或第三叶片23上设置降噪结构3，如此，可在风叶运转时，减小气流通过各个叶片时的阻力，达到进一步降低噪音的效果；其中，在具体实施时，可在第一叶片21、第二叶片22、第三叶片23中的任一个叶片中设置降噪结构3，亦可在第一叶片21、第二叶片22、第三叶片23中的其中两个叶片中设置降噪结构3，当然还可在第一叶片21、第二叶片22和第三叶片23上均设置降噪结构3，对此不作具体的限定，其中，降噪结构3可设置在相关叶片的叶片前缘上(如第一叶片21的叶片前缘上)，亦可设置相关叶片的叶片后缘上(如第一叶片21的叶片后缘上)，还可设置相关叶片的叶片外缘上(如第一叶片21的叶片外缘上)，当然还可设置在相关叶片的其它部位上，只要能达到降噪的效果即可，对此不作具体的限定。
参照图1和图2，在一个示例性的实施例中，聚类叶片2为一体式结构，示例性地，第二叶片22分别与第一叶片21、第三叶片23相连接而形成一体，如此，在制造时可一体化注塑成型，有利于降低生产成本，同时也有利于保证聚类叶片2运转时的稳定性。
参照图1、图2和图4，在一个示例性的实施例中，轮毂1的形状可以是圆柱形，也可以是圆台形，其中，轮毂1的形状优选为圆台形，如此，通过对轮毂1进行倾斜设计，可进一步降低由于轮毂1所带来的噪音问题，达到进一步降低噪音的效果。
在一个示例性的实施例中，第一叶片21的内安装角为15°～75°、外安装角为10°～70°，和/或第二叶片22的内安装角为15°～75°、外安装角为10°～70°，和/或第三叶片23的内安装角为15°～75°、外安装角为10°～70°。
在本实施例中，通过对各个叶片的内安装角和外安装角进行优化，有利于进一步提升各个叶片的做功效率，从而有利于进一步提高风叶的出风量。此处需要说明的是，上述内安装角是指叶片与轮毂1相交线的两端点连成的直线相对于轮毂1中轴线的角度；上述外安装角是指叶片的宽度最大的界面的两端点连成的直线相对于轮毂1中轴线的角度。
在一个示例性的实施例中，第一叶片21在各垂直切面的扭曲角度为0°～180°，和/或第二叶片22在各垂直切面的扭曲角度为0°～180°，和/或第三叶片23在各垂直切面的扭曲角度为0°～180°；如此，通过对各个叶片的扭曲角度进行优化，有利于进一步提升各个叶片的做功效率，从而有利于进一步提高风叶的出风量。
参照图1、图2、图3和图5，在一个示例性的实施例中，降噪结构3包括但不限于，波浪形结构、锯齿形结构、V字形结构、W字形结构、半圆形结构、开孔结构中的任意一种结构或任意多种结构的组合。此处需要说明的是，当降噪结构3为上述多种结构的组合时，在一些实施例中，其组合形式可以是叠加组合的形式，示例性地，如图8所示，其组合形式可以是波浪形结构叠加组合V字形结构，此时，波浪形结构作为主形状的降噪结构3，V字形结构作为次形状的降噪结构3；在另一些实施例中，其组合形式也可以是连贯组合的形式，示例性地，如图7所示，其组合形式可以是波浪形结构连贯组合V字形结构，对此不作具体的限定。
参照图1、图2、图3、图5和图6，在一个示例性的实施例中，第一叶片21与第二叶片22之间，和/或第一叶片21与第三叶片23之间，和/或第二叶片22与第三叶片23之间的位置关系如下：
以前叶片的最高点为边界，作垂直前叶片的倾斜面的中心线；经过后叶片的最低点和前叶片的最高点的直线为第一参考线，经过后叶片的最高点与前叶片的最高点的直线为第二参考线；中心线与第一参考线之间所形成的夹角为第一夹角，中心线与第二参考线之间所形成的夹角为第二夹角，第一夹角的范围为0°～90°，第二夹角的范围为0°～180°；其中，前叶片是指在双叶片固定的聚类风叶结构做圆周运动时，相邻的两个叶片中位置在前的叶片；后叶片是指在双叶片固定的聚类风叶结构做圆周运动时，相邻的两个叶片中位置在后的叶片。举例而言，在本实施例中，在第一叶片21和第二叶片22两者中，第一叶片21可作为前叶片，第二叶片22可作为后叶片；同理，在第一叶片21和第三叶片23两者中，第一叶片21可作为前叶片，第三叶片23可作为后叶片；在第二叶片22和第三叶片23两者中，第三叶片23可作为前叶片，第二叶片22可作为后叶片。
在本实施中，为方便理解，以第一叶片21作为前叶片，第三叶片23作为后叶片为例进行说明：参照图6，假设第一叶片21的最高点为O，垂直于第一叶片21的倾斜面的中心线为L3，第三叶片23的最低点为A1，第三叶片23的最高点为A2，则可得经过A1和O的第一参考线为OA1，经过A2和O的第一参考线为OA2，进而可得到L3与OA1之间所形成的第一夹角为α，L3与OA2之间所形成的第二夹角为β，则第一叶片21与第三叶片23之间的位置关系所遵循的原则为：α＝0°～90°，β＝0°～180°，即，直观地，如图3所示，在沿出风方向相同或相反的投影上，第一叶片21与第二叶片22之间，和/或第一叶片21与第三叶片23之间，和/或第二叶片22与第三叶片23之间不存在重叠区域。
在一个示例性的实施例中，双叶片固定的聚类风叶结构具有多个风叶实度值，其中，风叶实度值计算公式为：
Figure BDA0002350569970000061
(i和n均为正整数，且i≥1，n＞i)，式中，SD为双叶片固定的聚类风叶结构在直径D下的风叶实度值，Li为叶片i的叶片弦长，
Figure BDA0002350569970000062
为在同一直径D下各个叶片的叶片弦长之和，n为在同一直径D下所存在的叶片数量。在一些具体的实施例中，直径D的范围可以是20mm～1.5m，风叶实度值的范围可以是0.05～0.95。
在本实施例中，该双叶片固定的聚类风叶结构具有多个风叶实度值，意味着不同直径下的每个叶片均可在其直径下的最外围做有效的功，而不局限于单个叶片在一个直径下的最外围做有效的功，如此使得双叶片固定的聚类风叶结构吹出来的风会相对于传统风叶更均匀、效率更高。
对应地，本实用新型实施例还提出一种轴流风扇，包括上述任一实施例中的双叶片固定的聚类风叶结构。
在本实施例中，得益于上述双叶片固定的聚类风叶结构的改进，该轴流风扇具有出风量大且噪音低的优点。
在本实用新型的上述实施例中，需要说明的是，本领域技术人员可以理解，叶片内缘是指叶片与轮毂1相连的一端边缘，叶片外缘是指叶片上与叶片内缘相对的另一端边缘，叶片前缘是指叶片旋转时位置在前的叶片边缘，叶片后缘是指叶片旋转时位置在后的叶片边缘，背风面是指叶片上背靠出风方向的叶片面。
在本实用新型的上述实施例中，需要说明的是，上述“双叶片固定”是指单个聚类风叶2的其中两个叶片与轮毂1连接，以使聚类风叶2固定在轮毂1上。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种双叶片固定的聚类风叶结构，其特征在于，包括轮毂和至少一组聚类叶片，所述聚类叶片包括第一叶片、第二叶片和第三叶片，所述第一叶片的叶片内缘和所述第二叶片的叶片内缘分别与所述轮毂相连接，所述第二叶片的叶片外缘与第一叶片的背风面相连接，所述第三叶片的叶片内缘连接于所述第二叶片的背风面上，其中，所述第一叶片与所述第二叶片之间，和/或所述第一叶片与所述第三叶片之间，和/或所述第二叶片与所述第三叶片之间存在间隔；所述轮毂与所述第一叶片之间的相交处，和/或所述轮毂与所述第二叶片之间的相交处，和/或所述第二叶片与所述第一叶片之间的相交处，和/或所述第二叶片与所述第三叶片之间的相交处设有降噪结构。
2.根据权利要求1所述的双叶片固定的聚类风叶结构，其特征在于，所述轮毂和/或所述第一叶片和/或所述第二叶片和/或所述第三叶片上设有所述降噪结构。
3.根据权利要求1所述的双叶片固定的聚类风叶结构，其特征在于，所述聚类叶片为一体式结构。
4.根据权利要求1所述的双叶片固定的聚类风叶结构，其特征在于，所述轮毂的形状包括圆台形。
5.根据权利要求1所述的双叶片固定的聚类风叶结构，其特征在于，所述第一叶片的内安装角为15°～75°、外安装角为10°～70°，和/或所述第二叶片的内安装角为15°～75°、外安装角为10°～70°，和/或所述第三叶片的内安装角为15°～75°、外安装角为10°～70°。
6.根据权利要求1所述的双叶片固定的聚类风叶结构，其特征在于，所述第一叶片在各垂直切面的扭曲角度为0°～180°，和/或所述第二叶片在各垂直切面的扭曲角度为0°～180°，和/或所述第三叶片在各垂直切面的扭曲角度为0°～180°。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的双叶片固定的聚类风叶结构，其特征在于，所述降噪结构包括波浪形结构、锯齿形结构、V字形结构、W字形结构、半圆形结构、开孔结构中的任意一种结构或任意多种结构的组合。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的双叶片固定的聚类风叶结构，其特征在于，所述第一叶片与所述第二叶片之间，和/或所述第一叶片与所述第三叶片之间，和/或所述第二叶片与所述第三叶片之间的位置关系如下：
以前叶片的最高点为边界，作垂直所述前叶片的倾斜面的中心线；
经过后叶片的最低点和所述前叶片的最高点的直线为第一参考线，经过所述后叶片的最高点与所述前叶片的最高点的直线为第二参考线；
所述中心线与所述第一参考线之间所形成的夹角为第一夹角，所述中心线与所述第二参考线之间所形成的夹角为第二夹角，所述第一夹角的范围为0°～90°，所述第二夹角的范围为0°～180°；
其中，所述前叶片是指在所述双叶片固定的聚类风叶结构做圆周运动时，相邻的两个叶片中位置在前的叶片；所述后叶片是指在所述双叶片固定的聚类风叶结构做圆周运动时，相邻的两个叶片中位置在后的叶片。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的双叶片固定的聚类风叶结构，其特征在于，所述双叶片固定的聚类风叶结构具有多个风叶实度值，其中，所述风叶实度值计算公式为：
Figure FDA0002350569960000021
(i和n均为正整数，且i≥1，n＞i)，式中，SD为所述双叶片固定的聚类风叶结构在直径D下的所述风叶实度值，Li为叶片i的叶片弦长，
Figure FDA0002350569960000022
为在同一直径D下各个叶片的叶片弦长之和，n为在同一直径D下所存在的叶片数量。
10.一种轴流风扇，包括如权利要求1至9中任一项所述的双叶片固定的聚类风叶结构。
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