专利名称：一种改进的离心式风轮及蜗壳和涡轮风机组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种离心式风扇，尤其涉及一种改进的离心式风轮。另外，本发明还提供容置该风轮的蜗壳。
背景技术：
目前，现有的离心风轮由底板、叶片和边框一次注塑成型，叶片的正视图投影面的形状是单纯的长方形。现有离心风轮的缺陷是整个风轮切风时比较硬朗，噪音较大、能耗高、风量小、成本高。如国家知识产权局2009年10月观日授权公告的，名称为“一种离心风轮”、专利号为ZL200920112083.8的发明专利，公开了一种离心风扇用的离心风轮，它是由底板、叶片和边框一次注塑成型，离心风轮的叶片沿底板的圆周等距分布排列设置，并且底板上设有多个均勻排布的省料开口。此种离心风轮只是简单的将现有风轮增加了省料开口，用来减轻风轮重量，变相的降低成本，而没有从本质上减少风轮的噪音，提高风量。风轮，特别是离心式风轮，在运转时内部形成气流负压区，气流从外部被快速吸入负压区中，然后被甩出。在气流被吸入负压区的过程中，气流由垂直流动方向改为水平的螺旋流动方向，螺旋流动的气体与叶片之间产生摩擦时，称为切风。切风是风轮中能耗大、噪音高的主要原因之一，也是影响风轮效能的重要因素之一。当风轮的尺寸、转速一定时，叶片的结构、对切风的影响就尤为重要。目前，离心式风轮中叶片多采用上述的正投影面为矩形的形状，风轮高速转动时， 叶片所形成的区域也为矩形区域，风由负压区吸入后形成涡流，与叶片相切时阻力大，噪音高。虽然提出了将叶片设计为弧形弯曲结构、并顺应气流甩出时的方向设置，以减少切风时的阻力，但远远达不到预期的效果。如何有效解决切风带来的摩擦大、能耗高、以及噪音高等问题是目前离心式风轮面临的主要问题，也是一直有待解决的问题。离心式风轮在使用时都会容置在蜗壳中，蜗壳形成有进风口、空腔、风道以及出风口。空腔中放置电机以及与电机输出轴连接的风轮。风轮在电机的带动下转动将风从进风口吸入，然后甩出风道，由风道从出风口甩出。在整个的气体由外到内、再到外的过程中，蜗壳起了将气流的负压区与外部大气压区分隔、同时形成气体流动通道的作用，使气体只能沿着由外先到负压区，再由负压区到外的顺序流动。现有的蜗壳，与风轮的配合结构大多为一个简单的进风口，风轮在吸风并甩出后，风道中的一部分风会从进风口处回流出去，抵消一部分进风量，大大降低风轮甩风的效率。为此，现有的蜗壳在进风口处向内翻折，形成折边，折边跨过叶片伸入到风轮中间的负压区中，虽然在一定程度上防止了风道中气流的回流，但一是折边太大，耗费蜗壳的材料，成本高，二是伸入负压区的折边，由于遮挡了气体的流动，在一定程度上影响、降低了负压区的吸风和甩风的效率，得不偿失。无法做到即有效隔离、防止风道中气体的回流，又不会影响负压区的吸风、甩风工作效率。这也是目前风轮、 蜗壳配合安装所存在的一个问题，而且目前没有很好的解决办法。
由于风轮和蜗壳存在上述的问题，使得包含风轮和蜗壳的涡轮风机组件也同样存在上述噪音大、能耗高、效率低的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种离心式风轮，此种离心式风轮不但能够减少噪音、提高风量，而且可以减少电机的负载，变相的降低了电机的成本。另外，本发明还提供容置所述风轮的蜗壳。蜗壳进风口处折边设计，与风轮叶片的缺槽配合，不仅有效分隔大气压区与负压区阻值气体回流、而且不影响风轮负压区的吸风、 甩风效率。另外，本发明还提供包括上述风轮和蜗壳的涡轮风机组件。本发明提供的一种离心式风轮采用的的技术方案为一种改进的离心式风轮，包括底板、叶片和箍筋，所述叶片为多个并间隔分布于所述底板上，所述箍筋连接所述多个叶片，所述的多个叶片与底板形成负压区，所述叶片的正视投影形状为直角梯形，其斜边朝向所述负压区，所述叶片顶边的宽度小于底边的宽度，且所述叶片的斜边与顶边的衔接部开有缺槽。本发明提供的一种离心式风轮还采用如下附属技术方案所述的多个叶片以所述底板的轴心为圆心等角度均勻分布；所述叶片为弯曲的形状，所述叶片顺应所述负压区中气流流出的方向弯曲；所述叶片的扭角度数为1度至60度；所述底板开有多个通孔，并且多个所述通孔沿底板的轴心均布；所述底板的形状为平板或拱形形状；所述底板的轴心处装与也机连接的轴套。本发明提供的容置上述风轮的蜗壳采用的主要技术方案为包括容置所述风轮及电机的空腔、与所述空腔连通的进风口、出风道、以及与出风道连通的出风口，所述进风口处的所述蜗壳向内翻折，形成折边，所述折边伸入所述风轮的缺槽中。本发明提供的蜗壳还采用如下附属技术方案所述进风口的半径大于或等于相距最远的两个叶片的缺槽之间的距离；所述缺槽的宽度大于所述折边的厚度。本发明提供的涡轮风机组件采用的技术方案为包括风轮、蜗壳、以及电机，风轮包括底板、叶片和箍筋，所述叶片为多个并间隔分布于所述底板上，所述箍筋连接所述多个叶片，所述的多个叶片与底板形成负压区，所述叶片的正视投影形状为直角梯形，其斜边朝向所述负压区，所述叶片顶边的宽度小于底边的宽度，且所述叶片的斜边与顶边的衔接部开有缺槽，所述蜗壳包括容置所述风轮及电机的空腔、与所述空腔连通的进风口、出风道、 以及与出风道连通的出风口，所述进风口处的所述蜗壳向内翻折，形成折边，所述折边伸入所述风轮的缺槽中，所述电机的输出轴与所述风轮连接，所述电机和风轮容置于所述蜗壳的空腔中，所述蜗壳的折边伸入所述风轮的缺槽中。采用本发明提供的一种离心式风轮带来的有益效果为(1)本发明提供的风轮， 叶片的正视投影形状为直角梯形，其斜边朝向风轮的负压区，风轮在高速旋转时，形成一个具有锥度的负压区。同时该负压区将吸入的风，形成一个类似于湖面中漩涡一样的涡流，涡流的直径由进风口至底板逐渐减小，涡流的边缘为倾斜的，具有锥度，正好与叶片的斜边相匹配。换句话说，涡流的锥度与叶片斜边的角度相同。当风轮高速运转时，多个叶片的斜边形成与涡流的形状相似的锥形负压区，使涡流气体正好沿着风轮叶片的斜边运转，大大减小了涡流气体与叶片之间切风所产生的磨砂。就好比龙卷风的边缘与叶片的斜边相匹配， 叶片不会伸入到龙卷风内部，不与涡流接触，大大减小了叶片与涡流接触而造成的摩擦力大，能耗大、噪音高。从根本上改变了现有风轮无法有效解决切风带来的能耗高、噪音大等问题。经实验检测，若电机相同，风轮直径、高度、叶片扭角都相同，所用的风道系统也相同， 则本发明提供的离心风轮，风量可以提高20%以上，这大大超出了预期的设想。( 当风轮转速一定时，叶片做成有斜度的直角梯形，在风量一定的同时减少了叶片上塑料的体积，减小了风轮的重量，切风有斜度使得导风更加顺畅，电机的负载更小，成本更低。(3)离心叶片上的缺槽，与蜗壳的折边相配合，折边伸入缺槽中，风轮在蜗壳中高速转动时，伸入缺槽中的折边可以有效阻止风道中气体的回流，有效的增大了进风面积，同时防止风轮产生的气压反作用于从进风口进来的空气，抵消掉一部分进风量。若电机相同，风轮直径、高度、叶片扭角都相同，所用的风道系统也相同，则本发明提供的离心风轮，风量可以提高20%以上。采用本发明提供的一种容置上述离心式风轮的蜗壳带来的有益效果为蜗壳的折边与离心叶片上的缺槽，相配合，折边伸入缺槽中，风轮在蜗壳中高速转动时，伸入缺槽中的折边可以有效阻止风道中气体的回流，有效的增大了进风面积，同时防止风轮产生的气压反作用于从进风口进来的空气，抵消掉一部分进风量。若电机相同，风轮直径、高度、叶片扭角都相同，所用的风道系统也相同，则本发明提供的蜗壳，容置离心风轮后，风量可以提高20%以上。采用本发明提供的涡轮风机组件带来的有益效果为蜗壳的折边与离心叶片上的缺槽，相配合，折边伸入缺槽中，风轮在蜗壳中高速转动时，伸入缺槽中的折边可以有效阻止风道中气体的回流，有效的增大了进风面积，同时防止风轮产生的气压反作用于从进风口进来的空气，抵消掉一部分进风量。若电机相同，风轮直径、高度、叶片扭角都相同，所用的风道系统也相同，则本发明提供的涡轮风机组件，风量可以提高20%以上。
图1为本发明离心式风轮的立体结构示意图；图2为本发明离心式风轮的剖视图，示出风的走向；图3为本发明离心式风轮中叶片的立体结构图；图4为本发明离心式风轮中叶片的正投影视图；图5为本发明离心式风轮转动时气流流向示意图；图6为本发明提供的蜗壳的立体结构示意图；图7为本发明涡轮风机组件的结构剖视图；图8为本发明涡轮风机组件的立体结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的详述如图1至图5所示，为本发明提供的一种改进的离心式风轮，包括底板4、叶片2和箍筋1，所述叶片2为多个并间隔分布于所述底板4上，所述箍筋1连接所述多个叶片2，所述的多个叶片2与底板4形成负压区a，所述叶片2的正视投影形状为直角梯形，其斜边21 朝向所述负压区a，所述叶片2顶边22的宽度小于底边23的宽度，且所述叶片2的斜边21 与顶边22的衔接部开有缺槽b。直角梯形是指一个边为直角边，另一边为斜边21，斜边21 与底边23的夹角为锐角，直角边与底边23的夹角为90度。箍筋1起到的作用是将多个间隔分布的叶片2更好的紧固成一个整体，在高速运转时不会晃动、扭曲。风轮的结构多种多样，但起到与本发明所述箍筋1作用的结构基本相似，如上顶板等。这里不再类举。同样， 本发明中叶片2正视投影的直角梯形，除该形状外也可是正视投影为梯形的形状，即两边都为斜边。本实施例中，为了保证叶片2分布均勻、彼此排列对称，所述的多个叶片2以所述底板4的轴心为圆心等角度均勻分布。这样，在风轮高速转动时，每个叶片2的风量出风均勻，均等分。如图3所示，所述叶片2为弯曲的形状，如图5所示，所述叶片2顺应所述负压区a 中气流流出的方向弯曲。这样设计可以有效的减少叶片2甩风时与风的摩擦力，降低噪音， 提高能耗。也利于加快出风的速度。在本实施例中，所述叶片2的扭角度数为观度，或1度或60度。这里所述的扭角度数是本领域的通用定义，即为叶片2与箍筋1相连接点处叶片2的切线与箍筋1的切线相交的角度。本实施例中，扭角度数为观度，满足切风的摩擦力最小，同时又保证甩风的速率或效率。如图1、图5所示，所述底板4开有多个通孔41，并且多个所述通孔41沿底板4的轴心均布。所述底板4的形状为平板或拱形形状。所述底板4的轴心处装与电机连接的轴套。底板4的通孔41以及拱形形状或平板形状，和轴套均用于与电机连接使用。拱形形状用于容置一部分电机主体。本实施例提供的风轮在高速运转时，如图5所示，风轮将外部的风吸入风轮中间的负压区a中，形成类似于漩涡的涡流，直径从进风口至风轮的底板4逐渐减小，涡流在负压区a中的形状形成了一个近似于龙卷风的形状，边缘倾斜具有锥度。高速运转的风轮，叶片2的斜边21朝向负压区a，斜边21所形成的负压区也具有一定锥度，如图2所示，负压区 a中的涡流的锥度与叶片2斜边21的锥度相匹配，大大减小了气流与叶片2之间的摩擦，从而降低了噪音，提高了能耗。从根本上解决了目前离心式风轮中叶片与气体切风造成的噪音大、能耗高的问题。同时转速一定时，叶片2做成有斜度的直角梯形，在风量一定的同时减少了叶片2上塑料的体积，减小了风轮的重量，切风有斜度使得导风更加顺畅，电机的负载更小，成本更低。如图4所示，叶片2的正视投影的形状为直角梯形，在斜边21与顶边22衔接部开有缺槽b。这里所说的正视投影是指从叶片2的正前方正视投影得到的图形形状。体现了叶片2的斜边结构和缺槽b结构。缺槽b用于风轮与蜗壳配合时，与蜗壳上的折边M相配合使用。起到有效防止蜗壳内部的气流回流出去，抵消进风的作用。保证涡轮风扇的工作效率。而且缺槽b直接开在叶片2上也进一步减少了叶片2的用料，降低了成本。在上述提供的风轮实施例的基础上，进一步提供容置上述风轮的蜗壳5，如图6至图8所示，包括容置所述风轮及电机的空腔C、与所述空腔c连通的进风口 51、出风道52、以及与出风道52连通的出风口 53，所述进风口 51处的所述蜗壳5向内翻折，形成折边M，所述折边M伸入所述风轮的缺槽b中。在本发明给出的进一步优选方案中，所述进风口 51的半径大于或等于相距最远的两个叶片2的缺槽b之间的距离。在本实施例中，进风口 51的半径大于相距最远的两个叶片的缺槽b之间的距离。使折边M完全伸入到两个叶片的缺槽b中。以避免对进风口 51处进风的影响。所述缺槽b的宽度大于所述折边M的厚度，以保证缺槽b可以足够容置折边M。蜗壳5的折边M与离心叶片2上的缺槽b相配合，折边M伸入缺槽b中，风轮在蜗壳5中高速转动时，伸入缺槽b中的折边M可以有效阻止风道中气体的回流，如图4和回流箭头所示。有效的增大了进风面积，同时防止风轮产生的气压反作用于从进风口 51进来的空气，抵消掉一部分进风量。若电机相同，风轮直径、高度、叶片扭角都相同，所用的风道系统也相同，则本发明提供的蜗壳，容置离心风轮后，风量可以提高20%以上。如图7、图8所示，本发明还进一步提供包括上述风轮、蜗壳5的涡轮风机组件，电机的输出轴与风轮连接，并一同位于蜗壳5的空腔中，风轮与蜗壳5的进风口 51相对，风轮叶片2的侧边与蜗壳5的出风道52相对，蜗壳出风口 51周围形成的折边M伸入风轮叶片2 的缺槽b中。从图7的气体流向箭头可以看出，出风道52内甩出的风一部分会从风轮与蜗壳的空隙处回流到进风口，折边M与缺槽b的配合结构则刚好阻止了该部分气体的回流， 从而有效隔离蜗壳5外的大气压区和蜗壳内的负压区，避免回流气体抵消掉进气量和进气面积，同时再结合风轮叶片2自身的斜边设计，提高甩风量、噪音低、摩擦小，从而在整体上提高风轮的甩风效率，降低噪音、降低能耗。以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明实施范围，故凡具有本发明专利范围所述的构造、特征及原理的，均应归在本发明专利申请的范围内。
权利要求
1.一种改进的离心式风轮，包括底板、叶片(2)和箍筋(1)，所述叶片(2)为多个并间隔分布于所述底板⑷上，所述箍筋⑴连接所述多个叶片O)，所述的多个叶片⑵与底板(4)形成负压区(a)，其特征在于所述叶片O)的正视投影形状为直角梯形，其斜边 (21)朝向所述负压区(a)，所述叶片(2)顶边02)的宽度小于底边03)的宽度，且所述叶片⑵的斜边与顶边02)的衔接部开有缺槽(b)。
2.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于所述的多个叶片以所述底板(4)的轴心为圆心等角度均勻分布。
3.根据权利要求2所述的风轮，其特征在于所述叶片(2)为弯曲的形状，所述叶片 (2)顺应所述负压区(a)中气流流出的方向弯曲。
4.根据权利要求3所述的风轮，其特征在于所述叶片( 的扭角度数为1度至60度。
5.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于所述底板(4)开有多个通孔(41)，并且多个所述通孔Gl)沿底板的轴心均布。
6.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于所述底板(4)的形状为平板或拱形形状， 所述底板的轴心处装与电机连接的轴套。
7.一种容置上述权利要求1至7任一所述风轮的蜗壳，包括容置所述风轮及电机的空腔(c)、与所述空腔(c)连通的进风口(51)、出风道(5 、以及与出风道(5 连通的出风口(53)，其特征在于所述进风口(51)处的所述蜗壳(5)向内翻折，形成折边(M)，所述折边(54)伸入所述风轮的缺槽(b)中。
8.根据权利要求8所述的蜗壳，其特征在于所述进风口(51)的半径大于或等于相距最远的两个叶片O)的缺槽(b)之间的距离。
9.根据权利要求8所述的蜗壳，其特征在于所述缺槽(b)的宽度大于所述折边(54) 的厚度。
10.一种涡轮风机组件，包括上述权利要求1至6所述的风轮、上述权利要求7至8所述的蜗壳、以及电机，其特征在于所述电机的输出轴与所述风轮连接，所述电机和风轮容置于所述蜗壳的空腔(c)中，所述蜗壳(5)的折边(54)伸入所述风轮的缺槽(b)中。
全文摘要
本发明涉及一种改进的离心式风轮及蜗壳和涡轮风机组件，风轮包括底板、叶片和箍筋，叶片为多个并间隔分布于底板上，箍筋连接多个叶片，多个叶片与底板形成负压区，叶片的正视投影形状为直角梯形，其斜边朝向负压区，叶片顶边的宽度小于底边的宽度，且叶片的斜边与顶边的衔接部开有缺槽。该离心风轮与同规格的离心风轮相比具有风量大、噪音小、成本低、能效高等特点。蜗壳具有伸入风轮缺槽的折边，相配合连接能够有效阻值气体回流到进风口，有效增大进风面积，同时防止风轮产生的气压反作用于从进风口进来的空气，抵消掉一部分进风量。若电机相同，风轮直径、高度、叶片扭角都相同，所用的风道系统也相同，则本发明提供的离心风轮，风量可以提高20％以上。
文档编号F04D29/30GK102478021SQ20101056733
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者刘丰恺, 刘光辉, 姚国宁 申请人:先锋电器集团有限公司