离心风叶、离心风机及空调的制作方法

1.本技术涉及风机技术领域，特别是涉及一种离心风叶、离心风机及空调。


背景技术：

2.目前，离心风机包括电机及离心风叶，，电机作为动力源用于驱使离心风叶转动。电机持续运转会使电机升温，若电机无法及时散热，会因电机温升过高而无法正常运行。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对如何电机无法及时散热的问题，提供一种离心风叶、离心风机及空调。
4.一种离心风叶，包括：
5.底板；
6.盖板；
7.叶片，设于所述盖板与所述底板之间；
8.轮毂，设于所述底板并与所述底板连为一体，所述轮毂的中心设有轴套；
9.肋部，凸设于所述轮毂背离所述叶片的一侧。
10.上述的离心风叶，在离心风叶转动时，外部气流能够流向轮毂背离叶片一侧，并在肋部的作用下快速导流至待散热的电机表面，从而使电机换热，有效避免电机温升过高；通过风冷散热的方式，无需电机及电机固定零件另设散热辅助装置，在保证风量的基础上有效减小气动噪音。
11.在其中一个实施例中，所述肋部的厚度取值范围为2mm～3mm。
12.在其中一个实施例中，所述肋部包括扰流段、过渡段及导流段，所述扰流段与所述导流段相连接。
13.在其中一个实施例中，所述扰流段与所述导流段通过圆弧过渡，所述圆弧的半径r为所述轴套内径dh的0.425倍～0.55倍。
14.在其中一个实施例中，所述扰流段与所述导流段通过倒角或锯齿过渡。
15.在其中一个实施例中，所述扰流段呈平面板状，且所述导流段呈平面板状。
16.在其中一个实施例中，所述扰流段呈平面板状，所述导流段呈弧形，且所述导流段朝向所述叶片的转动方向的弧形弯曲。
17.在其中一个实施例中，所述扰流段的长度j的取值范围为0.3dh～0.5dh，所述导流段的直径d1的取值范围为0.9dm～1.2dm，其中dh为所述轴套的内径，dm为电机的直径。
18.在其中一个实施例中，所述扰流段的起始点与所述轴套的中心位于同一直线l上，所述扰流段与所述直线l形成夹角θ，0
°
≤θ≤60
°
。
19.在其中一个实施例中，所述肋部的数量为多个，且各所述肋部以所述轴套为中心环向均布。
20.在其中一个实施例中，所述轮毂设有散热孔，各所述肋部位于所述散热孔的外侧。
21.在其中一个实施例中，各所述肋部的起始点位于与所述轴套同心的第一虚拟环线上，各所述肋部的终点位于与所述轴套同心的第二虚拟环线上。
22.在其中一个实施例中，所述散热孔用于为电机散热，所述电机的直径为dm，所述第一虚拟环线的直径d2的取值范围为1.3dm～1.5dm，所述第二虚拟环线的直径d3的取值范围为1.9dm～2.1dm。
23.在其中一个实施例中，所述散热孔呈圆形、多边形、弓形或扇形。
24.在其中一个实施例中，所述散热孔的等效直径d为所述轴套内径dh的0.3倍～0.5倍。
25.在其中一个实施例中，所述散热孔的数量为多个，且各所述散热孔以所述轴套为中心环向均布。在其中一个实施例中，所述轮毂背离所述叶片的一侧凸设有加强筋，所述加强筋由所述轴套的外周沿径向延伸。
26.在其中一个实施例中，所述加强筋的数量为多个，各所述加强筋以所述轴套为中心呈放射性均布。
27.在其中一个实施例中，各所述加强筋的起始点位于所述轴套的外周，各所述加强筋的终点位于所述轮毂与所述轴套同心的第三虚拟环线上。
28.在其中一个实施例中，所述散热孔设于所述第三虚拟环线与所述轴套的外周界定的区域内，且每两相邻的所述加强筋之间至少设有一所述散热孔。
29.在其中一个实施例中，所述轮毂设有多个过液孔，各所述过液孔以所述轴套为中心沿周向均布。
30.在其中一个实施例中，所述轮毂包括平面部及曲面部，所述平面部以所述轴套为中心沿垂直于所述轴套的平面方向延伸，所述曲面部围设于所述平面部的外周且由所述平面部的外周沿曲面方向延伸，所述曲面部设有所述散热孔及所述肋部，所述平面部设有所述过液孔。
31.在其中一个实施例中，所述叶片的数量至少为二，各所述叶片以所述轴套为中心环向均布。
32.在其中一个实施例中，所述底板设有第一定位槽，所述盖板设有第二定位槽，所述叶片的底侧限位于所述第一定位槽，所述叶片的顶侧限位于所述第二定位槽。
33.一种离心风机，包括：
34.上述的离心风叶；
35.电机，设于所述轮毂背离所述叶片的一侧，外部气流能够流向所述电机，以使所述电机换热。
36.上述的离心风机，在离心风叶转动时，外部气流能够导流至曲面部背离叶片一侧的电机表面，从而使电机换热，有效避免电机温升过高；通过风冷散热的方式，无需电机及电机固定零件另设散热辅助装置，在保证风量的基础上有效减小气动噪音。
37.在其中一个实施例中，所述轮毂设有多个散热孔，所述电机的直径为dm，各所述散热孔的中心所形成的环线为散热重心环线，所述散热重心环线的直径d≥dm。
38.一种空调，包括上述的离心风机。
39.上述的空调，通过风冷散热的方式使离心风机的电机散热，无需电机及电机固定零件另设散热辅助装置，在保证风量的基础上有效减小气动噪音。
附图说明
40.图1为一实施例中离心风叶的示意图；
41.图2为图1所示离心风叶中底板及轮毂的正面示意图；
42.图3为图1所示离心风叶中底板及轮毂的背面示意图；
43.图4为图1所示底板及轮毂的展示散热重心环线及第一虚拟环线的背面俯视图；
44.图5为图1所示底板及轮毂的展示第二虚拟环线及第三虚拟环线的背面俯视图；
45.图6为图1所示离心风叶中肋部的示意图；
46.图7为图1所示离心风叶中盖板的示意图。
47.附图标记：
48.100、底板；101、第一定位槽；200、盖板；201、第二定位槽；300、叶片；400、轮毂；410、平面部；411、过液孔；420、曲面部；421、散热孔；430、加强筋；440、肋部；441、扰流段；442、导流段；500、轴套；h1、第三虚拟环线；h2、第一虚拟环线；h3、第二虚拟环线；s1、散热重心环线；d、散热孔的等效直径；dh、轴套的内径；dm、电机的直径；d1、第二虚拟环线的直径；d2、第三虚拟环线的直径；d、散热重心环线的直径；d3、导流段的直径。
具体实施方式
49.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
50.在本技术的描述中，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技术和简化描述，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技术的限制。
51.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
52.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“初始”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
53.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
54.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
55.请参考图1，一实施例中的离心风叶包括底板100、盖板200、叶片300、轮毂400及肋部440，叶片300设于盖板200与底板100之间，轮毂400设于底板100并与底板100连为一体，轮毂400的中心设有轴套500。
56.其中，结合图2所示，肋部440凸设于轮毂400背离叶片300的一侧。
57.需说明的是，电机连接于轴套500并设于轮毂400背离叶片300的一侧，电机作为动力源用于驱使上述离心风叶转动。电机持续运转会使电机升温，若电机无法及时散热，会因电机温升过高而无法正常运行。
58.通过上述设置，在离心风叶转动时，外部气流能够流向轮毂400背离叶片300的一侧，并在肋部440的作用下快速导流至背离叶片300一侧的电机表面，从而使电机换热，有效避免电机温升过高；通过风冷散热的方式，无需电机及电机固定零件另设散热辅助装置，在保证风量的基础上有效减小气动噪音。
59.如图5示出的实施方式中，肋部440的数量为多个，且各肋部440以轴套500为中心环向均布。
60.该实施方式中，如图5所示，各肋部440的起始点位于与轴套500同心的第一虚拟环线h2上，各肋部440的终点位于与轴套500同心的第二虚拟环线h3上。
61.在本实施方式中，各肋部440的长度、形状及厚度均相同。在其他实施方式中，各肋部440的长度、形状及厚度还可以不同。
62.具体如图5及图6所示，肋部440包括扰流段441及导流段442，扰流段441与导流段442通过圆弧连接。
63.通过该设置，在离心风叶旋转时，由散热孔421输出至曲面部420背离叶片300一侧的外部气流在导流段442的导向作用以及扰流段441的扰流作用下，加速与电机热量交换，使电机在正常温度范围内运转。
64.在本实施方式中，如图1所示，圆弧的半径r为轴套500的内径dh的0.425倍～0.55倍。通过该设置，使得扰流段441与导流段442相交处能够圆滑过渡，能够有效减小气流流经肋部440时的阻力。
65.在其他实施方式中，扰流段441与导流段442还可以通过倒角或锯齿过渡。
66.在本实施方式中，扰流段441及导流段442为一体成型结构，机械强度高且整体性好。
67.如图6未示出的一实施方式中，扰流段441呈平面板状，且导流段442呈平面板状。通过该设置，肋部440整体呈平面板状。
68.如图6示出的另一实施方式中，扰流段441呈平面板状，导流段442呈弧形，且导流段442朝向叶片300的转动方向的弧形弯曲。通过该设置，肋部440整体呈弓形。
69.该实施方式中，如图6所示，扰流段441的长度j的取值范围为0.3dh～0.5dh，导流段的直径d3d3的取值范围为0.9dm～1.2dm，其中dh为轴套的内径，dm为电机的直径。
70.如图6示出的实施方式中，扰流段441的起始点与轴套500的中心位于同一直线l上，扰流段441与直线l形成夹角θ，0
°
≤θ≤60
°
。
71.在其他实施方式中，扰流段441的与直线l形成夹角范围还可以为其他数值范围。
72.该实施例中，如图2及图3所示，轮毂400设有散热孔421。
73.可以理解的是，当叶片300转动时，外部气流经散热孔421流向轮毂400背离叶片300的一侧，并在肋部440的作用下快速导流至待散热处。通过上述设置，在离心风叶转动时，外部气流能够由散热孔421流向轮毂400背离叶片300的一侧，并在肋部440的作用下快速导流至背离叶片300一侧的电机表面，从而使电机换热，有效避免电机温升过高。
74.在本实施方式中，各肋部440以轴套500为中心环向均布于散热孔421的外侧。
75.该实施例中，如图2及图3所示，散热孔421呈圆形、多边形、弓形或扇形。在其他实施例中，散热孔421还可以呈其他不规则形状。
76.如图4示出的实施方式中，散热孔的等效直径d为轴套的内径dh的0.3倍～0.5倍。
77.可以理解的是，当散热孔的等效直径d过大时，虽能够有效散热，但在离心风叶转动时气动噪音会较大；当散热的等效直径过小时，虽能够减小离心风叶转动时的气动噪音，但散热效果较差。
78.通过该设置，能够使散热孔的等效直径d处于最优范围，保证散热效果的同时减小气动噪音。
79.在其他实施方式中，散热孔的等效直径d还可以根据实际需求设置为其他数值。
80.如图4示出的实施方式中，散热孔421的数量为多个，且各散热孔421以轴套500为中心环向均布。通过该设置，扩大散热孔421的分布范围，避免局部无法及时散热，有利于提高散热效率。
81.在本实施方式中，如图4所示，各散热孔421的形状及等效直径完全相同。例如，各散热孔421均呈圆形，且各散热孔421的直径均相等。
82.在其他实施方式中，各散热孔421的形状及等效直径可以不完全相同，各散热孔421的形状可以为圆形、多边形、弓形、扇形中的至少两种。
83.需说明的是，结合图5所示，散热孔421用于为电机散热，电机的直径为dm，第二虚拟环线的直径d1的取值范围为1.3dm～1.5dm，第三虚拟环线的直径d2的取值范围为1.9dm～2.1dm。
84.其中，第一虚拟环线h2也即肋部内环线，第二虚拟环线h3也即肋部外环线。
85.该实施例中，如图4所示，散热孔421的数量为多个，电机的直径dm为dm，各散热孔421的中心所形成的环线为散热重心环线s1，散热重心环线s1的直径为d，d≥dm。
86.通过该设置，能够使各散热孔421的分布范围至少覆盖电机，利于电机快速散热。
87.如图4示出的实施方式中，轮毂400背离叶片300的一侧凸设有加强筋430，加强筋430由轴套500的外周沿径向延伸。
88.此处需说明的是，径向为与轴套500的中心轴垂直的方向。
89.在本实施方式中，加强筋430与轮毂400为一体成型结构，机械强度高且整体性好，风叶在转动过程中加强筋430不易脱落。在其他实施方式中，加强筋430与轮毂400还可以为分体式结构，加强筋430与轮毂400可以通过焊接、铆接方式连接。
90.在本实施方式中，如图4所示，加强筋430的外轮廓线呈直线。在其他实施方式中，
加强筋430的外轮廓线还可以呈弧线。
91.如图4示出的实施方式中，加强筋430的数量为多个，各加强筋430以轴套500为中心呈放射性均布。通过该设置，能够有效提高轮毂400的机械强度。
92.该实施方式中，如图4所示，各加强筋430的起始点位于轴套500的外周，各加强筋430的终点位于曲面部420与轴套500同心的第三虚拟环线h1上。
93.在本实施方式中，各加强筋430的尺寸及形状均相同。在其他实施方式中，各加强筋430的尺寸及形状还可以不同。
94.如图4示出的实施方式中，散热孔421设于第三虚拟环线h1与轴套500的外周界定的曲面区域内，且每两相邻的加强筋430之间至少设有一散热孔421。通过该设置，在增加轮毂400机械强度的基础上，避免影响散热效率。
95.在本实施方式中，如图4所示，每两相邻的加强筋430之间设有一散热孔421，且各散热孔421均呈圆形且等效直径相等。在其他实施方式中，每两相邻的加强筋430之间还可以设置至少二个散热孔421，各散热孔421的形状及等效直径还可以不相同。
96.在具体实施方式中，结合图1及图2所示，轮毂400包括平面部410及曲面部420，平面部410以轴套500为中心沿垂直于轴套500的平面方向延伸，曲面部420围设于平面部410的外周且由平面部410的外周沿曲面方向延伸。曲面部420设有散热孔421，电机连接于轴套500并设于曲面部420背离叶片300的一侧。
97.在具体实施方式中，结合图1及图2所示，轮毂400的曲面部420的外周与底板100连为一体，轮毂400整体呈拱形，且朝向设置叶片300的一侧拱出。
98.如图5示出的实施方式中，曲面部420背离叶片300的一侧凸设有肋部440，肋部440设于散热孔421的外侧。
99.通过该设置，在离心风叶转动时，外部气流经散热孔421流向曲面部420背离叶片300一侧，并在肋部440的导向作用下快速导流至电机表面，从而使电机快速换热，有利于提高换热效率。
100.在本实施方式中，如图5所示，肋部440与曲面部420为一体成型结构，机械强度高且整体性好，风叶在转动过程中加强筋430不易脱落。在其他实施方式中，肋部440与曲面部420还可以为分体式结构，肋部440与曲面部420可以通过焊接、铆接方式连接。
101.在具体实施方式中，如图5所示，肋部440的厚度取值范围为2mm～3mm。
102.如图6示出的实施方式中，轮毂400设有多个过液孔411，各过液孔411以轴套500为中心沿周向均布。通过该设置，上述离心风叶在转动过程中，进入离心风叶内的冷凝水能由过液孔411排出。
103.需说明的是，过液孔411与加强筋430错位设置，防止过液孔411与加强筋430互相干涉。
104.该实施方式中，如图6所示，各过液孔411均呈圆形且设于平面部410。在其他实施方式中，各过液孔411还可以呈多边形、弓形或扇形中的至少二种，各过液孔411还可以设置于曲面部420。
105.如图1示出的实施方式中，叶片300的相对两侧分别固定于底板100及盖板200。
106.具体地，如图1所示，底板100设有第一定位槽101，结合图7所示，盖板200设有第二定位槽201，叶片300的底侧限位于第一定位槽101，叶片300的顶侧限位于第二定位槽201，
以对叶片300定位。
107.在本实施方式中，叶片300的数量至少为二，各叶片300以轴套500为中心环向均布。
108.在本实施方式中，叶片300、底板100、盖板200为分体式结构，可以通过铆接方式固定连接。在其他实施方式中，叶片300、底板100、盖板200还可以为一体式结构。
109.请参考图1，一实施例中的离心风机包括上述的离心风叶及电机，电机设于曲面部420背离叶片300的一侧，外部气流能够由散热孔421流向电机，以使电机换热。
110.通过上述设置，在离心风叶转动时，外部气流能够由散热孔421导流至曲面部420背离叶片300一侧的电机表面，从而使电机换热，有效避免电机温升过高；通过风冷散热的方式，无需电机及电机固定零件另设散热辅助装置，在保证风量的基础上有效减小气动噪音。
111.请参考图1，一实施例中的空调包括上述的离心风机。上述的空调，通过风冷散热的方式使离心风机的电机散热，无需电机及电机固定零件另设散热辅助装置，在保证风量的基础上有效减小气动噪音。
112.根据本技术的一些实施例，参见图1，本技术提供了一种离心风叶的最优实施例a：离心风叶包括底板100、盖板200、叶片300及轮毂400，叶片300设于盖板200与底板100之间，轮毂400设于底板100并与底板100连为一体，轮毂400的中心设有轴套500。其中，结合图2所示，轮毂400包括平面部410及曲面部420，平面部410以轴套500为中心沿垂直于轴套500的平面方向延伸，曲面部420围设于平面部410的外周且由平面部410的外周沿曲面方向延伸，曲面部420设有五个环向均布的散热孔421，平面部410设有三个环向均布的过液孔411。曲面部420背离叶片300的一侧凸设有五个环向均布的加强筋430及五个环向均布的肋部440。
113.根据本技术的一些实施例，参见图1，本技术提供了一种离心风机的最优实施例a：离心风机包括上述最优实施例a的离心风叶及电机，电机设于离心风叶的曲面部420背离叶片300的一侧，外部气流能够由散热孔421流向电机，以使电机换热。
114.为了比较本技术中的离心风机与普通离心风机的散热效果，将最优实施例a中的离心风机与普通离心风机通过ansys fluent进行仿真验证，得到如下表1数据：
115.表1
[0116][0117]
由上述表1可知，最优实施例a中的离心风机与普通离心风机仿真风量差值较小，但最优实施例a中的离心风机比普通离心风机散热效果大幅提升。通过合理设置肋部440和散热孔421，可使电机表面平均温度多下降5-8℃，以更好地满足电机散热需求。
[0118]
此外，为了研究不同的轮毂高度对离心风机的风量、噪音水平的影响，还设置了多个对比实验，以对离心风机的相关参数进行测试及对比。该对比实验中，设置了对比例1-6，对比例中的其他结构及实验条件均相同，各对比例中的区别具体如下：
[0119]
对比例1：离心风叶为高轮毂、电机处于中档位；
[0120]
对比例2：离心风叶为高轮毂、电机处于高档位；
[0121]
对比例3：离心风叶为高轮毂、电机处于超高档位；
[0122]
对比例4：离心风叶为低轮毂、电机处于中档位；
[0123]
对比例5：离心风叶为低轮毂、电机处于高档位；
[0124]
对比例6：离心风叶为低轮毂、电机处于超高档位；
[0125]
其中，对比例1-3中的轮毂高度均大于对比例4-6中的轮毂高度，对比例1-3的轮毂高度相同，对比例4-6的轮毂高度相同，对比实验数据如下表2所示：
[0126]
表2
[0127][0128]
由上述表2可知，上述离心风机在轮毂400高度不同且电机档位相同的情况下，离心风机的风量变化在3％左右，噪音变化也较小，表明轮毂400高度对离心风机的风量及噪音变化影响较小。
[0129]
需说明的是，上述表2中的风量差值比定义为高低轮毂的风量差值与低轮毂风量的比值。
[0130]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0131]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。