改进的半开式离心叶轮及应用这种叶轮的汽车空调风机的制作方法

本技术属于ipc分类f04d用于通风在轴上安装转子装置，尤其涉及一种汽车空调风机设备离心叶轮装置的结构创新改进技术。

背景技术：

1、叶轮一般由叶片、前后盖板、轮毂三个部分组成，叶片组成了流体在叶轮中的流道。叶轮用键和螺母固定在轴上，和轴一起转动，将电机的能量传给流体，使流体获得能量。叶轮按结构可以分：闭式、开式和半开式三种类型。闭式叶轮按吸入方式分为单吸式和双吸式叶轮。径流式离心泵均为闭式后向叶轮，开式和半开式叶轮在混流式和轴流式泵或风机中应用。只有后盖板的叶轮称为半开式叶轮。半开式叶轮的效率在闭式叶轮和开式叶轮之间，可用于高速风机中，叶轮前还可以安装可装有诱导轮。

2、离心风机应用面广泛，离心风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。

3、例如，中国专利申请cn214998428u公开一种叶轮及汽车空调鼓风机，包括依次固定连接的轮盖、叶片和轮毂，以使在所述轮毂的轴向上所述叶片位于所述轮盖与所述轮毂之间，所述叶片为后弯叶片，且所述叶片具有前掠部；所述叶轮应用于汽车空调。

4、又如，中国专利申请cn214998332u公开一种轴径流鼓风机及空调装置，包括：电机、离心叶轮和机壳；所述机壳包括相互连接的前壳体和后壳体；所述前壳体上设有进风口，所述后壳体上设有出风口，所述进风口的气体流通横截面以及所述出风口的气体流通横截面均与所述离心叶轮的轴线方向相交设置；所述前壳体和所述后壳体相对设置，所述前壳体和所述后壳体之间形成安装腔，所述电机和所述离心叶轮安装在所述安装腔内，所述电机与所述离心叶轮传动连接。

5、研究汽车空调风机发现，目前的汽车空调中，离心风机叶轮的叶片仅是圆弧形轴向拉伸后的形成的，但是实际流动中，叶轮内的流场结构比较复杂，传统的叶轮并不利于内部流场的发展，会造成一定的能量损失，从而降低鼓风机整体的效率。

6、基于此改进的相关公开专利申请如：

7、中国专利申请202110671544.0公开了一种带半开式三元叶轮的离心通风机，包括蜗壳，具有前侧板及后侧板；集流器，一端与所述前侧板连接，另一端由所述前侧板延伸至蜗壳内；叶轮组件，安装于所述蜗壳内，该叶轮组件包括设于所述蜗壳内的叶轮及与所述叶轮相连且由电机驱动的旋转轴；所述叶轮包括可转动设于蜗壳内的叶轮后盘、多个与叶轮后盘相连的叶片、位于叶轮后盘靠近前侧板一侧的叶轮前盘；所述叶片位于所述叶轮前盘和叶轮后盘之间，且该叶片前缘与叶轮前盘之间具有间隙；所述叶轮前盘与所述集流器远离前侧板一端相连，且该叶轮前盘与集流器为一体铸造或无缝连接。本发明通过叶轮前盘与集流器一体铸造，减少气流对轮盖附近叶片的阻力损失，达到高转速比的效果。

8、传统离心通风机的叶轮采用闭式结构，叶轮前盖紧贴叶片，与风机蜗壳之间有间隙，风机高压侧空气会通过该间隙回流到低压侧，从而造成风机的能量损失、增加风机的噪声、对风机的进气流场产生干扰、降低风机的出风口量和风压，而且工作空间狭小，目前传统的离心风机不能满足大转速，高效率的要求。

技术实现思路

1、针对上述问题及技术需求，本实用新型提出一种改进的半开式离心叶轮及应用这种叶轮的汽车空调风机，以简洁实现所需研究目的和功能。

2、本实用新型改进的半开式离心叶轮，即半开式离心叶轮，包括叶片、轮毂和顶板。轮毂前侧中部前突并固定有顶板；一组叶片均匀环绕布置安装在轮毂前侧前突结构周缘；所述叶片为变截面圆弧形扭曲叶片。轮毂后侧面向前侧呈漏斗状凹陷。半开式离心叶轮即轮毂和顶板有同轴中轴孔。

3、其中，所述半开式离心叶轮为前向半开式叶轮。叶片包括叶根、叶型和叶尖；叶片通过叶根固定在轮毂前侧面上；叶根前端固定在顶板外沿上，叶根后端固定在轮毂前侧面外缘上；叶片的中部区域即叶型呈圆弧形扭曲，相应的，叶尖即叶型相对于叶根扭曲伸展的外沿。叶片的进口角γ1＝90°；叶片的出口角γ2＝25～35°；叶片的入口安装角β1＝56°～64°；叶片的出口安装角β2＝115°～125°；叶片从入口安装角β1到出口安装角β2的变化斜率逐渐减小：从叶片入口到叶片出口沿着轴向方向载荷先增大后减小：叶片的气流通道流通面积，从进口到出口逐渐增加，进口流通面积s1，出口流通面积s2；s2/s1＝1.05～1.1。

4、所述；叶片数量设计为质数。

5、本实用新型为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

6、通过采用上述技术方案，尤其是，

7、本实用新型进一步设置为：一种应用这种改进的半开式离心叶轮的轴径流风机，安装部件包括：半开式离心叶轮、机壳前导流罩、电机以及机壳后座；半开式离心叶轮前侧外罩安装机壳前导流罩，半开式离心叶轮后侧中部同轴安装电机，而且在电机后侧安装机壳后座，机壳后座前侧周缘与机壳前导流罩后侧周缘严密嵌接，机壳前导流罩内壁曲面与叶片的叶尖之间仿形拟合且设置有3～6mm间隙。机壳后座围绕中轴设置导流透风栅栏结构，该导流透风栅栏结构包括前侧外缘的汇流环槽，以及与汇流环槽的透风内壁连接的向心延伸的栅栏后罩。

8、通过采用上述技术方案，尤其是，进一步的，在机壳前导流罩前侧竖向安装前纵分流板，在机壳后座后侧横向安装后横分流板。可以实现气流分层效果，即双层流。

9、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：叶轮及风机外形机体小，结构简单合理，内部的流场结构简洁，轴向进风轴向出风，风机运行时高压侧空气不会回流到低压侧，能减少气流对轮盖附近叶片的阻力损失，叶轮转速比高径向压力梯度较小，间隙泄漏较小，叶轮结构利于内部流场的发展，减少能量损失，风机运行效率高。可以降低风机噪声，提高风机的出风量和风压；方便灵活适用于汽车风机空间限制的场合，风机可以实现双层流分层效果。

技术特征：

1.改进的半开式离心叶轮,即半开式离心叶轮(1)，包括叶片(11)、轮毂(12)和顶板(13)；其特征在于，轮毂(12)前侧中部前突并固定有顶板(13)；一组叶片(11)均匀环绕布置安装在轮毂(12)前侧前突结构周缘；叶片(11)包括叶根(1101)、叶型(1102)和叶尖(1103)；所述叶片(11)为变截面圆弧形扭曲叶片。

2.根据权利要求1所述的改进的半开式离心叶轮，其特征在于，所述半开式离心叶轮(1)为前向半开式叶轮。

3.根据权利要求1所述的改进的半开式离心叶轮，其特征在于，轮毂(12)后侧面向前侧呈漏斗状凹陷。

4.根据权利要求1所述的改进的半开式离心叶轮，其特征在于，半开式离心叶轮(1)即轮毂(12)和顶板(13)有同轴中轴孔。

5.根据权利要求1所述的改进的半开式离心叶轮，其特征在于，叶片(11)通过叶根(1101)固定在轮毂(12)前侧面上；叶根(1101)前端固定在顶板(13)外沿上，叶根(1101)后端固定在轮毂(12)前侧面外缘上；叶片(11)的中部区域即叶型(1102)呈圆弧形扭曲，相应的，叶尖(1103)即叶型(1102)相对于叶根(1101)扭曲伸展的外沿。

6.根据权利要求1所述的改进的半开式离心叶轮，其特征在于，叶片(11)的进口角γ1＝90°；叶片(11)的出口角γ2＝25～35°；叶片(11)的入口安装角β1＝56°～64°；叶片(11)的出口安装角β2＝115°～125°；叶片(11)从入口安装角β1到出口安装角β2的变化斜率逐渐减小：从叶片(11)入口到叶片(11)出口沿着轴向方向载荷先增大后减小：叶片(11)的气流通道流通面积，从进口到出口逐渐增加，进口流通面积s1，出口流通面积s2；s2/s1＝1.05～1.1。

7.根据权利要求1所述的改进的半开式离心叶轮，其特征在于，叶片(11)数量设计为质数。

8.一种应用这种改进的半开式离心叶轮的轴径流风机，其特征在于，安装部件包括：半开式离心叶轮(1)、机壳前导流罩(2)、电机(3)以及机壳后座(6)；半开式离心叶轮(1)前侧外罩安装机壳前导流罩(2)，半开式离心叶轮(1)后侧中部同轴安装电机(3)，而且在电机(3)后侧安装机壳后座(6)，机壳后座(6)前侧周缘与机壳前导流罩(2)后侧周缘严密嵌接，机壳前导流罩(2)内壁曲面与叶片(11)的叶尖(1103)之间仿形拟合且设置有3～6mm间隙。

9.根据权利要求8所述的应用这种改进的半开式离心叶轮的轴径流风机，其特征在于，机壳后座(6)围绕中轴设置导流透风栅栏结构，该导流透风栅栏结构包括前侧外缘的汇流环槽(601)，以及与汇流环槽的透风内壁连接的向心延伸的栅栏后罩(602)。

10.根据权利要求8所述的应用这种改进的半开式离心叶轮的轴径流风机，其特征在于，在机壳前导流罩(2)前侧竖向安装前纵分流板(4)，在机壳后座(6)后侧横向安装后横分流板(5)。

技术总结
改进的半开式离心叶轮及应用这种叶轮的汽车空调风机,一组叶片(11)均匀环绕布置安装在轮毂(12)前侧前突结构周缘；所述叶片(11)为变截面圆弧形扭曲叶片。一种安装半开式离心叶轮的轴径流风机，在机壳前导流罩(2)前侧竖向安装前纵分流板(4)，在机壳后座(6)后侧横向安装后横分流板(5)。叶轮及风机外形机体小，内部的流场结构简洁，轴向进风轴向出风，能减少气流对轮盖附近叶片的阻力损失，叶轮转速比高径向压力梯度较小，间隙泄露较小，叶轮结构利于内部流场的发展，减少能量损失，风机运行效率高。可以降低风机噪声，提高风机的出风量和风压；方便灵活适用于汽车风机空间限制的场合，风机可以实现双层流分层效果。

技术研发人员：钟学伟,徐金秋,郑雨松,杨家政,郭龙
受保护的技术使用者：上海银轮热交换系统有限公司
技术研发日：20230630
技术公布日：2024/1/5