一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法技术

本发明专利技术公开一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法，包括叶型气动角度的设计：所述气动角度包括风叶的出风角α

【技术实现步骤摘要】
一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法
本专利技术涉及车载空气净化器
，特别是指一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法。
技术介绍
车载空气净化器，又叫车用空气净化器、汽车空气净化器，是指专用于净化汽车内空气中的PM2.5、有毒有害气体(甲醛、苯系物、TVOC等)、异味、细菌病毒等车内污染的空气净化设备。空气净化器最开始并没有应用在汽车上。经历过一段较长时间的观念转换，当人们意识到车内空气同样存在严重污染(出租车、网约车因其使用性质尤为严重)，专门针对汽车的车载空气净化技术才渐渐得到重视。汽车车内的使用空间比较小，因此车载空气净化器的体积必须满足“小”这一要求，而一旦在设计上减小空气净化器的体积，也意味着离心风轮的体积受到限制不能做大，从而限制了其风量输出，使得输出的净化空气无法在车内得到有效循环。而现有的车载空气净化器，只能在体积上能够适应人们的使用需求，却无法在功率上实现突破。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法，通过对离心风轮的叶型进行针对性设计，使得风轮能够在最小的结构尺寸下发挥最大的输出功率。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法，包括叶型气动角度的设计：所述气动角度包括风叶的出风角α1、进风角α2，先设定用户所需的风轮输出功率P，再根据以下公式公式1，P＝Mω＝ρqv(v2ev2r-v1ev1r)；公式2，v2r＝v2*cosα2；公式3，v1r＝v1*cosα1；计算满足输出功率P的进风角α1、出风角α2；上式中，M为风轮的扭矩，ω为风轮的角速度，ρ为空气的密度，qv为风叶产生的流量，v2e为风叶外径的周向速度，v1e为风叶内径的周向速度，v2为风叶外径的绝对速度，v1为风叶内径的绝对速度。进一步地，所述进风角α1设置为80°～90°，出风角α2设置为0°～20°。所述的一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法还包括风叶的宽度以及数量的设计：将风叶宽度与风轮直径之间的比值限定在0.1～0.12。进一步地，将风叶数量限定在21～25之间。采用上述技术方案后，本专利技术通过对离心风叶的针对性设计，使得具有该叶型的离心风轮既能够满足小尺寸的使用需求，又能够向用户提供最大输出功率，提升车载空气净化器的工作效率，保证用户身心健康。附图说明图1为本专利技术具体实施例各参数的示意图；图2为本专利技术具体实施例的叶型图；具体实施方式为了进一步解释本专利技术的技术方案，下面通过具体实施例来对本专利技术进行详细阐述。本专利技术为一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法，包括叶型气动角度的设计：气动性能包含气动噪声、风量以及输出功率三个重要参数，气动角度是气动性能的重要影响参数，因而根据车载前向离心风轮的特殊需求，通过气动方程计算，找出最佳的进风角以及出风角的组合来满足最高的功率输出要求。气动角度包括风叶的出风角α1、进风角α2，先设定用户需要的风轮输出功率P，再根据以下公式公式1，P＝Mω＝ρqv(v2ev2r-v1ev1r)；公式2，v2r＝v2*cosα2；公式3，v1r＝v1*cosα1；计算满足输出功率P的进风角α1、出风角α2；如图1所示，上式中，M为风轮的扭矩，ω为风轮的角速度，ρ为空气的密度，qv为风叶产生的流量，v2e为风叶外径的周向速度，v1e为风叶内径的周向速度，v2为风叶外径的绝对速度，v1为风叶内径的绝对速度。可以算出，当v1ev1r取最小值、v2ev2r取最大值时，可以获得最大的输出功率，因而可以计算得到，当α2为0°、α1为90°的时候，输出功率P最大。考虑到实际生产的难易度、尺寸公差等问题，上述进风角α1的较佳实施方式为设置为80°～90°，出风角α2的较佳实施方式为设置为0°～20°。根据所计算的进风角α1以及出风角α2可绘制出如图2所示的叶型图。本专利技术还包括风叶的宽度以及数量的设计：前向式离心风轮的风叶宽度关系到气动性能的效率，气动性能的效率就是输出功率与风量之间的转换率。气动性能的效率越高，则输出功率与风量之间的转换效率越高，反之，越低。经过分析计算，当风叶宽度与风轮直径之间的比值在0.1～0.12的时候，气动性能的效率最高。因而设计时将风叶宽度与风轮直径之间的比值限定在0.1～0.12。根据该叶型不同叶数的气动性能分析结果，相同转速下，小型车载空气净化器的离心风轮的风叶数量与风量的关系如下表所示：在进行风叶数量的设计时，在生产时综合考虑成本以及气动性能，上述风叶数量的取值范围设定为21～25，既能保证较低的成本，同时实现较高的气动性能。通过上述方案，本专利技术通过对离心风叶的针对性设计，使得具有该风叶的离心风轮既能够满足小尺寸的使用需求，又能够向用户提供最大输出功率，提升车载空气净化器的工作效率，保证用户身心健康。进一步地，当风叶宽度与风轮直径之间的比值在0.1～0.12时，可以实现风轮最高的启动效率；风叶数量的取值范围为21～25时，在保证产品的气动性能同时，可以减少生产成本。上述实施例和图式并非限定本专利技术的产品形态和式样，任何所属
的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本专利技术的专利范畴。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法，其特征在于包括叶型气动角度的设计：/n所述气动角度包括风叶的出风角α

【技术特征摘要】
20201218 CN 20201150393491.一种车载空气净化器小型离心风轮的设计方法，其特征在于包括叶型气动角度的设计：
所述气动角度包括风叶的出风角α1、进风角α2，先设定用户所需的风轮输出功率P，再根据以下公式
公式1，P＝Mω＝ρqv(v2ev2r-v1ev1r)；
公式2，v2r＝v2*cosα2；
公式3，v1r＝v1*cosα1；
计算满足输出功率P的进风角α1、出风角α2；
上式中，M为风轮的扭矩，ω为风轮的角速度，ρ为空气的密度，qv为风叶产生的流量，v2e为风叶外径的周向...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟思，李煌阳，
申请(专利权)人：厦门唯科健康产业有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35