离心叶轮及离心风机的制作方法

本申请涉及风机设备领域，尤其涉及到一种离心叶轮及离心风机。

背景技术：

1、随着电子设备芯片功耗的不断增加，对各类温控系统的制冷需求量也越来越多，温控系统能耗也不断的增加。例如，各类大、中、小型数据中心温控系统中的单个制冷机的制冷量需求已经达到了数十至数百千瓦，其能耗也几乎达到了相同的量级，提升制冷量和能效比已经成为温控系统的核心需求。在各类数据中心的温控系统中，大型离心风机(直径400～1000mm，功耗在千瓦级别)是常用且核心的制冷部件。

2、因此，如何提升离心风机的效率是温控系统的核心问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种离心叶轮及离心风机，该离心叶轮可以提高风机的效率，满足温控系统的制冷需求。

2、第一方面，本申请中的离心叶轮可以包括底板、顶板和多个叶片，多个叶片可以沿所述顶板和所述底板的轴线的周向均匀布置且均位于所述底板和所述顶板之间；叶片可以具有前缘、叶根、尾缘和叶尖，所述前缘和所述尾缘相对设置，所述叶根和所述叶尖相对设置，由所述叶根至所述叶尖的方向，所述叶片包括主流区和射流区，所述前缘的一部分位于所述主流区中，另一部分位于所述射流区中；流入所述离心叶轮的气流与所述叶片的相对速度的方向与位于所述主流区的所述前缘的旋转速度的反方向形成入口角β1，气流与所述叶片的相对速度的方向与位于所述射流区的所述前缘的旋转速度的反方向形成入口角β2，在所述离心叶轮旋转过程中，入口角β1逐渐减小，入口角β2逐渐增加。

3、具体来说，由叶根至叶尖的方向，主流区的入口角β1的变化趋势与射流区的入口角β2的变化趋势不同，可以使叶尖与前缘连接处所在的区域上翘，进而可以引导射流平滑的进入到风机叶轮气流通道中，从而降低射流对主流的影响，以提高风机的效率。

4、需要说明的是，为了使离心叶轮的效率提高，由叶根至叶尖的方向，主流区可以包括多个子区域，与射流区相邻的子区域的入口角与β2之间的最大差值可以为5至35°，这样，可以使叶尖与前缘连接处所在的区域上翘明显。

5、在一种可能的实施例中，为了进一步提高离心叶轮的效率，由所述叶根至所述叶尖的方向，入口角β1可以由40°减小至25°，入口角β2可以由25°增加至50°。

6、在一种可能的实施例中，为了使叶片的设计更加合理，所述前缘至所述尾缘的方向上，所述叶片的中线位于所述前缘处的切线与该切点的旋转速度方向的夹角为β3，其中，β3与β1以及β2的差值可以为-10至10°。

7、在一种可能的实施例中，为了使叶片的中线从前缘至尾缘平滑的过渡，叶尖的弯度需要进行适应的调整，具体而言，所述叶片的中线的圆周方向的角度t为横坐标，以m为纵坐标形成的平面，其中，

8、

9、m表示由所述前缘至尾缘方向，叶片任意中线在子午面投影的积分长度；r表示中线上任意一点距离离心叶轮的旋转轴线的距离；叶片在(t，m)的投影中，射流区的中线与所述前缘和所述尾缘的交点之间的连线的长度为c,所述射流区的中线与连线(射流区的中线与前缘和尾缘交点的连线之间的连线)的高度为y，所述|y|/c的值可以为0至0.2。以保证叶片由前缘至尾缘的方向更加的平滑。

10、需要说明的是，y/c的值可以为0.05，以使的射流区的中线以及主流区的中线从前缘至尾缘更加的平滑。

11、在一种可能的实施例中，为了使叶片的中线从前缘至尾缘平滑的过渡，在(t，m)投影上，射流区的中线的弯度大于任意所述主流区的中线的弯度。

12、在一种可能的实施例中，在具体设置叶片时，为了使叶片的叶尖和叶根后掠，尾缘呈现c型结构，叶片的各个部分需要满足以下的条件：在所述顶板向所述底板的方向上，沿顺时针的方向，所述叶片的端部与所述轴线的连线与，所述前缘和所述叶根的连接处与所述轴线的连线的夹角为所述叶片的端部与所述轴线的连线与，所述前缘和所述叶尖的连接处与所述轴线的连线的夹角为所述叶片的端部与所述轴线的连线与，所述尾缘距离所述前缘最近处于所述轴线的连线的夹角为所述叶片的端部与所述轴线的连线与，所述叶根与所述尾缘的连接处和所述轴线的连线的夹角为所述叶片的端部与所述轴线的连线与，所述叶尖与所述尾缘的连接处和所述轴线的连线的夹角为

13、其中，

14、更具体的，

15、在一种可能的实施例中，为了降低叶片上叶根与底板、叶尖与顶部之间的应力集中，尾缘可以为倒c型。具体的，所述叶根位于所述叶根与所述尾缘连接处的切线与所述尾缘位于所述尾缘与所述叶根连接处的切线的夹角为α1，所述尾缘位于所述尾缘与所述叶尖的连接处的切线与所述叶尖位于所述叶尖与所述尾缘连接处的切线的夹角为α2，其中，所述α1和α2大于15°小于60°。

16、需要说明的是，α1可以为30°，α2可以为40°。

17、第二方面，本申请还提供了一种离心风机，包括电机、导风圈和第一方面中的任一技术方案中的离心叶轮，其中，导风圈位于顶板的上方，且所述导风圈与所述叶尖与所述前缘连接处的轴向距离为0至10mm。具体而言，由于离心叶轮中叶片的改变，可以使离心风机中叶栅通道的流动得到明显的改善，从而提高了离心风机的效率。

18、需要说明的是，为了提高离心风机的效率，所述导风圈与所述叶尖与所述前缘连接处的轴向距离可以为4mm。

19、在一种可能的实施例中，所述底板的轴线处上设置有用于安装所述电机的装配孔，所述电机的头部设置于所述装配孔，所述电机头部朝向所述顶板的一侧具有平台，电机头部还设置有导向面，导向面位于平台的周向，所述平台的直径为d1，所述底板远离顶板的一侧的直径为d2，d1/d2＜0.2；所述底板朝向所述顶板的一侧与导向面形成连续的曲面，且该曲面上任意一点的曲率半径ρ＞10mm。此种的设置方式中，可以使电机与底板交界处的漩涡流动消失，进而提高离心风机的效率，且不需要再设置导风罩，简化装置的装配过程，还可以降低材料的使用，以节约成本。

20、需要说明的是，为了使离心风机的效率更高，其中，d1可以为45mm，d2可以为600mm，ρ可以为22.5mm。

技术特征：

1.一种离心叶轮，其特征在于，包括：底板、顶板和多个叶片，所述多个叶片沿所述顶板和所述底板的轴线的周向均匀布置、且均位于所述底板和所述顶板之间；

2.根据权利要求1所述的离心叶轮，其特征在于，由所述叶根至所述叶尖的方向，所述主流区包括多个子区域，与所述射流区相邻的所述子区域的入口角与β2之间的最大差值为5至35°。

3.根据权利要求1或2所述的离心叶轮，其特征在于，由所述叶根至所述叶尖的方向，所述入口角β1由40°减小至25°，所述入口角β2由25°增加至50°。

4.根据权利要求1至3任一项所述的离心叶轮，其特征在于，所述前缘至所述尾缘的方向上，所述叶片的中线位于所述前缘处的切线与该切点的旋转速度方向的夹角为β3，其中，β3与β1以及β2的差值为-10至10°。

5.根据权利要求1至4任一项所述的离心叶轮，其特征在于，以所述叶片的中线的圆周方向的角度t为横坐标，以m为纵坐标形成的平面，其中，

6.根据权利要求5所述的离心叶轮，其特征在于，在(t，m)的投影上，所述射流区的中线的弯度大于任意所述主流区的中线的弯度。

7.根据权利要求5所述的离心叶轮，其特征在于，所述y/c＝0.05。

8.根据权利要求1至7任一项所述的离心叶轮，其特征在于，所述尾缘为倒c型。

9.根据权利要求1至8任一项所述的离心叶轮，其特征在于，所述顶板上设有进风口，所述顶板与所述底板间隔设置，且所述顶板和所述底板的轴线重合。

10.根据权利要求9所述的离心叶轮，其特征在于，在所述顶板向所述底板的方向上，沿顺时针的方向，所述叶片的端部与所述轴线的连线与，所述前缘和所述叶根的连接处与所述轴线的连线的夹角为所述叶片的端部与所述轴线的连线与，所述前缘和所述叶尖的连接处与所述轴线的连线的夹角为所述叶片的端部与所述轴线的连线与，所述尾缘距离所述前缘最近处于所述轴线的连线的夹角为所述叶片的端部与所述轴线的连线与，所述叶根与所述尾缘的连接处和所述轴线的连线的夹角为所述叶片的端部与所述轴线的连线与，所述叶尖与所述尾缘的连接处和所述轴线的连线的夹角为

11.根据权利要求10所述的离心叶轮，其特征在于，

12.根据权利要求11所述的离心叶轮，其特征在于，所述叶根位于所述叶根与所述尾缘连接处的切线与所述尾缘位于所述尾缘与所述叶根连接处的切线的夹角为α1，所述尾缘位于所述尾缘与所述叶尖的连接处的切线与所述叶尖位于所述叶尖与所述尾缘连接处的切线的夹角为α2，其中，所述α1和α2大于15°小于60°。

13.根据权利要求12所述的离心叶轮，其特征在于，所述α1为30°，所述α2为40°。

14.一种离心风机，其特征在于，包括电机、导风圈和如权利要求1至13任一项所述的离心叶轮；

15.根据权利要求14所述的离心风机，其特征在于，所述底板的轴线处上设置有用于安装所述电机的装配孔，所述电机的头部设置于所述装配孔，所述电机头部朝向所述顶板的一侧具有平台，所述平台的直径为d1，所述底板远离所述顶板的一侧的直径为d2，d1/d2＜0.2；

16.根据权利要求15所述的离心风机，其特征在于，所述d1＝45mm，所述d2＝600mm，所述ρ＝22.5mm。

技术总结
本申请涉及风机设备领域，尤其涉及到一种离心叶轮及离心风机。离心叶轮包括：底板、顶板和沿顶板和底板的轴线的周向均匀布置且均位于底板和顶板之间的多个叶片；叶片具有前缘、叶根、尾缘和叶尖，前缘和尾缘相对设置，叶根和叶尖相对设置；由叶根至叶尖的方向，叶片包括主流区和射流区，前缘的一部分位于主流区中，另一部分位于射流区中；流入离心叶轮的气流与叶片的相对速度的方向与位于主流区的前缘的旋转速度的反方向形成入口角β<subgt;1</subgt;，气流与叶片的相对速度的方向与位于射流区的前缘的旋转速度的反方向形成入口角β<subgt;2</subgt;，在离心叶轮旋转过程中，入口角β<subgt;1</subgt;逐渐减小，入口角β<subgt;2</subgt;逐渐增加。本申请中的离心叶轮能够提高风机的气动效率。

技术研发人员：辛博,黄焕文,晁汐
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13