CN217440358U - 叶片、叶轮及通风设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种叶片、叶轮及通风设备，该叶片包括相对设置的压力面和吸力面，以及连接压力面和吸力面且相对设置的顶面和底面，其中，底面至顶面的方向为第一方向，压力面沿第一方向的高度大于吸力面沿第一方向的高度。本申请通过设置叶片的压力面高度大于吸力面的高度，可以将冲击顶面的气流迅速分离，一部分进入叶片的压力面，另一部分沿顶面流动至吸力面，从而减小气流与顶面的冲击、减小风阻，降低气流紊乱程度，既增大风量，又减少气动噪音，降低功耗，有利于改善通风设备的气动性能。

Description

叶片、叶轮及通风设备

技术领域

本申请涉及家用电器技术领域，尤其涉及一种叶片、叶轮及通风设备。

背景技术

叶轮是通风设备中的常用部件，其使用性能主要体现在风量大小和噪音控制方面。目前相关技术中的叶轮在工作时，风从进风口进入时与叶片顶部发生冲击，导致气流不能顺利地进入叶片的吸力面和压力面，风阻较大，空气流动紊乱，不仅风量降低，噪音也随之升高。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种叶片、叶轮及通风设备，其可以在增大风量的同时减少气动噪音。

第一方面，本申请实施例提供了一种叶片，包括相对设置的压力面和吸力面，以及连接压力面和吸力面且相对设置的顶面和底面，其中，底面至顶面的方向为第一方向，压力面沿第一方向的高度大于吸力面沿第一方向的高度。

在一种可能的实现方式中，压力面沿第一方向的高度为H1，吸力面沿第一方向的高度为H2，且(H1-H2)/H1＝0.08～0.15。

在一种可能的实现方式中，顶面为曲面，且顶面与吸力面的连接处相切设置。

在一种可能的实现方式中，顶面与压力面的连接处的切线与压力面之间的夹角为α，且满足如下条件：35°≤α≤40°。

在一种可能的实现方式中，顶面沿垂直于子午面的平面的截面形状为样条曲线或者贝塞尔曲线。

在一种可能的实现方式中，吸力面和压力面在垂直于第一方向的平面内的投影均为单圆弧、相切双圆弧和翼型弧中的任一者。

第二方面，本申请实施例还提供了一种叶轮，包括：轮毂；底盘，设置于轮毂的外周侧；前盘，与底盘相对且同心设置；以及如前所述的叶片，设置于底盘与前盘之间，且叶片的顶面朝向前盘设置。

在一种可能的实现方式中，叶片的数量为至少两个，至少两个叶片沿轮毂的圆周方向间隔设置，且叶片由靠近轮毂一侧的前缘到远离前缘的后缘之间的气流转折角的取值范围为0～40°。

在一种可能的实现方式中，叶片的前缘处的进口安装角β_A1的取值范围为β_A1＝45°～60°，叶片的后缘处的出口安装角β_A2的取值范围为β_A2＝45°～80°。

第三方面，本申请实施例提供了一种通风设备，包括：如前所述的叶轮；电机，设置于叶轮的轮毂的转动中心轴处；以及导流圈，设置于叶轮的前盘一侧，导流圈的内径大于叶轮的多个叶片靠近轮毂一侧的前缘的内径且小于前盘的内径。

根据本申请实施例提供的叶片、叶轮及通风设备，通过设置叶片的压力面高度大于吸力面的高度，可以将冲击顶面的气流迅速分离，一部分进入叶片的压力面，另一部分沿顶面流动至吸力面，从而减小气流与顶面的冲击、减小风阻，降低气流紊乱程度，既增大风量，又减少气动噪音，降低功耗，有利于改善通风设备的气动性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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。另外，在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，且附图并未按照实际的比例绘制。

图1示出本申请实施例提供的一种通风设备的立体结构示意图；

图2示出本申请实施例提供的叶轮的俯视示意图；

图3示出本申请实施例提供的叶片的立体结构示意图；

图4示出图3所示的叶片在子午面上的投影视图；

图5示出图3所示的叶片从前缘侧看去的结构示意图；

图6示出图2中区域A的放大结构图。

附图标记说明：

10、叶轮；1、叶片；X、第一方向；11、压力面；12、吸力面；13、顶面；14、底面；15、前缘；16、后缘；2、轮毂；3、底盘；4、前盘；

20、导流圈。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1示出本申请实施例提供的一种通风设备的立体结构示意图，图2示出本申请实施例提供的叶轮的俯视示意图。

如图1和图2所示，本申请实施例提供的一种通风设备，包括叶轮10、电机(图中未示出)和导流圈20。该通风设备可以为空调，叶轮10的目的是使气流穿过换热器，进而使气流与换热器中的冷媒进行热交换，从而达到制冷或制热的效果。

叶轮10包括叶片1、轮毂2、底盘3和前盘4。底盘3设置于轮毂2的外周侧，前盘4与底盘3相对且同心设置，叶片1设置于底盘3与前盘4之间，且叶片1的顶面13朝向前盘4设置。

电机设置于轮毂2的转动中心轴处，导流圈20设置于叶轮10的前盘4一侧，且导流圈20的内径大于叶轮10的叶片1靠近轮毂2一侧的前缘15的内径且小于前盘4的内径。叶轮10在电机的作用下运转时，将气流沿导流圈20的轴向吸入，并与叶片1的顶面13发生碰撞，带动叶片1做功，然后从叶轮10的径向出风实现气流的输送。

如图2中的虚线圆圈所示，导流圈20的内径为D，叶片1的前缘15的内径为D1，前盘4的内径为D2，且D1<D<D2。可选地，为了提高风量、降低通风设备的能耗，导流圈20的内径对应于叶片1自前缘15一侧开始的长度的1/3～2/3处。

相关技术中，当气流与叶片1的顶面13发生碰撞时，由于顶面13与吸力面12和压力面11多为垂直相交，导致气流不能顺利地经过顶面13进入吸力面12和压力面11，风阻较大，能量损失较大，空气流动紊乱，不仅风量降低，气动噪音也随之升高。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种叶片1，其可以在增大风量的同时减少气动噪音。

图3示出本申请实施例提供的叶片的立体结构示意图。

如图3所示，叶片1包括相对设置的压力面11和吸力面12，以及连接压力面11和吸力面12且相对设置的顶面13和底面14，其中，底面14至顶面13的方向为第一方向X，压力面11沿第一方向X的高度大于吸力面12沿第一方向X的高度。其中，第一方向X即为叶轮10的轴向。底面14可以为平面，也可以为曲面，此处不作限制。

由于叶片1的压力面11的高度大于吸力面12的高度，使得连接压力面11和吸力面12的顶面13为非平面，例如斜面或者曲面。当沿导流圈20的轴向吸入的气流冲击叶片1的顶面13时，可以将气流迅速分离，一部分进入叶片1的压力面11，另一部分沿顶面13流动至吸力面12，从而减小气流与顶面13的冲击、减小风阻，降低气流紊乱程度，既增大风量，又减少气动噪音，降低功耗，有利于改善通风设备的气动性能。

下面结合附图进一步详细描述本申请实施例提供的叶片的具体结构。

图4示出图3所示的叶片在子午面上的投影视图，图5示出图3所示的叶片从前缘侧看去的结构示意图。

需要说明的是，本文中，所述“子午面”指的是，通过叶轮10的中心轴线的平面，所述叶片在子午面上的投影视图指的是，以任一子午面为基准，叶片绕叶轮10的中心轴线转动至其上任一点与该子午面相交时，叶片在该子午面上的投影视图。

可选地，叶片1的前缘15的形状可以为椭圆弧面，也可以为圆弧面，以起到导流的作用。从导流圈20的轴向吸入的气流到达前缘15时，可以在朝向底面14的叶根处流动的同时，一部分气流进入压力面11一侧，一部分气流进入吸力面12一侧，以将轴向气流转换为径向气流。

在一些实施例中，叶片1的压力面11沿第一方向X的高度为H1，吸力面12沿第一方向X的高度为H2，则(H1-H2)/H1＝0.08～0.15。如此设置，可以使叶片在满足在气流分离速度的同时，还可以提高气流与叶片1的接触面积大小，增大风量。

如图4和图5所示，叶片1的压力面11沿第一方向X的高度为H1，吸力面12沿第一方向X的高度为H2。当压力面11与吸力面12的高度差(H1-H2)与压力面11的高度H1的比值接近0.08时，顶面13的倾斜角度较小，可以提高气流与叶片1的接触面积大小，增大风量，同时气流分离速度相对较慢。当压力面11与吸力面12的高度差(H1-H2)与压力面11的高度H1的比值接近0.15时，顶面13的倾斜角度较大，气流分离速度较高，同时气流与叶片1的接触面积大小相对较小、风量较小。实际使用中，可以在气流分离速度与风量大小之间取平衡值。例如，在一个示例中，(H1-H2)/H1＝0.1。

在一些实施例中，顶面13为曲面，且顶面13与吸力面12的连接处相切设置。叶片1的顶面13与吸力面12的连接处相切设置，可以确保气流能够沿顶面13平顺地进入吸力面12，提高气流分离速度。

在一些实施例中，顶面13与压力面11的连接处的切线与压力面11之间的夹角为α，且满足如下条件：35°≤α≤40°。在一个示例中，α＝38°。顶面13与压力面11的连接处的切线与压力面11之间的夹角α如此设置，可以确保顶面13具有良好的引流效果。

如图4所示，顶面13与压力面11的连接处的切线与压力面12之间形成夹角α。当气流冲击顶面13时，能够迅速地进行分离，一部分气流进入压力面11一侧，另一部分气流沿顶面13流动至吸力面12一侧。由于顶面13具有良好的引流效果，可以使压力面11产生正向压力，吸力面12产生负向压力，以带动叶片1转动。

在一些实施例中，顶面13沿垂直于子午面的平面的截面形状为多项式曲线。多项式曲线包括但不限于样条曲线、贝塞尔曲线等。本文中，顶面13沿垂直于子午面的平面的截面形状也称为顶面13的“型线”。在一个示例中，顶面13的型线为贝塞尔曲线，以保证顶面13具有良好的光滑效果，提高气流分离的速度。

在一些实施例中，吸力面12和压力面11在垂直于第一方向X的平面内的投影均为单圆弧、相切双圆弧和翼型弧中的任一者。其中，“相切双圆弧”指的是，位于前缘15一侧的一段圆弧与另一段圆弧的方向相反且在交点处相切设置。也就是说，吸力面12和压力面11沿前缘15至后缘16的径向方向均可以为单圆弧面、相切双圆弧面和翼型弧面中的任一者。由于吸力面12和压力面11均具有光滑曲面，便于将轴向吸入的气流转换为径向气流从出风口甩出。另外，吸力面12和压力面11的曲率可以相同，也可以不同。

由此，当从导流圈20的轴向吸入的气流与顶面13碰撞后，进入吸力面12一侧的气流将沿吸力面12的形状朝向叶片1的后缘16一侧顺滑流动，进入压力面11一侧的气流将沿压力面11的形状朝向叶片1的后缘16一侧顺滑流动，可以降低气流流过吸力面12或者压力面11时的阻力，增大风量，降低通风设备的功耗。

进一步地，如前所述，叶轮10在电机的作用下运转时，将气流沿导流圈20的轴向吸入，并与叶片1的顶面13发生碰撞，带动叶片1做功，然后从叶轮10的径向出风实现气流的输送。导流圈20设置于叶轮10的前盘4一侧，且导流圈20的内径对应于叶片1自前缘15一侧开始的长度的1/3～2/3处。为了使导流圈20自轴向引入的气流能够经过叶片1的顶面13快速朝向从叶片1的径向流道出风，吸力面12和压力面11可以具有不同的曲率，以使叶片1自前缘15至后缘16的径向方向具有不同的厚度。

具体来说，以叶片1的吸力面12和压力面11均为单圆弧面为例，叶片1的厚度自前缘15一侧至叶片1的长度的1/3处逐渐变厚，提高叶片1的抗压强度，而自叶片1的长度的1/3至后缘16处的厚度逐渐变薄，增大相邻的两个叶片1之间的流道的宽度，从而使轴向进入的气流在改变为径向的流动方向时减速，以将气流的动能转换为压力能带动叶片1转动，进一步增大风量、降低通风设备的功耗。

再次参阅图2，如前所述的叶片1设置于底盘3与前盘4之间，叶片1的前缘15朝向轮毂2设置，叶片1的顶面13朝向前盘4设置。在一些实施例中，叶片1的数量为至少两个，至少两个叶片1沿轮毂2的圆周方向间隔设置，叶片1由前缘15至远离前缘15的后缘16之间的气流转折角的取值范围为0～40°。

如图2所示，多个叶片1设置于底盘3与前盘4之间，相邻的两个叶片1之间形成径向流道，导流圈20的内径为进风口，相邻的两个叶片1的后缘16之间形成出风口。气流从进风口的轴向吸入，主要与叶片1的顶面13发生碰撞，然后一部分气流进入叶片1的压力面11产生正向压力，另一部分气流进入叶片1的吸力面12产生负向压力，然后分别向叶片1的后缘16以及朝向底面14的叶根处流动，以带动多个叶片1沿图2中的逆时针方向转动。叶片1由前缘15至远离前缘15的后缘16之间的气流转折角的取值范围为0～40°，可以保证气流沿径向流道顺利导流，增加叶轮10的出风口与进风口之间的距离，从而减弱气流的卷吸回流现象。

另外，至少两个叶片1中，各个叶片1的顶面13的型线可以相同，也可以不同，根据具体的需求而定。当各个叶片1的顶面13采用相同的型线时，可以简化制作工艺、降低叶轮10的制作成本。

图6示出图2中区域A的放大结构图。

在一些实施例中，叶片1的前缘15处的进口安装角β_A1的取值范围为β_A1＝45°～60°，叶片1的后缘16处的出口安装角β_A2的取值范围为β_A2＝45°～80°。

如图2和图6所示，叶片1具有中弧线S，中弧线S由到压力面11及吸力面12的距离相等的点构成，并由前缘15和后缘16界定。假设多个叶片1的前缘15所在的圆为第一圆C1，第一圆C1与中弧线S的交点处的第一切线为T1，多个叶片1的后缘16所在的圆为第二圆C2，第二圆C2与中弧线S的交点处的第二切线为T2，则“进口安装角β_A1”指的是，叶片1的中弧线S与第一切线T1之间的夹角，“出口安装角β_A2”指的是，叶片1的中弧线S与第二切线T2之间的夹角。叶片1如此安装在叶轮10上，可以确保气流按照叶片1的预设气流转折角流动，提高工作效率。

由此，本申请实施例提供的叶片1、叶轮10及通风设备，通过设置叶片1的压力面11的高度大于吸力面12的高度，可以将冲击顶面13的气流迅速分离，一部分进入叶片1的压力面11，另一部分沿顶面13流动至吸力面12，从而减小气流与顶面13的冲击、减小风阻，降低气流紊乱程度，既增大风量，又减少气动噪音，降低功耗，有利于改善通风设备的气动性能。

可以理解的是，本申请实施例提供的通风设备不限于空调，还可以为例如吸油烟机、除尘器等家用通风设备。

应当指出，在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。

应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本公开中的“在……上”、“在……以上”和“在……之上”，以使得“在……上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在……以上”或者“在……之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即，直接处于某物上)的含义。

此外，文中为了便于说明可以使用空间相对术语，例如，“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等，以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向(旋转90度或者处于其他取向上)，并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种叶片，其特征在于，包括相对设置的压力面和吸力面，以及连接所述压力面和所述吸力面且相对设置的顶面和底面，其中，所述底面至所述顶面的方向为第一方向，所述压力面沿所述第一方向的高度大于所述吸力面沿所述第一方向的高度。

2.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述压力面沿所述第一方向的高度为H1，所述吸力面沿所述第一方向的高度为H2，且(H1-H2)/H1＝0.08～0.15。

3.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述顶面为曲面，且所述顶面与所述吸力面的连接处相切设置。

4.根据权利要求3所述的叶片，其特征在于，所述顶面与所述压力面的连接处的切线与所述压力面之间的夹角为α，且满足如下条件：35°≤α≤40°。

5.根据权利要求3所述的叶片，其特征在于，所述顶面沿垂直于子午面的平面的截面形状为样条曲线或者贝塞尔曲线。

6.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述吸力面和所述压力面在垂直于所述第一方向的平面内的投影均为单圆弧、相切双圆弧和翼型弧中的任一者。

7.一种叶轮，其特征在于，包括：

轮毂；

底盘，设置于所述轮毂的外周侧；

前盘，与所述底盘相对且同心设置；以及

如权利要求1至6任一项所述的叶片，设置于所述底盘与所述前盘之间，且所述叶片的顶面朝向所述前盘设置。

8.根据权利要求7所述的叶轮，其特征在于，所述叶片的数量为至少两个，至少两个所述叶片沿所述轮毂的圆周方向间隔设置，且所述叶片由靠近所述轮毂一侧的前缘到远离所述前缘的后缘之间的气流转折角的取值范围为0～40°。

9.根据权利要求8所述的叶轮，其特征在于，所述叶片的所述前缘处的进口安装角β_A1的取值范围为β_A1＝45°～60°，所述叶片的所述后缘处的出口安装角β_A2的取值范围为β_A2＝45°～80°。

10.一种通风设备，其特征在于，包括：

如权利要求7至9任一项所述的叶轮；

电机，设置于所述叶轮的轮毂的转动中心轴处；以及

导流圈，设置于所述叶轮的前盘一侧，所述导流圈的内径大于所述叶轮的叶片靠近所述轮毂一侧的前缘的内径且小于所述前盘的内径。

Images