CN102588337B - 轴流风轮结构及轴流风扇 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴流风轮结构及轴流风扇，该轴流风轮结构包括轮毂以及安装在轮毂上的三片风叶，三片风叶以风叶旋转中心轴线为中心，呈等间距分布，风叶具有尾缘及与所述尾缘相对的前缘，风叶的尾缘具有至少五个大小不一致的V型锯齿槽，各V型锯齿槽的底点及尾缘的两端点成一直线。本发明通过在风叶的尾缘设置至少五个大小不一致且非连续排列的V型锯齿槽，各V型锯齿槽的底点及尾缘的两端点成一直线，由此对轴流风扇进行较为全面的优化设计，可有效提高轴流风扇的风量、效率，改善风扇振动，降低风扇噪声和设计成本，轴流风扇同时具有高负荷的特点，上述特征使得轴流风扇可较好的适用于空调器室外机，提高了空调器的制冷量、制热量和能效比。

Description

轴流风轮结构及轴流风扇

技术领域

本发明涉及轴流风扇技术领域，尤其涉及一种适合用于空调器室外机的轴流风轮结构及轴流风扇。

背景技术

目前，室内空调器的室外机基本上是采用轴流风扇，轴流风扇的风叶通常由2-6叶组成。虽然轴流风扇具有风量大、噪声低等优点。但是，轴流风扇的设计，对空调器的制冷量、制热量以及能效比等性能参数有着直接影响。因而，轴流风扇的优化设计对空调器的性能至关重要。

常规的轴流风扇，其风量与风叶数量成正比，风叶数量越多，则越容易获得较大风量，但是，风叶数量越多则成本越高，而且加工越复杂，另外，风叶数量多，也将增加电机负荷和风机输入功耗，从而使风机效率下降，影响空调的能效比。相反，当风叶数量减少时，虽然加工变得简单，成本降低，但是风量也会降低，影响空调器整机的性能。同时，风叶数量越少，风扇的转速也会增加，产生的噪声也会提高。另外，在风叶数量减少的情况下，还存在低静压升、高静压升和高负荷等问题。而且，风扇在某些频率下运行，会由于风叶的振动而导致整机的振动，影响整机的性能。因此，在设计风扇时，需要从平衡风量、噪声以及成本等方面综合考虑。

现在技术中虽然也存在轴流风扇的设计方案，可抑制风扇噪声及降低风扇的制造成本，但是都没有综合考虑上述因素，进行全面的改善优化设计，从而无法从整体上提高轴流风扇的性能。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可提高轴流风扇整体性能的轴流风轮结构及轴流风扇。

为了达到上述目的，本发明提出一种轴流风轮结构，包括轮毂以及安装在所述轮毂上的至少三片风叶，所述至少三片风叶以风叶旋转中心轴线为中心，呈等间距分布，所述风叶具有尾缘及与所述尾缘相对的前缘，所述风叶的尾缘具有至少五个大小不一致的V型锯齿槽，各V型锯齿槽的底点及所述尾缘的两端点成一直线。

优选地，相邻两所述V型锯齿槽之间形成一弧顶凸起，并且同一风叶的V型锯齿槽的顶端形成一弧形段。

优选地，所述风叶的尾缘具有五个所述V型锯齿槽，所述尾缘的两端点分别为靠近轮毂的内端点和远离轮毂的外端点，所述五个V型锯齿槽的底点由内端点至外端点依次为第一、二、三、四、五底点；其中：

所述内端点至所述第一底点的距离与所述第一底点至所述第二底点的距离之比为：0.8～0.9；

所述第一底点至所述第二底点的距离等于所述第二底点至所述第三底点的距离；

所述第二底点至所述第三底点的距离与所述第三底点至所述第四底点的距离之比为：1.3～1.5；

所述第三底点至所述第四底点的距离与所述第四底点至所述第五底点的距离之比为：1.3～1.5；

所述第四底点至所述第五底点的距离与所述第五底点至所述外端点的距离之比为：1.2～1.5。

优选地，所述尾缘为弧形，所述尾缘的内端点至外端点之间的弧形段由所述五个V型锯齿槽划分为十一个分段，从所述尾缘的内端点至外端点的前后方向上，相邻的前一分段与后一分段的弧长之比为：1.3～1.6。

优选地，所述轮毂上安装有三片所述风叶，所述三片风叶以风叶旋转中心轴线为中心，以120度±5度呈等间距分布。

优选地，所述风叶外形呈外宽内窄的镰刀状，且为三维空间扭曲状。

本发明还提出一种轴流风扇，包括轴流风轮，所述轴流风轮包括轮毂以及安装在所述轮毂上的至少三片风叶，所述至少三片风叶以风叶旋转中心轴线为中心，呈等间距分布，所述风叶具有尾缘及与所述尾缘相对的前缘，所述风叶的尾缘具有至少五个大小不一致的V型锯齿槽，各V型锯齿槽的底点及所述尾缘的两端点成一直线。

优选地，所述轴流风轮包括如上所述的轴流风轮结构。

本发明提出的一种轴流风轮结构及轴流风扇，在风叶的尾缘设置至少五个大小不一致且非连续排列的V型锯齿槽，各V型锯齿槽的底点及尾缘的两端点成一直线，由此对轴流风扇进行较为全面的优化设计，可有效提高轴流风扇的风量、效率，改善风扇振动，降低风扇噪声和设计成本，同时，使得轴流风扇具有高负荷的特点，上述特征使得轴流风扇可较好的适用于空调器室外机，并可提高空调器的制冷量、制热量和能效比。

附图说明

图1是本发明轴流风轮结构较佳实施例的结构示意图；

图2是图1所示的轴流风轮结构中风叶的局部放大示意图。

为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。

具体实施方式

本发明实施例的解决方案主要是：在风叶的尾缘设置至少五个大小不一致且非连续排列的V型锯齿槽，各V型锯齿槽的底点及尾缘的两端点成一直线，同时对V型锯齿槽与风叶尾缘端点之间的直线距离和弧长进行优化设计，以提高轴流风扇的风量、效率，降低风扇噪声和设计成本等，从而使轴流风扇应用于空调器室外机上时，可提高空调器的制冷量、制热量和能效比。

如图1所示，图1是本发明轴流风轮结构较佳实施例的结构示意图；本施例提出的一种轴流风轮结构，安装在轴流风扇上，其包括轮毂101以及安装在轮毂101上的三片风叶102，三片风叶102以风叶102旋转中心轴线为中心，以120度±5度呈等间距分布，风叶102外形呈外宽内窄的镰刀形状，且为三维空间扭曲状。

其中，位于镰刀尾部的外凸的弧形边为风叶102的尾缘104，与风叶102的尾缘104相对且位于镰刀刀尖侧的内凹的弧形边为风叶102的前缘105。

本实施例中，风叶102的尾缘104具有五个大小不一致且非连续排列的V型锯齿槽103，V型锯齿槽103向风叶102的前缘105凹陷，相邻的两V型锯齿槽103之间形成一弧顶凸起，并且同一风叶102的V型锯齿槽103的顶端形成一弧形段。

同时，各V型锯齿槽103的底部及尾缘104的两端位于同一基准线上，也就是说，在图1所示的平面示意图中，各V型锯齿槽103的底点及尾缘104的两端点成一直线。

上述结构可以减少风轮的径向流动，降低风轮转子尾迹，提高风扇风量，并降低旋涡和扰流的发生，同时提高风扇静压和效率，降低风扇功耗和噪声。

为了更好的从整体上提高风扇的性能，本实施例对风叶102的V型锯齿槽103的结构尺寸进行如下优化设计。

具体地，结合图2所示，风叶102的尾缘104设有五个V型锯齿槽103，若设定尾缘104的两端点分别为靠近轮毂101的内端点A和远离轮毂101的外端点G，五个V型锯齿槽103的底点由尾缘104的内端点A至外端点G的方向，依次表示为第一底点B、第二底点C、第三底点D、第四底点E及第五底点F。

上述各点A、B、C、D、E及G分布在图2所示辅助设计的AG直线上，以辅助设计的直线段AB、BC、CD、DE、EF及FG分别表示内端点A至第一底点B的距离、第一底点B至第二底点C的距离、第二底点C至第三底点D的距离、第三底点D至第四底点E的距离、第四底点E至第五底点F的距离以及第五底点F至外端点G的距离，则上述各点A、B、C、D、E及G之间的距离关系如下：

内端点A至第一底点B的距离AB与第一底点B至第二底点C的距离BC之比为：0.8～0.9，即AB＝BC*(0.8～0.9)；

第一底点B至第二底点C的距离BC等于第二底点C至第三底点D的距离CD，即BC＝CD；

第二底点C至第三底点D的距离CD与第三底点D至第四底点E的距离DE之比为：1.3～1.5，即CD＝DE*(1.3～1.5)；

第三底点D至第四底点E的距离DE与第四底点E至第五底点F的距离EF之比为：1.3～1.5，即DE＝EF*(1.3～1.5)；

第四底点E至第五底点F的距离EF与第五底点至外端点的距离FG之比为：1.2～1.5，即EF＝FG*(1.2～1.5)。

此外，对弧形的尾缘104上各V型锯齿槽103划分的弧形长度作如下设计：

上述五个V型锯齿槽103将风叶102的尾缘104的内端点A至外端点G之间的弧形段划分为十一个小的分段，从尾缘104的内端点A至外端点G的前后方向上，相邻的前一分段与后一分段的弧长之比设定为：1.3～1.6。

具体如下：

将五个V型锯齿槽103各自的两个顶点由内端点A至外端点G依次分别设定为b、c、d、e、f、g、h、i、j及k，如此，五个V型锯齿槽103可以由字母分别表示为：bBc，dCe，fDg，hEi和jFk。

在圆弧AG上，各各段圆弧Ab，bc，cd，de，ef，fg，gh，hi，ij，jk和kG的弧长取值范围如下：

jk＝kG*(1.3～1.6)；

ij＝jk*(1.3～1.6)；

hi＝ij*(1.3～1.6)；

gh＝hi*(1.3～1.6)；

fg＝gh*(1.3～1.6)；

ef＝fg*(1.3～1.6)；

de＝ef*(1.3～1.6)；

cd＝de*(1.3～1.6)；

bc＝cd*(1.3～1.6)；

Ab＝bc*(1.3～1.6)。

本实施例的上述轴流风轮结构，通过减少径向流动，降低风扇转子尾迹，可有效提高轴流风扇的风量、效率，改善风扇振动，降低旋涡和扰流的发生，提高风扇静压和效率，降低风扇功耗、噪声和设计成本；同时，可减轻风扇的重量，减少风叶102的材料使用量，降低材料成本，另外，还可以降低电机的负荷和电机的材料使用量，上述特征使得轴流风扇可较好的适用于空调器室外机，并可提高空调器的制冷量、制热量和能效比；综合降成本达到20％以上。

需要说明的是，在其他实施例中，风叶102的尾缘104上的V型锯齿槽103的数量还可以根据实际情况设置为少于五个或多于五个，其中各V型锯齿槽103的结构尺寸可以参照上述实施例的设计原理，在此不再赘述。

此外，安装在轮毂101上的风叶102的数量也可以根据实际应用场景设置多于三个。

此外，本发明较佳实施例还提出一种轴流风扇，包括轴流风轮，该轴流风轮包括上述实施例中所述的轴流风轮结构，关于轴流风轮结构的内部结构特点，请参照上述实施例，在此不再赘述。

本发明实施例轴流风轮结构及轴流风扇，在风叶的尾缘设置至少五个大小不一致且非连续排列的V型锯齿槽，各V型锯齿槽的底点及尾缘的两端点成一直线，由此对轴流风扇进行较为全面的优化设计，可有效提高轴流风扇的风量、效率，改善风扇振动，降低风扇噪声和设计成本，同时，使得轴流风扇具有高负荷的特点，上述特征使得轴流风扇可较好的适用于空调器室外机，并可提高空调器的制冷量、制热量和能效比。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种轴流风轮结构，包括轮毂以及安装在所述轮毂上的至少三片风叶，所述至少三片风叶以风叶旋转中心轴线为中心，呈等间距分布，所述风叶具有尾缘及与所述尾缘相对的前缘，其特征在于，所述风叶的尾缘具有至少五个大小不一致的V型锯齿槽，各V型锯齿槽的底点及所述尾缘的两端点成一直线；所述风叶的尾缘具有五个所述V型锯齿槽，所述尾缘的两端点分别为靠近轮毂的内端点和远离轮毂的外端点，所述五个V型锯齿槽的底点由内端点至外端点依次为第一、二、三、四、五底点；其中：

所述内端点至所述第一底点的距离与所述第一底点至所述第二底点的距离之比为：0.8～0.9；

所述第一底点至所述第二底点的距离等于所述第二底点至所述第三底点的距离；

所述第二底点至所述第三底点的距离与所述第三底点至所述第四底点的距离之比为：1.3～1.5；

所述第三底点至所述第四底点的距离与所述第四底点至所述第五底点的距离之比为：1.3～1.5；

所述第四底点至所述第五底点的距离与所述第五底点至所述外端点的距离之比为：1.2～1.5。

2.根据权利要求1所述的轴流风轮结构，其特征在于，相邻两所述V型锯齿槽之间形成一弧顶凸起，并且同一风叶的V型锯齿槽的顶端形成一弧形段。

3.根据权利要求1所述的轴流风轮结构，其特征在于，所述尾缘为弧形，所述尾缘的内端点至外端点之间的弧形段由所述五个V型锯齿槽划分为十一个分段，从所述尾缘的内端点至外端点的前后方向上，相邻的前一分段与后一分段的弧长之比为：1.3～1.6。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的轴流风轮结构，其特征在于，所述轮毂上安装有三片所述风叶，所述三片风叶以风叶旋转中心轴线为中心，以120度±5度呈等间距分布。

5.根据权利要求4所述的轴流风轮结构，其特征在于，所述风叶外形呈外宽内窄的镰刀状，且为三维空间扭曲状。

6.一种轴流风扇，包括轴流风轮，所述轴流风轮包括轮毂以及安装在所述轮毂上的至少三片风叶，所述至少三片风叶以风叶旋转中心轴线为中心，呈等间距分布，所述风叶具有尾缘及与所述尾缘相对的前缘，其特征在于，所述风叶的尾缘具有至少五个大小不一致的V型锯齿槽，各V型锯齿槽的底点及所述尾缘的两端点成一直线；所述风叶的尾缘具有五个所述V型锯齿槽，所述尾缘的两端点分别为靠近轮毂的内端点和远离轮毂的外端点，所述五个V型锯齿槽的底点由内端点至外端点依次为第一、二、三、四、五底点；其中：

所述内端点至所述第一底点的距离与所述第一底点至所述第二底点的距离之比为：0.8～0.9；

所述第一底点至所述第二底点的距离等于所述第二底点至所述第三底点的距离；

所述第二底点至所述第三底点的距离与所述第三底点至所述第四底点的距离之比为：1.3～1.5；

所述第三底点至所述第四底点的距离与所述第四底点至所述第五底点的距离之比为：1.3～1.5；

所述第四底点至所述第五底点的距离与所述第五底点至所述外端点的距离之比为：1.2～1.5。

7.根据权利要求6所述的轴流风扇，其特征在于，所述轴流风轮包括权利要求1-5中任一项所述的轴流风轮结构。