CN103939392B - 一种轴流风叶及具有其的空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轴流风叶及具有其的空调器。轴流风叶包括轮毂和设置在轮毂径向上的若干片叶片，叶片具有前缘和尾缘，尾缘外侧增设尾翼，尾翼的外侧边缘相对于尾缘向后凸起，尾翼的外侧边缘轮廓呈平滑曲线状，定义风叶半径为R，尾翼的起点A到轮毂轴心O的距离为R₁，尾翼的终点B到轮毂轴心O的距离为R₂，其中，R₁与R的比值范围为0.70～0.88，R₂与R的比值范围为0.96～1.00。采用本发明的轴流风叶，在尾缘增设尾翼，风叶面积增大，通过设计尾翼的形状和位置，在实现提升风叶性能和效率的同时，可同时改善风叶噪声。

Description

一种轴流风叶及具有其的空调器

技术领域

本发明涉及一种风叶，尤其涉及一种轴流风叶及具有其的空调器。

背景技术

随着空调行业的不断发展以及人们对空调的能效要求越来越高，空调的各个组成系统需要更低的功耗和更好的性能。作为空调室外机散热用的轴流风叶，同样需要提升其性能后和效率，然而现有提高风量的手段通常同时会伴随有功耗大幅增加、噪声恶化的问题，在保证轴流风叶噪声和功耗的前提下如何有效提高其风量性能，是目前困扰设计人员的一道难题。

如图1和2所示，在现有技术中的最常见的两种轴流风叶，分别为轴流风叶1和轴流风叶2，其中轴流风叶2为在轴流风叶1的基础上做的改动，轴流风叶2的尾缘内凹形成凹陷，经过实验分析得知，相同噪声下和功率下，由于向内凹陷减少了轴流风叶的面积，伴随着风量的降低。经实验得知，相同的噪声分贝下，与轴流风叶1相比，轴流风叶2的风机所耗功率虽有一定程度降低，但风量降低幅度更大；增加轴流风叶2的功率，增加其风量，但噪声增大也较为明显，具体实验数据见表1。

表1

发明内容

本发明旨在解决上述现有轴流风叶存在的问题，提供一种具有新型风叶叶片结构的轴流风叶及具有其的空调器，在实现提升风叶性能和效率的同时，同时改善风叶噪声。

本发明提供一种轴流风叶，轴流风叶包括轮毂和设置在轮毂径向上的若干片叶片，叶片具有前缘和尾缘，尾缘外侧增设尾翼，尾翼的外侧边缘相对于尾缘向后凸起，尾翼的外侧边缘轮廓呈平滑曲线状；风叶半径为R，尾翼的起点A到轮毂轴心O的距离为R₁，尾翼的终点B到轮毂轴心O的距离为R₂，其中，R₁与R的比值范围为0.70～0.88，R₂与R的比值范围为0.96～1.00。

进一步地，前缘至尾翼的弦线长度为L₁，前缘至尾缘的弦线长度为L，L₁与L的比值范围为1.00～1.15。

进一步地，在尾翼的外侧边缘具有末端C，前缘至尾翼末端C的弦线长度为L_C，弦线长度L_C为弦线长度L₁中的最大值，L_C与L的比值范围为1.10～1.15。

进一步地，尾翼末端C与到轮毂轴心O的距离为R₃，R₃的取值范围为1.05R₁～0.98R₂。

进一步地，尾翼的表面积为S₁，叶片表面积S，S₁与S的比值范围为0.02～0.075,其中，叶片表面积S不包括尾翼的表面积S₁。

进一步地，尾翼厚度方向上的中心线与尾缘的法线间的夹角为α，α角度值为87°～100°。

进一步地，α角度值为90°～95°

进一步地，尾翼的厚度等于或大于尾缘的厚度。

为实现上述发明目的，本发明还提供一种空调器，该空调器装设有如上述任一项方案所述的轴流风叶。

本发明的有益效果：

针对本发明的轴流风叶，编号为轴流风叶3，结合现有技术中轴流风叶1和轴流风叶2，做了以下5组实验，获取以下实验数据，见表2：

表2

从表2中的实验数据可以看到：在同样的风量条件下风机功耗降低近5％，噪声降低1.3dB(A)，且经测试风机噪声音质也得到了一定的改善。

综上所述，与一般现有风叶相比，由于本发明的轴流风叶尾缘增加了凸出的尾翼，拥有更大的做功面积，可有效地提高风叶的风量性能，另外风叶运转时尾缘的尾翼可以改变叶片压力面气流流动特性，减少涡流损失并改善风叶运行环境，因而在同样的风量条件下拥有更低的噪声和功耗，风机的效率更高。

同样，采用本发明轴流风叶的空调器，在实现提升空调性能和效率的同时，同时改善空调器运行噪声。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是现有技术中轴流风叶结构示意图；

图2为现有技术中尾缘内凹的轴流风叶结构示意图；

图3为本发明的轴流风叶结构示意图；

图4为本发明的轴流风叶沿图3中M-M线的剖视图；

图5为本发明实施例1的轴流风叶结构示意图；

图6为本发明实施例2的轴流风叶结构示意图。

附图标记说明：10-轮毂、20-叶片、21-前缘、22-尾缘、23-尾翼。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图3所示，本发明的轴流风叶包括轮毂10和设置在所述轮毂径向上的3片叶片20，叶片20具有前缘21和尾缘22，在尾缘22的外侧增设尾翼23，尾翼23的外侧边缘相对于尾缘22向后凸起，尾翼23的外侧边缘轮廓呈平滑曲线状。

此处定义轴流风叶半径为R，尾翼23的起点A到轮毂轴心O的距离为R₁，尾翼23的终点B到轮毂轴心O的距离为R₂，尾翼在尾缘上的具体位置为：0.7R≤R₁≤0.88R，0.96R≤R₂≤R。前缘21至尾翼23的弦线长度为L₁，前缘21至尾缘22的弦线长度为L，L₁与L的比值范围为1.00～1.15。

在尾翼23的外侧边缘具有末端C，前缘21至尾翼23末端C的弦线长度为L_C，弦线长度L_C为弦线长度L₁中的最大值，L_C与L的比值范围为1.10～1.15。

定义尾翼23末端C与到轮毂轴心O的距离为R₃，R₃的取值范围为1.05R₁～0.98R₂。

尾翼23的表面积为S₁，叶片表面积S，S₁与S的比值范围为0.02～0.075,其中，叶片表面积S不包括尾翼23的表面积S₁。如果尾翼23的表面积不在上述取值范围内，则达不到增加风量的效果或者风叶运转时会产生异常噪声。

如图4所示，尾翼23厚度方向上的中心线与尾缘22的法线间的夹角为α，α角度的取值范围为87°～100°，经过实验测试得知，当α角度的取值范围为90°～95°时，尾翼23能使轴流风叶获得较好的风量提升效果，以及噪声音质改善效果较佳。

尾翼23的厚度等于或大于尾缘的厚度，可保证叶片强度，降低轴流风叶跌落或注塑包胶风险。

尾翼23的起点A和终点B与尾缘22过渡的部分平滑过渡，尾翼23的外侧边缘轮廓呈平滑的曲线状，以保证尾缘22的叶片强度，同时避免轴流风叶运转时出现异常噪声。

尾翼23的外侧边缘轮廓呈为圆弧状或样条曲线状，只要与叶片的尾缘连接位置平滑过渡，且尾翼起点和尾翼终点位置、弦线长度比以及面积比满足上述要求，则均可达到本发明预期的技术效果，此处不对其轮廓线的实际具体形状和样式不做要求。

下面给出2个具体实施例，给出具体参数进行详细说明。

实施例1：

如图5所示，尾翼23的起点A到轮毂轴心O的距离R₁等于0.77R，尾翼23的终点B到轮毂轴心O的距离R₂等于R，尾翼23末端C与到轮毂轴心O的距离R₃等于0.98R，前缘21至尾翼23末端C的弦线长度为L_C等于1.12L，尾翼23的表面积为S₁等于0.04S，尾翼23厚度方向上的中心线与尾缘22的法线间的夹角α范围为88°～92°，尾翼23的厚度等于尾缘22的厚度，尾翼23的外侧边缘轮廓线由多段平滑过渡圆弧组成。

实施例2：

如图6所示，尾翼23的起点A到轮毂轴心O的距离R₁等于0.8R，尾翼23的终点B到轮毂轴心O的距离R₂等于R，尾翼23末端C与到轮毂轴心O的距离R₃等于0.88R，前缘21至尾翼23末端C的弦线长度为L_C等于1.15L，尾翼23的表面积为S₁等于0.06S，尾翼23厚度方向上的中心线与尾缘22的法线间的夹角α范围为90°～94°，尾翼23的厚度稍大于尾缘22的厚度，尾翼23的外侧边缘轮廓呈样条曲线状，即给定多个定点，相邻的两定点之间采用曲线连接起来。

依据以上参数，使用相同的材料和工艺制作出实施1和实施2的轴流风叶，将两种轴流风叶进行实验，具体实验条件为：①在相同风量条件下，监测轴流风机功率和噪声；②在相同风机功耗条件下，监测风机风量和噪声。经实验获得以下四组实验数据，见表3：

表3

经过实验证明，与一般现有风叶相比，由于本发明的轴流风叶尾缘增加了凸出的尾翼，拥有更大的做功面积，可有效地提高风叶的风量性能，另外风叶运转时尾缘的尾翼可以改变叶片压力面气流流动特性，减少涡流损失并改善风叶运行环境，因而在同样的风量条件下拥有更低的噪声和功耗，风机的效率更高。

此外，本发明还提供了一种空调器，所述空调器装设有上述方案所述的轴流风叶，由于叶片尾缘的尾翼的作用，空调器的轴流风机性能和效率获得提升，同时，空调器运行噪声也得以改善。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种轴流风叶，包括轮毂和设置在所述轮毂径向上的若干片叶片，所述叶片具有前缘和尾缘，其特征在于，所述尾缘外侧增设尾翼，所述尾翼的外侧边缘相对于所述尾缘向后凸起，所述尾翼的外侧边缘轮廓呈平滑曲线状；其中，所述风叶半径为R，所述尾翼的起点A到所述轮毂轴心O的距离为R1，所述尾翼的终点B到所述轮毂轴心O的距离为R2，R1与R的比值范围为0.70～0.88，R2与R的比值范围为0.96～1.00；所述尾翼厚度方向上的中心线与所述尾缘的法线间的夹角为α，所述α角度值为87°～100°，尾翼的厚度大于尾缘的厚度。

2.根据权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于，所述前缘至所述尾翼的弦线长度为L1，所述前缘至尾缘的弦线长度为L，L1与L的比值范围为1.00～1.15。

3.根据权利要求2所述的轴流风叶，其特征在于，在所述尾翼的外侧边缘具有末端C，所述前缘至所述尾翼末端C的弦线长度为LC，所述弦线长度LC为所述弦线长度L1中的最大值，LC与L的比值范围为1.10～1.15。

4.根据权利要求3所述的轴流风叶，其特征在于，所述尾翼末端C与到所述轮毂轴心O的距离为R3，R3的取值范围为1.05R1～0.98R2。

5.根据权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于，所述尾翼的表面积为S1，所述叶片表面积S，S1与S的比值范围为0.02～0.075，其中，所述叶片表面积S不包括尾翼的表面积S1。

6.根据权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于，所述α角度值为90°～95°。

7.一种空调器，其特征在于，装设有权利要求1至6任一项所述的轴流风叶。