CN100374732C - 鼓风机叶轮 - Google Patents

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Abstract

本发明是从提高空调用鼓风机叶轮的风机效率的观点出发，提供一种由2枚叶片构成以降低由其产生的旋转噪音为目的的鼓风机叶轮。在大致圆锥台状的轮毂(4)上设置多枚翼(2)的斜流风机(1)中，设置有由2枚翼构成的主翼(2)，主翼(2)的外周侧弦长比轮毂侧弦长长，在主翼(2)的外周侧前缘以符合三角形一边的形状带有三角状的翼(10)，翼的半径相同，在主翼(2)间设置有一共由2枚翼构成的大致扇形的辅助翼(3)，辅助翼(3)的半径方向长度(L2)比主翼(2)的半径方向长度(L1)短，并且，辅助翼(3)的外周侧叶片高度(H2)比同圆周部的主翼的叶片高度(H1)高，辅助翼(3)的子午面上的后缘(3a)比主翼(2)的子午面上的后缘(6)更位于风上侧。

Description

鼓风机叶轮
技术领域
本发明涉及一种空调等使用的鼓风机叶轮，尤其是涉及提高该叶轮的静压效率和降低其噪音的结构。
背景技术
一直以来，提出一种相对于主翼设置有辅助翼的叶轮(例如参照日本专利特开平10-205330号公报)。图13是表示该公报所述的传统鼓风机叶轮的模式图。即，在图13的散热器50的下游侧，套罩环51和固定在轮毂52上的主翼53之间必须留有间隙，辅助翼54从主翼53的中心向下游侧偏置地设置在主翼53上。采用该种构成，可使翼尖间隙的间隙部分的流动增速，减少翼尖间隙部的逆流，提高风机效率。
但是，在上述传统结构中，虽然是为了减少主翼53的翼尖间隙产生的逆流，以提高风机效率，但是利用辅助翼54改善风机效率的效果非常小。反而因辅助翼54而使噪音增加。并且，翼的数量为2枚以上的多个，对贡献于空气动力性能的翼面积的投入量大，由此，因翼引起的流体摩擦变大，致使风机效率的提高受到某种程度的限制。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可改善风机效率且可降低噪音的鼓风机叶轮。
为达成上述目的，本发明提供一种鼓风机叶轮，是在大致圆锥台状的轮毂上设置多枚翼的斜流风机中，设置有由2枚翼构成的主翼，主翼的外周侧弦长比轮毂侧弦长长，主翼的前缘形状在外周端形成有向前方突出的顶点，在主翼间设置有一共由2枚翼构成的大致扇形的辅助翼，辅助翼的半径方向长度比主翼的半径方向长度短，并且，辅助翼的外周侧叶片高度比同圆周部的主翼的叶片高度高，辅助翼的子午面上的后缘比主翼的子午面上的后缘更位于风上侧。
采用上述构成，因为主翼的数量为2个，主要贡献于空气动力性能的翼面积的投入量适当，故流体摩擦小，风机效率非常高。另外，在只有2枚主翼时，叶轮的旋转噪音因湍流噪音而非常高，非常刺耳。但是，因为在主翼间设置辅助翼，并且，辅助翼的半径方向长度比主翼的半径方向长度短，所以辅助翼不会干涉从主翼产生的翼端涡流，也可降低作为叶轮的噪音。另外，因为是斜流风机，存在离心力场引起的压力上升，所以与螺旋桨式风机相比可实现高静压。另外因为设置在主翼间的辅助翼的外周侧叶片高度比同圆周部的主翼的叶片高度高，所以辅助翼可充分地贡献于空气动力工作。因此，作为整体可以说有4枚翼，分别充分地进行空气动力工作，使空气动力工作分散，从而每1枚翼的翼面上的压力变动幅度变小，在翼数量为z、旋转数为Nrpm时，旋转噪音Nz音的程度比湍流噪音的程度低，听感也良好。在主翼前缘的外周端以突出的顶点为起点产生翼端涡流，突出的顶点具有决定翼端涡流的产生状况的作用。另外，因为辅助翼的子午面上的后缘比主翼的子午面上的后缘更位于风上侧，可尽量减小辅助翼的翼面积，所以可减小翼的流体摩擦，进一步提高风机效率，也可降低作为斜流风机的成本。本发明提供一种这样的鼓风机叶轮。
另外，本发明提供一种鼓风机叶轮，其主翼的前缘形状是如下构成的：在主翼前缘的外周侧以符合三角形一边的形状带有三角状的翼，翼的半径相同，从而以三角状的翼的顶点为起点产生翼端涡流。该三角状的翼具有决定翼端涡流的产生状况的作用。
另外，本发明提供一种鼓风机叶轮，其主翼的前缘形状是由使主翼的前缘向旋转方向前倾的大致螺旋曲线构成。采用该种构成，因为以螺旋曲线的顶点为起点产生主翼的翼端涡流，所以具有决定翼端涡流的产生状况的作用。因此，因为辅助翼的半径方向长度比主翼的半径方向长度短，所以辅助翼不会干涉从主翼产生的翼端涡流，主翼前缘的螺旋曲线顶点可控制翼端涡流，也可充分降低作为叶轮的噪音。
另外，本发明提供一种由使辅助翼的前缘向旋转方向前倾的大致扇形台状构成的鼓风机叶轮。采用该种构成，通过将辅助翼的前缘做成向旋转方向前倾的大致扇形台状，辅助翼倾斜地横穿空气，所以辅助翼的前缘横穿空气时间的定时错开，从而辅助翼的空气动力工作引起的噪音减小，作为整个叶轮可进一步降低噪音。
另外，本发明提供一种由使辅助翼的前缘向旋转方向前倾的螺旋曲线构成的鼓风机叶轮。采用该种构成，通过将辅助翼的前缘做成向旋转方向前倾的螺旋曲线，辅助翼倾斜地横穿空气，所以辅助翼的前缘横穿空气时间的定时错开，从而辅助翼的空气动力工作引起的噪音减小，作为整个叶轮可进一步降低噪音。
另外，本发明提供一种鼓风机叶轮，是在大致圆筒状的轮毂上设置有多枚翼的螺旋桨式风机中，设置有由2枚翼构成的主翼，主翼的外周侧弦长比轮毂侧弦长长，主翼的前缘形状在外周端形成有向前方突出的顶点，在主翼间设置有一共由2枚翼构成的大致扇形的辅助翼，辅助翼的半径方向长度比主翼的半径方向长度短，并且，辅助翼的外周侧叶片高度比同圆周部的主翼的叶片高度高，辅助翼的子午面上的后缘比主翼的子午面上的后缘更位于风上侧。
采用上述构成，因为主翼的数量为2枚，主要贡献于空气动力性能的翼面积的投入量适当，故流体摩擦小，风机效率非常高。另外，在只有2枚主翼时，叶轮的旋转噪音因湍流噪音而非常高，非常刺耳。因为设置在主翼间的辅助翼的外周侧叶片高度比同圆周部的主翼的叶片高度高，所以辅助翼可充分地贡献于空气动力工作。因此，作为整体可以说有4枚翼，分别充分地进行空气动力工作，使空气动力工作分散，从而每1枚翼的翼面上的压力变动幅度小，在翼数量为z、旋转数为Nrpm时，旋转噪音Nz音的程度比湍流噪音的程度低，听感也良好。在主翼前缘的外周端以突出的顶点为起点产生翼端涡流，突出的顶点具有决定翼端涡流的产生状况的作用。因为辅助翼的半径方向长度比主翼的半径方向长度短，所以辅助翼不会干涉从主翼产生的翼端涡流，也可降低作为叶轮的噪音。另外，因为是螺旋桨式风机，所以与斜流风机相比，在向风机的负载小时可降低噪音。另外，因为辅助翼的子午面上的后缘比主翼的子午面上的后缘更位于风上侧，可尽量减小辅助翼的翼面积，所以可减小翼的流体摩擦，进一步提高风机效率，也可降低作为螺旋桨式风机的成本。本发明提供这样一种鼓风机叶轮。
另外，本发明提供一种前缘的形状由使主翼的前缘向旋转方向前倾的大致螺旋曲线构成的鼓风机叶轮。
上述本发明的鼓风机叶轮，可应用于分体式室内空气调节器室外机的促进热交换用的鼓风机等，另外，也可扩大在换气扇、吹风机中使用，故可在产业上加以利用。
附图说明
图1是本发明实施例1的鼓风机叶轮的俯视图。
图2是本发明实施例1的鼓风机叶轮的子午面图。
图3是表示本发明实施例1的鼓风机叶轮动作状况的模式图。
图4是将本发明实施例1的鼓风机叶轮的单位风量的1Nz音与传统结构进行比较的特性图。
图5是本发明实施例2的鼓风机叶轮的俯视图。
图6是本发明实施例2的鼓风机叶轮的子午面图。
图7是本发明实施例3的鼓风机叶轮的俯视图。
图8是本发明实施例3的鼓风机叶轮的子午面图。
图9是本发明实施例4的鼓风机叶轮的俯视图。
图10是本发明实施例4的鼓风机叶轮的子午面图。
图11是本发明实施例5的鼓风机叶轮的俯视图。
图12是本发明实施例5的鼓风机叶轮的子午面图。
图13是表示传统鼓风机叶轮结构的模式图。
具体实施方式
(实施例1)
参照图1至图4说明本发明实施例1的鼓风机叶轮。
图1是本发明实施例1的鼓风机叶轮的俯视图。图2是本发明实施例1的鼓风机叶轮的子午面图。图3是表示本发明实施例1的鼓风机叶轮的动作状况的模式图。图4是将本发明实施例1的鼓风机叶轮的单位风量的1Nz音与传统构成进行比较的特性图。
在图1中，在大致圆锥台状的轮毂4上设置有多枚翼，在向逆时针方向旋转的斜流风机1中，设置有由2枚翼构成的主翼2，主翼的外周侧弦长比轮毂侧弦长长，在主翼2的外周侧前缘以符合三角形一边的形状带有三角状的翼10，翼的半径相同，在主翼2间设置有一共由2枚翼构成的大致扇形的辅助翼3。空气从前缘5流入，从后缘6流出。标号7是翼尖部。另外，在图2中提供一种如下的鼓风机叶轮，即、辅助翼3的半径方向长度L2比主翼的半径方向长度L1短，并且，辅助翼的叶片高度H2比同圆周部的主翼的叶片高度H1高，辅助翼3的子午面上的后缘3a比主翼2的子午面上的后缘6更位于风上侧。另外，图2中的箭头方向表示气流方向。另外，如图1所示，翼端涡流D从设置在主翼2的外周侧前缘上的三角状的翼10产生，在主翼2上移动，从主翼2的中途剥离。但是，因为辅助翼3的半径方向长度L2比主翼的半径方向长度L1短，所以翼端涡流D不会对辅助翼3进行干涉，可以降低噪音。
下面说明如此构成的鼓风机叶轮1的动作及作用。如图3所示，将该叶轮1收纳在适当的外箱9内，通过由电机8驱动旋转从而进行空气动力工作。再者，图3中的箭头方向表示气流方向。因为图1的主翼2的数量为2个，主要贡献于空气动力性能的翼面积的投入量适当，所以流体摩擦减少，风机效率非常高。根据直径为455mm的斜流风机的实验数据，与由3枚翼构成的斜流风机相比，最高效率点的效率比约提高20％。另外，在只有2枚主翼2时，叶轮1的旋转噪音因湍流噪音而非常高，非常刺耳。因为图2的设置在主翼2间的辅助翼3的外周侧叶片高度H2比同圆周部的主翼的叶片高度H1高，所以辅助翼3可充分地贡献于空气动力工作。因此，在翼数量为z、旋转数为Nrpm时，作为整体可以说有4枚翼，分别充分地进行空气动力工作，可使空气动力工作分散，从而每1枚翼的翼面上的压力变动幅度减小，旋转噪音Nz音的程度比湍流噪音的程度低，听感也良好。通过实验可以证实：在图4的风机直径455mm的单位风量的1Nz音的比较中，在从风量20m3/min到45m3/min的流域中，本发明的鼓风机叶轮与仅有2枚主翼的鼓风机叶轮相比，1Nz音约低3dB。由于在主翼2的外周侧前缘以符合三角形一边的形状带有三角状的翼10，翼的半径相同，从而以三角状的翼10的顶点为起点，产生翼端涡流D。该三角状的翼10具有决定翼端涡流的产生状况的作用。因为辅助翼3的半径方向长度L2比主翼的半径方向长度L1短，所以辅助翼3不会干涉从主翼2产生的翼端涡流，也可降低作为叶轮1的噪音。另外，因为是斜流风机，存在离心力场引起的压力上升，所以与螺旋桨式风机相比可实现高静压。因为辅助翼3的子午面上的后缘3a比主翼2的子午面上的后缘6更位于风上侧，所以可充分减小辅助翼3的翼面积，从而可降低多余的翼的流体摩擦，进一步提高风机效率，还可降低鼓风机叶轮1的成本。
(实施例2)
参照图5及图6说明本发明实施例2的鼓风机叶轮。
图5是本发明实施例2的鼓风机叶轮的俯视图。图6是本发明实施例2的鼓风机时轮的子午面图。另外，图6中的箭头方向表示气流方向。
在图5中提供如下一种鼓风机叶轮，即、设置有由2枚翼构成的主翼2，主翼2的外周侧弦长比轮毂侧弦长长，主翼2的前缘11由向作为旋转方向的逆时针方向前倾的大致螺旋曲线构成，在主翼2间设置有一共由2枚翼构成的大致扇形的辅助翼3，辅助翼3的半径方向长度L2比主翼的半径方向长度L1短，并且，辅助翼的外周侧叶片高度H2比同圆周部的主翼的叶片高度H1高，辅助翼3的子午面上的后缘3a比主翼2的子午面上的后缘6更位于风上侧。
下面说明如此构成的空调用鼓风机叶轮的动作及作用。通过将主翼2的前缘11做成向旋转方向前倾的大致螺旋曲线，以螺旋曲线的顶点为起点产生主翼2的翼端涡流，故具有决定翼端涡流的产生状况的作用。因此，因为辅助翼3的半径方向长度L2比主翼的半径方向长度L1短，所以辅助翼3不会干涉从主翼2产生的翼端涡流，前缘11的螺旋曲线的顶点可控制翼端涡流，也可充分降低作为叶轮1的噪音。另外，因为设于主翼2间的辅助翼3的外周侧叶片高度H2比同圆周部的主翼2的叶片高度H1高，辅助翼3充分地贡献于空气动力工作，从而可充分地降低旋转噪音Nz音的程度。因为是斜流风机1，所以存在离心力场引起的压力上升，与螺旋桨式风机相比可实现高静压。因为辅助翼3的子午面上的后缘3a比主翼2的子午面上的后缘6更位于风上侧，可充分减小辅助翼3的翼面积，从而可充分降低翼的流体摩擦，进一步提高风机效率，更加降低鼓风机叶轮1的成本。
(实施例3)
参照图7及图8说明本发明实施例3的鼓风机叶轮。
图7是本发明实施例3的鼓风机叶轮的俯视图。图8是本发明实施例3的鼓风机叶轮的子午面图。另外，图8中的箭头方向表示气流方向。
在图7中提供如下一种鼓风机叶轮，即、设置有由2枚翼构成的主翼2，主翼2的外周侧弦长比轮毂侧弦长长，在主翼2间设置有一共由2枚翼构成的大致扇形的辅助翼3，辅助翼3的前缘12由向旋转方向前倾的大致扇形台状构成，辅助翼3的半径方向长度L2比主翼的半径方向长度L1短，并且，辅助翼的外周侧叶片高度H2比同圆周部的主翼的叶片高度H1高，辅助翼3的子午面上的后缘3a比主翼2的子午面上的后缘6更位于风上侧。
下面说明如此构成的空调用鼓风机叶轮的动作及作用。通过将辅助翼3的前缘12做成向旋转方向前倾度的大致扇形台状，辅助翼3倾斜地横穿空气，故辅助翼3的前缘12横穿空气的时间的定时错开，从而辅助翼3的空气动力工作引起的噪音减小，作为整个叶轮1可进一步降低噪音。另外，因为设于主翼2间的辅助翼3的外周侧叶片高度H2比同圆周部的主翼2的叶片高度H1高，辅助翼3充分地贡献于空气动力工作，从而可充分地降低旋转噪音Nz音的程度，听感也良好。再者，因为是斜流风机1，所以存在离心力场引起的压力上升，与螺旋桨式风机相比可实现高静压。因为辅助翼3的子午面上的后缘3a比主翼2的子午面上的后缘6更位于风上侧，所以可充分减小辅助翼3的翼面积，从而可充分降低翼的流体摩擦，进一步提高风机效率，更加降低鼓风机叶轮1的成本。
(实施例4)
参照图9及图10说明本发明实施例4的鼓风机叶轮。
图9是本发明实施例4的鼓风机叶轮的俯视图。图10是本发明实施例4的鼓风机叶轮的子午面图。另外，图10中的箭头方向表示气流方向。
在图9中提供如下一种鼓风机叶轮，即、设置有由2枚翼构成的主翼2，主翼2的外周侧弦长比轮毂侧弦长长，在主翼2间设置有一共由2枚翼构成的大致扇形的辅助翼3，辅助翼3的前缘13由向旋转方向前倾的螺旋曲线构成，辅助翼3的半径方向长度L2比主翼的半径方向长度L1短，并且，辅助翼的叶片高度H2比同圆周部的主翼的叶片高度H1高，辅助翼3的子午面上的后缘3a比主翼2的子午面上的后缘6更位于风上侧。
下面说明如此构成的空调用鼓风机叶轮的动作及作用。通过将辅助翼3的前缘13做成向旋转方向前倾的螺旋曲线，辅助翼3倾斜地横穿空气，故辅助翼3的前缘13横穿空气的时间的定时错开，从而辅助翼3的空气动力工作引起的噪音减小，作为整个叶轮可进一步降低噪音。另外，因为设于主翼2间的辅助翼3的外周侧叶片高度H2比同圆周部的主翼2的叶片高度H1高，辅助翼3充分地贡献于空气动力工作，从而可充分地降低旋转噪音Nz音的程度。再者，因为是斜流风机1，所以存在离心力场引起的压力上升，与螺旋桨式风机相比可实现高静压。因为辅助翼3的子午面上的后缘3a比主翼2的子午面上的后缘6更位于风上侧，所以可充分减小辅助翼3的翼面积，从而可充分降低翼的流体摩擦，进一步提高风机效率，更加降低鼓风机叶轮1的成本。
(实施例5)
参照图11及图12说明本发明实施例5的鼓风机叶轮。
图11是本发明实施例5的鼓风机叶轮的俯视图。图12是本发明实施例5的鼓风机叶轮的子午面图。另外，图12中的箭头方向表示气流方向。
在图11中提供如下一种鼓风机叶轮，即、在大致圆筒状的轮毂24上设置有多枚翼的螺旋桨式风机21中，设置有由2枚翼构成的主翼22，主翼22的外周侧弦长比轮毂侧弦长长，主翼22的前缘25由大致螺旋曲线构成，翼的半径相同，在主翼22间设置有一共由2枚翼构成的大致扇形的辅助翼23，辅助翼23的半径方向长度L2比主翼的半径方向长度L1短，并且，辅助翼23的外周侧叶片高度H2比同圆周部的主翼22的叶片高度H1高，辅助翼23的子午面上的后缘23a比主翼22的子午面上的后缘26更位于风上侧。标号27是翼尖部。
采用上述构成，因为主翼22的数量为2个，主要贡献于空气动力性能的翼面积的投入量适当，所以流体摩擦减少，风机效率非常高。另外，在只有2枚主翼22时，叶轮21的旋转噪音因湍流噪音而非常高，非常刺耳。但是，因为设置在主翼22间的辅助翼23的外周侧叶片高度H2比同圆周部的主翼的叶片高度H1高，所以辅助翼可充分地贡献于空气动力工作。因此，作为整体可以说有4枚翼，分别进行空气动力工作，可使空气动力工作分散，从而每1枚翼的翼面上的压力变动幅度变小，在翼数量为z、旋转数为Nrpm时，旋转噪音Nz音的程度比湍流噪音的程度低，听感也良好。主翼22的前缘由大致螺旋曲线形成，翼的半径相同，从而以螺旋曲线的顶点为起点产生翼端涡流。螺旋曲线的顶点具有决定翼端涡流的产生状况的作用。因为辅助翼23的半径方向长度L2比主翼22的半径方向长度L1短，所以辅助翼23不会干涉从主翼22产生的翼端涡流，也可降低作为叶轮21的噪音。另外，因为是螺旋桨式风机，所以与斜流风机相比在向风机的负载较低时可降低噪音。另外，因为辅助翼23的子午面上的后缘23a比主翼22的子午面上的后缘26更位于风上侧，可尽量减小辅助翼23的翼面积，所以可降低翼的流体摩擦，进一步提高风机效率，也可降低作为螺旋桨式风机21的成本。本发明提供一种这样的鼓风机叶轮。

Claims (7)

1.一种鼓风机叶轮，是在大致圆锥台状的轮毂(4)上设置多枚翼的斜流风机中，其特征在于，
设置有由2枚翼构成的主翼(2)，所述主翼(2)的外周侧弦长比轮毂侧弦长长，主翼(2)的前缘(5)的形状在外周端形成有向前方突出的顶点，
在所述主翼(2)间设置有一共由2枚翼构成的大致扇形的辅助翼(3)，
所述辅助翼(3)的半径方向长度(L2)比所述主翼(2)的半径方向长度(L1)短，并且，所述辅助翼(3)的外周侧叶片高度(H2)比同圆周部的所述主翼(2)的叶片高度(H1)高，所述辅助翼(3)的子午面上的后缘(3a)比所述主翼(2)的子午面上的后缘(6)更位于风上侧。
2.如权利要求1所述的鼓风机叶轮，其特征在于，所述前缘(5)的形状是如此构成的：在所述主翼(2)的前缘(5)的外周侧以符合三角形一边的形状带有三角状的翼(10)，所述三角状的翼(10)的半径与所述主翼的前缘(5)的半径相同。
3.如权利要求1所述的鼓风机叶轮，其特征在于，所述前缘(11)的形状，由使所述主翼(2)的前缘(11)向旋转方向前倾的大致螺旋曲线构成。
4.如权利要求1所述的鼓风机叶轮，其特征在于，所述辅助翼(3)的前缘(12)由向旋转方向前倾的大致扇形台状构成。
5.如权利要求1所述的鼓风机叶轮，其特征在于，所述辅助翼(3)的前缘(13)由向旋转方向前倾的螺旋曲线构成。
6.一种鼓风机叶轮，是在大致圆筒状的轮毂(24)上设置多枚翼的轴流风机中，其特征在于，
设置有由2枚翼构成的主翼(22)，所述主翼的外周侧弦长比轮毂侧弦长长，主翼(22)的前缘(25)的形状在外周端形成有向前方突出的顶点，
在所述主翼(22)间设置有一共由2枚翼构成的大致扇形的辅助翼(23)，
所述辅助翼(23)的半径方向长度(L2)比所述主翼(22)的半径方向长度(L1)短，并且，所述辅助翼(23)的外周侧叶片高度(H2)比同圆周部的所述主翼(22)的叶片高度(H1)高，所述辅助翼(23)的子午面上的后缘(23a)比所述主翼(22)的子午面上的后缘(26)更位于风上侧。
7.如权利要求6所述的鼓风机叶轮，其特征在于，所述前缘(25)的形状，由使所述主翼(22)的前缘(25)向旋转方向前倾的大致螺旋曲线构成。
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