CN111441977B - 一种轴流风叶、风机组件及其空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轴流风叶、风机组件及其空调器，其中，轴流风叶包括轮毂、叶片和导翼结构，所述叶片围绕所述轮毂设置；所述叶片的两个侧面分别为吸力面、压力面，所述导翼结构凸设在所述压力面上远离所述轮毂的一端。本发明的轴流风叶通过在叶片的压力面上设置导翼结构，以对从叶片的压力面流向叶片顶部的气流进行阻挡，防止流经叶片压力面的气流沿压力面从叶片顶部回流到叶片的吸力面所在侧，从而减少了风机出风时气流在叶顶处的泄漏量，降低了风机的出风量损失，提高了风机的出风量。

Description

一种轴流风叶、风机组件及其空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种轴流风叶、风机组件及其空调器。

背景技术

目前，空调室外机风机***广泛使用轴流风叶及围绕轴流风叶外周的半开式导流圈。由于导流圈内径略大于轴流风叶最大直径，使得导流圈内壁与轴流风叶顶部(即叶顶)之间存在间隙，在室外机内的风机工作时，室外机内部的气流在从轴流风叶的前缘流向后缘时，容易从叶片的压力面经过叶顶回流到叶片的吸力侧，从而阻碍流入叶顶与导流圈内壁之间的气流经导流圈吹出风机，导致气流在叶顶处发生泄漏，降低风机的出风量。

发明内容

本发明解决的问题是：如何减少风机出风时气流在叶顶处的泄漏量。

为解决上述问题，本发明提供一种轴流风叶，包括轮毂、叶片和导翼结构，所述叶片围绕所述轮毂设置；所述叶片的两个侧面分别为吸力面、压力面，所述导翼结构凸设在所述压力面上远离所述轮毂的一端。

由此，轴流风叶与导流圈同轴设置，导翼结构呈条形，并凸设在压力面上远离轮毂的一端；在轴流风叶转动时，当气流从叶片的压力面流向压力面远离轮毂一端的边缘处时，导翼结构可对对从叶片的压力面流向叶顶的气流的沿轮毂径向向外的速度分量进行抑制，即阻挡气流沿轮毂径向向外方向流动，可以防止流经叶片压力面的气流沿压力面从叶顶回流到叶片的吸力面所在侧，相当于减少了风机出风时气流在叶顶处的泄漏量，使得风机的出风量损失降低，从而增大了风机的出风量；而且，导翼结构的设置使得由于气流在叶顶泄漏而产生的叶顶泄漏涡的强度减弱，从而减小了叶顶的涡流噪声。

可选地，所述叶片具有外缘，所述外缘为所述叶片远离所述轮毂一端的边缘部分；所述导翼结构与所述外缘连接。

由此，导翼结构位于轮毂的旋转方向上的一端与外缘之间的间距为0，以避免导翼结构位于轮毂的旋转方向上的一端与外缘之间的间距大于0时，气流容易在导翼结构位于轮毂的旋转方向上的一端处发生分离，并从导翼结构与外缘之间沿叶片的压力面流向叶片的叶顶的情况发生。

可选地，所述外缘包括第一弧形段和第二弧形段，从所述第一弧形段到所述第二弧形段的方向与所述轮毂的旋转方向相反；且所述第一弧形段的曲率小于所述第二弧形段的曲率，所述导翼结构位于所述第一弧形段和所述第二弧形段的连接处。

由此，叶片的外缘包括第一弧形段和第二弧形段，第一弧形段与第二弧形段之间光滑过渡连接；曲率半径更小的第二弧形段设置在导流圈内，在从叶片的吸力面到压力面的方向上，第二弧形段与导流圈内壁的距离逐渐增大，使得风机的出风通道具有更大的体积，从而提高风机的出风量；导翼结构优选为设置在第一弧形段和第二弧形段的连接处，以阻碍容易从第一弧形段和第二弧形段的连接处回流到吸力面所在侧的气流。

可选地，所述第一弧形段到所述轮毂轴线的垂直距离为定值，所述第二弧形段到所述轮毂轴线的垂直距离从所述第二弧形段与所述第一弧形段的连接处至所述第二弧形段远离所述连接处逐渐减小。

由此，第一弧形段设置在导流圈围成的区域外时，叶片与室外机内部的气流具有更大的接触面积，使得叶片可带动更多的气流经导流圈吹出室外机；而且，曲率半径比第一弧形段小的第二弧形段设置在导流圈内，在从叶片的吸力面到压力面的方向上，第二弧形段与导流圈内壁的距离逐渐增大，使得风机的出风通道具有更大的体积，从而提高风机的出风量。

可选地，所述导翼结构的延伸方向与所述轮毂的旋转方向相反；其中，所述导翼结构具有大端和小端，所述导翼结构的延伸方向为所述大端到所述小端的方向。

由此，导翼结构的延伸方向与轮毂的旋转方向相反，使得在轴流风叶转动时，当导翼结构受到异物撞击，位于导翼结构上与轮毂的旋转方向相同的一端的大端先与异物接触，由于导翼结构在大端处具有一定宽度，因此可承受较大的抗冲击能力，可保证轴流风叶的稳定运行。

可选地，所述导翼结构在其所在的所述叶片上的正投影呈翼形；且所述大端到所述外缘的距离小于所述小端到所述外缘的距离。

由此，在导翼结构的延伸方向上，导翼结构到其所在的叶片的外缘的距离逐渐增大，使得气流沿导翼结构朝向轮毂一侧的侧面流动时可获得朝向轮毂方向流动的速度风量，以防止气流在离开导翼结构后继续流向叶顶，从而使得气流最终离开压力面后朝向远离压力面方向流出室外机，保障了导翼结构的导流作用。

可选地，所述大端和所述小端之间的连线，与所述第一弧形段和所述第二弧形段连接处的切线之间的夹角小于或等于30°。

由此，大端和小端之间的连线与第一弧形段和第二弧形段连接处的切线之间的夹角的取值范围为0-30°，以阻挡压力面气流流向吸力面所在侧，防止气流在导翼结构的大端处发生分离，从而保障导翼结构对气流的阻挡作用。

可选地，所述导翼结构的所述大端到所述小端的距离，与所述导翼结构所在的所述叶片的所述外缘弧长的比值介于0.02到0.2之间。

由此，大端到小端的距离与外缘弧长的比值介于0.02到0.2之间，以保证导翼结构具有阻挡气流从第一弧形段和第二弧形段连接处流向吸力面的作用的同时，又不会对轴流风叶的转动造成较大阻碍。

可选地，所述导翼结构的凸起高度与所述叶片在所述第一弧形段和所述第二弧形段连接处的厚度的比值介于0.5到2之间；其中，所述叶片的厚度为所述吸力面与所述压力面之间的垂直距离。

由此，导翼结构在压力面上的凸起高度与叶片在第一弧形段和第二弧形段连接处的厚度的比值介于0.5到2之间，以保证导翼结构具有阻挡气流从第一弧形段和第二弧形段连接处流向吸力面的作用的同时，又不会对轴流风叶的转动造成较大阻碍；且由于导翼结构具有一定凸起高度，增加了叶片在第一弧形段和第二弧形段连接处的刚度，以防止叶片变形。

可选地，所述叶片还具有后缘，所述后缘为所述叶片上与所述轮毂旋转方向相反的边缘部位，所述后缘的一端与所述轮毂连接，另一端与所述第二弧形段连接；所述导翼结构设有多个，多个所述导翼结构均位于所述第一弧形段和所述第二弧形段的连接处与所述后缘和所述外缘的连接处之间，且多个所述导翼结构沿所述轮毂的旋转方向间隔分布。

由此，叶片上设置多个间隔分布的导翼结构，以阻挡压力面上气流从第二弧形段流向吸力面，减少气流在第二弧形段处的泄漏量，降低风机的出风量损失。

可选地，相邻的两个所述导翼结构的所述大端或所述小端与所述轮毂轴线之间的垂直连线的夹角大于或等于10°且小于或等于30°。

由此，相邻的两个导翼结构中，一个导翼结构的大端(小端)和轮毂轴线之间的垂直连线与另一个导翼结构的大端(小端)和轮毂轴线之间的垂直连线的夹角t的取值范围为10°-30°；以保证导翼结构在起到阻挡气流从第二弧形段处流向吸力面所在侧的作用的同时，又不会对轴流风叶的转动造成较大阻碍。

可选地，所述叶片还具有前缘，所述前缘为所述叶片上与所述轮毂旋转方向相同的边缘部位，所述前缘的一端与所述轮毂连接，另一端与所述第一弧形段连接；且所述前缘的线型呈最速降线型。

由此，轴流风叶前缘线型呈最降速线(即摆线，又称旋轮线)型，以使得气流在前缘上流动阻力最小，可以更好地平衡气流随叶片旋转时产生的离心力，抑制气流沿轮毂径向向外流动，降低气流的叶顶泄漏损失，提高风机的出风量，进而提高风机的换热效果。

可选地，在垂直于所述轮毂轴线的平面上建立XY坐标系，以所述前缘的两个端部之间的连线所在直线为X轴，以垂直于所述X轴并经过所述前缘的与所述轮毂连接的一端的直线为Y轴，所述前缘的线型方程为：

其中，k为系数，L为所述前缘位于所述X轴上的两个端部之间的距离，θ为所述前缘上的点和所述XY坐标系原点之间的连线与所述X轴之间的夹角，x为所述前缘上的点到所述Y轴的垂直距离，y为所述前缘上的点到所述X轴的垂直距离。

由此，前缘呈最速降线型，使得气流沿该前缘从叶尖到叶根时间最短，且气流流动时受到的阻力最小，可以更好地平衡气流随叶片旋转时产生的离心力，抑制气流沿轮毂径向向外流动，降低气流的叶顶泄漏损失，提高风机的出风量，进而提高风机的换热效果。

可选地，所述前缘与所述第一弧形段的连接处在垂直于所述轮毂轴线的平面上的正投影呈圆弧状或椭圆弧状。

由此，通过对叶片外缘的第一弧形段与叶片前缘的连接处倒圆角处理，使得第一弧形段与前缘的连接处呈圆弧状或椭圆弧状，以提高叶片的安全性，防止叶片划伤人体；且圆弧或椭圆弧与前缘、第一弧形段光滑过渡，以保证叶片在叶尖处曲线的高阶曲率连续，抑制气流在叶尖处分离，从而提高轴流风叶的气动性能。

为解决上述问题，本发明还提供一种风机组件，包括导流圈以及上述所述的轴流风叶，所述轴流风叶与所述导流圈同轴设置；所述导流圈包括依次连接的第一导风部、第二导风部和第三导风部，流入所述导流圈的气流从所述第一导风部流进并从所述第三导风部流出，且所述第一导风部远离于所述第二导风部的端部的内径和所述第三导风部远离于所述第二导风部的端部的内径均大于所述第二导风部的内径。

所述风机组件与上述轴流风叶相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

可选地，所述叶片具有外缘，所述外缘包括第一弧形段和第二弧形段，所述第一弧形段和所述第二弧形段的连接处位于所述第一导风部围成的区域内。

由此，第一弧形段和第二弧形段的连接处位于第一导风部围成的区域内，使得第一弧形段大部分位于第一导风部围成的区域外，叶片与室外机内部的气流具有更大的接触面积，可将更多的气流经导流圈吹出室外机；同时，第一导风部作为进口导弧以引导气流流进导流圈，且气流在进口导弧内流动时具有指向轮毂轴线方向(即沿轮毂径向向内)的速度分量，使得该气流可对从叶片的压力面流向叶顶的气流的流动进行抑制，从而防止气流在第一弧形段和第二弧形段的连接处产生旋涡和叶顶泄漏，进一步减少风机出风时气流在叶顶处的泄漏量。

可选地，所述第一导风部呈喇叭口状，其在平行于所述轮毂轴线的平面上的正投影具有两段圆弧，且两段所述圆弧分别位于所述第一导风部的所述正投影在垂直于所述轮毂轴线方向上的两端；所述第一弧形段和所述第二弧形段的连接处到所述第一导风部远离于所述第二导风部的端面的垂直距离，与所述圆弧的半径的比值介于0.1到0.9之间。

由此，第一导风部呈喇叭口状，第一弧形段和第二弧形段的连接处位于第一导风部围成的区域内，使得在气流贴靠第一导风部的内壁进入导流圈时，气流具有一个朝向轮毂所在位置处流动的径向速度，导翼结构可进一步引导该气流在叶片的压力面上流动，以平衡气流旋转的离心力，进一步阻挡位于压力面上的气流从外缘处流向吸力面所在侧，减少风机出风时气流在叶顶处的泄漏量，从而降低风机的出风量损失、减小叶顶的涡流噪声，提高轴流风叶的导风效率。

为解决上述问题，本发明还提供一种空调器，包括如上述所述的轴流风叶，和/或，如上述所述的风机组件。

所述空调器与上述轴流风叶或风机组件相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例中轴流风叶的结构示意图；

图2为图1中A处局部放大图；

图3为图1中B处局部放大图；

图4为本发明实施例中轴流风叶另一视角的结构示意图；

图5为图4中C处局部放大图；

图6为本发明实施例中风机组件的结构示意图；

图7为本发明实施例中风机组件另一视角的结构示意图；

图8为图7中D处局部放大图；

图9为本发明实施例中叶片与轮毂的结构示意图；

图10为本发明实施例中叶片与导翼结构的结构示意图。

附图标记说明：

1-轴流风叶；11-叶片；111-后缘；112-前缘；113-外缘；1131-第一弧形段；1132-第二弧形段；12-轮毂；13-导翼结构；131-大端；132-小端；2-导流圈；21-第一导风部；22-第二导风部；23-第三导风部。

具体实施方式

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

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“高”、“低”等指示的方向或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

结合图1、图4所示，本发明提供一种轴流风叶1，包括轮毂12、叶片11和导翼结构13，叶片11围绕轮毂12设置并位于轮毂12的径向上；叶片11的两个侧面分别为吸力面、压力面，导翼结构13凸设在压力面上远离轮毂12的一端。

本发明的轴流风叶1包括轮毂12和围绕轮毂12设置的至少两个叶片11，叶片11与轮毂12之间可以是一体成型(比如整体浇铸)，也可以是焊接、铆接或使用紧固件连接；轮毂12呈柱状，叶片11的一端与轮毂12连接，另一端沿轮毂12的径向方向向远离轮毂12的方向延伸；叶片11呈平板状或弧形板状，以便于导风。叶片11的两个侧面分别为吸力面、压力面，叶片11的吸力面朝向室外机内部，叶片11的压力面朝向室外机外部，在轴流风叶1转动时，叶片11带动吸力面所在侧的气流流经压力面，并朝向远离压力面的方向流动，将风机从冷凝器吸收的热量随气流吹出室外机，值得说明的是，本实施例中轴流风叶1的转动指的是轴流风叶1运行时的转动，图1中的ω为轮毂12的旋转方向，也是轴流风叶1的旋转方向(或转动方向)。

轴流风叶1与导流圈2同轴设置，由于叶片11的叶顶(即叶片11远离于轮毂12的一端)与导流圈2内壁之间存在间隙，在轴流风叶1转动时，气流容易从叶片11的压力面上远离轮毂12一端的边缘处回流到吸力面所在侧，阻碍吸力面所在侧的气流经叶顶流向压力面所在侧，从而造成气流在叶顶处发生泄漏，导致风机的出风量降低；而且，气流在叶顶处容易产生涡旋，即形成叶顶泄漏涡，产生较大噪声。本实施例通过在叶片11的压力面上远离轮毂12的一端设置导翼结构13可解决这一问题，具体地，导翼结构13呈条形，并凸设在压力面上远离轮毂12一端的边缘处；导翼结构13可以是与叶片11的压力面上远离轮毂12一端的边缘连接，导翼结构13也可以是设置在叶片11的压力面上远离轮毂12一端的边缘附近，即导翼结构13与压力面上远离轮毂12一端的边缘不连接，而是具有一定的间距。在轴流风叶1转动时，在叶片11的压力面上流动的气流具有沿轮毂12径向向外(即朝向远离轮毂12的方向)的速度分量，使得气流容易向远离轮毂12的方向流动，当气流流向压力面远离轮毂12一端的边缘处时，导翼结构13可阻挡气流沿轮毂12径向向外方向流动，防止气流从叶顶回流到叶片11的吸力面所在侧，并使得被导翼结构13阻挡后的气流沿导翼结构13朝向轮毂12一侧的侧面流动(导翼结构13对气流的导流作用)，使得气流继续沿压力面流动，最终流出室外机；如此，相当于减少了风机出风时气流在叶顶处的泄漏量，使得风机的出风量损失降低，从而增大了风机的出风量，另外，由于气流在叶顶处的泄漏量减少，使得在叶顶形成的叶顶泄漏涡的强度减弱，从而减小了叶顶泄漏涡的噪声；且使得吸力面所在侧的气流经叶顶流向压力面所在侧时不易受到叶顶处的回流气流的阻碍，在吸力面所在侧的气流经叶顶流向压力面所在侧后，气流可在导翼结构13的导流作用下沿导翼结构13朝向轮毂12一侧的侧面流向压力面，并沿压力面流动，最终流出室外机。

通过在叶片11的压力面上远离轮毂12一端的边缘处设置导翼结构13，以对从叶片11的压力面流向叶顶的气流的沿轮毂12径向向外的速度分量进行抑制，即阻挡气流沿轮毂12径向向外方向流动，可以防止流经叶片11压力面的气流沿压力面从叶顶回流到叶片11的吸力面所在侧，相当于减少了风机出风时气流在叶顶处的泄漏量，使得风机的出风量损失降低，从而增大了风机的出风量；而且，导翼结构13的设置使得由于气流在叶顶泄漏而产生的叶顶泄漏涡的强度减弱，从而减小了叶顶的涡流噪声。

可选地，结合图2、图6所示，叶片11具有外缘113，外缘113为叶片11远离轮毂12一端的边缘部分；导翼结构13与外缘113连接。

叶片11具有依次连接的前缘112(后文详细介绍)、外缘113和后缘111(后文详细介绍)，从叶片11的后缘111到前缘112的方向与轮毂12的旋转方向相同，也就是说，前缘112为叶片11上与轮毂12旋转方向相同的边缘部位，后缘111为叶片11上与轮毂12旋转方向相反的边缘部位。导翼结构13优选为与叶片11的外缘113连接，如此，使得导翼结构13位于轮毂12的旋转方向上的一端与外缘113之间的间距为0，以避免导翼结构13位于轮毂12的旋转方向上的一端与外缘113之间的间距大于0时，气流容易在导翼结构13位于轮毂12的旋转方向上的一端处发生分离，并从导翼结构13与外缘113之间沿叶片11的压力面流向叶片11的叶顶的情况发生。

可选地，外缘113包括第一弧形段1131和第二弧形段1132，从第一弧形段1131到第二弧形段1132的方向与轮毂12的旋转方向相反；且第一弧形段1131的曲率小于第二弧形段1132的曲率，导翼结构13位于第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处。

叶片11的外缘113包括第一弧形段1131和第二弧形段1132，第一弧形段1131与第二弧形段1132之间光滑过渡连接，且第一弧形段1131的曲率小于第二弧形段1132的曲率，也就是说，第一弧形段1131的曲率半径大于第二弧形段1132的曲率半径，其中，曲率半径为曲率的倒数，而曲率半径越小时，其对应的弧形的弯曲程度越大；如此，弯曲程度更大的第二弧形段1132设置在导流圈2内，在从叶片11的吸力面到压力面的方向上，第二弧形段1132与导流圈2内壁的距离逐渐增大，使得风机的出风通道具有更大的体积，从而提高风机的出风量。在与轮毂12旋转方向相反的方向上，叶片11的外缘113的曲率半径在第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处发生改变(减小)，使得流经叶片11的压力面的气流容易从第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处回流到吸力面所在侧，因此，导翼结构13优选为设置在第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处，以阻碍流经叶片11的压力面的气流从第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处回流到吸力面所在侧，从而使得流经叶片11的压力面的气流在叶片11的叶顶处的泄漏量减少。

可选地，第一弧形段1131到轮毂12轴线的垂直距离为定值，第二弧形段1132到轮毂12轴线的垂直距离从第二弧形段1132与第一弧形段1131的连接处至第二弧形段1132远离连接处逐渐减小。

第二弧形段1132的与第一弧形段1131连接的一端到第二弧形段1132的另一端的方向与轮毂12的旋转方向相反，基于上述的第一弧形段1131的曲率小于第二弧形段1132的曲率，本实施例中，在与轮毂12旋转方向相反的方向上，叶片11的外缘113到轮毂12轴线的垂直距离从第一弧形段1131与第二弧形段1132的连接处开始逐渐减小；具体地，对于轴流风叶1在垂直于轮毂12轴线的平面上的正投影而言，第一弧形段1131在该正投影中呈一段圆弧，该圆弧所在圆的直径记为d1，且该圆弧所在圆的圆心在轮毂12的轴线上；在与轮毂12旋转方向相反的方向上，第一弧形段1131到轮毂12轴线的垂直距离为d1/2，是一个定值；而第二弧形段1132在该正投影中呈一段光滑的曲线段，从第二弧形段1132与第一弧形段1131连接的一端到第二弧形段1132远离第一弧形段1131的一端的方向上，该曲线段与轮毂12轴线之间的距离逐渐减小。第二弧形段1132上与第一弧形段1131连接的一端到轮毂12轴线的垂直距离为d1/2，第二弧形段1132远离于第一弧形段1131的一端所在圆的直径为d2，则第二弧形段1132远离于第一弧形段1131的一端到轮毂12轴线的垂直距离为d2/2，且d1＞d2。

如此设置，由于在叶片11外缘113上各位置到轮毂12轴线的垂直距离中，第一弧形段1131到轮毂12轴线的垂直距离最大，使得第一弧形段1131设置在导流圈2围成的区域外时，叶片1与室外机内部的气流具有更大的接触面积，使得叶片1可带动更多的气流经导流圈2吹出室外机；而且，弯曲程度比第一弧形段1131大的第二弧形段1132设置在导流圈2内，在从叶片11的吸力面到压力面的方向上，第二弧形段1132与导流圈2内壁的距离逐渐增大，使得风机的出风通道具有更大的体积，从而提高风机的出风量。

可选地，结合图2所示，导翼结构13的延伸方向与轮毂12的旋转方向相反；其中，导翼结构13具有大端131和小端132，导翼结构13的延伸方向为大端131到小端132的方向。

导翼结构13在大端131处的宽度大于导翼结构13在小端132处的宽度，其中，导翼结构13的宽度指的是导翼结构13在轮毂12径向上的尺寸；导翼结构13的大端131到小端132的方向与轮毂12的旋转方向相反，如此，在轴流风叶1转动时，当导翼结构13受到异物(比如砂砾、小虫)撞击，位于导翼结构13上与轮毂12的旋转方向相同的一端的大端131先与异物接触，由于导翼结构13在大端131处具有一定宽度，因此可承受较大的抗冲击能力，可保证轴流风叶1的稳定运行。

可选地，导翼结构13在其所在的叶片11上的正投影呈翼形；且大端131到外缘113的距离小于小端132到外缘113的距离。

在导翼结构13的延伸方向上，导翼结构13到其所在的叶片11的外缘113的距离逐渐增大，相应地，导翼结构13到轮毂12轴线的垂直距离逐渐减小，使得气流沿导翼结构13朝向轮毂12一侧的侧面流动时可获得朝向轮毂12方向流动的速度风量，以防止气流在离开导翼结构13后继续流向叶顶，从而使得气流最终离开压力面后朝向远离压力面方向流出室外机，保障了导翼结构13的导流作用。

可选地，结合图2所示，大端131和小端132之间的连线，与第一弧形段1131和第二弧形段1132连接处的切线之间的夹角小于或等于30°。

导翼结构13在叶片11上的正投影呈翼形。在该正投影中，导翼结构13的大端131在该正投影中为一段弧线段，导翼结构13的小端132在该正投影中为一尖点；由于大端131到小端132的方向与轮毂12的旋转方向相反，所以导翼结构13的大端131也是导翼结构13的前端，导翼结构13的小端132也是导翼结构13的后端；故该尖点可以称作导翼结构13的正投影的后端点，该弧线段上与后端点之间的距离最大的一点称作该正投影的前端点；而大端131和小端132之间的连线指的是前端点与后端点之间的连线。大端131和小端132之间的连线与第一弧形段1131和第二弧形段1132连接处的切线之间的夹角β的取值范围为0-30°；若夹角β过大(大于30°)，气流容易在导翼结构13的大端131处发生分离，使得一部分气流流向导翼结构13朝向轮毂12的一侧，另一部分气流流向导翼结构13背离轮毂12的一侧，并从叶片11的叶顶流向叶片11的吸力面所在侧，导致导翼结构13对气流的阻挡作用(即阻挡气流沿轮毂12径向向外方向流动)减弱；因此，夹角β取0-30°，以防止气流在导翼结构13的大端131处发生分离，从而保障导翼结构13对气流的阻挡作用，使得风机出风时气流在叶顶处的泄漏量减少。

可选地，结合图1、图2所示，导翼结构13的大端131到小端132的距离，与导翼结构13所在的叶片11的外缘113弧长的比值介于0.02到0.2之间。

根据前文所述，导翼结构13的大端131与小端132之间的连线为导翼结构13在叶片11上的正投影的前端点与后端点之间的连线，而大端131到小端132的距离指的是该前端点与后端点之间的连线的长度b，外缘113的弧长即为第一弧形段1131和第二弧形段1132的弧长之和S，b与S的比值介于0.02到0.2之间。若b与S的比值小于0.02，导翼结构13的阻挡气流回流到吸力面所在侧的效果较差；由于导翼结构13具有一定的重量，从而增加了叶片11在叶顶处的重量，若b与S的比值大于0.2，会增大导翼结构13的体积和重量，从而在轴流风叶1转动时增大导翼结构13带来的阻力；因此，b与S的比值介于0.02到0.2之间，以保证导翼结构13具有阻挡气流从第一弧形段1131和第二弧形段1132连接处流向吸力面的作用的同时，又不会对轴流风叶1的转动造成较大阻碍。

可选地，结合图4、图5所示，导翼结构13的凸起高度与叶片11在第一弧形段1131和第二弧形段1132连接处的厚度的比值介于0.5到2之间；其中，叶片11的厚度为吸力面与压力面之间的垂直距离。

导翼结构13在叶片11的压力面上的凸起高度记为h1，叶片11在第一弧形段1131和第二弧形段1132连接处的厚度记为h2，h1与h2的比值介于0.5到2之间，其中，导翼结构13的凸起高度指的是导翼结构13远离压力面的一侧到导翼结构13与压力面的连接处的垂直距离；若h1与h2的比值小于0.5，导致导翼结构13在压力面上的凸起高度h1过小，无法有效阻挡气流回流到叶片11吸力面所在侧；由于导翼结构13具有一定的重量，从而增加了叶片11在叶顶处的重量，若h1与h2的比值大于2，导致导翼结构13在压力面上的凸起高度h1过大，会增大导翼结构13的体积和重量，从而在轴流风叶1转动时增大导翼结构13带来的阻力；因此，h1与h2的比值介于0.5到2之间，以保证导翼结构13具有阻挡气流从第一弧形段1131和第二弧形段1132连接处流向吸力面的作用的同时，又不会对轴流风叶1的转动造成较大阻碍；且由于导翼结构13具有一定的凸起高度，增加了叶片11在第一弧形段1131和第二弧形段1132连接处的刚度，以防止叶片11变形。

可选地，结合图6、图9、图10所示，叶片11还具有后缘111，后缘111为叶片11上与轮毂12旋转方向相反的边缘部位，后缘111的一端与轮毂12连接，另一端与第二弧形段1132连接；导翼结构13设有多个，多个导翼结构13均位于第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处与后缘111和外缘113的连接处之间，且多个导翼结构13沿轮毂12的旋转方向间隔分布。

本实施例中，导翼结构13设有多个，由于叶片11的外缘113的曲率半径在第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处发生改变(减小)，使得气流的叶顶泄漏容易在第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处与后缘111和外缘113的连接处之间发生，因此，多个导翼结构13均设置在第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处与后缘111和外缘113的连接处之间，以在轴流风叶1转动时，导翼结构13能够阻碍沿叶片11的压力面流向叶片11远离于轮毂12一端的气流经叶顶回流到吸力面所在侧。多个导翼结构13沿轮毂12的旋转方向间隔分布，即相邻的两个导翼结构13之间存在间距；以避免相邻的两个导翼结构13连接在一起时，容易相互干扰，造成流道阻塞，从而导致轴流风叶1转动时的空气阻力较大。

进一步地，导翼结构13等间距分布在第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处与后缘111和外缘113的连接处之间；若在多个导翼结构13中，相邻两个导翼结构13的间距不一致，不利于叶片11在转动时的稳定；因此，多个导翼结构13优选为等间距分布，且多个导翼结构13的大端131均设置在外缘113的第二弧形段1132处，以更好地防止叶片11的压力面上流动的气流从第二弧形段1132处回流到吸力面所在侧，进一步减少了气流的在第二弧形段1132处的泄漏量，降低了风机出风量的损失，从而增加了风机的出风量；而且，进一步使得产生的叶顶泄漏涡的强度减弱，减小了叶顶泄漏涡的涡流噪声。

可选地，结合图9、图10所示，相邻的两个导翼结构13的大端131或小端132与轮毂12轴线之间的垂直连线的夹角大于或等于10°且小于或等于30°。

在上述的导翼结构13设有多个的基础之上，相邻的两个导翼结构13中，一个导翼结构13的大端131(小端132)和轮毂12轴线之间的垂直连线与另一个导翼结构13的大端131(小端132)和轮毂12轴线之间的垂直连线的夹角t的取值范围为10°-30°；若夹角t过小(小于10°)，使得相邻导翼结构13距离过小，容易相互干扰，造成流道阻塞，且导致轴流风叶1转动时的空气阻力较大；若夹角t过大(大于30°)，使得相邻导翼结构13距离过大，由于叶片11尺寸限制，使得部分导翼结构13容易超出叶片11的压力面，影响导翼结构13引导气流在压力面上的流动。因此，夹角t优选为介于10°到30°之间。

可选地，结合图6、图9所示，叶片11还具有前缘112，前缘112为叶片11上与轮毂12旋转方向相同的边缘部位，前缘112的一端与轮毂12连接，另一端与第一弧形段1131连接；且前缘112的线型呈最速降线型。

在轴流风叶1转动时，叶片11上前缘112先与风机转动时形成的气流接触，该气流经前缘112从压力面流向后缘111，并朝向远离压力面的方向离开压力面，以流出风机；前缘112的线型呈最降速线(即摆线，又称旋轮线)型，以使得气流沿该前缘112从叶尖(即前缘112与第一弧形段1131连接的一端)流动到叶根(即前缘112与轮毂12连接的一端)的时间最短，且气流流动时受到的阻力最小，可以更好地平衡气流随叶片11旋转时产生的离心力，抑制气流沿轮毂12径向向外流动，降低气流的叶顶泄漏损失，提高风机的出风量，进而提高风机的换热效果。

可选地，结合图9所示，在垂直于轮毂12轴线的平面上建立XY坐标系，以前缘112的两个端部之间的连线所在直线为X轴，以垂直于X轴并经过前缘112的与轮毂12连接的一端的直线为Y轴，前缘112的线型方程为：

其中，k为系数，L为前缘112位于X轴上的两个端部之间的距离，θ为前缘112上的点和XY坐标系原点之间的连线与X轴之间的夹角，x为前缘112上的点到Y轴的垂直距离，y为前缘112上的点到X轴的垂直距离。

前缘112在图9中XY平面上的正投影为一段弧线段，前缘112的两个端部在该正投影中分别为该弧线段的两个端点，即，X轴也是该弧线段的两个端点之间的连线所在直线，而前缘112的两个端部之间的距离L即为该弧线段的两个端点之间的连线的长度。在前缘112的线型方程中，k为取值范围在0.1到10之间的系数；且X轴的正方向是从前缘112的与轮毂12连接的一端到前缘112的与第一弧形段1131连接的一端的方向，Y轴的正方向是从前缘112的与轮毂12连接的一端指向叶片11所在侧的方向，Y轴与X轴的交点为XY坐标系的原点，且Y轴与X轴夹角为90°；前缘112上的一点的横坐标为x，该点的纵坐标为y。如此，使得前缘112呈最速降线型，从而使得气流沿前缘112从叶尖流动到叶根的时间最短，且气流流动时受到的阻力最小，可以更好地平衡气流随叶片11旋转时产生的离心力，抑制气流沿轮毂12径向向外流动，降低气流的叶顶泄漏损失，提高风机的出风量，进而提高风机的换热效果。且由于前缘112抑制气流沿轮毂12径向向外流动，使得气流在流经前缘112时获得径向向内的速度分量，以使得流经压力面的气流不易从第一弧形段1131回流到吸力面所在侧，而当气流流向第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处与后缘111和外缘113的连接处之间时，导翼结构13则能对其进行阻挡与导向，从而使得气流最终顺利流出室外机。

可选地，结合图1、图3、图6所示，前缘112与第一弧形段1131的连接处在垂直于轮毂12轴线的平面上的正投影呈圆弧状或椭圆弧状。

本实施例中，通过对叶片1外缘113的第一弧形段1131与叶片1前缘112的连接处倒圆角处理，使得第一弧形段1131与前缘112的连接处呈圆弧状或椭圆弧状，以提高叶片11的安全性，防止叶片11划伤人体；且圆弧或椭圆弧与前缘112、第一弧形段1131光滑过渡，以保证叶片11在叶尖处曲线的高阶曲率连续，抑制气流在叶尖处分离，从而提高轴流风叶1的气动性能。

本发明还提供一种风机组件，包括导流圈2以及上述的轴流风叶1，轴流风叶1与导流圈2同轴设置；导流圈2包括依次连接的第一导风部21、第二导风部22和第三导风部23，流入导流圈2的气流从第一导风部21流进并从第三导风部23流出，且第一导风部21远离于第二导风部22的端部的内径和第三导风部23远离于第二导风部22的端部的内径均大于第二导风部22的内径。

在轴流风叶1转动时，气流依次经过第一导风部21、第二导风部22和第三导风部23，最终流出室外机；第一导风部21远离于第二导风部22的端部的内径和第三导风部23远离于第二导风部22的端部的内径均大于第二导风部22的内径，以便于更多的气流从第一导风部21进入第二导风部22，再从第三导风部23流出。本发明的风机组件通过设置同轴设置的轴流风叶1与导流圈2，且轴流风叶1的叶片11的压力面上设有导翼结构13，以对从叶片11的压力面流向叶顶的气流的沿轮毂12径向向外的速度分量进行抑制，即阻挡气流沿轮毂12径向向外方向流动，可以防止流经叶片11压力面的气流沿压力面从叶顶回流到叶片11的吸力面所在侧，相当于减少了风机出风时气流在叶顶处的泄漏量，使得风机的出风量损失降低，从而增大了风机的出风量；而且，导翼结构13的设置使得由于气流在叶顶泄漏而产生的叶顶泄漏涡的强度减弱，从而减小了叶顶的涡流噪声。

可选地，结合图7、图8所示，叶片11具有外缘113，外缘113包括第一弧形段1131和第二弧形段1132，第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处位于第一导风部21围成的区域内。

第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处位于第一导风部21围成的区域内，而第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处设有导翼结构13，也就是说，导翼结构13位于第一导风部21围成的区域内，如此，在气流从叶片11的压力面上远离轮毂12一端的边缘处经叶顶与导流圈2的间隙流回吸力面所在侧时，导翼结构13可抑制从叶片11的压力面流向叶顶的气流沿轮毂12径向向外的速度分量，即阻挡气流沿轮毂12径向向外方向流动，防止气流从叶顶与第一导风部21内壁之间的间隙回流到叶片11的吸力面所在侧，进而防止从叶片11的吸力面所在侧流入叶顶与第一导风部21内壁之间的间隙的气流因受到回流气流的阻碍而无法顺利流出室外机，从而可以进一步减少风机出风时气流在叶顶处的泄漏量。而且，第一导风部21和第三导风部23均呈喇叭口状，由于气流在导流圈2内的流动路径是依次经过第一导风部21、第二导风部22和第三导风部23，因此，第一导风部21作为进口导弧以引导气流流进导流圈2，第三导风部23作为出口导弧以引导气流流出导流圈2，气流在进口导弧内朝向出口导弧流动时具有指向轮毂12轴线方向(即沿轮毂12径向向内)的速度分量，使得该气流可对从叶片11的压力面流向叶顶的气流的流动进行抑制，从而防止气流在第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处产生旋涡和叶顶泄漏，以减少风机出风时气流在叶顶处的泄漏量；而当气流进入呈喇叭口状的第三导风部23后，气流在出口导弧内流动时具有沿轮毂12径向向外的速度分量，使得该气流在第三导风部23处沿轮毂12径向向外扩散，以离开导流圈2，同时也降低了气流的气压，从而不会发生气流泄漏。如此，将导翼结构13设置在位于第一导风部21围成的区域内的第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处，进一步减少了风机出风时气流在叶片11的叶顶处的泄漏量，保证了风机的出风量。另外，由于第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处位于第一导风部21围成的区域内，使得第一弧形段1131大部分位于第一导风部21围成的区域外，叶片1与室外机内部的气流具有更大的接触面积，使得叶片1可带动更多的气流经导流圈2吹出室外机；在与轮毂12旋转方向相反的方向上，曲率半径递增的第二弧形段1132则设置在导流圈2内，在从叶片11的吸力面到压力面的方向上，第二弧形段1132与导流圈2内壁的距离逐渐增大，使得风机的出风通道具有更大的体积，从而提高风机的出风量。

可选地，结合图6、图7所示，第一导风部21呈喇叭口状，其在平行于轮毂12轴线的平面上的正投影具有两段圆弧，且两段圆弧分别位于第一导风部21的正投影在垂直于轮毂12轴线方向上的两端；第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处到第一导风部21远离于第二导风部22的端面的垂直距离，与圆弧的半径的比值介于0.1到0.9之间。

第一导风部21呈喇叭口状，且第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处到第一导风部21远离于第二导风部22的端面的垂直距离，与第一导风部21在平行于轮毂12轴线的平面上的正投影的端部圆弧的半径R的比值介于0.1到0.9之间，使得第一弧形段1131和第二弧形段1132的连接处位于第一导风部21围成的区域内，在气流贴靠第一导风部21的内壁进入导流圈2时，气流具有一个朝向轮毂12所在位置处流动的径向速度，使得导翼结构13可进一步引导该气流在叶片11的压力面上流动，以平衡气流旋转的离心力，进一步阻挡位于叶片11的压力面上的气流从外缘113处流向吸力面所在侧，以减少风机出风时气流在叶顶处的泄漏量，从而降低风机的出风量损失、减小叶顶的涡流噪声，提高轴流风叶1的导风效率。

本发明还提供一种空调器，包括上述的轴流风叶1，和/或，上述的风机组件。

本发明的空调器通过在风机组件上设置同轴设置的轴流风叶1与导流圈2，且轴流风叶1的叶片11压力面上设有导翼结构13，以对从叶片11的压力面流向叶顶的气流的沿轮毂12径向向外的速度分量进行抑制，即阻挡气流沿轮毂12径向向外方向流动，可以防止流经叶片11压力面的气流沿压力面从叶顶回流到叶片11的吸力面所在侧，相当于减少了风机出风时气流在叶顶处的泄漏量，使得风机的出风量损失降低，从而增大了风机的出风量；而且，导翼结构13的设置使得由于气流在叶顶泄漏而产生的叶顶泄漏涡的强度减弱，从而减小了叶顶的涡流噪声。

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

Claims (15)

1.一种轴流风叶（1），其特征在于，包括轮毂（12）、叶片（11）和导翼结构（13），所述叶片（11）围绕所述轮毂（12）设置；所述叶片（11）的两个侧面分别为吸力面、压力面，所述导翼结构（13）凸设在所述压力面上远离所述轮毂（12）的一端；所述叶片（11）具有外缘（113），所述外缘（113）为所述叶片（11）远离所述轮毂（12）一端的边缘部分；所述导翼结构（13）与所述外缘（113）连接；所述导翼结构（13）的延伸方向与所述轮毂（12）的旋转方向相反，其中，所述导翼结构（13）具有大端（131）和小端（132），所述导翼结构（13）的延伸方向为所述大端（131）到所述小端（132）的方向；所述导翼结构（13）在其所在的所述叶片（11）上的正投影呈翼形；且所述大端（131）到所述外缘（113）的距离小于所述小端（132）到所述外缘（113）的距离。

2.如权利要求1所述的轴流风叶（1），其特征在于，所述外缘（113）包括第一弧形段（1131）和第二弧形段（1132），从所述第一弧形段（1131）到所述第二弧形段（1132）的方向与所述轮毂（12）的旋转方向相反；且所述第一弧形段（1131）的曲率小于所述第二弧形段（1132）的曲率，所述导翼结构（13）位于所述第一弧形段（1131）和所述第二弧形段（1132）的连接处。

3.如权利要求2所述的轴流风叶（1），其特征在于，所述第一弧形段（1131）到所述轮毂（12）轴线的垂直距离为定值，所述第二弧形段（1132）到所述轮毂（12）轴线的垂直距离从所述第二弧形段（1132）与所述第一弧形段（1131）的连接处至所述第二弧形段（1132）远离所述连接处逐渐减小。

4.如权利要求2所述的轴流风叶（1），其特征在于，所述大端（131）和所述小端（132）之间的连线，与所述第一弧形段（1131）和所述第二弧形段（1132）连接处的切线之间的夹角小于或等于30°。

5.如权利要求2所述的轴流风叶（1），其特征在于，所述导翼结构（13）的所述大端（131）到所述小端（132）的距离，与所述导翼结构（13）所在的所述叶片（11）的所述外缘（113）弧长的比值介于0.02到0.2之间。

6.如权利要求2所述的轴流风叶（1），其特征在于，所述导翼结构（13）的凸起高度与所述叶片（11）在所述第一弧形段（1131）和所述第二弧形段（1132）连接处的厚度的比值介于0.5到2之间；其中，所述叶片（11）的厚度为所述吸力面与所述压力面之间的垂直距离。

7.如权利要求2所述的轴流风叶（1），其特征在于，所述叶片（11）还具有后缘（111），所述后缘（111）为所述叶片（11）上与所述轮毂（12）旋转方向相反的边缘部位，所述后缘（111）的一端与所述轮毂（12）连接，另一端与所述第二弧形段（1132）连接；所述导翼结构（13）设有多个，多个所述导翼结构（13）均位于所述第一弧形段（1131）和所述第二弧形段（1132）的连接处与所述后缘（111）和所述外缘（113）的连接处之间，且多个所述导翼结构（13）沿所述轮毂（12）的旋转方向间隔分布。

8.如权利要求7所述的轴流风叶（1），其特征在于，相邻的两个所述导翼结构（13）的所述大端（131）或所述小端（132）与所述轮毂（12）轴线之间的垂直连线的夹角大于或等于10°且小于或等于30°。

9.如权利要求2-8中任一项所述的轴流风叶（1），其特征在于，所述叶片（11）还具有前缘（112），所述前缘（112）为所述叶片（11）上与所述轮毂（12）旋转方向相同的边缘部位，所述前缘（112）的一端与所述轮毂（12）连接，另一端与所述第一弧形段（1131）连接；且所述前缘（112）的线型呈最速降线型。

10.如权利要求9所述的轴流风叶（1），其特征在于，在垂直于所述轮毂（12）轴线的平面上建立XY坐标系，以所述前缘（112）的两个端部之间的连线所在直线为X轴，以垂直于所述X轴并经过所述前缘（112）的与所述轮毂（12）连接的一端的直线为Y轴，所述前缘（112）的线型方程为：

，；

其中，为系数，为所述前缘（112）位于所述X轴上的两个端部之间的距离，为所述前缘（112）上的点和所述XY坐标系原点之间的连线与所述X轴之间的夹角，为所述前缘（112）上的点到所述Y轴的垂直距离，为所述前缘（112）上的点到所述X轴的垂直距离。

11.如权利要求9所述的轴流风叶（1），其特征在于，所述前缘（112）与所述第一弧形段（1131）的连接处在垂直于所述轮毂（12）轴线的平面上的正投影呈圆弧状或椭圆弧状。

12.一种风机组件，其特征在于，包括导流圈（2）以及如权利要求1-11中任一项所述的轴流风叶（1），所述轴流风叶（1）与所述导流圈（2）同轴设置；所述导流圈（2）包括依次连接的第一导风部（21）、第二导风部（22）和第三导风部（23），流入所述导流圈（2）的气流从所述第一导风部（21）流进并从所述第三导风部（23）流出，且所述第一导风部（21）远离于所述第二导风部（22）的端部的内径和所述第三导风部（23）远离于所述第二导风部（22）的端部的内径均大于所述第二导风部（22）的内径。

13.如权利要求12所述的风机组件，其特征在于，所述叶片（11）具有外缘（113），所述外缘（113）包括第一弧形段（1131）和第二弧形段（1132），所述第一弧形段（1131）和所述第二弧形段（1132）的连接处位于所述第一导风部（21）围成的区域内。

14.如权利要求13所述的风机组件，其特征在于，所述第一导风部（21）呈喇叭口状，其在平行于所述轮毂（12）轴线的平面上的正投影具有两段圆弧，且两段所述圆弧分别位于所述第一导风部（21）的所述正投影在垂直于所述轮毂（12）轴线方向上的两端；所述第一弧形段（1131）和所述第二弧形段（1132）的连接处到所述第一导风部（21）远离于所述第二导风部（22）的端面的垂直距离，与所述圆弧的半径的比值介于0.1到0.9之间。

15.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1-11中任一项所述的轴流风叶（1），和/或，如权利要求12-14中任一项所述的风机组件。