斜流风机和家电设备的制作方法

本实用新型涉及风机领域，具体而言，涉及一种斜流风机和一种家电设备。

背景技术：

斜流风机又称为混流风机，其风轮子午面倾角介于离心式和轴流式风机子午面倾角之间，机壳内气流的运动混合了轴流和离心两种运动，因此，斜流风机风压系数比轴流风机高，流量系数比离心风机大，由于气流沿倾斜方向流出，故它兼有轴流式和离心式风机的特点。

从轴线方向吸气，空气进入斜流风机风轮流道内，沿径向向外运动，气流在风轮内受叶片做功的影响，周向速度逐渐提高，由于子午流道倾斜的设计导致气流又具有较大的轴向速度，空气在离心力和通道扩张的作用下静压逐渐提高，在实际运行过程中，仍存在以下缺陷：

(1)如图1A与图1B所示，斜流风机的叶片从风轮进口到出口为连续的叶片结构，该结构的叶片由于具有狭长流道，风机在小流量工况运行时，叶片顶部靠近出口区域容易形成流动分离甚至回流，产生较大流动损失，导致风轮效率下降。

(2)由于流动分离产生涡脱落和扩压器叶片的干涉导致噪音增加。

(3)斜流风机的性能曲线容易在中部出现驼峰曲线现象，导致实际应用中产生不稳定的工况，对风机性能影响较大。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题至少之一，本实用新型的一个目的在于提供一种斜流风机。

本实用新型的另一个目的在于提供一种家电设备。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面的实施例提出了一种斜流风机，包括：斜流风轮，斜流风轮包括：轮毂，轮毂的外轮廓线被构造为相对轴向倾斜延伸，以将轮毂的外壁构造为锥形斜面；多排串列的叶片，沿轴向布设于轮毂的外壁上，最前排叶片沿周向间隔分布在锥形斜面的前部斜面上，最后排叶片沿周向间隔分布在锥形斜面的后部斜面上，沿风向从前至后锥形斜面的直径逐渐增加，以使锥形斜面与多排串列的叶片围设形成多条气流通道；其中，相邻的两排叶片沿周向相对错开设置，以使任意一个后排叶片处于相邻的两个前排叶片之间，并且前排叶片的出口角与后排叶片的入口角之间存在角度差值。

在该技术方案中，通过在轮毂上设置多排串列的叶片，其中，多排串列的叶片至少包括两排，多排串列的叶片的顶部轮廓与轮毂的外壁轮廓相适配设置，以使多排串列的叶片的顶部轮廓也构设为锥形轮廓，对于每一排的多个叶片，多个叶片沿周向间隔分布，以在相邻的两个叶片之间限定出风道，以使进入到风机内的气流沿轴向流动的同时，沿径向向外流动，对于相邻的两排叶片，前排叶片上具有压力面，对应的后排叶片上具有吸力面，通过将压力面的高速流体引入到吸力面中容易产生流动分离区域，以控制在吸力面附近边界层的分离，从而达到减小流动分离及回流损失的目的，尤其对于高压力系数的斜流风轮，可显著提高斜流风轮的运行效率。

另外，通过将前排叶片上压力面的高速气流引入到对应的后排叶片的吸力面的附近低速区，以控制风轮出口低速区范围与回流区范围，从而使风轮出口脱落涡结构的尺寸减小，进而提升出口气流的稳定性，减小不稳定涡脱落对下游的扩压器叶片的干涉作用，从而改善斜流风轮叶倍频的气动噪声峰值，起到降低斜流风机噪声的作用。

其中，对于任一排叶片，可以等距均布，也可以不等距分布。

另外，本实用新型提供的上述实施例中的斜流风机还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，相邻的两排叶片在轴向方向具有重合区域。

在该技术方案中，通过在相邻的两排叶片在轴向方向具有重合区域，即后排叶片延伸至前排的两个叶片之间，以防止相邻的两排叶片之间产生气流泄漏。

在上述任一技术方案中，优选地，对于相邻的两排叶片，前排叶片中相邻的两个叶片的尾端之间的周向角为θ1，后排叶片中任一叶片的前缘与相邻的前排叶片中相邻叶片的压力面之间具有周向夹角θ2，其中，最前排叶片与最后排叶片的叶片数量相同，θ2与θ1之间的比值大于0，并小于或等于0.6。

在该技术方案中，前排叶片和后排叶片的串列方式如图4的示意图所示，假设前排叶片尾沿处相邻叶片之间周向角为θ1，后排叶片前缘与前排叶片压力面的周向夹角为θ2，前列和后列叶片数相同，则需要要求将后排叶片周向夹角θ2与前排叶片周向夹角θ1之比在0-0.6的范围可获得较好的风轮性能。

其中，本领域的技术人员可以理解的是，相邻叶片之间的周向角为θ1，即其中一个叶片向另一个叶片旋转θ1角度后，两个叶片重合，同样的，对于周向夹角θ2，即后排叶片向前排叶片旋转角度θ2后，与前排叶片的中心线重合。

在上述任一技术方案中，优选地，θ2与θ1之间的比值为0.5。

在该技术方案中，作为一种较优的选择方式，θ2与θ1之间的比值为0.5，通过采用周向夹角之比为0.5时的串列结构，与现有技术中相同叶形但只设置单排叶片的斜流风轮的性能相比，一方面，具有多排串列的叶片的风轮在全流量工况下具有更高的效率和更大的静压，并且在设计点效率提升接近5％，另一方面，与现有技术中存在的风轮驼峰曲线特性也能够进行一定程度的改善，再一方面，具有多排串列的叶片的风轮还能够提高最大风量。

在上述任一技术方案中，优选地，后排叶片中任一叶片的叶片长度与前排叶片中任一叶片的叶片长度之间的比值在0.5-1.2的范围内。

在该技术方案中，通过限定后排叶片的长度与前排叶片的长度比在0.5-1.2 的范围内，以抑制后排叶片上的吸力面上的流动分离。

在上述任一技术方案中，优选地，后排叶片的入口角小于前排叶片的出口角，其中，入口角与出口角之间的差值小于或等于10°。

在该技术方案中，通过限定后排叶片的进口安装角应小于等于前排叶片的出口安装角，并且其角度差小于或等于10°，以防止过大的角度差导致的气流前排叶片和后排之间构造出的夹通道上形成较大的气流加速。

在上述任一技术方案中，优选地，轮毂的内部固定有电机连接盘；斜流风机还包括：电机，电机设置有电机轴，电机轴与电机连接盘固定安装，以通过电机带动斜流风轮旋转。

在该技术方案中，通过在轮毂的内部设置与轴向垂直的电机连接盘，以与电机的电机轴固定连接，一方面，实现驱动斜流风轮的旋转，另一方面，能够有效地利用轮毂的内部空间。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：锥筒形轮罩，套设在斜流风轮的外部，并与多排串列的叶片的顶部轮廓适配设置，以与多排串列的叶片以及轮毂形成气流通道。

在该技术方案中，通过设置轮罩，以形成斜流风轮的容置空间，并且轮罩被构造为锥筒形结构，以与多排串列的叶片的外轮廓进行适配，从而形成斜流通道。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：叶片扩压器，设置于斜流风轮的下游。

在该技术方案中，具有多个叶片的扩压器结构，通过叶片之间的通道扩张设计来实现扩压功能，将风轮排除的具有较高动量的流体的动能转换成压力能。

本实用新型第二方面的实施例提出了一种家电设备，包括本实用新型第一方面的技术方案中任一实施例所述的斜流风机。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

(1)通过采用多排串列的叶片的风轮结构，以前排叶片上的压力面的高速流体引入到后排叶片上吸力面上容易产生流动分离的区域，进而控制在吸力面附近边界层的流动分离，以减小流动分离及回流造成的风能损失，尤其对于高压力系数风轮，可显著提高传统斜流风轮的效率。

(2)通过将前排叶片压力面高速流体引入到后排叶片吸力面附近的低速区，控制了风轮出口低速区范围和回流区的范围，使风轮出口脱落涡结构尺寸减小，更有利于出口气流的稳定，减小不稳定涡脱落对扩压器叶片的干涉作用，可改善斜流风轮叶倍频的气动噪声峰值，起到降低斜流风机噪声的作用。

(03)由于前排叶片对后排叶片流道内部回流区的控制，流道内的有效通流面积也增加，因此斜流风机最大流量会随之增加。

(4)串列叶片对小流量工况风轮效率也有一定程度的改善，以改善现有技术中的斜流风机在小流量工况的驼峰特性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，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1A与图1B示出了相关技术中斜流风轮的结构示意图；

图2A示出了根据本实用新型的一个实施例的斜流风轮的主视图：

图2B示出了图2A中的斜流风轮的侧视图；

图3A示出了根据本实用新型的另一个实施例的斜流风轮的主视图：

图3B示出了图3A中的斜流风轮的A-A剖视图；

图4示出了根据本实用新型的一个实施例的多排串列的叶片的局部结构示意图；

图5与图6示出了根据本实用新型的一个实施例的斜流风机的风机性能与相关技术中的斜流风机的风机性能的对比曲线图。

其中，图2A至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10斜流风轮，102轮毂，104前排叶片，106后排叶片，1042前排第一叶片，1044前排第二叶片，1062后排第一叶片，108电机连接盘，20轮罩。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图2至图6描述根据本实用新型一些实施例的斜流风机。

如图2A与图2B所示，根据本实用新型的实施例的斜流风机，包括：斜流风轮10，斜流风轮10包括：轮毂102，轮毂102的外轮廓线被构造为相对轴向倾斜延伸，以将轮毂102的外壁构造为锥形斜面；多排串列的叶片，沿轴向布设于轮毂102的外壁上，最前排叶片104沿周向间隔分布在锥形斜面的前部斜面上，最后排叶片106沿周向间隔分布在锥形斜面的后部斜面上，沿风向从前至后锥形斜面的直径逐渐增加，以使锥形斜面与多排串列的叶片围设形成多条气流通道；其中，相邻的两排叶片沿周向相对错开设置，以使任意一个后排叶片106处于相邻的两个前排叶片104之间，并且前排叶片104的出口角与后排叶片106的入口角之间存在角度差值。

在该实施例中，通过在轮毂102上设置多排串列的叶片，其中，多排串列的叶片至少包括两排，多排串列的叶片的顶部轮廓与轮毂102的外壁轮廓相适配设置，以使多排串列的叶片的顶部轮廓也构设为锥形轮廓，对于每一排的多个叶片，多个叶片沿周向间隔分布，以在相邻的两个叶片之间限定出风道，以使进入到风机内的气流沿轴向流动的同时，沿径向向外流动，对于相邻的两排叶片，前排叶片104上具有压力面，对应的后排叶片106上具有吸力面，通过将压力面的高速流体引入到吸力面中容易产生流动分离区域，以控制在吸力面附近边界层的分离，从而达到减小流动分离及回流损失的目的，尤其对于高压力系数的斜流风轮10，可显著提高斜流风轮10的运行效率。

另外，通过将前排叶片104上压力面的高速气流引入到对应的后排叶片 106的吸力面的附近低速区，以控制风轮出口低速区范围与回流区范围，从而使风轮出口脱落涡结构的尺寸减小，进而提升出口气流的稳定性，减小不稳定涡脱落对下游的扩压器叶片的干涉作用，从而改善斜流风轮10叶倍频的气动噪声峰值，起到降低斜流风机噪声的作用。

其中，对于任一排叶片，可以等距均布，也可以不等距分布。

另外，本实用新型提供的上述实施例中的斜流风机还可以具有如下附加技术特征：

在上述实施例中，优选地，相邻的两排叶片在轴向方向具有重合区域。

在该实施例中，通过在相邻的两排叶片在轴向方向具有重合区域，即后排叶片106延伸至前排的两个叶片之间，以防止相邻的两排叶片之间产生气流泄漏。

如图4所示，在上述任一实施例中，优选地，对于相邻的两排叶片，前排叶片104中相邻的两个叶片，即前排第一叶片1042与前排第二叶片1044的尾端之间的周向角为θ1，后排叶片106中任一叶片，即后排第一叶片1062的前缘与相邻的前排第一叶片1042的压力面之间具有周向夹角θ2，其中，最前排叶片104与最后排叶片106的叶片数量相同，θ2与θ1之间的比值大于0，并小于或等于0.6。

在该实施例中，前排叶片104和后排叶片106的串列方式如图4的示意图所示，假设前排叶片104尾沿处相邻叶片之间周向角为θ1，后排叶片106前缘与前排叶片104压力面的周向夹角为θ2，前列和后列叶片数相同，则需要要求将后排叶片106周向夹角θ2与前排叶片104周向夹角θ1之比在0-0.6 的范围可获得较好的风轮性能。

在上述任一实施例中，优选地，θ2与θ1之间的比值为0.5。

在该实施例中，作为一种较优的选择方式，θ2与θ1之间的比值为0.5，通过采用周向夹角之比为0.5时的串列结构，与现有技术中相同叶形但只设置单排叶片的斜流风轮10的性能相比，一方面，如图5所示，具有多排串列的叶片的风轮在全流量工况下具有更大的静压，如图6所示，具有多排串列的叶片的风轮在全流量工况下具有更高的效率，并且在设计点效率提升接近5％，另一方面，与现有技术中存在的风轮驼峰曲线特性也能够进行一定程度的改善，再一方面，具有多排串列的叶片的风轮还能够提高最大风量。

在上述任一实施例中，优选地，后排叶片106中任一叶片的叶片长度与前排叶片104中任一叶片的叶片长度之间的比值在0.5-1.2的范围内。

在该实施例中，通过限定后排叶片106的长度与前排叶片104的长度比在 0.5-1.2的范围内，以抑制后排叶片106上的吸力面上的流动分离。

在上述任一实施例中，优选地，后排叶片106的入口角小于前排叶片104 的出口角，其中，入口角与出口角之间的差值小于或等于10°。

在该实施例中，通过限定后排叶片106的进口安装角应小于等于前排叶片 104的出口安装角，并且其角度差小于或等于10°，以防止过大的角度差导致的气流前排叶片104和后排之间构造出的夹通道上形成较大的气流加速。

如图3B所示，在上述任一实施例中，优选地，轮毂102的内部固定有电机连接盘108；斜流风机还包括：电机，电机设置有电机轴，电机轴与电机连接盘108固定安装，以通过电机带动斜流风轮10旋转。

在该实施例中，通过在轮毂102的内部设置与轴向垂直的电机连接盘108，以与电机的电机轴固定连接，一方面，实现驱动斜流风轮10的旋转，另一方面，能够有效地利用轮毂102的内部空间。

如图3A与3B所示，在上述任一实施例中，优选地，还包括：锥筒形轮罩20，套设在斜流风轮10的外部，并与多排串列的叶片的顶部轮廓适配设置，以与多排串列的叶片以及轮毂102形成气流通道。

在该实施例中，通过设置轮罩20，以形成斜流风轮10的容置空间，并且轮罩20被构造为锥筒形结构，以与多排串列的叶片的外轮廓进行适配，从而形成斜流通道。

在上述任一实施例中，优选地，还包括：叶片扩压器，设置于斜流风轮 10的下游。

在该实施例中，具有多个叶片的扩压器结构，通过叶片之间的通道扩张设计来实现扩压功能，将风轮排除的具有较高动量的流体的动能转换成压力能。

根据本申请实施例的斜流风机，其结构包括：轮毂102，用于实现与电机连接和串列叶片之间的连接，轮毂102又包括内部的电机连接盘108与锥形筒段，电机连接盘108的中心开设有内孔与电机轴连接，实现电机扭矩传递。锥形筒段由与轴向成一定角度斜面倾斜向上的轮毂102斜面围设而成，该斜面与叶片一起形成气流通道。

其结构还包括：前排叶片104：按一定的角度间隔安装在上述轮毂102的较小直径斜面上，可等角度布置，亦可以不等角度布置。

其结构还包括：后排叶片106，按一定的角度间隔安装在上述轮毂102的较大直径斜面上，可等角度布置，亦可以不等角度布置，后排叶片106和前排叶片104的周向相对位置有一定要求，且前排叶片104出口角和后排叶片106 进口角有一定角度落差要求。

如图3A与3B所示，该斜流风机还包括一个轮罩20，为一个锥筒型罩体，和串列的叶片以及轮毂102形成气流通道。

根据本实用新型的实施例的家电设备，包括上述任一实施例所述的斜流风机。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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单元必须具有特定的方向、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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。