叶轮和使用该叶轮的风扇制造技术

用于离心式风扇的叶轮包括基板，环形罩，连接罩的圆形入口和基板的管状入口端口，以及以规则间隔环状地设置在管状入口端口周围的多个叶片。每个叶片包括压力面，吸力面，前缘和后缘。当在平行于叶轮的旋转轴线的方向上观察时，每个叶片的压力面和吸力面之间的距离在预定高度处从压力面的前缘开始并且朝向每个叶片的后缘延伸地变得越来越大。

Impeller and fan using the impeller

【技术实现步骤摘要】
叶轮和使用该叶轮的风扇
本公开的实施例涉及用于离心式风扇或斜流式风扇的叶轮，以及包括该叶轮的离心式风扇或斜流式风扇。更具体地，本公开的实施例涉及用于改善叶轮的效率和声级的叶轮叶片的结构和配置。
技术介绍
高性能离心式风扇用于各种工业和实验室应用，例如加热，通风和冷却系统。风扇的性能和舒适性通过运行期间产生的风扇效率和声级来衡量。风扇效率的提高将减少运行风扇所需的能量和/或增加输出气流和压力。
技术实现思路
以下简要提供了简化的
技术实现思路
，以便提供对在此所讨论的装置的一些方面的基本理解。该概要不是在此讨论的装置的广泛概述。它并不旨在识别关键元件或描述此类装置的范围。其唯一目的是以简化形式呈现一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。风扇效率受许多因素的影响。例如，诸如马达的驱动机构的效率以及马达和叶片的转速可能影响风扇能量效率。本公开提供了用于离心式风扇或斜流式风扇的叶轮，其通过延迟流体流从叶轮叶片表面的分离而具有改进的风扇效率和低声学噪声。根据本公开的一个方面，提供了一种用于离心式风扇或斜流式风扇的叶轮。叶轮包括基板，位于基板上方预定距离处的环形罩，该罩包括在环形中心的圆形入口，连接该罩的圆形入口和基板的管状入口端口，在罩和基板之间以规则间隔环形地设置在管状入口端口周围并将罩连接到基板的多个叶片，以及多个叶片中的在环形罩的圆周方向上彼此相邻的两个叶片之间的流道。流道由基板，环形罩和多个叶片中的该两个叶片限定。流道限定从管状入口端口通过多个叶片的后缘到达环形罩的外圆周的流体出口。多个叶片中的每个叶片均包括连接罩和基板的、从每个叶片的前缘(或内边缘或内端)延伸到后缘(或外边缘)的压力面(或迎风面)。当在平行于叶轮的旋转轴线的方向上观察时，压力面的横截面具有朝向每个叶片的加压侧扩展的弯曲形状，和从每个叶片的前缘延伸到后缘的、连接罩和基板的吸力面(或背风表面)。当在平行于叶轮的旋转轴线的方向上观察时，吸力面的横截面具有朝向每个叶片的加压侧扩展的弯曲形状。当在平行于叶轮的旋转轴线的方向上观察时，多个叶片中的每个叶片的压力面与吸力面之间的距离从距叶片的前缘预定距离处开始并向叶片的后缘延伸地变得越来越大。根据本公开的一个方面，提供了一种离心式风扇，其包括驱动机构，例如马达和本公开的叶轮。附图说明图1是根据本公开的一个实施例的用于离心式风扇的叶轮和马达的透视图。图2是根据本公开的一个实施例的叶轮的侧视图。图3是根据本公开的一个实施例的叶轮的俯视图。图4是根据本公开的一个实施例的叶轮的仰视图。图5A是根据本公开的一个实施例的叶轮的一部分的放大横截面图，其在靠近叶片的最下端的高度处与叶轮的基板平行的平面中截取。图5B是根据本公开的一个实施例的叶轮的放大横截面图，是在图5A竖直上方的靠近叶片最上端的另一高度处与叶轮的基板平行的平面中截取的。图6A是根据本公开的一个实施例的叶轮的横截面图，其在平行于叶轮的基板的平面中并且在本申请的图2的线A-A处从基板起的叶轮的总高度的大约10％处截取。图6B是根据本公开的一个实施例的叶轮的横截面图，其在平行于叶轮的基板的平面中并且在本申请的图2的线B-B处从基板起的叶轮的总高度的大约50％处截取。图6C是根据本公开的一个实施例的叶轮的横截面图，在平行于叶轮的基板的平面中并且在本申请的图2的线C-C处从基板起的叶轮的总高度的大约70％处截取。图6D是根据本公开的一个实施例的叶轮的横截面图，在平行于叶轮的基板的平面中并且在本申请的图2的线D-D处从基板起的叶轮的总高度的大约80％处截取。图6E是根据本公开的一个实施例的叶轮的横截面图，在平行于叶轮的基板的平面中并且在本申请的图2的线E-E处从基板起的叶轮的总高度的大约90％处截取。图7是根据本公开的一个实施例的叶轮的横截面图，是在垂直于叶轮的基板的平面中并且在本申请的图2的线F-F处截取。图8是示出根据本公开的一个实施例的叶轮的性能结果，P-Q特性和能量效率的曲线图。图9是根据本公开的一个实施例的用于离心式风扇的叶轮的透视图，其包括具有环形平坦表面的罩。具体实施方式当研究风扇效率和声学噪声的问题时，考虑上面讨论的许多效率因素。首先，研究了具有独特叶片结构的叶轮结构。例如，离心式风扇根据其叶片形状分为以下几类：1)具有直叶片的径向风扇，2)具有向前弯曲叶片的径向风扇，以及3)具有向后弯曲叶片的径向风扇。还研究了其他结构，例如具有特定厚度分布的叶片轮廓和空心叶片，以便提高可制造性和生产率。布置在罩和基板之间的多个叶片支配了后向扫掠型离心式风扇结构的空气动力学特性。当叶轮旋转时，压力面产生高流体压力，并且吸力面产生较低的流体压力。随着跨风扇介质的压力梯度增加，流体从叶片表面的流动分离开始于吸力面。为了改善空气动力学效率，例如，空气动力与输入功率的比率(以旋转叶轮)，对于具有向后扫掠叶片的离心式风扇，研究了沿叶片表面的流动分离的管理和延迟。当从叶片表面的流动分离由于跨叶轮介质产生的压力梯度将沿着吸力面的表面朝向罩(在每个叶片的最上端附近)发展时，发生风扇的峰值空气动力学效率。通过实施叶片几何形状，更具体地，限定叶片的一般构造的横截面轮廓，可以管理和延迟流动分离，直到跨介质产生更高的压力梯度。更具体地，当在吸力侧(或背风侧)的上端处的叶片表面几何形状被适当地控制或操纵时，可以延迟流动分离。结果，可以显著提高效率和声学噪声两方面的空气动力学性能。本公开的实施例涉及用于改善离心式风扇的P-Q特性和能量效率的叶轮叶片的结构和定向，以及延迟用于离心式风扇或斜流式风扇的叶轮的流动分离的方法。本公开的叶轮具有多个叶片。每个叶片具有压力面和具有独特形状的吸力面。例如，每个叶片可以具有弯曲的吸力面，该吸力面从距离前缘的预定距离处朝向每个叶片的后缘，并且在距离叶轮的基板的预定高度处朝向叶片的最上端以增加的量从压力面逐渐分离。例如，本公开的叶轮的示例应用是工业应用，电信中心和云中心。现在将参考附图描述本公开，其中相同的附图标记始终用于表示相同的元件。应当理解，各个附图不一定从一个图到另一个图按比例，也不一定在给定的图内部按比例，并且特别地，为了便于理解附图，任意地绘制了部件的尺寸。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对本公开的透彻理解。然而，显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开。另外，本公开的其他实施例是可能的，并且本公开能够以不同于所描述的方式实践和实施。用于描述本公开的术语和措辞用于促进对本公开的理解，而不应被视为限制。图1示出了根据本公开的一个实施例的叶轮100的透视图。叶轮100是马达驱动的叶轮，其设置有作为示例驱动机构的马达10。为简单和清楚起见，图1中示出了马达10，而在一些剩余的附图中移除了该马达。叶轮100包括基板101和设置在基板101上方的环形罩102。罩102以预定距离远离基板101。罩102包括位于环形中心的圆形入口103以及连接罩102的圆形入口103和基板101的管状入口端口104。还可以设想，圆形入口103可包括一个或多个袋部以接受配重来旋转平衡叶轮。另外，如图7所示，基板101可包括连接到锥形内部几何形状的相对平坦的外部几何形状，但也可考虑其他几何形状。罩102可以由多个叶片105的吸力面120的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于风扇的叶轮，所述叶轮包括：基板；环形罩，位于所述基板上方预定距离处，所述罩包括位于环形的中心的圆形入口；连接所述罩的所述圆形入口和所述基板的管状入口端口；在所述罩和所述基板之间以规则的间隔环形设置在所述管状入口端口周围，并将所述罩连接到所述基板上的多个叶片；以及在所述多个叶片中的沿所述环形罩的圆周方向彼此相邻的两个叶片之间的流道，所述流道由所述基板，所述环形罩和所述多个叶片中的所述两个叶片限定，所述流道限定从所述管状入口端口通过所述多个叶片的后缘到所述环形罩的外周的流体出口，其中所述多个叶片中的每个叶片包括：连接所述罩和所述基板的、从所述多个叶片中的每个叶片的前缘延伸到所述多个叶片中的每个叶片的后缘的压力面，当在平行于所述叶轮的旋转轴线的方向上观察时，所述压力面的横截面具有向所述叶片的每个叶片的加压侧扩展的弯曲形状；以分段平滑的曲线连接所述罩和所述基板的、从所述多个叶片中的每个叶片的前缘延伸到所述多个叶片中的每个叶片的后缘的吸力面，当在平行于所述叶轮的旋转轴线的方向上观察时，所述吸力面的横截面具有朝向所述叶片的每个叶片的加压侧扩展的弯曲形状，以及，其中当在平行于所述叶轮的旋转轴线的方向上观察时，所述多个叶片中的每个叶片的在所述压力面与所述吸力面之间的距离，从距离所述压力面的所述前缘预定距离处开始并且朝向所述多个叶片中的每个叶片的所述后缘延伸地，变得越来越大。...

【技术特征摘要】
2017.10.20 US 15/7895461.一种用于风扇的叶轮，所述叶轮包括：基板；环形罩，位于所述基板上方预定距离处，所述罩包括位于环形的中心的圆形入口；连接所述罩的所述圆形入口和所述基板的管状入口端口；在所述罩和所述基板之间以规则的间隔环形设置在所述管状入口端口周围，并将所述罩连接到所述基板上的多个叶片；以及在所述多个叶片中的沿所述环形罩的圆周方向彼此相邻的两个叶片之间的流道，所述流道由所述基板，所述环形罩和所述多个叶片中的所述两个叶片限定，所述流道限定从所述管状入口端口通过所述多个叶片的后缘到所述环形罩的外周的流体出口，其中所述多个叶片中的每个叶片包括：连接所述罩和所述基板的、从所述多个叶片中的每个叶片的前缘延伸到所述多个叶片中的每个叶片的后缘的压力面，当在平行于所述叶轮的旋转轴线的方向上观察时，所述压力面的横截面具有向所述叶片的每个叶片的加压侧扩展的弯曲形状；以分段平滑的曲线连接所述罩和所述基板的、从所述多个叶片中的每个叶片的前缘延伸到所述多个叶片中的每个叶片的后缘的吸力面，当在平行于所述叶轮的旋转轴线的方向上观察时，所述吸力面的横截面具有朝向所述叶片的每个叶片的加压侧扩展的弯曲形状，以及，其中当在平行于所述叶轮的旋转轴线的方向上观察时，所述多个叶片中的每个叶片的在所述压力面与所述吸力面之间的距离，从距离所述压力面的所述前缘预定距离处开始并且朝向所述多个叶片中的每个叶片的所述后缘延伸地，变得越来越大。2.根据权利要求1所述的叶轮，其中，当在平行于所述叶轮的旋转轴线的方向上观察时，所述压力面的横截面的弯曲形状在所述多个叶片中的每个叶片的最上端和最下端之间基本一致。3.根据权利要求2所述的叶轮，其中，所述多个叶片中的每个叶片的在所述压力面与所述吸力面之间的距离在距所述多个叶片中的每个叶片的最下端的预定高度处变得越来越大。4.根据权利要求2所述的叶轮，其中，当在平行于所述叶轮的旋转轴线的方向上观察时，在所述压力面和所述吸力面之间的距离，在距所述多个叶片中的每个叶片的最下端的预定高度处，从距离所述吸力面的前缘预定距离处开始朝向所述多个叶片中的每个叶片的所述后缘地，变大。5.根据权利要求2所述的叶轮，其中，当在平行于所述叶轮的旋转轴线的方向上观察时，在所述压力面和所述吸力面之间的距离，在距所述多个叶片中的每个叶片的最下端的预定高度处，从连接所述叶片的所述前缘和所述后缘的弦长的10％处开始，从所述多个叶片中的每个叶片的所述前缘朝向所述后缘地，变大。6.根据权利要求2所述的叶轮，其中，当在平行于所述叶轮的旋转轴线的方向上观察时，在所述压力面和所述吸力面之间的距离，在距所述多个叶片中的每个叶片的最下端的预定高度处，从吸力轮廓的弦长的15％处开始，从所述多个叶片中的每个叶片的所述前缘朝向所述后缘地，变大。7.根据权利要求2所述的叶轮，其中，当在平行于所述叶轮的旋转轴线的方向上观察时，在所述压力面和所述吸力面之间的距离，在距所述多个叶片中的每个叶片的最下端的预定高度处，从连接所述多个叶片中的每个叶片的所述前缘和所述后缘的弦的所述前缘约1-3％处开始，变大。8.根据权利要求2所述的叶轮，其中，当在平行于所述叶轮的旋转轴线的方向上观察时，所述吸力面距所述压力面的距离，在距所述多个叶片中的每个叶片的最下端的预定高度处，从所述多个叶片中的每个叶片的所述压力面的所述前缘开始朝向所述后缘地，变大。9.根据权利要求2所述的叶轮，其中，当在平行于所述叶轮的旋转轴线的方向上观察时，在所述多个叶片中的每个叶片的最上端和前缘处的所述压力面与所述吸力面之间的距离小于在所述多个叶片中的每个叶片的最上端和后缘处的所述压力面与所述吸力面之间的距离。10.根据权利要求2所述的叶轮，其中，在所述多个叶片中的每个叶片的最上端处，所述吸力面连接到与所述多个叶片中的每个叶片相邻的所述多个叶片中的另一个的压力面，该压力面面对所述多个叶片中的每个叶片的所述吸力面。11.根据权利要求2所述的叶轮，其中，在平...

【专利技术属性】
技术研发人员：小路博文，
申请(专利权)人：美蓓亚三美株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP