一种离心风机叶轮及应用其的离心风机的制作方法

1.本实用新型涉及离心风机叶轮技术领域，尤其涉及一种离心风机叶轮及应用其的离心风机。


背景技术：

2.离心风机是一种常用的送风装置，多应用于吸尘器、吸油烟机、空调等产品中。离心风机是利用马达使多个叶片以轴向为中心旋转而向径向外侧送风。现有离心风叶的工作效率普遍不高，主要是由于离心风叶的叶片在旋转时所产生的阻力较大，很大一部分能量用来克服压差阻力。并且由于压差阻力的存在，使得气流容易在离心风叶的入口(即离心风叶叶片的前缘)处产生二次流和分离现象，导致涡流噪音的产生，从而使离心风机的噪音和功耗水平较高，且限制了离心风机的效率。
3.为此，申请号为cn201610503560.8(公开号为cn106015090a)的中国发明专利申请公开了一种离心风叶，包括前盘、后盘及多个风叶，其中，前盘上设置有进风口；后盘和前盘之间设置有出风口；多个叶片均匀排布在前盘和后盘之间；其中，叶片的前缘设置成仿鸟翅膀外缘的形状；其中，气流从进风口进入离心风叶中，经叶片的前缘进入流道，再经叶片的后缘从出风口流出。叶片的前缘具有第一端和第二端；第一端为靠近后盘的前缘叶根，所述第二端为靠近所述前盘的前缘叶顶；其中，仿鸟翅膀外缘的形状为从前缘叶根到所述前缘叶顶依次呈现内凹、外凸的曲线形状变化。
4.上述专利中离心风叶叶片结构还具有一定的不足，首先，对于离心风机的叶片，其邻近进气口的前缘部分是进气流冲击最严重的地方，上述专利中的外凸结构虽然在一定程度上起到了导流的作用，减少了进气阻力，但，在受到气流高速冲击时，其外凸部分边界层内的加速度仍很高，边界层流动不恒定，边界层容易脱离叶片，从而导致气流噪声偏大；其次，该专利中的叶片是将叶片前缘根部设计成内凹的结构，其虽然在一定程度上节省了叶片材料，但是，也由于叶片根部的内凹结构，使得叶片前缘根部气流的偏转能力降低，容易产生分离涡，增加了气流在此处的流动损失。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能有效减少进气阻力，又能避免在叶片前缘产生分离涡，进而减少气动噪音的离心风机叶轮。
6.本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能有效保证叶片前缘根部的气流偏转能力，从而减少气流流动损失的离心风机叶轮。
7.本实用新型所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种应用上述离心风机叶轮及应用其的离心风机。
8.本实用新型解决上述第一个技术问题和第二个技术问题中任一技术问题所采用的技术方案为：一种离心风机叶轮，包括：
9.前盘，具有进风口；
10.后盘，与所述前盘相对设置；
11.叶片，设于所述前盘与所述后盘之间，并沿所述前盘的周向间隔地分布，每个所述叶片具有在叶轮的径向上邻近所述进风口的进风边缘和远离所述进风口的出风边缘；
12.所述叶片的进风边缘具有在长度方向相对的第一端和第二端，所述进风边缘的第一端与所述前盘连接，所述进风边缘的第二端与所述后盘连接，所述进风边缘的轮廓线自第一端至第二端呈先凹后凸的样条曲线。
13.作为改进，所述进风边缘的轮廓线包括自第一端至第二端依次连接的内凹段和外凸段，所述内凹段的弧长小于所述外凸段的弧长，并且所述外凸段的曲率大于所述内凹段的曲率。上述结构设计，使得气流在内凹段能够明显加速流动，降低了局部静压，此后，流经大面积的外凸段后减速流动，马蹄涡压力面分支被显著“拉伸”，不仅推迟了马蹄涡压力面分支的发展，而且促使压力面分支流向下游，减少了其对再生附面层的作用时间，边界层在进气流的高速冲击下不会脱离，而是附着在前缘上，边界层从层流状态过渡到湍流状态，有效地抑制了脱离涡的产生，起到了降噪的效果。
14.上述内凹段可以采用各种内凹曲线结构，优选地，为了更好的引导气流，减少气流冲击，所述内凹段为抛物线或椭圆弧线。
15.为了保证气流在进气前缘的顺利进入叶道中，所述叶片的高度自所述进风边缘至所述出风边缘逐渐减小。
16.为了与前盘及后盘进行连接，所述叶片具有在高度方向上的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边的轮廓线包括自所述进风边缘至出风边缘依次连接的第一直线段和弧线段，所述第一侧边的第一直线段与所述前盘连接，所述第二侧边的轮廓线为第二直线段，并与所述后盘连接。
17.为了更好地进行导流，所述叶片在叶轮径向上的截面为弧形。
18.本实用新型解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种应用上述的离心风机叶轮的离心风机。
19.与现有技术相比，本实用新型的优点：离心风机叶轮的叶片的进气边缘采用先凹后凸结构，在叶轮运行过程中，靠近进风口的凹部的设置，先加速了气流流动，使得气流冲击波附着在进气前缘，最初的层流边界流在离叶片的进气前缘较短的距离内迅速转变为湍流边界流，并保持边界层流动的加速度较低，湍流边界层的流动恒定，不容易脱离叶片，减少了气流噪声。另一方面，而叶片前缘上凸部的设计，使得叶片的根部(与后盘的连接位置)有一定的上凸区域，使得马蹄涡压力面分支被显著“拉伸”，不仅推迟了马蹄涡压力面分支的发展，使其具有更强的抗分离能力，有效地抑制了分离涡的产生，从而提高了叶片根部区域气流的偏转能力，还减少了其与主流相互摩擦和掺混，明显地消除了通道内的分离涡，有效地改善了整个区域内的流场，降低了叶片根部区域内的流动损失。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例的立体结构示意图；
21.图2为图1中隐去前盘后的立体结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例的叶片的立体结构示意图；
23.图4为本实用新型实施例的叶片的另一角度的立体结构示意图；
24.图5为本实用新型实施例的叶片的主视图。
具体实施方式
25.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
26.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，由于本实用新型所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
27.参见图1-图5，一种离心风机叶轮包括前盘10、后盘11以及叶片20，前盘10的中部区域具有进风口100，后盘11与前盘10相对设置。叶片20有多个，并沿前盘10的周向间隔地分布。任意相邻的两个叶片20之间的间隙形成供气流径向流出的叶道。外部气流沿叶轮轴向经上述进风口100进入，而在叶片20的离心作用下，进入叶道中，沿叶轮的径向甩出。
28.参见图3-图5，本实施例的每个叶片20具有在叶轮的径向上邻近进风口100的进风边缘21和远离进风口100的出风边缘22。叶片20的进风边缘21具有在长度方向相对的第一端211和第二端212，其中，进风边缘21的第一端211与前盘10连接，进风边缘21的第二端212与后盘11连接，进风边缘21的轮廓线自第一端211至第二端212先凹后凸的样条曲线。具体地，进风边缘21的轮廓线包括自第一端211至第二端212依次连接的内凹段213和外凸段214，其中，内凹段213的弧长小于外凸段214的弧长，具体地，内凹段213可以为抛物线或椭圆弧线，内凹段213为椭圆弧线时，叶片20半短轴与半长轴的比小于或等于1/4。再具体地，上述外凸段214的曲率大于内凹段213的曲率，也即，外凸段214比内凹段213更加平缓。上述结构设计，使得气流在内凹段213能够明显加速流动，降低了局部静压，此后，流经大面积的外凸段214后减速流动，马蹄涡压力面分支被显著“拉伸”，不仅推迟了马蹄涡压力面分支的发展，而且促使压力面分支流向下游，减少了其对再生附面层的作用时间，边界层在进气流的高速冲击下不会脱离，而是附着在前缘上，边界层从层流状态过渡到湍流状态，有效地抑制了脱离涡的产生，起到了降噪的效果。此外，叶片20在叶轮径向上的截面为弧形，且，各叶片20的倾斜方向一致，由此使得相邻的两个叶片20之间形成的叶道也对应呈弧形，方便了气流进行更好地导流，有效提高了静压。
29.参见图4，本实施例的叶片20具有在高度方向上的第一侧边23和第二侧边24，其中，叶片20的高度h自进风边缘21至出风边缘22逐渐减小，也即，叶片20的第一侧边23与第二侧边24之间的距离自进风边缘21至出风边缘22逐渐减小，由此，可以使得相邻的两个叶片20之间形成的叶道的高度(也即在前后方向上的尺寸)逐渐缩小，保证了气流在进气前缘的顺利进入叶道中。再具体地，第一侧边23的轮廓线包括自进风边缘21至出风边缘22依次连接的第一直线段231和弧线段232，第一侧边23的第一直线段231与前盘10连接，第二侧边24的轮廓线为第二直线段241，并与后盘11连接。
30.本实施例的离心风机叶轮的叶片20的进气边缘采用先凹后凸结构，靠近进风口
100的凹部的设置，在叶轮运行过程中，先加速了气流流动，使得气流冲击波附着在进气前缘，最初的层流边界流在离叶片20的进气前缘较短的距离内迅速转变为湍流边界流，并保持边界层流动的加速度较低，湍流边界层的流动恒定，不容易脱离叶片20，减少了气流噪声。另一方面，叶片20前缘上凸部的设计，使得叶片20的根部(与后盘11的连接位置)有一定的上凸区域，使得马蹄涡压力面分支被显著“拉伸”，不仅推迟了马蹄涡压力面分支的发展，使其具有更强的抗分离能力，有效地抑制了分离涡的产生，从而提高了叶片20根部区域气流的偏转能力，还减少了其与主流相互摩擦和掺混，明显地消除了通道内的分离涡，有效地改善了整个区域内的流场，降低了叶片20根部区域内的流动损失。