CN111043063B - 对旋风扇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对旋风扇，包括：叶轮组件及导风结构。叶轮组件包括旋转方向相反的第一级叶轮和第二级叶轮，第一级叶轮包括第一轮毂和第一叶片，第二级叶轮包括第二轮毂和第二叶片，第一叶片的压力面朝向第二叶片的吸力面设置，在由叶根到叶尖的方向上，第一叶片和第二叶片均朝向各自的旋转方向弯曲。导风结构包括导流罩，导流罩设置在第一级叶轮的进风侧的中心位置，导流罩的进风侧表面的至少部分形成为导流面，导流面在朝向第一级叶轮的方向上远离对旋风扇的轴线延伸。根据本发明的对旋风扇，利用导流罩将气流导向增压强的区域，有利于增强风压、降低噪音。

Description

对旋风扇

技术领域

本发明涉及风扇设备领域，尤其涉及一种对旋风扇。

背景技术

一般的对旋轴流风机，相对于应用较广的多翼离心风机而言，具有噪音高、风压低的特点。尤其当对旋轴流风机作小型化制造后，噪音高、风压低的特点就更加突出。

发明内容

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，本发明提出一种对旋风扇，所述对旋风扇在结构参数合理化设计后，可提高风压、降低噪音。

根据本发明实施例的对旋风扇，包括：叶轮组件，所述叶轮组件包括旋转方向相反的第一级叶轮和第二级叶轮，所述第一级叶轮包括第一轮毂和连接在所述第一轮毂上的多个第一叶片，所述第二级叶轮包括第二轮毂和连接在所述第二轮毂上的多个第二叶片，所述第一叶片的压力面朝向所述第二叶片的吸力面设置，在由叶根到叶尖的方向上，所述第一叶片和所述第二叶片均朝向各自的旋转方向弯曲；及导风结构，所述导风结构包括进风格栅，所述进风格栅包括多个沿周向排布的支撑导风片，在朝向出风侧的方向上，所述支撑导风片弯曲设置，所述支撑导风片的弯曲方向与所述第一叶片的旋转方向相反，所述支撑导风片的进口安装角为W0，所述支撑导风片的出口安装角为W1，所述W0与W1满足关系式：W0<W1。

根据本发明实施例的对旋风扇，通过设置在朝向出风侧的方向上弯曲的支撑导风片，保证了支撑导风片朝向第一叶片的进口导风，降低了使进风噪音，且降低对旋风扇的压损。

在一些实施例中，所述导风结构包括导流罩，所述导流罩设置在所述第一级叶轮的进风侧的中心位置，所述导流罩的进风侧表面的至少部分形成为导流面，所述导流面在朝向所述第一级叶轮的方向上远离所述对旋风扇的轴线延伸。在一些实施例中，所述导流面为半球面，所述半球面的直径为Ddao，所述第一轮毂在进风侧一端的直径为DH1，Ddao与DH1满足关系式：0.8*DH1≤Ddao≤1.1*DH1。

可选地，所述支撑导风片的进口安装角W0为0°，所述支撑导风片的出口安装角W1满足18°≤W1≤42°。

可选地，所述支撑导风片从叶根端到叶尖端，朝向与所述第一叶片的旋转方向相反的方向弯曲，每个所述支撑导风片的弯角T0与所述支撑导风片的叶片数BN0之间满足关系式：(360°/BN0-15°)≤T0≤(360°/BN0-4°)，相邻两个所述支撑导风片之间的间隙角Tg满足4°≤Tg≤15°。

在一些实施例中，从进风侧到出风侧的方向上，所述第一轮毂的直径逐渐增大，所述第一轮毂在进风侧一端的直径为DH1，所述第一轮毂在出风侧一端的直径为DH2，DH1与DH2满足关系式：0.5*DH2≤DH1≤0.85*DH2，DH2＝(0.25-0.45)*DS1，其中DS1为所述第一级叶轮的轮缘直径。

在一些实施例中，所述第二轮毂的直径为DH3，所述第二级叶轮的轮缘直径为DS2，所述第二级叶轮的轮毂比CD2＝DH3/DS2，CD2满足关系式：0.45≤CD2≤0.7。

在一些实施例中，所述第一叶片的进口向后弯掠，所述第一叶片的进口弯掠角度为L1，L1满足关系式：5°≤L1≤12°。

在一些实施例中，所述第一叶片的出口向前弯掠，所述第一叶片的出口弯掠角度为L2，L2满足关系式：3°≤L2≤15°。

在一些实施例中，所述第二叶片的进口向后弯掠，所述第二叶片的进口弯掠角度为L3，L3满足关系式：5°≤L3≤10°。

在一些实施例中，所述第二叶片的出口向前弯掠，所述第二叶片的出口弯掠角度为L4，L4满足关系式：3°≤L4≤8°。

在一些实施例中，所述第一叶片的进口角为W2，所述第二叶片的进口角为W4，所述第二叶片的出口角为W5，W2和W5满足关系式：(W2-10°)≤W5≤(W2+10°)，(W4t-5°)≤W4≤(W4t+5°)，其中：W4t＝arctan{Fi*tan(W2)/[Fi+tan(W2)]}，Fi为流量系数。

在一些实施例中，所述第一叶片的轴向宽度为B1，所述第二叶片的轴向宽度为B2，B1和B2满足关系式：1.4*B2≤B1≤3*B2。

在一些实施例中，所述第一叶片与所述第二叶片之间的轴向间隙为Bg，所述第一叶片的轴向宽度为B1，Bg和B1满足关系式：0.1*B1≤Bg≤0.8*B1。

在一些实施例中，所述第一轮毂在出风侧一端的直径为DH2，所述第二轮毂的直径为DH3，DH2与DH3满足关系式：0.9≤DH2/DH3≤1.1。

在一些实施例中，所述第一叶片的数量为BN1，所述第二叶片的数量为BN2，BN1和BN2满足关系式：BN2-3≤BN1≤BN2+5。

在一些实施例中，所述叶轮组件为轴向设置的多组。

在一些实施例中，所述第一叶片的叶型和所述第二叶片的叶型不同。

在一些实施例中，所述第一叶片的轮缘直径等于所述第二叶片的轮缘直径，或者，所述第一叶片的轮缘直径不等于所述第二叶片的轮缘直径。

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是本发明一个实施例的对旋风扇的风道组成剖面结构图。

图2是本发明的进风格栅正面图。

图3是本发明的进风格栅叶型截面型线图。

图4是本发明的进风格栅参数定义说明图。

图5是本发明实施例的对旋风扇的参数示意图。

图6是本发明实施例的第一级叶轮的正视图。

图7是本发明实施例的第一级叶轮的侧视图。

图8是本发明实施例的第二级叶轮的正视图。

图9是本发明实施例的第二级叶轮的侧视图。

图10是第一叶片和第二叶片的参数定义说明图。

图11是本专利实施例导流罩结构噪音测试数据。

图12是本专利实施例进风格栅结构噪音测试数据。

图13是本专利同转速风压提升数据。

附图标记：

对旋风扇100、

导风结构10、进风格栅11、支撑导风片111、出风格栅12、导流罩13、风筒14、

叶轮组件20、

第一级叶轮21、第一轮毂211、第一叶片212、

第二级叶轮22、第二轮毂221、第二叶片222。

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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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13描述根据本发明实施例的对旋风扇100。

如图1所示，根据本发明实施例的对旋风扇100，包括：导风结构10及叶轮组件20。

叶轮组件20包括旋转方向相反的第一级叶轮21和第二级叶轮22，第一级叶轮21包括第一轮毂211和连接在第一轮毂211上的多个第一叶片212，第二级叶轮22包括第二轮毂221和连接在第二轮毂221上的多个第二叶片222，第一叶片212的压力面朝向第二叶片222的吸力面设置。其中，需要说明的是，压力面、吸力面均是本领域所公知的叶片惯用结构名称，叶轮上叶片压力面所对应一侧为该叶轮的出风侧，叶轮上叶片吸力面所对应一侧为该叶轮的进风侧。

也就是说，对旋风扇100运转时气流流动的方向，与从第一级叶轮21到第二级叶轮22的方向基本一致。在由叶根到叶尖的方向上，第一叶片212朝向其旋转方向弯曲。在由叶根到叶尖的方向上，第二叶片222朝向其旋转方向弯曲，即第一叶片212和第二叶片222的弯曲方向相反。

在本发明实施例中，将对旋风扇100第一级叶轮21与第二级叶轮22对旋设置，是利用第一级叶轮21旋转产生的风场来影响第二级叶轮22的风场，不仅能改变第二级叶轮22的出风风压，也能改变第二级叶轮22的风速、风场扩散锥角，甚至是涡流状况等。第二级叶轮22旋转时会形成为环向涡流状风流，当第一级叶轮21与第二级叶轮22同时旋转时，在第一级叶轮21的风场影响下，第二级叶轮22旋转形成的环向涡流状风流会出现消旋和续航的现象。

需要说明的是，本发明实施例的对旋风扇100可应用于电风扇、循环扇、换气扇、空调风扇等需要送出空气的设备中，本发明实施例的对旋风扇100主要用于促进气流流动而非换热。

如图1所示，导风结构10包括进风格栅11，进风格栅11临近第一级叶轮21设置，进风格栅11包括多个沿周向排布的支撑导风片111，进风格栅11不仅起到支撑作用，进风格栅11还起到导风作用。

具体地，在朝向出风侧的方向上，支撑导风片111弯曲设置，支撑导风片111的弯曲方向与第一叶片212的旋转方向相反，支撑导风片111的进口安装角为W0，支撑导风片111的出口安装角为W1，W0与W1满足关系式：W0<W1。

这里，由于进风格栅11与第一级叶轮21相对转动，进风格栅11包括多个沿周向排布的支撑导风片111，因此进风格栅11可以看成是导风风轮，支撑导风片111看成是该导风风轮的叶片。由于支撑导风片111的弯曲方向与第一叶片212的旋转方向相反，因此可以将进风格栅11看成是与第一级叶轮21转动方向相反的导风风轮。

其中，支撑导风片111在轴向上呈弯曲状态，为进一步限定支撑导风片111弯曲的特征，本文中提出支撑导风片111的进口安装角W0，支撑导风片111的出口安装角W1。支撑导风片111的进口安装角、出口安装角的名称，是引用叶片的进口角和出口角而来。即支撑导风片111相当于叶片，支撑导风片111的进口安装角相当于叶片进口角，支撑导风片111的出口安装角相当于叶片出口角。

而叶片的进口角、出口角均是本领域所公知的叶片惯用结构名称，叶片在进口处的叶片角为叶片的进口角，叶片在进口处的叶片角为叶片的进口角。

下文中关于支撑导风片111的进口安装角W0、支撑导风片111的出口安装角W1如何计算均有明确说明，后文中提到第一叶片212、第二叶片222的进口角、出口角，也均分别采用与进口安装角W0、出口安装角W1相同的计算方式，这里不再对进口角、出口角如何计算赘述。

支撑导风片111的进口安装角W0，等于支撑导风片111的中弧线在进风端处的切线与风扇轴线之间的夹角。支撑导风片111的出口安装角W1，等于支撑导风片111的中弧线在出风端处的切线与风扇轴线之间的夹角。

以图2和图3所示的一种进风格栅11为例，支撑导风片111的中弧线为支撑导风片111的中弧面与参考圆柱面之间的交线。参考圆柱面为与风扇轴线同轴的圆柱面，支撑导风片111两侧相对表面为翼面，支撑导风片111的中弧面为两侧翼面之间的等距参考面。图3所示的近似跑道形的形状为参考圆柱面在支撑导风片111上形成的截面形状，支撑导风片111的中弧面与该截面的交线形成图示的中弧线，中弧线两端切线与风扇轴线分别形成夹角W0和W1。

进风格栅11上的支撑导风片111作弯曲设置，且在朝向出风侧的方向上，支撑导风片111的弯曲方向与第一叶片212的旋转方向相反，可将流向第一级叶轮21的气流朝向与第一级叶轮21的旋转方向相反的方向导流，改变了第一级叶轮21的进风侧风场。进风格栅11上支撑导风片111对于第一级叶轮21的作用，类似于第一级叶轮21对于第二级叶轮22的作用，最终支撑导风片111对第一级叶轮21的影响，进而影响到第二级叶轮22的出风风场。这样即使叶轮组件20的转速即使下降，出风风压仍能提高。

这里提出支撑导风片111的进口安装角W0小于支撑导风片111的出口安装角W1，是为了保证支撑导风片111朝向第一叶片212的进口导风，不仅使进风噪音减小，而且有利于降低压损。根据本发明实施例的对旋风扇100，通过设置在朝向出风侧的方向上弯曲的支撑导风片111，保证了支撑导风片111朝向第一叶片212的进口导风，降低了使进风噪音，且降低对旋风扇100的压损。

在一些实施例中，导风结构10包括导流罩13，导流罩13设置在第一级叶轮21的进风侧的中心位置，导流罩13的进风侧表面的至少部分形成为导流面，导流面在朝向第一级叶轮21的方向上远离对旋风扇100的轴线延伸。

可以理解的是，在风轮的径向面(与风扇轴线相垂直的面)上，距离风扇轴线越近处线速度越小，气流增压越小；反之距离叶尖端越近处，气流增压越大。因此带有导流面的导流罩13的设计，有利于将流向第一轮毂211的气流，导向第一叶片212，一方面有利于气流避开第一轮毂211，减少气流紊流及噪音，减小风压损耗，另一方面将气流导向做功大的区域，可提高出风风压。这种对旋风扇100在上下游阻力较大场景中，作用尤其显著。由此，在第一级叶轮21的进风侧的中心位置设置导流罩13可将风扇进风尽可能导向叶轮组件20增压强的区域，避免气流在叶根端附近造成过多紊流、噪音，从而有利于增强对旋风扇100的风压，降低噪音。

具体地，导流罩13的远离进风格栅11的一侧表面为半球面，即将导流面设置成半球面，半球面加工最简单。当然，导流面也可以选择其他回转形面，例如椭球面、双曲面等，这里不作限制。

可选地，当导流面为半球面时，半球面的直径为Ddao，第一轮毂211在进风侧一端的直径为DH1，Ddao与DH1满足关系式：0.8*DH1≤Ddao≤1.1*DH1。此时如果半球面的直径过小，第一轮毂211边缘处仍有较大过风量，造成风压损耗及噪音。而如果半球面的直径过大，风扇进风面积受影响，会导致出风量下降。因此此处选择0.8*DH1≤Ddao≤1.1*DH1，可充分利用半球面的导风效果，又避免直径过大导致进风量的降低。在一些实施例中，导风结构10包括风筒14，风筒14形成为轴向两端敞开的筒形，叶轮组件20设置在风筒14内。风筒14的设置一方面能够导向，延长风扇的送风距离，另一方面避免叶轮组件20的周围过早泄压，保证从第二级叶轮22处出风的风压较大。

具体地，风筒14在轴向两端设置有进风格栅11和出风格栅12，第一级叶轮21临近进风格栅11设置，第二级叶轮22临近出风格栅12设置。进风格栅11和出风格栅12的设置支撑风筒14，在图1的示例中，第一级叶轮21由第一电机驱动，第二级叶轮22由第二电机驱动，第一电机固定在进风格栅11上，第二电机固定在出风格栅12上。

也有的实施例中，第一级叶轮21和第二叶轮由同一个电机驱动，其中一个叶轮上连接转向机构，此时电机可固定在进风格栅11和出风格栅12上，在此不作限制。

可选地，支撑导风片111的进口安装角W0为0°，支撑导风片111的出口安装角W1满足18°≤W1≤42°。支撑导风片111的进口安装角和出口安装角的设计，是适应常规的轴流风轮的叶片叶型特点，最大化提升对导风对风压的影响。这里可以理解的是，由于支撑导风片111设计在进风格栅11上，支撑导风片111的轴向尺寸不会过大。如果支撑导风片111的出口安装角W1不足18°时，导风效果太弱；而支撑导风片111的出口安装角W1超过42°时，导风无法很好契合第一级叶轮21的进风角度，反而可能会造成气流紊乱等现象。

在一些实施例中，支撑导风片111从叶根端到叶尖端，朝向与第一叶片212的旋转方向相反的方向弯曲，这样进风格栅11的形状是一种轴流风轮的防形，对风场影响效果更加明显。

具体地，如图4所示，每个支撑导风片111的弯角T0与支撑导风片111的叶片数BN0之间满足关系式：(360°/BN0-15°)≤T0≤(360°/BN0-4°)，相邻两个支撑导风片111之间的间隙角Tg满足4°≤Tg≤15°。这里支撑导风片111的弯角T0，指的是在同一径向截面(径向截面垂直于风扇轴线)上，支撑导风片111的叶根端与叶尖端之间所夹的中心角。支撑导风片111的间隙角Tg，指的是在同一径向截面上，支撑导风片111的叶尖端与弯曲方向上相邻支撑导风片111的叶根端之间所夹的中心角。这样限制支撑导风片111排布的疏密度，一方面避免出风量下降，另一方面为了减少局部涡流。

在一些实施例中，从进风侧到出风侧的方向上，第一轮毂211的直径逐渐增大，第一轮毂211在进风侧一端的直径为DH1，第一轮毂211在出风侧一端的直径为DH2，DH1与DH2满足关系式：0.5*DH2≤DH1≤0.85*DH2，DH2＝(0.25-0.45)*DS1，其中DS1为第一级叶轮21的轮缘直径。第一级叶轮21的轮缘直径也可以称为第一级叶轮21的直径，即第一级叶轮21上多个第一叶片212距离旋转轴线最远点所在圆的直径。

这里将第一轮毂211设置成朝向第二轮毂221的方向上直径逐渐增大，第一轮毂211的周面相当于另一个导流面，有利于将流向第二轮毂221的气流，导向第二叶片222，减少第二轮毂221处的紊流及噪音，进一步提高出风风压。

其中，第一轮毂211两端直径比例的限制，是为了保证第一轮毂211的周面能够起到明显导流效果。而且如果第一轮毂211在进风侧一端的直径过小，无法排开多个第一叶片212，因此两端合理的直径比例也能够保证第一叶片212合理排布。将第一轮毂211的直径尺寸与第一级叶轮21的轮缘直径进行限制，一方面保证叶片有足够的扫风面积，另一方面避免第一轮毂211直径过小导致抗扭能力较弱的情况。

在一些实施例中，第二轮毂221的直径为DH3，第二级叶轮22的轮缘直径为DS2，第二级叶轮22的轮毂比CD2＝DH3/DS2，CD2满足关系式：0.45≤CD2≤0.7。这样设置有利于保证足够的扫风面积，充分利用导流罩13及其他导流结构，将导向第二叶片222的气流进行做功加压，提高出风压力。第二级叶轮22的轮缘直径也可以称为第二级叶轮22的直径，即第二级叶轮22上多个第二叶片222距离旋转轴线最远点所在圆的直径。

为本领域为公知的是，叶轮的叶片均具有前缘和后缘(“后缘”也可称为“尾缘”)，根据流体的流动方向来判断，流体从叶片前缘流入叶片通道，从叶片后缘流出叶片通道。在远离所述叶轮的旋转轴线的方向上，当叶片前缘朝向出风侧方向延伸的，称该叶片的进口向后弯掠；反之，则称该叶片的进口向前弯掠。在远离所述叶轮的旋转轴线的方向上，当叶片后缘朝向进风侧的方向延伸的，称叶片的出口向前弯掠；反之，则称叶片的出口向后弯掠。

在一些实施例中，第一叶片212的进口向后弯掠，第一叶片212的进口弯掠角度为L1，L1满足关系式：5°≤L1≤12°。这里，第一叶片212具有前缘，第一叶片212的中弧面(即等厚度面)与第一叶片212的前缘的交线为第一前缘线。第一前缘线上任一点的切线，与径向截面(即垂直于风扇轴线的截面)之间的夹角等于L1。将第一叶片212的进口设置成向后弯掠，且限制L1的范围，有利于减小气流风阻，产生足够大气压。

在一些实施例中，第一叶片212的出口向前弯掠，第一叶片212的出口弯掠角度为L2，L2满足关系式：3°≤L2≤15°。第一叶片212具有后缘，第一叶片212的中弧面与第一叶片212的后缘的交线为第一后缘线。第一后缘线上任一点的切线，与径向截面之间的夹角等于L2。将第一叶片212的出口设置成向前弯掠，且限制L2的范围，有利于减小气流风阻，产生足够大气压。

在一些实施例中，第二叶片222的进口向后弯掠，第二叶片222的进口弯掠角度为L3，L3满足关系式：5°≤L3≤10°。第二叶片222具有前缘，第二叶片222的中弧面与第二叶片222的前缘的交线为第二前缘线。第二前缘线上任一点的切线，与径向截面之间的夹角等于L3。将第二叶片222的进口设置成向后弯掠，且限制L3的范围，有利于减小气流风阻，产生足够大气压。

在一些实施例中，第二叶片222的出口向前弯掠，第二叶片222的出口弯掠角度为L4，L4满足关系式：3°≤L4≤8°。第二叶片222具有后缘，第二叶片222的中弧面与第二叶片222的后缘的交线为第二后缘线。第二后缘线上任一点的切线，与径向截面之间的夹角等于L4。将第二叶片222的出口设置成向前弯掠，且限制L4的范围，有利于减小气流风阻，产生足够大气压。

在一些实施例中，如图10所示，第一叶片212的进口角为W2，第二叶片222的进口角为W4，第二叶片222的出口角为W5，W2和W5满足关系式：(W2-10°)≤W5≤(W2+10°)，(W4t-5°)≤W4≤(W4t+5°)，其中：W4t＝arctan{Fi*tan(W2)/[Fi+tan(W2)]}，Fi为流量系数。

可以理解的是，第一叶片212的进口角W1、第二叶片222的进口角W3和出口角W4的大小在一定程度上影响了第一级叶轮21和第二级叶轮22的出风特性，经过多次试验证明，当第一叶片212的进口角W1，第二叶片222的进口角W3，第二叶片222的出口角W4满足上述关系式时，第一级叶轮21和第二级叶轮22的出风特性较好，出风量较大，送风距离较远。

在一些实施例中，第一叶片212的轴向宽度为B1，第二叶片222的轴向宽度为B2，B1和B2满足关系式：1.4*B2≤B1≤3*B2。由图5可知，叶片的轴向宽度指的是，叶片的最大轴向尺寸，即将叶片在叶轮的旋转轴线上做投影时，形成的投影线段的长度。

可以理解的是，一般情况下对旋风扇100的轴向总宽度是有限的，合理的分配的第一叶片212和第二叶片222的轴向宽度有利于保证对旋风扇100的出风特性。根据多次试验证明，当B1/B2位于1.4-3的范围内时，对旋风扇100具有较优的出风特性，此时对旋风扇100的出风量较大，出风风压较大。

这里需要说明的是，对于轴向宽度而言，有限的轴向宽度如何分配给两级叶轮，是一个值得研究的问题。对于第二级叶轮22而言，第一级叶轮21的出口气流相当于提供了反向预旋。例如第一级叶轮21顺时针旋转，第一级叶轮21出口的气流带出顺时针的气流旋，第二级叶轮22逆时针旋转，第二级叶轮22出口的气流带出逆时针的气流旋。两级叶轮同时旋转，最终第二级叶轮22出口的气流中的部分气流旋会相互抵消。

但是出口气流中气流旋越多，风扇做功能力越强，即风量、风压更大。要增加气流旋，可以提高风轮转速，也可以修改叶型。从修改叶型的角度出发，最佳的方案是增加第一叶片212的轴向长度。因为如果将第二叶片222的轴向长度增加，虽然气流旋会增加，但是气流的出风方向偏离轴线，导致送风距离不远。而如果将第一叶片212的轴向长度增加，不仅气流旋会增加，而且由于第一叶片212产生气流是叠加在第二叶片222产生气流中的，根据气流方向矢量叠加的分析结果，最终气流的出风方向不会偏离轴线，保证轴流风扇足够长的送风距离。

其中，之所以第一叶片212的轴向长度增加可以增加气流旋，是因为在足够长的轴向长度下，气流可以转过足够的转角，因而产生足够多的气流旋。第一级叶轮21产生足够多的气流旋，在第二级叶轮22产生的气流旋叠加后，剩下的气流旋仍较足够，从而对旋风扇100最终的风量、风压较大。

在一些实施例中，第一叶片212与第二叶片222之间的轴向间隙为Bg，第一叶片212的轴向宽度为B1，Bg和B1满足关系式：0.1*B1≤Bg≤0.8*B1。将第一叶片212与第二叶片222在旋转轴线上做投影，可形成两条共线的线段，两条线段之间的间隙长度，等于第一叶片212与第二叶片222之间的轴向间隙Bg。

可以理解的是，第一叶片212和第二叶片222之间的轴向间隙大小可以直接影响对旋风扇100的输出风场性能，Bg/B1在0.1-0.8的范围内时，对旋风扇100可具有较优的出风特性。

可选地，Bg满足关系式：10mm≤Bg≤15mm。当然，这里需要说明的是，Bg的取值并不限于上述范围，在实际应用中Bg可以根据实际需要做出适应性调整。

在一些实施例中，第一轮毂211在出风侧一端的直径为DH2，第二轮毂221的直径为DH3，DH2与DH3满足关系式：0.9≤DH2/DH3≤1.1。可以理解的是，DH2/DH3的大小直接影响了第一级叶轮21输出的风场和第二级叶轮22输出的风场的叠加关系。根据多次试验，当DH2/DH3在0.9-1.1范围内时，第一级叶轮21输出的风场和第二级叶轮22输出的风场的相互影响较为强烈，从而保证了对旋风扇100输出可输出风压较大，送风距离较远的风场。当然，这里需要说明的是，DH2和DH3的具体比值可以根据实际需要进行调整，并不限于上述范围。

在图1的示例中，第一级叶轮21的轮缘直径DS1与第二级叶轮22的轮缘直径DS2相等。而第一级叶轮21的轮缘直径DS1与第二级叶轮22的轮缘直径DS2不等时，也能实现同等功能。

在一些实施例中，第一叶片212的数量为BN1，第二叶片222的数量为BN2，BN1和BN2满足关系式：BN2-3≤BN1≤BN2+5。

可以理解的是，BN1和BN2的数值将直接影响第一级叶轮21和第二级叶轮22的风场叠加结果，根据实际实验证明，当BN1和BN2满足关系式：BN2-3≤BN1≤BN2+5，第一级叶轮21和第二级叶轮22的风场叠加效果最好，较好地保证了对旋风扇100的出风特性。当然，在本发明的其他实施例中，BN1和BN2的取值可以根据实际情况做出具体选择，并不限于上述范围。

在图1中，第一级叶轮21和第二级叶轮22只有一组。本发明其他实施例中，第一级叶轮21和第二级叶轮22可以设置多组，此时也能实现同等功能。

综上所述，本发明实施例的对旋风扇100，通过对导风结构10、对叶轮组件20的一系列结构、参数的优化设计，可以降低噪音，提升风压。

下面参考图1-图13描述本发明一个具体实施例的对旋风扇100。

实施例：

本发明实施例的对旋风扇100包括风筒14、进风格栅11、第一级叶轮21、第一电机、第二级叶轮22、第二电机、出风格栅12。第一级叶轮21包括周向间隔开的多个第一叶片212，第二级叶轮22包括周向间隔开的多个第二叶片222，第一叶片212的压力面与第二叶片222的吸力面相对设置，第一叶片212和第二叶片222的弯曲方向相反。在进风格栅11上设置有9条支撑导风片111，在进风格栅11的进风侧设有导流罩13，导流罩13的侧风侧为半球面。

其中，导流罩13上半球面的直径Ddao＝0.9DH1，支撑导风片111的叶型进口安装角W0＝0，出口安装角W1＝30°，弯角T0＝35°，间隙角Tg＝5°。组成对旋轴流风机的第二级叶轮22的轮毂比CD2＝0.7。

该实施例中，第一级叶轮21和第二级叶轮22的叶型关系为：W4＝W1，(W3t-5°)≤W3≤(W3t+5°)，B1＝2.5B2，Bg＝15mm；两级叶轮的轮缘直径(DS1、DS2)相同；两级叶轮的叶片数目相等，BN1＝BN2＝7。

将该实施例的对旋风扇100，与去掉导流罩13的对旋风扇100进行噪音测试，得出的对比结果如图11所示。可以看出在不同风量的情况下，导流罩13的设置均降低了噪音。

将该实施例的对旋风扇100，与替换成普通进风格栅11的对旋风扇100进行噪音测试，得出的对比结果如图12所示。这里普通进风格栅11，指的是格栅条不再做弯曲设计。可以看出在不同风量的情况下，本发明实施例中带弯曲的进风格栅11均降低了噪音。

将该实施例的对旋风扇100，与结构不作上述优化的对旋风扇100进行对比，可以看出本发明实施例的对旋风扇100最终得出压升非常突出。

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。

Claims (19)

1.一种对旋风扇，其特征在于，包括：

叶轮组件，所述叶轮组件包括旋转方向相反的第一级叶轮和第二级叶轮，所述第一级叶轮包括第一轮毂和连接在所述第一轮毂上的多个第一叶片，所述第二级叶轮包括第二轮毂和连接在所述第二轮毂上的多个第二叶片，所述第一叶片的压力面朝向所述第二叶片的吸力面设置，在由叶根到叶尖的方向上，所述第一叶片和所述第二叶片均朝向各自的旋转方向弯曲；

导风结构，所述导风结构包括进风格栅，所述进风格栅临近所述第一级叶轮设置，所述进风格栅包括多个沿周向排布的支撑导风片，在朝向出风侧的方向上，所述支撑导风片弯曲设置，所述支撑导风片的弯曲方向与所述第一叶片的旋转方向相反，所述支撑导风片的进口安装角为W0，所述支撑导风片的出口安装角为W1，所述W0与W1满足关系式：W0<W1，所述支撑导风片的出口安装角W1满足18°≤W1≤42°。

2.根据权利要求1所述的对旋风扇，其特征在于，所述导风结构包括导流罩，所述导流罩设置在所述进风格栅的进风侧的中心位置，所述导流罩的进风侧表面的至少部分形成为导流面，所述导流面在朝向所述第一级叶轮的方向上远离所述对旋风扇的轴线延伸。

3.根据权利要求2所述的对旋风扇，其特征在于，所述导流面为半球面，所述半球面的直径为Ddao，所述第一轮毂在进风侧一端的直径为DH1，Ddao与DH1满足关系式：0.8*DH1≤Ddao≤1.1*DH1。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述支撑导风片的进口安装角W0为0°。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述支撑导风片从叶根端到叶尖端，朝向与所述第一叶片的旋转方向相反的方向弯曲，每个所述支撑导风片的弯角T0与所述支撑导风片的叶片数BN0之间满足关系式：(360°/BN0-15°)≤T0≤(360°/BN0-4°)，

相邻两个所述支撑导风片之间的间隙角Tg满足4°≤Tg≤15°。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，从进风侧到出风侧的方向上，所述第一轮毂的直径逐渐增大，所述第一轮毂在进风侧一端的直径为DH1，所述第一轮毂在出风侧一端的直径为DH2，DH1与DH2满足关系式：0.5*DH2≤DH1≤0.85*DH2，DH2＝(0.25-0.45)*DS1，其中DS1为所述第一级叶轮的轮缘直径。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述第二轮毂的直径为DH3，所述第二级叶轮的轮缘直径为DS2，所述第二级叶轮的轮毂比CD2＝DH3/DS2，CD2满足关系式：0.45≤CD2≤0.7。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述第一叶片的进口向后弯掠，所述第一叶片的进口弯掠角度为L1，L1满足关系式：5°≤L1≤12°。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述第一叶片的出口向前弯掠，所述第一叶片的出口弯掠角度为L2，L2满足关系式：3°≤L2≤15°。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述第二叶片的进口向后弯掠，所述第二叶片的进口弯掠角度为L3，L3满足关系式：5°≤L3≤10°。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述第二叶片的出口向前弯掠，所述第二叶片的出口弯掠角度为L4，L4满足关系式：3°≤L4≤8°。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述第一叶片的进口角为W2，所述第二叶片的进口角为W4，所述第二叶片的出口角为W5，W2和W5满足关系式：

(W2-10°)≤W5≤(W2+10°)，(W4t-5°)≤W4≤(W4t+5°)，其中：W4t＝arctan{Fi*tan(W2)/[Fi+tan(W2)]}，Fi为流量系数。

13.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述第一叶片的轴向宽度为B1，所述第二叶片的轴向宽度为B2，B1和B2满足关系式：1.4*B2≤B1≤3*B2。

14.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述第一叶片与所述第二叶片之间的轴向间隙为Bg，所述第一叶片的轴向宽度为B1，Bg和B1满足关系式：0.1*B1≤Bg≤0.8*B1。

15.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述第一轮毂在出风侧一端的直径为DH2，所述第二轮毂的直径为DH3，DH2与DH3满足关系式：0.9≤DH2/DH3≤1.1。

16.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述第一叶片的数量为BN1，所述第二叶片的数量为BN2，BN1和BN2满足关系式：BN2-3≤BN1≤BN2+5。

17.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述叶轮组件为轴向设置的多组。

18.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述第一叶片的叶型和所述第二叶片的叶型不同。

19.根据权利要求1-3中任一项所述的对旋风扇，其特征在于，所述第一叶片的轮缘直径等于所述第二叶片的轮缘直径，或者，所述第一叶片的轮缘直径不等于所述第二叶片的轮缘直径。

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