轴流风轮、轴流风机以及空气处理设备的制作方法

1.本实用新型涉及生活电器技术领域，尤其是涉及一种轴流风轮、轴流风机以及空气处理设备。


背景技术：

2.空气处理设备一般采用轴流风机，在轴流风轮的后缘部分设置导风圈，在轴流风机的工作过程中，部分气流通过轴流风轮的叶端流入风机，并在叶端区域上形成叶端涡，而叶端涡的产生、发展以及耗散与轴流风轮的气动性能、风道效率以及噪声相关性较高。
3.然而，现有的轴流风轮的叶型不合理，无法抑制叶端涡的泄漏，导致风道效率较低、气动性能较差。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种轴流风轮，所述轴流风轮的叶型合理，可以有效抑制叶端涡的泄漏，提高气动性能以及风道效率。
5.本技术进一步提出了一种采用上述轴流风轮的轴流风机。
6.本技术还提出了一种采用上述轴流风机的空气处理设备。
7.根据本技术第一方面实施例的轴流风轮，包括：轮毂；叶片，所述叶片为多个，所述叶片的叶根设置在所述轮毂上，所述叶片的叶端远离所述轮毂延伸，所述叶端的外周上还设置有翘曲部，所述翘曲部由叶片前缘向叶片后缘延伸并朝向所述叶片的吸入侧翘曲。
8.根据本技术实施例的轴流风轮，通过在叶端的外周上设置翘曲部，并限定翘曲部的延伸方向为由叶片前缘向叶片后缘延伸，翘曲部的翘曲方向为朝向叶片的吸入侧翘曲，可以通过翘曲部有效地抑制压力面的气流与吸力面的气流汇合，从而抑制叶端涡的泄漏，提高气动性能，风道效率，并改善轴流风轮的工作噪声，提高使用体验。
9.根据本技术的一些实施例，所述叶片朝向所述出风侧具有压力面，在所述轴流风轮的径向剖视图中，所述翘曲部和所述压力面的边界与所述叶根的位于所述压力面侧的边缘的连线为第一连线，所述轴流风轮的直径为d，所述压力面与所述第一连线的最大间隙为f，且满足0＜f/d小于0.01。
10.在一些实施例中，在所述轴流风轮的径向剖视图中，所述翘曲部的朝向所述压力面的表面的远离所述叶端的端部处的切线为第一切线，所述压力面和所述翘曲部的边界处的所述压力面的切线为第二切线，所述第一切线与所述第二切线之间形成夹角α。
11.进一步地，所述夹角α满足0
°
≤α≤30
°
。
12.进一步地，在由叶片前缘向叶片后缘的延伸方向上，所述夹角α逐渐增大。
13.在一些实施例中，所述轴流风轮的直径为d，所述翘曲部在所述轴流风轮径向上的宽度为w满足0.01≤w/d≤0.04。
14.根据本技术第二方面实施例的轴流风机，包括：上述实施例中所述的轴流风轮以
及用于驱动所述轴流风轮转动的电机。
15.进一步地，所述轮毂内还设置有电机轴固定部，所述电机轴固定部用于与电机轴固定。
16.根据本技术第三方面实施例的空气处理设备，包括：上述实施例中所述的轴流风机。
17.进一步地，所述空气处理设备还包括：换热器，所述轴流风机的吸风侧与所述换热器正对。
18.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1是根据本技术实施例的轴流风轮的示意图；
21.图2是根据本技术实施例的轴流风轮的剖视示意图；
22.图3是图2中圈示a区域的局部放大示意图；
23.图4是根据本技术实施例的空气处理设备的示意图。
24.附图标记：
25.空气处理设备1000，
26.轴流风轮100，电机200，换热器300，
27.轮毂110，电机轴固定部111，叶片120，叶根121，叶端122，翘曲部123，
28.电机轴210，
29.叶片前缘a，叶片后缘b，吸力面c，压力面d，第一切线e，第二切线g，第一连线h。
具体实施方式
30.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
31.空气处理设备1000一般采用轴流风机，在空调器领域，室外机等空气处理设备1000广泛采用半开式轴流风机，半开式轴流风机的轴流风轮100的后缘部分有导风圈覆盖，在半开式轴流风机的工作过程中，部分气流通过轴流风轮100的叶片120的叶端122流入，并在叶端122区域形成复杂的叶端涡。
32.即叶端涡是半开式轴流风轮100的主要流动特征，叶端涡的产生、发展以及耗散过程与轴流风轮100的气动性能、风道效率以及工作噪声均密切相关。
33.然而，现有的半开式轴流风机的叶片120的叶型无法有效抑制叶端涡的泄漏，导致风道效能偏低、气动性能以及工作噪声均较大。
34.基于此，本技术提出一种轴流风轮100，可以有效抑制叶端涡的泄漏，提高风道效能、气动性能并降低工作噪声。
35.为了便于本领域技术人员理解本技术的技术方案，对本技术所涉及的术语进行解释说明：
36.叶根121，是指叶片120与轮毂110的外周面连接的部分；叶端122，叶片120的直径最大区域的外周面部分；叶片前缘a，如图1所示，叶片120在转动方向上，相对位于前方的外周面部分；叶片后缘b，如图1所示，叶片120在转动方向上，相对位于后方的外周面部分；翘曲部123，位于叶端122的外周，且具有一定翘曲的部分；吸力面c，如图2所示，叶片120朝向吸入侧的部分；压力面d，如图2所示，叶片120朝向出风侧的部分。
37.下面参考图1-图4描述根据本实用新型实施例的轴流风机和空气处理设备1000。
38.如图1和图2所示，根据本技术第一方面实施例的轴流风轮100，包括：轮毂110和叶片120。
39.其中，叶片120为多个，叶片120的叶根121设置在轮毂110上，叶片120的叶端122远离轮毂110延伸，叶端122的外周上还设置有翘曲部123，翘曲部123由叶片前缘a向叶片后缘b延伸并朝向叶片120的吸入侧翘曲。
40.具体而言，轮毂110的周侧设置有多个叶片120，多个叶片120在轮毂110的周侧等角度间隔设置，叶片120可以为三个、四个或五个，叶片120的叶根121与轮毂110的外周固定连接，优选采用叶片120与轮毂110一体成型，叶端122远离轮毂110设置，叶片120整体具有朝向吸入侧的吸力面c以及朝向出风侧的压力面d，在工作过程中，叶片120的压力面d的气流容易朝向叶片120的吸力面c泄漏，导致叶端涡产生泄漏。
41.进而，在叶端122的外周上设置翘曲部123，翘曲部123具有一定的弧度(即翘曲、表面扭曲)，翘曲部123的一侧与叶片120位于转动方向前方的外周面部分(即叶片前缘a)连接，另一侧与叶片120位于转动方向后方的外周面部分(即叶片后缘b)连接，以使翘曲部123由叶片前缘a朝向叶片后缘b延伸，进而限定翘曲部123形成朝向叶片120的吸入侧的翘曲(即朝向叶片120的吸入侧的弧形凸起；或弧形凹陷；或凸起与凹陷)，以通过翘曲部123抑制压力面d的气流向吸入面泄漏，抑制压力面d的气流与吸力面c的气流汇流。
42.需要指出的是，本技术的轴流风轮100在工作过程中，会产生叶端涡，而当压力面d的气流向吸力面c泄漏时，叶端涡会产生泄漏，产生泄漏涡，不仅会降低气动性能、降低风道效率，而且会产生紊流，加剧工作噪声。
43.根据本技术实施例的轴流风轮100，通过在叶端122的外周上设置翘曲部123，并限定翘曲部123的延伸方向为由叶片前缘a向叶片后缘b延伸，翘曲部123的翘曲方向为朝向叶片120的吸入侧翘曲，可以通过翘曲部123有效地抑制压力面d的气流与吸力面c的气流汇合，从而抑制叶端涡的泄漏，提高气动性能，风道效率，并改善轴流风轮100的工作噪声，提高使用体验。
44.如图2和图3所示，根据本技术的一些实施例，叶片120朝向出风侧具有压力面d，在轴流风轮100的径向剖视图中，翘曲部123和压力面d的边界与叶根121的位于压力面d侧的边缘的连线为第一连线h，压力面d与第一连线h的最大间隙为f，且满足0＜f/d小于0.01。
45.具体而言，翘曲部123位于出风侧的边界与位于压力面d一侧的叶根121做第一连线h，第一连线h与压力面d相交，翘曲部123具有位于吸入侧的边界以及位于出风侧的边界，出风侧的边界上的任一点与位于压力面d一侧的叶根121的连线定义为第一连线h，第一连线h可以为无数根，对应为翘曲部123位于出风侧的边界上的任一点与叶根121上对应位置
的点的连线。
46.进而，使第一连线h与压力面d之间的最大间隙f与轴流风轮100的直径d满足0＜f/d小于0.01的比例，以使本技术的轴流风轮100在相同转速下，相较现有的风轮，可以产生更大的风量，以满足使用需求，而压力面d与第一连线h满足上述比例，表征为压力面d与轮毂110的轴线的夹角和第一连线h与轮毂110的轴线的夹角相近，在提高风量的同时，容易导致气流由压力面d向吸力面c泄漏，形成叶端泄漏涡，而本技术采用翘曲部123的同时，使第一连线h与压力面d的最大间隙满足上述比例关系，在实现更大的风量的前提下，可以抑制气流汇合，以实现大风量与抑制叶端泄漏涡的兼顾，提高轴流风轮100的气动性能、降低工作噪声。
47.可以理解的是，最大间隙f与轴流风轮100的直径d的比值可以为0.003、0.005等，在0-0.01的范围内的任意比值。
48.如图3所示，在轴流风轮100的径向剖视图中，翘曲部123的朝向压力面d的表面的远离叶端122的端部处的切线为第一切线e，压力面d和翘曲部123的边界处的压力面d的切线为第二切线g，第一切线e与第二切线g之间形成夹角α，且夹角α满足0
°
≤α≤30
°
。
49.换言之，在翘曲部123临近压力面d的一侧做第一切线e，第一切线e与翘曲部123临近压力面d的边界相切，在翘曲部123与压力面d的边界线区域上做沿压力面d的切线，即第二切线g，第二切线g与临近翘曲部123的压力面d相切，即第一切线e和第二切线g分别与翘曲部123的边界、压力面d相切，进而使第一切线e与第二切线g的角度α满足0
°
≤α≤30
°
，可以降低设置翘曲部123对叶片前缘a上的气流的流动影响，改善轴流风轮100的工作效果。
50.进而，在由叶片前缘a向叶片后缘b的延伸方向上，使夹角α逐渐增大。
51.需要指出的是，叶片前缘a区域上产生的泄漏涡数量少于叶片后缘b区域上产生的泄漏涡，而是使第一切线e与第二切线g的夹角a逐渐增大，在降低翘曲部123对叶片前缘a上的气流的流动影响的前提下，还可以有效地一抑制叶片后缘b区域上产生的泄漏涡，以抑制叶端涡的泄漏，提高轴流风轮100的气动性能以及风道效率。
52.如图2和图3所示，在一些实施例中，轴流风轮100的直径为d，翘曲部123在轴流风轮100径向上的宽度为w满足0.01≤w/d≤0.04。
53.具体而言，做轴流风轮100的径向剖视图，在叶端122的最外侧边缘做与轴流风轮100的转动轴线平行的第一垂线，在翘曲部123与压力面d连接的边界处做与轴流风轮100的转动轴线平行的第二垂线，第一垂线与第二垂线之间的距离即翘曲部123在轴流风轮100径向上的宽度，使翘曲部123的径向宽度w与轴流风轮100的直径d满足0.01≤w/d≤0.04的比例关系。
54.可以理解的是，翘曲部123结构会降低轴流叶片120的出风效果，但可以有效抑制叶片120的主要流动该区域的涡量泄漏，进而使翘曲部123的径向宽度w与轴流风轮100的直径d满足0.01≤w/d≤0.04的比例关系，可以兼顾出风效果与涡量泄漏一致，在有效一致叶端涡的泄漏的同时，降低翘曲部123对主要流动区域的气体流动影响，以有效改善轴流风轮100的出风效果。
55.根据本技术第二方面实施例的轴流风机，包括：上述实施例中的轴流风轮100以及用于驱动轴流风轮100转动的电机200。
56.根据本技术实施例的轴流风机，采用上述轴流风轮100，通过在叶端122的外周上
设置翘曲部123，并限定翘曲部123的延伸方向为由叶片前缘a向叶片后缘b延伸，翘曲部123的翘曲方向为朝向叶片120的吸入侧翘曲，可以通过翘曲部123有效地抑制压力面d的气流与吸力面c的气流汇合，从而抑制叶端涡的泄漏，提高气动性能，风道效率，并改善轴流风轮100的工作噪声，可以提高轴流风机的使用体验。
57.如图3所示，轮毂110内还设置有电机轴固定部111，电机轴固定部111用于与电机轴210固定。
58.具体而言，轮毂110大体构造为环形筒状结构，轮毂110内设置有电机轴固定部111，电机轴固定部111用于固定电机200的电机轴210，从而可以在电机200的电机轴210的带动下实现轴流风轮100的转动，电机轴固定部111可以构造为套筒，电机轴210穿设套筒后，与位于套筒另一端的紧固件固定，套筒的两端可以设置转动轴承，以降低转动摩擦阻力，使电机轴210与轴流叶片120之间的动力传递效率更高，提高能效比。
59.如图4所示，根据本技术第三方面实施例的空气处理设备1000，包括：上述实施例中的轴流风机。
60.根据本技术实施例的空气处理设备1000，采用上述轴流风机，所具有的技术效果与上述轴流风机一致，在这里不再赘述。
61.需要指出的是，空气处理设备1000可以是空调器、新风系统、冷风机等，对应在空气处理设备1000构造为空调器的实施例中，本技术的轴流风机可以设置在空调器的室外机内。
62.在图4所示的具体的实施例中，空气处理设备1000还包括：换热器300，轴流风机的吸风侧与换热器300正对，由此，轴流风机产生的气流可以直接作用至换热器300与换热器300进行换热，可以提高换热效率与换热效果，以提高空气处理设备的使用体验。
63.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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实用新型的限制。
64.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
65.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
66.在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
67.在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
68.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或
者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
69.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。