CN102374194A - 一种轴流风轮 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种轴流风轮，包括设置在轮毂上的两片以上叶片，叶片以风轮的旋转中心轴线为中心等间距或不等间距分布于轮毂上，其特征在于叶片外缘形状为波浪形空间曲线。本发明轴流风轮旋转时，叶片外缘的波浪形状使叶片压力面的气体经波浪形状的叶片外缘不同程度地流入吸力面，改变了叶片的压力分布，增加了吸力面上气体的动能，减少低能流体在叶片环壁处的堆积，破坏大涡并有效细化叶尖涡和和尾缘脱落，降低涡流的能量强度、抑制风轮的涡流噪音，从而有效降低风轮噪音并使音质更柔和、舒适，同时叶片外缘波型化减轻了风轮重量和电机负荷，降低了风轮成本和电机功率。本发明尤其适用于空调室外机组。

Description

一种轴流风轮
技术领域
本发明涉及一种轴流风轮，特别是一种适用于空调室外机组的轴流风轮。
背景技术
现有空调室外机组中大多采用轴流风轮进行散热，轴流风轮包括设置在轮毂上的两个以上叶片，叶片以风轮的旋转中心轴线为中心等间距或不等间距分布于轮毂上，叶片外缘呈光滑的空间曲线，该结构轴流风轮旋转时，容易在叶片环壁处造成低能流体堆积，在叶片的吸力面上形成尺寸较大的旋涡，致使风轮运转时产生较高的气动噪音。据实验分析，室外机的噪声中50%-70%是由轴流风轮的气动噪声引起的。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种通过增加吸力面的动能来破坏大涡并有效细化叶尖涡和尾缘脱落涡来抑制风轮涡流噪音，同时减轻风轮重量和电机负荷，降低风轮成本和电机功率的轴流风轮，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种轴流风轮，包括设置在轮毂上的两片以上叶片，叶片以风轮的旋转中心轴线为中心等间距或不等间距分布于轮毂上，其特征在于叶片外缘形状为波浪形空间曲线。
将上述轴流风轮的外径定义为D1，轮毂直径定义为D2，设定（D1-D2）/2为叶片高度Rm，风轮高度定义为H，叶片外缘波型化开始的位置A所在高度定义为H1，有H1/H>0.02；叶片外缘波型化结束的位置B所在高度定义为H2，有H2/ H <0.99。
上述轴流风轮，将叶片外缘波型化部分相邻两个凸点之间的距离定义为c1、c2、c3、……cn，n≥2，n为波型化中凹陷形的数目，两个相邻凸点之间凹陷部分的深度定义为b1、b2、b3、……bn (n≥2)，bn与cn比值定义为δ，δ= bn/cn，bn与Rm比值定义为ε，ε= bn/Rm，为使波型叶片外缘能起到破坏大涡的效果，应保证δ＞0.05，ε＞0.01。
本发明轴流风轮旋转时，叶片外缘的波浪形状使叶片压力面的气体经波浪形状的叶片外缘不同程度地流入吸力面，改变了叶片的压力分布，增加了吸力面上气体的动能，减少低能流体在叶片环壁处的堆积，破坏大涡并有效细化叶尖涡和和尾缘脱落，降低涡流的能量强度、抑制风轮的涡流噪音，从而有效降低风轮噪音并使音质更柔和、舒适，同时叶片外缘波型化减轻了风轮重量和电机负荷，降低了风轮成本和电机功率。本发明尤其适用于空调室外机组。
附图说明
图1为本发明一实施例立体结构示意图；
图2为本发明直径定义结构示意图；
图3为本发明高度定义结构示意图；
图4为本发明叶片外缘波型化部分两个相邻凸点之间的距离和两个相邻凸点之间凹陷部分的深度定义结构示意图；
图5为本发明叶片外缘波型化部分为折线形结构示意图；
图6为本发明叶片外缘波型化部分为折线形与圆弧形组合结构示意图；
图7为常规轴流风轮立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
各图中，1为轴流风轮，2为轮毂，3为叶片，31为叶片外缘，32为叶片外缘波型化部分，D1为轴流风轮的外径，D2为轮毂直径，Rm为叶片高度，H为风轮高度，H1为叶片外缘波型化开始的位置A所在高度，H2为叶片外缘波型化结束的位置B所在高度。
参见图1，轴流风轮1包括设置在轮毂2上的3片叶片3，叶片3具有相同的形状及安装角度，叶片3以风轮1的旋转中心轴线为中心等间距或不等间距分布于轮毂2上，叶片3的外缘中间段是叶片外缘波型化部分32，叶片外缘波型化部分32的形状为波浪形空间曲线。
参见图2-图3，将轴流风轮的外径定义为D1，轮毂直径定义为D2，设定（D1-D2）/2为叶片高度Rm，风轮高度定义为H，叶片外缘波型化开始的位置A所在高度定义为H1，有H1/H>0.02；叶片外缘波型化结束的位置B所在高度定义为H2，有H2/ H <0.99。
参见图4，将叶片外缘波型化部分两个相邻凸点之间的距离定义为c1、c2、c3、……cn (n≥2，n为波型化中凹陷形的数目。)，两个相邻凸点之间凹陷部分的深度定义为b1、b2、b3、……bn (n≥2)，bn与cn比值定义为δ（δ= bn/ cn），bn与Rm比值定义为ε（ε= bn/Rm）。叶片外缘波型化开始位置A所在高度H1在（0～0.5）H区间、结束位置B所在高度H2在（0.6～1.0）H区间，且凹陷形的数目n≥2、δ在0.5～1.0区间且ε在0～0.3区间时，波型叶片外缘能使压力面的气体通过波形叶片外缘不同程度地流入吸力面，增加吸力面上气体的动能，有效卷吸叶片环壁处低能流体堆积，破坏大涡并细化叶尖涡和和尾缘脱落，降低涡流的能量强度、抑制风轮的涡流噪音，降低风轮噪音1.0 dB～3.0dB，电机功率降低10%左右。
参见图5-图6，叶片外缘波型化部分32的波纹形状为折线形、折线形与圆弧形组合形状。
叶片外缘波型化部分32的形状还可以是多个镰刀形、弯月形、圆弧形、V字形或折线形相连，或若干个以上形状的组合形状。
参见图7，常规轴流风轮叶片外缘是一条光顺的空间曲线。

Claims (3)

1.一种轴流风轮，包括设置在轮毂（2）上的两片以上叶片（3），叶片以风轮的旋转中心轴线为中心等间距或不等间距分布于轮毂上，其特征在于叶片（3）外缘形状为波浪形空间曲线。
2.根据权利要求1所述的轴流风轮，其特征在于轴流风轮的外径定义为D1，轮毂直径定义为D2，设定（D1-D2）/2为叶片高度Rm，风轮高度定义为H，叶片外缘波型化开始的位置A所在高度定义为H1，有H1/H>0.02；叶片外缘波型化结束的位置B所在高度定义为H2，有H2/ H <0.99。
3.根据权利要求1或2 所述的轴流风轮，其特征在于将叶片外缘波型化部分相邻两个凸点之间的距离定义为c1、c2、c3、……cn，n≥2，n为波型化中凹陷形的数目，两个相邻凸点之间凹陷部分的深度定义为b1、b2、b3、……bn (n≥2)，bn与cn比值定义为δ，δ= bn/cn，bn与Rm比值定义为ε，ε= bn/Rm，其中δ＞0.05，ε＞0.01。
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