离心风机及空调器的制作方法

1.本发明涉及空调领域，特别是涉及一种离心风机及空调器。


背景技术：

2.传统离心风机可以将流体介质的流动方向由轴向改变为周向，传统离心风机具有很多优势，因此，通常情况下，现有家用空调器的新风系统均采用传统离心风机。在满足空调器的新风系统性能需求的前提下，传统离心风机噪声比较严重。噪声会给人们带来很多困扰，影响人们的工作以及生活，因此，传统离心风机噪音高这一缺点显得更加无法接受。目前，为给人们营造一个良好的生活和工作环境，家用电器设备对噪音的要求日趋严格。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的是要提供一种离心风机及空调器，用于解决上述技术问题。
4.特别地，本发明提供了一种离心风机，其包括风轮，风轮包括：
5.轮盘，轮盘的中部凸出形成轮毂；
6.多个叶片，设置于轮盘的边沿，沿轮毂的周向间隔设置；
7.导风筋，从轮毂的外周壁朝向轮盘的边沿伸出，并且，在导风筋伸出的方向，导风筋与叶片存在间隔。
8.可选地，导风筋沿其伸出方向的长度是轮盘直径的0.17倍至0.21倍。
9.可选地，导风筋沿轮毂凸出方向的尺寸是叶片沿轮毂凸出方向的尺寸的0.5倍至0.7倍。
10.可选地，轮盘的中心至导风筋与轮毂的相交点的连线与导风筋在相交点处的夹角范围是30
°
至36
°
。
11.可选地，叶片的弯曲中心和与其邻近的导风筋的弯曲中心在同一侧。
12.可选地，导风筋的曲率半径大于等于31毫米。
13.可选地，叶片的曲率半径小于导风筋的曲率半径。
14.可选地，导风筋的数量范围是10个至16个，多个导风筋沿轮毂的外周壁的周向间隔均匀设置。
15.可选地，离心风机还包括：
16.壳体，其腔体用于容置风轮，并沿轮盘一个直径的两侧开设进风口和出风口。
17.根据本发明的第二个方面，本发明还提供一种空调器，空调器包括如上任意一项的离心风机。
18.本发明提供一种离心风机及空调器，其中，离心风机包括风轮，风轮包括轮盘、多个叶片和导风筋。轮盘的中部凸出形成轮毂。多个叶片设置于轮盘的边沿，多个叶片沿轮毂的周向间隔设置。导风筋从轮毂的外周壁朝向轮盘的边沿伸出，并且，在导风筋伸出的方向，导风筋与叶片存在间隔。离心风机工作时，导风筋带动轮毂和叶片之间的气流旋转，导风筋使轮毂和叶片之间的气流更加均匀，轮毂和叶片之间气流充斥的更加饱满。这有效改
善了气流的流动状态，降低了气流的紊流状态，避免了气流的回流和气流在叶片局部位置的涡流。这能明显的降低涡流噪声和回流噪声，达到离心机降噪的功能。
19.根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
20.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
21.图1是根据本发明的一个实施例的风轮的一个视角的示意图；
22.图2是根据本发明的一个实施例的风轮的一个视角的示意图；
23.图3是根据本发明的一个实施例的离心风机的爆炸图；
24.图4是根据本发明的一个实施例的离心风机的一个视角的示意图；
25.图5是根据本发明的一个实施例的离心风机的一个视角的示意图；
26.图6是传统离心风机的一个视角的示意图；
27.图7是传统离心风机的一个视角的示意图；
28.图8是传统离心风机关于流体的速度矢量的仿真图；
29.图9是根据本发明的一个实施例的离心风机的关于流体速度矢量的仿真图；
30.图10是传统离心风机的声功率云图；
31.图11是根据本发明的一个实施例的离心风机的声功率云图。
具体实施方式
32.图1是根据本发明的一个实施例的风轮的一个视角的示意图；图2是根据本发明的一个实施例的风轮的一个视角的示意图；图3是根据本发明的一个实施例的离心风机的爆炸图；图4是根据本发明的一个实施例的离心风机的一个视角的示意图；图5是根据本发明的一个实施例的离心风机的一个视角的示意图；图6是传统离心风机的一个视角的示意图；图7是传统离心风机的一个视角的示意图；图8是传统离心风机中的流体的速度矢量的仿真图；图9是根据本发明的一个实施例的离心风机中的流体速度矢量的仿真图；图10是传统离心风机的声功率云图；图11是根据本发明的一个实施例的离心风机的声功率云图。
33.在满足空调器的新风系统性能需求的前提下，传统离心风机噪声比较严重。噪声会给人们带来很多困扰，影响人们的工作以及生活。为给人们营造一个良好的生活和工作环境，家用电器设备对噪音的要求日趋严格。经发明人分析可知，传统离心风机噪音比较突出的主要原因包括两个方面，具体阐述如下：
34.第一个方面：气流与轮毂接触后才会向叶片的方向偏转，如图7和图8所示，传统离心风机中的轮毂是一个光滑曲面，这会造成轮毂流场与叶片流场过渡不均匀。换句话说，这造成轮毂和叶片之间的流场部分不均匀，这导致流体的紊流。也即，这会导致流体介质的涡流及回流，流体介质的涡流及回流会增加传统离心风机的宽频噪声，从而引起传统离心风机整体噪声的攀升。
35.第二个方面：气流从轮毂到达叶片时，气流流向与叶片的翼型切线方向不同，这也
会增加传统离心风机的噪声。
36.在本实施例中，如图3至图5所示，本实施例的离心风机10主要包括壳体200和风轮100。壳体200具有腔体、进风口220和出风口210，风轮100容值于壳体200的腔体内。进风口220和出风口210分别开设于风轮100一个直径的两侧，或者理解为，进风口220和出风口210分别开设于壳体200相对的两侧。如图3至图5所示，以图中方位为准，如果出风口210开设于壳体200的顶部，则进风口220开设于壳体200的底部。很显然，壳体200的进风口220和出风口210开设的位置仅为示例性的，并不是唯一的。
37.作为一个具体的实施例，如图1至图2所示，本实施例提供的离心风机10包括风轮100，风轮100包括轮盘110、多个叶片120和导风筋130。轮盘110的中部凸出形成轮毂111。多个叶片120设置于轮盘110的边沿，多个叶片120沿轮毂111的周向间隔设置。导风筋130从轮毂111的外周壁朝向轮盘110的边沿伸出，并且，在导风筋130伸出的方向，导风筋130与叶片120存在间隔150。
38.轮盘110的主体形状可以根据需要选择，在本实施例中，如图1和图2所示，轮盘110的中部凸出形成轮毂111，因此，轮盘110是一个立体的结构，但是轮盘110的主体形状是圆形，或者可以理解为，轮毂在轮盘上正投影后的形状是圆形的。
39.轮盘110的中部凸出形成轮毂111，轮盘110的中部是一个广义概念，轮盘110的中部是相对轮盘110的边沿而言的，轮盘110的中部不一定是轮盘110的中心位置。在本实施例中，如图1和图2所示，轮盘110的中部是指轮盘110的中心位置，轮盘110的中心位置凸出形成圆柱状的轮毂111。很显然，这仅为示例性的，并不是唯一的。
40.轮毂111用于在驱动装置的驱动下旋转，轮毂111带动轮盘110上的叶片120、轮毂111上的导风筋130旋转，以实现送风。驱动装置的具体类型不做限定，例如，驱动装置主要包括电机，电机的输出轴与轮毂111固定连接，以带动轮毂111转动。
41.多个叶片120设置于轮盘110的边沿，多个叶片120沿轮毂111的周向间隔设置。叶片120的数量不做限定，可根据需要选择。在本实施例中，轮盘110的边沿是一个广义概念，轮盘110的边沿是相对轮盘110中部的区域，轮盘110的边沿并不仅是轮盘110的端部或者靠近轮盘110的端部的边沿。在本实施例中，轮盘110的边沿是指靠近轮盘110端部的区域，或者可以理解为，叶片120的一端与轮盘110是齐平的，叶片120的另一端是朝向轮盘中部的。
42.多个叶片120沿轮毂111的间隔距离可根据需要选择，在本实施例中，多个叶片120间隔均匀设置。多个叶片120沿轮毂111的周向设置，也即，多个叶片120设置于轮毂111的一周，或者理解为，多个叶片120环绕轮毂111设置。在本实施例中，轮盘110的主体形状是圆形，多个叶片120也沿轮盘110的边沿间隔均匀设置。多个叶片120在轮盘110上的设置方式可根据需要选择，在本实施例中，轮盘110上设置圆环形的叶轮140，叶轮140与所述轮毂111同轴设置，叶轮140冲切形成多个叶片120。
43.导风筋130从轮毂111的外周壁朝向轮盘110的边沿伸出，并且，在导风筋130伸出的方向，导风筋130与叶片120存在间隔150。导风筋130的材质、形状等可根据需要选择。在本实施例中，导风筋130是弧形的，也即导风筋130并不是平板状，导风筋130有一定的弧度。
44.导风筋130在轮毂111上的设置位置、设置方式等可根据需要选择，在本实施例中，导风筋130并不是沿轮毂111的径向伸出，导风筋130相对轮毂111的径向有一定的倾斜。在本实施例中，导风筋130的数量为多个，多个导风筋130沿轮毂111的周向间隔均匀设置。
45.导风筋130朝向轮盘110的边沿伸出，也即，导风筋130朝向叶片120的方向伸出，导风筋130朝向轮毂111的外侧伸出。在导风筋130伸出的方向，导风筋130与叶片120存在间隔150，也即，导风筋130远离轮毂111的端部与叶片120远离轮盘110边沿的端部之间存在间隔150。或者可以理解为，导风筋130远离轮毂111的端部与叶片120远离轮盘110边沿的端部不接触，导风筋130远离轮毂111的端部与叶片120远离轮盘110边沿的端部不存在结构干涉。
46.离心风机10工作时，轮毂111带动导风筋130、叶片120和轮盘110转动，导风筋130带动轮毂111和叶片120之间的气流预先旋转，导风筋130使轮毂111和叶片120之间的气流更加均匀，导风筋130使气流饱满的充斥于轮毂111和叶片120之间。这有效改善了气流的流动状态，降低了气流的紊流状态，避免了气流的回流和气流在叶片120局部位置的涡流。这能明显的降低涡流噪声和回流噪声，达到离心机降噪的功能。
47.如图8和图9所示，图8是根据传统离心风机的仿真图，图8中的仿真图主要显示的是传统离心风机的气流的速度矢量图。图9是根据本发明实施例提供的离心风机10的仿真图，图9中的仿真图主要显示的是传统离心风机的气流的速度矢量图。在仿真图中，蓝色区域的气流的是低速气流，青色区域的气流是中低速气流，红黄色区域的气流是中高速气流。由图8可以明显看出，传统离心风机中的轮毂111没有导风筋130，传统离心风机中轮毂111和叶片120之间的气流速度分布不均匀、气流也不饱满。由图9可以明显看出，本发明的一个实施例提供的离心风机10，该离心风机10中的轮毂111上设置有导风筋130，该离心风机10中轮毂111和叶片120之间的气流速度分布比较均匀，气流也比较饱满。
48.图10是传统离心风机的声功率云图；图11是根据本发明的一个实施例的离心风机10的声功率云图。从图中可以看出，本发明的一个实施例的离心风机10的最大噪声值从46db下降至44.4db，降低了1.6db，降幅3.5％。
49.上述实验数据表明，本实施例提供的离心风机10中的导风筋130有效改善了气流的流动状态，导风筋130降低了气流的紊流，导风筋130避免了气流的回流和气流在叶片120局部位置的涡流。这能明显的降低涡流噪声和回流噪声，达到离心机降噪的功能。
50.由此可见，离心风机10工作时，导风筋130带动轮毂111和叶片120之间的气流旋转，导风筋130使轮毂111和叶片120之间的气流更加均匀，轮毂111和叶片120之间的气流充斥的更加饱满和均匀。这有效改善了气流的流动状态，降低了气流的紊流状态，避免了气流的回流和气流在叶片120局部位置的涡流。这能明显的降低涡流噪声和回流噪声，达到离心机降噪的功能。
51.在其它一些实施方式中，轮盘110的中心至导风筋130与轮毂111的相交点的连线160与导风筋130在相交点处的夹角范围是30
°
至36
°
。如图2所示，在本实施例中，轮盘110的主体形状是圆形的，或者说轮毂111在轮盘110上正投影之后形成的图形是圆形的。由于轮盘110的中部凸出形成轮毂111，所以轮盘110是一个立体的结构，轮盘110的中心是轮毂111的轴线。导风筋130与轮毂111相交形成的也是一条线，简称相交线。轴线至相交线形成一个面，导风筋130与该面在相交线处的夹角的范围是30
°
至36
°
。为了描述方便，本实施例中轮盘110的中心是轮毂111在轮盘110上正投影形成的图形的中心，导风筋130与轮毂111的相交点是导风筋130与轮毂111的相交线在轮盘110上正投影的点，简称相交点。相交点与中心的连线160与导风筋130在相交点处的形成两个夹角，一个锐角和一个钝角，锐角的角度范围是30
°
至36
°
。
52.如图8所示，传统离心风机中轮毂111至叶片120之间的气流的速度矢量比较混乱，气流的速度大小不均，而且气流的方向也比较混乱。如图9所示，本实施例提供的离心风机10中轮毂111至叶片120之间的气流的速度矢量比较有规律。首先，气流的速度大小比较均匀，其次，气流的方向也比较有规律，气流的方向均朝着叶片120的方向，气流的方向均朝着叶片120向外送风的方向。或者可以理解为，气流的流向与叶片120的翼型切线方向接近。
53.由此可见，导风筋130的倾斜角度在30
°
至36
°
的范围内时，气流经过导风筋130的预先旋转，气流的流向与叶片120的翼型切线方向接近。也即，气流的速度的方向和大小与叶片120的速度的方向和大小接近，这进一步降低离心风机10的噪音。
54.在其他一些实施方式中，叶片120的弯曲中心和与其邻近的导风筋130的弯曲中心在同一侧。作为一个具体的例子，靠近连线160的导风筋130和靠近连线160的叶片120的弯曲中心均在连线160侧。或者可以理解为，以图2中的方位为例，顶部的叶片120的弯曲中心和顶部的导风筋130的弯曲中心均在左侧，也即，叶片120的弯曲中心和与其邻近的导风筋130的弯曲中心均在同一侧。或者可以理解为，叶片120和导风筋130的弯曲方向一致。
55.如图8所示，传统离心风机中轮毂111至叶片120之间的气流的速度矢量比较混乱，气流的速度大小不均，而且气流的方向也比较混乱。如图9所示，本实施例提供的离心风机10中轮毂111至叶片120之间的气流的速度矢量比较有规律。首先，气流的速度大小比较均匀，其次，气流的方向也比较有规律，气流的方向均朝着叶片120的方向，气流的流向与叶片120的翼型切线方向接近。
56.由此可见，叶片120的弯曲中心和与其邻近的导风筋130的弯曲中心均在同一侧，也即，叶片120和与其邻近的导风筋130的弯曲方向一致。气流经过该导风筋130的预先旋转，气流的流向与叶片120的翼型切线方向接近，气流的速度方向和大小与叶片120的速度方向和大小接近，这进一步降低离心风机10的噪音。
57.在其他一些实施方式中，导风筋130的曲率半径大于等于31毫米，导风筋130处于极限时，导风筋130的形状为平面状。导风筋130的曲率半径大于等于31毫米时，导风筋130导风效果比较好。并且，这种导风筋130使得气流的流向与叶片120的翼型切线方向接近，气流的速度方向和大小与叶片120的速度方向和大小接近，这进一步降低离心风机10的噪音。
58.如图8所示，传统离心风机中轮毂111至叶片120之间的气流的速度矢量比较混乱，气流的速度大小不均，而且气流的方向也比较混乱。如图9所示，本实施例提供的离心风机10中轮毂111至叶片120之间的气流的速度矢量比较有规律。首先，气流的速度大小比较均匀，其次，气流的方向也比较有规律，气流的方向均朝着叶片120的方向，气流的方向均朝着叶片120向外送风的方向。或者可以理解为，气流的流向与叶片120的翼型切线方向接近，气流的速度方向和大小与叶片120的速度方向和大小接近。
59.因此，导风筋130的曲率半径大于等于31毫米时，导风筋130的导风效果比较好。并且，这种导风筋130使得气流的流向与叶片120的翼型切线方向接近，气流的速度方向和大小与叶片120的速度方向和大小接近，这进一步降低离心风机10的噪音。
60.在其他一些实施方式中，叶片120的曲率半径小于导风筋130的曲率半径，也即，叶片120的弯曲程度大于导风筋130的弯曲程度。这种导风筋130的导风效果比较好。并且，这种导风筋130使得气流的流向与叶片120的翼型切线方向接近，气流的速度方向和大小与叶片120的速度方向和大小接近，这进一步降低离心风机10的噪音。
61.在其他一些实施方式中，导风筋130沿其伸出方向的长度是轮盘110直径的0.17倍至0.21倍。也即，导风筋130沿其伸出方向的尺寸是轮盘110直径的0.17倍至0.21倍，这种尺寸的导风筋130导风效果较好。
62.在其他一些实施方式中，导风筋130沿轮毂111凸出方向的尺寸是叶片120沿轮毂111凸出方向的尺寸的0.5倍至0.7倍。也即，沿轮毂111的凸出方向，导风筋130的长度值是轮毂111长度值的0.5倍至0.7倍，这种尺寸的导风筋130导风效果较好。
63.在其他一些实施方式中，导风筋130的数量范围是10个至16个，多个导风筋130沿轮毂111的外周壁间隔均匀设置。这种数量的导风筋130使得轮毂111和叶片120之间的气流比较均匀。
64.在其他一些实施方式中，离心风机10还包括壳体200，壳体200的腔体用于容置风轮100，并沿轮盘110一个直径的两侧开设进风口220和出风口210。进风口220和出风口210分别开设于风轮100一个直径的两侧，或者理解为，进风口220和出风口210分别开设于壳体200相对的两侧。以图中方位为准，如图3至图5所示，如果出风口210开设于壳体200的顶部，则进风口220开设于壳体200的底部。很显然，壳体200的进风口220和出风口210开设的位置仅为示例性的，并不是唯一的。
65.根据本发明的第二个方面，本发明还提供一种空调器，空调器包括如上任意一项的离心风机10。由于该空调器包括如上任意一项的离心风机10，因此，该空调器具备上述任意一项的离心风机10的优势，在此不再一一赘述。
66.空调器的具体类型可根据需要选择，在本实施例中，空调器为新风空调器(图中未示出)。该新风空调器除了包括和现有技术中外观和性能一样的室内机外(图中未示出)，该新风空调器还包括本实施例的离心风机10。
67.离心风机10设置于室内机的机壳的端部，且位于机壳的内部，与原有的空调室内机成为一体，离心风机10不会暴露在室内机外部，既保持外观的美感，又节约了安装室内机的空间。离心风机10的进风口220用于连接通向室外的新风进风管，离心风机10的出风口210朝向机壳的顶部。也即，离心风机10的进风口220从室外吸入新鲜空气，离心风机的出风口210朝向机壳的顶部出风。离心风机10源源不断地向室内输送室外的新风。
68.由此可见，本实施例的新风空调器在传统空调室内机上新增有离心风机10，因此，在空调制冷或者制热过程中，即使关闭窗户，离心风机10也能将室外空气引入室内，离心风机10为封闭的室内空间提供持续且新鲜的空气，从而增加室内空气的含氧量，杜绝空调病。
69.在本实施例的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。
70.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，也即包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“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。当某个特征“包括或者包含”某个或某些其涵盖的特征时，除非另外特别地描述，这指示不排除其它特征和可以进一步
包括其它特征。
71.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”“耦合”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。本领域的普通技术人员，应该可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
72.此外，在本实施例的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。也即在本实施例的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”、或“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。
73.除非另有限定，本本实施例的描述中所使用的全部术语(包含技术术语与科学术语)具有与本技术所属的技术领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。
74.在本实施例的描述中，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发明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。
75.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。