WO2024146079A1 - 蜗壳、风机及空调器 - Google Patents

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曾勇
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徐猛
杨杰
王峰
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GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd
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Definitions

  • the present application relates to the technical field of air-conditioning equipment, and in particular to a volute, a fan and an air conditioner.
  • the present application aims to solve at least one of the technical problems existing in the prior art or related technology and provides a volute, a fan and an air conditioner.
  • a volute which includes: a surrounding plate, the surrounding plate is provided with an air duct; an end plate, connected to one end of the surrounding plate, the end plate is formed with an air inlet and a convex surface arranged around the air inlet; wherein the convex surface is located on the side of the end plate away from the air duct, and the convex surface extends from the surrounding plate toward the air inlet.
  • a wind turbine comprising: a volute as described above; and a wind wheel rotatably disposed in an air duct, the wind wheel being arranged toward an air inlet.
  • FIG1 is a schematic structural diagram of a volute according to some embodiments of the present application.
  • FIG8 is a schematic diagram of a use scenario of a blade structure according to some embodiments of the present application.
  • FIG9 is a schematic partial enlarged view of area A in FIG8 ;
  • FIG11 is a schematic structural diagram of a wind turbine rotor from a first viewing angle according to some embodiments of the present application.
  • Fig. 18 is a schematic cross-sectional view of the blade structure shown in Fig. 17 along the A-A direction;
  • the volute 123-10 can be used as a component of the fan, and the wind wheel 123-20 of the fan can be rotatably set in the air duct 1-101, and the wind wheel 123-20 can be arranged toward the air inlet 1-201.
  • the gas outside the volute 123-10 can be introduced into the air duct 1-101 through the air inlet 1-201.
  • the gas in the area near the end plate 1-200 can flow along the aforementioned convex surface 1-202.
  • the convex surface 1-202 can convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly convexly conve
  • the relatively dispersed gas distributed outside the volute 123-10 can be continuously gathered in the process of flowing along the aforementioned convex surface 1-202, and form a highly concentrated airflow when flowing toward the wind wheel 123-20.
  • the axial direction of the wind wheel 123-20 can be consistent with the conduction direction of the air inlet 1-201, so that when the airflow flows toward the wind wheel 123-20 through the air inlet 1-201, it can be easier to move a longer distance along the axial direction of the wind wheel 123-20, thereby increasing the distribution width of the airflow in the axial direction of the wind wheel 123-20, reducing the overall speed of the airflow after flowing out of the blades of the wind wheel 123-20, reducing the backflow phenomenon at the air outlet end of the wind wheel 123-20, and further reducing the gas impact at the air inlet end of the wind wheel 123-20, thereby reducing the operating noise of the fan.
  • the enclosure 1-100 can be a plate-shaped structure extending in a spiral form to enclose the aforementioned air duct 1-101, and an opening is formed at the axial end of the enclosure 1-100.
  • the end plate 1-200 can be connected to the axial end of the enclosure 1-100 to cover the aforementioned opening.
  • the air inlet 1-201 opened on the end plate 1-200 is connected to the aforementioned air duct 1-101, and the conduction direction of the air inlet 1-201 can be consistent with the axial direction of the enclosure 1-100.
  • the axial end of the wind wheel 123-20 can be arranged toward the air inlet 1-201, and the aforementioned air duct 1-101 is located in the circumference of the wind wheel 123-20, so that when the wind wheel 123-20 rotates, external air is introduced through the air inlet 1-201, and the gas is discharged to the air duct 1-101, so that the gas is accelerated and pressurized in the air duct 1-101.
  • the end plate 1-200 can be raised relative to the enclosing plate 1-100 along the axial direction of the enclosing plate 1-100, so as to form the aforementioned convex surface 1-202 on the side of the end plate 1-200 away from the air duct 1-101. It can be understood that at least part of the aforementioned convex surface 1-202 is raised relative to the end of the enclosing plate 1-100 along the axial direction of the enclosing plate 1-100; as shown in FIG.
  • one end of the aforementioned convex surface 1-202 is connected to the enclosing plate 1-100, that is, the aforementioned
  • the outer edge of the convex surface 1-202 is connected to the axial end of the enclosure 1-100, and the other end of the convex surface 1-202, that is, the inner edge of the convex surface 1-202 is located at the air inlet 1-201.
  • the convex surface 1-202 extends smoothly in a curve between the two ends, so that when the gas flows through the convex surface 1-202, the convex surface 1-202 can be used to guide the gas and improve the smoothness of the gas flow, thereby weakening the impact of the gas on the air inlet end of the wind wheel 123-20, thereby reducing the operating noise generated by the fan when in use.
  • the convex surface 1-202 extends smoothly in the form of a curve between the two ends, that is, in the cross-section of the end plate 1-200 parallel to the direction of the air inlet 1-201, the contour of the convex surface 1-202 is a curve;
  • the curve can be a curve in the form of a continuous circular arc or elliptical arc or hyperbola segment or parabola segment; or, the curve can be composed of a plurality of line segments connected in sequence, at least one of the plurality of line segments is a curve segment.
  • the curve is composed of three line segments connected in sequence, and two curve segments are connected by a straight line segment. It should be noted that, when the curve is composed of a plurality of line segments connected in sequence, the line segment close to the air inlet 1-201 is a curve segment, and there is a smooth transition between two adjacent line segments.
  • the aforementioned convex surface 1-202 and the enclosure 1-100 can have a smooth transition, thereby improving the smoothness of the gas flowing through the intersection of the enclosure 1-100 and the convex surface 1-202, reducing the possibility of the gas forming local vortices at the aforementioned intersection, which is beneficial to improving the air intake efficiency of the fan and reducing the possibility of generating strong noise in the area near the end plate 1-200.
  • the end plate 1-200 may include: a first guide section 1-210, one end of the first guide section 1-210 is connected to the enclosure 1-100, and the other end extends toward the air inlet 1-201, and the first guide section 1-210 is formed with a first curved surface section 1-2101 on the side away from the air duct 1-101; a second guide section 1-220, connected to the first guide section 1-210, and the air inlet 1-201 is formed with a first curved surface section 1-2101;
  • the air outlet 1-201 is formed in the second guide section 1-220.
  • the second guide section 1-220 is formed with a second curved surface section 1-2201 on the side facing away from the air duct 1-101.
  • the second curved surface section 1-2201 extends toward the inner side of the enclosure 1-100.
  • the convex surface 1-202 may include a first curved surface section 1-2101 and a second curved surface section 1-2201.
  • the end plate 1-200 may include a first guide section 1-210 and a second guide section 1-220, the two ends of the first guide section 1-210 are respectively connected to the enclosure 1-100 and the second guide section 1-220, and the second guide section 1-220 is formed with the aforementioned air inlet 1-201 to facilitate the introduction of gas outside the volute 123-10 through the air inlet 1-201 in actual applications.
  • the air duct 1-101 is formed on the inner side of the enclosure 1-100, and thus extends to the inner side of the enclosure 1-100 by setting the second curved surface section 1-2201, so that the gas is smoothly guided to the air inlet 1-201 and introduced into the air duct 1-101 by the second curved surface section 1-2201, and the angle of attack of the gas when flowing to the wind wheel 123-20 is adjusted, and the inflow condition of the gas when entering the volute 123-10 is changed, which is beneficial to make the gas flow to the wind wheel
  • the first curve segment and the second curve segment may be the same type of curves, for example, the first curve segment and the second curve segment are both elliptical arcs, so as to facilitate a smooth transition between the first curved surface segment 1-2101 and the second curved surface segment 1-2201; the first curve segment and the second curve segment may also be different types of curves, for example, the first curve segment is a circular arc, and the second curve segment is an elliptical arc, so as to facilitate widening the curvature variation range of the convex surface 1-202, so as to enhance the flow guiding effect of the convex surface 1-202 on the gas.
  • first guide section 1-210 and the second guide section 1-220 can be directly connected, and accordingly, the first curved section 1-2101 and the second curved section 1-2201 can be directly connected; other guide sections can also be set between the first guide section 1-210 and the second guide section 1-220 to connect the first guide section 1-210 and the second guide section 1-220 through other guide sections, and accordingly, the first curved section 1-2101 and the second curved section 1-2201 can be indirectly connected, thereby facilitating the improvement of the transition smoothness between the first guide section 1-210 and the second guide section 1-220, and the improvement of the transition smoothness between the first curved section 1-2101 and the second curved section 1-2201, which is conducive to further improving the guiding effect on the gas. In actual applications, it reduces the gas impact on the air inlet end of the wind wheel 123-20, thereby further reducing the operating noise generated by the fan.
  • the end plate 1-200 may further include a transition section 1-230 connected between the first guide section 1-210 and the second guide section 1-220, so that the first guide section 1-210 can be indirectly connected to the second guide section 1-220 through the transition section 1-230, and the transition section 1-230 is formed with a transition curved surface section 1-2301 on the side away from the air duct 1-101, and the first curved surface section 1-2101 and the second curved surface section 1-2201 can be connected through the transition curved surface section 1-2301.
  • the first curved surface segment 1-2101 and the second curved surface segment 1-2201 are connected to the transition curved surface segment 1-2301, and the first curved surface segment 1-2101 and the second curved surface segment 1-2201 are smoothly transitioned with the transition curved surface segment 1-2301. Based on the above-mentioned setting, the first curved surface segment 1-2101 and the second curved surface segment 1-2201 can be more smoothly transitioned.
  • it can prevent the gas from having a large flow direction change, reduce the possibility of gas wall separation, and can improve the gas flow.
  • Flow smoothness reduces the fan's operating noise while reducing airflow losses, which helps improve the fan's air intake efficiency, increase the fan's air volume, and thus improve the fan's static pressure and air volume performance.
  • the smoothness of the convex surface 1-202 can be further improved, thereby enhancing the flow guiding effect of the convex surface 1-202 on the gas, which is conducive to further reducing the impact of the gas on the air inlet end of the wind wheel 123-20, thereby reducing the operating noise of the fan and improving the user experience of the product.
  • the ratio of the chord height to the chord length of each curved surface segment is less than or equal to 0.5.
  • the degree of curvature of each curved surface segment in the conduction direction of the air inlet 1-201 can be constrained to avoid excessive curvature of each curved surface segment, and then in the process of gas flowing along the aforementioned convex curved surface 1-202, it can prevent the gas from having excessive flow direction changes, reduce the possibility of air wall separation, and improve the smoothness of gas flow. While reducing the operating noise of the fan, the air flow loss can be reduced, which is beneficial to improving the air intake efficiency of the fan, increasing the air volume of the fan, and then improving the static pressure and air volume performance of the fan.
  • the ratio of the chord height H1 to the chord length L1 of the first curved surface segment 1-2101 is greater than 0, and the ratio of the chord height H3 to the chord length L3 of the second curved surface segment 1-2201 is greater than 0, so as to ensure that the first curved surface segment 1-2101 and the second curved surface segment 1-2201 have a certain degree of curvature, and thus in practical applications, the flow guidance effect of the gas near the first curved surface segment 1-2101 and the second curved surface segment 1-2201 can be guaranteed; the ratio of the chord height to the chord length L2 of the transition curved surface segment 1-2301 can be greater than or equal to 0, as shown in FIG.
  • the transition curved surface segment 1-2301 is a plane, and the two ends of the transition curved surface segment 1-2301 are tangent to the first curved surface segment 1-2101 and the second curved surface segment 1-2201 respectively, thereby ensuring that the first curved surface segment 1-2101 and the second curved surface segment 1-2201 both have a smooth transition with the transition curved surface segment 1-2301, that is, the transition curved surface segment 1-2301 can be a plane to reduce the flow direction change amplitude of the gas when it flows through the transition curved surface segment 1-2301, thereby reducing the airflow loss.
  • the protrusion height H of the convex surface 1 - 202 is greater than or equal to 10 mm.
  • the convex surface 1-2 02 has a relatively high raised height, which makes it easy to increase the curvature of the convex surface 1-202, enhance the flow guiding effect of the convex surface 1-202 on the gas flowing toward the wind wheel 123-20, adjust the angle of attack of the gas when it flows toward the wind wheel 123-20, and change the inflow condition of the gas when it enters the volute 123-10, thereby facilitating the gas to flow toward the wind wheel 123-20 more smoothly, weakening the impact of the gas on the air inlet end of the wind wheel 123-20, thereby reducing the operating noise generated by the fan during use and improving the user experience of the product.
  • the protrusion height H of the convex surface 1-202 is greater than or equal to 10 mm and less than or equal to 25 mm. This can avoid excessive bending of the convex surface 1-202, which is beneficial to prevent the gas from producing excessive flow direction changes and reduce the possibility of air wall separation. It can also improve the smoothness of gas flow, reduce the operating noise of the fan, and reduce airflow losses, which is beneficial to improve the air intake efficiency of the fan, increase the air volume of the fan, and thereby improve the static pressure and air volume performance of the fan.
  • the volute 123-10 can be modularized, and then in the process of manufacturing the volute 123-10, the at least two first plate-shaped parts 1-110 and the at least two second plate-shaped parts 1-260 can be processed separately, thereby reducing the difficulty of processing the surrounding plate 1-100 and the end plate 1-200, and the first plate-shaped part 1-110 and the second plate-shaped part 1-260 can be assembled to form the volute 123-10 by assembly, which is conducive to reducing the difficulty and cost of processing the volute 123-10 and improving the manufacturing efficiency of the volute 123-10.
  • the volute 123-10 may also include a fastening portion 1-270, which is arranged on the second plate-shaped portion 1-260.
  • Two adjacent second plate-shaped portions 1-260 can be connected by the fastening portion 1-270, thereby improving the connection strength between the two adjacent second plate-shaped portions 1-260 and improving the structural stability and reliability of the volute 123-10;
  • the fastening portion 1-270 may include a buckle and a slot, the buckle is arranged on one of the two adjacent second plate-shaped portions 1-260, and the slot is formed on the other of the two adjacent second plate-shaped portions 1-260, and the buckle can be snapped into the slot to achieve a fastened connection between the two adjacent second plate-shaped portions 1-260.
  • the volute 123 - 10 may be a sheet metal volute or a plastic volute.
  • the volute 123-10 can be a sheet metal volute.
  • Sheet metal parts usually have good molding accuracy, which makes it easy to form the aforementioned convex surface 1-202 with high dimensional accuracy on one side of the end plate 1-200 during the manufacturing process of the volute 123-10, thereby ensuring the flow guiding effect on the gas, improving the operating noise of the fan to which the volute belongs, and enhancing the user experience of the product.
  • the sheet metal volute can have a higher structural strength, which is beneficial to extend the service life of the volute and reduce the possibility of structural damage to the volute.
  • the volute 123-10 may include a shroud 1-100 and an end plate 1-200.
  • the shroud 1-100 may be provided with an air duct 1-101
  • the end plate 1-200 is connected to one end of the shroud 1-100, and is provided with an air inlet 1-201 and a convex surface 1-202.
  • the convex surface 1-202 is arranged around the air inlet 1-201 and is located on the side of the end plate 1-200 away from the air duct 1-101.
  • the convex surface 1-202 extends from the shroud 1-100 toward the air inlet 1-201.
  • the convex surface 1-202 can guide the flow of the gas flowing toward the wind wheel 123-20, and can adjust the angle of attack of the gas when it flows toward the wind wheel 123-20, thereby changing the gas entering the volute 123-10. This helps the gas to flow to the wind wheel 123-20 more smoothly, weakens the impact of the gas on the wind inlet end of the wind wheel 123-20, and thus reduces the operating noise generated by the fan during use, thereby improving the user experience of the product.
  • the blade centerline 23-101 of the blade structure 23-100 can be a conic curve.
  • the blade structure 23-100 can be used as a component of the wind wheel 123-20 of the fan.
  • multiple blade structures 23-100 can be installed on the hub 23-200 of the wind wheel 123-20, so that each blade follows the rotation of the hub 23-200, thereby driving the gas flow to achieve air supply.
  • the curvature of the blade structure 23-100 can change in the extension direction.
  • the blade centerline 23-101 of the blade structure 23-100 can also be called the blade profile line.
  • the cross-section of the blade structure 23-100 usually extends along a specific curve. This curve is the blade profile line, often called the blade centerline 23-101 or the blade profile line.
  • the form of the blade centerline 23-101 usually directly affects the efficiency of the fan to which the blade structure 23-100 belongs.
  • a conic section can generally include a hyperbola, a parabola or an ellipse.
  • the blade centerline 23-101 of the aforementioned blade structure 23-100 is a conic section, that is, the blade centerline 23-101 of the blade structure 23-100 can be a hyperbola, a parabola or an ellipse. It is not difficult to understand that the blade structure 23-100 generally has a certain size, and accordingly, the blade centerline 23-101 can be a curve segment, that is, in some embodiments, the blade centerline 23-101 of the blade structure 23-100 can be a conic section.
  • the blade centerline of the fan blade is mostly an arc, and most of them are single arcs.
  • the single arc blade centerline means that the blade centerline is composed of a continuous arc shape, but in actual applications, the single arc blade centerline has poor controllability, and it is difficult to achieve a significant improvement in the fan efficiency by adjusting the parameters of the blade centerline; some fan blades also have blade centerlines in the form of double arcs or multiple arcs.
  • the double arc or multiple arc blade centerline means that the blade centerline is composed of two or more connected arcs, but the double arc or multiple arc blade centerline has discontinuous curvature at the intersection of the arcs, which is easy to cause gas velocity loss in actual applications, and thus the performance improvement of the fan is also very limited.
  • the blade centerline 23-101 of the blade structure 23-100 is a conic curve, which can make the curvature of the blade structure 23-100 change in the extension direction.
  • the blade centerline 23-101 of the blade structure 23-100 can maintain continuous curvature, and thus compared with the double-arc or multi-arc blade centerline 23-101, it can reduce the speed loss during use, which is beneficial to further increase the maximum static pressure and air volume of the fan.
  • the blade structure 23-100 is beneficial to increasing the air volume of the fan under the condition of equal energy consumption; in the process of increasing the air volume of the fan, since the blade structure 23-100 whose blade centerline 23-101 is a conic curve, it can also ensure that the power consumption of the fan is at a relatively low level, thereby reflecting that the blade structure 23-100 can maintain its performance under higher air volume static pressure, reduce the possibility of the fan stalling phenomenon, and can improve the performance of the fan.
  • the blade structure 23-100 can be made of plastic material, the plastic material has good processing properties, which makes it easy to control the shape of the blade structure 23-100 during the production process, and can reduce the processing difficulty and processing cost of the blade structure 23-100.
  • the blade structure 23-100 made of plastic material can also have good structural strength after forming, which is beneficial to saving the material cost of the blade structure 23-100 while ensuring the service life.
  • the blade structure 23-100 can be made of polypropylene or ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymers) plastic or AS (Acrylonitrile-Styrene copolymer; styrene-acrylonitrile copolymer) plastic.
  • the cross-sectional profile of the blade structure 23-100 may include: a leading edge end curve 2-102, one end of the blade centerline 23-101 passes through the leading edge end curve 2-102; wherein, the ratio of the arch height of the leading edge end curve 2-102 to the chord length of the leading edge end curve 2-102 is greater than or equal to 0.3 and less than or equal to 0.8.
  • the cross-sectional profile of the blade structure 23-100 may include a leading edge end curve 2-102, and one end of the blade centerline 23-101 passes through the leading edge end curve 2-102. It can be understood that the form of the leading edge end curve 2-102 can affect the leading edge end surface form of the blade structure 23-100.
  • the leading edge end of the blade structure 23-100 is also the wind inlet end in actual application. Accordingly, the blade centerline 23-101 passes through one end of the leading edge end curve 2-102, which is also the wind inlet end of the blade centerline 23-101.
  • the wind wheel 123-20 to which the blade structure 23-100 belongs can provide a higher air volume and static pressure in the high efficiency range, which is beneficial to the performance of the fan, reduces the power consumption of the fan, further improves the performance of the fan, and is also beneficial to reducing the noise of the fan during use, improving the user's perception of the product, and enhancing the user experience of the product.
  • the blade The end of the structure 23-100 opposite to the leading edge curve 2-102 is the air outlet end of the blade structure 23-100, and the end of the blade centerline 23-101 away from the leading edge curve 2-102 is the air outlet end of the blade centerline 23-101; the chord length of the aforementioned leading edge curve 2-102, that is, the length of the line connecting the two end points of the leading edge curve 2-102; the arch height of the aforementioned leading edge curve 2-102, that is, the maximum vertical distance from the leading edge curve 2-102 to the chord length line.
  • the cross-sectional profile of the blade structure 23-100 may also include: an outlet end line 2-103, where one end of the blade centerline 23-101 away from the leading edge end curve 2-102 passes through the outlet end line 2-103; a positive pressure surface curve 2-104, located on one side of the blade centerline 23-101, and the two ends of the positive pressure surface curve 2-104 are respectively connected to the leading edge end curve 2-102 and the outlet end line 2-103; a negative pressure surface curve 2-105, located on the other side of the blade centerline 23-101, and the two ends of the negative pressure surface curve 2-105 are respectively connected to the leading edge end curve 2-102 and the outlet end line 2-103; wherein, the positive pressure surface curve 2-104 and the negative pressure surface curve 2-105 are both streamlined curves.
  • the cross-sectional profile of the blade structure 23-100 may also include an outlet end line 2-103, a positive pressure surface curve 2-104, and a negative pressure surface curve 2-105, wherein a section of the blade centerline 23-101 away from the aforementioned leading edge end curve 2-102 passes through the outlet end line 2-103. It can be understood that the form of the outlet end line 2-103 can affect the form of the outlet end surface of the blade structure 23-100.
  • the outlet end of the blade structure 23-100 is also the air outlet end in actual applications.
  • the cross-sectional profile of the blade structure 23-100 may further include: an outlet transition line 2-106 connected between the outlet end line 2-103 and the positive pressure surface curve 2-104; wherein the outlet transition line 2-106 may be an arc line.
  • the distance from the positive pressure surface curve 2-104 to the blade centerline 23-101 can be set to be the same as the distance from the negative pressure surface curve 2-105 to the blade centerline 23-101, thereby improving the symmetry of the thickness distribution of the blade structure 23-100 on both sides of the blade centerline 23-101, which is beneficial to improving the structural strength of the blade structure 23-100, improving the balance and stability of the blade structure 23-100 in actual applications, and improving the stress condition of the blade structure 23-100, and extending the service life of the blade structure 23-100.
  • the wind wheel 123-20 can generally include a plurality of blades, so that the plurality of aforementioned blade structures 23-100 can be arranged at intervals on the hub 23-200 of the wind wheel 123-20 and arranged in a ring array.
  • the plurality of blade structures 23-100 are arranged on the aforementioned hub 23-200, the air inlet ends of the blade center lines 23-101 of each blade structure 23-100 are located on the same circumference, and the blades of each blade structure 23-100 are arranged at the same circumference.
  • the air outlet ends of the blade centerline 23-101 are located on the same circumference; as shown in FIG9 , the angle between the tangent of the blade centerline 23-101 at the air inlet end and the circumferential direction is also the air inlet angle ⁇ 1 of the aforementioned blade structure 23-100, and the angle between the tangent of the blade centerline 23-101 at the air outlet end and the circumferential direction is also the air outlet angle ⁇ 2 of the aforementioned blade structure 23-100.
  • the angle between the line connecting the air inlet end of the blade centerline 23-101 and the axis of the hub 23-200 and the angle between the line connecting the air outlet end of the blade centerline 23-101 and the axis of the hub 23-200 is also the central angle ⁇ of the blade structure 23-100.
  • the wind wheel 123-20 may include a hub 23-200, a hoop 23-300 and a plurality of blade structures 23-100, wherein the blade structures 23-100 are passed through the hub 23-200 and are arranged at intervals along the circumference of the hub 23-200, and one end of the blade structure 23-100 is connected to the hoop 23-300 so as to utilize the hoop 23-300 to constrain the ends of the plurality of blade structures 23-100 and improve the stability of the wind wheel 123-20 during operation.
  • the hub 23-200 can be used to connect to the output shaft of the driving device to drive the hub 23-200 and the output shaft of the driving device when the driving device is running.
  • the blade structure 23-100 can be made of a plastic material.
  • the plastic material has good processing properties, which makes it easy to control the shape of the blade structure 23-100 during the production process, and can reduce the processing difficulty and processing cost of the blade structure 23-100.
  • the blade structure 23-100 made of plastic material can also have good structural strength after forming, which is beneficial to saving the material cost of the blade structure 23-100 while ensuring the service life.
  • the aforementioned hoop 23-300, hub 23-200 and blade structure 23-100 can be an integrated structure, so that during the processing of the wind wheel 123-20, the wind wheel 123-20 can be manufactured by an integrated molding method, which reduces the difficulty of assembling the wind wheel 123-20, and is beneficial to improving the connection strength between the hoop 23-300, hub 23-200 and blade structure 23-100, further improving the stability of the wind wheel 123-20 during operation, and extending the service life of the wind wheel 123-20, and can also reduce the possibility of loosening between the hoop 23-300, hub 23-200 and blade structure 23-100, which is beneficial to further reduce the vibration noise of the wind wheel 123-20 during operation and improve the user experience of the product.
  • the blade centerline 23-101 of the blade structure 23-100 can include a conic curve segment 3-1011, on the one hand, the curvature of the part of the blade structure 23-100 corresponding to the conic curve segment 3-1011 can change in the extension direction.
  • the blade centerline 23-101 may also include a straight segment 3-1012 connected to a section of the conic curve segment 3-1011, and a smooth transition is provided between the straight segment 3-1012 and the conic curve segment 3-1011, thereby avoiding a large curvature mutation at the intersection of the conic curve segment 3-1011 and the straight segment 3-1012, which is beneficial to reduce gas velocity loss in practical applications and further improve the air volume and static pressure capacity of the fan.
  • the two ends of the blade centerline 23-101 correspond to the two ends of the blade structure 23-100 respectively.
  • the gas can flow from one end of the blade structure 23-100 to the other end, so that the two ends of the blade structure 23-100 can be regarded as the air inlet end and the air outlet end respectively.
  • the end of the blade centerline 23-101 close to the air inlet end of the blade structure 23-100 can be regarded as the air inlet end of the blade centerline 23-101
  • the end of the blade centerline 23-101 close to the air outlet end of the blade structure 23-100 can be regarded as the air outlet end of the blade centerline 23-101.
  • the smooth transition between the aforementioned straight line segment 3-1012 and the conic curve segment 3-1011 means that the extension direction of the straight line segment 3-1012 maintains a high degree of consistency with the extension direction of the conic curve segment 3-1011; it can be understood that the straight line segment 3-1012 is connected to the conic curve segment 3-1011, so that there is an intersection point between the straight line segment 3-1012 and the conic curve segment 3-1011, and the angle between the tangent direction of the conic curve segment 3-1011 at the aforementioned intersection point and the extension direction of the straight line segment 3-1012 can be set to be less than or equal to 2°, so as to ensure a smooth transition between the straight line segment 3-1012 and the conic curve segment 3-1011.
  • the ratio of the length L1 of the straight line segment 3 - 1012 to the chord length L2 of the conic curve segment 3 - 1011 is less than or equal to 0.2.
  • the ratio of the length L1 of the straight segment 3-1012 to the chord length L2 of the conic curve segment 3-1011 can be set to be less than or equal to 0.2, so that the length L1 of the straight segment 3-1012 is constrained based on the beam ratio range to avoid the straight segment 3-1012 being too long, and the length of the partial blade structure 23-100 corresponding to the straight segment 3-1012 can be shortened.
  • the eccentricity e of the blade centerline 23-101 is greater than or equal to 0.25 and less than or equal to 0.6; and/or the wind inlet angle ⁇ 1 of the blade body is greater than or equal to 50° and less than or equal to 75°; and/or the wind outlet angle ⁇ 2 of the blade body is greater than or equal to 135° and less than or equal to 170°; and/or the central angle ⁇ of the blade body is greater than or equal to 3° and less than or equal to 8°.
  • the air inlet ends of the blade centerlines 23-101 of each blade structure 23-100 are located on the same circumference, and the air outlet ends of the blade centerlines 23-101 of each blade structure 23-100 are located on the same circumference; as shown in FIG20, the blade
  • the angle between the tangent of the blade centerline 23-101 at the air inlet end and the circumferential direction is also the air inlet angle ⁇ 1 of the aforementioned blade structure 23-100
  • the angle between the tangent of the blade centerline 23-101 at the air outlet end and the circumferential direction is also the air outlet angle ⁇ 2 of the aforementioned blade structure 23-100.
  • the angle between the line connecting the air inlet end of the blade centerline 23-101 and the axis of the hub 23-200 and the angle between the line connecting the air outlet end of the blade centerline 23-101 and the axis of the hub 23-200 is also the central angle ⁇ of the blade structure 23-100.
  • the wind wheel 123-20 to which the blade structure 23-100 belongs can provide higher air volume and static pressure in the high efficiency range, which is beneficial to the performance of the fan, reducing the power consumption of the fan, further improving the performance of the fan, and also helping to reduce the noise of the fan during use, improve the user's perception of the product, and enhance the user experience of the product.
  • the blade centerline 23-101 of the blade structure 23-100 is a conic curve. Based on the limitation of the parameter range of the aforementioned four parameters, it is also convenient to determine the curve parameters of the conic curve, thereby guiding the shape of the blade structure 23-100.
  • the thickness of the blade structure 23 - 100 is uniform along the direction from the air inlet end of the blade structure 23 - 100 to the air outlet end of the blade structure 23 - 100.
  • the positive pressure surfaces and negative pressure surfaces can maintain a high degree of consistency with the form of the blade centerline 23-101, which is more conducive to the blade structure 23-100 to do work on the gas, improve the air volume and static pressure performance of the fan to which the blade structure 23-100 belongs, and reduce the energy consumption of the fan.
  • the hub 23-200 can be used to connect the output shaft of the driving device to During operation, the hub 23-200 and each blade structure 23-100 are driven to rotate, so that the blade structure 23-100 is more conducive to driving the gas flow to achieve air supply. At least part of the blade structure 23-100 can extend in the form of a conic curve, and the curvature of the part of the blade structure 23-100 corresponding to the conic curve segment 3-1011 can change in the extension direction.
  • the blade structure 23-100 may be made of sheet metal, which has good molding accuracy. It is convenient to control the shape of the blade structure 23-100 during the production process, thereby ensuring the dimensional accuracy of the blade structure 23-100, and the sheet metal blade structure 23-100 can also have good structural strength after forming, which can improve the bearing performance of the blade structure 23-100, and further help to further improve the static pressure and air volume of the fan to which the blade structure 23-100 belongs.
  • the hub 23 - 200 may be formed with a first mounting hole 3 - 201 , and the blade structure 23 - 100 may be inserted into the hub 23 - 200 through the first mounting hole 3 - 201 .
  • a fastening structure 3-110 is formed at one end of the blade structure 23-100 connected to the hoop 23-300, and the blade structure 23-100 is connected to the hoop 23-300 via the fastening structure 3-110.
  • a fastening structure 3-110 may be formed at one end of the blade structure 23-100 for connecting to the hoop 23-300, and the blade structure 23-100 may be connected to the hoop 23-300 via the aforementioned fastening structure 3-110. Based on the aforementioned setting, the connection strength between the blade structure 23-100 and the hoop 23-300 can be improved, and the possibility of the blade structure 23-100 loosening from the hoop 23-300 can be reduced, providing a more reliable guarantee for the smooth operation of the wind wheel 123-20, and the fastening structure 3-110 can improve the tightness of the connection between the blade structure 23-100 and the hoop 23-300, which is beneficial to reduce the vibration noise of the wind volume during rotation.
  • the aforementioned fastening structure 3-110 can be a fastening lap ear.
  • the wheel hoop 23-300 can be formed with a second mounting hole 3-301, and one end of the blade structure 23-100 can be passed through the aforementioned second mounting hole 3-301 and arranged in the wheel hoop 23-300.
  • the fastening lap ear can be clamped at the second mounting hole 3-301 of the wheel hoop 23-300 to improve the tightness of the connection between the blade structure 23-100 and the hub 23-200.
  • the number of the wheel hoops 23-300 can be two, and the two wheel hubs 23-200 are respectively connected to the two ends of the blade structure 23-100, so as to further enhance the end constraints of the blade structure 23-100 and improve the stability and reliability of the wind wheel 123-20. Accordingly, both ends of the blade structure 23-100 can be formed with fastening structures 3-110 to dock with the wheel hubs 23-200.
  • the distribution range of the blade structure 23-100 on the hub 23-200 can be constrained, and a relatively long gas flow channel can be formed between adjacent blade structures 23-100, so that in actual applications, the blade structure 23-100 can be used to do work on the gas, accelerate the gas flow, and increase the air volume and pressure; by setting the distance R2 from the air outlet end of the blade structure 23-100 to the outer edge of the hub 23-200 The distance is less than or equal to 5mm, and the distance R2 from the air outlet end of the blade structure 23-100 to the axis of the hub 23-200 is set to be less than or equal to the radius R3 of the hub 23-200.
  • the fan provided according to some embodiments of the present application may include: a volute 123-10 and the above-mentioned wind wheel 123-20, the volute 123-10 forms an air duct, the wind wheel 123-20 is arranged in the air duct, and can rotate relative to the volute 123-10, so that during the rotation of the wind wheel 123-20, the air flow can be delivered to the air duct, and the gas can be accelerated and pressurized in the air duct under the drive of the wind wheel 123-20, thereby increasing the gas pressure and flow rate output by the fan, so that the fan can output an airflow with a certain pressure to the outside to perform air supply operations.
  • the wind turbine provided according to some embodiments of the present application may include the above-mentioned wind wheel 123-20, it has all the beneficial effects of the wind wheel 123-20, which will not be elaborated here.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

一种蜗壳、风机、空调器以及一种叶片结构,该蜗壳(123-10)包括:围板(1-100),围板(1-100)围设有风道(1-101);端板(1-200),连接于围板(1-100)的一端,端板(1-200)形成有进风口(1-201)和围绕进风口(1-201)布置的凸曲面(1-202);凸曲面(1-202)位于端板(1-200)背离于风道(1-101)的一侧,凸曲面(1-202)由围板(1-100)向进风口(1-201)的方向延伸。

Description

蜗壳、风机及空调器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2023年01月03日提交的申请号为202310003556.5、202310003978.2、202310004206.0、202320005318.3、202320005933.4以及202320006020.4的中国专利申请的优先权,它们的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本申请涉及空调设备技术领域,尤其涉及一种蜗壳、风机及空调器。
背景技术
随着人们对空调设备供风性能的要求不断提升,风机的静压性能水平也愈发受到关注,风机呈现出向高静压、高风量方向发展的趋势。然而在实际应用中,一些风机在运行时会产生剧烈的噪声,严重影响了用户在使用时的感观体验,造成产品的用户使用体验较差。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一而提供了一种蜗壳、风机及空调器。
根据本申请第一方面提供了一种蜗壳,其包括:围板,围板围设有风道;端板,连接于围板的一端,端板形成有进风口和围绕进风口布置的凸曲面;其中,凸曲面位于端板背离于风道的一侧,凸曲面由围板向进风口的方向延伸。
根据本申请第二方面提供了一种风机,其包括:如上所述的蜗壳;以及风轮,转动地设置于风道内,风轮朝向于进风口布置。
根据本申请第三方面提供了一种空调器,其包括:如上所述的风机。
附图说明
通过阅读下文示例性实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出示例性实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为根据本申请一些实施方式的蜗壳的示意性结构图;
图2为根据本申请一些实施方式的蜗壳的示意性结构截面图;
图3为根据本申请一些实施方式的蜗壳的端板的示意性结构截面图;
图4为根据本申请一些实施方式的风机第一个视角的示意性结构图;
图5为根据本申请一些实施方式的风机第二个视角的示意性结构图;
图6为根据本申请一些实施方式的风机第三个视角的示意性结构图;
图7为根据本申请一些实施方式的叶片结构的示意性结构图;
图8为根据本申请一些实施方式的叶片结构的示意性使用场景图;
图9为图8中A区域的示意性局部放大图;
图10为根据本申请一些实施方式的叶片结构的示意性使用效果图;
图11为根据本申请一些实施方式的风机的风轮第一个视角的示意性结构图;
图12为根据本申请一些实施方式的风机的风轮第二个视角的示意性结构图;
图13为根据本申请一些实施方式的风机的风轮第三个视角的示意性结构图;
图14为根据本申请一些实施方式的风机的第一个视角的示意性结构图;
图15为根据本申请一些实施方式的风轮的第二个视角的示意性结构图;
图16为根据本申请一些实施方式的叶片结构第一个视角的示意性结构图;
图17为根据本申请一些实施方式的叶片结构第二个视角的示意性结构图;
图18为图17中示出的叶片结构沿A-A方向的示意性截面图;
图19为根据本申请一些实施方式的叶片结构的示意性应用场景图;
图20为图19中B区域的示意性局部放大图;
图21为根据本申请一些实施方式的风轮第一个视角的示意性结构图;
图22为根据本申请一些实施方式的风轮第二个视角的示意性结构图;
图23为图22中示出的风轮沿C-C方向的示意性截面图;
图24为根据本申请一些实施方式的轮毂的示意性结构图;
图25为根据本申请一些实施方式的轮箍的示意性结构图;
图26为根据本申请一些实施方式的风机第一个视角的示意性结构图;以及
图27为根据本申请一些实施方式的风机第二个视角的示意性结构图。
附图标记:
123-10、蜗壳;123-20、风轮;23-100、叶片结构;23-200、轮毂;23-300、轮箍;23-400、
轴套;23-101、叶片中线;
1-100、围板;1-200、端板;1-300、出风导流件;1-110、第一板形部;1-210、第一导
流段;1-220、第二导流段;1-230、过渡段;1-260、第二板形部;1-270、紧固部;1-101、风道;1-201、进风口;1-202、凸曲面;1-301、出风口;1-2101、第一曲面段;1-2201、第二曲面段;1-2301、过渡曲面段;
2-102、前缘端曲线;2-103、出口端线;2-104、正压面曲线;2-105、负压面曲线;2-106、
出口过渡线;
3-110、紧固结构;3-201、第一安装孔;3-301、第二安装孔;3-1011、圆锥曲线段;
3-1012、直线段。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请,并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1为根据本申请一些实施方式的蜗壳的示意性结构图;图2为根据本申请一些实施方式的蜗壳的示意性结构截面图;图3为根据本申请一些实施方式的蜗壳的端板的示意性结构截面图;图4为根据本申请一些实施方式的风机第一个视角的示意性结构图;图5为根据本申请一些实施方式的风机第二个视角的示意性结构图;图6为根据本申请一些实施方式的风机第三个视角的示意性结构图。
在本申请第一方面,提供了一种蜗壳。如图1至图6所示,根据本申请一些实施方式的蜗壳123-10,包括:围板1-100,围板1-100围设有风道1-101;端板1-200,连接于围板1-100的一端,端板1-200形成有进风口1-201和围绕进风口1-201布置的凸曲面1-202;凸曲面1-202位于端板1-200背离于风道1-101的一侧,凸曲面1-202由围板1-100向进风口1-201的方向延伸。
依据本申请一些实施方式的蜗壳123-10可以包括有围板1-100和端板1-200,围板1-100围设有风道1-101,端板1-200与围板1-100的一端相连接,并形成有进风口1-201和凸曲面1-202,凸曲面1-202围绕进风口1-201布置,且位于端板1-200背离风道1-101的一侧,凸曲面1-202由围板1-100向进风口1-201的方向延伸。在一些实施方式中,蜗壳123-10可以作为风机的一个部件,风机的风轮123-20可以转动地设置在风道1-101内,风轮123-20可以朝向于进风口1-201布置,基于蜗壳123-10的前述设置,在实际应用中当风轮123-20转动时,能够通过进风口1-201将蜗壳123-10外部的气体引入风道1-101,在蜗壳123-10外部的气体向风轮123-20流动的过程中,端板1-200附近区域的气体可以沿着前述凸曲面1-202流动,由于凸曲面1-202向进风口1-201方向延伸,从而凸曲面1-202能够对流向风轮123-20的气 体起到流动导向作用,可以调整气体流向风轮123-20时的冲角,改变气体进入蜗壳123-10时的入流条件,有利于使气体较为平顺地流向风轮123-20,削弱气体对风轮123-20进风端的冲击作用,进而降低风机在使用时产生的运行噪声,改善产品的用户使用体验。
在一些实施方式中,蜗壳123-10外部分布的相对分散的气体,能够在沿着前述凸曲面1-202流动的过程中不断汇集,在流向风轮123-20时形成集中度较高的气流,风轮123-20的轴向可以与进风口1-201的导通方向一致,从而气流在通过进风口1-201流向风轮123-20时,能够更加易于沿风轮123-20的轴向运动较长距离,这样使得气流在风轮123-20轴向方向上的分布宽度增加,能够使得流出风轮123-20叶片后的气流整体速度减小,减轻风轮123-20出风端处的回流现象,有利于进一步减小风轮123-20进风端处的气体冲击,降低风机的运行噪声。
需要说明的是,如图1、图4和图5所示,围板1-100可以为呈螺线形式延伸的板形结构,以围成前述风道1-101,围板1-100的轴向端部形成有敞口,端板1-200可以连接于围板1-100的轴向端部,以覆盖前述敞口,端板1-200上开设的进风口1-201连通前述风道1-101,进风口1-201的导通方向可以与围板1-100的轴线方向一致,在实际应用中,风轮123-20的轴向端部可以朝向于进风口1-201布置,前述风道1-101位于风轮123-20的周向,以便在风轮123-20转动时通过进风口1-201引入外部气体,并将气体排向风道1-101,以使气体在风道1-101内得到加速和加压。
需要说明的是,如图2所示,端板1-200可以沿围板1-100的轴向相对于围板1-100凸起,以便于在端板1-200背离于风道1-101的一侧形成前述凸曲面1-202,可以理解的是,至少部分的前述凸曲面1-202沿围板1-100的轴向相对于围板1-100的端部凸出;如图1所示,沿进风口1-201的径向,前述凸曲面1-202的一端连接于围板1-100,也即前述凸曲面1-202的外缘与围板1-100的轴向端部相连接,凸曲面1-202的另一端,也即凸曲面1-202的内缘位于进风口1-201处,凸曲面1-202的两端之间以曲线形式平滑延伸,以在气体在流经凸曲面1-202时,能够利用凸曲面1-202对气体进行导向,并提高气体流动时的平顺性,削弱气体对风轮123-20进风端的冲击作用,进而降低风机在使用时产生的运行噪声。
可以理解的是,如图3所示,前述凸曲面1-202的两端之间以曲线形式平滑延伸,也即在端板1-200平行于进风口1-201方向的截面中,前述凸曲面1-202的轮廓为曲线;前述曲线可以是一段连续的圆弧或椭圆弧或双曲线段或抛物线段等形式的曲线;或者,前述曲线可以由依次连接的多个线段构成,多个线段中至少一个为曲线段,示例性地,如图3所示,前述曲线由三个依次连接的线段构成,两个曲线段之间通过一个直线段连接,需要说明的是,在前述曲线由依次连接的多个线段构成的情况下,靠近于进风口1-201处的线段为曲线段,且相邻的两个线段之间平滑过渡。
需要说明的是,如图2所示,前述凸曲面1-202与围板1-100之间可以平滑过渡,从而能够提升气体流经围板1-100与凸曲面1-202的交接处时的平顺性,降低气体在前述交接处形成局部涡流的可能性,有利于提高风机的进风效率,并利于降低端板1-200附近区域产生强烈噪声的可能性。
需要说明的是,如图2所示,端板1-200的数量可以为两个,两个端板1-200分别与围板1-100的两端相连接,从而在实际应用中,蜗壳123-10外部的气体可以通过两个端板1-200上的进风口1-201进入风道1-101,提高风机的进气效率,并且在进风口1-201的导通方向与风轮123-20的轴向一致的情况下,气体可以由风轮123-20的轴向两端流入风轮123-20,有利于进一步增大气流在风轮123-20轴向方向上的分布宽度,能够使得流出风轮123-20叶片后的气流整体速度减小,减轻风轮123-20出风端处的回流现象,进而减小风轮123-20进风端处的气体冲击,降低风机的运行噪声。
如图3所示,在一些实施方式中,端板1-200可以包括:第一导流段1-210,第一导流段1-210的一端连接于围板1-100,另一端向进风口1-201延伸,第一导流段1-210背离于风道1-101的一侧形成有第一曲面段1-2101;第二导流段1-220,连接于第一导流段1-210,进 风口1-201形成于第二导流段1-220,第二导流段1-220背离于风道1-101的一侧形成有第二曲面段1-2201,第二曲面段1-2201向围板1-100的内侧延伸;凸曲面1-202可以包括第一曲面段1-2101和第二曲面段1-2201。
在一些实施方式中,端板1-200可以包括有第一导流段1-210和第二导流段1-220,第一导流段1-210的两端分别连接围板1-100和第二导流段1-220,第二导流段1-220形成有前述进风口1-201,以便于在实际应用中通过进风口1-201引入蜗壳123-10外部的气体。
第一导流段1-210和第二导流段1-220背离于风道1-101的一侧分别形成有第一曲面段1-2101和第二曲面段1-2201,前述凸曲面1-202包括有第一曲面段1-2101和第二曲面段1-2201,基于第一导流段1-210的设置,第一曲面段1-2101的一段可以连接围板1-100,另一端可以连接第二曲面段1-2201,从而基于第一曲面段1-2101的设置,便于在实际应用中,利用第一曲面段1-2101对端板1-200与围板1-100交接处附近的气体进行流向引导,使得气体能够更为平顺地向进风口1-201靠近,降低前述交接处附近区域形成局部涡流的可能性,从而有利于提高风机的进风效率,并利于减轻风机的运行噪声;可以理解的是,风道1-101形成于围板1-100的内侧,从而通过设置第二曲面段1-2201向围板1-100的内侧延伸,便于利用第二曲面段1-2201将气体平顺地导向进风口1-201并引入风道1-101,调整气体流向风轮123-20时的冲角,改变气体进入蜗壳123-10时的入流条件,有利于使气体较为平顺地流向风轮123-20,削弱气体对风轮123-20进风端的冲击作用,进而降低风机在使用时产生的运行噪声,改善产品的用户使用体验。
需要说明的是,如图3所示,在端板1-200平行于进风口1-201方向的截面中,前述第一导流段1-210的轮廓可以为第一曲线段,第一曲线段可以为但不限于圆弧或椭圆弧或抛物线段或双曲线段等;在端板1-200平行于进风口1-201方向的截面中,前述第二导流段1-220的轮廓可以为第二曲线段,第二曲线段可以为但不限于圆弧或椭圆弧或抛物线段或双曲线段等。前述第一曲线段和第二曲线段可以为同种曲线,例如,第一曲线段和第二曲线段均为椭圆弧,从而便于第一曲面段1-2101和第二曲面段1-2201之间平滑过渡;前述第一曲线段和第二曲线段亦可以为不同种曲线,例如,第一曲线段为圆弧,第二曲线段为椭圆弧,从而便于拓宽凸曲面1-202的曲率变化范围,以提升凸曲面1-202对气体的流动导向效果。
可以理解的是,第一导流段1-210与第二导流段1-220之间可以是直接连接的,相应地,第一曲面段1-2101与第二曲面段1-2201之间可以直接连接;亦可以在第一导流段1-210与第二导流段1-220之间设置其它的导流段,以通过其它的导流段连接第一导流段1-210和第二导流段1-220,相应地,第一曲面段1-2101与第二曲面段1-2201之间可以是间接连接的,进而便于提高第一导流段1-210与第二导流段1-220之间的过渡平滑性,并提升第一曲面段1-2101与第二曲面段1-2201之间的过渡平顺性,这样有利于进一步提升对气体的导向效果,在实际应用中,减少风轮123-20进风端受到的气体冲击,进而进一步降低风机产生的运行噪声。
如图3所示,在一些实施方式中,端板1-200还可以包括:过渡段1-230,连接于第一导流段1-210和第二导流段1-220之间,过渡段1-230背离于风道1-101的一侧形成有过渡曲面段1-2301,过渡曲面段1-2301的两端分别连接于第一曲面段1-2101和第二曲面段1-2201,第一曲面段1-2101和第二曲面段1-2201均与过渡曲面段1-2301平滑过渡;凸曲面1-202还可以包括过渡曲面段1-2301。
在一些实施方式中,端板1-200还可以包括有连接于第一导流段1-210和第二导流段1-220之间的过渡段1-230,从而第一导流段1-210可以通过过渡段1-230间接地连接于第二导流段1-220,过渡段1-230背离于风道1-101的一侧形成有过渡曲面段1-2301,第一曲面段1-2101和第二曲面段1-2201可以通过过渡曲面段1-2301连接,且第一曲面段1-2101和第二曲面段1-2201均与过渡曲面段1-2301平滑过渡,从而基于前述设置,能够使第一曲面段1-2101与第二曲面段1-2201之间更为平顺地过渡,进而这在气体沿前述凸曲面1-202流动的过程中,能够防止气体产生幅度过大的流向变化,降低发生气壁分离现象的可能性,能够在提升气体 流动平顺性,降低风机运行噪声的同时,减少气流损失,这样有利于提高风机的进气效率,增大风机的风量,进而提升风机的静压和风量性能。
需要说明的是,过渡段1-230的数量可以多于一个,多个过渡段1-230依次连接,至少一个过渡段1-230连接于第一导流段1-210,且至少一个过渡段1-230连接于第二导流段1-220,连接于第一导流段1-210的过渡段1-230的过渡曲面段1-2301与第一曲面段1-2101平滑过渡,连接于第二导流段1-220的过渡段1-230的过渡曲面段1-2301与第二曲面段1-2201平滑过渡,且相邻的过渡曲面段1-2301之间平滑过渡,从而基于多个过渡段1-230的设置,能够进一步提高凸曲面1-202的平滑性,进而提升凸曲面1-202对气体的流动导向效果,这样有利于进一步减轻气体对风轮123-20进风端的冲击,进而降低风机的运行噪声,提高产品的用户使用体验。
可以理解的是,前述平滑过渡也即相邻的两个曲面段的交接处曲率连续。
如图3所示,在一些实施方式中,每个曲面段的弦高与弦长的比值小于或等于0.5。
在一些实施方式中,可以设置每个曲面段的弦高与弦长的比值小于或等于0.5,可以理解的是,前述曲面段即是指前述第一曲面段1-2101、过渡曲面段1-2301和第二曲面段1-2201,如图3所示,在端板1-200平行于进风口1-201方向的截面中,前述曲面段的轮廓为曲线段,前述每个曲面段的弦高,也即是指该曲面段对应的曲线段的弦高,前述弦长也即是指该曲面段对应的曲线段的弦长,从而基于前述设置,可以对每个曲面段在进风口1-201导通方向上的弯曲程度进行约束,避免各个曲面段的弯曲程度过大,进而在气体沿前述凸曲面1-202流动的过程中,能够防止气体产生幅度过大的流向变化,降低发生气壁分离现象的可能性,能够在提升气体流动平顺性,降低风机运行噪声的同时,减少气流损失,这样有利于提高风机的进气效率,增大风机的风量,进而提升风机的静压和风量性能。
需要说明的是,第一曲面段1-2101的弦高H1与弦长L1的比值大于0,且第二曲面段1-2201的弦高H3与弦长L3的比值大于0,以保证第一曲面段1-2101和第二曲面段1-2201具有一定的弯曲程度,进而在实际应用中,能够为第一曲面段1-2101和第二曲面段1-2201附近气体的流动导向效果提供保障;过渡曲面段1-2301的弦高与弦长L2的比值可以大于或等于0,如图3所示,在过渡曲面段1-2301的弦高与弦长L2的比值等于0的情况下,过渡曲面段1-2301为平面,过渡曲面段1-2301的两端分别与第一曲面段1-2101和第二曲面段1-2201相切,从而保证第一曲面段1-2101和第二曲面段1-2201均与过渡曲面段1-2301平滑过渡,也即过渡曲面段1-2301可以为平面,以减小气体流经过渡曲面段1-2301时的流向变化幅度,减小气流损失。
如图2所示,在一些实施方式中,沿进风口1-201的导通方向,凸曲面1-202的凸起高度H大于或等于10mm。
在一些实施方式中,沿进风口1-201的导通方向,可以设置凸曲面1-202的凸起高度H大于或等于10mm,可以理解的是,如图2所示,端板1-200的一端连接于围板1-100,从而凸曲面1-202的一端亦与围板1-100相连接,前述凸起高度H也即沿进风口1-201的导通方向,凸曲面1-202与围板1-100端部之间的最大距离,基于前述设置,能够保证凸曲面1-202具有较高凸起高度,这样易于提升凸曲面1-202的弯曲程度,增强凸曲面1-202对流向风轮123-20的气体的流动导向作用,调整气体流向风轮123-20时的冲角,改变气体进入蜗壳123-10时的入流条件,从而有利于使气体较为平顺地流向风轮123-20,削弱气体对风轮123-20进风端的冲击作用,进而降低风机在使用时产生的运行噪声,改善产品的用户使用体验。
在一些实施方式中,沿进风口1-201的导通方向,凸曲面1-202的凸起高度H大于或等于10mm且小于或等于25mm,这样可以避免凸曲面1-202的弯曲程度过大,有利于防止气体产生幅度过大的流向变化,降低发生气壁分离现象的可能性,并且能够在提升气体流动平顺性,降低风机运行噪声的同时,减少气流损失,利于提高风机的进气效率,增大风机的风量,进而提升风机的静压和风量性能。
如图1、图4至图6所示,在一些实施方式中,蜗壳123-10还可以包括:出风导流件 1-300,形成有相连通的出风口1-301和出风通道,围板1-100形成有连通于风道1-101的排气口,出风导流件1-300设置于排气口处,出风通道通过排气口连通于风道1-101。
在一些实施方式中,蜗壳123-10还可以包括有出风导流件1-300,围板1-100可以形成有排气口,排气口与风道1-101相连通,从而风道1-101内的气体可以通过排气口导出,出风导流件1-300位于排气口处,且形成有出风口1-301和出风通道,出风口1-301与出风通道相连通,出风通道远离出风口1-301的一端与前述排气口相连通,从而气体可以通过排气口流入出风通道,并在出风导流件1-300的约束下流出出风口1-301,以便于在实际应用中实现风机的对外送风,并且基于出风导流件1-300的设置,蜗壳123-10能够在出风时对气体的流动进行引导,进而提升气体流出蜗壳123-10时的平顺性,提高风机的出风效率,有利于增强风机的静压和风量性能,并降低出风口1-301处的噪声,提升产品的用户使用体验。
可以理解的是,出风导流件1-300与围板1-100相连接,出风导流件1-300可以与围板1-100为一体式结构,以减少出风导流件1-300和围板1-100之间的连接缝隙,并提高出风导流件1-300与围板1-100之间的连接强度;出风导流件1-300亦可以通过螺纹连接或铆接或焊接等方式连接围板1-100。
如图1和图2所示,在一些实施方式中,围板1-100可以包括至少两个第一板形部1-110,至少两个第一板形部1-110沿进风口1-201的周向依次连接,以围成风道1-101;端板1-200可以包括至少两个第二板形部1-260,每个第一板形部1-110连接有一个第二板形部1-260,第二板形部1-260可以形成有缺口并且至少两个第二板形部1-260可以相连接,以使至少两个缺口对接形成进风口1-201。
在一些实施方式中,围板1-100可以包括至少两个第一板形部1-110,端板1-200可以包括至少两个第二板形部1-260,第一板形部1-110沿进风口1-201的周向依次连接,从而围设出前述风道1-101,每个第一板形部1-110与一个第二板形部1-260相连接,并且第二板形部1-260形成有缺口,在至少两个第一板形部1-110相连接的情况下,对应的至少两个第二板形部1-260以可以相互连接,从而使得至少两个前述缺口对接,以形成进风口1-201,基于前述设置,能够将蜗壳123-10模块化,进而在制作蜗壳123-10的过程中,可以分别对前述的至少两个第一板形部1-110和前述的至少两个第二板形部1-260进行加工,降低围板1-100和端板1-200的加工难度,并可以通过装配的方式,对第一板形部1-110和第二板形部1-260进行组装以形成蜗壳123-10,利于降低蜗壳123-10的加工难度和加工成本,提升蜗壳123-10的制作效率。
可以理解的是,在端板1-200包括前述第一导流段1-210和第二导流段1-220的情况下,每个第二板形部1-260可以包括部分的第一导流段1-210和部分的第二导流段1-220,以在至少两个第二板形部1-260相连接时,对接形成完整的第一导流段1-210和第二导流段1-220;同理,在端板1-200包括前述过渡段1-230的情况下,每个第二板形部1-260可以包括部分的过渡段1-230,以在至少两个第二板形部1-260相连接时,对接形成完整的过渡段1-230。
在一些实施方式中,如图1和图2所示,蜗壳123-10还可以包括有紧固部1-270,紧固部1-270设置于第二板形部1-260,相邻的两个第二板形部1-260之间可以通过紧固部1-270连接,从而提高相邻的两个第二板形部1-260之间的连接强度,提高蜗壳123-10的结构稳定性和可靠性;可以理解的是,紧固部1-270可以包括卡扣和卡槽,卡扣设置于相邻的两个第二板形部1-260中的一者,卡槽形成于相邻的两个第二板形部1-260中的另一者,卡扣可以卡接于卡槽内,从而实现相邻的两个第二板形部1-260之间的紧固连接。
在一些实施方式中,蜗壳123-10可以为钣金蜗壳或塑料蜗壳。
在一些实施方式中,蜗壳123-10可以采用钣金蜗壳,钣金件通常具有较好的成型精度,便于在制作蜗壳123-10的过程中,在端板1-200的一侧形成尺寸精度较高的前述凸曲面1-202,进而保证对气体的流动导向作用,改善蜗壳所属风机的运行噪声情况,提升产品的用户使用体验,并且钣金蜗壳能够具有较高的结构强度,有利于延长蜗壳的使用寿命,降低蜗壳发生结构破坏的可能性。
在一些实施方式中,蜗壳123-10可以采用塑料蜗壳,塑料材料加工性能较好,易于加工成型,塑料蜗壳能够具有较高的表面精度,进而有利于形成平滑延伸的前述凸曲面1-202,能够保证对气体的流动导向作用,改善蜗壳123-10所属风机的运行噪声情况,提升产品的用户使用体验,并且塑料蜗壳的密度相对较低,能够提高蜗壳123-10及风机的轻量化水平,便于在实际应用中进行风机的装配和安装。
在一些实施方式中,围板1-100与端板1-200可以为一体式结构。
在一些实施方式中,可以设置围板1-100与端板1-200为一体式结构,因此在制作蜗壳123-10的过程中,可以采用一体成型的方式加工围板1-100和端板1-200,一方面可以减少围板1-100与端板1-200之间的接缝,降低气体通过前述接缝流通的可能性,有利于提高蜗壳123-10所属风机的运行效率,并进一步降低前述风机产生的运行噪声;另一方面,也能够简化蜗壳123-10的装配工艺,提升蜗壳123-10的制作效率,降低蜗壳123-10的加工成本和使用成本。
需要说明的是,在围板1-100可以包括至少两个前述第一板形部1-110,端板1-200包括至少两个前述第二板形部1-260的情况下,可以设置第一板形部1-110与第二板形部1-260为一体式结构,从而能够减少围板1-100与端板1-200之间的接缝,降低气体通过前述接缝流通的可能性,有利于提高蜗壳123-10所属风机的运行效率,亦可以简化蜗壳123-10的装配工艺,提升蜗壳123-10的制作效率,降低蜗壳123-10的加工成本和使用成本。
在本申请第二方面,提供了一种风机。如图4至图6所示,在一些实施方式中,风机可以包括风轮1-20和蜗壳123-10,风轮123-20设置于蜗壳123-10的风道1-101内,并可以相对于蜗壳123-10转动,风轮123-20朝向于蜗壳123-10的进风口1-201布置,从而当风轮123-20转动时,能够通过进风口1-201将蜗壳123-10外部的气体引入风道1-101,在蜗壳123-10外部的气体向风轮123-20流动的过程中,端板1-200附近区域的气体可以沿着前述凸曲面1-202流动,由于凸曲面1-202向进风口1-201方向延伸,从而凸曲面1-202能够对流向风轮123-20的气体起到流动导向作用,可以调整气体流向风轮123-20时的冲角,改变气体进入蜗壳123-10时的入流条件,以有利于使气体较为平顺地流向风轮123-20,削弱气体对风轮123-20进风端的冲击作用,进而降低风机在使用时产生的运行噪声,改善产品的用户使用体验。
需要说明的是,如图1、图4和图5所示,围板1-100可以为呈螺线形式延伸的板形结构,以围成前述风道1-101,围板1-100的轴向端部形成有敞口,端板1-200可以连接于围板1-100的轴向端部,以覆盖前述敞口,端板1-200上开设的进风口1-201连通前述风道1-101,进风口1-201的导通方向可以与围板1-100的轴线方向一致,风轮123-20的轴向端部可以朝向于进风口1-201布置,前述风道1-101位于风轮123-20的周向,以便在风轮123-20转动时通过进风口1-201引入外部气体,并将气体排向风道1-101,以使气体在风道1-101内得到加速和加压。
在一些实施方式中,风机还可以包括有驱动装置,驱动装置与风轮123-20相连接,用于驱动风轮123-20转动,从而便于通过控制驱动装置的运行参数,调整风轮123-20的转动速度,进而实现风机的送风参数调控。
在一些实施方式中,蜗壳123-10可以包括有围板1-100和端板1-200。围板1-100可以围设有风道1-101,端板1-200与围板1-100的一端相连接,并形成有进风口1-201和凸曲面1-202。凸曲面1-202围绕进风口1-201布置,且位于端板1-200背离风道1-101的一侧。凸曲面1-202由围板1-100向进风口1-201的方向延伸。在一些实施方式中,蜗壳123-10可以作为风机的一个部件,风机的风轮123-20可以转动地设置在风道1-101内,风轮123-20可以朝向与进风口1-201布置,基于蜗壳123-10的前述设置在实际应用中当风轮123-20转动时,能够通过进风口1-201将蜗壳123-10外部的气体引入风道1-101,在蜗壳123-10外部的气体向风轮123-20流动的过程中端板1-200附近区域的气体可以沿着前述凸曲面1-202流动。由于凸曲面1-202向进风口1-201方向延伸,从而凸曲面1-202能够对流向风轮123-20的气体起到流动导向作用,可以调整气体流向风轮123-20时的冲角,改变气体进入蜗壳123-10时 的入流条件。这样有利于使气体较为平顺地流向风轮123-20,削弱气体对风轮123-20进风端的冲击作用,进而降低风机在使用时产生的运行噪声,改善产品的用户使用体验。
由于根据本申请一些实施方式提供的风机可以包括蜗壳123-10,因而具备了该蜗壳123-10的一切有益效果,这里不做赘述。
图7为根据本申请一些实施方式的叶片结构的示意性结构图;图8为根据本申请一些实施方式的叶片结构的示意性使用场景图;图9为图8中A区域的示意性局部放大图;图10为根据本申请一些实施方式的叶片结构的示意性使用效果图;图11为根据本申请一些实施方式的风轮第一个视角的示意性结构图;图12为根据本申请一些实施方式的风轮第二个视角的示意性结构图;图13为根据本申请一些实施方式的风轮第三个视角的示意性结构图;图14为根据本申请一些实施方式的风机的第一个视角的示意性结构图;图15为根据本申请一些实施方式的风轮的第二个视角的示意性结构图。
如图7至图15所示,根据本申请一些实施方式提供的风机的风轮123-20可以包括轮毂23-200;叶片结构23-100,穿设于所述轮毂23-200,多个所述叶片结构23-100沿所述轮毂23-200的周向间隔布置;轮箍23-300,所述叶片结构23-100的一端连接于所述轮箍23-300。
在一些实施方式中,叶片结构23-100由塑料制成,叶片结构23-100的叶片中线23-101为圆锥曲线。
叶片结构23-100的叶片中线23-101可以为圆锥曲线,该叶片结构23-100在实际应用中可以作为风机的风轮123-20的一个部件,例如可以将多个叶片结构23-100安装在风轮123-20的轮毂23-200上,以便于各个叶片跟随轮毂23-200转动,从而驱动气体流动以实现送风,并且基于前述设置,在实际应用中,由于叶片结构23-100能够整体上呈圆锥曲线的形式延伸,叶片结构23-100的曲率能够在延伸方向上发生变化,在气体沿叶片结构23-100流动的过程中,更利于叶片结构23-100对气体做功,以便于更有效地驱动气体流动,有助于减小气体流动阻力,进而提升叶片所属风机的效率,减少风机的功耗,并能够提高风机的静压能力,降低风机失速的可能性,提升风机的使用性能,增大风机的风量。
可以理解的是,叶片结构23-100的叶片中线23-101也可称叶片型线,如图7所示,根据不同的使用要求,叶片结构23-100的横截面通常沿特定的曲线延伸,该条曲线就是叶片的型线,常称为叶片中线23-101或叶片型线,叶片中线23-101的形式通常直接影响该叶片结构23-100所属风机的效率。
可以理解的是,圆锥曲线通常可以包括双曲线、抛物线或椭圆,前述叶片结构23-100的叶片中线23-101为圆锥曲线,也即叶片结构23-100的叶片中线23-101可以为双曲线或抛物线或椭圆;不难理解,叶片结构23-100通常具备一定的尺寸,相应地,叶片中线23-101可以为一曲线段,也即在一些实施方式中叶片结构23-100的叶片中线23-101可以为一圆锥曲线段。如在叶片结构23-100的横截面内建立直角坐标系,则有叶片中线23-101的一般表达式如下:
A·x2+B·x·y+C·y2+D·x+E·y+F=0      (2-1)
公式(2-1)中,A、B、C、D、E和F为实数,且A≠0,B≠0,C≠0;可以理解的是,当B^2-4AC<0,该叶片中线23-101为椭圆弧;当B^2-4AC=0,该叶片中线23-101为抛物线段;当B^2-4AC>0,该叶片中线23-101为双曲线段。
需要说明的是,在一些实施方式中,风机叶片的叶片中线多为圆弧,且大多为单圆弧,可以理解的是,单圆弧的叶片中线也即是指叶片中线由一连续的圆弧形构成,但是在实际应用中,单圆弧的叶片中线可调控性较差,难以通过调整叶片中线的参数实现风机效率的大幅改进;一些风机叶片也有采用双圆弧或多圆弧形式的叶片中线,可以理解的是,双圆弧或多圆弧的叶片中线,也即是指叶片中线有两个或两个以上的相连接的圆弧形构成,但是双圆弧或多圆弧的叶片中线,圆弧交接处曲率不连续,实际应用中容易造成气体的速度损失,从而对于风机的性能提升也十分有限。
相比于前述采用圆弧形式叶片中线23-101的风机叶片,在一些实施方式中叶片结构23-100的叶片中线23-101为圆锥曲线,一方面能够令叶片结构23-100的曲率能够在延伸方向上发生变化,在气体沿叶片结构23-100流动的过程中,更利于叶片结构23-100对气体做功,以便于更有效地驱动气体流动,有助于减小气体流动阻力,进而提升叶片所属风机的效率,减少风机的功耗,能够提高风机的静压能力,降低风机失速的可能性,提升风机的使用性能,增大风机的风量;另一方面,也能够保证叶片结构23-100的曲率连续,减少使用过程中的速度损失,有利于进一步增加风机的最大静压及风量,例如,对公式1进行求导,可以得到公式(2-2):
通过公式(2-2)可知,叶片结构23-100的叶片中线23-101可以保持曲率连续,进而相比于双圆弧或多圆弧式的叶片中线23-101,能够减少使用过程中的速度损失,有利于进一步增加风机的最大静压及风量。
示例性地,如表2-1和图10所示,表2-1中列出了风机采用不同叶片结构23-100下的风量-功耗对比图,可以看出,在输出相同的风量的情况下,风机采用的叶片中线23-101为圆锥曲线的叶片结构23-100,能够产生更小的功耗,进而风机的效率得到大幅提升,该叶片结构23-100利于在同等能耗的情况下提高风机的风量;在风机的风量提升过程中,由于叶片中线23-101为圆锥曲线的叶片结构23-100同样能够保证风机的功耗处于相对较低水平,从而反映了该叶片结构23-100能够在较高的风量静压下保持使用性能,降低了风机发生失速现象的可能性,能够提高风机的性能。
表2-1风量-功耗对比
由于叶片结构23-100可以采用塑料材料制成,塑料材料具有良好的加工性能,便于在生产过程中控制叶片结构23-100的造型,能够降低叶片结构23-100的加工难度和加工成本,且塑料材料的叶片结构23-100在成形后也能够具备良好的结构强度,有利于在节省叶片结构23-100的材料成本的同时保证使用寿命。
在一些实施方式中,叶片结构23-100可以采用聚丙烯或ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymers;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)塑料或AS(Acrylonitrile-Styrene copolymer;苯乙烯-丙烯腈共聚物)塑料制成。
公式(2-1)以可以改写为公式(2-3):
在一些实施方式中,叶片结构23-100的圆锥曲线表达式可以由公式(2-3)确定,可以设置公式(2-3)中,-A/F=-6.3732*10-5,-B/F=-5.5531*10-6,-C/F=-8.3930*10-5,-D/F=-1.9100*10-3,-E/F=-1.8491*10-2,x大于或等于0且小于或等于8.298,y大于或等于104.135且小于或等于124.999。
如图7所示,在一些实施方式中,叶片结构23-100的横截面轮廓可以包括:前缘端曲线2-102,叶片中线23-101的一端经过前缘端曲线2-102;其中,前缘端曲线2-102的拱高与前缘端曲线2-102的弦长的比值大于或等于0.3且小于或等于0.8。
在一些实施方式中,叶片结构23-100的横截面轮廓可以包括有前缘端曲线2-102,叶片中线23-101的一端经过前缘端曲线2-102,可以理解的是,前缘端曲线2-102的形式能够影响叶片结构23-100的前缘端面形式,叶片结构23-100的前缘端也即在实际应用中进风端,相应地,叶片中线23-101经过前缘端曲线2-102的一端也即叶片中线23-101的进风端,通过 设置前缘端曲线2-102的拱高与弦长的比值大于或等于0.3且小于或等于0.8,能够在实际应用中,令叶片结构23-100所属的风轮123-20在高效率区间提供更高的风量和静压,有利于风机发挥性能,减少风机的功耗,进一步提升风机的使用性能,也利于减少风机在使用时的噪声,改善产品的用户使用感观,提升产品的用户使用体验。
可以理解的是,如图7所示,前缘端曲线2-102为一凸曲线,前缘端曲线2-102的两端分别位于叶片中线23-101的两侧,也即在实际应用中,前缘端曲线2-102的两端分别处于叶片结构23-100的正压侧和负压侧,叶片在驱动气体流动时,气体会由前缘端曲线2-102所处的一端向叶片结构23-100的另一端流动,相应地,叶片结构23-100与前缘端曲线2-102相对的一端为叶片结构23-100的出风端,叶片中线23-101远离前缘端曲线2-102的一端为叶片中线23-101的出风端;前述前缘端曲线2-102的弦长,也即前缘端曲线2-102两个端点的连线长度;前述前缘端曲线2-102的拱高,也即前缘端曲线2-102至弦长线的最大垂直距离。
在一些实施方式中,前缘端曲线2-102可以为但不限于圆弧线、椭圆弧线、双曲线或抛物线。
在一些实施方式中,前缘端曲线2-102的拱高与前缘端曲线2-102的弦长的比值可以等于0.6。
如图7所示,在一些实施方式中,叶片结构23-100的横截面轮廓还可以包括:出口端线2-103,叶片中线23-101远离前缘端曲线2-102的一端经过出口端线2-103;正压面曲线2-104,位于叶片中线23-101的一侧,正压面曲线2-104的两端分别连接于前缘端曲线2-102和出口端线2-103;负压面曲线2-105,位于叶片中线23-101的另一侧,负压面曲线2-105的两端分别连接于前缘端曲线2-102和出口端线2-103;其中,正压面曲线2-104和负压面曲线2-105均为流线型曲线。
在一些实施方式中,叶片结构23-100的横截面轮廓还可以包括有出口端线2-103、正压面曲线2-104和负压面曲线2-105,其中,叶片中线23-101远离前述前缘端曲线2-102的一段经过出口端线2-103,可以理解的是,出口端线2-103的形式能够影响叶片结构23-100的出口端面形式,叶片结构23-100的出口端也即在实际应用中出风端,相应地,叶片中线23-101经过出口端线2-103的一端也即叶片中线23-101的出风端;正压面曲线2-104和负压面曲线2-105分别位于叶片中线23-101的两侧,可以理解的是,正压面曲线2-104和负压面曲线2-105可以分别用于影响叶片结构23-100的正压侧的曲面形式和负压侧的曲面形式,且正压面曲线2-104的两端和负压面曲线2-105的两端均分别连接前缘端曲线2-102和出口端线2-103,从而可以利用前缘端曲线2-102、出口端线2-103、正压面曲线2-104和负压面曲线2-105围成叶片结构23-100的横截面轮廓。在一些实施方式中,正压面曲线2-104和负压面曲线2-105均为流线型曲线,从而能够减小叶片结构23-100正压侧和负压侧对气体流动的阻力,有利于提升叶片对气体的驱动效率,进而进一步增强风机效率,节省风机能耗,提升风机的风量和静压,提高风机的使用性能。
在一些实施方式中,叶片结构23-100的横截面轮廓还可以包括:出口过渡线2-106,连接于出口端线2-103与正压面曲线2-104之间;其中,出口过渡线2-106可以为弧形线。
在一些实施方式中,叶片结构23-100的横截面轮廓还可以包括有连接于出口端线2-103与正压面曲线2-104之间的出口过渡线2-106,从而可以利用出口过渡线2-106进行出口端线2-103与正压面曲线2-104之间的衔接,出口过渡线2-106可以为弧形线,从而可以进一步保证出口端线2-103与正压面曲线2-104之间的过度平顺性,防止叶片结构23-100的出风端处因角度尖锐而产生剧烈噪声,且能够提升叶片结构23-100正压侧靠近出风端处气流导向效果,改善叶片结构23-100出口端处的正压侧气体流速,并能够有利于改善叶片结构23-100的出风端处的应力集中现象,延长叶片结构23-100的使用寿命,降低叶片结构23-100的维修维护成本。
可以理解的是,在叶片结构23-100的横截面轮廓可以包括有前述出口过渡线2-106的情况下,叶片结构23-100的横截面轮廓可以由前缘端曲线2-102、出口端线2-103、出口过渡 线2-106、正压面曲线2-104和负压面曲线2-105围成。
可以理解的是,出口过渡线2-106与正压面曲线2-104之间可以平滑连接,从而可以提升出口过渡线2-106与正压面曲线2-104交接处的曲率连续性,有利于减小叶片结构23-100的气体流速损失。
如图7所示,在一些实施方式中,正压面曲线2-104至叶片中线23-101的距离与负压面曲线2-105至叶片中线23-101的距离可以相同。
在一些实施方式中,可以设置正压面曲线2-104至叶片中线23-101的距离与负压面曲线2-105至叶片中线23-101的距离相同,从而可以提升叶片结构23-100在叶片中线23-101两侧的厚度分布对称性,有利于提升叶片结构23-100的结构强度,提升叶片结构23-100在实际应用中的平衡性和稳定性,有利于改善叶片结构23-100的受力情况,并延长叶片结构23-100的使用寿命。
需要说明的是,图7中示出的叶片结构23-100的横截面中,绘制有多个同时与正压面曲线2-104和负压面曲线2-105相切的内切圆,各个内切圆的圆心均位于叶片中线23-101上,各个内切圆的直径可以用于表征相应圆心位置处的叶片厚度,各个内切圆的半径则可以用于表征相应圆心位置处正压面曲线2-104至叶片中线23-101的距离与负压面曲线2-105至叶片中线23-101的距离。
如图8和图9所示,在一些实施方式中,叶片中线23-101的离心率e大于或等于0.3且小于或等于0.6;和/或叶片结构23-100的进风角β1大于或等于60°且小于或等于85°;和/或叶片结构23-100的出风角β2大于或等于140°且小于或等于166°;和/或叶片结构23-100的中心角α大于或等于3°且小于或等于6°。
如图8所示,在实际应用中,由于叶片结构23-100可以作为风机的风轮123-20的一个部件,可以理解的是,风轮123-20通常可以包括有多个叶片,从而多个前述叶片结构23-100可以间隔地设置于风轮123-20的轮毂23-200,并呈环形阵列布置,在多个叶片结构23-100设置于前述轮毂23-200的情况下,各个叶片结构23-100的叶片中线23-101的进风端位于同一圆周,各个叶片结构23-100的叶片中线23-101的出风端位于同一圆周;如图9所示,叶片中线23-101在进风端处的切线与圆周方向的夹角也即前述叶片结构23-100的进风角β1,叶片中线23-101在出风端处的切线与圆周方向的夹角也即前述叶片结构23-100的出风角β2,如图8所示,叶片中线23-101的进风端与轮毂23-200轴线的连线和叶片中线23-101的出风端与轮毂23-200轴线的连线的夹角也即叶片结构23-100的中心角α。
需要说明的是,为了便于展示前述参数,图8和图9中一些叶片结构23-100利用叶片中线23-101简略表示。
在一些实施方式中,对叶片中线23-101的离心率e、叶片结构23-100的进风角β1、叶片结构23-100的出风角β2和叶片结构23-100的中心角α这4项参数的参数范围进行了限定,可以理解的是,前述4项参数的参数范围在实际应用中可以全部采用,亦可以任意采用其中的一项、两项或三项,基于前述参数范围的限定,能够在实际应用中,令叶片结构23-100所属的风轮123-20在高效率区间提供更高的风量和静压,有利于风机发挥性能,减少风机的功耗,进一步提升风机的使用性能,也利于减少风机在使用时的噪声,改善产品的用户使用感观,提升产品的用户使用体验。
可以理解的是,在前述4项参数的参数范围全部采用的情况下,可以极大程度上提升叶片结构23-100所述风机的风量和静压,节省风机的能耗,降低风机的运行噪声。
可以理解的是,在一些实施方式中,叶片结构23-100的叶片中线23-101可以为圆锥曲线,基于前述4项参数的参数范围的限定,亦能够便于确定该圆锥曲线的曲线参数,进而指导叶片结构23-100的造型。
在一些实施方式中,叶片中线23-101的离心率e可以等于0.45;叶片结构23-100的进风角β1可以等于75°;叶片结构23-100的出风角β2可以等于153°;叶片结构23-100的中心角α可以等于4.6°。
如图7所示,在一些实施方式中,沿叶片中线23-101的进风端至叶片中线23-101的出风端的方向,叶片结构23-100的厚度先增大后减小。
在一些实施方式中,沿叶片中线23-101的进风端至叶片中线23-101的出风端的方向,可以设置叶片结构23-100的厚度先增大后减小,从而可以令叶片结构23-100由进风端至出风端的方向产生厚度变化,进而便于令叶片结构23-100的正压侧和负压侧呈现流线型结构,并能够在一定程度上令叶片结构23-100的厚度分布形成对鱼类厚度分布的模仿,有利于在实际应用中,降低叶片结构23-100对气体的流动阻力,减少气体流动的速度损失,提升叶片结构23-100所属风机的效率,增大风机的风量和静压,节省风机的能耗,增强风机的使用性能,基于前述设置,也有利于在实际应用中降低叶片结构23-100所述风机的噪声,改善产品的用户使用体验。
在一些实施方式中,沿叶片中线23-101的延伸方向,叶片结构23-100的最大厚度位置至叶片中线23-101的进风端的距离与叶片中线23-101的长度的比值可以大于或等于0.2且小于或等于0.4。
在一些实施方式中,沿叶片中线23-101的延伸方向,也即沿叶片中线23-101的进风端至叶片中线23-101的出风端方向,可以设置叶片结构23-100的最大厚度位置至叶片中线23-101的进风端的距离,与叶片中线23-101的长度的比值大于或等于0.2且小于或等于0.4,可以理解的是,结合前述,沿叶片中线23-101的进风端至叶片中线23-101的出风端的方向,叶片结构23-100的厚度先增大后减小,从而在叶片中线23-101的某一位置处,叶片结构23-100的厚度可以达到最大,基于前述设置,可以约束叶片结构23-100的最大厚度的出现位置,在实际应用中,能够进一步降低叶片结构23-100对气体的流动阻力,减少气体流动的速度损失,提升叶片结构23-100所属风机的效率,增大风机的风量和静压,节省风机的能耗,增强风机的使用性能,并降低叶片结构23-100所述风机的噪声,改善产品的用户使用体验。
在一些实施方式中,叶片结构23-100的最大厚度可以大于或等于1mm且小于或等于6mm,从而一方面避免叶片结构23-100的厚度过小,有利于保证叶片结构23-100的强度,提升叶片结构23-100的受力性能,另一方面也能够避免叶片结构23-100过大,防止实际应用中产生过大的负载,有利于节省叶片结构23-100所属风机的能耗。
如图11至图13所示,在一些实施方式中,风轮123-20可以包括:轮毂23-200;多个叶片结构23-100,穿设于轮毂23-200,多个叶片结构23-100沿轮毂23-200的周向间隔布置;轮箍23-300,叶片结构23-100的一端连接于轮箍23-300。
在一些实施方式中,风轮123-20可以包括有轮毂23-200、轮箍23-300和多个叶片结构23-100,其中,叶片结构23-100穿设在轮毂23-200上,并沿轮毂23-200的周向间隔布置,叶片结构23-100的一端连接轮箍23-300,以便于利用轮箍23-300进行多个叶片结构23-100的端部约束,提升风轮123-20运行时的稳定性,可以理解的是,轮毂23-200可以用于连接驱动装置的输出轴,以在驱动装置运行时,带动轮毂23-200及各个叶片结构23-100发生转动,从而利用叶片结构23-100驱动气体流动以实现送风,叶片结构23-100能够整体上呈圆锥曲线的形式延伸,叶片结构23-100的曲率能够在延伸方向上发生变化,在气体沿叶片结构23-100流动的过程中,更利于叶片结构23-100对气体做功,以便于更有效地驱动气体流动,有助于减小气体流动阻力,进而提升叶片所属风机的效率,减少风机的功耗,能够提高风机的静压能力,降低风机失速的可能性,提升风机的使用性能,增大风机的风量。
在一些实施方式中,叶片结构23-100可以采用塑料材料制成,塑料材料具有良好的加工性能,便于在生产过程中控制叶片结构23-100的造型,能够降低叶片结构23-100的加工难度和加工成本,且塑料材料的叶片结构23-100在成形后也能够具备良好的结构强度,有利于在节省叶片结构23-100的材料成本的同时保证使用寿命。
如图11和图12所示,在一些实施方式中,轮箍23-300的数量可以为两个,两个轮毂23-200分别与叶片结构23-100的两端相连接,从而可以进一步增强对叶片结构23-100的端部约束,提升风轮123-20的稳定性和可靠性。
在一些实施方式中,轮箍23-300、轮毂23-200和叶片结构23-100为一体式结构。
在一些实施方式中,前述轮箍23-300、轮毂23-200和叶片结构23-100可以为一体式结构,从而在风轮123-20加工的过程中,可以通过一体成型的方式制作风轮123-20,降低风轮123-20的装配难度,并且有利于提升轮箍23-300、轮毂23-200和叶片结构23-100之间的连接强度,进一步提升风轮123-20在运行时的稳定性,并延长风轮123-20的使用寿命,也能够降低轮箍23-300、轮毂23-200和叶片结构23-100之间发生松动的可能性,有利于进一步降低风轮123-20运行时的振动噪声,改善产品的用户使用体验。
如图13所示,在一些实施方式中,风轮123-20还可以包括:轴套23-400,设置于轮毂23-200。
在一些实施方式中,风轮123-20还可以包括有设置于轮毂23-200的轴套23-400,可以理解的是,轴套23-400与轮毂23-200同轴布置,在实际应用中,轮毂23-200可以通过轴套23-400对接驱动装置的输出轴,以接受驱动装置输出的动力,从而基于轴套23-400的设置,能够便于风轮123-20对接驱动装置,提升风轮123-20的使用便利性和运行可靠性。
此外,由于风轮123-20可以包括如上述叶片结构23-100,因而具备该叶片结构23-100的一切有益效果,这里不做赘述。
如图14和图15所示,根据本申请一些实施方式提供了一种风机,该风机可以包括有蜗壳123-10和风轮123-20,其中,蜗壳123-10形成有风道,风轮123-20设置于风道内,并可以相对于蜗壳123-10转动,从而在风轮123-20转动的过程中,能够向风道输送气流,气体在风轮123-20的驱动下能够在风道内得到加速加压,进而提升风机输出的气体压力及流量,使得风机能够对外输出具有一定压力的气流,以进行送风作业。
在一些实施方式中,风机还可以包括有驱动装置,驱动装置用于驱动风轮123-20转动。
此外,由于根据本申请一些实施方式提供的风机可以包括风轮123-20,因而具备该风轮123-20的一切有益效果,这里不做赘述。
根据本申请一些实施方式提供了一种空调器,可以包括:根据本申请一些实施方式提供的风机。
由于根据本申请一些实施方式的空调器可以包括上述风机,因而具备该风机的一切有益效果,这里不做赘述。
在一些实施方式中,叶片结构23-100的叶片中线23-101为圆锥曲线,该叶片结构23-100在实际应用中可以作为风机的风轮123-20的一个部件,例如可以将多个叶片结构23-100安装在风轮123-20的轮毂23-200上,以便于各个叶片跟随轮毂23-200转动,从而驱动气体流动以实现送风,并且基于前述设置,在实际应用中,由于叶片结构23-100能够整体上呈圆锥曲线的形式延伸,叶片结构23-100的曲率能够在延伸方向上发生变化,在气体沿叶片结构23-100流动的过程中,更利于叶片结构23-100对气体做功,以便于更有效地驱动气体流动,进而提升叶片所属风机的效率,减少风机的功耗,能够提高风机的静压能力,降低风机失速的可能性,提升风机的使用性能。在一些实施方式中,叶片结构23-100可以采用塑料材料制成,塑料材料具有良好的加工性能,便于在生产过程中控制叶片结构23-100的造型,能够降低叶片结构23-100的加工难度和加工成本,且塑料材料的叶片结构23-100在成形后也能够具备良好的结构强度,有利于在节省叶片结构23-100的材料成本的同时保证使用寿命。
图16为根据本申请一些实施方式的叶片结构第一个视角的示意性结构图;图17为根据本申请一些实施方式的叶片结构第二个视角的示意性结构图;图18为图17中示出的叶片结构沿A-A方向的示意性截面图;图19为根据本申请一些实施方式的叶片结构的示意性应用场景图;图20为图19中B区域的示意性局部放大图;图21为根据本申请一些实施方式的风轮第一个视角的示意性结构图;图22为根据本申请一些实施方式的风轮第二个视角的示意性结构图;图23为图22中示出的风轮沿C-C方向的示意性截面图;图24为根据本申请一些实施方式的轮毂的示意性结构图;图25为根据本申请一些实施方式的轮箍的示意性结构图;图26为根据本申请一些实施方式的风机第一个视角的示意性结构图;以及图27为根据 本申请一些实施方式的风机第二个视角的示意性结构图。
如图16至图27所示,根据本申请一些实施方式提供的风机的风轮123-20可以包括轮毂23-200;叶片结构23-100,穿设于所述轮毂23-200,多个所述叶片结构23-100沿所述轮毂23-200的周向间隔布置;轮箍23-300,所述叶片结构23-100的一端连接于所述轮箍23-300。
在一些实施方式中,叶片结构23-100,叶片结构23-100由钣金制成,叶片结构23-100的叶片中线23-101包括圆锥曲线段3-1011。
在一些实施方式中,叶片结构23-100的叶片中线23-101可以包括有圆锥曲线段3-1011,该叶片结构23-100在实际应用中可以作为风机的风轮123-20的一个部件,例如可以将多个叶片结构23-100安装在风轮123-20的轮毂23-200上,以便于各个叶片跟随轮毂23-200转动,从而有利于驱动气体流动以实现送风,在一些实施方式中,叶片结构23-100的至少部分能够呈圆锥曲线的形式延伸,圆锥曲线段3-1011对应的部分叶片结构23-100的曲率能够在延伸方向上发生变化,在气体沿叶片结构23-100流动的过程中,更利于叶片结构23-100对气体做功,并有利于驱动气体流动,进而提升叶片所属风机的效率,减少风机的功耗,能够提高风机的静压能力,降低风机失速的可能性,提升风机的使用性能。
可以理解的是,叶片结构23-100的叶片中线23-101也可称叶片型线,如图18所示,根据不同的使用要求,叶片结构23-100的横截面通常沿特定的曲线延伸,该条曲线就是叶片的型线,常称为叶片中线23-101或叶片型线,叶片中线23-101的形式通常直接影响该叶片结构23-100所属风机的效率。
可以理解的是,圆锥曲线通常包括双曲线、抛物线或椭圆,前述叶片结构23-100的叶片中线23-101包括圆锥曲线段3-1011,也即叶片结构23-100的叶片中线23-101可以包括双曲线段或抛物线段或椭圆弧段。如在叶片结构23-100的横截面内建立直角坐标系,则有叶片中线23-101的圆锥曲线段3-1011的一般表达式如下:
A·x2+B·x·y+C·y2+D·x+E·y+F=0      (3-1)
公式(3-1)中,A、B、C、D、E和F为实数,且A≠0,B≠0,C≠0;可以理解的是,当B^2-4AC<0,该叶片中线23-101的圆锥曲线段3-1011为椭圆弧段;当B^2-4AC=0,该叶片中线23-101的圆锥曲线段3-1011为抛物线段;当B^2-4AC>0,该叶片中线23-101的圆锥曲线段3-1011为双曲线段。
相比于前述采用圆弧形式叶片中线23-101的风机叶片,由于叶片结构23-100的叶片中线23-101可以包括圆锥曲线段3-1011,一方面能够令圆锥曲线段3-1011对应的部分叶片结构23-100的曲率在延伸方向上发生变化,在气体沿叶片结构23-100流动的过程中,更利于叶片结构23-100对气体做功,并有利于驱动气体流动,有助于减小气体流动阻力,进而提升叶片所属风机的效率,减少风机的功耗,能够提高风机的静压能力,降低风机失速的可能性,提升风机的使用性能,增大风机的风量;另一方面,也能够保证叶片结构23-100的曲率具有较高的连续性,减少使用过程中的速度损失,有利于进一步增加风机的最大静压及风量,例如,对公式(3-1)进行求导,可以得到公式(3-2):
通过公式(3-2)可知,叶片结构23-100的叶片中线23-101在圆锥曲线段3-1011可以保持曲率连续,进而相比于双圆弧或多圆弧式的叶片中线23-101,能够减少使用过程中的速度损失,有利于进一步增加风机的最大静压及风量。
在一些实施方式中,叶片结构23-100可以采用钣金制成,钣金件具有良好的成型精度,便于在生产过程中控制叶片结构23-100的造型,从而保证叶片结构23-100的尺寸精度,且钣金的叶片结构23-100在成形后也能够具备良好的结构强度,能够提升叶片结构23-100的承载性能,进而利于进一步提升叶片结构23-100所属风机的静压和风量。
如图18所示,在一些实施方式中,叶片中线23-101还可以包括:直线段3-1012,连接于圆锥曲线段3-1011的一端,直线段3-1012与圆锥曲线段3-1011之间平滑过渡;直线段3-1012靠近于叶片结构23-100的进风端,圆锥曲线段3-1011靠近于叶片结构23-100的出风 端。
在一些实施方式中,叶片中线23-101还可以包括有与圆锥曲线段3-1011的一段相连接的直线段3-1012,直线段3-1012与圆锥曲线段3-1011之间平滑过渡,从而可以避免圆锥曲线段3-1011与直线段3-1012的交接处发生大幅度的曲率突变,有利于在实际应用中减少气体的速度损失,进一步提升风机的风量和静压能力。
可以理解的是,叶片中线23-101的两端分别对应于叶片结构23-100的两端,在实际应用中,当叶片跟随轮毂23-200转动时,气体可以由叶片结构23-100的一端流向另一端,从而叶片结构23-100的两端可以分别视作进风端和出风端,相应地,叶片中线23-101靠近叶片结构23-100的进风端的一端可以被视为叶片中线23-101的进风端,叶片中线23-101靠近叶片结构23-100的出风端的一端可以被视为叶片中线23-101的出风端,在一些实施方式中,直线段3-1012靠近于叶片结构23-100的进风端,圆锥曲线段3-1011靠近于叶片结构23-100的出风端,从而在实际应用中,当叶片跟随轮毂23-200转动时,气体可以依次沿圆锥曲线段3-1011对应的部分叶片结构23-100和直线段3-1012对应的部分叶片结构23-100流动,进而气体在流经圆锥曲线段3-1011对应的部分叶片结构23-100时,可以被该部分叶片结构23-100做功加速,提升气体的流速,有利于增大风机的风量,在气体在流经直线段3-1012对应的部分叶片结构23-100时,该部分叶片结构23-100的导向作用更好,气体流动阻力更低,利于气流迅速排出,提升叶片结构23-100所属风机的送风效率。
需要说明的是,前述直线段3-1012与圆锥曲线段3-1011之间平滑过渡,也即是指直线段3-1012的延伸方向与圆锥曲线段3-1011的延伸方向保持较高的一致性;可以理解的是,直线段3-1012连接于圆锥曲线段3-1011,从而直线段3-1012与圆锥曲线段3-1011之间存在交接点,可以设置圆锥曲线段3-1011在前述交接点处的切线方向与直线段3-1012延伸方向的夹角小于或等于2°,以保证直线段3-1012与圆锥曲线段3-1011之间平滑过渡。
如图18所示,在一些实施方式中,直线段3-1012与圆锥曲线段3-1011相切。
在一些实施方式中,可以设置直线段3-1012与圆锥曲线段3-1011相切,从而可以极大程度上保证直线段3-1012与圆锥曲线段3-1011之间过渡的平滑性,减少直线段3-1012与圆锥曲线段3-1011交界处的曲率突变,在实际应用中,能够降低气体的流速损失,进一步提升叶片结构23-100所属风机的效率,减少风机的功耗,能够提高风机的静压能力,提升风机的使用性能。
如图18所示,在一些实施方式中,直线段3-1012的长度L1与圆锥曲线段3-1011弦长L2的比值小于或等于0.2。
在一些实施方式中,可以设置直线段3-1012的长度L1与圆锥曲线段3-1011弦长L2的比值小于或等于0.2,从而基于线束比例范围,对直线段3-1012的长度L1加以约束,避免直线段3-1012的长度过大,能够缩短直线段3-1012对应的部分叶片结构23-100的长度,进而在利用直线段3-1012对应的部分叶片结构23-100进行气体的流动导向的同时,保证气体在流经圆锥曲线段3-1011对应的部分叶片结构23-100后,可以较为迅速地脱离叶片,实现气体的对外输送,减少气体的沿程损失,利于防止气体的流速和压力衰减,为叶片结构23-100所述风机的风量和静压性能提升提供保障。
如图19和图20所示,在一些实施方式中,叶片中线23-101的离心率e大于或等于0.25且小于或等于0.6;和/或叶片本体的进风角β1大于或等于50°且小于或等于75°;和/或叶片本体的出风角β2大于或等于135°且小于或等于170°;和/或叶片本体的中心角α大于或等于3°且小于或等于8°。
如图19所示,在一些实施方式中,叶片结构23-100可以作为风机的风轮123-20的一个部件,可以理解的是,风轮123-20通常包括有多个叶片,从而多个前述叶片结构23-100可以间隔地设置于风轮123-20的轮毂23-200,并呈环形阵列布置,在多个叶片结构23-100设置于前述轮毂23-200的情况下,各个叶片结构23-100的叶片中线23-101的进风端位于同一圆周,各个叶片结构23-100的叶片中线23-101的出风端位于同一圆周;如图20所示,叶 片中线23-101在进风端处的切线与圆周方向的夹角也即前述叶片结构23-100的进风角β1,叶片中线23-101在出风端处的切线与圆周方向的夹角也即前述叶片结构23-100的出风角β2,如图19所示,叶片中线23-101的进风端与轮毂23-200轴线的连线和叶片中线23-101的出风端与轮毂23-200轴线的连线的夹角也即叶片结构23-100的中心角α。
在一些实施方式中,对叶片中线23-101的离心率e、叶片结构23-100的进风角β1、叶片结构23-100的出风角β2和叶片结构23-100的中心角α这4项参数的参数范围进行了限定,可以理解的是,前述4项参数的参数范围在实际应用中可以全部采用,亦可以任意采用其中的一项、两项或三项,基于前述参数范围的限定,能够在实际应用中,令叶片结构23-100所属的风轮123-20在高效率区间提供更高的风量和静压,有利于风机发挥性能,减少风机的功耗,进一步提升风机的使用性能,也利于减少风机在使用时的噪声,改善产品的用户使用感观,提升产品的用户使用体验。
可以理解的是,在前述4项参数的参数范围全部采用的情况下,可以极大程度上提升叶片结构23-100所属风机的风量和静压,节省风机的能耗,降低风机的运行噪声。
可以理解的是,在一些实施方式中,叶片结构23-100的叶片中线23-101为圆锥曲线,基于前述4项参数的参数范围的限定,亦能够便于确定该圆锥曲线的曲线参数,进而指导叶片结构23-100的造型。
可以理解的是,叶片中线23-101包括圆锥曲线段3-1011,通过对叶片中线23-101的离心率e的范围进行限制,能够对圆锥曲线段3-1011的弯度加以约束。
如图18所示,在一些实施方式中,沿叶片结构23-100的进风端至叶片结构23-100的出风端的方向,叶片结构23-100的厚度一致。
在一些实施方式中,沿叶片结构23-100的进风端至叶片结构23-100的出风端的方向,可以设置叶片结构23-100的厚度一致,从而可以提升钣金的叶片结构23-100的厚度均匀性,在实际应用中,有利于提高叶片结构23-100跟随轮毂23-200转动时的稳定性,并且可以理解的是,在实际应用中,叶片结构23-100位于叶片中线23-101两侧的表面可以被分别视作正压面和负压面,基于前述设置,可以令正压面和负压面均与叶片中线23-101的形式保持较高的一致性,进而更利于叶片结构23-100对气体做功,提升叶片结构23-100所属风机的风量和静压性能,降低风机的能耗。
如图18所示,在一些实施方式中,叶片结构23-100的厚度t与圆锥曲线段3-1011的弦长L2的比值小于或等于0.15。
在一些实施方式中,可以设置叶片结构23-100的厚度t与圆锥曲线段3-1011的弦L2长的比值小于或等于0.15,从而可以避免叶片结构23-100的厚度t过大,有利于减轻叶片结构23-100的重量,进而在实际应用中,有利于降低叶片结构23-100的驱动能耗,进一步降低风机的功耗,也能够节省叶片结构23-100的材料用量,降低叶片结构23-100的体积,并降低叶片结构23-100的加工难度和加工成本。
如图21至图25所示,根据本申请一些实施方式提供的风机可以包括风轮123-20,风轮123-20可以包括有轮毂23-200、轮箍23-300和多个上述叶片结构23-100;叶片结构23-100穿设在轮毂23-200上,并沿轮毂23-200的周向间隔布置,叶片结构23-100的一端连接轮箍23-300,以便于利用轮箍23-300进行多个叶片结构23-100的端部约束,提升风轮123-20运行时的稳定性,可以理解的是,轮毂23-200可以用于连接驱动装置的输出轴,以在驱动装置运行时,带动轮毂23-200及各个叶片结构23-100发生转动,从而利用叶片结构23-100更有利于驱动气体流动以实现送风,叶片结构23-100的至少部分能够呈圆锥曲线的形式延伸,圆锥曲线段3-1011对应的部分叶片结构23-100的曲率能够在延伸方向上发生变化,在气体沿叶片结构23-100流动的过程中,更利于叶片结构23-100对气体做功,并有利于驱动气体流动,进而提升叶片所属风机的效率,减少风机的功耗,能够提高风机的静压能力,降低风机失速的可能性,提升风机的使用性能。
在一些实施方式中,叶片结构23-100可以采用钣金制成,钣金件具有良好的成型精度, 便于在生产过程中控制叶片结构23-100的造型,从而保证叶片结构23-100的尺寸精度,且钣金的叶片结构23-100在成形后也能够具备良好的结构强度,能够提升叶片结构23-100的承载性能,进而利于进一步提升叶片结构23-100所属风机的静压和风量。
示例性地,如图23和图24所示,轮毂23-200可以形成有第一安装孔3-201,叶片结构23-100可以通过第一安装孔3-201穿设于轮毂23-200。
如图16、图17、图21和图10所示,在一些实施方式中,叶片结构23-100与轮箍23-300相连接的一端形成有紧固结构3-110,叶片结构23-100通过紧固结构3-110连接于轮箍23-300。
在一些实施方式中,叶片结构23-100用于连接轮箍23-300的一端可以形成有紧固结构3-110,叶片结构23-100可通过前述紧固结构3-110连接轮箍23-300,从而基于前述设置,可以提升叶片结构23-100与轮箍23-300之间的连接强度,降低叶片结构23-100从轮箍23-300上松脱的可能性,为风轮123-20的稳顺运行提供更为可靠的保障,并且紧固结构3-110能够提升叶片结构23-100与轮箍23-300之间的连接紧密性,利于减少风量在转动过程中的振动噪声。
示例性地,如图16、图17和图21所示,前述紧固结构3-110可以为紧固搭接耳,如图25所示,轮箍23-300可以形成有第二安装孔3-301,叶片结构23-100的一端可以通过前述第二安装孔3-301穿设于轮箍23-300,紧固搭接耳可以卡接于轮箍23-300的第二安装孔3-301处,以提高叶片结构23-100与轮毂23-200之间的连接紧密性。
如图21和图22所示,在一些实施方式中,轮箍23-300的数量可以为两个,两个轮毂23-200分别与叶片结构23-100的两端相连接,从而可以进一步增强对叶片结构23-100的端部约束,提升风轮123-20的稳定性和可靠性。相应地,叶片结构23-100的两端可以均形成有紧固结构3-110以对接轮毂23-200。
在一些实施方式中,叶片结构23-100的进风端至轮毂23-200轴线的距离R1大于或等于75mm且小于或等于180mm;叶片结构23-100的出风端至轮毂23-200轴线的距离R2大于或等于90mm且小于或等于230mm;叶片结构23-100的出风端至轮毂23-200外缘的距离小于或等于5mm,且叶片结构23-100的出风端至轮毂23-200轴线的距离R2小于或等于轮毂23-200的半径R3。
在一些实施方式中,通过对叶片结构23-100的进风端至轮毂23-200轴线的距离R1和叶片结构23-100的出风端至轮毂23-200轴线的距离R2的范围加以限定,能够约束叶片结构23-100在轮毂23-200上的分布范围,并保证相邻的叶片结构23-100之间能够形成距离相对较长的气体流道,以便于在实际应用中利用叶片结构23-100对气体做功,加速气体流动,提升风量和风压;通过设置叶片结构23-100的出风端至轮毂23-200外缘的距离小于或等于5mm,并设置叶片结构23-100的出风端至轮毂23-200轴线的距离R2小于或等于轮毂23-200的半径R3,能够防止叶片沿轮毂23-200的径向相对于轮毂23-200外凸,一方面便于后续将风量装配于风机的机壳内,降低装配过程中结构干涉的可能性,另一方面也能够在风轮123-20转动过程中,防止叶片结构23-100与外部结构之间发生磕碰,有利于降低叶片结构23-100损坏的可能性,降低风轮123-20的维修维护成本。
如图23所示,在一些实施方式中,相邻两个叶片结构23-100之间的距离S大于或等于6mm且小于或等于20mm。
在一些实施方式中,可以设置相邻两个叶片结构23-100之间的距离S大于或等于6mm且小于或等于20mm,从而基于前述设置,一方面可以避免相邻的两个叶片结构23-100之间间距过小,能够在相邻的叶片结构23-100之间形成宽度相对较大的气体流道,降低气体流经叶片结构23-100时的阻力,利于提高风轮123-20所属风机的风量和静压,降低风机的能耗;另一方面,在轮毂23-200的结构尺寸既定的情况下,能够基于前述距离S的限制,约束轮毂23-200上布置的叶片结构23-100的总数,避免叶片结构23-100过多或过少,利于在保证风轮123-20的输出风量的同时,防止风轮123-20因叶片结构23-100的数量过多而导致的重量过大,能够提高风轮123-20的轻量化水平,进而进一步节省驱动风轮123-20转动时的能耗, 有利于进一步提高风轮123-20所属风机的效率。
如图21和图23所示,在一些实施方式中,风轮123-20还可以包括:轴套23-400,设置于轮毂23-200。
在一些实施方式中,风轮123-20还可以包括有设置于轮毂23-200的轴套23-400,可以理解的是,轴套23-400与轮毂23-200同轴布置,在实际应用中,轮毂23-200可以通过轴套23-400对接驱动装置的输出轴,以接受驱动装置输出的动力,从而基于轴套23-400的设置,能够便于风轮123-20对接驱动装置,提升风轮123-20的使用便利性和运行可靠性。
此外,在一些实施方式中,风轮123-20可以包括如上述叶片结构23-100,因而具备该叶片结构23-100的一切有益效果,这里不做赘述。
如图26和图27所示,根据本申请一些实施方式提供的风机,可以包括:蜗壳123-10和上述风轮123-20,蜗壳123-10形成有风道,风轮123-20设置于风道内,并可以相对于蜗壳123-10转动,从而在风轮123-20转动的过程中,能够向风道输送气流,气体在风轮123-20的驱动下能够在风道内得到加速加压,进而提升风机输出的气体压力及流量,使得风机能够对外输出具有一定压力的气流,以进行送风作业。
在一些实施方式中,风机还可以包括有驱动装置,驱动装置用于驱动风轮123-20转动。
此外,由于根据本申请一些实施方式提供的风机可以包括上述风轮123-20,因而具备该风轮123-20的一切有益效果,这里不做赘述。
在一些实施方式中,叶片结构23-100的叶片中线23-101可以包括有圆锥曲线段3-1011,该叶片结构23-100在实际应用中可以作为风机的风轮123-20的一个部件,例如可以将多个叶片结构23-100安装在风轮123-20的轮毂23-200上,以便于各个叶片跟随轮毂23-200转动,并以便于驱动气体流动以实现送风,并且基于前述设置,由于叶片结构23-100的至少部分能够呈圆锥曲线的形式延伸,圆锥曲线段3-1011对应的部分叶片结构23-100的曲率能够在延伸方向上发生变化,在气体沿叶片结构23-100流动的过程中,更利于叶片结构23-100对气体做功,并有利于驱动气体流动,进而提升叶片所属风机的效率,减少风机的功耗,能够提高风机的静压能力,降低风机失速的可能性,提升风机的使用性能。叶片结构23-100可以采用钣金制成。钣金件具有良好的成型精度,便于在生产过程中控制叶片结构23-100的造型,从而保证叶片结构23-100的尺寸精度,且钣金的叶片结构23-100在成形后也能够具备良好的结构强度,能够提升叶片结构23-100的承载性能,进而利于进一步提升叶片结构23-100所属风机的静压和风量。
根据本申请一些实施方式提供了一种空调器,包括:根据本申请一些实施方式提供的风机。
由于本申请一些实施方式提供的空调器可以包括根据本申请一些实施方式提供的风机,因而具备了该风机的一切有益效果,这里不做赘述。
在本申请中,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申请中的具体含义。
本申请的描述中,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申请和简化描述,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,不能理解为对本申请的限制。
在本说明书的描述中,术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“具体实施方式”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。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方式或实例。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方式 或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本申请的优选实施方式而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (35)

  1. 一种蜗壳,包括:
    围板,所述围板围设有风道;以及
    端板,连接于所述围板的一端,所述端板形成有进风口和围绕所述进风口布置的凸曲面;
    其中,所述凸曲面位于所述端板背离于所述风道的一侧,所述凸曲面由所述围板向所述进风口的方向延伸。
  2. 根据权利要求1所述的蜗壳,其中,所述端板包括:
    第一导流段,所述第一导流段的一端连接于所述围板,另一端向所述进风口延伸,所述第一导流段背离于所述风道的一侧形成有第一曲面段;以及
    第二导流段,连接于所述第一导流段,所述进风口形成于所述第二导流段,所述第二导流段背离于所述风道的一侧形成有第二曲面段,所述第二曲面段向所述围板的内侧延伸;
    其中,所述凸曲面包括所述第一曲面段和所述第二曲面段。
  3. 根据权利要求2所述的蜗壳,其中,所述端板还包括:过渡段,连接于所述第一导流段和所述第二导流段之间,所述过渡段背离于所述风道的一侧形成有过渡曲面段,所述过渡曲面段的两端分别连接于所述第一曲面段和所述第二曲面段,所述第一曲面段和所述第二曲面段均与所述过渡曲面段平滑过渡;
    其中,所述凸曲面还包括所述过渡曲面段。
  4. 根据权利要求3所述的蜗壳,其中,每个曲面段的弦高与弦长的比值小于或等于0.5。
  5. 根据权利要求1至4中任一项所述的蜗壳,其中,沿所述进风口的导通方向,所述凸曲面的凸起高度大于或等于10mm。
  6. 根据权利要求1至4中任一项所述蜗壳,还包括:出风导流件,形成有相连通的出风口和出风通道,所述围板形成有连通于所述风道的排气口,所述出风导流件设置于所述排气口处,所述出风通道通过所述排气口连通于所述风道。
  7. 根据权利要求1至4中任一项所述的蜗壳,其中,
    所述围板包括至少两个第一板形部,至少两个所述第一板形部沿所述进风口的周向依次连接,以围成所述风道;
    所述端板包括至少两个第二板形部,每个所述第一板形部连接有一个所述第二板形部,所述第二板形部形成有缺口,至少两个所述第二板形部相连接,以使至少两个所述缺口对接形成所述进风口。
  8. 根据权利要求1至4中任一项所述的蜗壳,其中,所述蜗壳为钣金蜗壳或塑料蜗壳。
  9. 根据权利要求1至4中任一项所述的蜗壳,其中,所述围板与所述端板为一体式结构。
  10. 一种风机,包括:
    如权利要求1至9中任一项所述的蜗壳;以及
    风轮,转动地设置于所述风道内,所述风轮朝向于所述进风口布置。
  11. 根据权利要求10所述风机,其中,所述风轮包括:
    轮毂;
    叶片结构,穿设于所述轮毂,多个所述叶片结构沿所述轮毂的周向间隔布置;
    轮箍,所述叶片结构的一端连接于所述轮箍。
  12. 根据权利要求11所述的风机,其中,所述叶片结构由塑料制成,所述叶片结构的叶片中线为圆锥曲线。
  13. 根据权利要求12所述的风机,其中,所述叶片结构的横截面轮廓包括:
    前缘端曲线,所述叶片中线的一端经过所述前缘端曲线;
    其中,所述前缘端曲线的拱高与所述前缘端曲线的弦长的比值大于或等于0.3且小于或等于0.8。
  14. 根据权利要求13所述的风机,其中,所述叶片结构的横截面轮廓还包括:
    出口端线,所述叶片中线远离所述前缘端曲线的一端经过所述出口端线;
    正压面曲线,位于所述叶片中线的一侧,所述正压面曲线的两端分别连接于所述前缘端曲线和所述出口端线;
    负压面曲线,位于所述叶片中线的另一侧,所述负压面曲线的两端分别连接于所述前缘端曲线和所述出口端线;
    其中,所述正压面曲线和所述负压面曲线均为流线型曲线。
  15. 根据权利要求14所述的风机,其中,所述叶片结构的横截面轮廓还包括:
    出口过渡线,连接于所述出口端线与所述正压面曲线之间;
    其中,所述出口过渡线为弧形线。
  16. 根据权利要求15所述的风机,其中,
    所述正压面曲线至所述叶片中线的距离与所述负压面曲线至所述叶片中线的距离相同。
  17. 根据权利要求12至16中任一项所述的风机,其中,
    所述叶片中线的离心率大于或等于0.3且小于或等于0.6;和/或
    所述叶片结构的进风角大于或等于60°且小于或等于85°;和/或
    所述叶片结构的出风角大于或等于140°且小于或等于166°;和/或
    所述叶片结构的中心角大于或等于3°且小于或等于6°。
  18. 根据权利要求12至16中任一项所述的风机,其中,
    沿所述叶片中线的进风端至所述叶片中线的出风端的方向,所述叶片结构的厚度先增大后减小。
  19. 根据权利要求18所述的风机,其中,
    沿所述叶片中线的延伸方向,所述叶片结构的最大厚度位置至所述叶片中线的进风端的距离与所述叶片中线的长度的比值大于或等于0.2且小于或等于0.4。
  20. 根据权利要求11至19中任一项所述的风机,其中,
    所述轮箍、所述轮毂和所述叶片结构为一体式结构。
  21. 根据权利要求11至20中任一项所述的风机,还包括:
    轴套,设置于所述轮毂。
  22. 根据权利要求20或21所述的风机,其中,
    所述蜗壳形成有风道;
    所述风轮设置于所述风道内。
  23. 根据权利要求11所述的风机,其中,所述叶片结构由钣金制成,所述叶片结构的叶片中线包括圆锥曲线段。
  24. 根据权利要求23所述的风机,其中,所述叶片中线还包括:
    直线段,连接于所述圆锥曲线段的一端,所述直线段与所述圆锥曲线段之间平滑过渡;
    其中,所述直线段靠近于所述叶片结构的进风端,所述圆锥曲线段靠近于所述叶片结构的出风端。
  25. 根据权利要求24所述的风机,其中,
    所述直线段与所述圆锥曲线段相切。
  26. 根据权利要求24所述的风机,其中,
    所述直线段的长度与所述圆锥曲线段弦长的比值小于或等于0.2。
  27. 根据权利要求23至26中任一项所述的风机,其中,
    所述叶片中线的离心率大于或等于0.25且小于或等于0.6;和/或
    所述叶片本体的进风角大于或等于50°且小于或等于75°;和/或
    所述叶片本体的出风角大于或等于135°且小于或等于170°;和/或
    所述叶片本体的中心角大于或等于3°且小于或等于8°。
  28. 根据权利要求23至26中任一项所述的风机,其中,
    沿所述叶片结构的进风端至所述叶片结构的出风端的方向,所述叶片结构的厚度一致。
  29. 根据权利要求28所述的风机,其中,
    所述叶片结构的厚度与所述圆锥曲线段的弦长的比值小于或等于0.15。
  30. 根据权利要求29所述的风机,其中,
    所述叶片结构与所述轮箍相连接的一端形成有紧固结构,所述叶片结构通过所述紧固结构连接于所述轮箍。
  31. 根据权利要求29所述的风机,其中,
    所述叶片结构的进风端至所述轮毂轴线的距离大于或等于75mm且小于或等于180mm;
    所述叶片结构的出风端至所述轮毂轴线的距离大于或等于90mm且小于或等于230mm;
    所述叶片结构的出风端至所述轮毂外缘的距离小于或等于5mm,且所述叶片结构的出风端至所述轮毂轴线的距离小于或等于所述轮毂的半径。
  32. 根据权利要求24所述的风机,其中,
    相邻两个所述叶片结构之间的距离大于或等于6mm且小于或等于20mm。
  33. 根据权利要求30至32中任一项所述的风机,其中,所述风轮还包括:
    轴套,设置于所述轮毂。
  34. 根据权利要求30至32中任一项所述的风机,其中,
    所述蜗壳形成有风道;
    所述风轮设置于所述风道内。
  35. 一种空调器,包括如权利要求10至34中任一项所述的风机。
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