CN107165862B - 风轮及具有其的制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风轮及具有其的制冷设备。风轮包括轮毂和多片叶片，轮毂，所述轮毂的旋转中心线为直线m，以所述直线m为中心线的柱面为参考圆柱面；多片叶片，多片所述叶片连接至所述轮毂的外周壁且沿所述轮毂的周向方向间隔分布，风轮投影尾缘的第一尾缘部和第二尾缘部分别形成为圆弧形形状，所述第一尾缘部所在圆的半径为R1，所述第二尾缘部所在圆的半径为R2，R1和R2满足：R1＞2R2。根据本发明的风轮，能够改善叶片尾缘的空气流动，从而增大风轮工作时的风量，降低噪音。

Description

风轮及具有其的制冷设备

技术领域

本发明涉及制冷设备领域,尤其涉及一种风轮及具有其的制冷设备。

背景技术

风轮作为制冷设备的重要部件，其风量和噪声性能会直接影响制冷设备的总体性能。如何在增大风量的同时又降低噪声，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

发明人在实际研究中发现，风轮在运转过程中，在接近尾缘位置，由于叶片表面紊流附面层脱落，产生脱体旋涡噪声，而且周期性的涡流脱离使叶片气动性能变差，导致辐射的声能和噪声变大。当从叶片尾缘脱离的旋涡被下游的叶片冲击时，还会导致噪音进一步的增大。

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种风轮，通过对叶片尾缘进行优化设计，能够改善叶片尾缘的空气流动，从而增大风轮工作时的风量，并减少旋涡发生分离的次数以达到降噪的目的。

本发明还提出了一种具有上述风轮的制冷设备。

根据本发明实施例的风轮，包括轮毂和多片叶片，轮毂，所述轮毂的旋转中心线为直线m，以所述直线m为中心线的柱面为参考圆柱面；多片叶片，多片所述叶片连接至所述轮毂的外周壁且沿所述轮毂的周向方向间隔分布，多片所述叶片的外轮廓所在圆的最大直径为D，垂直于所述直线m的平面为参考平面，每个所述叶片的尾缘在所述参考平面内的正投影为投影尾缘，所述轮毂在所述参考平面内的投影与所述投影尾缘之间的交点为P1，直径为D1的参考圆柱面为第一参考圆柱面，所述第一参考圆柱面在所述参考平面内的正投影与所述投影尾缘之间的交点为P2，直径为D2的参考圆柱面为第二参考圆柱面，所述第二参考圆柱面在所述参考平面内的正投影与所述投影尾缘之间的交点为P3，D＞D2＞D1，其中，所述投影尾缘的位于所述点P1和所述点P2之间的部分为第一尾缘部，所述投影尾缘的位于所述点P2和所述点P3之间的部分为第二尾缘部，所述第一尾缘部和所述第二尾缘部分别形成为圆弧形形状且所述第一尾缘部和所述第二尾缘部圆滑过渡，所述第一尾缘部所在圆的半径为R1，所述第二尾缘部所在圆的半径为R2，R1和R2满足：R1＞2R2。

根据本发明实施例的风轮，通过将第一尾缘部和第二尾缘部分别形成为圆弧形形状，并使R1和R2满足：R1＞2R2，能够改善叶片尾缘的空气流动，从而增大风轮工作时的风量，并减少旋涡发生分离的次数以达到降噪的效果。

可选地，所述直线m在所述参考平面内的正投影为点O，所述点O与所述点P3之间的连线为OP3，所述点O与所述点P1之间的连线为OP1，所述OP1与所述OP3之间的夹角为α，α满足：10°≤α≤30°。

具体地，α满足：15°≤α≤25°。

可选地，所述轮毂外周面所在圆柱面的直径为D3，D2、D3和D满足：0.25≤(D2-D3)/(D-D3)≤0.4。

具体地，D2、D3和D满足：0.3≤(D2-D3)/(D-D3)≤1/3。

可选地，直径为D4的参考圆柱面为第三参考圆柱面，所述第三参考圆柱面在所述参考平面内的正投影与所述投影尾缘之间的交点为P4，所述投影尾缘的位于所述点P4和所述点P3之间的部分为第三尾缘部，其中，D＞D4＞D2＞D1。

具体地，所述第三尾缘部为弧形段，所述第三尾缘部在所述点P3处的切线为L1，所述点P1和所述点P3之间的连线为P1P3，所述L1和所述P1P3之间的夹角为β，β满足：10°≤β≤20°。

具体地，β满足：12°≤β≤18°。

具体地，所述第三尾缘部由多段平滑过渡的弧形段限定出。

根据本发明实施例的制冷设备，包括上述的风轮。

根据本发明实施例的制冷设备，通过设置上述的风轮组件，有利于增大制冷设备工作时的风量并降低噪音。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的风轮的结构示意图；

图2是根据图1所示的A处的局部放大图；

图3是根据本发明实施例的风轮与相关技术中的风轮关于风量与转速之间关系的对比图；

图4是根据本发明实施例的风轮与相关技术中的风轮关于转速与噪音之间关系的对比图；

图5是根据本发明实施例的风轮与相关技术中的风轮关于风量与噪音之间关系的对比图。

附图标记：

轮毂1；叶片2；

投影尾缘21；第一尾缘部211；第二尾缘部212；第三尾缘部213；

第四尾缘部214。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“水平”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的风轮100，风轮100可以应用于制冷设备，例如空调器。

如图1所示，根据本实发明实施例的风轮100，可以包括轮毂1和与轮毂1相连的多片叶片2。

具体地，参照图1所示，多片叶片2连接至轮毂1的外周壁且沿轮毂1的周向方向间隔分布。例如，如图1所示，叶片2的个数为三个，三个叶片2在轮毂1的周向方向上均匀间隔开且设在轮毂1的外周壁上。

参照图1所示，多片叶片2的外轮廓所在圆的最大直径为D，也就是说，在风轮100转动时，多片叶片2的自由端的旋转轨迹圆的最大直径为D。

轮毂1的旋转中心线为直线m，以直线m为中心线的柱面为参考圆柱面，垂直于直线m的平面为参考平面，每个叶片2的尾缘在参考平面内的正投影为投影尾缘21。轮毂1在参考平面内的投影与投影尾缘21之间的交点为P1，也就是说，轮毂1的外周壁在参考平面内的投影与投影尾缘21之间的交点为P1。

直径为D1的参考圆柱面为第一参考圆柱面，第一参考圆柱面在参考平面内的正投影与投影尾缘21之间的交点为P2，直径为D2的参考圆柱面为第二参考圆柱面，第二参考圆柱面在参考平面内的正投影与投影尾缘21之间的交点为P3，其中，D＞D2＞D1。这里，可以理解的是，第一参考圆柱面在参考平面内的正投影所在圆的直径为D1，第二参考圆柱面在参考平面内的正投影所在圆的直径为D2。

如图1和图2所示，投影尾缘21的位于点P1和点P2之间的部分为第一尾缘部211，投影尾缘21的位于点P2和点P3之间的部分为第二尾缘部212，第一尾缘部211和第二尾缘部212分别形成为圆弧形形状且第一尾缘部211和第二尾缘部212圆滑过渡。例如，第一尾缘部211和第二尾缘部212分别朝向远离相应的叶片2的前缘在参考平面上的正投影的方向凸出且分别形成为圆弧形形状且二者圆滑过渡。

具体地，第一尾缘部211所在圆的半径为R1，第二尾缘部212所在圆的半径为R2，R1和R2满足：R1＞2R2。由此，通过对叶片2的尾缘的形状和尺寸的进行优化，可改善叶片2尾缘的空气流动，减小旋涡发生分离的次数，提高气动效率，从而在增大风轮100的出风量的基础上，降低噪音。

根据本发明实施例的风轮100，通过将第一尾缘部211和第二尾缘部212设置成圆弧形形状，且使第一尾缘部211所在圆的半径R1，第二尾缘部212所在圆的半径R2满足：R1＞2R2，以实现对叶片2的尾缘的形状和尺寸的优化，从而改善叶片2尾缘的空气流动，减小旋涡发生分离的次数，提高气动效率，在增大风轮100的出风量的基础上，降低噪音。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，直线m在参考平面内的正投影为点O，点O与点P3之间的连线为OP3，点O与点P1之间的连线为OP1，OP1与OP3之间的夹角为α，α满足：10°≤α≤30°，由此，有利于进一步改善叶片2尾缘的空气流动，减小旋涡发生分离的次数，提高气动效率，从而在增大风轮100的出风量的基础上，进一步降低噪音。

可选地，α满足：15°≤α≤25°。从而更进一步改善叶片2尾缘的空气流动，减小旋涡发生分离的次数，提高气动效率，从而在增大风轮100的出风量的基础上，更进一步降低噪音。

根据本发明的一些实施例，轮毂1外周面所在圆柱面的直径为D3，也就是说，轮毂1的外周面在参考平面上的正投影的直径为D3，0.25≤(D2-D3)/(D-D3)≤0.4。由此，有利于进一步优化叶片2尾缘的尺寸，从而进一步改善叶片2尾缘的空气流动，减小旋涡发生分离的次数，提高气动效率，从而在增大风轮100的出风量的基础上，进一步降低噪音。

优选地，0.3≤(D2-D3)/(D-D3)≤1/3。由此，有利于更进一步改善叶片2尾缘的空气流动，减小旋涡发生分离的次数，提高气动效率，从而在增大风轮100的出风量的基础上，更进一步降低噪音。

根据本发明的一些实施例，直径为D4的参考圆柱面为第三参考圆柱面，第三参考圆柱面在参考平面内的正投影与投影尾缘21之间的交点为P4，投影尾缘21的位于点P4和点P3之间的部分为第三尾缘部213，其中，D＞D4＞D2＞D1。这里，可以理解的是，第三参考圆柱面在参考平面内的正投影所在圆的直径为D4。

具体地，如图1和图2所示，第三尾缘部213为弧形段，第三尾缘部213在点P3处的切线为L1，点P1和点P3之间的连线为P1P3，L1和P1P3之间的夹角为β，β满足：10°≤β≤20°。由此，有利于进一步改善叶片2尾缘的空气流动，减小旋涡发生分离的次数，提高气动效率，从而在增大风轮100的出风量的基础上，进一步降低噪音。

优选地，β满足：12°≤β≤18°。从而更进一步降低风轮100工作中所产生的噪音。

具体地，第三尾缘部213由多段平滑过渡的弧形段限定出。当然，在另一些实施例中，第三尾缘部213还可以由近似光滑曲线的多个直线段构成。

根据本发明的一些实施例，直径为D4的参考圆柱面为第三参考圆柱面，第三参考圆柱面在参考平面内的正投影与投影尾缘21之间的交点为P4，轮毂1外周面所在圆柱面的直径为D3，D4、D3和D满足：0.5≤(D4-D3)/(D-D3)≤0.7，这样有利于进一步改善叶片2尾缘的空气流动，减小旋涡发生分离的次数，提高气动效率，从而在增大风轮100的出风量的基础上，进一步降低噪音。

可选地，D4、D3和D满足：0.6≤(D4-D3)/(D-D3)≤2/3。

具体地，第四尾缘部214形成为弧形段，例如第四尾缘部214由多段平滑过渡的弧形段限定出。

下面参考附图1-5对本发明一个实施例的风轮100的具体结构进行详细说明。当然可以理解的是，下述描述旨在用于解释本发明，而不能作为对本发明的一种限制。

如图1-2所示，根据本实发明实施例的风轮100，可以包括轮毂1和与轮毂1相连的三片叶片2，轮毂1的旋转中心线为直线m，以直线m为中心线的柱面为参考圆柱面，三片叶片2连接至轮毂1的外周壁且沿轮毂1的周向方向均匀间隔分布，三片叶片2的外轮廓所在圆的最大直径为D，轮毂1外周面所在圆柱面的直径为D3，垂直于直线m的平面为参考平面，每个叶片2的尾缘在参考平面内的正投影为投影尾缘21，轮毂1在参考平面内的投影与投影尾缘21之间的交点为P1。

直径为D1的参考圆柱面为第一参考圆柱面，第一参考圆柱面在参考平面内的正投影与投影尾缘21之间的交点为P2，直径为D2的参考圆柱面为第二参考圆柱面，第二参考圆柱面在参考平面内的正投影与投影尾缘21之间的交点为P3，直径为D4的参考圆柱面为第三参考圆柱面，第三参考圆柱面在参考平面内的正投影与投影尾缘21之间的交点为P4，投影尾缘21的位于点P1和点P2之间的部分为第一尾缘部211，投影尾缘21的位于点P2和点P3之间的部分为第二尾缘部212，投影尾缘21的位于点P4和点P3之间的部分为第三尾缘部213，其中，D＞D4＞D2＞D1＞D3。

第一尾缘部211和第二尾缘部212分别形成为圆弧形形状且第一尾缘部211和第二尾缘部212圆滑过渡，第一尾缘部211所在圆的半径为R1，第二尾缘部212所在圆的半径为R2，R1和R2满足：R1＞2R2。

具体地，直线m在参考平面内的正投影为点O，点O与点P3之间的连线为OP3，点O与点P1之间的连线为OP1，OP1与OP3之间的夹角为α，α满足：15°≤α≤25°。

具体地，D、D2、D3满足：0.3≤(D2-D3)/(D-D3)≤1/3，D4、D3和D满足：0.6≤(D4-D3)/(D-D3)≤2/3。

如图2所示，第三尾缘部213由多段平滑过渡的弧形段限定出，第三尾缘部213在点P3处的切线为L1，点P1和点P3之间的连线为P1P3，L1和P1P3之间的夹角为β，β满足：12°≤β≤18°。

具体地，第四尾缘部214由多段平滑过渡的弧形段限定出。

发明人在实际研究中，利用本实施例中的风轮100进行了风量与转速、噪声与转速以及噪声与风量之间关系的实验，并将实验结果与相关技术中的风轮的实验结果进行比较。

如图3所示，与相关技术中的风轮相比，相同的转速下，本发明实施例风轮100的风量更大。

如图4所示，与相关技术中的风轮相比，相同的转速下，本发明实施例风轮100的噪音更低。

如图5所示，与相关技术中的风轮相比，相同的风量下，本发明实施例风轮100的噪音更低。

总而言之，根据本发明实施例的风轮100，具有风量大、噪音小的优点。

根据本发明实施例的制冷设备，包括上述的风轮100。

根据本发明实施例的制冷设备，通过设置上述的风轮100，有利于增大制冷设备工作时的风量并降低噪音。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种风轮，包括：轮毂和多片叶片，所述轮毂的旋转中心线为直线m，以所述直线m为中心线的柱面为参考圆柱面，多片所述叶片连接至所述轮毂的外周壁且沿所述轮毂的周向方向间隔分布，多片所述叶片的外轮廓所在圆的最大直径为D，垂直于所述直线m的平面为参考平面，每个所述叶片的尾缘在所述参考平面内的正投影为投影尾缘，其特征在于，所述轮毂在所述参考平面内的投影与所述投影尾缘之间的交点为P1，直径为D1的参考圆柱面为第一参考圆柱面，所述第一参考圆柱面在所述参考平面内的正投影与所述投影尾缘之间的交点为P2，直径为D2的参考圆柱面为第二参考圆柱面，所述第二参考圆柱面在所述参考平面内的正投影与所述投影尾缘之间的交点为P3，D＞D2＞D1；

其中，所述投影尾缘的位于所述点P1和所述点P2之间的部分为第一尾缘部，所述投影尾缘的位于所述点P2和所述点P3之间的部分为第二尾缘部，所述第一尾缘部和所述第二尾缘部分别形成为圆弧形形状且所述第一尾缘部和所述第二尾缘部圆滑过渡，所述第一尾缘部所在圆的半径为R1，所述第二尾缘部所在圆的半径为R2，R1和R2满足：R1＞2R2。

2.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于，所述直线m在所述参考平面内的正投影为点O，所述点O与所述点P3之间的连线为OP3，所述点O与所述点P1之间的连线为OP1，所述OP1与所述OP3之间的夹角为α，α满足：10°≤α≤30°。

3.根据权利要求2所述的风轮，其特征在于，15°≤α≤25°。

4.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于，所述轮毂外周面所在圆柱面的直径为D3，0.25≤(D2-D3)/(D-D3)≤0.4。

5.根据权利要求4所述的风轮，其特征在于，0.3≤(D2-D3)/(D-D3)≤1/3。

6.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于，直径为D4的参考圆柱面为第三参考圆柱面，所述第三参考圆柱面在所述参考平面内的正投影与所述投影尾缘之间的交点为P4，所述投影尾缘的位于所述点P4和所述点P3之间的部分为第三尾缘部，其中，D＞D4＞D2＞D1。

7.根据权利要求6所述的风轮，其特征在于，所述第三尾缘部为弧形段，所述第三尾缘部在所述点P3处的切线为L1，所述点P1和所述点P3之间的连线为P1P3，所述L1和所述P1P3之间的夹角为β，β满足：10°≤β≤20°。

8.根据权利要求7所述的风轮，其特征在于，12°≤β≤18°。

9.根据权利要求7所述的风轮，其特征在于，所述第三尾缘部由多段平滑过渡的弧形段限定出。

10.一种制冷设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的风轮。