葉輪、風機和電機的製作方法

2023-08-10 15:13:06

本發明屬於葉輪領域，更具體地，涉及一種葉輪及具有其的風機、電機。
背景技術：
：吸塵器中是通過電動機驅動葉輪高速旋轉，以在密封殼體內形成負壓環境，使塵屑等被吸入集塵裝置中，從而達到清潔效果。其中，動葉輪屬於吸塵器的關鍵部件，其性能好壞直接決定風機系統的整體工作效率的高低。而現有技術中的吸塵器普遍存在風機體積大、性能低的缺點，需要不斷優化設計葉輪結構，進一步提升吸塵器的工作性能。技術實現要素：針對現有技術的上述缺陷或不足，本發明提供了一種葉輪，能夠優化提高工作性能。為實現上述目的，本發明提供了一種葉輪，所述葉輪包括大致錐形的輪轂和沿周向間隔布置在所述輪轂的外周面上的多個葉片，所述葉片包括位於進口端的前緣面和位於出口端的後緣面，所述葉片為平板扭曲葉片，所述葉片的葉片後緣段相對於圓周方向旋扭傾斜。優選地，所述葉片後緣段相對於所述葉輪的旋轉方向朝向上遊側旋扭傾斜。優選地，所述葉片後緣段朝向上遊側旋扭傾斜的傾斜偏角δ不大於40°。優選地，所述葉片後緣段的上遊側面形成為凹形面且下遊側面形成為凸形面，所述凸形面的長度佔所述葉片的總長的50％～90％。優選地，所述前緣面為相對於所述輪轂的中心軸線的傾斜平面，該傾斜平面相對於所述中心軸線的夾角為γ，且滿足：30°≤γ≤90°。優選地，所述葉片包括連接於所述輪轂的外周面上並從所述前緣面延伸至所述後緣面的葉根部以及從所述前緣面的頂端延伸至所述後緣面的頂端的葉頂面，從所述前緣面向所述後緣面的延伸方向上，所述葉頂面相對於所述葉根部的高度逐漸遞減。優選地，所述葉根部的葉根邊緣線為從所述前緣面的底端延伸至所述後緣面的底端的平滑曲線。優選地，所述前緣面的高度b1和所述後緣面的高度b2分別滿足：5mm≤b1≤9mm，2mm≤b2≤5mm。優選地，所述葉片的進口安裝角為β1，出口安裝角為β2，且滿足：30°≤β1≤80°，40°≤β2≤80°。優選地，在所述輪轂的外周面上，單個所述葉片的扇形分布區域的扇形角為α，且50°≤α≤100°。優選地，所述輪轂的外周面上沿周向等間隔分布有5～12個所述葉片。此外，本發明還相應提供了分別包括上述葉輪的一種風機和一種電機。通過上述技術方案，本發明的葉輪中對葉片的形狀進行了優化設計，尤其是在後緣段，對平板扭曲葉片的後緣段相對於葉輪旋轉方向朝向上遊側旋扭傾斜一定角度，以使得葉片後緣段的上遊側面形成為凹形面，可有效減小葉片的出口端的流體損失，擴大葉輪的有效工作範圍，大大提升葉輪的工作性能。本發明的其它特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。附圖說明圖1是根據本發明的優選實施例的葉輪的立體圖；圖2是圖1中的葉輪的主視圖；圖3是圖1中的葉輪的俯視圖。附圖標記：100：葉輪11：輪轂；12：葉片；121：前緣面；122：後緣面；123：葉頂；124：葉根；125凸形面；126凹形面；21上遊；22下遊；δ：傾斜偏角γ：夾角b1：前緣面的高度b2：後緣面的高度w：旋轉方向β1：進口安裝角β2：出口安裝角具體實施方式以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。在本發明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如「上、下、頂、底」通常是針對附圖所示的方向而言的或者是針對豎直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置關係描述用詞。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。如圖1至圖3所示，本發明提供了一種葉輪100，包括大致錐形的輪轂11和沿周向間隔布置在輪轂11的外周面上的多個葉片12，每個葉片12包括位於進口端的前緣面121和位於出口端的後緣面122，所述葉片12為平板扭曲葉片，所述葉片12的葉片後緣段相對於圓周方向旋扭傾斜。優選地，所述葉片後緣段相對於所述葉輪100的旋轉方向w朝向上遊側21旋扭傾斜。需要說明的是，葉片後緣段也不限於向上遊側21扭轉，對於同一葉輪100，也可反向於圖示的旋轉方向w旋轉，但效率相對差。由於葉片12的後緣段向上遊側21扭轉，有利於貼合流體引流，尤其是扭轉後的凹形面126呈流線型等。總之，通過對平板葉片的後緣扭曲，本發明的葉輪100可以有效減小葉片12的出口端的流體損失，擴大葉輪100在小流量的情況下的工作面積，即增加了有效工作範圍，大大提升葉輪100的工作性能。具體地，所述葉片12後緣段朝向上遊側21旋扭傾斜的傾斜偏角δ不大於40°為佳，即滿足：0≤δ≤40°，參見圖2。例如，δ可取15°、25°、40°等，具體可根據實際情況具體設定。參見圖1，葉片12的後緣段向上遊側21扭轉後，使得葉片12後緣段的上遊側面形成為凹形面126且下遊側面形成為凸形面125。其中，所述凸形面長度佔所述葉片12的總長的比例優選為50％～90％。具體地，每個葉片12在輪轂11的外周面上從前緣面121延伸到後緣面122，靠近後緣面122的一段葉片在產生扭轉後，其處於上遊側的一面形成為凹形面126且位於下遊側的一面形成為相應的凸形面125，凸形面125的長度限制為葉片12的總長的50％～90％。葉片12的該流線型設計有利於降低流體在葉片通道內的損失，改善流體的流動特性，從而提高葉輪100的工作性能。具體地，葉片12的前緣面121為相對於大致錐形狀的所述輪轂11的中心軸線的傾斜平面，該傾斜平面相對於所述中心軸線的夾角為γ且滿足：30°≤γ≤90°，即流體由每個葉片12的前緣面121流入時為傾斜方向流入，有效地控制葉片12進口端的風量風壓，減小了進口端流體的損失。葉片12包括連接於所述輪轂11的外周面上並從所述前緣面121延伸至所述後緣面122的葉根部124以及從所述前緣面121的頂端延伸至所述後緣面122的頂端的葉頂面123，從所述前緣面121向所述後緣面122的延伸方向上，所述葉頂面123相對於所述葉根部124的高度逐漸遞減。具體地，即從葉片12的前緣面121的高度b1到所述後緣面122的高度b2是逐漸遞減的。其中，優選地分別滿足：5mm≤b1≤9mm，2mm≤b2≤5mm。換言之，每個葉片12的前緣面121的葉頂面123相對於所述葉根部124的高度值b1最大，並限制為5mm≤b1≤9mm，每個葉片12的後緣面121的葉頂面123相對於所述葉根部124的高度值b2最小，並限制為2mm≤b2≤5mm，在葉片12的最大高度b1和最小高度b2之間的高度是逐漸遞減的。通過該葉片高度的設計及限制，能夠在保證葉片12的結構強度和工作性能的同時，減小葉片12的體積，從而降低整個風機的重量。為實現流線型設計，所述葉根部124的葉根邊緣線優選為從所述前緣面121的底端延伸至所述後緣面122的底端的平滑曲線。另外如圖3所示，葉片12的進口安裝角為β1，出口安裝角為β2，且滿足：30°≤β1≤80°，40°≤β2≤80°。具體地，結合圖1所示，葉片12的葉根部124的葉根邊緣線是葉片12的側面與輪轂11的外周面的相交線，即面與面之間的相交曲線，由此葉片12的進口安裝角為葉根邊緣線的最前緣點處的第一切線與第二切線之間的夾角。所述第一切線為葉根邊緣線的最前緣點相對於該葉根邊緣線的切線，所述第二切線為該最前緣點相對於以該最前緣點與輪轂11的中心軸線距離為半徑的圓的切線。同樣地，出口安裝角為葉根邊緣線的最後緣點處的切線夾角，即最後緣點相對於葉根邊緣線的切線與該最後緣點相對於以該最後緣點與輪轂11的中心軸線距離為半徑的圓的切線之間的夾角β2。由此，將β1、β2限制為30°≤β1≤80°，40°≤β2≤80°，可進一步減小了進口端及出口端的流體損失。優選地，輪轂11的外周面上，單個所述葉片的扇形分布區域的扇形角為α，且50°≤α≤100°。也就是說，每個葉片12的最上遊點與輪轂的中心軸線之間的徑向發散線以及最下遊點與輪轂的中心軸線的徑向發散線，兩條徑向發散線所形成的連線夾角為α，也就是每個葉片12在輪轂11的外周面上沿周向的橫跨角度。本實施例中提及的所有葉輪100，在其所述輪轂11的外周面上沿周向等間隔分布有5～12個所述葉片12。在上述葉輪100的優化結構的基礎上，本發明還提供了一種風機，其包括上述葉輪100。通過採用該葉輪100，可以提高風機的整體性能。同樣的，本發明還提供了一種電機，包括上述的葉輪100，通過採用該葉輪100，也可以提高電機的整體性能。以下對吸塵器進行試驗。其中，吸塵器中的風機採用了不同的葉輪。具體地，下表1顯示的是分別採用本發明的葉輪的實施例和採用現有技術的葉輪的對比例的性能試驗數據。其中，採用市面常見的美的s3-l041c吸塵器。本發明的實施例中的吸塵器採用了圖1至圖3所示的葉輪結構，具體地，葉片為平板扭曲葉片且葉片後緣段相對於旋轉方向w朝向上遊側21旋扭傾斜，實施例1、實施例2中的傾斜偏角δ分別為25°、35°，凸形面125佔葉片總長的60％，前緣面121相對於中心軸線的夾角γ為60°，前緣面的高度b1為8mm，後緣面的高度b2為4mm，進口安裝角β1、出口安裝角β2均為60°，每個葉輪安裝有8個葉片，單個葉片的扇形角α為85°。對比例中的葉輪與本發明的葉輪的基本結構、參數相同，不同之處在於對比例中的葉輪為平板葉片。表1：單位輸入功率(w)風量(l/s)真空度(kpa)效率(％)實施例127811.5214.4759.96實施例227811.6814.4260.5對比例27811.1613.8855.7從表格中的數據對比可以看出，本發明的結構優化後的葉輪的風量、真空度和效率都顯著高於現有技術的葉輪。以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。當前第1頁12