一种导叶结构、风机以及空气调节设备的制作方法

1.本实用新型涉及出风装置技术领域，特别涉及一种导叶结构、风机以及空气调节设备。


背景技术：

2.随着社会的进步，风机技术的不断进步，不同种类的风机陆续进入人们的日常生活，多种风机各具特点，以适用于人们不同的需求，以塔扇为例，现有塔扇产品作为一种风扇电器，其体积小、大角度吹风、送风柔和等优点备受市场喜爱。
3.在塔扇外壳体的前、后位置分别设置有出风格栅和进风格栅。现有外观设计中，塔扇的出风口设置在塔扇外壳体的出风格栅的中间位置，由于贯流风叶旋转中切向速度的作用下，导致气流出风速度是与出风口垂直方向成30-40
°
夹角，存在出风偏向问题。因此，现有塔扇的出风格栅中设置有出口导叶结构强行使气流垂直出风，导致塔扇的出风风速严重降低和噪音增加，影响用户的使用体验。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提出一种导叶结构、风机以及空气调节装置，旨在解决现有导叶导风时阻力大，风速损耗大的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提出一种导叶结构，所述导叶结构包括导叶，所述导叶沿第一方向延伸设置，所述导叶横截面沿一中弧线呈弧形设置，所述导叶的厚度自进风端至所述导叶中间部位的设定位置呈增大设置，自所述设定位置至所述出风端渐增至一设定值后渐缩设置。
6.可选地，所述中弧线的弯度大于等于0.12，且小于等于0.2。
7.可选地，所述导叶的迎角为m，且3
°
≤m≤5
°
。
8.可选地，位于所述导叶的横截面上，所述中弧线的弦与所述导叶的出风端的所述中弧线的切线角度为θ，且30
°
≤θ≤40
°
。
9.可选地，所述中弧线设置为多阶贝塞尔曲线。
10.可选地，所述多阶贝塞尔曲线包括四阶贝塞尔曲线，设定所述中弧线的弦长为l，所述四阶贝塞尔曲线的五个控制点为导叶出口点p1、导叶前缘点p2、弯度控制点p3、p4以及p5；
11.p3位于p1点切线上，且p3与p1之间的距离大于等于0.2l，且小于等于0.3l；
12.p4位于p2点切线上，且p4与p2之间的距离大于等于0.1l，且小于等于0.2l；
13.p5位于p3与p4之间，p1与p2的连线为所述低速翼型的弦，设定p5距所述弦的距离为r，则r＝0.15l。
14.可选地，所述设定位置靠近所述导叶的进风端，且位于所述中弧线的长度的30％-40％的位置。
15.可选地，设定所述中弧线的弦长为l，则所述导叶在所述设定位置的厚度大于等于
0.15l，且小于等于0.2l。
16.可选地，设定所述中弧线的弦长为l，则15mm≤l≤20mm。
17.可选地，所述导叶的进风端的端面沿第一方向呈波动曲线设置。
18.可选地，所述波动曲线包括正弦波动曲线。
19.本实用新型还提供一种风机，所述风机包括风机主体以及多个导叶结构，所述风机主体包括出风口；所述导叶结构包括导叶，所述导叶沿第一方向延伸设置，所述导叶横截面沿一中弧线呈弧形设置，所述导叶的厚度自进风端至所述导叶中间部位的设定位置呈增大设置，自所述设定位置至所述出风端渐增至一设定值后渐缩设置；多个所述导叶结构间隔设置于所述出风口。
20.本实用新型还提供一种空气调节设备，所述空气调节设备包括所述风机，所述风机包括风机主体以及多个导叶结构，所述风机主体包括出风口；所述导叶结构包括导叶，所述导叶沿第一方向延伸设置，所述导叶横截面沿一中弧线呈弧形设置，所述导叶的厚度自进风端至所述导叶中间部位的设定位置呈增大设置，自所述设定位置至所述出风端渐增至一设定值后渐缩设置；多个所述导叶结构间隔设置于所述出风口。
21.本实用新型的技术方案中，将所述导叶设置为沿一中弧线呈弧形设置，以对应于一定来流角度，将其按固定角度进行偏转，以达到将风导向所需方向的作用。将所述导叶的厚度设置为先增后减的结构，类似于低速翼型结构，具有一定的低速翼型绕流效果，即在一定来流角度的风吹向所述导叶的进风端时，风的流动被分为绕所述导叶的两侧壁的两个流向，且整个绕所述导叶的流动是无分离的附着流动，经过所述导叶的出风端后，两个流向的风会平滑地汇合后以所述导叶的出风端的角度平顺流出，避免对气流进行强行折转，减少气流在所述导叶处的气流分离现象，减低所述导叶位于气流流向内的阻力，降低风速损失。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
23.图1为本实用新型提供的导叶结构的一实施例的截面示意图；
24.图2为图1中的导叶结构的一实施例的立体示意图；
25.图3为图1中的导叶结构的另一实施例的立体示意图；
26.图4为本实用新型提供的风机的一实施例的立体示意图；
27.图5为图4中的风机的截面示意图。
28.附图标号说明：
29.[0030][0031]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0032]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0034]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0035]
随着社会的进步，风机技术的不断进步，不同种类的风机陆续进入人们的日常生活，多种风机各具特点，以适用于人们不同的需求，以塔扇为例，现有塔扇产品作为一种风扇电器，其体积小、大角度吹风、送风柔和等优点备受市场喜爱。
[0036]
在塔扇外壳体的前、后位置分别设置有出风格栅和进风格栅。现有外观设计中，塔扇的出风口设置在塔扇外壳体的出风格栅的中间位置，由于贯流风叶旋转中切向速度的作用下，导致气流出风速度是与出风口垂直方向成30-40
°
夹角，存在出风偏向问题。因此，现有塔扇的出风格栅中设置有出口导叶结构强行使气流垂直出风，导致塔扇的出风风速严重降低和噪音增加，影响用户的使用体验。
[0037]
鉴于此，本实用新型提供一种导叶结构，图1至图5为本实用新型提供的导叶结构的实施例的示意图，以下将结合具体的附图对所述导叶结构进行说明。
[0038]
请参阅图1至图5，所述导叶结构200包括导叶1，所述导叶1沿第一方向延伸设置，所述导叶1横截面沿一中弧线11呈弧形设置，所述导叶1的厚度自进风端12至所述导叶1中间部位的设定位置14呈增大设置，自所述设定位置14至所述出风端13渐增至一设定值后渐缩设置。
[0039]
本实用新型的技术方案中，将所述导叶1设置为沿一中弧线11呈弧形设置，以对应于一定来流角度，将其按固定角度进行偏转，以达到将风导向所需方向的作用。将所述导叶1的厚度设置为先增后减的结构，类似于低速翼型结构，具有一定的低速翼型绕流效果，即在一定来流角度的风吹向所述导叶1的进风端12时，风的流动被分为绕所述导叶1的两侧壁
的两个流向，且整个绕所述导叶1的流动是无分离的附着流动，经过所述导叶1的出风端13后，两个流向的风会平滑地汇合后以所述导叶1的出风端13的角度平顺流出，避免对气流进行强行折转，减少气流在所述导叶1处的气流分离现象，减低所述导叶1位于气流流向内的阻力，降低风速损失。
[0040]
进一步地，所述中弧线11的弯度的大于等于0.12，且小于等于0.2。所述中弧线11的弯度即为所述中弧线11距离其弦15线的最大距离与其弦15线的比值，可以客观反映所述中弧线11的折转程度，当所述中弧线11的弯度过小时，气流经过所述导叶1时的折转不充分，在一定弦长限制的基础上，气流无法偏转所需角度而无法达到所需的使用效果，而当所述中弧线11的弯度过大时，气流流经所述导叶1可达到所需的偏转角度，但所述导叶1的折转角度过大，纵使所述导叶1采用类似于低速翼型结构，也无法避免气流在所述导叶1处的分离现象，且角度折转过大时，气流直接冲击所述导叶1，阻力大且风速损失大，使得所述导叶1的设置达不到理想的效果。故，在本实施例中，所述中弧线11的弯度设定为大于等于0.12，且小于等于0.2，以在一定的弦长范围内，可达到所需的气流的偏转角度，且具有较小的风速损失，以满足使用需求。
[0041]
进一步地，所述导叶1的迎角为m，且3
°
≤m≤5
°
。为保持气流在所述导叶1上无分离的附着流动，需使所述导叶1具有一定的迎角，所述迎角为所述中弧线11在所述导叶1的进风端12的切线与来流方向的切线，来流吹向所述中弧线11的内侧时，迎角为正。当迎角过小时，不能使气流附着于所述导叶1流动，而当迎角过大时，湍流分离点前移，使得在所述导叶1上发生湍流分离而导致气流不能附着于所述导叶1流出，且阻力增大，使风速损失。
[0042]
进一步地，位于所述导叶1的横截面上，所述中弧线11的弦15与所述导叶1的出风端13的所述中弧线11的切线角度为θ，且30
°
≤θ≤40
°
。在一定弦长的基础上，θ值越小，所述中弧线11的折转距离小，为保证迎角大小，所述中弧线11的弯曲程度大，气流冲击损失大；而θ值越大，则无法保持迎角大小，使气流无法附着于所述导叶1流动而增加阻力，造成风力损失。
[0043]
进一步地，所述中弧线11设置为多阶贝塞尔曲线。将所述中弧线11采用贝塞尔曲线绘制，以保证所述中弧线11的光滑程度，所述贝塞尔曲线通过几个控制点即可完全定义固定，且其具有良好的可调性，所有控制点皆可进行调整以改变所述贝塞尔曲线的形态，且控制点的增加能够更加准确的控制所需曲线的弧形，便于根据不同的情况进行调整设置，利于成型。将其运用于所述导叶1上，使所述导叶1具有良好的平顺导流效果，避免因弧形设置而引起的所述导叶1表面的风速损耗。
[0044]
具体地，所述多阶贝塞尔曲线包括四阶贝塞尔曲线，设定所述中弧线11的弦长为l，所述四阶贝塞尔曲线的五个控制点为导叶1出口点p1、导叶1前缘点p2、弯度控制点p3、p4以及p5；p3位于p1点切线上，且p3与p1之间的距离大于等于0.2l，且小于等于0.3l；p4位于p2点切线上，且p4与p2之间的距离大于等于0.1l，且小于等于0.2l；p5位于p3与p4之间，p1与p2的连线为所述低速翼型的弦15，设定p5距所述弦15的距离为r，则r＝0.15l。采用所述四阶贝塞尔曲线，可将所述中弧线11的弯曲程度划分为两个阶段，p3与p1之间的距离大于等于0.2l，且小于等于0.3l，p4与p2之间的距离大于等于0.1l，且小于等于0.2l，即所述中弧线11在进风端12的弯曲程度大于出风端13的弯曲程度，使气流在到达所述导叶1的前半段时偏转速度快，在后半段减缓偏转速度以整流平顺流出，减少气流分离现象，降低阻力。同时，所
述中弧线11的弯曲程度需保持在合适范围内，由控制点p3控制的所述导叶1的后半段，所述中弧线11的弯曲程度过大时，气流流过时冲击所述导叶1，增加气流分离情况从而增大了阻力，而所述中弧线11的弯曲程度过小时，要么需要增加所述导叶1的尺寸以满足气流的角度偏转，使得所述导叶1尺寸过大，要么需要所述导叶1的前半段的弯曲程度增加，以使得气流折转过快，气流与所述导叶1冲击阻力大；由控制点p4控制的所述导叶1的前半段，所述中弧线11的弯曲程度过大时，同样会使气流的折转角度过大，增加气流流经所述导叶1的阻力，而所述中弧线11的弯曲程度过小时，同样需要增加所述导叶1的尺寸以完成气流的偏转，或增加所述导叶1后半段的弯曲程度，使得气流流经所述导叶1后半段时折转角度增大，气流难以平顺流出。即控制点p3与p4配合控制所述中弧线的弯曲程度保证气流偏转达到所需角度即可，p3与p1之间的距离以及p4与p2之间的距离的具体数值不进行限定，在上述范围内即可。控制点p5用于控制所述中弧线11的弯度，所述中弧线11的弯度对所述导叶1的影响已于上文所述，在此不再一一赘述。
[0045]
进一步地，所述设定位置14靠近所述导叶1的进风端12，且位于所述中弧线11的长度的30％-40％的位置。依据此设置，将所述导叶1的进风端12的厚度设置为大于所述导叶1的出风端13的厚度，使得减少所述导叶1的进风端12的冲击损失，从而降低阻力。所述导叶1的厚度最大值过于靠近所述中弧线11的进风端12时，气流不能稳定附着于所述导叶1流动，在所述导叶1的出风端13时会与所述导叶1分离而造成风力损失；而当所述导叶1的厚度最大值过于靠近所述中弧线11的出风端13时，所述导叶1的进风端12起不到良好的降低冲击的作用，使得气流在与所述导叶1接触时冲击过大而造成风力损失。即将所述导叶1的厚度最大值设置在位于所述中弧线11的长度的30％-40％且包括30％与40％的位置，可取得最佳的降低风力损失的效果。
[0046]
进一步地，设定所述中弧线11的弦长为l，则所述导叶1在所述设定位置14的厚度大于等于0.15l，且小于等于0.2l。所述导叶1的最大厚度相较于所述导叶1位于出风端13的厚度影响气流贴合所述导叶1表面流动的性能，当所述导叶1的最大厚度过大时会增加与气流的冲击，增大冲击阻力；而当所述导叶1的最大厚度过小时，在所述导叶1的出风端13又会形成流动分离而产生形状阻力。即将所述导叶1的最大厚度设置为大于等于0.15l，且小于等于0.2l，平衡两者阻力，使阻力最小化，减少风速损失。所述导叶1位于出风端13的厚度受加工工艺以及实际设置场景决定，在本实施例中，所述导叶1位于出风端13的厚度为1.5-2.0mm，太薄加工困难且易对使用者造成伤害，太厚影响导风性能。
[0047]
进一步地，设定所述中弧线11的弦长为l，则15mm≤l≤20mm。所述中弧线11的弦长以实现以上有益效果为主，且受限于产品安装空间，即所述中弧线11的弦长至少达到15mm以实现来流角度的偏转且降低风力损耗，当小于15mm时，无法达到一定的有益效果；所述中弧线11的弦长最长不得大于20mm，以便于所述导叶1的安装，超过20mm时，所述导叶1尺寸过大而影响产品使用。
[0048]
进一步地，所述导叶1的进风端12的端面沿第一方向呈波动曲线2设置。将所述导叶1的进风端12的端面沿所述第一方向设置为所述波动曲线2，用以降低所述导叶1的进风端12的压力脉动以及推迟流动分离，因气流冲击至所述导叶1时风速会发生较大变化而后逐渐减缓，使受冲击时的所述导叶1发生振动而产生噪音，而将所述导叶1的进风端12的端面沿第一方向呈波动曲线2设置，将气流的风速变化在所述第一方向上进行波动调节，使同
一时间吹向所述导叶1的气流错开冲击所述导叶1，以降低所述导叶1受冲击时的振动，进而降低噪音。
[0049]
具体地，所述波动曲线2包括正弦波动曲线21。所述正弦曲线的周期规律且曲线平滑，转折处过渡平滑，效果好。在本实施例中，所述正弦波动曲线21的振幅为0.1l，周期为0.16l，以达到最好的效果。如振幅过大，会导致一部分区域的弦长过短而影响气流的导流效果，而振幅偏小降低压力脉动的效果不明显；如周期过小，相邻波峰间的距离过近，气流实际吹向所述导叶1时错开冲击的气流较少，使得效果不明显，而周期过大，整段所述导叶1上形成的波动较少，起不到明显的错位降噪效果。
[0050]
需要注意的是，所述波动曲线2的类型不进行限定，在本实用新型的一实施例中采用正弦波动曲线21，在另一实施例中采用“w”型波动曲线22，保证波动线条的连贯且振幅、周期一致即可。
[0051]
本实用新型还提出一种风机1000，所述风机1000包括风机主体100以及多个导叶结构200，所述风机主体100包括出风口；所述导叶结构200的具体结构参考上述实施例，由于本风机1000采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述；多个所述导叶结构200间隔设置于所述出风口。
[0052]
具体地，所述风机1000包括塔扇，在塔扇中应用本实施例所提出的所述导叶结构200，并依据国标对整机气动性能和噪声进行了测试，测试结果如下表所示。同转速下，现有塔扇的出口风速6.5m/s，噪音声功率58.3db，采用本实施例提供的所述导叶结构200的塔扇出口风速达到7.7m/s，噪音声功率56.5，表明风速提升18.4％，噪音降低1.4db。
[0053][0054]
此外，相同出口风速6.5m/s下，采用本实施例提供的所述导叶结构200，电机转速可降低160rpm，有效降低电机功率和温升问题。
[0055]
进一步地，导叶1的进风端12沿所述第一方向设置为正弦波动曲线21，并依据国标对整机气动性能和噪声进行了测试，测试结果如下表所示。相同转速下，对出口风速无损失，但可进一步的降低噪音0.8db。
[0056][0057]
本实用新型还提出一种空气调节设备，所述空气调节设备包括风机1000，所述风机1000的具体结构参考上述实施例，由于本空气调节设备采用了上述所有实施例的全部技
术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0058]
具体地，所述空气调节设备可以是使用所述风机的冷风机、空调等，能实现所述风机带来的有益效果即可，在此不作限定。
[0059]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。