本發(fā)明涉及風(fēng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種葉輪和具有其的風(fēng)機(jī)。

背景技術(shù)：

目前多數(shù)風(fēng)機(jī)采用2D葉輪結(jié)構(gòu)，在高速等一些重要場(chǎng)合，很難滿足風(fēng)機(jī)吸力大、噪音振動(dòng)小、體積小、重量輕、效率高的要求，這促使了3D葉輪的應(yīng)生與使用。然而，相關(guān)技術(shù)中，現(xiàn)有的3D葉輪大多采用多個(gè)相同的曲面葉片，這在復(fù)雜的流體流動(dòng)下性能有一定的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種葉輪，所述葉輪在復(fù)雜的流體流動(dòng)下的性能得以提高。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種具有上述葉輪的風(fēng)機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的葉輪，包括：蓋板；多個(gè)長(zhǎng)葉片，多個(gè)所述長(zhǎng)葉片設(shè)在所述蓋板的一側(cè)表面上，多個(gè)所述長(zhǎng)葉片包括沿所述蓋板的周向間隔排布的多組長(zhǎng)葉片組，每組所述長(zhǎng)葉片組包括至少一個(gè)所述長(zhǎng)葉片，每個(gè)所述長(zhǎng)葉片的葉片進(jìn)口角為α，每個(gè)所述長(zhǎng)葉片的扭轉(zhuǎn)角為β，每個(gè)所述長(zhǎng)葉片的葉片出口角為γ，其中所述α、β、γ分別滿足：10°≤α≤90°，0°≤β≤60°，0°≤γ≤90°；多個(gè)短葉片，多個(gè)所述短葉片設(shè)在所述蓋板上，且相鄰兩個(gè)所述長(zhǎng)葉片組之間設(shè)有至少一個(gè)所述短葉片，多個(gè)所述短葉片與多個(gè)所述長(zhǎng)葉片在所述蓋板的周向上均勻間隔排布，每個(gè)所述短葉片的入口包角為A，每個(gè)所述短葉片的出口包角為B，每個(gè)所述短葉片的扭轉(zhuǎn)角為R，其中所述A、B、R分別滿足：15°≤A≤90°，0°≤B≤90°，0°≤R≤50°。

根據(jù)本發(fā)明的葉輪，通過設(shè)置長(zhǎng)葉片和短葉片這兩種不同類型的葉片，可以提高葉輪在復(fù)雜的流體流動(dòng)下的性能。而且，通過對(duì)長(zhǎng)葉片的葉片進(jìn)口角α、扭轉(zhuǎn)角β、葉片出口角γ和短葉片的入口包角A、出口包角B、扭轉(zhuǎn)角R進(jìn)行設(shè)置，可以進(jìn)一步改善流體的流動(dòng)效果。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述α、β、γ分別進(jìn)一步滿足：30°≤α≤60°，10°≤β≤30°，30°≤γ≤60°；所述A、B、R分別進(jìn)一步滿足：45°≤A≤80°，45°≤B≤80°，10°≤R≤25°。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，從內(nèi)到外，每個(gè)所述長(zhǎng)葉片和每個(gè)所述短葉片的壓力面分別從凹面逐漸向凸面過渡。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述長(zhǎng)葉片和所述短葉片中的至少一個(gè)的內(nèi)端端部的外輪廓為圓滑曲面。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述長(zhǎng)葉片和所述短葉片中的至少一個(gè)的外端端部的厚度從內(nèi)向外逐漸減小。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述長(zhǎng)葉片和所述短葉片中的至少一個(gè)的壓力面和非壓力面在外端端部處相接。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述蓋板的所述一側(cè)表面沿所述蓋板的軸向朝向遠(yuǎn)離所述蓋板的中心軸線的方向延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，每組所述長(zhǎng)葉片組包括一個(gè)所述長(zhǎng)葉片，相鄰兩個(gè)所述長(zhǎng)葉片之間設(shè)有一個(gè)所述短葉片。

根據(jù)本發(fā)明第二方面的風(fēng)機(jī)，包括根據(jù)本發(fā)明上述第一方面的葉輪。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的葉輪的立體圖；

圖2是圖1中所示的葉輪的主視圖；

圖3是圖1中所示的葉輪的側(cè)視圖；

圖4是圖1中所示的長(zhǎng)葉片的示意圖；

圖5是圖1中所示的短葉片的示意圖。

附圖標(biāo)記：

100：葉輪；

1：蓋板；2：長(zhǎng)葉片；21：內(nèi)端；

3：短葉片；31：內(nèi)端。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

下面參考圖1-圖5描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的葉輪100。葉輪100可以用于風(fēng)機(jī)例如離心風(fēng)機(jī)(圖未示出)中，此時(shí)流體可以從軸向進(jìn)入葉輪100，并在流經(jīng)葉輪100時(shí)改變成徑向，如圖3所示。

如圖1-圖5所示，根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的葉輪100，包括蓋板1、多個(gè)長(zhǎng)葉片2以及多個(gè)短葉片3。

蓋板1的中心處具有輪轂，輪轂可以為軸結(jié)構(gòu)，輪轂的中心處形成有貫通的軸孔，風(fēng)機(jī)例如離心風(fēng)機(jī)的電機(jī)軸適于固定在軸孔內(nèi)以帶動(dòng)葉輪100轉(zhuǎn)動(dòng)。蓋板1設(shè)在輪轂的外周面上，蓋板1沿輪轂的徑向向外延伸。其中，蓋板1優(yōu)選與輪轂一體成型，以簡(jiǎn)化加工工藝，降低成本。

多個(gè)長(zhǎng)葉片2設(shè)在蓋板1的一側(cè)表面上，多個(gè)長(zhǎng)葉片2包括沿蓋板1的周向間隔排布的多組長(zhǎng)葉片組，每組長(zhǎng)葉片組包括至少一個(gè)長(zhǎng)葉片2。此時(shí)多個(gè)長(zhǎng)葉片2可以劃分成包括至少一個(gè)長(zhǎng)葉片2的多組長(zhǎng)葉片組。長(zhǎng)葉片組的組數(shù)小于等于長(zhǎng)葉片2的總個(gè)數(shù)。當(dāng)每個(gè)長(zhǎng)葉片組包括一個(gè)長(zhǎng)葉片2時(shí)，長(zhǎng)葉片組的組數(shù)等于長(zhǎng)葉片2的總個(gè)數(shù)，此時(shí)多個(gè)長(zhǎng)葉片2在蓋板1的周向上間隔排布；當(dāng)每個(gè)長(zhǎng)葉片組包括多個(gè)長(zhǎng)葉片2時(shí)，這多個(gè)長(zhǎng)葉片2可以沿蓋板1的周向間隔排布，此時(shí)長(zhǎng)葉片組的組數(shù)小于長(zhǎng)葉片2的總個(gè)數(shù)。可以理解的是，每個(gè)長(zhǎng)葉片組中的長(zhǎng)葉片2的個(gè)數(shù)可以根據(jù)實(shí)際要求具體設(shè)置，以更好地滿足實(shí)際要求。例如，如圖2所示，多個(gè)長(zhǎng)葉片2優(yōu)選沿蓋板1的周向均勻間隔分布，以將流經(jīng)其的流體(包括氣體和液體)均勻?qū)С觥?/p>

多個(gè)短葉片3設(shè)在蓋板1上，如圖1-圖3所示，多個(gè)短葉片3和多個(gè)長(zhǎng)葉片2均位于蓋板1的同一側(cè)表面上，且多個(gè)短葉片3沿蓋板1的周向間隔設(shè)置，相鄰兩個(gè)長(zhǎng)葉片組之間設(shè)有至少一個(gè)短葉片3，多個(gè)短葉片3與多個(gè)長(zhǎng)葉片2在蓋板1的周向上均勻間隔排布，即每相鄰的兩個(gè)葉片之間的距離大致相等。如圖2所示，此時(shí)蓋板1上設(shè)有兩種不同類型的葉片，且長(zhǎng)葉片2和短葉片3交替布置，從而可以提高葉輪100在復(fù)雜的流體流動(dòng)下的性能。其中，多個(gè)短葉片3優(yōu)選沿蓋板1的周向均勻間隔分布。

可選地，每個(gè)長(zhǎng)葉片2和每個(gè)短葉片3可以分別優(yōu)選為3D扭曲葉片，由此，可以提高流經(jīng)長(zhǎng)葉片2和短葉片3的流體的流動(dòng)特性。

這里，需要說明的是，“長(zhǎng)葉片2”和“短葉片3”可以理解為短葉片3的長(zhǎng)度小于長(zhǎng)葉片2的長(zhǎng)度。例如，在圖1和圖2的示例中，每個(gè)長(zhǎng)葉片2的內(nèi)端21延伸至鄰近輪轂的外周面，每個(gè)短葉片3的內(nèi)端31與輪轂的外周面之間的距離大于每個(gè)長(zhǎng)葉片2的內(nèi)端21與輪轂的外周面之間的距離，每個(gè)長(zhǎng)葉片2和每個(gè)短葉片3的外端均延伸至蓋板1的外周緣。可以理解的是，長(zhǎng)葉片2和短葉片3在蓋板1上的具體排布方式可以根據(jù)實(shí)際要求具體設(shè)置，以更好地滿足實(shí)際要求。其中，方向“內(nèi)”指的是朝向蓋板1中心的方向，其相反方向被定義為“外”。

其中，長(zhǎng)葉片2和短葉片3這兩種葉片可以具有相似的葉型，但幾何特征不同。具體地，如圖2所示，每個(gè)長(zhǎng)葉片2的葉片進(jìn)口角為α，每個(gè)長(zhǎng)葉片2的扭轉(zhuǎn)角為β，每個(gè)長(zhǎng)葉片2的葉片出口角為γ，其中α、β、γ分別滿足：10°≤α≤90°，0°≤β≤60°，0°≤γ≤90°。每個(gè)短葉片3的入口包角為A，每個(gè)短葉片3的出口包角為B，每個(gè)短葉片3的扭轉(zhuǎn)角為R，其中A、B、R分別滿足：15°≤A≤90°，0°≤B≤90°，0°≤R≤50°。由此，通過對(duì)長(zhǎng)葉片2和短葉片3的上述參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，可以進(jìn)一步改善流體的流動(dòng)效果。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的葉輪100，通過設(shè)置長(zhǎng)葉片2和短葉片3這兩種不同類型的葉片，可以提高葉輪100在復(fù)雜的流體流動(dòng)下的性能。而且，通過對(duì)長(zhǎng)葉片2的葉片進(jìn)口角α、扭轉(zhuǎn)角β、葉片出口角γ和短葉片3的入口包角A、出口包角B、扭轉(zhuǎn)角R進(jìn)行設(shè)置，可以進(jìn)一步改善流體的流動(dòng)效果。

根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例，長(zhǎng)葉片2的葉片進(jìn)口角α、扭轉(zhuǎn)角β、葉片出口角γ分別進(jìn)一步滿足：30°≤α≤60°，10°≤β≤30°，30°≤γ≤60°。短葉片3的入口包角A、出口包角B、扭轉(zhuǎn)角R分別進(jìn)一步滿足：45°≤A≤80°，45°≤B≤80°，10°≤R≤25°。由此，可以更進(jìn)一步地改善流體的流動(dòng)效果?？梢岳斫獾氖?，長(zhǎng)葉片2的葉片進(jìn)口角α、扭轉(zhuǎn)角β、葉片出口角γ和短葉片3的入口包角A、出口包角B、扭轉(zhuǎn)角R的具體數(shù)值可以根據(jù)實(shí)際要求具體設(shè)置，以更好地滿足實(shí)際要求。

可選地，如圖1、圖4和圖5所示，從內(nèi)到外，每個(gè)長(zhǎng)葉片2和每個(gè)短葉片3的壓力面分別從凹面逐漸向凸面過渡。由此，可以增加長(zhǎng)葉片2、短葉片3和流體的接觸，提高了長(zhǎng)葉片2、短葉片3的流暢性，從而可以提高整體流體流動(dòng)的平滑性。具體地，例如，當(dāng)每個(gè)長(zhǎng)葉片2和每個(gè)短葉片3的厚度均從內(nèi)到外大致保持不變時(shí)，每個(gè)長(zhǎng)葉片2和每個(gè)短葉片3的非壓力面(即與壓力面相對(duì)的另一側(cè)表面)從內(nèi)到外、由凸面逐漸向凹面過渡。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖1、圖2、圖4和圖5所示，長(zhǎng)葉片2和短葉片3中的至少一個(gè)的內(nèi)端端部的外輪廓為圓滑曲面例如弧形面等。優(yōu)選地，長(zhǎng)葉片2和短葉片3的內(nèi)端端部的端面分別為朝向遠(yuǎn)離長(zhǎng)葉片2和短葉片3的中心凸出的弧形面。由此，通過對(duì)每個(gè)長(zhǎng)葉片2和短葉片3的內(nèi)端進(jìn)行圓滑處理，使得長(zhǎng)葉片2和短葉片3的葉型更圓滑，可以有效減小流體入口的阻力和摩擦，有利于減小流體的流動(dòng)阻力和磨損，使葉輪100的水力性能更好。這里，需要說明的是，當(dāng)葉輪100用于風(fēng)機(jī)例如離心風(fēng)機(jī)時(shí)，“長(zhǎng)葉片2和短葉片3的內(nèi)端”為長(zhǎng)葉片2和短葉片3的入口端，即首先與流體接觸的一端。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，長(zhǎng)葉片2和短葉片3中的至少一個(gè)的外端端部的厚度從內(nèi)向外逐漸減小。例如在圖1和圖2的示例中，長(zhǎng)葉片2和短葉片3的外端端部的厚度均逐漸減小。由此，有利于增大出口面積，進(jìn)一步改善流體的流動(dòng)效果。

進(jìn)一步地，長(zhǎng)葉片2和短葉片3中的至少一個(gè)的壓力面和非壓力面在外端端部處相接。例如，如圖1、圖2、圖4和圖5所示，長(zhǎng)葉片2和短葉片3中的壓力面和非壓力面分別在外端端部處相接，此時(shí)長(zhǎng)葉片2和短葉片3的外端端部處為尖角。由此，可以進(jìn)一步增大出口面積，更進(jìn)一步地改善流體的流動(dòng)效果。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，蓋板1的上述一側(cè)表面沿蓋板1的軸向朝向遠(yuǎn)離蓋板1的中心軸線的方向延伸。此時(shí)蓋板1的上述一側(cè)表面大體為錐形面。具體地，例如在圖1和圖3的示例中，蓋板1的上述一側(cè)表面可以形成為從右向左朝向遠(yuǎn)離輪轂的中心軸線的方向延伸的內(nèi)凹的錐形曲面。當(dāng)然，蓋板1的上述一側(cè)表面還可以為圓臺(tái)面，此時(shí)蓋板1的上述一側(cè)表面在蓋板1的縱向截面上的投影為一條直線段；或者，蓋板1的上述一側(cè)表面也可以形成為朝向遠(yuǎn)離輪轂的中心軸線的方向延伸的外凸的錐形曲面(圖未示出)。可以理解的是，蓋板1的上述一側(cè)表面的具體形狀可以根據(jù)實(shí)際要求具體設(shè)置，以更好地滿足實(shí)際要求。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的葉輪100，可以有效減小流體入口的阻力與摩擦，有效增大流體出口面積，提高葉輪100工作時(shí)流體的整體流動(dòng)性能。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，如圖1和圖2所示，每組長(zhǎng)葉片組包括一個(gè)長(zhǎng)葉片2，相鄰兩個(gè)長(zhǎng)葉片2之間設(shè)有一個(gè)短葉片3，此時(shí)多個(gè)長(zhǎng)葉片2和多個(gè)短葉片3沿蓋板1的周向依次交錯(cuò)排布，即相鄰兩個(gè)長(zhǎng)葉片2之間設(shè)有一個(gè)短葉片3，同樣地，相鄰兩個(gè)短葉片3之間也設(shè)有一個(gè)長(zhǎng)葉片2，由此，同樣可以提高葉輪100在復(fù)雜的流體流動(dòng)下的性能。

根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的風(fēng)機(jī)例如離心風(fēng)機(jī)，包括根據(jù)本發(fā)明上述第一方面實(shí)施例的葉輪100。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)機(jī)例如離心風(fēng)機(jī)，通過采用上述的葉輪100，可以提高風(fēng)機(jī)例如離心風(fēng)機(jī)的整體性能。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)機(jī)例如離心風(fēng)機(jī)的其他構(gòu)成以及操作對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言都是已知的，這里不再詳細(xì)描述。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。