CN106812721B - 离心式风扇 - Google Patents

Abstract

一种离心式风扇，包括：外罩；安装在外罩中的叶轮；设置在叶轮中并且由马达的驱动力旋转的毂；和在毂处沿着径向延伸的多个叶片。该多个叶片中的每一个具有位于其内边缘处的前缘和位于其外边缘处的后缘，并且形成为具有沿着叶轮的旋转方向从其前缘到后缘弯曲的形状。在所述多个叶片中的每一个中，距离将前缘和后缘连接的平面最远的点被定义为峰部。峰部被放置成离前缘比离后缘更近。

Description

离心式风扇

对相关申请的交叉引用

本申请要求2015年10月1日提交的韩国专利申请No.10-2015-0138798的优先权，该韩国专利申请通过引用而整体并入于此。

技术领域

本公开涉及一种离心式风扇。

背景技术

作为一种鼓风机的离心式风扇由马达驱动，并且由于离心作用力，通过叶轮的旋转，从叶轮的内侧沿着周向方向吹送空气。通常，在要求流量和压力的装置中使用离心式风扇。作为一个实例，在空调、干燥器、电吹风等中使用离心式风扇。

离心式风扇包括外罩、容纳在外罩中的叶轮和用于旋转叶轮的马达。外部空气被沿着叶轮的轴向方向引入外罩中，被压缩，并且然后被沿着叶轮的旋转方向排放。离心式风扇的排放流量性能受到叶轮的形状、马达的性能、外罩的形状等影响。

在韩国专利申请公报No.10-2006-0089789中公开了“离心式风扇(CENTRIFUGALFAN)”。

发明内容

实施例提供了一种离心式风扇，其能够通过改变设置在叶轮中的叶片的形状而满足流量和压力性能并且减小流动噪声。

在一个实施例中，一种离心式风扇包括：外罩；安装在外罩中的叶轮；设置在叶轮中并且由马达的驱动力旋转的毂；和在毂处沿着径向延伸的多个叶片，其中该多个叶片中的每一个形成为具有在该多个叶片的每一个中沿着叶轮的旋转方向从前缘到后缘弯曲的形状，距离开将前缘和后缘连接的平面最远的点被定义为峰部，并且峰部被放置成离前缘比离后缘更近。

优选地，从所述前缘到所述峰部的距离与从所述前缘到所述后缘的距离之比被定义为最大弯度位置值，并且所述最大弯度位置值在大约0.01到大约0.49的范围内。

优选地，所述峰部的高度与从所述前缘到所述后缘的距离之比被定义为最大弯度值，并且所述最大弯度值在大约0.05到大约0.16的范围内。

优选地，在所述前缘处空气的进入角度在大约90.74°到大约104.35°的范围内。

优选地，在所述后缘处空气的离开角度在大约49.95°到大约63.85°的范围内。

优选地，相对于所述叶轮的旋转中心，由所述前缘和所述后缘形成的角度在大约5.5°到大约9.8°的范围内。

进一步优选地，安装在所述叶轮中的所述多个叶片的数目在50个到60个的范围内。

还优选地，将分别设置在所述多个叶片中的所述前缘连接的圆的直径在大约116.4mm到大约128.8mm的范围内。

在附图和以下说明中阐述了一个或者多个实施例的细节。根据说明和附图并且根据权利要求，其它特征将是明显的。

附图说明

图1是示意根据本公开一个实施例的离心式风扇的透视图；

图2是沿着图1的线I-I’截取的截面视图；

图3是示意图2的叶片的视图；

图4是离心式风扇的流量-静态压力曲线图；

图5是示出在比直径和比转速之间的关系的科迪亚图(Cordier’s diagram)；

图6是示出最大弯度位置(POMC)与离心式风扇的噪声之间的关系的曲线图；

图7是示出当叶轮满足图6的条件时的设计要求的表格；

图8是示出在根据本公开一个实施例的离心式风扇中根据叶片设计要求的噪声和压力性能的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参考示例性附图详细描述本公开的某些实施例。在以下说明中，虽然它们是在不同的附图中示出的，但是相同的元件将由相同的附图标记标注。此外，在本公开实施例的以下说明中，当它可能使得本公开的主题相当不清楚时，将省略在这里结合的已知功能和配置的详细说明。

另外地，在描述本公开的构件时，可能使用了类似第一、第二、A、B、(a)和(b)的术语。这些术语仅仅是为了将一个构件区别于其它构件而并非意味着或者暗示构件的物质、次序或者序列。如果一个构件被描述为“连接”、“联接”或者“联结”到另一个构件，则它们可以意味着构件不仅被直接地“连接”、“联接”或者“联结”而且还经由第三构件被间接地“连接”、“联接”或者“联结”。

图1是示意根据本公开一个实施例的离心式风扇的透视图。

参考图1，根据本公开一个实施例的离心式风扇1包括外罩10、叶轮20和马达(未示出)。叶轮20可以可旋转地安装在外罩10中，并且马达可以连接到叶轮20以向叶轮20提供旋转作用力。

通过其抽吸外部空气的抽吸端口11和通过其排放空气的排放端口12形成在外罩10中。

从外部引入的空气通过抽吸端口11朝向叶轮20的旋转轴线流动。排放端口12可以沿着叶轮20的径向方向形成。即，抽吸端口11和排放端口12相互垂直地形成。

因此，通过抽吸端口11引入外罩10中的空气能够沿着径向方向通过排放端口12排放。

切除部分13可以形成在排放端口12的一侧。

通过抽吸端口11引入的空气沿着从切除部分13逐渐地扩大的空气通道朝向排放端口12流动。通过排放端口12排放的空气被排放到排放端口12的外部，同时在排放端口12周围从动态压力获得静态压力。

叶轮可以设置有由马达的驱动力旋转的毂(未示出)和在毂处沿着径向延伸的多个叶片201。离心式风扇1的流量和压力性能能够受到该多个叶片201的形状、放置等影响。

图2是沿着图1的线I-I’截取的截面视图，并且图3是示意图2的叶片的视图。

参考图2和3，多个叶片201中的每一个形成为具有弯曲形状。每一个叶片201的内边缘被称作前缘(LE)203，并且其外边缘被称作后缘(TE)205。

每一个叶片201形成为具有沿着叶轮20的旋转方向从前缘203到后缘205弯曲的形状。

在叶片201中，距离将前缘203和后缘205连接的平面最远的点能够被定义为峰部207。

从该平面到峰部207的距离能够被称作弯曲高度。

峰部207可以被放置成离前缘203比离后缘205更近。即，与每一个叶片201的中央部分相比，峰部207被置放在被朝向叶轮20的旋转轴线O偏向的位置处。

通过这种形状，对于在叶片201的前缘203和后缘205处的流动均匀性产生了影响。能够通过流动分析来确认前述效果。

在下文中，将描述用于控制离心式风扇1的流量和压力性能的因素。

D1(mm)意味着叶片201的内径。叶片201的内径意味着将该多个叶片201的前缘203连接的圆的直径。此时，叶片201的旋转轴线O成为该圆的中心。

D2(mm)意味着叶片201的外径。叶片201的外径意味着将该多个叶片201的后缘205连接的圆的直径。此时，该多个叶片201的旋转轴线O成为该圆的中心。

P(mm)是该多个叶片201的间距并且意味着在该多个叶片201之间的距离。

OA(度)是占据角度(occupation angle)的首字母缩略词并且意味着每一个叶片201的倾斜角度。具体地，OA意味着在每一个叶片201的前缘203和后缘205之间的角度。

CL(mm)是弦长(chord length)的首字母缩略词并且意味着每一个叶片201的弦长。具体地，每一个叶片201的弦长被定义为从前缘203到后缘205的距离。

POMC是最大弯度位置(position of maximum camber)的首字母缩略词并且被定义为从叶片201的前缘203到其峰部207的距离b与其弦长a的比率。

MC是最大弯度(maximum camber)的首字母缩略词并且被定义为叶片201中的峰部207的高度c与其弦长a之比。

β₁(度)意味着通过叶片201的前缘203引入的空气的进入角度。β2(度)意味着通过叶片201的后缘205排放的空气的离开角度。

图4是离心式风扇的流量-静态压力曲线图。

图4所示的曲线图示出了在根据本公开的离心式风扇1的流量和静态压力之间的关系。

图4的曲线图所示流量以立方米每分钟(CMM)为单位来表达由根据本公开的叶轮20产生的空气的流量。

图4的曲线图所示静态压力以帕斯卡(Pa)为单位表达垂直地施加到在根据本公开的叶轮20的叶片201中流动的流体的压力。

系统最小阻力意味着通常地施加的系统阻力的最小值，并且系统最大阻力是通常地施加的系统阻力的最大值。

最小叶轮意味着根据本公开的叶轮20的最小值，并且最大叶轮意味着根据本公开的叶轮20的最大值。

图5是示出在比直径和比转速之间的关系的科迪亚图。

参考图5，根据本公开的叶轮20具有是无量纲值的比直径(D_s)值和比转速(N_s)值。这些值是由如下的数学方程式定义的：

[数学方程式1]

[数学方程式2]

其中φ意味着流量系数，并且ψ意味着扬程系数。这些系数分别地由如下数学方程式表示：

[数学方程式3]

[数学方程式4]

其中ρ意味着系数，Q意味着流量，N意味着速度(rpm)，D意味着直径，并且P_T是泵的扬程。

西洛可(Sirrocco)风扇的Sirroco_AC和Sirroco_DC即比直径值和比转速值分布在科迪亚图的下端处。这里，能够确认本公开的比直径值和比转速值从西洛可风扇的Sirroco_AC和Sirroco_DC，即比直径值和比转速值的分布偏离。

图6是示出在离心式风扇的POMC和噪声之间的关系的曲线图。

参考图6，能够看到当叶片201的POMC值是大约0.5时，噪声变得最小，并且当叶片201的POMC值超过大约0.5时，噪声快速地增加。

另外，能够看到随着叶片201的POMC值变得小于大约0.5，噪声逐渐地增加。

优选的是，叶片201的POMC值在大约0.01到大约0.49的范围中。

图7是示出当叶轮满足图6的条件时的设计要求的表格。

将在下面参考图7描述该表格所示设计因素。

D2/H是直径/高度比，并且被定义为通过将叶片201的外径除以叶轮20的高度(H)而获得的值。N(rpm)意味着叶轮20的旋转速度。Z(ea.)意味着设置在叶轮20中的叶片201的数目。

同时，随着叶片201的β₂值增加，叶轮20的效率增加并且流动噪声减小。

图8是示出在根据本公开一个实施例的离心式风扇中根据叶片的设计要求的噪声和压力性能的曲线图。

参考图8，能够看到，关于压力性能，r₁、Z和OA的影响是大的，并且关于噪声因素，r₁、Z和β₂的影响是小的。

另外，能够看到r₁与Z成反比，并且与OA成正比。

如上所述，当离心式风扇1的叶轮20设计成满足在本公开中提出的比转速N_s值和比直径D_s值时，能够满足流量和压力性能并且还减小流动噪声。

虽然已经参考其多个示意性实施例描述了实施例，但是应该理解，本领域技术人员能够设计将落入本公开原理的精神和范围内的多个其它的修改和实施例。更加具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，主题组合布置的构件和/或布置的各种变型和修改都是可能的。除了构件和/或布置的变型和修改，对于本领域技术人员而言，可替代的使用也将是明显的。

Claims (5)

1.一种离心式风扇，包括：

外罩；

叶轮，所述叶轮安装在所述外罩中；

毂，所述毂设置在所述叶轮中并且由马达的驱动力旋转；和

多个叶片，所述多个叶片在所述毂处沿着径向延伸，

其中，所述多个叶片中的每一个具有位于其内边缘处的前缘和位于其外边缘处的后缘，并且所述多个叶片中的每一个形成为具有沿着所述叶轮的旋转方向从其前缘到后缘弯曲的形状，

在所述多个叶片中的每一个中，距离将所述前缘和所述后缘连接的平面最远的点被定义为峰部，并且

所述峰部被放置成离所述前缘比离所述后缘更近，

其特征在于，

在所述前缘处空气的进入角度(β₁)在90.74°到104.35°的范围内，并且

在所述后缘处空气的离开角度(β₂)在49.95°到63.85°的范围内，

相对于所述叶轮的旋转中心，由所述前缘和所述后缘形成的角度在5.5°到9.8°的范围内。

2.根据权利要求1所述的离心式风扇，其中，从所述前缘到所述峰部的距离与从所述前缘到所述后缘的距离之比被定义为最大弯度位置值，并且

所述最大弯度位置值在0.01到0.49的范围内。

3.根据权利要求1所述的离心式风扇，其中，所述峰部的高度与从所述前缘到所述后缘的距离之比被定义为最大弯度值，并且

所述最大弯度值在0.05到0.16的范围内。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的离心式风扇，其中，安装在所述叶轮中的所述多个叶片的数目在50个到60个的范围内。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的离心式风扇，其中，将分别设置在所述多个叶片中的所述前缘连接的圆的直径在116.4mm到128.8mm的范围内。

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