离心风叶、离心风机及空调装置

技术领域

本发明涉及离心风机技术领域，具体而言，涉及一种离心风叶、离心风机及空调装置。

背景技术

目前，离心风机以其风压大、流量小、可改变气流方向的特点，在家用电器中的应用最为广泛。风叶是离心风机的核心部件，其性能的优劣对整机性能有直接影响，也对与消费者感受最直观的噪声影响颇深。

然而，在现有技术中，离心风机上气体入口处的气流不均、风压不够，影响离心风机的送风效率，不能够满足用户的使用需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种离心风叶、离心风机及空调装置，以解决现有技术中离心风机的送风效率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种离心风叶，包括：本体，包括顶板、底板及轮毂，轮毂设置在底板上，顶板与底板相对设置，轮毂具有轴孔；第一风叶，设置在顶板与底板之间；第二风叶，设置在轮毂上且位于第一风叶的内侧；其中，在预设平面内，过轴孔的中心轴线和第一风叶的前缘顶点做第一直线，过轴孔的中心轴线和第二风叶的前缘顶点做第二直线，第一直线与第二直线之间形成安装相对角a，安装相对角a满足：2°≤a≤8°；预设平面与轴孔的中心轴线相互垂直设置。

进一步地，第二风叶为多个，第一风叶为多个，第二风叶与第一风叶的数量一致。

进一步地，第二风叶的内径r满足：18mm≤r≤25mm；和/或，第二风叶的外径R满足：120mm≤R≤138mm；和/或，第二风叶的叶型中弧线半径r1满足：90mm≤r1≤95mm。

进一步地，第二风叶为等厚叶片，等厚叶片的厚度D满足：2mm≤S≤3mm。

进一步地，第二风叶的前缘高度H1满足：8mm≤H1≤14mm；和/或，第二风叶的尾缘高度H2满足：48mm≤H2≤64mm，且尾缘高度H2与第一风叶的高度H之间满足：H2≤0.65H。

进一步地，第一风叶的叶型中弧线为圆弧线，圆弧线的直径Rarc满足：2100mm≤Rarc≤2200mm；和/或，叶型中弧线的长度Larc满足：155mm≤Larc≤165mm。

进一步地，第一风叶的厚度分布函数为；y＝A·x

进一步地，第一风叶的下缘至上缘的方向上，下缘与第一横截面S1之间具有第一距离H3，第一横截面S1与第二横截面S2之间具有第二距离H4，第一距离H3与第二距离H4一致；第一距离H3、第二距离H4及第一风叶的高度H之间满足：0.18H≤H3+H4≤0.22H。

进一步地，下缘、第一横截面S1及第二横截面S2相同，上缘的面积S1与下缘的面积S2之间满足：0.8S2≤S1≤0.9S2。

进一步地，第一风叶的后缘具有缺口，缺口的起始位置P

进一步地，第二风叶与轮毂为一体成型结构。

进一步地，第一风叶的气流相对角b满足：38°≤b≤50°；其中，气流相对角b为第一风叶的气流出口角与第二风叶的气流出口角之差。

根据本发明的另一方面，提供了一种离心风机，包括上述的离心风叶。

根据本发明的另一方面，提供了一种空调装置，包括上述的离心风叶。

应用本发明的技术方案，离心风叶包括本体、第一风叶及第二风叶，本体包括顶板、底板及轮毂，轮毂设置在底板上，顶板与底板相对设置，轮毂具有轴孔。第一风叶设置在顶板与底板之间。第二风叶设置在轮毂上且位于第一风叶的内侧。这样，第二风叶靠近轴孔设置，且过轴孔的中心轴线和第一风叶的前缘顶点做第一直线，过轴孔的中心轴线和第二风叶的前缘顶点做第二直线，第一直线与第二直线之间形成安装相对角a，安装相对角a满足：2°≤a≤8°。在电机驱动离心风叶转动的过程中，气体先进入第二风叶，第二风叶对气流起到预旋分流作用，并预旋提供一定的初速度。之后，气流再经过第一风叶从离心风叶穿出，以实现离心风叶的送风功能。

与现有技术中离心风机相比，本申请中的第二风叶能够有效地改善气体流动稳定性，并提升离心风机全压，进而解决现有技术中离心风机的送风效率较低的问题，提升了离心风机的运行效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的离心风叶的实施例的爆炸图；

图2示出了图1中的离心风叶的侧视图；

图3示出了图1中的离心风叶的主视图；

图4示出了图3中的离心风叶的局部剖视图；

图5示出了图1中的离心风叶的第二风叶与轮毂装配后的侧视图；

图6示出了图5中的第二风叶与轮毂装配后的主视图；

图7示出了图1中的离心风叶的第一风叶未加工缺口时的立体结构示意图；

图8示出了图1中的离心风叶与现有风叶的风量比对图；

图9示出了图1中的离心风叶与现有风叶的全压比对图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、顶板；20、底板；30、轮毂；31、轴孔；40、第一风叶；41、下缘；42、上缘；43、缺口；50、第二风叶。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中离心风机的送风效率较低的问题，本申请提供了一种离心风叶、离心风机及空调装置。

如图1至图7所示，离心风叶包括本体、第一风叶40及第二风叶50。本体包括顶板10、底板20及轮毂30，轮毂30设置在底板20上，顶板10与底板20相对设置，轮毂30具有轴孔31。第一风叶40设置在顶板10与底板20之间。第二风叶50设置在轮毂30上且位于第一风叶40的内侧。其中，在预设平面内，过轴孔31的中心轴线和第一风叶40的前缘顶点做第一直线，过轴孔31的中心轴线和第二风叶50的前缘顶点做第二直线，第一直线与第二直线之间形成安装相对角a，安装相对角a满足：2°≤a≤8°。预设平面与轴孔31的中心轴线相互垂直设置。

应用本实施例的技术方案，第二风叶50靠近轴孔31设置，且过轴孔31的中心轴线和第一风叶40的前缘顶点做第一直线，过轴孔31的中心轴线和第二风叶50的前缘顶点做第二直线，第一直线与第二直线之间形成安装相对角a，安装相对角a满足：2°≤a≤8°。在电机驱动离心风叶转动的过程中，气体先进入第二风叶50，第二风叶50对气流起到预旋分流作用，并预旋提供一定的初速度。之后，气流再经过第一风叶40从离心风叶穿出，以实现离心风叶的送风功能。

与现有技术中离心风机相比，本实施例中的第二风叶50能够有效地改善气体流动稳定性，并提升离心风机全压，进而解决现有技术中离心风机的送风效率较低的问题，提升了离心风机的运行效率。

在本实施例中，第二风叶50可将气流进行预旋，使其获得较适合的流速与流向后进入第一风叶40所处区域，从而获得更好的流场，更高的效率。通过安装相对角a确定第二风叶50的安装位置。

可选地，第二风叶50为多个，第一风叶40为多个，第二风叶50与第一风叶40的数量一致。这样，上述设置增大了离心风叶上的气流通道数量，进而提升了离心风叶的分流性能，进一步提升了离心风机全压，提升了离心风机的运行效率。

在本实施例中，第二风叶50为七个，七个第二风叶50在轮毂30上均布，进而提升了气体流场的均匀性。第一风叶40为七个，七个第一风叶40在底板20上均布，七个第一风叶40与七个第二风叶50一一对应地设置。

需要说明的是，第二风叶50的个数不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，第二风叶50为两个、或三个、或四个、或五个、或六个、或八个、或多个。

需要说明的是，第一风叶40的个数不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，第一风叶40为两个、或三个、或四个、或五个、或六个、或八个、或多个。

可选地，第二风叶50的内径r满足：18mm≤r≤25mm；和/或，第二风叶50的外径R满足：120mm≤R≤138mm；和/或，第二风叶50的叶型中弧线半径r1满足：90mm≤r1≤95mm。这样，通过第二风叶50的内径r、外径R及叶型中弧线半径r1的上述设置能够确定第二风叶50的形状，以提升第二风叶50的预旋分流效果，进一步增大了离心风叶的风压。

在本实施例中，第二风叶50的内径r为20mm，第二风叶50的外径R为130mm，第二风叶50的叶型中弧线半径r1为93mm，以确定第二风叶50的形状，以使第二风叶50的预旋分流效果最佳。

需要说明的是，第二风叶50的内径r取值不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，第二风叶50的内径r为18mm、或22mm、或19mm、或21mm、或23mm、或24mm、或25mm。

需要说明的是，第二风叶50的外径R取值不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，第二风叶50的外径R为120mm、或125mm、或128mm、或132mm、或135mm、或138mm。

需要说明的是，第二风叶50的叶型中弧线r1取值不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，第二风叶50的叶型中弧线半径r1为90mm、或91mm、或92mm、或94mm、或95mm。

可选地，第二风叶50为等厚叶片，等厚叶片的厚度D满足：2mm≤S≤3mm。这样，上述设置不仅提升了第二风叶50的结构强度，延长了离心风叶的使用寿命，也降低了第二风叶50的加工成本和加工难度，降低了离心风叶的整体加工成本。

在本实施例中，第二风叶50的厚度D为2.5mm。这样，上述设置使得第二风叶50在满足强度要求的前提下具有更好的预旋分流效果，也降低了第二风叶50的加工成本和加工难度。

需要说明的是，第二风叶50的厚度D取值不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，第二风叶50的厚度D为2mm、或2.2mm、或2.6mm、或2.8mm、或3mm。

可选地，第二风叶50的前缘高度H1满足：8mm≤H1≤14mm；和/或，第二风叶50的尾缘高度H2满足：48mm≤H2≤64mm，且尾缘高度H2与第一风叶40的高度H之间满足：H2≤0.65H。这样，通过前缘高度H1和尾缘高度H2的取值来确定第二风叶50的高度，以提升第二风叶50的预旋分流效果，进一步增大了离心风叶的风压。

在本实施例中，第二风叶50的前缘高度H1为10mm，第二风叶50的尾缘高度H2为56mm，以确定第二风叶50的高度，以使第二风叶50的预旋分流效果最佳，也能够防止第二风叶50高度过大而影响气体的正常进入。

需要说明的是，第二风叶50的前缘高度H1取值不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，第二风叶50的前缘高度H1为8mm、或9mm、或12mm、或14mm。

需要说明的是，第二风叶50的尾缘高度H2取值不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，第二风叶50的尾缘高度H2为48mm、或50mm、或52mm、或55mm、或58mm、或60mm、或62mm、或64mm。

可选地，第一风叶40的叶型中弧线为圆弧线，圆弧线的直径Rarc满足：2100mm≤Rarc≤2200mm；和/或，叶型中弧线的长度Larc满足：155mm≤Larc≤165mm。这样吗，通过圆弧线的直径Rarc和叶型中弧线的长度Larc来确定第一风叶40的叶型，以提升离心风叶的运行效率和送风效率。

在本实施例中，圆弧线的直径Rarc为2175mm，叶型中弧线的长度Larc为158mm，以再确保离心风叶的运行效率的同时降低第一风叶40的加工成本。

需要说明的是，圆弧线的直径Rarc的取值不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，圆弧线的直径Rarc为2100mm、或2150mm、或2160mm、或2180mm、或2200mm。

需要说明的是，叶型中弧线的长度Larc取值不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，叶型中弧线的长度Larc为155mm、或156mm、或160mm、或162mm、或165mm。

在本实施例中，第一风叶40的厚度分布函数为；

y＝A·x

其中，沿第一风叶40的弦长方向，y为第一风叶40上不同位置处的厚度，40.43e

具体地，第一风叶40的厚度分布函数采用5次多项式确定，第一风叶40的叶型采用叶型中弧线和厚度分布函数共同获取，以增大离心风叶的进风量和运行性能。

可选地，第一风叶40的下缘41至上缘42的方向上，下缘41与第一横截面S1之间具有第一距离H3，第一横截面S1与第二横截面S2之间具有第二距离H4，第一距离H3与第二距离H4一致；第一距离H3、第二距离H4及第一风叶40的高度H之间满足：0.18H≤H3+H4≤0.22H。这样，下缘41与底板20连接，上缘42与顶板10连接，上述设置增大了第一风叶40与底板20的连接面积，以防止第一风叶40从底板20上脱落而影响离心风叶的正常运行。同时，上述设置在同转速下增大了离心风叶的送风量，进而提升了离心风机的运行效率。

具体地，第一风叶40的叶型按尾缘以积叠线L进行积叠，下缘41至第二横截面S2的叶型完全一致。下缘41与第一横截面S1之间、第一横截面S1与第二横截面S2之间的距离一致，以使下缘41、第一横截面S1及第二横截面S2在高度方向上均匀分布。上缘42由第二横截面S2缩放所得，且缩放比例为80～90％，并保证叶型中弧线重合。

可选地，下缘41、第一横截面S1及第二横截面S2相同，上缘42的面积S1与下缘41的面积S2之间满足：0.8S2≤S1≤0.9S2。

可选地，第一风叶40的后缘具有缺口43，缺口43的起始位置P

A

其中，0.55H≤P

这样，缺口43的上述设置可解决因第一风叶40的尾缘涡流引起的噪声问题，通过缺口43起到整流降噪的效果，优化噪声。同时，缺口43的形状满足二次函数，以消除第一风叶40的尾缘漩涡。

具体地，缺口43的作用为改善第一风叶40的尾部出风不均形成的低压漩涡，通过缺口43将上游叶片流体引入下流叶片尾部，填补其低压区域，避免尾涡的形成。其中，缺口43位于第一风叶40的尾缘上部。

在本实施例中，缺口43的起始位置P

需要说明的是，缺口43的起始位置P

需要说明的是，缺口43的深度A

需要说明的是，缺口43的宽度A

在本实施例中，第二风叶50与轮毂30为一体成型结构。这样，上述设置一方面提升了第二风叶50的结构强度，延长了离心风叶的使用寿命；另一方面使得第二风叶50与轮毂30的加工更加容易、简便，降低了离心风叶的加工成本和加工难度。

可选地，第一风叶40的气流相对角b满足：38°≤b≤50°。其中，气流相对角b为第一风叶40的气流出口角与第二风叶50的气流出口角之差。这样，气流相对角b的上述取值能够防止第一风叶40的边界层受到破坏，且能够避免第一风叶40上产生失速而增加流体阻力，进而提升了离心风叶的运行性能。

在本实施例中，第一风叶40的气流相对角b为46°。

需要说明的是，第一风叶40的气流相对角b取值不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，第一风叶40的气流相对角b为38°、或40°、或45°、或48°、或50°。

如图6所示，第二风叶50具有出口角c，经第二风叶50完成预旋分流后从该出口吹出后进入第一风叶40的流道内。

如图8和图9所示，本申请中的离心风叶具有较高的风量，与现有风叶相比，其风量提升了约3.76％。同时，本申请中的离心风叶具有较高的全压，这也是离心风叶能有高风量的原因之一，其全压相对于现有风叶提升了5.57％。

本申请还提供了一种离心风机(未示出)，包括上述的离心风叶。

本申请还提供了一种空调装置(未示出)，包括上述的离心风叶。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

离心风叶包括本体、第一风叶及第二风叶，本体包括顶板、底板及轮毂，轮毂设置在底板上，顶板与底板相对设置，轮毂具有轴孔。第一风叶设置在顶板与底板之间。第二风叶设置在轮毂上且位于第一风叶的内侧。这样，第二风叶靠近轴孔设置，且过轴孔的中心轴线和第一风叶的前缘顶点做第一直线，过轴孔的中心轴线和第二风叶的前缘顶点做第二直线，第一直线与第二直线之间形成安装相对角a，安装相对角a满足：2°≤a≤8°。在电机驱动离心风叶转动的过程中，气体先进入第二风叶，第二风叶对气流起到预旋分流作用，并预旋提供一定的初速度。之后，气流再经过第一风叶从离心风叶穿出，以实现离心风叶的送风功能。

与现有技术中离心风机相比，本申请中的第二风叶能够有效地改善气体流动稳定性，并提升离心风机全压，进而解决现有技术中离心风机的送风效率较低的问题，提升了离心风机的运行效率。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。