本實(shí)用新型涉及風(fēng)機(jī)領(lǐng)域，更具體地涉及一種葉輪組件及軸流風(fēng)機(jī)。

背景技術(shù)：

為了提高對(duì)氣流的利用率，可以在風(fēng)機(jī)的出風(fēng)側(cè)設(shè)置導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)一般為形狀規(guī)則的導(dǎo)風(fēng)葉片，但仍然存在對(duì)氣流的收集效果差、風(fēng)機(jī)性能低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的之一是提供一種能夠提高氣流收集效果、提高風(fēng)機(jī)性能的葉輪組件及軸流風(fēng)機(jī)。

為達(dá)上述目的，第一方面，提供一種葉輪組件。

一種葉輪組件，包括風(fēng)道以及設(shè)置于風(fēng)道內(nèi)多個(gè)動(dòng)葉片以及多個(gè)靜葉片，所述多個(gè)動(dòng)葉片以及所述多個(gè)靜葉片均沿周向分布，在所述風(fēng)道的軸線(xiàn)方向上，所述靜葉片位于所述動(dòng)葉片的出風(fēng)側(cè)，所述動(dòng)葉片在出風(fēng)一側(cè)的端面為非平面結(jié)構(gòu)，所述靜葉片在進(jìn)風(fēng)一側(cè)的端面呈與所述動(dòng)葉片在出風(fēng)一側(cè)的端面形狀相適配的非平面結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述動(dòng)葉片在出風(fēng)一側(cè)的端面包括自所述動(dòng)葉片的徑向內(nèi)側(cè)向徑向外側(cè)逐漸向所述靜葉片的方向傾斜的傾斜段，所述靜葉片在進(jìn)風(fēng)一側(cè)的端面呈自徑向內(nèi)側(cè)向徑向外側(cè)逐漸向背離所述動(dòng)葉片的方向傾斜的斜面。

優(yōu)選地，所述靜葉片具有第一側(cè)面以及與所述第一側(cè)面相反的第二側(cè)面，其中，所述第一側(cè)面為迎風(fēng)曲面，氣流在所述動(dòng)葉片的出口位置吹出的方向與所述迎風(fēng)曲面在入口處的切線(xiàn)方向之間的夾角在預(yù)定范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，所述預(yù)定范圍為0至5°。

優(yōu)選地，所述葉輪組件還包括呈筒狀的集流器，所述集流器內(nèi)形成所述風(fēng)道，所述集流器的進(jìn)風(fēng)側(cè)向端口的方向內(nèi)徑逐漸增大。

優(yōu)選地，所述集流器的進(jìn)風(fēng)側(cè)端口處設(shè)置有弧形折邊，在與所述集流器的軸線(xiàn)方向垂直的平面內(nèi)，所述多個(gè)動(dòng)葉片的徑向外側(cè)邊緣所在圓的直徑為d1，所述弧形折邊的圓角半徑R1與d1滿(mǎn)足關(guān)系：R1＝k1*d1，系數(shù)k1的范圍為0.05至0.075。

優(yōu)選地，所述多個(gè)動(dòng)葉片設(shè)置于第一輪轂上；和/或，

所述多個(gè)靜葉片的徑向內(nèi)側(cè)端均固定于第二輪轂上，所述多個(gè)靜葉片的徑向外側(cè)端均固定于所述集流器的內(nèi)壁上。

優(yōu)選地，所述動(dòng)葉片的葉片數(shù)為3至5片；和/或，

所述靜葉片的葉片數(shù)為17至25片；和/或，

在與所述集流器的軸線(xiàn)垂直的平面內(nèi)，所述多個(gè)動(dòng)葉片的徑向外側(cè)邊緣所在圓的直徑為d1，所述多個(gè)靜葉片的徑向外側(cè)邊緣所在圓的直徑為d2，d1與d2滿(mǎn)足關(guān)系：d2＝d1+Δd；和/或，

所述靜葉片的進(jìn)風(fēng)一側(cè)端面與所述動(dòng)葉片在出風(fēng)一側(cè)的端面在軸向上的最小間距離h1為5至10mm；和/或，

所述第一輪轂與所述第二輪轂相對(duì)的兩個(gè)端面之間的距離h2為8至30mm；和/或，

所述動(dòng)葉片在軸向的高度為L(zhǎng)1，所述第二輪轂上靠近所述動(dòng)葉片的端面與所述集流器的進(jìn)風(fēng)側(cè)端面之間的距離為L(zhǎng)2，L1與L2滿(mǎn)足關(guān)系：L2＝k2*L1，系數(shù)k2的范圍為0.76至1.1。

優(yōu)選地，差值Δd的范圍為7至15mm。

優(yōu)選地，所述集流器、所述第二輪轂以及所述靜葉片呈一體結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述第二輪轂呈兩端開(kāi)口的筒狀結(jié)構(gòu)，且所述第二輪轂的內(nèi)徑小于等于所述第一輪轂的外徑。

第二方面，本實(shí)用新型提供一種軸流風(fēng)機(jī)。

一種軸流風(fēng)機(jī)，包括如上所述的葉輪組件。

優(yōu)選地，所述軸流風(fēng)機(jī)為前掠式軸流風(fēng)機(jī)。

本實(shí)用新型提供的葉輪組件的靜葉片在進(jìn)風(fēng)一側(cè)的端面與動(dòng)葉片在出風(fēng)一側(cè)的端面形狀相適配，使得兩端面之間的間隔較均勻，不會(huì)對(duì)氣流擠壓造成氣流紊亂，提高對(duì)氣流的收集效果，進(jìn)而提高采用其的風(fēng)機(jī)的性能。

附圖說(shuō)明

通過(guò)以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中：

圖1示出本實(shí)用新型具體實(shí)施方式提供的葉輪組件除去部分集流器的立體圖；

圖2示出本實(shí)用新型具體實(shí)施方式提供的葉輪組件除去部分集流器的主視圖；

圖3示出圖2中標(biāo)注關(guān)鍵參數(shù)的示意圖；

圖4示出本實(shí)用新型具體實(shí)施方式提供的葉輪組件除去動(dòng)葉片的俯視圖；

圖5示出本實(shí)用新型具體實(shí)施方式提供的葉輪組件動(dòng)葉片及第一輪轂的俯視圖；

圖6示出本實(shí)用新型具體實(shí)施方式提供的葉輪組件的速度三角形；

圖7示出采用本實(shí)用新型具體實(shí)施方式提供的葉輪組件的風(fēng)機(jī)與現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的性能對(duì)比圖。

圖中，1、集流器；11、集流段；12、加強(qiáng)筋條；2、動(dòng)葉片；3、靜葉片；31、第一側(cè)面；32、第二側(cè)面；4、第一輪轂；5、第二輪轂。

具體實(shí)施方式

以下基于實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行描述，但是本實(shí)用新型并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對(duì)本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本實(shí)用新型。為了避免混淆本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過(guò)程、流程、元件并沒(méi)有詳細(xì)敘述。

此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說(shuō)明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。

除非上下文明確要求，否則整個(gè)說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中的“包括”、“包含”等類(lèi)似詞語(yǔ)應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說(shuō)，是“包括但不限于”的含義。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

針對(duì)現(xiàn)有風(fēng)機(jī)存在的對(duì)氣流的收集效果差、性能低的問(wèn)題，本申請(qǐng)發(fā)現(xiàn)，為改善風(fēng)機(jī)的性能，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)動(dòng)葉片的形狀進(jìn)行了改進(jìn)，使得其在出風(fēng)一側(cè)的端面呈非平面結(jié)構(gòu)，而靜葉片一般為規(guī)則形狀，因?yàn)樵斐蓜?dòng)葉片與靜葉片之間形成不均勻的空間，當(dāng)氣流自動(dòng)葉片流出進(jìn)入靜葉片的過(guò)程中，不均勻的空間會(huì)對(duì)氣流造成擠壓，極易使得氣流紊亂，從而使得氣流的收集效率降低，影響風(fēng)機(jī)的性能。

為此，本實(shí)用新型提供了一種葉輪組件，其將靜葉片在進(jìn)風(fēng)一側(cè)的端面與動(dòng)葉片在出風(fēng)一側(cè)的端面形狀相適配，即使得靜葉片在進(jìn)風(fēng)一側(cè)的端面與動(dòng)葉片在出風(fēng)一側(cè)的端面形狀大致相同，使得兩端面之間的間隔較均勻，不會(huì)對(duì)氣流擠壓造成氣流紊亂，提高對(duì)氣流的收集效果，進(jìn)而提高采用其的風(fēng)機(jī)的性能。

具體地，如圖1至圖5所示，該葉輪組件包括呈筒狀的集流器1，集流器1內(nèi)形成風(fēng)道，集流器1優(yōu)選呈圓筒狀，從而避免在集流器1內(nèi)產(chǎn)生空氣流動(dòng)的死角。集流器1形成的風(fēng)道內(nèi)設(shè)置有多個(gè)動(dòng)葉片2和多個(gè)靜葉片3。其中，動(dòng)葉片2優(yōu)選為前掠式葉片，從而降低采用其的風(fēng)機(jī)的噪音，多個(gè)動(dòng)葉片2均設(shè)置在第一輪轂4上且沿周向分布；在集流器1的軸線(xiàn)方向上，靜葉片3位于動(dòng)葉片2的出風(fēng)側(cè)，即，在集流器1的軸線(xiàn)方向上，沿氣流的運(yùn)動(dòng)方向，動(dòng)葉片2和靜葉片3依次排布，多個(gè)靜葉片3也沿周向分布，其徑向內(nèi)側(cè)端固定于第二輪轂5上，徑向外側(cè)端固定于集流器1的內(nèi)壁上。優(yōu)選地，第一輪轂4、第二輪轂5以及集流器1同軸設(shè)置。如此，如圖6所示，動(dòng)葉片2流出的氣流速度可分解為軸向速度C_2a和圓周速度C_2u，在圓周方向上的分量C_2u能夠通過(guò)靜葉片3和集流器1進(jìn)行整流，從而將圓周方向上的分量C_2u進(jìn)行收集，避免圓周方向上的分量帶來(lái)的損失，在降低風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率的同時(shí)提高風(fēng)機(jī)效率及能效，另外，靜葉片3的設(shè)置能夠省去常規(guī)風(fēng)機(jī)在出風(fēng)口處設(shè)置的網(wǎng)罩結(jié)構(gòu)，在提高風(fēng)機(jī)效率的同時(shí)簡(jiǎn)化了風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)。

其中，為提高風(fēng)機(jī)性能，改善氣流，在集流器1的軸線(xiàn)方向上，動(dòng)葉片2在出風(fēng)一側(cè)的端面為非平面結(jié)構(gòu)，例如，其在集流器1的軸線(xiàn)方向上高度不平，進(jìn)一步例如，如圖2所示，動(dòng)葉片2在出風(fēng)一側(cè)的端面A包括自動(dòng)葉片2的徑向內(nèi)側(cè)向徑向外側(cè)逐漸向靜葉片3的方向傾斜的第一傾斜段A₁，還包括在第一傾斜段的最高點(diǎn)向徑向外側(cè)方向逐漸向背離靜葉片3的方向傾斜的第二傾斜段A₂，第二傾斜段A₂位于動(dòng)葉片2的自由端部。優(yōu)選地，第一傾斜段A₁和第二傾斜段A₂均為弧面。將靜葉片3在進(jìn)風(fēng)一側(cè)的端面B設(shè)置為呈與動(dòng)葉片2在出風(fēng)一側(cè)的端面形狀相適配，由于第二傾斜段A₂較短，為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，如圖2所示，將靜葉片3在進(jìn)風(fēng)一側(cè)的端面設(shè)置為呈自徑向內(nèi)側(cè)向徑向外側(cè)逐漸向背離動(dòng)葉片2的方向傾斜的斜面，從而使得兩端面之間的距離在徑向上大致相同，提高氣流的收集效果。另外，由于動(dòng)葉片2與靜葉片3兩端面的形狀相適配，能夠有效避免兩者之間發(fā)生干涉，提高葉輪組件運(yùn)行的可靠性。

進(jìn)一步優(yōu)選地，靜葉片3具有第一側(cè)面31以及與第一側(cè)面31相反的第二側(cè)面32，第一側(cè)面31和第二側(cè)面32位于靜葉片3的兩個(gè)端面(即進(jìn)風(fēng)一側(cè)端面和出風(fēng)一側(cè)端面)之間，其中，第一側(cè)面31為迎風(fēng)面，第二側(cè)面32為背風(fēng)面，即，由動(dòng)葉片2流出的氣流向第一側(cè)面31的方向運(yùn)動(dòng)，為提高靜葉片3的導(dǎo)流效果，靜葉片3與第二輪轂5的交線(xiàn)與第二輪轂5的軸線(xiàn)之間具有夾角，并且，第一側(cè)面31呈曲面，氣流在動(dòng)葉片2的出口位置的吹出方向與第一側(cè)面31在入口處的切線(xiàn)方向之間的夾角在預(yù)定范圍內(nèi)，即，使得氣流在動(dòng)葉片2的出口位置的吹出方向與第一側(cè)面31在入口處的切線(xiàn)方向大致相同，從而進(jìn)一步避免氣流的損失，提高氣流的收集效果。預(yù)定范圍的優(yōu)選范圍為0至5°。如圖6所示，氣流在動(dòng)葉片2的出口位置的吹出方向即c₂所示的方向，第一側(cè)面31在入口處的切線(xiàn)方向即t所示的方向。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，集流器1的進(jìn)風(fēng)側(cè)設(shè)置有集流段11，集流段11的內(nèi)徑向進(jìn)風(fēng)側(cè)端口的方向逐漸增大，大體呈喇叭形，能夠有效地收集進(jìn)口氣流，防止由自由場(chǎng)的混亂氣流中存在不均勻流場(chǎng)進(jìn)入動(dòng)葉片而影響風(fēng)機(jī)性能。進(jìn)一步優(yōu)選地，集流器1的進(jìn)口側(cè)端口處設(shè)置弧形折邊，該弧形折邊形成集流段11，如圖5所示，在與集流器1的軸線(xiàn)方向垂直的平面內(nèi)，多個(gè)動(dòng)葉片2的徑向外側(cè)邊緣所在圓的直徑為d1，弧形折邊的圓角半徑R1與d1滿(mǎn)足關(guān)系：R1＝k1*d1，系數(shù)k1的范圍為0.05至0.075，弧形折邊能夠有效收集進(jìn)口氣流，且滿(mǎn)足上述關(guān)系能夠進(jìn)一步勻化氣體流場(chǎng)，提高風(fēng)機(jī)性能。

為提高集流段11的結(jié)構(gòu)可靠性，在集流段11的徑向外側(cè)設(shè)置有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，例如如圖1中所示的加強(qiáng)筋條12，加強(qiáng)筋條12的形狀與集流段11的徑向外側(cè)面形狀相適配，從而對(duì)集流段11起到加強(qiáng)作用。

進(jìn)一步地，通過(guò)優(yōu)化葉輪組件各部分的參數(shù)進(jìn)一步提高采用其的風(fēng)機(jī)的性能。具體地，動(dòng)葉片2的葉片數(shù)優(yōu)選為3至5片，靜葉片3的葉片數(shù)優(yōu)選為17至25片，如圖4所示，在與所述集流器1的軸線(xiàn)垂直的平面內(nèi)，多個(gè)靜葉片3的徑向外側(cè)邊緣所在圓的直徑為d2，多個(gè)動(dòng)葉片2的徑向外側(cè)邊緣所在圓的直徑d1與d2滿(mǎn)足關(guān)系：d2＝d1+Δd，動(dòng)葉片2的徑向尺寸過(guò)大和過(guò)小均存在問(wèn)題，徑向尺寸過(guò)大，則存在過(guò)大的徑向氣動(dòng)由動(dòng)葉片2的工作面向吸力面流竄，使得動(dòng)葉片2渦流噪聲變大，而徑向尺寸過(guò)小容易導(dǎo)致動(dòng)葉片2發(fā)生變形，在高度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)嚴(yán)重影響可靠性。差值Δd的優(yōu)選范圍為7至15mm。如圖3所示，靜葉片3的進(jìn)風(fēng)一側(cè)端面B與動(dòng)葉片2在出風(fēng)一側(cè)的端面A在軸向上的最小間距h1為5至10mm。第一輪轂4與第二輪轂5相對(duì)的兩個(gè)端面之間的距離h2為8至30mm。動(dòng)葉片2在軸向的高度為L(zhǎng)1，第二輪轂5上靠近動(dòng)葉片2的端面與集流器1的進(jìn)風(fēng)側(cè)端面之間的距離為L(zhǎng)2，L1與L2滿(mǎn)足關(guān)系：L2＝k2*L1，系數(shù)k2的范圍為0.76至1.1。通過(guò)尺寸優(yōu)化能夠提高采用其的風(fēng)機(jī)的耐靜壓能力和能效。

在一個(gè)對(duì)比試驗(yàn)中，將具有參數(shù)：動(dòng)葉片2的葉片數(shù)為4片，靜葉片3的葉片數(shù)為23片，d1為800mm，d2為810mm，h1為8mm，h2為15mm，L1為225mm，L2＝0.912L1，R1為45mm的葉輪組件的風(fēng)機(jī)與常規(guī)風(fēng)機(jī)進(jìn)行對(duì)比，在進(jìn)行噪音測(cè)試時(shí)，兩種風(fēng)機(jī)的出風(fēng)風(fēng)量在15800m³/h時(shí)，常規(guī)風(fēng)機(jī)的噪音值為61dB(A)，而采用本申請(qǐng)葉輪組件的風(fēng)機(jī)的噪音值為59.6dB(A)，且經(jīng)專(zhuān)業(yè)人員評(píng)判，音質(zhì)得到改善，提高了采用該風(fēng)機(jī)的空調(diào)器的使用舒適性，另外，兩種風(fēng)機(jī)的性能對(duì)比如圖7所示，由圖可知，本申請(qǐng)?zhí)峁┑娜~輪組件能夠有效提高風(fēng)機(jī)的耐靜壓能力，大大提高風(fēng)機(jī)能效等級(jí)，如圖7中所示，最高能效等級(jí)比現(xiàn)有常規(guī)風(fēng)機(jī)增加3.68。

現(xiàn)有葉輪組件的集流器在出風(fēng)口處設(shè)置有網(wǎng)罩結(jié)構(gòu)，集流器與網(wǎng)罩結(jié)構(gòu)為分體設(shè)置，安裝繁瑣且當(dāng)該結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期露天放置時(shí)，存在圓筒壁面變成橢圓行的問(wèn)題，影響使用可靠性，本申請(qǐng)中，將集流器1、第二輪轂5以及靜葉片3設(shè)置為一體結(jié)構(gòu)，安裝方便，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，第二輪轂5呈兩端開(kāi)口的筒狀結(jié)構(gòu)，如此能夠減輕葉輪組件整體的重量，節(jié)約生產(chǎn)成本。為避免氣流從筒狀結(jié)構(gòu)的第二輪轂5流出，將第二輪轂5的內(nèi)徑設(shè)置為小于等于第一輪轂4的外徑。為提高采用該葉輪組件的風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)可靠性，可在第二輪轂5內(nèi)設(shè)置軸承，驅(qū)動(dòng)動(dòng)葉片2轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸可穿過(guò)第一輪轂4并穿入第二輪轂5的軸承內(nèi)，對(duì)驅(qū)動(dòng)軸形成支撐，從而達(dá)到提高風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)可靠性的效果。

進(jìn)一步地，本申請(qǐng)還提供了一種軸流風(fēng)機(jī)，該軸流風(fēng)機(jī)上設(shè)置有如上所述的葉輪組件，能夠有效提高該軸流風(fēng)機(jī)的性能。該軸流風(fēng)機(jī)優(yōu)選為前掠式軸流風(fēng)機(jī)，在降低噪音的同時(shí)保證風(fēng)機(jī)的良好性能。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解的是，在不沖突的前提下，上述各優(yōu)選方案可以自由地組合、疊加。

應(yīng)當(dāng)理解，上述的實(shí)施方式僅是示例性的，而非限制性的，在不偏離本實(shí)用新型的基本原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以針對(duì)上述細(xì)節(jié)做出的各種明顯的或等同的修改或替換，都將包含于本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)。