CN103277336A - 能有效提高风扇性能的空调用贯流风扇 - Google Patents

Abstract

本发明所述能有效提高风扇性能的空调用贯流风扇，包括叶轮，所述叶轮包括叶轮本体及按一定间隔排列地装置于叶轮本体圆周上的多个叶片，且所述叶片朝着叶轮本体的旋转方向弯曲，其特点是所述叶片的内侧端设有可打乱风扇内部的偏心涡与低速尾迹气流相互联系的扰动器结构。使得本发明在使用的过程中，不仅可通过扰动器结构的作用而使叶轮内部的偏心涡区域有所减小和使偏心涡与叶轮尾迹形成的低速区域也有所减小，而且还使贯流风扇的叶轮在出口处区域产生其速度明显高于传统叶形贯流风扇高速射流区，这一高速射流打乱了偏心涡与低速尾迹气流的相互联系，起到了扰动器作用，从而降低了叶轮内部的低速区阻碍，提高了风扇风量，并且降低了风扇噪音。

Description

能有效提高风扇性能的空调用贯流风扇

技术领域

本发明涉及空调领域，特别是一种适合空调挂机用的能有效提高风扇性能的贯流风扇。

背景技术

贯流风扇是靠贯流风扇叶轮来带动气流与换热器进行热交换作用的。风量越大，换热效果就越明显，因此被广泛地应用于空调领域的挂机上。现有的贯流风扇，包括叶轮部份、电机，蜗壳、蜗舌及蒸发器，其中叶轮部分包括叶轮本体及按一定间隔排列地装置于所述叶轮本体圆周上的多个叶片，且所述叶片朝着所述叶轮本体的旋转方向弯曲。其工作原理是：电机带动叶轮部份旋转，在叶轮部份的内部形成涡流，强制空气对流（即在垂直于叶轮旋转轴的平面内形成空气吸入流和空气排出流）。现有的这种普通贯流风扇叶片的叶形两侧端的形状基本上相同，如图4所示，这种贯流风扇的缺点是：在运转时，在风扇内部存在较强的偏心涡，蜗壳区域中靠近蜗舌部位的流体反冲回叶轮内部，这部分气流对叶轮做功，但这部分气流进口气流角与叶片进口角相差较大，容易在叶片压力面形成较大的低速区以及旋涡区。由于低速区与偏心涡区域形成了强的作用，拉动偏心涡向叶轮进口处移动，不利于风量的提升, 而且又会产生较大的噪音，难以满足广大消费者的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种可提高风扇风量和降低风扇噪音，以达到有效提高风扇性能目的的空调用贯流风扇。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述能有效提高风扇性能的空调用贯流风扇，包括叶轮，其中所述叶轮包括叶轮本体及按一定间隔排列地装置于所述叶轮本体圆周上的多个叶片，且所述叶片朝着所述叶轮本体的旋转方向弯曲，其特点是所述叶片的内侧端设有可打乱风扇内部的偏心涡与低速尾迹气流相互联系的扰动器结构。

其中上述扰动器结构的具体结构可根据需要来定，如上述扰动器结构为一体成型于上述叶片内侧端上的凸棱。该凸棱的优选方案是朝叶片的压力面方向突出。另外上述凸棱状扰动器结构的横截面可为三角形或多边形，优选方案是横截面为圆头形，这样使得带扰动器结构的叶片的整体横截面形成内侧端圆弧过渡的逗号形。

上述各叶片上扰动器结构的最大厚度h与该叶片弦长L的关系为： 0.03≤h/L≤0.15。优选方案是 0.03≤h/L≤0.12。

本发明由于采用在贯流风扇的叶片内侧端设有扰动器结构，使得本发明在使用的过程中，能够充分利用反冲回叶轮内部的动能来提高风扇的性能。这是因为扰动器结构使得流道突然变窄，使得反冲回叶轮内部的气流速度得到了提高，减小了低速气流，也就是说在贯流风扇的叶轮在出口处区域产生了其速度明显高于传统叶形贯流风扇速度的高速射流区，这一高速射流打乱了偏心涡与其所在低速区域的低速尾迹气流的相互联系，起到了扰动器作用，使得偏心涡往叶轮出口处流动，减小了偏心涡区域，从而提升了风扇的风量。并且由于本发明提高了气流第二次进入叶轮的不均匀气流的适应性，从而减小了叶片吸力面（背压面）的流动分离，有利于降低中高频噪音；同时由涡声理论可知，贯流风扇偏心涡对风机的噪音影响很大，本发明所述新型结构的风扇能够减弱低速区与偏心涡的作用，减小偏心涡区域，从而减小了噪音源，对降低噪音有利。本发明设计巧妙、结构简单、可靠、加工简易，又可大大提高风扇风量和降低风扇噪音，可广泛地应用于空调领域。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明中叶轮的横截结构示意图；

图2为图1中叶片的立体结构示意图。

图3为图2的横截面图。

图4为现有技术中的叶片横截面图。

图5为本发明与现有贯流风扇的流量数值计算结果对照示意图。

图6为现有贯流风扇运行在1206rpm时的内部速度分布云图。

图7为本发明所述贯流风扇运行在1206rpm时的内部速度分布云图。

图8为挂机用的本发明贯流风扇的结构示意图。

图9为本发明与现有贯流风扇的叶轮外径R2处速度沿周向分布对照示意图。

图10为本发明与现有贯流风扇的叶轮内径R1处速度沿周向分布对照示意图。

具体实施方式

如图1-图3所示，本发明所述能有效提高风扇性能的空调用贯流风扇，包括叶轮、电机，蜗壳4、蜗舌5及蒸发器6，其中所述叶轮包括叶轮本体1及按一定间隔排列地装置于所述叶轮本体1圆周上的多个叶片2，所述叶片2朝着所述叶轮本体1的旋转方向弯曲，为了有效提高本发明所述风扇性能，所述叶片2的内侧端（也是叶片2靠近叶轮内径进口处的那一端）设有可打乱叶轮内部形成的偏心涡与低速尾迹气流相互联系的扰动器结构3。使得本发明在使用的过程中，能够充分利用反冲回叶轮内部的动能来提高风扇的性能。因为扰动器结构3使得流道突然变窄，使得反冲回叶轮内部的气流速度得到了提高，减小了低速气流，也就是说在贯流风扇的叶轮在出口处区域产生了其速度明显高于传统叶形贯流风扇速度的高速射流区，这一高速射流打乱了偏心涡与其所在低速区域的低速尾迹气流的相互联系，起到了扰动器作用，使得偏心涡往叶轮出口处流动，减小了偏心涡区域，从而提升了风扇的风量。并且由于本发明提高了气流第二次进入叶轮的不均匀气流的适应性，从而减小了叶片吸力面（背压面）的流动分离，有利于降低中高频噪音；同时由涡声理论可知，贯流风扇偏心涡对风机的噪音影响很大，本发明所述新型结构的风扇能够减弱低速区与偏心涡的作用，减小偏心涡区域，从而减小了噪音源，对降低噪音有利。图5为现有的常规贯流风扇和本发明所述结构贯流风扇在使用过程中的流量数值计算结果对照示意图，从图中可以看出，在变转速工况下，本发明所述改进叶形的风扇能够提高风扇风量约17%。另外从图6和图7所示的传统贯流风扇以及本发明贯流风扇的内部速度分布云图中可以看出，本发明叶轮出口高速气流区域明显高于传统叶轮，并且因扰动器结构3的作用而使叶轮内部的偏心涡区域有所减小和使偏心涡与叶轮尾迹形成的低速区域也有所减小。为进一步说明本发明所述贯流风扇提高风扇性能的原因，图8给出了挂机用贯流风扇的内部结构示意图（这只是一个简图，其重点是叶轮，所以其它结构只画了点示意），图9以及图10分别给出了现有贯流风扇和本发明贯流风扇的叶轮内径R1以及外径R2速度沿周向分布情况的对照图。图9给出了叶轮进口周向速度分布图，也是叶轮大半径处的速度分布图，从图9中可以看出，在210°~300°区域，带扰动器叶轮的出口速度得到了较大的提升，图中叶轮进口A区域，带传统叶形的叶轮与带扰动器叶形的叶轮的进口速度差别很小，两者基本保持不变，表明新结构叶形基本不改变这一区域的流动状况。图10给出了叶轮小半径处的速度分布图，从图10中可以看出，在300°位置出现了最小速度，此处位置正是图所示的偏心涡涡核位置B，从上图显示，带扰动器扇叶的涡核区域也有所减小。重点关注小半径A区域位置，对于带扰动器的新结构叶轮，在这一区域出现了高速射流区，其速度明显高于传统叶形贯流风扇，这一高速射流打乱了偏心涡与低速尾迹气流的相互联系，起到了扰动器作用，从而降低了叶轮内部的低速区阻碍，提高了风扇风量，并且有利于降低风扇噪声。至于上述扰动器结构3的具体结构可根据需要来定，如本发明中扰动器结构3为一体成型于上述叶片内侧端上的凸棱。该凸棱的优选方案是朝叶片的压力面方向突出。上述扰动器结构3的横截面的优选方案为圆头形，这样使得带扰动器结构3的叶片2的整体横截面形成内侧端圆弧过渡的逗号形。上述扰动器结构3的横截面也可为三角形或多边形或其它形状。上述各叶片2上扰动器结构的最大厚度h与该叶片2弦长L的关系为： 0.03≤h/L≤0.15。优选方案是 0.03≤h/L≤0.12。本发明可以是将贯流风扇上所有叶片或者部分叶片采用该结构。本发明结构简单、可靠、加工简易，又可大大提高风扇风量和降低风扇噪音，可广泛地应用于空调领域。

尽管本发明是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本发明构成限制。参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种能有效提高风扇性能的空调用贯流风扇，包括叶轮，其中所述叶轮包括叶轮本体（1）及按一定间隔排列地装置于所述叶轮本体（1）圆周上的多个叶片（2），所述叶片（2）朝着所述叶轮本体（1）的旋转方向弯曲，其特征在于所述叶片（2）的内侧端设有可打乱叶轮内部形成的偏心涡与低速尾迹气流相互联系的扰动器结构（3）。

2.根据权利要求1所述能有效提高风扇性能的空调用贯流风扇，其特征在于上述扰动器结构（3）为一体成型于上述叶片内侧端上的凸棱。

3.根据权利要求2所述能有效提高风扇性能的空调用贯流风扇，其特征在于上述凸棱朝叶片的压力面方向突出。

4.根据权利要求1或2或3所述能有效提高风扇性能的空调用贯流风扇，其特征在于上述扰动器结构（3）的横截面为圆头形，使得带扰动器结构（3）的叶片（2）的整体横截面形成内侧端圆弧过渡的逗号形。

5.根据权利要求1或2或3所述能有效提高风扇性能的空调用贯流风扇，其特征在于上述扰动器结构（3）的横截面为三角形或多边形。

6.根据权利要求1或2所述能有效提高风扇性能的空调用贯流风扇，其特征在于上述各叶片（2）上扰动器结构的最大厚度h与该叶片（2）弦长L的关系为： 0.03≤h/L≤0.15。

7.根据权利要求6所述能提高风扇性能的空调用贯流风扇，其特征在于上述扰动器结构的最大厚度h与叶片弦长L的关系为：0.03≤h/L≤0.12。

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