CN101644274A - 一种双轴流风轮系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种双轴流风轮系统，包括有第一轴流风轮(1)、第二轴流风轮(2)，其中第一轴流风轮(1)的转速为N1转/分钟，叶片数目为Z1，其旋转基频F1＝Z1*N1/60赫兹；第二轴流风轮(2)的转速为N2转/分钟，叶片数目为Z2，其旋转基频F2＝Z2*N2/60赫兹，其特征在于所述第一轴流风轮(1)及第二轴流风轮(2)的旋转基频差在4～20赫兹范围内。本发明双轴流风轮系统应用于顶出风、侧出风或斜上出风结构的空调室外机上时，由于两个风轮的旋转基频错开4～20赫兹，因此可以改变两轴流风轮的旋转噪声声压和声功率，从而大幅度减弱或彻底消除两风轮旋转噪声叠加而形成的拍振，从而显著改善双轴流风轮室外机系统的音质，同时也能有效避免钣金结构的共振，达到了减振和提高整机可靠性的目的。

Description

一种双轴流风轮系统

技术领域

本发明是一种双轴流风轮系统，特别是一种应用于空气调节和通风设备的并联双轴流风轮系统，属于并联双轴流风轮系统的改造技术。

背景技术

目前，应用于空气调节和通风设备的并联双轴流风轮系统，如家用空调和中央空调的室外机双轴流风轮系统的两个风轮的转速大致相同，但由于电压波动、电机特性差异及外界负载差异等原因，两风机的转速不可能完全一致，两风轮的转速一般随机相差几转/分钟至十几转/分钟，这样就导致两风轮的旋转频率有微小的偏差。旋转频率偏差较小的两个风轮运行时，由于旋转噪声幅值和能量相互，两者叠加，就产生了严重的拍振异音，导致室外机系统运行时产生明显的低频脉动异音，该拍振异音的频率与人体器官的固有频率相当，容易让人感觉烦躁和不安，严重影响了双风轮空调室外机的音质和使用舒适性，同时，由于两风轮旋转基频相当，在运行过程中还有可能引发钣金结构的共振，严重影响空调系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可大幅度降低或彻底消除空调室外机双风轮系统运行时低频拍振异音，优化音质，减振降噪和提高整机可靠性的双轴流风轮系统。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的双轴流风轮系统。

本发明的技术方案是：一种双轴流风轮系统，包括有第一轴流风轮、第二轴流风轮，其中第一轴流风轮的转速为N1转/分钟，叶片数目为Z1，其旋转基频F1＝Z1*N1/60赫兹；第二轴流风轮的转速为N2转/分钟，叶片数目为Z2，其旋转基频F2＝Z2*N2/60赫兹，其特征在于所述第一轴流风轮及第二轴流风轮的旋转基频差在4～20赫兹范围内，即有F1-F2＝4～20赫兹，或者有F2-F1＝4～20赫兹的关系。

比如：当上述两风轮的叶片数Z1，Z2都为3片时，则两风轮的转速差在80转/分钟至400转/分钟的范围内；

比如：当上述两风轮的叶片数Z1，Z2都为4片时，则两风轮的转速差在60转/分钟至300转/分钟的范围内；

比如：当上述两风轮的叶片数Z1，Z2都为5片时，则两风轮的转速差在48转/分钟至240转/分钟的范围内；

又比如：当上述两风轮的叶片数Z1，Z2都为6片时，则两风轮的转速差在40转/分钟至200转/分钟的范围内；

上述两轴流风轮的旋转基频相差4～20赫兹，可通过改变两风轮的叶片形状、叶片高度，或者改变两风轮电机的电容、电机规格或者控制电路等实现。

上述第一轴流风轮及第二轴流风轮外围均安装有导风圈。

上述第一轴流风轮及第二轴流风轮的一侧均装设有挡板。

上述双轴流风轮系统可应用于顶出风、侧出风或斜上出风结构的空调室外机上。

本发明双轴流风轮系统应用于顶出风、侧出风或斜上出风结构的空调室外机上时，由于两个风轮的旋转基频错开4～20赫兹，因此可以改变两轴流风轮的旋转噪声声压和声功率，从而大幅度减弱或彻底消除两风轮旋转噪声叠加而形成的拍振，从而显著改善双轴流风轮室外机系统的音质，同时也能有效避免钣金结构的共振，达到了减振和提高整机可靠性的目的。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的双轴流风轮系统。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图2的俯视图；

图3为本发明用在顶出风空调器室外机的结构示意图；

图4为双风轮旋转基频差与拍振周期的关系曲线图；

图5为双风轮旋转基频相差1赫兹时的拍振声压与时间关系的噪音频谱图；

图6为双风轮旋转基频相差4赫兹时的拍振声压与时间关系的噪音频谱图；

图7为双风轮旋转基频相差10赫兹时的拍振声压与时间关系的噪音频谱图；

图8为双风轮旋转基频相差20赫兹时的拍振声压与时间关系的噪音频谱图。

具体实施方式

实施例：

本发明双轴流风轮系统的示意图如图1、2所示，包括有第一轴流风轮1、第二轴流风轮2，其中第一轴流风轮1的转速为N1转/分钟，叶片数目为Z1，其旋转基频F1＝Z1*N1/60赫兹；第二轴流风轮2的转速为N2转/分钟，叶片数目为Z2，其旋转基频F2＝Z2*N2/60赫兹，两风轮的旋转基频差F1-F2在4-20赫兹范围内，即有F1-F2＝4～20赫兹，或者有F2-F1＝4～20H赫兹的关系。

上述第一轴流风轮1及第二轴流风轮2上均装设有导风圈3。上述第一轴流风轮1及第二轴流风轮2的一侧均装设有挡板4。

上述两轴流风轮的旋转基频差改变，可通过使两轴流风轮的叶片形状不同来实现。转速需要升高的轴流风轮的叶片形状设计成小负荷叶片，同时把转速需要降低的轴流风轮的叶片形状设计成大负荷。这样，在采用相同的电机配置时，小负荷叶片的轴流风轮就会转速升高，旋转基频大，而大负荷的叶片轴流风轮就会转速降低，旋转基频小，使得两风轮的旋转基频差在4～20赫兹的范围内。

或者，两风轮的旋转基频差可通过设计不同的叶片高度来实现，将需要高转速的轴流风轮的叶片安装角减小，设计成较小的叶片高度，同时将需要低转速的轴流风轮的叶片安装角增大，设计成较大的叶片高度。这样，在采用相同的电机配置时，小安装角和低叶片高度的轴流风轮转速高，旋转基频大；而大安装角和大叶片高度的轴流风轮做功能力强，转速降低，旋转基频小，从而使得两风轮的旋转基频差在4～20赫兹的范围内。

或者，在两个风轮完全相同时，两风轮的旋转基频差可通过电机及电容的差异化设计来实现，将高转速侧轴流风轮匹配的电机功率或电容增大，或者将低转速侧轴流风轮匹配的电机功率或电容减小，或者将两个电机的级数错开，从而有效保证两风轮的旋转基频差在4～20赫兹的范围内。

或者，在两个风轮与匹配的电机完全相同时，通过控制反馈电路来错开两风轮的旋转基频，有效保证两风轮的旋转基频差在4～20赫兹的范围内。

图3为本发明用于顶出风空调室外机的结构示意图，其中第一轴流风轮1，第二轴流风轮2分别固定在各自的电机6上，并与导风圈、出风格栅一体化的顶盖11，以及由冷凝器组件9、左侧盖板5、右侧盖板10等所构成的回风风道共同组成了一个完整的并联轴流风机系统。其它诸如电机支架7、支撑板部件8主要起支撑和连接整个空调框架的作用。当系统运行过程中，环境空气经过上下冷凝器组件9进入，通过换热后，由高速运转的大直径并联轴流风机排出。由于错开二风轮的旋转频率，从而大大缩小了两旋转噪声相互叠加所形成的拍振周期，使两拍之间的时间间隔接近人耳的最小时间分辨率，实现了音质优化的目的，同时整机振动也明显降低，噪声值降低2dB(A)以上，而且有效避免钣金壳体共振，达到了减振和提高整机可靠性的目的。

图4为双风轮旋转基频差与拍振周期的关系曲线图，从图中可以看出，当双风轮的旋转基频差为4～20赫兹时，风轮的拍振周期非常小，此时人耳基本上听不到拍振异音。

图5为双风轮旋转基频相差1赫兹时的拍振声压与时间关系的噪音频谱图，从图中可以看出，双风轮旋转基频相差1赫兹时，拍振非常明显，此时拍振的腰和腹明显，拍振周期为1秒，拍振异音很大，人听后有明显的不安和烦躁感。双风轮旋转基频相差1赫兹不在本专利的保护范围。

图6为双风轮旋转基频相差4赫兹时的拍振声压与时间关系的噪音频谱图，从图中可以看出，双风轮旋转基频相差4赫兹时，拍振的腰和腹减弱，拍振周期显著缩短，拍振异音基本消除，人耳基本听不到拍振异音，在本专利的保护范围内。

图7为双风轮旋转基频相差10赫兹时的拍振声压与时间关系的噪音频谱图，从图中可以看出，双风轮旋转基频相差10赫兹时，拍振的腰和腹显著减弱，拍振异音消除，人耳听不到拍振异音，噪音也降低约2dB(A)，在本专利的保护范围内。

图8为双风轮旋转基频相差20赫兹时的拍振声压与时间关系的噪音频谱图，从图中可以看出，双风轮旋转基频相差20赫兹时，拍振异音完全消除，人耳完全听不到拍振异音，声音柔和舒适，噪音降低2dB(A)以上，在本专利的保护范围内。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，如果本领域的技术人员依据本发明作出非实质性，显而易见的改进或改变，都属于本专利要求的保护范围。

Claims (3)

1、一种双轴流风轮系统，包括有第一轴流风轮(1)、第二轴流风轮(2)，其中第一轴流风轮(1)的转速为N1转/分钟，叶片数目为Z1，其旋转基频F1＝Z1*N1/60赫兹；第二轴流风轮(2)的转速为N2转/分钟，叶片数目为Z2，其旋转基频F2＝Z2*N2/60赫兹，其特征在于所述第一轴流风轮(1)及第二轴流风轮(2)的旋转基频差在4～20赫兹范围内。

2、根据权利要求1所述的双轴流风轮系统，其特征在于上述第一轴流风轮(1)及第二轴流风轮(2)外围均安装有导风圈(3)。

3、根据权利要求1或2所述的双轴流风轮系统，其特征在于上述第一轴流风轮(1)及第二轴流风轮(2)的一侧均装设有挡板(4)。

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