CN105221479B - 离心风机叶轮、离心风机及空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心风机叶轮、离心风机及空调，属于空调装置领域，为解决现有产品强度差等问题而设计。本发明离心风机叶轮包括固定边和用于穿设转轴的后盘，固定边和后盘之间设置有多个叶片，叶片上靠近后盘的第一端宽于靠近固定边的第二端。本发明离心风机包括蜗壳，蜗壳内设置有上述叶轮。本发明空调包括上述离心风机。本发明离心风机叶轮增加了叶片的承载能力和叶轮的整体结构强度，对气流做功更多，增加了风机静压升；减小了流道流动损失和边界流动分离，有利于提高离心风机的性能，强度高。本发明离心风机和空调扩大了塑料离心风机的使用范围，将塑料离心风机推广应用到大风量、高静压空调机组中。

Description

离心风机叶轮、离心风机及空调

技术领域

本发明涉及空调装置领域，尤其涉及一种离心风机叶轮、设置有该离心风机叶轮的离心风机、以及设置有该离心风机的空调。

背景技术

前向多翼型离心风机是空调制冷系统中的关键部件。为了工作效果更好，要求叶轮相对宽度较大、叶片宽度小。

当离心风机叶轮由塑料制成时，叶轮相对宽度大、叶片宽度小这种结构受材料属性、加工生产和装配结构的限制，整体强度较差，只能应用于小风量、低静压的空调机组上，无法应用于大风量、高静压的空调机组中。现有大风量、高静压空调领域一直采用金属制成的离心风机，生产成本高，噪音高，而且难于加工生产复杂的叶片翼型。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种增加了叶片承载能力和叶轮整体结构强度的离心风机叶轮。

本发明的另一个目的是提出一种高静压的离心风机。

本发明的再一个目的是提出一种使用塑料离心风机替代金属离心风机的空调。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种离心风机叶轮，包括固定边和用于穿设转轴的后盘，所述固定边和所述后盘之间设置有多个叶片，所述叶片上靠近所述后盘的第一端宽于靠近所述固定边的第二端。

特别是，所述叶片上靠近转轴的长边呈倾斜状；所述长边与所述第一端的交点距转轴的距离值为S，所述长边与所述第二端的交点距转轴的距离值为L，S＞L。

进一步，所述长边与转轴的轴线之间夹角β∈[3°，9°]。

特别是，所述长边与转轴的轴线之间夹角β＝6°。

特别是，所述叶片呈瓦片状，所述叶片的轴线与所述转轴的轴线平行。

进一步，所述第一端的曲率半径大于所述第二端的曲率半径。

特别是，所述叶片由塑料制成。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种离心风机，包括蜗壳，所述蜗壳内设置有上述的叶轮。

再一方面，本发明采用以下技术方案：

一种空调，所述空调包括上述的离心风机。

本发明离心风机叶轮的叶片一端比另一端宽，增加了叶片的承载能力和叶轮的整体结构强度，对气流做功更多，增加了风机静压升；叶轮进口处叶片窄，形成收敛形进口，减小了流道流动损失和边界流动分离，有利于提高离心风机的性能，强度高。

本发明离心风机的蜗壳内设置有上述叶轮，本发明空调包括上述离心风机，叶片进口的倾斜结构形成了高静压的塑料离心风机，扩大了塑料离心风机的使用范围，将塑料离心风机推广应用到大风量、高静压空调机组中。

附图说明

图1是本发明优选实施例一提供的离心风机叶轮的剖视结构示意图；

图2是本发明优选实施例一提供的离心风机叶轮的主视图；

图3是本发明优选实施例一提供的离心风机叶轮的半剖视图；

图4为本发明优选实施例一提供的离心风机的结构示意图。

图中标记为：

1、叶轮；2、蜗壳；11、固定边；12、后盘；13、叶片；121、轴孔；131、第一端；132、第二端；133、长边。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

优选实施例一：

本优选实施例公开一种离心风机叶轮。如图1和图2所示，该离心风机叶轮包括固定边11和用于穿设转轴的后盘12，固定边11和后盘12之间设置有多个均匀分布的叶片13；叶片13上靠近后盘12的第一端131宽于靠近固定边11的第二端132。具体的，叶片13上靠近转轴的长边133呈倾斜状；长边133与第一端131的交点距转轴的距离值为S，长边133与第二端132的交点距转轴的距离值为L，S＞L。叶片13由塑料制成。后盘12上设置轴孔121。

这种叶片进口倾斜的新型离心风机叶轮结构增加了叶轮整体强度；与蜗壳相匹配运行，减小了流道流动损失和边界分离，提高了风机静压升，提高了整机性能，有利于将塑料离心风机替代金属大风量离心风机应用于空调领域中。

叶片13呈瓦片状，叶片13的轴线与转轴的轴线平行。第一端131的曲率半径大于第二端132的曲率半径。运用ANSYS对现有同尺寸的塑料离心风机叶轮结构和本发明塑料离心风机叶轮结构进行静力分析，现有同尺寸的塑料离心风机结构的最大等效应力为4.07MPa，本发明塑料离心风机叶轮结构的最大等效应力为2.28Mpa。即，本发明塑料离心风机叶轮结构降低了叶轮的等效应力，增加了叶轮结构强度，有助于扩大塑料离心风机的使用范围。其它相关分析数据请见表1。

表1.塑料离心风机叶轮结构等效应力对比

现有离心风机叶轮的叶片是等宽的片状结构，即，由叶轮进口向叶轮后盘方向上进风面积是恒定不变的。本发明离心风机叶轮的叶片是呈梯形的片状结构，由叶轮进口向叶轮后盘方向上进风面积由大逐渐减小、形成收缩结构，使气流集中地向后盘流动，并在主要流动区域做功，提高静压。

当进风通道的截面积逐渐收窄时叶轮进口速度变化系数ξ>1。增加了叶轮进口速度变化系数ξ后能减小流道内的流动损失，防止气流在进气口转弯处发生边界分离，提高离心风机的整机性能。

如图3所示，长边133与转轴的轴线之间夹角β∈[3°，9°]，优选为夹角β＝6°。对离心风机外径D2＝151mm性能进行对比，通过ANSYS流体仿真得到原有风机和新型离心风机的全压结果，分析结构见表2。

表2.塑料离心风机性能仿真结果

优选实施例二：

本优选实施例公开一种离心风机叶轮，其结构与优选实施例一基本相同。该离心风机叶轮包括固定边和用于穿设转轴的后盘，固定边和后盘之间设置有多个均匀分布的叶片；叶片上靠近后盘的第一端宽于靠近固定边的第二端。

不同之处在于：叶片的具体形状不限，能由叶轮进口向叶轮后盘方向上进风面积由大逐渐减小、使气流集中地向后盘流动、并在主要流动区域做功、达到提高静压的目的即可。

优选实施例三：

本优选实施例公开一种离心风机。如图4所示，该离心风机包括蜗壳2，蜗壳2内设置有如优选实施例一或二所述的叶轮1。靠近后盘处叶片内径小这一结构提高了离心风机的静压升，集中部分气流进行做功、加压，降低了整机的噪音，降低了成本，可以替代金属离心风机应用到高静压离心风机领域。

图4中粗线条所示为离心风机叶轮出口速度分布情况。气流通过宽度较大的叶轮做功，流出叶轮时速度为对称分布，靠近后盘处(中间)大、在叶轮进口处(两头)小。即，大部分气流是由进口流向后盘附近，通过后盘附近的叶片做功再径向流出，能有效提高静压。

优选实施例四：

本优选实施例公开一种空调。该空调包括如优选实施例三所述的离心风机，整机性能高，使用塑料离心风机替代金属离心风机制造大风量、高静压空调。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (4)

1.一种离心风机叶轮，包括固定边(11)和用于穿设转轴的后盘(12)，所述固定边(11)和所述后盘(12)之间设置有多个叶片(13)，其特征在于，所述叶片(13)上靠近所述后盘(12)的第一端(131)宽于靠近所述固定边(11)的第二端(132)；所述固定边(11)仅设置在所述叶片(13)的端部外侧；

叶片(13)呈瓦片状，所述叶片(13)的轴线与所述转轴的轴线平行；所述第一端(131)的曲率半径大于所述第二端(132)的曲率半径；

所述叶片(13)上靠近转轴的长边(133)呈倾斜状；所述长边(133)与所述第一端(131)的交点距转轴的距离值为S，所述长边(133)与所述第二端(132)的交点距转轴的距离值为L，S＞L；所述长边(133)与转轴的轴线之间夹角β∈[3°，9°]；

所述叶片(13)由塑料制成。

2.根据权利要求1所述的离心风机叶轮，其特征在于，所述长边(133)与转轴的轴线之间夹角β＝6°。

3.一种离心风机，包括蜗壳(2)，其特征在于，所述蜗壳(2)内设置有如权利要求1或2所述的叶轮(1)。

4.一种空调，其特征在于，所述空调包括如权利要求3所述的离心风机。