CN102588339A - 风扇结构及轴流风扇 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风扇结构及轴流风扇，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W型凹槽，至少五个W型凹槽由外部至轮毂方向按等比例逐级缩小。本发明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，可减轻风扇的重量，降低风扇电机的负荷，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。

Description

风扇结构及轴流风扇
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风扇结构及具有该风扇结构的轴流风扇。
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输入功耗，从而使电机效率下降，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。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风扇结构及具有该风扇结构的轴流风扇。
为了达到上述目的，本发明提出一种风扇结构，包括轮毂以及安装在所述轮毂上的三片风叶，所述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W型凹槽，所述至少五个W型凹槽由外部至轮毂方向按等比例逐级缩小。
优选地，所述至少五个W型凹槽由外部至轮毂方向按2/3的等比例逐级缩小。
优选地，所述W型凹槽包括两个对称的V型凹槽，每个V型凹槽的两边的长度相等。
优选地，所述V型凹槽的两边构成的等腰三角形的底边上的高的取值范围为：1/18*(H1-H2)～1/4*(H1-H2)，其中，H1为所述风叶的尾缘最低位置到前缘最高位置的距离；H2为所述轮毂的厚度。
优选地，所述V型凹槽的两边构成的等腰三角形的底边上的高的取值为：1/7*(H1-H2)。
优选地，所述V型凹槽的两边构成的等腰三角形的底角小于或等于60度。
优选地，所述V型凹槽的两边构成的等腰三角形的底角为45度。
优选地，所述风叶的旋转半径为1.2*H2～2*H2，其中，H2为所述轮毂的厚度。
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，包括如上所述的风扇结构。
本发明提出的一种风扇结构及具有该风扇结构的轴流风扇，在风扇的风叶的尾缘设置至少五个W型凹槽，并使该至少五个W型凹槽由外部至中心按等比例逐级缩小，从整体上减少了附面层的分离，并很好地减少径向流动，，降低转子尾迹来提供风量，降低旋涡和扰流的发生，可有效提高轴流风扇的风量、效率，并可减轻风扇的重量，进而降低综合成本，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是本发明风扇结构较佳实施例的结构示意图；
图2是图1所示的风扇中安装有轮毂的风叶的结构示意图。
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
如图1及图2所示，图1是本发明风扇结构较佳实施例的结构示意图；图2是图1所示的风扇中风叶的结构示意图。
本实施例提出的一种风扇结构，为轴流风扇结构，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。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。
其中，位于镰刀尾部的边缘为风叶102的尾缘105，与风叶102的尾缘105相对且位于镰刀刀尖侧的内凹的弧形边为风叶102的前缘104。
本实施例中，在风叶102的尾缘105上设有五个W型凹槽，依次为：第一W型凹槽201、第二W型凹槽202、第三W型凹槽203、第四W型凹槽204以及第五W型凹槽205，且该五个W型凹槽由外部至轮毂101的径向方向按等比例逐级缩小。
其中，五个W型凹槽以2/3等比例逐级缩小为较优选的方式。
上述每个W型凹槽均包括两个对称的V型凹槽，每个V型凹槽的两边的长度相等，W型凹槽的两个对称的V型凹槽向风叶102的前缘104凹陷。
上述结构可以减少风扇的径向流动，降低风扇转子尾迹，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，并可减少风叶102的材料使用量，从而降低材料成本。
为了更好的从整体上提高风扇的性能，本实施例对风叶102尾缘105上的W型凹槽的结构尺寸进行如下优化设计。
具体地，如图1所示，图1示出了风叶102的旋转半径，以R1表示；还示出了风叶102的尾缘105最低位置到前缘104最高位置的距离，以H1表示。
其中，上述尾缘105最低位置是指镰刀状的风叶102位于镰刀尾部最低处的位置；前缘104最高位置是指镰刀状的风叶102位于镰刀刀尖部最高的位置。
本实施例将风叶102的旋转半径设定为1.2*H2～2*H2，其中，H2为所述轮毂101的厚度(图中未示出)。
将V型凹槽的两边构成的等腰三角形的底边上的高取值范围设定为：1/18*(H1-H2)～1/4*(H1-H2)，其中，H1为上述风叶102的尾缘105最低位置到前缘104最高位置的距离；H2为所述轮毂101的厚度。
其中，较优选的方式是，将V型凹槽的两边构成的等腰三角形的底边上的高的取值为：1/7*(H1-H2)。
同时，将V型凹槽的两边构成的等腰三角形的底角设定为小于或等于60度，其中，以取值45度为较佳方式。
相比现有技术，本实施例的上述轴流风扇结构，通过减少径向流动，降低轴流风扇转子尾迹，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，还可以降低风扇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105上的W型凹槽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W型凹槽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。
另外，本发明还提出一种轴流风扇，该轴流风扇包括上述实施例中所述的风扇结构，该风扇结构的特点请参照上述实施例，在此不再赘述。
本发明实施例风扇结构及具有该风扇结构的轴流风扇，在风扇的风叶102的尾缘105设置至少五个W型凹槽，并使该至少五个W型凹槽由外部至中心按等比例逐级缩小，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 (10)

1.一种风扇结构，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W型凹槽，所述至少五个W型凹槽由外部至轮毂方向按等比例逐级缩小。
2.根据权利要求1所述的风扇结构，其特征在于，所述至少五个W型凹槽由外部至轮毂方向按2/3的等比例逐级缩小。
3.根据权利要求2所述的风扇结构，其特征在于，所述W型凹槽包括两个对称的V型凹槽，每个V型凹槽的两边的长度相等。
4.根据权利要求3所述的风扇结构，其特征在于，所述V型凹槽的两边构成的等腰三角形的底边上的高的取值范围为：1/18*(H1-H2)～1/4*(H1-H2)，其中，H1为所述风叶的尾缘最低位置到前缘最高位置的距离；H2为所述轮毂的厚度。
5.根据权利要求4所述的风扇结构，其特征在于，所述V型凹槽的两边构成的等腰三角形的底边上的高的取值为：1/7*(H1-H2)。
6.根据权利要求3所述的风扇结构，其特征在于，所述V型凹槽的两边构成的等腰三角形的底角小于或等于60度。
7.根据权利要求6所述的风扇结构，其特征在于，所述V型凹槽的两边构成的等腰三角形的底角为45度。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的风扇结构，其特征在于，所述风叶的旋转半径为1.2*H2～2*H2，其中，H2为所述轮毂的厚度。
9.根据权利要求8所述的风扇结构，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。
10.一种轴流风扇，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的风扇结构。
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