CN206246413U - 一种前向多翼离心风扇 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种前向多翼离心风扇，包括轮毂与叶片，叶片为扭转结构，叶片的进风端面和/或出风端面的中心线呈螺旋线状结构，叶片的进口角和/或出口角沿其轴线方向至少部分不等。通过将叶片扭转设置，使得叶片进风端面和/或出风端面的中心线呈螺旋线状结构，从而改变叶片的形状，使得叶片各处进口角与出口角均不相同。在工作状态下，一方面改变进口角从而使叶片轴向不同位置接触气流时更流畅，减少了动能损失；另一方面由于出口角不同从而打乱了叶片尾缘的脱落涡，能够有效抑制噪音。采用该结构形式的叶片，前向多翼离心风扇的出风湍动能和进风处涡量均有下降，从而减小风扇整体噪音。
Description
技术领域
本实用新型属于离心风扇叶片的结构设计技术领域，具体涉及一种前向多翼离心风扇。
背景技术
离心风扇是一种将流体自风扇的轴向吸入后利用离心力作用将流体圆周方向甩出去的风扇形式，常见的有鼓风机、抽油烟机等。
多翼离心风扇为离心风扇的一种，通常包括两端轮毂、中间轮毂，以及设置于相邻两轮毂间的多个叶片，通常离心风扇整体为金属材质，轮毂与叶片均由金属板材冲压成型，后将叶片通过铆接等固定方式与两端轮毂与中间轮毂相连接。
传统的叶片形式为平面片状或弧形片状结构，叶片以环形阵列的方式设置于轮毂周边上，由于叶片在长度方向上呈直线型结构，因此各个叶片以及单个叶片自上至下各个位置处的进口角与出口角一致，但由于风扇内部不同轴向位置气流的进口角度不同，因此相同的进口角与出口角难以保证叶片各处进风顺畅，而且在气流出风后在叶片的尾缘形成脱落涡，使得风扇的噪音较大，风扇性能较差，影响用户体验。
如现有技术中公开的一种柜式空调室内机离心风扇(专利号：200820237803.9)，其仅仅限定了叶片进口角度与出口角度的范围，但是进口角度与出口角度在各处均为一致，难以实现改变进出口气流方向的目的。
又如一种变截面前向多翼离心风扇(专利号：200710151027.0)，该离心风扇只是确定了最佳进风角度与最佳出风角度的范围，但是整个叶片的进口角与出口角均是不变的，仍然存在上述技术问题。
因此，鉴于以上问题，有必要提出一种新型的离心风扇结构，通过改变叶片的形状，使得叶片各处进口角与出口角均不相同，同时改变叶片接触气流与气流脱落位置，优化风扇气流分布和有效降低叶片尾缘的脱落涡，改善风扇的噪音，提高风扇的性能。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种前向多翼离心风扇，通过将叶片扭转设置，改变叶片的形状，使得叶片各处进口角与出口角均不相同，同时改变叶片接触气流与气流脱落位置，优化风扇气流分布和有效降低叶片尾缘的脱落涡，改善风扇的噪音，提高风扇的性能。
根据本实用新型的目的提出的一种前向多翼离心风扇，包括轮毂以及设置于轮毂上呈环形阵列分布的若干叶片，叶片进风端与轮毂内圆间形成的夹角为进口角，叶片出风端与轮毂外圆间形成的夹角为出口角，所述叶片为扭转结构，叶片的进口角和/或出口角沿其轴线方向至少部分不等。
优选的，所述叶片的进风端面和/或出风端面的中心线呈螺旋线状结构。
优选的，至少叶片的进口角和/或出口角沿其轴线方向逐步递增或递减。
优选的，所述叶片为上下扭转或左右扭转。
优选的，所述叶片沿其轴线方向整体或部分扭转变形，所述叶片的进风端面和/或出风端面的中心线呈螺旋线状结构。
优选的，所述叶片沿其上、下端面的中心线整体或部分扭转变形，所述叶片的进风端面和/或出风端面的中心线呈螺旋线状结构。
优选的，叶片扭转后，上端面中心线与下端面中心线的投影相交于一切点，以该切点分别做上端面中心线与下端面中心线的切线，两条切线的夹角形成叶片扭转角，所述叶片扭转角为0-45°。
优选的，所述叶片为长条状弧形叶片，所述轮毂上设置有安装叶片的定位槽，上侧定位槽与下侧定位槽的投影相交于所述切点，叶片两端分别安装于所述上侧定位槽与下侧定位槽内形成扭转结构。
优选的，所述叶片为一体加工成型的扭转结构。
与现有技术相比，本实用新型公开的前向多翼离心风扇的优点是：
通过将叶片扭转设置，使得叶片进风端面和出风端面的中心线呈螺旋线状结构，改变叶片的形状，从而使得叶片各处进口角与出口角均不相同。在工作状态下，一方面改变进口角从而使叶片轴向不同位置接触气流时更流畅，减少了动能损失；另一方面由于出口角不同从而打乱了叶片尾缘的脱落涡，能够有效抑制噪音。采用该结构形式的叶片，前向多翼离心风扇的出风湍动能和进风处涡量均有下降，从而减小风扇整体噪音。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为前向多翼离心风扇的结构示意图。
图2为叶片分布图。
图3为叶片的主视图。
图4为叶片未扭转时的俯视图。
图5、6为叶片扭转后的俯视图。
图7a为未发生扭转的叶片表面湍动能分布图。
图7b为发生扭转后的叶片表面湍动能分布图。
图8为前向多翼离心风扇的左视图。
图9a为未发生扭转的叶片靠近风扇中间截面A涡量分布云图。
图9b为发生扭转后的叶片靠近风扇中间截面A涡量分布云图。
图10a为未发生扭转的叶片靠近风扇端部截面B涡量分布云图。
图10b为发生扭转后的叶片靠近风扇端部截面B涡量分布云图。
图中的数字或字母所代表的相应部件的名称：
1、轮毂 2、叶片 3、中心线 4、扭转中心轴
具体实施方式
传统的叶片形式为平面片状或弧形片状结构，叶片以环形阵列的方式设置于轮毂周边上，由于叶片在长度方向上呈直线型结构，因此各个叶片以及单个叶片自上至下各个位置处的进口角与出口角一致，但由于风扇内部不同轴向位置气流的进口角度不同，因此相同进口角与出口角难以保证叶片各处进风顺畅，而且在气流出风后在叶片的尾缘形成脱落涡，使得风扇的噪音较大，风扇性能较差，影响用户体验。
本实用新型针对现有技术中的不足，提供了一种前向多翼离心风扇，通过将叶片扭转设置，改变叶片的形状，使得叶片各处进口角与出口角均不相同，同时改变叶片接触气流与气流脱落位置，优化风扇气流分布和有效降低叶片尾缘的脱落涡，改善风扇的噪音，提高风扇的性能。
下面将通过具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请一并参见图1至图6，如图所示，一种前向多翼离心风扇，包括轮毂1以及设置于轮毂1上呈环形阵列分布的若干叶片2，叶片2进风端与轮毂内圆间形成的夹角为进口角，叶片出风端与轮毂外圆间形成的夹角为出口角。
本实用新型中的叶片为扭转结构，叶片的进风端面和/或出风端面的中心线呈螺旋线状结构，叶片的进口角和/或出口角沿其轴线方向至少部分不等。
本实施例中，叶片的进风端面和出风端面的中心线均呈螺旋线状结构，叶片的进口角和出口角沿其轴线方向逐步递增或递减。其中以叶片上下端面的中心线3为基准，以其中心线上的中点作为扭转中心轴4，从而实现叶片上端面的逆时针转动与下端面的顺时针转动，从而实现叶片整体的扭转。除此之外，还可对叶片上部分进行扭转，实现叶片上部分进口角与出口角的不等。
通过以叶片端面的中心线上的中点作为扭转中心轴，叶片扭转后，上端面中心线与下端面中心线的投影相交于一切点，该切点为上下端面中心线的中点，以该切点分别做上端面中心线与下端面中心线的切线，两条切线的夹角形成叶片扭转角。其中，叶片扭转角范围为0-45°。优选的，叶片扭转角为30°，除此之外还可为10°、20°、40°等，具体扭转角根据需要设定，在此不做限制。
其中扭转中心轴的位置可偏离中心线中点设定，这样在叶片扭转后，上端面中心线与下端面中心线的投影相交于一切点，该切点并非中心线的中点，扭转中心轴的位置可根据需要设定，在此不做限制。
叶片可为上下扭转或左右扭转，任一扭转方式均可实现叶片的扭曲效果。具体不做限制。
左右扭转时，叶片沿其轴线方向整体或部分扭转变形，叶片的进风端面和/或出风端面的中心线呈螺旋线状结构。
上下扭转时，叶片沿其上、下端面的中心线整体或部分扭转变形，叶片的进风端面和/或出风端面的中心线呈螺旋线状结构。
本实施例中，叶片为一体加工成型的扭转结构，通过冲压成型的方式可一体成型出具有扭转结构的叶片，后将叶片的两端通过铆接或其他固定方式固定在轮毂上，由于扭转结构的存在，使得叶片各处进口角与出口角均不相同。在工作状态下，一方面改变进口角从而使叶片轴向不同位置接触气流时更流畅，减少了动能损失；另一方面由于出口角不同从而打乱了叶片尾缘的脱落涡，能够有效抑制噪音。采用该结构形式的叶片，前向多翼离心风扇的出风湍动能和进风处涡量均有下降，从而减小风扇整体噪音。
请一并参见图7a至图10b，由叶片表面湍动能分布图对比可知，叶片扭曲后由于出口角的变化打乱了叶片尾缘的涡流，降低了叶片的湍动能的分布，从而减小风扇的整体噪音。
由截面A与截面B的涡量分布云图对比分析得出，进口角改变后，叶片接触气流更顺畅，扭曲后叶片前缘的涡量明显变小。由于出口角的变化，扭曲后的叶片尾缘涡量减小，
实施例2
其余与实施例1相同，不同之处在于，叶片为长条状弧形叶片，轮毂上设置有安装叶片的定位槽(未示出)，上侧定位槽与下侧定位槽的投影相交于所述切点，叶片两端分别安装于上侧定位槽与下侧定位槽内形成扭转结构。在加工成型叶片时还可采用传统的工艺成型传统结构形状的叶片，传统叶片上下端面投影重合，本申请中通过在上下轮毂的不同位置设置定位槽，将叶片安装入定位槽后，由于定位槽的位置不同，自然会使得叶片产生一定的扭转，扭转角度可通过定位槽的位置变化而变化，具体不做限制。
本实用新型公开了一种前向多翼离心风扇，通过将叶片扭转设置，使得叶片进风端面和/或出风端面的中心线呈螺旋线状结构，从而改变叶片的形状，使得叶片各处进口角与出口角均不相同。在工作状态下，一方面改变进口角从而使叶片轴向不同位置接触气流时更流畅，减少了动能损失；另一方面由于出口角不同从而打乱了叶片尾缘的脱落涡，能够有效抑制噪音。采用该结构形式的叶片，前向多翼离心风扇的出风湍动能和进风处涡量均有下降，从而减小风扇整体噪音。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种前向多翼离心风扇，包括轮毂以及设置于轮毂上呈环形阵列分布的若干叶片，叶片进风端与轮毂内圆间形成的夹角为进口角，叶片出风端与轮毂外圆间形成的夹角为出口角，其特征在于，所述叶片为扭转结构，叶片的进口角和/或出口角沿其轴线方向至少部分不等。
2.如权利要求1所述的前向多翼离心风扇，其特征在于，所述叶片的进风端面和/或出风端面的中心线呈螺旋线状结构。
3.如权利要求1所述的前向多翼离心风扇，其特征在于，至少叶片的进口角和/或出口角沿其轴线方向逐步递增或递减。
4.如权利要求1所述的前向多翼离心风扇，其特征在于，所述叶片为上下扭转或左右扭转。
5.如权利要求4所述的前向多翼离心风扇，其特征在于，所述叶片沿其轴线方向整体或部分扭转变形，所述叶片的进风端面和/或出风端面的中心线呈螺旋线状结构。
6.如权利要求4所述的前向多翼离心风扇，其特征在于，所述叶片沿其上、下端面的中心线整体或部分扭转变形，所述叶片的进风端面和/或出风端面的中心线呈螺旋线状结构。
7.如权利要求6所述的前向多翼离心风扇，其特征在于，叶片扭转后，上端面中心线与下端面中心线的投影相交于一切点，以该切点分别做上端面中心线与下端面中心线的切线，两条切线的夹角形成叶片扭转角，所述叶片扭转角为0-45°。
8.如权利要求7所述的前向多翼离心风扇，其特征在于，所述叶片为长条状弧形叶片，所述轮毂上设置有安装叶片的定位槽，上侧定位槽与下侧定位槽的投影相交于所述切点，叶片两端分别安装于所述上侧定位槽与下侧定位槽内形成扭转结构。
9.如权利要求1所述的前向多翼离心风扇，其特征在于，所述叶片为一体加工成型的扭转结构。
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