CN100386529C - 空调用风机叶轮 - Google Patents

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Abstract

本发明以提高空调用风机叶轮(1)的静压效率为目的。空调用风机叶轮(1)是将叶片(2)的半径方向的断面形状做成在中点附近E-E的外周侧对着上风侧构成凹形曲线、在中点附近的轮毂(3)侧则对着上风侧构成凸形曲线，而且在中点附近的外周侧对着上风侧的凹形曲线的曲率半径随着从叶片(2)的前缘(4)侧的半径方向断面部A-O向叶片(2)的后缘(5)附近的半径方向断面部C-O延伸而增大其值。

Description

空调用风机叶轮
技术领域
本发明涉及在空调器等的风机上使用并设有叶片的空调用风机叶轮，尤其涉及该叶轮的叶片形状。
背景技术
传统的具有薄型叶片的空调用风机叶轮21如图6及图7所示那样构成。同样在略呈圆锥台状的轮毂25的周围呈放射状设置由多片薄型叶片组成的叶片24。
在表示空调用风机叶轮21的旋转轨迹形状的图6中，将叶片24的前缘22，在靠轮毂25的外周部与叶片24的外周端23间的中点附近(F-F)的外周侧对着上风侧构成凹形曲线，在靠该中点附近在轮毂侧相对着上风侧形成凸形曲线。而且不仅是叶片24的前缘22，还将叶片24的半径方向断面形状做成在所述中点附近的外周侧对着上风侧构成凹形曲线，而在所述中点附近的轮毂26侧则对着上风侧构成凸形曲线。但是，在所述中点附近的外周侧对着上风侧构成凹形的曲线在图7中所示的曲率半径r4，在空调用风机叶轮21的任意半径方向断面部均以大致相同的值构成叶轮。
然而，根据所述传统的构成，在叶片24的半径方向的断面形状中，在中点附近(F-F)的外周侧对着上风侧构成凹形的曲线的曲率半径r4，由于在空调用风机叶轮21的任意半径方向断面部均以大致相同的值构成叶轮，所以风机运转时，对于在叶片24的外周端23附近发生且在后缘附近从叶片的负压面剥离的叶片端涡流的控制受到限制。
JP102344/98也揭示了一种空调用风机叶轮，其中，在叶片的半径方向的断面形状中，曲率半径的任意半径方向的断面部均以大致相同的值来构成叶轮。因此，风机运转时，对于在叶片的外周端附近发生且在后缘附近从叶片的负压面剥离的叶片端涡流的控制受到限制。
发明内容
本发明的目的在于解决上述传统的问题，提供一种使叶轮的静压效率提高的空调用风机叶轮。
为实现所述目的，本发明的叶轮形状不限制在后缘附近从叶片的负压面剥离的叶片端涡流。即，本发明的空调用风机叶轮在轮毂的周围设有多片叶片，将叶片的半径方向断面形状做成在外周侧对着上风侧构成凹形曲线、在轮毂侧则对着上风侧构成凸形曲线，其特征在于，外周侧处的凹形曲线略呈圆弧状，半径方向断面随着从叶片的前缘侧向后缘侧延伸而增大其曲率半径的值。
又，在取叶片前缘侧、叶片弦长中央附近及叶片后缘侧的断面部作为半径方向断面的代表值时，各曲率半径按上述顺序增大。
又，叶片前缘侧与叶片后缘侧的曲率半径的比率至少设为2倍。
由于通过叶片外周端与壳体之间的间隙后从叶片下风侧的压力面向上风侧的负压面产生的泄漏气流，使在叶片的外周附近的负压面发生的叶片端涡流沿叶片旋转的相反方向从前缘侧流向后缘侧的过程中在后缘附近从负压面剥离，但采用上述构成时，如采用本发明的后缘侧曲率变小、即曲率半径加大的的叶轮形状，则在后缘附近叶片端涡流从负压面剥离时，可不受叶轮形状干涉而发生叶片端涡流的剥离。即，不会因后缘附近的凹部而阻碍叶片端涡流的剥离，所以在叶片端涡流的剥离时不会发生气动力损失。因而可提高空调用风机叶轮的效率。
本发明的空调用风机叶轮将叶片的前缘按该空调用风机叶轮的旋转轨迹的形状做成在轮毂和叶片外周端之间的中点附近的外周侧对着上风侧构成凹形曲线、在中点附近的轮毂侧则对着上风侧构成凸形曲线，而且将叶片的半径方向的断面形状做成在中点附近的外周侧对着上风侧构成凹形曲线、在中点附近的轮毂侧对着上风侧构成凸形曲线，其特征在于，在中点附近的外周侧对着上风侧形成凹形的曲线的曲率半径是按叶片前缘侧的半径方向断面部、叶片弦长的中央附近的半径方向断面部、叶片后缘附近的半径方向断面部的顺序而增大其值。
根据所述构成，通过从叶片的压力面向负压面产生的泄漏气流，使在叶片外周附近的负压面发生的叶片端涡流的生成在叶片自身的所述凹形曲线部得到促进，以实现低噪音化。即，叶片端涡流在叶片的负压面发生，而在叶片弦长的中央附近靠后缘的位置从叶片的负压面剥离，该凹形曲线的曲率半径的值按叶片前缘侧的半径方向断面部、叶片弦长的中央附近的半径方向断面部、叶片后缘附近的半径方向断面部的顺序而增大，所以不会有阻碍该叶片端涡流剥离的现象。因而可减少由涡流剥离造成的损失，进一步提高效率。
附图说明
图1是表示本发明实施例的空调用叶轮的俯视图。
图2是表示该叶轮旋转轨迹的局部图。
图3(a)是该叶轮的前缘侧半径方向的剖视图(图1的A-O断面)，图3(b)是该叶轮的叶片弦长中央附近的半径方向的剖视图(图1的B-O断面)，图3(c)是该叶轮的后缘侧半径方向的剖视图(图1的C-O断面)。
图4是表示该叶轮的动作状态的模式图。
图5是表示该叶轮的叶片端的涡流状态的模式图。
图6是表示传统的空调用风机叶轮的旋转轨的局部图。
图7是传统的空调用风机叶轮的半径方向剖视图。
具体实施方式
以下，结合图1～图5说明本发明的空调用风机叶轮，图1是表示本发明实施例的空调用叶轮的俯视图。图2是表示该叶轮旋转轨迹的局部图。图3(a)是该叶轮的前缘侧半径方向的剖视图(图1的A-O断面)，图3(b)是该叶轮的叶片弦长中央附近的半径方向的剖视图(图1的B-O断面)，图3(c)是该叶轮的后缘侧半径方向的剖视图(图1的C-O断面)。图4是表示该叶轮的动作状态的模式图。图5是表示该叶轮的叶片端的涡流状态的模式图。
如图1所示，空调用风机叶轮1是以断面略呈圆锥台状的轮毂3为中心呈放射状设有3片薄断面叶片2。如图4所示，在空调用风机叶轮1的轮毂3的旋转轴中心固定电动机10的轴后放入按叶片外周端的旋转轨迹做成的壳体9，由电动机10带动旋转产生送风作用。此时，大部分空气从如图1所示的叶片2的前缘4流入后从后缘5流出，进行气动力做功。
这里，如图2所示，将叶片2的前缘4按该空调用风机叶轮的旋转轨迹的形状，在叶片2至轮毂3的根部和叶片2的外周端6之间的中点线E-E附近的外周侧对着上风侧构成凹形曲线，在中点线E-E附近的轮毂3侧则对着上风侧构成凸形曲线。线D-D表示叶轮的旋转中心线。
如图3(a)、(b)及(c)所示，将叶片2的半径方向的断面形状做成在中点线E-E附近的外周端6侧对着上风侧构成凹形曲线，在中点线E-E附近的轮毂3侧对着上风侧构成凸形曲线。而且在中点线E-E附近的外周侧对着上风侧的凹形曲线的曲率半径是按叶片2的前缘4侧的半径方向断面部、叶片2的弦长的中央附近的半径方向、叶片2的后缘5附近的半径方向断面部的顺序增大其值。即，设叶片2的前缘4的半径方向断面部的曲率半径为r1、叶片2的弦长的中央附近的半径方向的曲率半径为r2、叶片2的后缘5附近的半径方向断面部的曲率半径为r3时，曲率半径大小的关系构成为r1＜r2＜r3。
以上的曲率半径大小的关系是以3个半径方向断面部为代表加以说明，当然，从气动力方面来考虑，任意半径方向断面部的曲率半径要根据与断面部位置间的关系而包含所上述3点且圆滑地构成。
根据上述构成，如图3及图5所示，从下风侧的叶片2的压力面8向上风侧、即负压面7产生在叶片外周端6和壳体9之间通过的泄漏气流。使在叶片的外周附近发生的负压面7的叶片端涡流11的生成在叶片2自身的上述凹形曲线部得到促进，以实现低噪音化。叶片端涡流11在叶片的负压面7发生，然而采用传统的叶片形状时，在叶片2的弦长的中心附近的后缘5附近位置上处于从叶片负压面7剥离的倾向。而本实施例如上所述，按叶片2的前缘4的半径方向断面部、叶片2的弦长的中央附近的半径方向断面部、叶片2的后缘5的半径方向断面部的顺序增大其值，以使叶片2的后缘5的半径方向断面部侧的曲率半径r3充分大，所以后缘附近的凹部不会有阻碍该叶片端涡流11剥离的现象。因而可减少由涡流剥离造成的损失，进一步提高效率。
在由热交换器和前面格栅和压缩机等构成的空调器室外机中，将传统型的叶轮与本发明叶轮进行比较后的数据如下。
传统型及本发明的叶轮均用2片叶片，叶片外径均为415mm，轮毂的上风侧的外径为104mm，轮毂下风侧的外径为161mm。
传统型叶轮的叶片形状是，半径方向断面部的前缘侧、中央附近及后缘侧的曲率半径固定，均设定为130mm。
本发明结构的叶轮的叶片形状是，半径方向断面部的前缘侧的曲率半径为了比较而与传统的一样设定为约130mm，后缘侧的曲率半径则设定为320mm，中央附近则设定为其中间的曲率半径。
在以上的叶轮中通过实验比较了动作点效率，结果显示本发明空调用风机叶轮比传统型的约有10％的提高。
另外，该空调用风机叶轮1的叶片数无论2片还是3片、4片均可，只要是多片即可。
由上述实施例表明，本发明的空调用风机叶轮将叶片的前缘按该空调用风机叶轮的旋转轨迹的形状在轮毂和叶片的外周端间的中点附近的外周侧对着上风侧构成凹形曲线，在中点附近的轮毂侧则对着上风侧构成凸形曲线，而且将叶片的半径方向的断面形状做成在中点附近的外周侧对着上风侧构成凹形曲线，在中点附近的轮毂侧则对着上风侧构成凸形曲线，其特征在于，在中点附近的外周侧对着上风侧的凹形曲线的曲率半径是随着从叶片前缘侧的半径方向断面部经叶片弦长的中央附近的半径方向断面部至叶片后缘附近的半径方向断面部而增大其值。
根据所述构成，由于从叶片的压力面向负压面产生的泄漏气流，使在叶片外周附近的负压面发生的叶片端涡流的生成在叶片自身的所述凹形曲线部得到促进，以实现低噪音化。叶片端涡流在叶片的负压面发生，但在叶片弦长的中央附近的后缘附近位置上，不会有阻碍叶片涡流从叶片的负压面剥离的现象。因而可减少伴随着剥离的气动力损失，以进一步提高效率。

Claims (3)

1.一种空调用风机叶轮，空调用风机叶轮(1)在轮毂(3)的周围设有多片叶片(2)，将所述叶片(2)的半径方向的断面形状做成在外周侧对着上风侧构成凹形曲线、在轮毂(3)侧则对着上风侧构成凸形曲线，
其特征在于，所述外周侧处的凹形曲线略呈圆弧状，半径方向断面随着从所述叶片(2)的前缘(4)侧向后缘(5)侧延伸而增大其曲率半径的值。
2.根据权利要求1所述的空调用风机叶轮，其特征在于，所述曲率半径是按叶片(2)的前缘(4)侧的半径方向断面部、叶片(2)的弦长的中央附近的半径方向断面部、叶片(2)的后缘(5)侧附近的半径方向断面部的顺序而增大其值。
3.根据权利要求1所述的空调用风机叶轮，其特征在于，叶片(2)的半径方向断面部处的叶片(2)的后缘(5)侧的曲率半径至少是叶片(2)的前缘(4)侧的曲率半径的2倍。
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