离心风机用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技术领域，尤其涉及一种离心风机用叶轮及应用其的离心风机。


背景技术：

2.离心风机的应用较为广泛，而叶轮是离心风机的重要组成部件。叶轮的旋转，带动气体流动，其结构的设置是否合理直接影响风机的整体性能，尤其是叶轮的叶片的进出口的结构形式对离心风机的气动噪声有较大影响。
3.为了降低上述空气动力噪音，通常通过把构成叶轮的各叶片上的一对侧边缘中的至少一条侧边缘做成波浪形边缘，来防止在叶片负压面一侧空气流的脱离，并减少在叶片后边缘侧产生后缘涡流，如申请号为201310639469.5(公开号为cn103696985a)所公开的《一种离心风机的叶轮》，该叶轮包括前圈和后圈，前圈和后圈之间固定有多个叶片，叶片的出口端由多个锯齿形成波浪形锯齿状，改变了叶片尾缘尾迹涡脱落的位置，增大了涡心之间的距离，抑制了脱落涡对尾迹流动的扰动，进而减小了叶片表面的非定常压力脉动和尾迹涡引起的气动噪音。又如申请号为201110432234.x(授权公告号为cn102536892u)的中国发明专利申请所公开的《具有强化进气功能的多翼式离心风机》，该离心风机的叶片进气边呈凹形，或呈凸形，或呈凹凸组合形，或呈斜面形，叶片排气边由直线构成，或由曲线构成，或由折线构成，或由曲线与直线组合构成，叶片采用该结构后，对应降噪有一定的效果。
4.虽然，上述现有的离心风机的叶轮通过在叶片出风口侧边或进风口侧边设置波浪形结构可以在一定程度上降低风机噪音，但仍然具有一定的不足，首先，受现有加工方式的影响，叶轮上相邻叶片的出风口侧或进风口侧的波浪形性结构并不能保证其一致性，也即相邻两个叶片的波浪形的凸、凹部的形状及大小存有差异，这样，气流流经相邻的两叶片的进风口侧或出风口侧的波浪形边缘时产生的漩涡不能有效抵制而消除，从而影响了叶轮的进气气流与出气气流流动的均匀性，不能实现有效降噪；其次，在对上述叶片的波浪形边缘进行加工过程中，通常是将对应的每个叶片毛坯件的侧边部分冲切(剪切)掉，冲切掉的部分便成废料，这种叶轮叶片的加工过程不仅繁琐，并且会造成大量材料的浪费。最后，现有带有尾翼的叶片，由于叶片宽度是沿轴线变化，不是等宽的结构设计，在叶片上获得能量的距离不一致，所以会造成风机的最大静压下降，影响了离心风机的整体气动性能。


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，提供一种能使气流流经相邻的两叶片的进风口侧或出风口侧的波浪形边缘时产生的漩涡有效抵消，进而提高叶轮的进风口侧或出风口侧气流流动的均匀性，实现有效降噪的离心风机用叶轮。
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，提供一种能有效简化加工过程，且能避免造成加工过程中材料浪费问题的离心风机用叶轮。
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，提供一种能保持
较高的静压的离心风机用叶轮。
8.本实用新型所要解决的第四个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种应用上述叶轮的离心风机。
9.本实用新型解决上述第一个技术问题和第二技术问题中任一技术问题所采用的技术方案为：一种离心风机用叶轮，包括：
10.前盘；
11.后盘，与所述前盘相对设置；
12.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分布，所述叶片具有对应气流流入一侧的第一侧边和对应气流流出一侧的第二侧边，所述第一侧边和所述第二侧边中的至少一个上具有沿叶轮的轴线呈周期性变化的波浪形边缘；
13.所述叶片包括在叶轮的周向上相间布置的第一叶片和第二叶片，所述第一叶片的波浪形边缘与所述第二叶片的波浪形边缘呈互补结构。
14.作为一种优选实施方式，为了更好地降低气动噪声，所述叶片的第一侧边及第二侧边上均具有所述的波浪形边缘。
15.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：所述第一叶片的波浪形边缘包括交替设置且相连的第一外凸部和第一内凹部，所述第二叶片的波浪形边缘包括交替设置且相连的第二外凸部和第二内凹部，所述第一叶片的第一侧边上的第一外凸部、第一内凹部分别与该叶片的第二侧边上的第一内凹部、第一外凸部在该叶片的横向上正对设置，以使所述第一叶片在波浪形边缘处的宽度相同，所述第二叶片的第一侧边上的第二外凸部、第二内凹部分别与该叶片的第二侧边上的第二内凹部、第二外凸部在该叶片的横向上正对设置，以使所述第二叶片在波浪形边缘处的宽度相同。上述等宽叶片设计，可以使叶片的沿着叶轮的长度方向都保持相同宽度，在降低脱流噪声的同时，能保持较高的静压，提高了离心风机的启动性能。
16.作为改进，所述第一叶片的第一侧边上的第一外凸部、第一内凹部分别与相邻的第二叶片的第一侧边上的第二内凹部、第二外凸部正对设置；所述第一叶片的第二侧边上的第一外凸部、第一内凹部分别与相邻的第二叶片的第二侧边上的第二内凹部、第二外凸部正对设置。上述结构设计能够将相邻的两个叶片之间形成的流道沿叶轮的轴向上细分成稳定的分流道，减少了气流在叶轮轴向上的互相干涉问题，降低了空气动力噪音。
17.作为另一种优选实施方式，所述第一叶片的波浪形边缘包括交替设置且相连的第一外凸部和第一内凹部，所述第二叶片的波浪形边缘包括交替设置且相连的第二外凸部和第二内凹部，所述第一叶片和第二叶片均仅在第一侧边上成型有所述的波浪形边缘，所述第一叶片的第一侧边上的第一外凸部、第一内凹部分别与相邻的第二叶片的第一侧边上的第二内凹部、第二外凸部正对设置；上述结构设计，可以使得气流流经相邻两个叶片尾缘的波浪形边缘处形成的反向漩涡能够有效抵消，保证了叶轮的周向出风口侧的气流流出更均匀。
18.或者，所述第一叶片的波浪形边缘包括交替设置且相连的第一外凸部和第一内凹部，所述第二叶片的波浪形边缘包括交替设置且相连的第二外凸部和第二内凹部，所述第一叶片和第二叶片均仅在第二侧边上成型有所述的波浪形边缘，所述第一叶片的第二侧边上的第二外凸部、第二内凹部分别与相邻的第二叶片的第二侧边上的第二内凹部、第二外
凸部正对设置。上述结构设计，同样可以使得气流流经相邻两个叶片前缘的波浪形边缘处形成的反向漩涡能够有效抵消，保证了叶轮的周向出风口侧的气流流出更均匀。另一方面，可使叶轮相邻的两个叶片之间形成的流道沿叶轮轴向自然划分成多个相对独立的分流道，使得相邻的分流道内的气流之间不会相互影响，保证了整个流道内气流流动的稳定性。
19.作为另一种优选实施例，所述第一叶片的波浪形边缘包括交替设置且相连的第一外凸部和第一内凹部，所述第二叶片的波浪形边缘包括交替设置且相连的第二外凸部和第二内凹部，所述第一叶片仅在第一侧边上成型有所述的波浪形边缘，所述第二叶片均仅在第二侧边上成型有所述的波浪形边缘。上述结构设置，同样可使叶轮相邻的两个叶片之间形成的流道沿叶轮轴向自然划分成多个相对独立的分流道，并且，针对每个分流道，由于叶轮相邻的两个叶片之间形成的流道的进风口侧的波浪形边缘与出风口侧的边缘分别位于两个不同叶片上，由此使得各分流道内气流的流动路径长度基本一致，实现保证了整个叶轮流道中气流流动均匀性和稳定性。
20.为了进一步降低叶轮运行过程中的气动噪声，所述叶片的横截面为圆弧形，且半径为r0，宽度为d0，其中，0.4d0≤r0≤1.2d0。
21.作为改进，所述叶片的波浪形边缘的振幅为h，所述叶片在展开呈平板状态下宽度为d，其中，0.05d≤h≤0.3d。
22.进一步改进，所述叶片的长度为l0，所述叶片上波浪形边缘的一个循环周期所对应的叶片的长度为l，其中，0.04l0≤l≤0.2l0。
23.叶片的波浪形边缘可以采用现有的各种具有周期性凸凹变化的波形结构，作为优选，所述叶片的波浪形边缘为沿叶轮的轴线呈周期性变化的正弦波或锯齿形波。
24.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：一种应用上述离心风机用叶轮的离心风机。
25.与现有技术相比，本实用新型的优点：叶轮上相邻两叶片的波浪形的凸、凹部分在形状上完全互补，由此，气流在流经相邻的两叶片的进风口侧或出风口侧的波浪形边缘时产生的反向漩涡能尽可能地有效抵制而消除，从而提高叶轮的进气气流与出气气流流动的均匀性，改善了离心风机的声音品质，降低了噪声。另一方面，具有互补的波浪形边缘的两个叶片可以由同一个基板进行一次切割即可得到，其简化了叶片的加工步骤，避免了材料的浪费问题。在优选方案中，将叶片设计成两侧边均具有波浪形边缘的等宽结构，可以使叶片的沿着轴向都保持相同宽度，在降低脱流噪声的同时，可保持较高的静压。
附图说明
26.图1为本实用新型实施例1中叶轮的立体结构示意图；
27.图2为图1的主视图；
28.图3为本实用新型实施例1中基板的主视图；
29.图4为本实用新型实施例1中的立体结构示意图；
30.图5为本实用新型实施例1中叶片的立体结构示意图；
31.图6为本实用新型实施例2中的叶轮的立体结构示意图；
32.图7为图1的主视图；
33.图8为本实用新型实施例2中基板主视图；
34.图9为本实用新型实施例2中基本的立体结构示意图；
35.图10为本实用新型实施例2中叶片的立体结构示意图；
36.图11为本实用新型实施例2中叶片的主视图；
37.图12为本实用新型实施例2中叶片的横向剖视图。
具体实施方式
38.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
39.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。
40.实施例1
41.参见图6-图12，一种离心风机用叶轮包括前盘11、中盘12、后盘13以及叶片20，前盘11与后盘13相对设置，中盘12位于前盘11与后盘13之间，其周向上具有供叶片穿设其中的插口，上述设于前盘11与后盘13之间，并沿前盘11的周向间隔分布。叶片上具有对应气流流入一侧的第一侧边23和对应气流流出一侧的第二侧边24，本实施例的叶片优选为弯曲叶片，也即叶片的横截面为圆弧形。现有的离心风机叶轮通常通过把各叶片的第一侧边23、第二侧边24中的其中一个侧边设计为波浪形边缘201，来防止在叶片负压面一侧空气流的脱离，降低空气动力噪音，详见图6。
42.参见图10及图11，在本实施例中，叶片20的第一侧边23以及第二侧边24均具有沿叶轮的轴线呈周期性变化的波浪形边缘201，也即双波浪形叶片，其中，波浪形边缘201可以是沿叶片的第一侧边23或第二侧边24的长度方向的一段或间隔设置的几段。再具体地，叶片的波浪形边缘201可以采用现有的各种具有周期性凸凹变化的波形结构，本实施例的叶片的波浪形边缘201可以为沿叶轮的轴线呈周期性变化的正弦波或锯齿形波，具体优选为正弦波结构。
43.参见图8及图9，本实施例的一个重要的发明点在于，叶轮所用的两个叶片20可以是由同一基板200切割而成，也即通过一次切割即可获得两个叶片的波浪形边缘201，其中，两个叶片的波浪形边缘201呈互补结构(即两者能够无缝对接)。上述基板200可以是条形平直板，切割成两部分后进行弯曲形成叶片。具体地，本实施例中的叶轮的叶片包括在叶轮的周向上相间布置的第一叶片21和第二叶片22，其中，第一叶片21的波浪形边缘201包括交替设置且相连的第一外凸部231和第一内凹部232，第二叶片22的波浪形边缘201包括交替设置且相连的第二外凸部241和第二内凹部242。第一叶片21的第一外凸部231的数量与所述第二叶片22的第二内凹部242的数量相同，且两者构成互补结构，第一叶片21的第一内凹部232的数量与第二叶片22的第二外凹部的数量相同，且两者构成互补结构。
44.参见图8，本实施例的另一个重要的发明点在于，本实施里的双波浪形的叶片为等
宽度设计，具体地，第一叶片21的第一侧边23上的第一外凸部231、第一内凹部232分别与该叶片的第二侧边24上的第一内凹部232、第一外凸部231在该叶片的横向上正对设置，由此可使得第一叶片21在波浪形边缘201处的宽度相同。同样地，第二叶片22的第一侧边23上的第二外凸部241、第二内凹部242分别与该叶片的第二侧边24上的第二内凹部242、第二外凸部241在该叶片的横向上正对设置，由此可使得第二叶片22在波浪形边缘201处的宽度相同。采用上述叶片设计，可以使叶片的沿着叶轮的长度方向都保持相同宽度，使得叶轮在降低脱流噪声的同时，能保持较高的静压，提高了离心风机的启动性能。
45.参见图7，在本实施例中，由同一基板200切割而成的第一叶片21和第二叶片22在叶轮的周向上相邻布置，其中，第一叶片21的第一侧边23上的第一外凸部231、第一内凹部232分别与相邻的第二叶片22的第一侧边23上的第二内凹部242、第二外凸部241正对设置。同样地，第一叶片21的第二侧边24上的第一外凸部231、第一内凹部232分别与相邻的第二叶片22的第二侧边24上的第二内凹部242、第二外凸部241正对设置。上述结构设计能够将相邻的两个叶片之间形成的流道沿叶轮的轴向上细分成稳定的分流道，降低了空气动力噪音。
46.参见图11及图12，为了进一步降低叶轮运行过程中的气动噪声，叶片的横截面为圆弧形，且半径为r0，宽度为d0，其中，0.4d0≤r0≤1.2d0，优选为r0＝0.64d0。叶片的长度为l0，叶片上波浪形边缘201的一个循环周期所对应的叶片的长度为l，其中，0.04l0≤l≤0.2l0，优选为l≤0.07l0。叶片的第一侧边23及第二侧边24上的波浪形边缘201的振幅为h，叶片在展开呈平板状态下宽度为d，其中，0.05d≤h≤0.3d，优选为h＝0.2d。
47.在本实施例中，离心风机叶轮用的叶片是由同一基板200切割形成的，由此，对基板200进行一次切割便可得到具有互补的波浪形边缘201的两个叶片，简化了叶片的加工步骤，避免了材料的浪费。在优选方案中，叶片设计成两侧边均具有波浪形边缘201的等宽结构，可以使叶片的沿着轴向都保持相同宽度，在降低脱流噪声的同时，可保持较高的静压。
48.实施例2
49.本实施例与实施例1的区别在于：叶轮所用的叶片为仅在第一侧边23上或第二侧边24上成型有上述的波浪形边缘201的单波浪形叶片。具体地，叶轮所用的两个叶片(第一叶片21和第二叶片22)也是由同一基板200切割而成，也即通过一次切割即可获得两个叶片的波浪形边缘201。
50.参见图1-图5，仅在第一叶片21的第一侧边23和第二叶片22的第一侧边23上均可成型有上述波浪形边缘201，具体地，第一叶片21的第一侧边23上的第一外凸部231、第一内凹部232分别与相邻的第二叶片22的第一侧边23上的第二内凹部242、第二外凸部241正对设置，详见图2。上述结构设计，可以使得气流流经相邻两个叶片尾缘的波浪形边缘处形成的反向漩涡能够有效抵消，保证了叶轮的周向出风口侧的气流流出更均匀。同样地，也可仅在第一叶片21的第二侧边24和第二叶片22的第二侧边24上成型有波浪形边缘201时，具体地，第一叶片21的第二侧边24上的第一外凸部231、第一内凹部232分别与相邻的第二叶片22的第二侧边24上的第二内凹部242、第二外凸部241正对设置。该种结构设计，同样可以使得气流流经相邻两个叶片前缘的波浪形边缘处形成的反向漩涡能够有效抵消，保证了叶轮的周向出风口侧的气流流出更均匀。另一方面，其也可使叶轮相邻的两个叶片之间形成的流道沿叶轮轴向自然划分成多个相对独立的分流道，使得相邻的分流道内的气流之间不会
相互影响，保证了整个流道内气流流动的稳定性。
51.当然，可以想到的是，单波浪型的叶片的叶轮结构，也可以是，第一叶片21仅在第一侧边23上成型有上述的波浪形边缘201，第二叶片22仅在第二侧边24上成型有上述的波浪形边缘201。上述结构设置，同样可使叶轮相邻的两个叶片之间形成的流道沿叶轮轴向自然划分成多个相对独立的分流道，并且，针对每个分流道，由于叶轮相邻的两个叶片之间形成的流道的进风口侧的波浪形边缘与出风口侧的边缘分别位于两个不同叶片上，由此使得各分流道内气流的流动路径长度基本一致，实现保证了整个叶轮流道中气流流动均匀性和稳定性。