CN216199224U - 一种离心风轮以及空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离心风轮以及空调器，涉及空调技术领域。该离心风轮包括叶轮前盘和多个第一风叶。多个第一风叶呈环形阵列地设置于叶轮前盘内，第一风叶相对设置有凹缘侧和凸缘侧，凹缘侧的横截面包括至少两段半径不同且依次连接的圆弧，凸缘侧的横截面为三段曲线依次连接形成的拟合曲线。与现有技术相比，本实用新型提供的离心风轮由于采用了至少两段圆弧组成的凹缘侧以及呈拟合曲线设置的凸缘侧，所以能够提高出风效率，增大出风量，降低产生的噪音，提升用户的舒适度。

Description

一种离心风轮以及空调器

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，特别涉及一种离心风轮以及空调器。

背景技术

目前，空调器中通常利用离心风机使气流与换热器中的冷媒进行热交换，以达到制冷或者制热的效果，在此过程中，大量气流经过离心风机的离心风轮，使得离心风轮成为空调器中噪音产生的主要影响因素。

现在的离心风轮大多采用多翼前向的形式，其横截面的风叶型线由单圆弧组成，风叶沿弦长方向等厚度或者无变化规律，因此在运转过程中会引起周围气体压力脉动，气压作用在蜗壳部件上形成噪音，并造成一定的风量损失，导致出风效率低，严重影响用户的舒适度。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是如何提高出风效率，增大出风量，降低产生的噪音，提升用户的舒适度。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供了一种离心风轮，包括叶轮前盘和多个第一风叶，多个第一风叶呈环形阵列地设置于叶轮前盘内，第一风叶相对设置有凹缘侧和凸缘侧，凹缘侧的横截面包括至少两段半径不同且依次连接的圆弧，凸缘侧的横截面为三段曲线依次连接形成的拟合曲线，拟合曲线的函数关系为：

其中，x的单位为毫米，x轴方向为位于第一风叶中弧线的两端连线上且从第一风叶到叶轮前盘的方向，y轴方向为垂直于x轴且从凹缘侧到凸缘侧的方向，原点为第一风叶的中弧线远离叶轮前盘的一端的端点。与现有技术相比，本实用新型提供的离心风轮由于采用了至少两段圆弧组成的凹缘侧以及呈拟合曲线设置的凸缘侧，所以能够提高出风效率，增大出风量，降低产生的噪音，提升用户的舒适度。

进一步地，当x＝4.45时，凹缘侧与凸缘侧的间距最大，第一风叶的厚度最大。第一风叶的厚度在x轴方向上先逐渐增大，再逐渐减小，以使流经第一风叶的气流先向风叶两侧向外扩散，再沿着凹缘侧和凸缘侧相互靠近，降低空气阻力，提高出风效率。

进一步地，凹缘侧的横截面包括依次连接的第一圆弧和第二圆弧，第一圆弧通过第二圆弧与叶轮前盘连接，第二圆弧的半径与第一圆弧的半径的比值范围为1.52至1.7。合理的第二圆弧的半径与第一圆弧的半径的比值能够提高对空气的导流效果，从而增大出风量，提高出风效率。

进一步地，第一圆弧的圆心角范围为70度至83度。合理的第一圆弧的圆心角能够保证第一圆弧有足够的弧长对空气进行导流，从而提高导风效果，降低产生的噪音。

进一步地，第一风叶远离叶轮前盘的一端设置有前缘侧，凹缘侧通过前缘侧与凸缘侧连接，前缘侧的横截面为第三圆弧，第三圆弧的半径范围为0.5毫米至0.7毫米。合理的第三圆弧的半径能够在保证导风效果的同时最大限度地降低空气阻力。

进一步地，以叶轮前盘的中点为圆心且以叶轮前盘的中点与原点的距离为半径形成的圆与第一风叶中弧线之间形成进口安装角，进口安装角的范围为60度至70度。合理的进口安装角能够在保证出风量的同时有效提高第一风叶的静压比和等熵效率。

进一步地，离心风轮还包括叶轮后盘和多个第二风叶，多个第二风叶呈环形阵列地设置于叶轮后盘内，叶轮后盘与叶轮前盘同轴设置。叶轮前盘和叶轮后盘能够同步转动，以带动多个第一风叶和多个第二风叶运动，从而实现出风功能，增大出风量。

进一步地，第一风叶和第二风叶错位设置，在叶轮前盘或者叶轮后盘的周向上，第一风叶转动至相邻一个第二风叶所在位置的角度与第二风叶转动至相邻一个第一风叶所在位置的角度的比值范围为0.5至0.7。合理的错齿比能够有效提高出风效率，并降低风噪。

进一步地，相邻两个第一风叶的间距范围为9.5毫米至10.5毫米。合理的相邻两个第一风叶的间距能够在保证导风效果的同时尽可能地提高出风量。

第二方面，本实用新型提供了一种空调器，包括上述的离心风轮，该离心风轮包括叶轮前盘和多个第一风叶，多个第一风叶呈环形阵列地设置于叶轮前盘内，第一风叶相对设置有凹缘侧和凸缘侧，凹缘侧的横截面包括至少两段半径不同且依次连接的圆弧，凸缘侧的横截面为三段曲线依次连接形成的拟合曲线，拟合曲线的函数关系为：

其中，x的单位为毫米，x轴方向为位于第一风叶中弧线的两端连线上且从第一风叶到叶轮前盘的方向，y轴方向为垂直于x轴且从凹缘侧到凸缘侧的方向，原点为第一风叶的中弧线远离叶轮前盘的一端的端点。空调器能够提高出风效率，增大出风量，降低产生的噪音，提升用户的舒适度。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例所述的离心风轮的轴侧视图；

图2是本实用新型第一实施例所述的离心风轮中叶轮前盘与第一风叶连接的结构示意图；

图3是本实用新型第一实施例所述的离心风轮中叶轮前盘与第一风叶连接的一个数学模型图；

图4是本实用新型第一实施例所述的离心风轮中第一风叶的凸缘侧的数学模型图；

图5是本实用新型第一实施例所述的离心风轮中叶轮前盘与第一风叶连接的另一个数学模型图；

图6是本实用新型第一实施例所述的离心风轮的主视图。

附图标记说明：

100-离心风轮；110-叶轮前盘；120-叶轮后盘；130-第一风叶；131-凹缘侧；132-凸缘侧；133-前缘侧；140-第二风叶。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

请参照图1，本实用新型实施例提供了一种离心风轮100，用于带动空气流动。其能够提高出风效率，增大出风量，降低产生的噪音，提升用户的舒适度。

需要说明的是，离心风轮100应用于离心风机(图未示)中，离心风机包括驱动电机(图未示)和离心风轮100。驱动电机与离心风轮100传动连接，驱动电机能够带动离心风轮100转动，以使离心风轮100产生负压，从而带动空气流动产生出风气流。

离心风轮100包括叶轮前盘110、叶轮后盘120、多个第一风叶130和多个第二风叶140。其中，叶轮前盘110和叶轮后盘120均呈环状，且直径相等，叶轮后盘120与叶轮前盘110同轴设置，多个第一风叶130和多个第二风叶140均设置于叶轮前盘110和叶轮后盘120之间。具体地，多个第一风叶130呈环形阵列地设置于叶轮前盘110内，多个第二风叶140呈环形阵列地设置于叶轮后盘120内。在驱动电机带动离心风轮100转动的过程中，叶轮前盘110和叶轮后盘120同步转动，以带动多个第一风叶130和多个第二风叶140运动，从而实现出风功能，增大出风量。

请结合参照图2、图3和图4，本实施例中，第一风叶130呈折弯状，以对空气进行导流，降低空气阻力，提高出风效率，增大出风量。具体地，第一风叶130相对设置有凹缘侧131和凸缘侧132，凹缘侧131即为第一风叶130向内凹陷的一侧，凸缘侧132即为第一风叶130向外凸出的一侧。凹缘侧131的横截面包括至少两段半径不同且依次连接的圆弧，凸缘侧132的横截面为三段曲线依次连接形成的拟合曲线。

值得注意的是，凹缘侧131的横截面包括依次连接的第一圆弧和第二圆弧，第二圆弧设置于第一圆弧和叶轮前盘110之间，第一圆弧通过第二圆弧与叶轮前盘110连接，第一圆弧和第二圆弧的圆心均位于凹缘侧131远离凸缘侧132的一侧。为了便于理解，将第一圆弧表示为ab段，将第二圆弧表示为bc段。在离心风轮100转动的过程中，气流在凹缘侧131上从第一圆弧朝第二圆弧的方向流动。但并不仅限于此，在其它实施例中，凹缘侧131的横截面可以包括三段或者四段依次连接的圆弧，对形成凹缘侧131的圆弧的段数不作具体限定。

需要说明的是，第二圆弧的半径与第一圆弧的半径的比值范围为1.52至1.7。合理的第二圆弧的半径与第一圆弧的半径的比值能够提高对空气的导流效果，从而增大出风量，提高出风效率。为了便于理解，将第一圆弧的半径表示为L，将第二圆弧的半径表示为M。本实施例中，第二圆弧的半径与第一圆弧的半径的比值为1.6，但并不仅限于此，在其它实施例中，第二圆弧的半径与第一圆弧的半径的比值可以为1.52，也可以为1.7，对第二圆弧的半径与第一圆弧的半径的比值大小不作具体限定。

进一步地，第一圆弧的圆心角范围为70度至83度，合理的第一圆弧的圆心角能够保证第一圆弧有足够的弧长对空气进行导流，从而提高导风效果，降低产生的噪音。为了便于理解，将第一圆弧的圆心角表示为A。本实施例中，第一圆弧的圆心角为76度，但并不仅限于此，在其它实施例中，第一圆弧的圆心角可以为70度，也可以为83度，对第一圆弧的圆心角大小不作具体限定。

值得注意的是，凸缘侧132的横截面形成的拟合曲线的函数关系为：

其中，x的单位为毫米，x轴方向为位于第一风叶130中弧线的两端连线上且从第一风叶130到叶轮前盘110的方向，y轴方向为垂直于x轴且从凹缘侧131到凸缘侧132的方向，原点为第一风叶130的中弧线远离叶轮前盘110的一端的端点。为了便于理解，将原点表示为o点。

具体地，由上述函数关系可知，凸缘侧132的横截面包括依次连接的第一曲线段、第二曲线段和第三曲线段，其中，第一曲线段远离叶轮前盘110设置，第三曲线段靠近叶轮前盘110设置，整个凸缘侧132的横截面呈类似抛物线的形状，能够更好的适应流场变化，受到的空气阻力更小。为了便于理解，将第一曲线段表示为de段，将第二曲线段表示为ef段，将第三曲线段表示为fg段。在离心风轮100出风的过程中，气流在凸缘侧132上从第一曲线段沿着第二曲线段并朝第三曲线段的方向流动，以使凸缘侧132的表面具有较好的流速分布，改善了第一风叶130表面空气附离层的分离和发展，有效降低了空气阻力，提高了出风效率，并且降低了蜗壳部件内的涡流噪声，使得流场分布更加均匀。

本实施例中，凹缘侧131和凸缘侧132均为偏心结构，第一曲线段和一部分第二曲线段与第一圆弧相对应，第三曲线段和另一部分第二曲线段与第二圆弧相对应。具体地，第一风叶130的厚度在x轴方向上先逐渐增大，再逐渐减小，以使流经第一风叶130的气流先向风叶两侧向外扩散，再沿着凹缘侧131和凸缘侧132相互靠近，降低空气阻力，提高出风效率。当x＝4.45时，凹缘侧131与凸缘侧132的间距最大，第一风叶130的厚度最大。

需要说明的是，第一风叶130远离叶轮前盘110的一端设置有前缘侧133，凹缘侧131通过前缘侧133与凸缘侧132连接，前缘侧133的横截面为第三圆弧，以便于将气流分别导向凹缘侧131和凸缘侧132，降低空气阻力，提高导风效果。可以理解的是，第三圆弧表示为ad段，即为凹缘侧131和凸缘侧132在远离叶轮前盘110的一端相互连接的部分型线。

进一步地，第三圆弧的半径范围为0.5毫米至0.7毫米，合理的第三圆弧的半径能够在保证导风效果的同时最大限度地降低空气阻力。为了便于理解，将第三圆弧的半径表示为N。本实施例中，第三圆弧的半径为0.6毫米，但并不仅限于此，在其它实施例中，第三圆弧的半径可以为0.5毫米，也可以为0.7毫米，对第三圆弧的半径大小不作具体限定。

值得注意的是，以叶轮前盘110的中点为圆心且以叶轮前盘110的中点与原点的距离为半径形成的圆与第一风叶130中弧线之间形成进口安装角，即以叶轮前盘110的中点为圆心且穿过原点的圆与第一风叶130中弧线之间形成进口安装角，该圆在原点处的切线与第一风叶130中弧线在原点处的切线之间形成进口安装角。

请参照图5，进一步地，进口安装角的范围为60度至70度，合理的进口安装角能够在保证出风量的同时有效提高第一风叶130的静压比和等熵效率。为了便于理解，将进口安装角表示为B。本实施例中，进口安装角为65度，但并不仅限于此，在其它实施例中，进口安装角可以为60度，也可以为70度，对进口安装角的大小不作具体限定。

请参照图6，需要说明的是，第一风叶130和第二风叶140错位设置，错位设置的第一风叶130和第二风叶140能够有效提高离心风轮100的出风效率，增大出风量。具体地，在叶轮前盘110或者叶轮后盘120的周向上，第一风叶130转动至相邻一个第二风叶140所在位置的角度与第二风叶140转动至相邻一个第一风叶130所在位置的角度的比值范围为0.5至0.7。即在离心风轮100的横截面上，一个第二风叶140位于相邻两个第一风叶130之间，其中第一个第一风叶130与该第二风叶140之间的夹角和该第二风叶140与第二个第一风叶130之间的夹角比值范围为0.5至0.7。具体地，该夹角比值称为离心风轮100的错齿比，合理的错齿比能够有效提高出风效率，并降低风噪。为了便于理解，将第一风叶130转动至相邻一个第二风叶140所在位置的角度表示为C，将第二风叶140转动至相邻一个第一风叶130所在位置的角度表示为D。

本实施例中，错齿比为0.6，即在叶轮前盘110或者叶轮后盘120的周向上，第一风叶130转动至相邻一个第二风叶140所在位置的角度与第二风叶140转动至相邻一个第一风叶130所在位置的角度的比值为0.6，但并不仅限于此，在其它实施例中，错齿比可以为0.5，也可以为0.7，对错齿比的大小不作具体限定。

进一步地，相邻两个第一风叶130的间距范围为9.5毫米至10.5毫米，合理的相邻两个第一风叶130的间距能够在保证导风效果的同时尽可能地提高出风量。为了便于理解，将相邻两个第一风叶130的间距表示为H。本实施例中，相邻两个第一风叶130的间距为9.9毫米，但并不仅限于此，在其它实施例中，相邻两个第一风叶130的间距可以为9.5毫米，也可以为10.5毫米，对相邻两个第一风叶130的间距大小不作具体限定。

本实施例中，第二风叶140的数量与第一风叶130的数量相等，第二风叶140的具体结构与第一风叶130的具体结构相同，在此不再赘述。

本实用新型实施例所述的离心风轮100，多个第一风叶130呈环形阵列地设置于叶轮前盘110内，第一风叶130相对设置有凹缘侧131和凸缘侧132，凹缘侧131的横截面包括至少两段半径不同且依次连接的圆弧，凸缘侧132的横截面为三段曲线依次连接形成的拟合曲线，拟合曲线的函数关系为：

其中，x的单位为毫米，x轴方向为位于第一风叶130中弧线的两端连线上且从第一风叶130到叶轮前盘110的方向，y轴方向为垂直于x轴且从凹缘侧131到凸缘侧132的方向，原点为第一风叶130的中弧线远离叶轮前盘110的一端的端点。与现有技术相比，本实用新型提供的离心风轮100由于采用了至少两段圆弧组成的凹缘侧131以及呈拟合曲线设置的凸缘侧132，所以能够提高出风效率，增大出风量，降低产生的噪音，提升用户的舒适度。

第二实施例

本实用新型提供了一种空调器(图未示)，用于调控室内气温。该空调器包括换热器(图未示)和离心风机，离心风机包括驱动电机和离心风轮100，驱动电机与离心风轮100连接。其中，离心风轮100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

本实施例中，换热器的位置与离心风机的位置相对应。当空调器运行时，驱动电机能够带动离心风轮100转动，以产生负压，并带动空气流动形成出风气流，该出风气流能够穿过换热器并吹至室内，在此过程中，换热器能够对出风气流进行制热或者制冷，以实现调控室内气温的功能。

本实用新型实施例所述的空调器的有益效果与第一实施例的有益效果相同，在此不再赘述。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种离心风轮，其特征在于，包括叶轮前盘(110)和多个第一风叶(130)，多个所述第一风叶(130)呈环形阵列地设置于所述叶轮前盘(110)内，所述第一风叶(130)相对设置有凹缘侧(131)和凸缘侧(132)，所述凹缘侧(131)的横截面包括至少两段半径不同且依次连接的圆弧，所述凸缘侧(132)的横截面为三段曲线依次连接形成的拟合曲线，所述拟合曲线的函数关系为：

其中，x的单位为毫米，x轴方向为位于所述第一风叶(130)中弧线的两端连线上且从所述第一风叶(130)到所述叶轮前盘(110)的方向，y轴方向为垂直于x轴且从所述凹缘侧(131)到所述凸缘侧(132)的方向，原点为所述第一风叶(130)的中弧线远离所述叶轮前盘(110)的一端的端点。

2.根据权利要求1所述的离心风轮，其特征在于，当x＝4.45时，所述凹缘侧(131)与所述凸缘侧(132)的间距最大，所述第一风叶(130)的厚度最大。

3.根据权利要求1所述的离心风轮，其特征在于，所述凹缘侧(131)的横截面包括依次连接的第一圆弧和第二圆弧，所述第一圆弧通过所述第二圆弧与所述叶轮前盘(110)连接，所述第二圆弧的半径与所述第一圆弧的半径的比值范围为1.52至1.7。

4.根据权利要求3所述的离心风轮，其特征在于，所述第一圆弧的圆心角范围为70度至83度。

5.根据权利要求1所述的离心风轮，其特征在于，所述第一风叶(130)远离所述叶轮前盘(110)的一端设置有前缘侧(133)，所述凹缘侧(131)通过所述前缘侧(133)与所述凸缘侧(132)连接，所述前缘侧(133)的横截面为第三圆弧，所述第三圆弧的半径范围为0.5毫米至0.7毫米。

6.根据权利要求1所述的离心风轮，其特征在于，以所述叶轮前盘(110)的中点为圆心且以所述叶轮前盘(110)的中点与所述原点的距离为半径形成的圆与所述第一风叶(130)中弧线之间形成进口安装角，所述进口安装角的范围为60度至70度。

7.根据权利要求1所述的离心风轮，其特征在于，所述离心风轮还包括叶轮后盘(120)和多个第二风叶(140)，多个所述第二风叶(140)呈环形阵列地设置于所述叶轮后盘(120)内，所述叶轮后盘(120)与所述叶轮前盘(110)同轴设置。

8.根据权利要求7所述的离心风轮，其特征在于，所述第一风叶(130)和所述第二风叶(140)错位设置，在所述叶轮前盘(110)或者所述叶轮后盘(120)的周向上，所述第一风叶(130)转动至相邻一个所述第二风叶(140)所在位置的角度与所述第二风叶(140)转动至相邻一个所述第一风叶(130)所在位置的角度的比值范围为0.5至0.7。

9.根据权利要求1所述的离心风轮，其特征在于，相邻两个第一风叶(130)的间距范围为9.5毫米至10.5毫米。

10.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的离心风轮。

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