本發(fā)明涉及制冷設(shè)備領(lǐng)域,尤其涉及一種風(fēng)輪及具有其的制冷設(shè)備。

背景技術(shù)：

風(fēng)輪作為制冷設(shè)備的重要部件，其風(fēng)量和噪聲性能會(huì)直接影響制冷設(shè)備的總體性能。如何在增大風(fēng)量的同時(shí)又降低噪聲，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)是基于發(fā)明人對(duì)以下事實(shí)和問題的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)作出的：

發(fā)明人在實(shí)際研究中發(fā)現(xiàn)，風(fēng)輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，在接近尾緣位置，由于葉片表面紊流附面層脫落，產(chǎn)生脫體旋渦噪聲，而且周期性的渦流脫離使葉片氣動(dòng)性能變差，導(dǎo)致輻射的聲能和噪聲變大。當(dāng)從葉片尾緣脫離的旋渦被下游的葉片沖擊時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致噪音進(jìn)一步的增大。

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)明提出一種風(fēng)輪，通過對(duì)葉片尾緣進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠改善葉片尾緣的空氣流動(dòng)，從而增大風(fēng)輪工作時(shí)的風(fēng)量，并減少旋渦發(fā)生分離的次數(shù)以達(dá)到降噪的目的。

本發(fā)明還提出了一種具有上述風(fēng)輪的制冷設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)輪，包括輪轂和多片葉片，輪轂，所述輪轂的旋轉(zhuǎn)中心線為直線m，以所述直線m為中心線的柱面為參考圓柱面；多片葉片，多片所述葉片連接至所述輪轂的外周壁且沿所述輪轂的周向方向間隔分布，多片所述葉片的外輪廓所在圓的最大直徑為d，垂直于所述直線m的平面為參考平面，每個(gè)所述葉片的尾緣在所述參考平面內(nèi)的正投影為投影尾緣，所述輪轂在所述參考平面內(nèi)的投影與所述投影尾緣之間的交點(diǎn)為p1，直徑為d1的參考圓柱面為第一參考圓柱面，所述第一參考圓柱面在所述參考平面內(nèi)的正投影與所述投影尾緣之間的交點(diǎn)為p2，直徑為d2的參考圓柱面為第二參考圓柱面，所述第二參考圓柱面在所述參考平面內(nèi)的正投影與所述投影尾緣之間的交點(diǎn)為p3，d＞d2＞d1，其中，所述投影尾緣的位于所述點(diǎn)p1和所述點(diǎn)p2之間的部分為第一尾緣部，所述投影尾緣的位于所述點(diǎn)p2和所述點(diǎn)p3之間的部分為第二尾緣部，所述第一尾緣部和所述第二尾緣部分別形成為圓弧形形狀且所述第一尾緣部和所述第二尾緣部圓滑過渡，所述第一尾緣部所在圓的半徑為r1，所述第二尾緣部所在圓的半徑為r2，r1和r2滿足：r1＞2r2。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)輪，通過將第一尾緣部和第二尾緣部分別形成為圓弧形形狀，并使r1和r2滿足：r1＞2r2，能夠改善葉片尾緣的空氣流動(dòng)，從而增大風(fēng)輪工作時(shí)的風(fēng)量，并減少旋渦發(fā)生分離的次數(shù)以達(dá)到降噪的效果。

可選地，所述直線m在所述參考平面內(nèi)的正投影為點(diǎn)o，所述點(diǎn)o與所述點(diǎn)p3之間的連線為op3，所述點(diǎn)o與所述點(diǎn)p1之間的連線為op1，所述op1與所述op3之間的夾角為α，α滿足：10°≤α≤30°。

具體地，α滿足：15°≤α≤25°。

可選地，所述輪轂外周面所在圓柱面的直徑為d3，d2、d3和d滿足：0.25≤(d2-d3)/(d-d3)≤0.4。

具體地，d2、d3和d滿足：0.3≤(d2-d3)/(d-d3)≤1/3。

可選地，直徑為d4的參考圓柱面為第三參考圓柱面，所述第三參考圓柱面在所述參考平面內(nèi)的正投影與所述投影尾緣之間的交點(diǎn)為p4，所述投影尾緣的位于所述點(diǎn)p4和所述點(diǎn)p3之間的部分為第三尾緣部，其中，d＞d4＞d2＞d1。

具體地，所述第三尾緣部為弧形段，所述第三尾緣部在所述點(diǎn)p3處的切線為l1，所述點(diǎn)p1和所述點(diǎn)p3之間的連線為p1p3，所述l1和所述p1p3之間的夾角為β，β滿足：10°≤β≤20°。

具體地，β滿足：12°≤β≤18°。

具體地，所述第三尾緣部由多段平滑過渡的弧形段限定出。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制冷設(shè)備，包括上述的風(fēng)輪。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制冷設(shè)備，通過設(shè)置上述的風(fēng)輪組件，有利于增大制冷設(shè)備工作時(shí)的風(fēng)量并降低噪音。

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)施例的風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)圖1所示的a處的局部放大圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)輪與相關(guān)技術(shù)中的風(fēng)輪關(guān)于風(fēng)量與轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的對(duì)比圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)輪與相關(guān)技術(shù)中的風(fēng)輪關(guān)于轉(zhuǎn)速與噪音之間關(guān)系的對(duì)比圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)輪與相關(guān)技術(shù)中的風(fēng)輪關(guān)于風(fēng)量與噪音之間關(guān)系的對(duì)比圖。

附圖標(biāo)記：

輪轂1；葉片2；

投影尾緣21；第一尾緣部211；第二尾緣部212；第三尾緣部213；

第四尾緣部214。

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“中心”、“上”、“下”、“前”、“水平”、“內(nèi)”、“外”、“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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。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“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)施例的風(fēng)輪100，風(fēng)輪100可以應(yīng)用于制冷設(shè)備，例如空調(diào)器。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)輪100，可以包括輪轂1和與輪轂1相連的多片葉片2。

具體地，參照?qǐng)D1所示，多片葉片2連接至輪轂1的外周壁且沿輪轂1的周向方向間隔分布。例如，如圖1所示，葉片2的個(gè)數(shù)為三個(gè)，三個(gè)葉片2在輪轂1的周向方向上均勻間隔開且設(shè)在輪轂1的外周壁上。

參照?qǐng)D1所示，多片葉片2的外輪廓所在圓的最大直徑為d，也就是說，在風(fēng)輪100轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，多片葉片2的自由端的旋轉(zhuǎn)軌跡圓的最大直徑為d。

輪轂1的旋轉(zhuǎn)中心線為直線m，以直線m為中心線的柱面為參考圓柱面，垂直于直線m的平面為參考平面，每個(gè)葉片2的尾緣在參考平面內(nèi)的正投影為投影尾緣21。輪轂1在參考平面內(nèi)的投影與投影尾緣21之間的交點(diǎn)為p1，也就是說，輪轂1的外周壁在參考平面內(nèi)的投影與投影尾緣21之間的交點(diǎn)為p1。

直徑為d1的參考圓柱面為第一參考圓柱面，第一參考圓柱面在參考平面內(nèi)的正投影與投影尾緣21之間的交點(diǎn)為p2，直徑為d2的參考圓柱面為第二參考圓柱面，第二參考圓柱面在參考平面內(nèi)的正投影與投影尾緣21之間的交點(diǎn)為p3，其中，d＞d2＞d1。這里，可以理解的是，第一參考圓柱面在參考平面內(nèi)的正投影所在圓的直徑為d1，第二參考圓柱面在參考平面內(nèi)的正投影所在圓的直徑為d2。

如圖1和圖2所示，投影尾緣21的位于點(diǎn)p1和點(diǎn)p2之間的部分為第一尾緣部211，投影尾緣21的位于點(diǎn)p2和點(diǎn)p3之間的部分為第二尾緣部212，第一尾緣部211和第二尾緣部212分別形成為圓弧形形狀且第一尾緣部211和第二尾緣部212圓滑過渡。例如，第一尾緣部211和第二尾緣部212分別朝向遠(yuǎn)離相應(yīng)的葉片2的前緣在參考平面上的正投影的方向凸出且分別形成為圓弧形形狀且二者圓滑過渡。

具體地，第一尾緣部211所在圓的半徑為r1，第二尾緣部212所在圓的半徑為r2，r1和r2滿足：r1＞2r2。由此，通過對(duì)葉片2的尾緣的形狀和尺寸的進(jìn)行優(yōu)化，可改善葉片2尾緣的空氣流動(dòng)，減小旋渦發(fā)生分離的次數(shù)，提高氣動(dòng)效率，從而在增大風(fēng)輪100的出風(fēng)量的基礎(chǔ)上，降低噪音。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)輪100，通過將第一尾緣部211和第二尾緣部212設(shè)置成圓弧形形狀，且使第一尾緣部211所在圓的半徑r1，第二尾緣部212所在圓的半徑r2滿足：r1＞2r2，以實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片2的尾緣的形狀和尺寸的優(yōu)化，從而改善葉片2尾緣的空氣流動(dòng)，減小旋渦發(fā)生分離的次數(shù)，提高氣動(dòng)效率，在增大風(fēng)輪100的出風(fēng)量的基礎(chǔ)上，降低噪音。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如圖1所示，直線m在參考平面內(nèi)的正投影為點(diǎn)o，點(diǎn)o與點(diǎn)p3之間的連線為op3，點(diǎn)o與點(diǎn)p1之間的連線為op1，op1與op3之間的夾角為α，α滿足：10°≤α≤30°，由此，有利于進(jìn)一步改善葉片2尾緣的空氣流動(dòng)，減小旋渦發(fā)生分離的次數(shù)，提高氣動(dòng)效率，從而在增大風(fēng)輪100的出風(fēng)量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低噪音。

可選地，α滿足：15°≤α≤25°。從而更進(jìn)一步改善葉片2尾緣的空氣流動(dòng)，減小旋渦發(fā)生分離的次數(shù)，提高氣動(dòng)效率，從而在增大風(fēng)輪100的出風(fēng)量的基礎(chǔ)上，更進(jìn)一步降低噪音。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，輪轂1外周面所在圓柱面的直徑為d3，也就是說，輪轂1的外周面在參考平面上的正投影的直徑為d3，0.25≤(d2-d3)/(d-d3)≤0.4。由此，有利于進(jìn)一步優(yōu)化葉片2尾緣的尺寸，從而進(jìn)一步改善葉片2尾緣的空氣流動(dòng)，減小旋渦發(fā)生分離的次數(shù)，提高氣動(dòng)效率，從而在增大風(fēng)輪100的出風(fēng)量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低噪音。

優(yōu)選地，0.3≤(d2-d3)/(d-d3)≤1/3。由此，有利于更進(jìn)一步改善葉片2尾緣的空氣流動(dòng)，減小旋渦發(fā)生分離的次數(shù)，提高氣動(dòng)效率，從而在增大風(fēng)輪100的出風(fēng)量的基礎(chǔ)上，更進(jìn)一步降低噪音。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，直徑為d4的參考圓柱面為第三參考圓柱面，第三參考圓柱面在參考平面內(nèi)的正投影與投影尾緣21之間的交點(diǎn)為p4，投影尾緣21的位于點(diǎn)p4和點(diǎn)p3之間的部分為第三尾緣部213，其中，d＞d4＞d2＞d1。這里，可以理解的是，第三參考圓柱面在參考平面內(nèi)的正投影所在圓的直徑為d4。

具體地，如圖1和圖2所示，第三尾緣部213為弧形段，第三尾緣部213在點(diǎn)p3處的切線為l1，點(diǎn)p1和點(diǎn)p3之間的連線為p1p3，l1和p1p3之間的夾角為β，β滿足：10°≤β≤20°。由此，有利于進(jìn)一步改善葉片2尾緣的空氣流動(dòng)，減小旋渦發(fā)生分離的次數(shù)，提高氣動(dòng)效率，從而在增大風(fēng)輪100的出風(fēng)量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低噪音。

優(yōu)選地，β滿足：12°≤β≤18°。從而更進(jìn)一步降低風(fēng)輪100工作中所產(chǎn)生的噪音。

具體地，第三尾緣部213由多段平滑過渡的弧形段限定出。當(dāng)然，在另一些實(shí)施例中，第三尾緣部213還可以由近似光滑曲線的多個(gè)直線段構(gòu)成。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，直徑為d4的參考圓柱面為第三參考圓柱面，第三參考圓柱面在參考平面內(nèi)的正投影與投影尾緣21之間的交點(diǎn)為p4，輪轂1外周面所在圓柱面的直徑為d3，d4、d3和d滿足：0.5≤(d4-d3)/(d-d3)≤0.7，這樣有利于進(jìn)一步改善葉片2尾緣的空氣流動(dòng)，減小旋渦發(fā)生分離的次數(shù)，提高氣動(dòng)效率，從而在增大風(fēng)輪100的出風(fēng)量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低噪音。

可選地，d4、d3和d滿足：0.6≤(d4-d3)/(d-d3)≤2/3。

具體地，第四尾緣部214形成為弧形段，例如第四尾緣部214由多段平滑過渡的弧形段限定出。

下面參考附圖1-5對(duì)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)輪100的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。當(dāng)然可以理解的是，下述描述旨在用于解釋本發(fā)明，而不能作為對(duì)本發(fā)明的一種限制。

如圖1-2所示，根據(jù)本實(shí)發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)輪100，可以包括輪轂1和與輪轂1相連的三片葉片2，輪轂1的旋轉(zhuǎn)中心線為直線m，以直線m為中心線的柱面為參考圓柱面，三片葉片2連接至輪轂1的外周壁且沿輪轂1的周向方向均勻間隔分布，三片葉片2的外輪廓所在圓的最大直徑為d，輪轂1外周面所在圓柱面的直徑為d3，垂直于直線m的平面為參考平面，每個(gè)葉片2的尾緣在參考平面內(nèi)的正投影為投影尾緣21，輪轂1在參考平面內(nèi)的投影與投影尾緣21之間的交點(diǎn)為p1。

直徑為d1的參考圓柱面為第一參考圓柱面，第一參考圓柱面在參考平面內(nèi)的正投影與投影尾緣21之間的交點(diǎn)為p2，直徑為d2的參考圓柱面為第二參考圓柱面，第二參考圓柱面在參考平面內(nèi)的正投影與投影尾緣21之間的交點(diǎn)為p3，直徑為d4的參考圓柱面為第三參考圓柱面，第三參考圓柱面在參考平面內(nèi)的正投影與投影尾緣21之間的交點(diǎn)為p4，投影尾緣21的位于點(diǎn)p1和點(diǎn)p2之間的部分為第一尾緣部211，投影尾緣21的位于點(diǎn)p2和點(diǎn)p3之間的部分為第二尾緣部212，投影尾緣21的位于點(diǎn)p4和點(diǎn)p3之間的部分為第三尾緣部213，其中，d＞d4＞d2＞d1＞d3。

第一尾緣部211和第二尾緣部212分別形成為圓弧形形狀且第一尾緣部211和第二尾緣部212圓滑過渡，第一尾緣部211所在圓的半徑為r1，第二尾緣部212所在圓的半徑為r2，r1和r2滿足：r1＞2r2。

具體地，直線m在參考平面內(nèi)的正投影為點(diǎn)o，點(diǎn)o與點(diǎn)p3之間的連線為op3，點(diǎn)o與點(diǎn)p1之間的連線為op1，op1與op3之間的夾角為α，α滿足：15°≤α≤25°。

具體地，d、d2、d3滿足：0.3≤(d2-d3)/(d-d3)≤1/3，d4、d3和d滿足：0.6≤(d4-d3)/(d-d3)≤2/3。

如圖2所示，第三尾緣部213由多段平滑過渡的弧形段限定出，第三尾緣部213在點(diǎn)p3處的切線為l1，點(diǎn)p1和點(diǎn)p3之間的連線為p1p3，l1和p1p3之間的夾角為β，β滿足：12°≤β≤18°。

具體地，第四尾緣部214由多段平滑過渡的弧形段限定出。

發(fā)明人在實(shí)際研究中，利用本實(shí)施例中的風(fēng)輪100進(jìn)行了風(fēng)量與轉(zhuǎn)速、噪聲與轉(zhuǎn)速以及噪聲與風(fēng)量之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與相關(guān)技術(shù)中的風(fēng)輪的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。

如圖3所示，與相關(guān)技術(shù)中的風(fēng)輪相比，相同的轉(zhuǎn)速下，本發(fā)明實(shí)施例風(fēng)輪100的風(fēng)量更大。

如圖4所示，與相關(guān)技術(shù)中的風(fēng)輪相比，相同的轉(zhuǎn)速下，本發(fā)明實(shí)施例風(fēng)輪100的噪音更低。

如圖5所示，與相關(guān)技術(shù)中的風(fēng)輪相比，相同的風(fēng)量下，本發(fā)明實(shí)施例風(fēng)輪100的噪音更低。

總而言之，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)輪100，具有風(fēng)量大、噪音小的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制冷設(shè)備，包括上述的風(fēng)輪100。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制冷設(shè)備，通過設(shè)置上述的風(fēng)輪100，有利于增大制冷設(shè)備工作時(shí)的風(fēng)量并降低噪音。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“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。