叶轮和具有其的风机的制作方法

本发明涉及风机技术领域，尤其是涉及一种叶轮和具有其的风机。

背景技术：

目前多数风机采用2D叶轮结构，在高速等一些重要场合，很难满足风机吸力大、噪音振动小、体积小、重量轻、效率高的要求，这促使了3D叶轮的应生与使用。然而，相关技术中，现有的3D叶轮大多采用多个相同的曲面叶片，这在复杂的流体流动下性能有一定的局限性。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种叶轮，所述叶轮在复杂的流体流动下的性能得以提高。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述叶轮的风机。

根据本发明第一方面的叶轮，包括：盖板；多个长叶片，多个所述长叶片设在所述盖板的一侧表面上，多个所述长叶片包括沿所述盖板的周向间隔排布的多组长叶片组，每组所述长叶片组包括至少一个所述长叶片，每个所述长叶片的叶片进口角为α，每个所述长叶片的扭转角为β，每个所述长叶片的叶片出口角为γ，其中所述α、β、γ分别满足：10°≤α≤90°，0°≤β≤60°，0°≤γ≤90°；多个短叶片，多个所述短叶片设在所述盖板上，且相邻两个所述长叶片组之间设有至少一个所述短叶片，多个所述短叶片与多个所述长叶片在所述盖板的周向上均匀间隔排布，每个所述短叶片的入口包角为A，每个所述短叶片的出口包角为B，每个所述短叶片的扭转角为R，其中所述A、B、R分别满足：15°≤A≤90°，0°≤B≤90°，0°≤R≤50°。

根据本发明的叶轮，通过设置长叶片和短叶片这两种不同类型的叶片，可以提高叶轮在复杂的流体流动下的性能。而且，通过对长叶片的叶片进口角α、扭转角β、叶片出口角γ和短叶片的入口包角A、出口包角B、扭转角R进行设置，可以进一步改善流体的流动效果。

根据本发明的一些实施例，所述α、β、γ分别进一步满足：30°≤α≤60°，10°≤β≤30°，30°≤γ≤60°；所述A、B、R分别进一步满足：45°≤A≤80°，45°≤B≤80°，10°≤R≤25°。

根据本发明的一些实施例，从内到外，每个所述长叶片和每个所述短叶片的压力面分别从凹面逐渐向凸面过渡。

根据本发明的一些实施例，所述长叶片和所述短叶片中的至少一个的内端端部的外轮廓为圆滑曲面。

根据本发明的一些实施例，所述长叶片和所述短叶片中的至少一个的外端端部的厚度从内向外逐渐减小。

根据本发明的一些实施例，所述长叶片和所述短叶片中的至少一个的压力面和非压力面在外端端部处相接。

根据本发明的一些实施例，所述盖板的所述一侧表面沿所述盖板的轴向朝向远离所述盖板的中心轴线的方向延伸。

根据本发明的一些实施例，每组所述长叶片组包括一个所述长叶片，相邻两个所述长叶片之间设有一个所述短叶片。

根据本发明第二方面的风机，包括根据本发明上述第一方面的叶轮。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的叶轮的立体图；

图2是图1中所示的叶轮的主视图；

图3是图1中所示的叶轮的侧视图；

图4是图1中所示的长叶片的示意图；

图5是图1中所示的短叶片的示意图。

附图标记：

100：叶轮；

1：盖板；2：长叶片；21：内端；

3：短叶片；31：内端。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的叶轮100。叶轮100可以用于风机例如离心风机(图未示出)中，此时流体可以从轴向进入叶轮100，并在流经叶轮100时改变成径向，如图3所示。

如图1-图5所示，根据本发明第一方面实施例的叶轮100，包括盖板1、多个长叶片2以及多个短叶片3。

盖板1的中心处具有轮毂，轮毂可以为轴结构，轮毂的中心处形成有贯通的轴孔，风机例如离心风机的电机轴适于固定在轴孔内以带动叶轮100转动。盖板1设在轮毂的外周面上，盖板1沿轮毂的径向向外延伸。其中，盖板1优选与轮毂一体成型，以简化加工工艺，降低成本。

多个长叶片2设在盖板1的一侧表面上，多个长叶片2包括沿盖板1的周向间隔排布的多组长叶片组，每组长叶片组包括至少一个长叶片2。此时多个长叶片2可以划分成包括至少一个长叶片2的多组长叶片组。长叶片组的组数小于等于长叶片2的总个数。当每个长叶片组包括一个长叶片2时，长叶片组的组数等于长叶片2的总个数，此时多个长叶片2在盖板1的周向上间隔排布；当每个长叶片组包括多个长叶片2时，这多个长叶片2可以沿盖板1的周向间隔排布，此时长叶片组的组数小于长叶片2的总个数。可以理解的是，每个长叶片组中的长叶片2的个数可以根据实际要求具体设置，以更好地满足实际要求。例如，如图2所示，多个长叶片2优选沿盖板1的周向均匀间隔分布，以将流经其的流体(包括气体和液体)均匀导出。

多个短叶片3设在盖板1上，如图1-图3所示，多个短叶片3和多个长叶片2均位于盖板1的同一侧表面上，且多个短叶片3沿盖板1的周向间隔设置，相邻两个长叶片组之间设有至少一个短叶片3，多个短叶片3与多个长叶片2在盖板1的周向上均匀间隔排布，即每相邻的两个叶片之间的距离大致相等。如图2所示，此时盖板1上设有两种不同类型的叶片，且长叶片2和短叶片3交替布置，从而可以提高叶轮100在复杂的流体流动下的性能。其中，多个短叶片3优选沿盖板1的周向均匀间隔分布。

可选地，每个长叶片2和每个短叶片3可以分别优选为3D扭曲叶片，由此，可以提高流经长叶片2和短叶片3的流体的流动特性。

这里，需要说明的是，“长叶片2”和“短叶片3”可以理解为短叶片3的长度小于长叶片2的长度。例如，在图1和图2的示例中，每个长叶片2的内端21延伸至邻近轮毂的外周面，每个短叶片3的内端31与轮毂的外周面之间的距离大于每个长叶片2的内端21与轮毂的外周面之间的距离，每个长叶片2和每个短叶片3的外端均延伸至盖板1的外周缘。可以理解的是，长叶片2和短叶片3在盖板1上的具体排布方式可以根据实际要求具体设置，以更好地满足实际要求。其中，方向“内”指的是朝向盖板1中心的方向，其相反方向被定义为“外”。

其中，长叶片2和短叶片3这两种叶片可以具有相似的叶型，但几何特征不同。具体地，如图2所示，每个长叶片2的叶片进口角为α，每个长叶片2的扭转角为β，每个长叶片2的叶片出口角为γ，其中α、β、γ分别满足：10°≤α≤90°，0°≤β≤60°，0°≤γ≤90°。每个短叶片3的入口包角为A，每个短叶片3的出口包角为B，每个短叶片3的扭转角为R，其中A、B、R分别满足：15°≤A≤90°，0°≤B≤90°，0°≤R≤50°。由此，通过对长叶片2和短叶片3的上述参数进行设置，可以进一步改善流体的流动效果。

根据本发明实施例的叶轮100，通过设置长叶片2和短叶片3这两种不同类型的叶片，可以提高叶轮100在复杂的流体流动下的性能。而且，通过对长叶片2的叶片进口角α、扭转角β、叶片出口角γ和短叶片3的入口包角A、出口包角B、扭转角R进行设置，可以进一步改善流体的流动效果。

根据本发明的进一步实施例，长叶片2的叶片进口角α、扭转角β、叶片出口角γ分别进一步满足：30°≤α≤60°，10°≤β≤30°，30°≤γ≤60°。短叶片3的入口包角A、出口包角B、扭转角R分别进一步满足：45°≤A≤80°，45°≤B≤80°，10°≤R≤25°。由此，可以更进一步地改善流体的流动效果。可以理解的是，长叶片2的叶片进口角α、扭转角β、叶片出口角γ和短叶片3的入口包角A、出口包角B、扭转角R的具体数值可以根据实际要求具体设置，以更好地满足实际要求。

可选地，如图1、图4和图5所示，从内到外，每个长叶片2和每个短叶片3的压力面分别从凹面逐渐向凸面过渡。由此，可以增加长叶片2、短叶片3和流体的接触，提高了长叶片2、短叶片3的流畅性，从而可以提高整体流体流动的平滑性。具体地，例如，当每个长叶片2和每个短叶片3的厚度均从内到外大致保持不变时，每个长叶片2和每个短叶片3的非压力面(即与压力面相对的另一侧表面)从内到外、由凸面逐渐向凹面过渡。

根据本发明的一些实施例，如图1、图2、图4和图5所示，长叶片2和短叶片3中的至少一个的内端端部的外轮廓为圆滑曲面例如弧形面等。优选地，长叶片2和短叶片3的内端端部的端面分别为朝向远离长叶片2和短叶片3的中心凸出的弧形面。由此，通过对每个长叶片2和短叶片3的内端进行圆滑处理，使得长叶片2和短叶片3的叶型更圆滑，可以有效减小流体入口的阻力和摩擦，有利于减小流体的流动阻力和磨损，使叶轮100的水力性能更好。这里，需要说明的是，当叶轮100用于风机例如离心风机时，“长叶片2和短叶片3的内端”为长叶片2和短叶片3的入口端，即首先与流体接触的一端。

根据本发明的一些实施例，长叶片2和短叶片3中的至少一个的外端端部的厚度从内向外逐渐减小。例如在图1和图2的示例中，长叶片2和短叶片3的外端端部的厚度均逐渐减小。由此，有利于增大出口面积，进一步改善流体的流动效果。

进一步地，长叶片2和短叶片3中的至少一个的压力面和非压力面在外端端部处相接。例如，如图1、图2、图4和图5所示，长叶片2和短叶片3中的压力面和非压力面分别在外端端部处相接，此时长叶片2和短叶片3的外端端部处为尖角。由此，可以进一步增大出口面积，更进一步地改善流体的流动效果。

根据本发明的一些实施例，盖板1的上述一侧表面沿盖板1的轴向朝向远离盖板1的中心轴线的方向延伸。此时盖板1的上述一侧表面大体为锥形面。具体地，例如在图1和图3的示例中，盖板1的上述一侧表面可以形成为从右向左朝向远离轮毂的中心轴线的方向延伸的内凹的锥形曲面。当然，盖板1的上述一侧表面还可以为圆台面，此时盖板1的上述一侧表面在盖板1的纵向截面上的投影为一条直线段；或者，盖板1的上述一侧表面也可以形成为朝向远离轮毂的中心轴线的方向延伸的外凸的锥形曲面(图未示出)。可以理解的是，盖板1的上述一侧表面的具体形状可以根据实际要求具体设置，以更好地满足实际要求。

根据本发明实施例的叶轮100，可以有效减小流体入口的阻力与摩擦，有效增大流体出口面积，提高叶轮100工作时流体的整体流动性能。

根据本发明的一个具体实施例，如图1和图2所示，每组长叶片组包括一个长叶片2，相邻两个长叶片2之间设有一个短叶片3，此时多个长叶片2和多个短叶片3沿盖板1的周向依次交错排布，即相邻两个长叶片2之间设有一个短叶片3，同样地，相邻两个短叶片3之间也设有一个长叶片2，由此，同样可以提高叶轮100在复杂的流体流动下的性能。

根据本发明第二方面实施例的风机例如离心风机，包括根据本发明上述第一方面实施例的叶轮100。

根据本发明实施例的风机例如离心风机，通过采用上述的叶轮100，可以提高风机例如离心风机的整体性能。

根据本发明实施例的风机例如离心风机的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。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例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。