葉輪、風機和電機的制作方法

本發(fā)明屬于葉輪領域，更具體地，涉及一種葉輪及具有其的風機、電機。

背景技術：

吸塵器中是通過電動機驅動葉輪高速旋轉，以在密封殼體內(nèi)形成負壓環(huán)境，使塵屑等被吸入集塵裝置中，從而達到清潔效果。其中，動葉輪屬于吸塵器的關鍵部件，其性能好壞直接決定風機系統(tǒng)的整體工作效率的高低。

而現(xiàn)有技術中的吸塵器普遍存在風機體積大、性能低的缺點，需要不斷優(yōu)化設計葉輪結構，進一步提升吸塵器的工作性能。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的上述缺陷或不足，本發(fā)明提供了一種葉輪，能夠優(yōu)化提高工作性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種葉輪，所述葉輪包括大致錐形的輪轂和沿周向間隔布置在所述輪轂的外周面上的多個葉片，所述葉片包括位于進口端的前緣面和位于出口端的后緣面，所述葉片為平板扭曲葉片，所述葉片的葉片前緣段和后緣段在圓周方向上分別向相反方向旋扭傾斜。

優(yōu)選地，所述葉片的葉片前緣段相對于所述葉輪的旋轉方向朝向下游側旋扭傾斜，所述葉片的葉片后緣段相對于所述旋轉方向朝向上游側旋扭傾斜。

優(yōu)選地，所述葉片后緣段朝向上游側旋扭傾斜的傾斜偏角δ滿足：10°≤δ≤45°。

優(yōu)選地，所述葉片前緣段的上游側面形成為凸形面且下游側面形成為凹形面，所述葉片前緣段的葉頂部的旋扭長度占所述葉片的總長的10％～50％。

優(yōu)選地，所述葉片后緣段的上游側面形成為凹形面且下游側面形成為凸

形面，所述葉片后緣段的葉頂部的旋扭長度占所述葉片的總長的5％～30％。

優(yōu)選地，所述前緣面為相對于所述輪轂的中心軸線的傾斜平面，該傾斜平面相對于所述中心軸線的夾角為30°≤γ≤90°。

優(yōu)選地，所述葉片包括連接于所述輪轂的外周面上并從所述前緣面延伸至所述后緣面的葉根部以及從所述前緣面的頂端延伸至所述后緣面的頂端的葉頂面，從所述前緣面向所述后緣面的延伸方向上，所述葉頂面相對于所述葉根部的高度逐漸遞減。

優(yōu)選地，所述前緣面的高度b1和所述后緣面的高度b2分別滿足：5mm≤b1≤15mm，2mm≤b2≤7mm。

優(yōu)選地，所述葉根部的進口安裝角為β1，出口安裝角為β2，且滿足：25°≤β1≤75°，40°≤β2≤80°，所述葉根部的葉根邊緣線為從所述前緣面的底端延伸至所述后緣面的底端的平滑曲線。

優(yōu)選地，所述葉片的葉頂部的進口安裝角為β3，出口安裝角為β4，且滿足：25°≤β3≤75°，35°≤β4≤80°，所述葉頂面為從所述前緣面的頂端延伸至所述后緣面的頂端的平滑曲面。

優(yōu)選地，所述輪轂的外周面上沿周向等間隔分布有5～12個所述葉片。

此外，本發(fā)明還相應提供了分別包括上述葉輪的一種風機和一種電機。

通過上述技術方案，本發(fā)明的葉輪中對葉片的形狀進行了優(yōu)化設計，尤其是在前緣段和后緣段，對平板扭曲葉片的前緣段相對于葉輪旋轉方向朝向下游側旋扭傾斜一定角度，以使得葉片前緣段的上游側面形成為凸形面，后緣段相對于葉輪旋轉方向朝向上游側旋扭傾斜一定角度，以使得葉片后緣段的上游側面形成為凹形面，采用該結構的葉輪，進口端和出口端的流體損失得到有效減小，擴大葉輪的有效工作面積，葉輪的工作性能顯著提高。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的葉輪的立體圖；

圖2是圖1中的葉輪的主視圖；

圖3是圖1中的葉輪的俯視圖。

附圖標記：

100：葉輪

11：輪轂；12：葉片；

121：前緣面；122：后緣面；

123：葉頂；124：葉根；

125凸形面；126凹形面；

21上游；22下游；

δ：傾斜偏角

γ：夾角

b1：前緣面的高度

b2：后緣面的高度

w：旋轉方向

β1：葉根部的進口安裝角

β2：葉根部的出口安裝角

β3：葉頂部的進口安裝角

β4：葉頂部的出口安裝角

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、頂、底”通常是針對附圖所示的方向而言的或者是針對豎直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置關系描述用詞。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供了一種葉輪100，包括大致錐形的輪轂11和沿周向間隔布置在輪轂11的外周面上的多個葉片12，每個葉片12包括位于進口端的前緣面121和位于出口端的后緣面122，所述葉片12為平板扭曲葉片，所述葉片12的葉片前緣段和后緣段在圓周方向上分別向相反方向旋扭傾斜。

優(yōu)選地，所述葉片12的葉片前緣段相對于所述葉輪12的旋轉方向w朝向下游側22旋扭傾斜，所述葉片12的葉片后緣段相對于所述旋轉方向w朝向上游側21旋扭傾斜。需要說明的是，葉片前緣段也不限于向下游側22扭轉，葉片后緣段也不限于向上游側21扭轉，對于同一葉輪100，也可反向于圖示的旋轉方向w旋轉，但效率相對差。

由于葉片12的前緣段向下游側22扭轉，后緣段向上游側21扭轉，有利于貼合流體引流，尤其是扭轉后的凸形面125和凹形面126呈流線型等?？傊?，通過對平板葉片的前緣和后緣分別向相反方向旋扭，本發(fā)明的葉輪100可以有效減小葉片12的進口端和出口端的流體損失，擴大葉輪100在小流量的情況下的工作面積，即增加了有效工作范圍，大大提升葉輪100的工作性能。

具體地，所述葉片12后緣段朝向上游側21旋扭傾斜的傾斜偏角δ優(yōu)選滿足：10°≤δ≤45°，參見圖1。例如，δ可取15°、25°、40°等，具體可根據(jù)實際情況具體設定。

參見圖1，葉片12的前緣段向下游側22扭轉后，使得葉片12前緣段的上游側面形成為凸形面125且下游側面形成為凹形面126。其中，所述葉片12前緣段的葉頂部的旋扭長度占所述葉片12的總長的比例優(yōu)選為10％～50％。

參見圖1，葉片12的后緣段向上游側21扭轉后，使得葉片12后緣段的上游側面形成為凹形面126且下游側面形成為凸形面125。其中，所述葉片12后緣段的葉頂部的旋扭長度占所述葉片12的總長的比例優(yōu)選為5％～30％。

可見地，葉片12的該流線型設計有利于降低流體在葉片通道內(nèi)的損失，改善流體的流動特性，從而提高葉輪100的工作性能。

具體地，葉片12的前緣面121為相對于大致錐形狀的所述輪轂11的中心軸線的傾斜平面，該傾斜平面相對于所述中心軸線的夾角為γ且滿足：30°≤γ≤90°，即流體由每個葉片12的前緣面121流入時為傾斜方向流入，有效地控制葉片12進口端的風量風壓，減小了進口端流體的損失。

葉片12包括連接于所述輪轂11的外周面上并從所述前緣面121延伸至所述后緣面122的葉根部124以及從所述前緣面121的頂端延伸至所述后緣面122的頂端的葉頂面123，從所述前緣面121向所述后緣面122的延伸方向上，所述葉頂面123相對于所述葉根部124的高度逐漸遞減。具體地，即從葉片12的前緣面121的高度b1到所述后緣面122的高度b2是逐漸遞減的。其中，優(yōu)選地分別滿足：5mm≤b1≤15mm，2mm≤b2≤7mm。換言之，每個葉片12的前緣面121的葉頂面123相對于所述葉根部124的高度值b1最大，每個葉片12的后緣面121的葉頂面123相對于所述葉根部124的高度值b2最小，在葉片12的最大高度b1和最小高度b2之間的高度是逐漸遞減的。通過該葉片高度的設計及限制，能夠在保證葉片12的結構強度和工作性能的同時，減小葉片12的體積，從而降低整個風機的重量。

為實現(xiàn)流線型設計，所述葉根部124的葉根邊緣線優(yōu)選為從所述前緣面121的底端延伸至所述后緣面122的底端的平滑曲線。

另外如圖3所示，葉片12的葉根部124的進口安裝角為β1，出口安裝角為β2，且滿足：25°≤β1≤75°，40°≤β2≤80°。具體地，結合圖1所示，葉片12的葉根部124的葉根邊緣線是葉片12的側面與輪轂11的外周面的相交線，即面與面之間的相交曲線，由此葉片12的葉根部124的進口安裝角為葉根邊緣線的最前緣點處的第一切線與第二切線之間的夾角。所述第一切線為葉根邊緣線的最前緣點相對于該葉根邊緣線的切線，所述第二切線為該最前緣點相對于以該最前緣點與輪轂11的中心軸線距離為半徑的圓的切線。同樣地，出口安裝角為葉根邊緣線的最后緣點處的切線夾角，即最后緣點相對于葉根邊緣線的切線與該最后緣點相對于以該最后緣點與輪轂11的中心軸線距離為半徑的圓的切線之間的夾角β2。

此外，為進一步實現(xiàn)流線型設計，所述葉頂部123的葉頂面優(yōu)選為從所述前緣面121的頂端延伸至所述后緣面122的頂端的平滑曲面。

另外如圖3所示，葉片12的葉頂部123的進口安裝角為β3，出口安裝角為β4，且滿足：25°≤β3≤75°，35°≤β4≤80°。具體地，結合圖1所示，所述葉頂面的葉頂邊緣線為葉片12的葉頂面與側面的相交線，葉片12的葉頂部123的進口安裝角為葉頂邊緣線的最前緣點處的第一切線與第二切線之間的夾角。所述第一切線為葉頂邊緣線的最前緣點相對于該葉頂邊緣線的切線，所述第二切線為該最前緣點相對于以該最前緣點與輪轂11的中心軸線距離為半徑的圓的切線。同樣地，出口安裝角為葉頂邊緣線的最后緣點處的切線夾角，即最后緣點相對于葉頂邊緣線的切線與該最后緣點相對于以該最后緣點與輪轂11的中心軸線距離為半徑的圓的切線之間的夾角β4。

由此，將β1、β2、β3、β4、限制為30°≤β1≤80°，40°≤β2≤80°，25°≤β3≤75°，35°≤β4≤80°，可進一步減小了進口端及出口端的流體損失。

優(yōu)選地，本實施例中提及的所有葉輪100，在其所述輪轂11的外周面上沿周向等間隔分布有5～12個所述葉片12。

在上述葉輪100的優(yōu)化結構的基礎上，本發(fā)明還提供了一種風機，其包括上述葉輪100。通過采用該葉輪100，可以提高風機的整體性能。同樣的，本發(fā)明還提供了一種電機，包括上述的葉輪100，通過采用該葉輪100，也可以提高電機的整體性能。

以下對吸塵器進行試驗。其中，吸塵器中的風機采用了不同的葉輪。具體地，下表1顯示的是分別采用本發(fā)明的葉輪的實施例和采用現(xiàn)有技術的葉輪的對比例的性能試驗數(shù)據(jù)。

其中，采用市面常見的美的s3-l041c吸塵器。本發(fā)明的實施例中的吸塵器采用了圖1至圖3所示的葉輪結構，具體地，葉片為平板扭曲葉片且葉片前緣段相對于旋轉方向w朝向下游側22旋扭傾斜，葉片后緣段相對于旋轉方向w朝向上游側21旋扭傾斜，實施例1、實施例2中的傾斜偏角δ分別為25°、35°，葉片前緣段的葉頂部123的旋扭長度占葉片總長的35％，葉片后緣段的葉頂部123的旋扭長度占葉片總長的20％，前緣面121相對于中心軸線的夾角γ為60°，前緣面的高度b1為8mm，后緣面的高度b2為4mm，葉根部的進口安裝角β1、出口安裝角β2均為60°，葉頂部的進口安裝角β3、出口安裝角β4均為50°，每個葉輪安裝有8個葉片。對比例中的葉輪與本發(fā)明的葉輪的基本結構、參數(shù)相同，不同之處在于對比例中的葉輪為平板葉片。

表1：

從表格中的數(shù)據(jù)對比可以看出，本發(fā)明的結構優(yōu)化后的葉輪的風量、真空度和效率都顯著高于現(xiàn)有技術的葉輪。

以上結合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。