用於葉輪的葉片、葉輪及風機的製作方法

2024-02-04 22:24:15

本發明涉及風機技術領域，尤其涉及一種用於葉輪的葉片、葉輪及設置有該葉輪的風機。

背景技術：

軸流風機應用非常廣泛，可用於一般工廠、倉庫、辦公室、住宅等場所的通風換氣，並被廣泛應用於空調器及各種通風散熱環境。軸流風機主要由葉輪、機殼、電動機等零部件組成，其中葉輪一般由葉片和輪轂組成，當葉輪旋轉時，氣體從進風口軸向進入葉輪，受到葉輪上葉片的推擠而使氣體的能量升高。葉片的形狀對氣流性能的影響很大。現有的葉片存在外型結構陳舊、出風範圍小、能效不高、噪音體驗不理想等諸多值得改進之處。

技術實現要素：

有鑑於此,本申請提供了一種掃風均勻、掃風面積廣、能效比高的用於葉輪的葉片、葉輪以及設置有這種葉輪的風機。

根據本發明的第一方面，提供一種用於葉輪的葉片，在所述葉片上形成有下凹部，所述下凹部由所述葉片向下折彎形成，所述下凹部為長條狀，所述下凹部將所述葉片分隔成兩部分，分別為第一區域和第二區域，當葉輪轉動時，所述下凹部的一端在葉輪轉動的方向上位於另外一端的前側。

優選地，所述第一區域和/或第二區域形成為平滑曲面。

所述第二區域形成為細長區域。

優選地，所述葉片包括徑向內緣、徑向外緣、前緣和尾緣，其中，所述徑向外緣與所述徑向內緣相對，為自由端；當葉輪轉動時，所述前緣在葉輪轉動的方向上位於所述尾緣的前側。優選地，所述下凹部從所述前緣向尾緣延伸。

優選地，所述下凹部與所述前緣的交點位於靠近所述前緣和徑向外緣相交的位置；和/或，所述下凹部與尾緣的交點位於所述尾緣的中部。

優選地，在靠近所述徑向外緣和尾緣交叉的區域形成有下彎部。

優選地，靠近所述徑向外緣和尾緣交叉的區域被去除。

優選地，在所述葉片的所述尾緣上形成有內凹部。

根據本發明的第二方面，提供一種葉輪，設置有本申請中所述的葉片。

根據本發明的第三方面，提供一種葉輪，所述葉輪包括葉片部，所述葉片部包括雙層葉片，所述雙層葉片包括內層葉片和外層葉片，所述外層葉片設置為本申請中所述的葉片。

優選地，所述內層葉片和外層葉片在徑向上交錯地設置。

優選地，在所述內層葉片和外層葉片之間設置有風環，所述風環的外徑與葉片部的外徑比介於0.575至0.625之間，和/或，所述風環的厚度為1.0至2.5mm。

根據本發明的第四方面，提供一種風機，設置有本申請中所述的葉輪。

本申請提供的軸流風機葉片中，在葉片上形成有下凹部，從而將葉片分隔成兩個區域，能夠使得氣流更加均勻、不集中，有效降低震動和噪音，同時能夠增加風機的風量並降低風機的功率；並且葉片的葉尖採用仿「海燕」翅膀的葉形，細長圓潤，在保證風量的同時，能夠進一步降低功率，提高風量，大大提高效率，並能夠提高風扇的能效比；同時能夠增加送風範圍。

附圖說明

通過以下參照附圖對本發明實施例的描述，本發明的上述以及其它目的、特徵和優點將更為清楚，在附圖中：

圖1為本申請中的葉片整體結構示意圖；

圖2為本申請中的葉片剖視圖；

圖3為本申請中的葉片結構示意圖；

圖4為本申請中的葉輪整體結構示意圖。

具體實施方式

以下基於實施例對本發明進行描述，但是本發明並不僅僅限於這些實施例。

本申請中的葉片設置在輪轂上，形成葉輪，可運用於軸流風機上，例如運用於軸流風扇上，用於提供柔和均勻的氣流，能夠降低噪音、提高風量，並降低風機功率。如圖1-3所示，本申請中的葉片22形成為片狀結構，在其上形成有下凹部225(說明，由於葉輪、葉片形狀複雜，本申請中的上下參照圖1中所示的方位，位於葉片吸力面的一側為上，位於葉片壓力面的一側為下)，所述下凹部225由所述葉片向下折彎形成，優選地，所示下凹部225為長條狀，所述下凹部225將所述葉片分隔成兩部分，分別是第一區域226和第二區域227，所述下凹部225構造成當葉輪轉動時，所述下凹部225的一端在葉輪轉動的方向上位於另外一端的前側。這樣，在葉輪轉動時，下凹部225不會干擾氣流的流動。

在一個優選實施例中，所述下凹部225的一端設置在葉片前緣上，所述第一區域226包括的葉片前緣的範圍大於所述第二區域227包括的葉片前緣的範圍，所述第二區域227包括的葉片尾緣的範圍大於或者等於所述第一區域226包括的尾緣的範圍。所述第一區域226從葉片的前端(靠近前緣的位置)向所述下凹部225逐漸向下傾斜，所述第二區域227從所述下凹部225向葉片的尾端(靠近徑向外側和尾緣的位置)逐漸翹起，形成類似「大絹斑蝶」翅膀的結構。這樣，在葉片的中部仿「大絹斑蝶」沿葉片下凹，並按一定的傾斜角起翹修正葉型，可將中部的風擴散開，使風感不集中，更柔和，用戶體驗更舒適。

如圖1所示，在一個優選實施例中，所述葉片22包括徑向內緣221、徑向外緣222、所述前緣223和所述尾緣224，其中，所述徑向內緣221設置在輪轂上，在具有雙層葉片的結構中，所述徑向內緣223設置在風環23的外壁上(後面有詳細介紹)，從而將所述葉片22固定。所述徑向外緣222與所述徑向內緣221相對，為自由端。所述前緣223設置在葉片22的迎風端，尾緣224設置在葉片22的背風端，當葉片部2轉動時，所述前緣223在葉輪轉動的方向上位於所述尾緣224的前側。優選地，所述下凹部225形成為條狀，從所述前緣223向尾緣224延伸。更加優選地，所述下凹部225與所述前緣223的交點位於靠近所述前緣223和徑向外緣222相交的位置，所述下凹部225與尾緣224的交點位於靠近尾緣224中點的位置。

在一個優選實施例中，如圖1-2所示，所述第一區域226從所述前緣223向所述下凹部225逐漸向下傾斜的傾斜斜率並不是相等的，也就是說所述第一區域226形成的不是傾斜的平面，而是斜率變化的曲面，優選為斜率變化的平滑曲面。這樣可更加有利於氣流的擴散，形成更加柔和的風感。同樣，所述第二區域227從所述下凹部225向所述徑向外緣222和尾緣224的交叉處逐漸翹起的斜率也是不等的，所述第二區域227優選也形成為平滑曲面。這種結構，能夠有利於氣流的進一步擴散，使得氣流更加均勻柔和。

如上所述，葉片22中部仿「大絹斑蝶」沿葉片下凹形成所述下凹部225，優選地，所述下凹部下凹的角度為10-30°，所述下凹部225的下凹深度為葉片最大弦長(葉片徑向外緣處的弦長)的5％-10％，然後按一定的傾斜角起翹(形成第二區域227)修正葉型，所述起翹角度可以和下凹的角度相同，也可以不同，不同時兩個角度優選比較接近。這種結構能夠將葉片中部的風擴散開，不至於風扇吹出的氣流過度集中，從而能夠提高風量，降低噪音。

如圖3所示，在一個優選實施例中，所述第二區域227形成為細長區域，該細長區域設置為類似於「海燕」翅膀的形狀，細長圓潤，在保證風量的同時，能夠在相同效率的情況下降低功率，節能環保。具體地，如圖3所示，所述前緣223形成為平滑的曲線形，可以為凹圓弧形，或者，從徑向內緣221到徑向外緣222的方向上曲率半徑逐漸變大，而徑向外緣222基本形成在與輪轂的輪轂環12同軸的圓柱面上，這樣，可在徑向外緣222和前緣223交匯的區域形成比較圓潤的尖形結構，所述第二區域227可以包括該尖形結構，或者包括該尖形結構的一部分，使得所述第二區域227形成為類似於「海燕」的翅膀狀的細長區域，能夠有效提高該區域的風量。這樣，第一區域226形成為副風面，第二區域227形成為主風面。也就是說，下凹部225以外的葉片為主做功區域，下凹部225以內的區域為副做功區域，主做功域區的葉型是仿「海燕」翅翼，細長而圓潤的葉型，具有較高的升阻比，能夠提高葉片的做功效率，在同功率的情況下提高風量。這樣，一個葉片分兩種葉型做功，一個葉片旋轉時可通過兩個區域：第一區域226和第二區域227吹出兩股風，並且同時設置有多個這樣的葉片，能增加風的連續性和均勻性，能夠有效降低震動和噪音。

如圖1、圖3所示，在一個優選實施例中，在葉片22的尾部，例如，在靠近所述徑向外緣222和尾緣224交叉的區域，形成有下彎部228。優選地，所述下彎部228的面積為葉片面積的10％-30％。所述下彎部228相對於與風機的軸線相垂直的平面向下彎曲的角度優選為5°-20°。所述下彎部228位於葉片22的尾部，即位於靠近所述徑向外緣和尾緣交叉的區域。所述下彎部228優選形成為三角形，該三角形的一條邊位於所述徑向外緣222上，該條邊的邊長為徑向外緣222長度的5％-30％；另外一條邊位於尾緣224上，該條邊的邊長亦為尾緣224長度的5％-30％。在另外的實施例中，所述下彎部228被直接去除。通過下彎或者去除該部分後，能夠有效降低葉片尾緣和相鄰葉片前緣流體的幹涉，造成擾流，形成「噓噓」氣動異音，同時下彎會增加葉片的風量和效率，提高能效比。

如圖3所示，在另外的實施例中，在所述葉片22的尾部形成有內凹部229，優選地，所述內凹部229形成在所述尾緣224上，可通過去除部分葉片材料形成。所述內凹部229優選形成在尾緣224長度的85％以內，也就是說所述內凹部229距離尾緣的徑向最外端的距離大於等於尾緣224長度的15％，這樣，在葉片長度的85％以下內凹，能滿足不損失風量，且能降低葉片的重量，達到在同樣的效率下降低功率的目的。葉型尾緣局部內凹減材，降低功率，提高葉片的利用率且能夠改善尾緣渦流，提高風量。同樣，也可以在徑向外緣222上形成內凹部220，該內凹部220優選形成在下彎部228的邊緣上，可實現進一步的減少材料、降低功率。

設置有本申請中的葉片22的風機與現有技術中的設置有七片普通葉片的風機的性能對比數據如下表所示：

從上表可以看出在轉速相同的情況下，設置有本申請中的葉片的風機風量大於設置有現有葉片的風機，而扭矩和功率都有所降低，能效增加。

如圖4所示，本申請中的葉輪包括輪轂部1和葉片部2，所述葉片部2連接到所述輪轂部1上，所述輪轂部1能夠在動力裝置，例如電機的驅動下轉動，從而帶動所述葉片部2旋轉產生氣流。其中，所述輪轂部1包括驅動裝置配合部11和位於該驅動裝置配合部11徑向外側的輪轂環12，在所述驅動裝置配合部11上設置有配合孔，用於與驅動裝置，例如電機的驅動軸進行配合，從而將驅動裝置的動力傳遞到輪轂部1上。在所述驅動裝置配合部11和輪轂環12之間設置有連接結構13，用於將輪轂環12和驅動裝置配合部11連接起來。

在一個優選實施例中，本申請中的葉片部2為雙層葉片，包括內層葉片21和外層葉片，其中，外層葉片設置為本申請中的葉片22的結構，在所述內層葉片21和葉片22之間設置有風環23。其中，所述風環23與輪轂部1同軸設置，具體為風環23與輪轂部1的輪轂環12同軸設置，所述風環23與所述輪轂環12間隔一定距離地設置在輪轂環12的徑向外側，內層葉片21設置在輪轂部1和風環23之間，具體為設置在輪轂部1的輪轂環12和風環23之間，內層葉片21的徑向內緣設置在輪轂環12的外壁上，其徑向外緣設置在風環23的內壁上；所述葉片22設置在風環23的外壁上，具體為，所述葉片22的徑向內緣221設置在所述風環23的外壁上。優選地，所述內層葉片21和葉片22在徑向上交錯地設置，這樣能夠形成更加均勻的氣流，使得葉輪產生的氣流更加柔和。

優選地，所述風環23與葉片部2的外徑比優選為介於0.575至0.625之間，風環23的厚度為1.0至2.5mm。所述風環23是內層葉片21與(外層)葉片22的連接橋梁，對葉片部2的整體外觀及性能能夠起到重要的作用，風環23過小或過大，都會導致內、外葉片比例失調，影響美觀，若風環23的直徑過大、厚度過大，則會導致風環23佔據葉片部2的質量比增大，不僅會增大葉片部2的總體質量，也會導致葉片部功率增大，降低葉片部的整體能效，而風環23的厚度過小則會影響採用其的風機的強度，容易造成風環23的斷裂。

本申請提供的軸流風機葉片中，在葉片上形成有下凹部，從而將葉片分隔成兩個區域，能夠使得氣流更加均勻、不集中，有效降低震動和噪音，解決風扇風速過分集中引起的用戶頭暈，使風更柔和，風感更好；並且葉片的葉尖採用仿「海燕」翅膀的葉形，細長圓潤，保證風量的同時，降低功率，提高風量，大大提高效率，並能夠提高風扇的能效比；同時能夠增加風的吹風範圍。

應當說明的是，在本申請文件中，諸如「第一」、「第二」之類的關係術語僅僅用來將某個實體或操作與另一實體或操作區分開，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。另外，術語「包括」、「包含」或者其任何其它變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還可以包括沒有明確列出的其它要素，或者是還可以包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。除非另有定義，本文中所使用的技術和科學術語與本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中使用的術語只是為了描述具體的實施目的，不是旨在限制本發明。本文中出現的諸如「部件」等術語既可以表示單個的零件，也可以表示多個零件的組合。本文中出現的諸如「安裝」、「設置」等術語既可以表示一個部件直接附接至另一個部件，也可以表示一個部件通過中間件附接至另一個部件。本文中在一個實施方式中描述的特徵可以單獨地或與其它特徵結合地應用於另一個實施方式，除非該特徵在該另一個實施方式中不適用或是另有說明。

以上所述僅為本發明的優選實施例，並不用於限制本發明，對於本領域技術人員而言，本發明可以有各種改動和變化。凡在本發明的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。