离心风轮、烘干系统和衣物处理装置的制作方法

本实用新型涉及家电领域，尤其是涉及一种离心风轮、烘干系统和衣物处理装置。

背景技术：

叶轮高速旋转时，叶片不断切割周围空气，产生旋转噪声；同时如果叶片的气动性能不好，会导致在叶片吸力面产生强烈的流动分离，阻塞流道，产生大量的脱落涡。一方面，旋涡会导致整个风道的气动性能下降；另一方面，风机内部强烈的非定常流动会形成气动噪声。大量的研究表明，作用在叶轮和蜗壳壁面的非定常气动力是离心风轮最主要的气动噪声源。

一般干衣机使用的离心风轮其叶型都属于常规叶型，常规叶型使用两条简单圆弧生成，这种叶型有很好的加工工艺，但是其流道进口段负荷大、气动性能一般，气动噪声大，严重影响产品品质。

技术实现要素：

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，本实用新型提出一种离心风轮，能在风量不减小的前提下，减小整机的气动噪声。

本实用新型还旨在提出一种具有上述离心风轮的烘干系统。

本实用新型还旨在提出一种具有上述烘干系统的衣物处理装置。

根据本实用新型实施例的一种离心风轮，包括：轮毂，所述轮毂具有旋转轴线；多个叶片，多个所述叶片沿周向间隔开地设在所述轮毂上，所述叶片形成为弧形且具有径向内端缘和径向外端缘，所述离心风轮具有经过所述径向内端缘的半径参考面，所述叶片在径向由内到外的方向上朝向远离所述半径参考面的方向逐渐延伸，其中，所述叶片具有上翼面和下翼面，所述上翼面和所述下翼面之间的等距参考面为中弧面，所述中弧面上任一点与所述上翼面和所述下翼面的距离均相等，所述叶片的弦长为c，所述上翼面在最大弯度位置与所述叶片的最低点之间的高度差为y1，所述下翼面在最大弯度位置与所述叶片的最低点之间的高度差为y2，所述上翼面的相对弯度为k1且k1＝y1/c,所述下翼面的相对弯度为k2且k2＝y2/c， k1的取值范围在0.24-0.4之间，k2的取值范围在0.13-0.2之间。

根据本实用新型实施例的离心风轮，由于叶片为仿照长耳鸮的翅膀的长耳鸮翼型叶片，且叶片的上翼面的相对弯度在k1取值范围在0.24-0.4之间，下翼面的相对弯度k2的取值范围在0.13-0.2时，使得离心风轮具有较好的气动性能和较好地改善气动噪声的效果。

在一些实施例中，多个所述叶片的所述径向内端缘位于同一参考圆上，多个所述叶片的所述径向内端缘构建的参考圆为内参考圆；其中，所述内参考圆、所述中弧面在所述径向内端缘处形成的切线之间夹角为进口角α1，α1的角度范围在70°-90°之间。

在一些实施例中，多个所述叶片的所述径向外端缘位于同一参考圆上，多个所述叶片的所述径向外端缘构建的参考圆为外参考圆；其中，所述外参考圆、所述中弧面在所述径向外端缘处形成的切线之间夹角为出口角α2，α2的角度范围在140°-170°之间。

具体地，多个所述叶片的所述径向内端缘构建的参考圆为内参考圆，所述内参考圆的直径D1在110-125mm之间。

具体地，多个所述叶片的所述径向外端缘构建的参考圆为外参考圆，所述外参考圆的直径D2在150-160mm之间。

具体地，所述离心风轮的叶片数n在35-41之间。

根据本实用新型实施例的烘干系统，包括：壳体，所述壳体内限定出换热通道；蒸发器和冷凝器，所述蒸发器和所述冷凝器沿气流流动方向排布在所述换热通道内；离心风轮，所述离心风轮设在所述壳体内以驱动气流从所述蒸发器吹向所述冷凝器，所述离心风轮为根据本实用新型上述实施例所述的离心风轮。

根据本实用新型实施例的烘干系统，由于具有前文所述的离心风轮，在保证了烘干效率的前提下，降低了烘干噪音，提高了用户满意度。

根据本实用新型实施例的衣物处理装置，包括：箱体和滚筒，所述滚筒设在所述箱体内，所述滚筒具有间隔开的进风口和出风口；烘干系统，所述烘干系统设在所述箱体内，所述烘干系统为根据本实用新型上述实施例所述的烘干系统，所述壳体的两端分别与所述滚筒相连，其中，所述换热通道的邻近所述蒸发器的一端与所述出风口相连通，所述换热通道的邻近所述冷凝器的一端与所述进风口相连通。

根据本实用新型实施例的衣物处理装置，由于具有前文所述的烘干系统，在保证了烘干效率的前提下，降低了烘干噪音，提高了用户满意度。

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

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：

图1为根据本实用新型一个实施例的离心风轮的主视图；

图2为根据本实用新型实施例的离心风轮的叶型设计的结构参数标示图；

图3为根据本实用新型实施例的衣物处理装置的结构示意图；

图4为根据本实用新型实施例的衣物处理装置的分解图。

图5是现有技术的离心风轮的叶轮表面流线仿真示意图。

图6是本实用新型的离心风轮的叶轮表面流线仿真示意图。

图7是现有技术的离心风机的涡壳的声学预测模拟仿真示意图。

图8是图7所示的离心风机的离心风轮的声学预测模拟仿真示意图。

图9是本实用新型的离心风机的涡壳的声学预测模拟仿真示意图。

图10是图9所示的离心风机的离心风轮的声学预测模拟仿真示意图。

图11是现有技术的离心风轮及本实用新型的离心风轮的风量和气动噪声实验结果图。

附图标记：

衣物处理装置1、

滚筒20、烘干系统30、

壳体350、引风段351、去湿段352、加热段353、风机段354、吹风段355、冷凝器320、蒸发器330、

离心风轮310、轮毂311、叶片312、

半径参考面P1、内参考圆O1、外参考圆O2、

上翼面S1、下翼面S2、中弧面S3。

具体实施方式

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“高度”、“上”、“下”、“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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面参考图1-图2、图5-图11描述根据本实用新型实施例的离心风轮310。

根据本实用新型实施例的离心风轮310包括轮毂311和多个叶片312，轮毂311具有旋转轴线，多个叶片312沿周向间隔开地设在轮毂311上。

叶片312形成为弧形且具有径向内端缘和径向外端缘，离心风轮310具有经过旋转轴线、径向内端缘的半径参考面P1，叶片312在径向由内到外的方向上朝向远离半径参考面P1的方向逐渐延伸。叶片312具有上翼面S1和下翼面S2，上翼面S1和下翼面S2之间的等距参考面为中弧面S3，中弧面S3上任一点与上翼面S1和下翼面S2的距离均相等。

其中，叶片312的弦长为c，上翼面S1在最大弯度位置与叶片312的最低点之间的高度差为y1，下翼面S2在最大弯度位置与叶片312的最低点之间的高度差为y2，上翼面S1的相对弯度为k1且k1＝y1/c,下翼面S2的相对弯度为k2且k2＝y2/c，k1的取值范围在0.24-0.4 之间，k2的取值范围在0.13-0.2之间。

需要说明的是，长耳鸮等动物能够快速的捕捉食物的一个重要原因是，他们在飞行的时候翅膀发出的噪音很低。很多研究表明，这类动物的翼型的气动性能和噪声性能极优，因此许多学者对此进行了仿生研究且运用到工程中，得到了不错的效果。

而长耳鸮翼型的上下表面曲线可由以下两公式计算(参考文献《廖庚华,杨莹等.长耳鸮翅膀的三维建模》)：

zupper＝zc+zt (1)

zlower＝zc-zt (2)

式中，zupper、zlower分别为鸮翼上、下表面曲线的坐标；zc为鸮翼中弧线坐标，zt为鸮翼厚度分布。

长耳鸮翼型的中弧线坐标计算公式：

式中：η＝x/c为长耳鸮翼型弦线的相对坐标；x为长耳鸮翼型弦线方向上的坐标；zc(max)为长耳鸮翼型的平均化弯度；c为长耳鸮翼型弦长；Sk为描述长耳鸮翼型分布的多项式系数； k为多项式系数序号。

长耳鸮翼型的厚度分布计算式为

式中，Ak是描述长耳鸮翼型分布的多项式系数；z/c为长耳鸮翼型相对厚度。

发明人将长耳鸮翼型运用到离心风轮310的叶型设计中，通过仿真软件改变弦长c和上翼面S1、下翼面S2的弯度并且进行叶片312的吸力面流态线性仿真及声学预测。经过反复试验和研究，发明人人得出结论：当叶片312的上翼面S1的相对弯度k1取值范围在0.24-0.4 之间，下翼面S2的相对弯度k2的取值范围在0.13-0.2时，叶片312具有较好的气动性能和较好地改善气动噪声的效果，具体结果如下所述。

图5所示的是现有技术的叶片的表面流线示意图，从图中可以看出叶片的吸力面上的流线分布杂乱，流动状态复杂，难以描述气流的具体流向，在叶片的前缘位置已经发生了流动分离，易使流道阻塞，动压下降，效率降低。图6所示是本实用新型实施例的叶片312的表面流线示意图，从图中可以看出叶片312的吸力面的流线分布均匀，紧紧贴附在叶片312表面，流动状态良好，未见明显的流动分离现象。由此，即可说明本实用新型实施例的具有长耳鸮翼型的叶片312的离心风轮310具有更好的气动性能。

于此同时，使用宽带噪声源模型对现有技术的离心风机和采用本实用新型实施例的离心风轮310的离心风机进行声学预测。从图7和图8所示的云图可以看出现有的离心风机中，蜗舌的附近和叶片周围的颜色较深，说明这些位置受到较强的压力脉动冲击。

如图7-图11所示，对比现有技术的离心风轮的云图与本实用新型实施例的离心风轮310 的云图，现有技术的离心风轮的压力脉动冲击的峰值大概在108左右，而本实用新型的离心风轮310的压力脉动冲击的峰值大概在98.8左右。由此可以看出本实用新型实施例的离心风轮310的风道压力脉冲相对现有技术的离心风轮的风道压力脉冲有所减小，也就是说，本实用新型的具有长耳鸮翼型叶片312的离心风轮310具有更好的降噪效果。

此外，对现有技术的离心风轮和本实用新型实施例的离心风轮310进行风量和气动噪声实验，试验结果如图11所示，从实验结果来看，本实用新型实施例的离心风轮310在风量提升6.2％的前提下，气动噪声下降了2.1dB，说明本实用新型实施例的离心风轮310在提升了气动性能的同时大幅优化了气动噪声。

根据本实用新型实施例的离心风轮，由于叶片312为仿照长耳鸮的翅膀的长耳鸮翼型叶片312，且叶片312的上翼面S1的相对弯度在k1取值范围在0.24-0.4之间，下翼面S2的相对弯度k2的取值范围在0.13-0.2时，使得离心风轮310具有较好的气动性能和较好地改善气动噪声的效果。

在一些实施例中，如图2所示，多个叶片312的径向内端缘位于同一参考圆上，多个叶片312的径向内端缘构建的参考圆为内参考圆O1。内参考圆O1、中弧面S3在径向内端缘处形成的切线之间夹角为进口角α1，α1的角度范围在70°-90°之间。

可以理解的是，根据试验表明，进口角α1在70°-90°之间更有利于保证叶片312的气动性能和改善气动噪音。当然，针对具有不同相对弯度的上翼面S1和下翼面S2进口角α 1还可以选择其他取值范围，并不限于70°-90°。

需要额外说明的是，内参考圆O1是以离心风轮310的轮心为圆心的过叶片312的径向方向上最内侧点的圆形。而在本实用新型实施例中，叶片312的径向方向最内侧的点可能为一个也可能为多个，而叶片312最内侧的点的个数取决于叶片312的径向内端缘的形状，这里不对叶片312的径向内端缘的具体形状做出限定，也就是说在本实用新型中叶片312的径向内端缘可以形成为多种形状。

在一些实施例中，如图2所示，多个叶片312的径向外端缘位于同一参考圆上，多个叶片312的径向外端缘构建的参考圆为外参考圆O2。外参考圆O2、中弧面S3在径向外端缘处形成的切线之间夹角为出口角α2，α2的角度范围在140°-170°之间。

可以理解的是，根据试验表明，出口角α2在140°-170°之间更有利于保证叶片312 的气动性能和改善气动噪音。当然，针对具有不同相对弯度的上翼面S1和下翼面S2，出口角α2还可以选择其他取值范围，并不限于140°-170°。

需要额外说明的是，外参考圆O2是以离心风轮310的轮心为圆心的过叶片312的径向方向上最外侧点的圆形。而在本实用新型实施例中，叶片312的径向方向最外侧的点可能为一个也可能为多个，而叶片312最外侧的点的个数取决于叶片312的径向外端缘的形状，这在里不对叶片312的径向外端缘的具体形状做出限定，也就是说在本实用新型中叶片312的径向外端缘可以形成为多种形状。

具体地，如图2所示，多个叶片312的径向内端缘构建的参考圆为内参考圆O1，内参考圆O1的直径D1在110-125mm之间。可以理解的是，根据试验表明，内参考圆O1的直径D1 在110-125mm之间更有利于保证叶片312的气动性能和改善气动噪音。当然，针对具有不同相对弯度的上翼面S1和下翼面S2，内参考圆O1的直径D1还可以选择其他取值范围，并不限于110-125mm。

具体地，如图2所示，多个叶片312的径向外端缘构建的参考圆为外参考圆O2，外参考圆O2的直径D2在150-160mm之间。可以理解的是，根据试验表明，外参考圆O2的直径D2 在150-160mm之间更有利于保证叶片312的气动性能和改善气动噪音。当然，针对具有不同相对弯度的上翼面S1和下翼面S2，外参考圆O2的直径D1还可以选择其他取值范围，并不限于150-160mm。

具体地，离心风轮310的叶片数n在35-41之间。可以理解的是，叶片312数量这样设置，不仅上翼面S1的相对弯度为k1和下翼面S2的相对弯度为k2都得到了限制，因此每个叶片312在离心风轮310的周向上占用角度不大。将叶片312的数量限制在35-41之间，一方面保证离心风轮310整体风量，另一方面避免相邻叶片过近导致相互干扰。当然，针对具有不同相对弯度的上翼面S1和下翼面S2，离心风轮310的叶片312还可以选择其他取值范围，并不限于35-41。

实施例：

下面参考图1-图2描述本实用新型一个具体实施例的离心风轮310。

如图1-所示，轮毂311和多个叶片312，轮毂311具有旋转轴线，多个叶片312沿周向间隔开地设在轮毂311上，叶片312形成为弧形且具有径向内端缘和径向外端缘，离心风轮310具有经过径向内端缘的半径参考面P1，叶片312在径向由内到外的方向上朝向远离半径参考面P1的方向逐渐延伸。

如图2所示，叶片312具有上翼面S1和下翼面S2，上翼面S1和下翼面S2之间的等距参考面为中弧面S3，中弧面S3上任一点与上翼面S1和下翼面S2的距离均相等，叶片312 的弦长为c，上翼面S1在最大弯度位置与叶片312的最低点之间的高度差为y1，下翼面S2 在最大弯度位置与叶片312的最低点之间的高度差为y2，上翼面S1的相对弯度为k1且 k1＝y1/c,下翼面S2的相对弯度为k2且k2＝y2/c，k1的取值范围在0.24-0.4之间，k2的取值范围在0.13-0.2之间。多个叶片312的径向内端缘位于同一参考圆上，多个叶片312的径向内端缘构建的参考圆为内参考圆O1。内参考圆O1、中弧面S3在径向内端缘处形成的切线之间夹角为进口角α1，α1的角度范围在70°-90°之间。多个叶片312的径向外端缘位于同一参考圆上，多个叶片312的径向外端缘构建的参考圆为外参考圆O2。外参考圆O2、中弧面S3在径向外端缘处形成的切线之间夹角为出口角α2，α2的角度范围在140°-170°之间。内参考圆O1的直径D1在110-125mm之间，外参考圆O2的直径D2在150-160mm之间，离心风轮310的叶片312数n在35-41之间。

下面参考图1-图4描述根据本实用新型实施例的一种烘干系统30。

如图3-图4所示，根据本实用新型实施例的烘干系统30，包括壳体350、蒸发器330、冷凝器320和离心风轮，壳体350内限定出换热通道，蒸发器330和冷凝器320沿气流流动方向排布在换热通道内，离心风轮设在壳体350内以驱动气流从蒸发器330吹向冷凝器320，离心风轮为根据本实用新型上述实施例的离心风轮310。离心风轮310的结构在上述实施例中已经详细说明，这里不再赘述。

在图3和图4的示例中，壳体350形成管状，且包括依次连接的引风段351、去湿段352、加热段353、风机段354和吹风段355，蒸发器设在去湿段352内，冷凝器设在加热段353，离心风轮310设在风机段354内。

具体地，烘干系统30为热泵烘干系统。热泵烘干系统还包括：压缩机和节流装置(图未示出)等，压缩机、节流装置、冷凝器320和蒸发器330限定出冷媒的制冷循环路径。节流装置连接在蒸发器320和冷凝器330之间。热泵烘干系统工作时，压缩机将其内的冷媒压缩成高温高压气态冷媒，高温高压冷媒被导入到冷凝器330中放热并冷凝成液态冷媒，之后冷媒经节流装置节流变成低温低压液态冷媒，低温低压液态冷媒流入蒸发器330后吸热蒸发形成低温低压气态冷媒或者气液两相冷媒，最后蒸发器330内的冷媒流回压缩机重新压缩，如此重复循环。

烘干系统30使用时，壳体350的两端与盛放待烘干物品的盛物间(如滚筒)相连，壳体350与盛物间限定出空气流通路径，换热通道为空气流通路径的一部分。在风机的驱动下，气流可在盛物间与壳体350之间循环流动形成循环风，以将盛物间内的物品逐渐烘干。在风机启动后，壳体350向盛物间提供干热的空气气流，在干热空气的加热下物品的水分吸热蒸发形成水蒸气，气流混杂着水蒸气流入壳体350的换热通道内。壳体350内湿空气先流经蒸发器330，由于蒸发器330中流动的冷媒会吸热，使空气流通路径中流经蒸发器330的空气温度大幅度降低，空气被冷却后空气中的水蒸气冷凝形成液滴或者水雾，附着在蒸发器330 表面上的液滴或水雾可在重力作用下沿蒸发器330向下流动。

冷却后空气湿度降低，之后空气再流经冷凝器320，由于冷凝器320中流动的冷媒会放热，使空气流通路径中流经冷凝器320的空气得以加热，气流转变成干热空气后又吹回盛物间。干热空气进入盛物间后对物品进行烘干，干热空气在吸收物品水分而转变成湿热空气，湿热空气再次从盛物间吹出，如此重复循环。这样，冷媒的制冷循环流通配合空气流通路径，可将盛物间内的衣物快速烘干。

根据本实用新型实施例的烘干系统30，由于具有前文所述的离心风轮310，在保证了烘干效率的前提下，降低了烘干噪音，提高了用户满意度。

下面参考图1-图4描述根据本实用新型实施例的衣物处理装置1。

如图3-图4所示，根据本实用新型实施例的衣物处理装置1包括箱体(图未示出)、滚筒20和烘干系统30，滚筒20设在箱体内，滚筒20具有间隔开的进风口和出风口，烘干系统30设在箱体内，烘干系统30为根据本实用新型上述实施例的烘干系统30，壳体350的两端分别与滚筒20相连。换热通道的邻近蒸发器330的一端与出风口相连通，换热通道的邻近冷凝器320的一端与进风口相连通。

根据本实用新型实施例的衣物处理装置1，由于具有前文所述的烘干系统30，在保证了烘干效率的前提下，降低了烘干噪音，提高了用户满意度。

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。

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。