CN108035896A - 一种轴流风扇 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轴流风扇，涉及空调与制冷工程技术领域，解决了现有技术中存在的轴流风扇噪声大的技术问题。本发明的一种轴流风扇，包括轮毂和叶片，通过设置第一整流帯和第二整流帯能够使叶片各处的厚度不同，从而叶片不同部位的强度，由于第一整流帯和第二整流帯均沿叶片的根部至梢部延伸，因此叶片的进风部(即前缘区域)的强度被加强，使风扇在高速转动时叶片的形变量较小，从而改善进入叶片的气流状态，使各叶片流入空气的紊乱减少、进入各叶片的流入空气平滑，因此回转时叶片的尾部基本不会产生时空气剥离和失速等不稳定现象，能够有效地降低风扇的噪声。

Description

一种轴流风扇
技术领域
本发明涉及空调与制冷工程技术领域，特别地涉及一种轴流风扇。
背景技术
随着生活水平的不断提高，空调器已越来越普及。消费者对空调器的质量、 性能要求也越来越高。目前，空调器室外机普遍存在噪声较大，该噪声主要是由 电机噪声和风机噪声组成。由于空调器室外机一般采用轴流风扇进行强制对流换 热，因此风机噪声一般是由轴流风扇产生的。现有的风扇为了降低制造成本，一 般将叶片的厚度设计的较薄，而导致叶片的强度较差，在使用时，尤其是风扇在 高温高速旋转时，其变形较为严重，从而使气流与叶片表面分离，进而形成涡流 或紊流，使风扇产生较大噪音；并且转速越快，叶片的变形量越大，就会导致噪 音越大，而风量却没有显著增加。
发明内容
本发明提供一种轴流风扇，用于解决现有技术中存在的轴流风扇噪声大的技 术问题。
本发明提供一种轴流风扇，包括轮毂以及设置在所述轮毂的外圆周面上的多 个叶片，所述叶片的前缘处设置有第一整流帯，所述第一整流带由所述叶片的根 部延伸至梢部；
所述第一整流帯与所述叶片的前缘边线之间设置有第二整流帯，所述第二整 流帯的延伸方向与所述第一整流带的延伸方向相同。
在一个实施方式中，所述第一整流帯与所述叶片的前缘边线之间设置有第三 整流帯，所述第三整流帯由所述叶片的前缘边线延伸所述叶片的根部；
所述第三整流帯与所述第一整流帯具有一段相同的侧边。
在一个实施方式中，所述第二整流帯靠近所述轮毂的端部与所述第三整流帯 相交。
在一个实施方式中，所述叶片在转速为800-1100rpm的条件下运转120-240 小时后，所述叶片梢部的形变量小于1.3％。
在一个实施方式中，所述第一整流帯构造为弧形凹槽，构成所述第一整流帯 两侧的轮廓线为同心的圆弧。
在一个实施方式中，所述第二整流帯构造为凹槽，构成所述第二整流帯两侧 的第一轮廓线和第二轮廓线分别由不同曲率半径的曲线平滑过渡连接。
在一个实施方式中，所述第一轮廓线上不同曲线的曲率半径之差与第二轮廓 线上对应曲线的曲率半径之差相等。
在一个实施方式中，所述第三整流帯构造为凹槽，所述第三整流帯的底面由 不在同一平面上的多个面构成。
在一个实施方式中，所述叶片上还设置有第四整流帯，所述第四整流帯构造 为由所述叶片的根部延伸至所述叶片的尾缘的凹槽。
在一个实施方式中，用于连接所述叶片尾缘的轮廓线与所述叶片梢部的轮廓 线之间的圆角为1-2mm；用于连接所述叶片梢部的轮廓线与所述叶片前缘的轮廓 线之间的圆角为7-8mm。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过设置第一整流帯和第二整流帯能 够使叶片各处的厚度不同，从而叶片不同部位的强度，由于第一整流帯和第二整 流帯均沿叶片的根部至梢部延伸，因此叶片的进风部(即前缘区域)的强度被加 强，使风扇在高速转动时叶片的形变量较小，从而改善进入叶片的气流状态，使 各叶片流入空气的紊乱减少、进入各叶片的流入空气平滑，因此回转时叶片的尾 部基本不会产生时空气剥离和失速等不稳定现象，能够有效地降低风扇的噪声。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明的实施例中轴流风扇的主视图；
图2是本发明的实施例中第一整流帯的结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
附图标记：
1-轮毂； 2-叶片； 3-第一整流帯；
4-第二整流帯； 5-第三整流帯； 6-第四整流帯；
41-第一轮廓线； 42第二轮廓线。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和2所示，本发明提供一种轴流风扇，包括轮毂1以及设置在轮毂1 的外圆周面上的多个叶片2，优选地，叶片2的数量为3-6片，叶片2在轮毂1 上均匀分布。
下面以轴流风扇具有3个叶片2，且其旋转方向为顺时针为例进行说明，即 轴流风扇旋转时，空气从叶片2的前缘流入，在叶面被升压后从叶片2的尾缘吹 出；叶片2的根部为与轮毂1相连的部位，叶片2的梢部为与根部相对的部位。
需要说明的是，在图1和图2中，不同的阴影部分仅用于区分不同的整流帯， 并非对轴流风机进行剖切而产生。
叶片2的前缘处设置有第一整流帯3，第一整流带3由叶片1的根部延伸至 梢部；第一整流帯3与叶片2的前缘边线之间设置有第二整流帯4，第二整流帯 4的延伸方向与第一整流带3的延伸方向相同。
进一步地，第一整流帯3与叶片2的前缘边线之间设置有第三整流帯5，第 三整流帯5由叶片2的前缘边线延伸叶片1的根部；第三整流帯5与第一整流帯 3具有一段相同的侧边。
进一步地，第二整流帯4靠近轮毂1的端部与第三整流帯5相交。
由于在叶片2上分别设置了第一整流帯3、第二整流帯4和第三整流帯5， 因此够使叶片各处的厚度不同，从而叶片不同部位的强度；并且上述的三个整流 帯均靠近叶片2的前缘区域，因此叶片的即前缘区域的强度被加强，使风扇在高 速转动时叶片的变形量较小。
具体地，叶片2在转速为800-1100rpm的条件下运转120-240小时后，叶片 2梢部的形变量小于1.3％。
为了说明上述整流帯对叶片2的形变量产生的影响，通过以下实验数据来详 细说明。分别以具有上述整流帯的轴流风扇和不具有上述的整流帯的轴流风扇在 不同的条件进行测试，其中轴流风扇的半径RD为322mm(误差在正负0.25mm 的范围之内)。
分别在叶片2的梢部分别选取三个不同部位(分别是两端和中间部位)进行 测量，叶片2发生变形后的上述的三个不同部位的半径分别用RA、RB和RC表示， 对应的形变量分别用SA、SB和SC表示。
其中，形变量的计算公式如下：
如表1所示，列出了本发明的轴流风扇和现有的轴流风扇之间的参数对比。
表1本发明实施例中轴流风扇与现有轴流风扇试验数据对比
上述表1中的条件1为：环境温度60℃、转速n＝800rpm、运转120h；
条件2为：环境温度60℃、转速n＝900rpm、运转200h；
条件3为：环境温度60℃、转速n＝1100rpm、运转240h。
通过上述实验数据可看出具有整流帯的轴流风扇的形变量更小，并且还可发 现叶片2中间部位的形变量较之两端部位的形变量更小。
当轴流风扇高速旋转时，若叶片2的形变量较小，那么就会改善进入叶片2 的气流状态，使各叶片2流入空气的紊乱减少，进入各叶片2的流入空气就会更 平滑，因此回转时叶片2的尾部基本不会产生时空气剥离和失速等不稳定现象。 因此通过在叶片2上设置整流帯，能够使叶片2的形变量更小，进而减小轴流风 扇的噪音。
在本发明的一个实施例中，第一整流帯3构造为弧形凹槽，构成第一整流帯 3两侧的轮廓线为同心的圆弧。
具体地，如图2所示，构成第一整流帯3两侧的轮廓线为S11和S12，其中 S11的半径R11为213.7mm，S12的半径R12为204.7mm。
以轮毂1的中心为原点，水平线为X轴，竖直线为Y轴建立直角坐标系， S11和S12的圆心P1坐标为(152.8，-44.7)。
进一步地，第二整流帯4构造为凹槽，构成第二整流帯4两侧的第一轮廓线 41和第二轮廓线42分别由不同曲率半径的曲线平滑过渡连接。
第一轮廓线41上不同曲线的曲率半径之差与第二轮廓线42上不同曲线的曲 率半径之差相等。
如图2所示，第一轮廓线41由曲率半径为R411、R412和R413的三段曲线 组成，其圆心分别为P3、P4和P5；第二轮廓线42由曲率半径为R421、R422和 R423的三段曲线组成，其圆心分别为P3、P4和P5。
其中，R411＝245.9mm，R412＝267.4mm，R413＝759.5；R421＝224.4，R422＝245.9，R423＝738.9。此外，P3的坐标为(-171，-75.7)；P3的坐标为(-189.9，-65.3)； P5的坐标为(-457.2，347.8)。
因此，第一轮廓线41和第二轮廓线42的曲率半径满足下列定义式：
R412-R411＝R422-R421＝21.5；
R413-R412＝R423-R422＝492.1。
此外，第一轮廓线41上的曲线与第二轮廓线42上对应的曲线的曲率半径之 差均相等，即：
R411-R421＝R412-R422＝R413-R423＝21.5。
如图1所示，第三整流帯5构造为凹槽，第三整流帯5的底面由不在同一平 面上的多个面构成。
在本发明的一个实施例中，叶片2上还设置有第四整流帯6，第四整流帯6 构造为由叶片2的根部延伸至叶片2的尾缘的凹槽。其中，构成第二整流帯8两 侧的轮廓线可由多段曲线或直线连接而成，并且相连处的圆角为5mm。
以轴流风扇的外径D为644±0.5mm，轮毂1的直径d为190±0.6mm，叶片 2的宽度b为240±1mm为例，通过以下实验数据来详细说明本发明的技术效果。
如表2所示，列出了本发明的轴流风扇和现有的轴流风扇(即不具有本发明 所述的整流帯)之间的参数对比。
表2本发明实施例中轴流风扇与现有轴流风扇试验数据对比
根据表2数据对比，可以看出采用本发明的轴流风扇的空调，风量大，噪音 低。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的 情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只 要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起 来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内 的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种轴流风扇，其特征在于，包括轮毂(1)以及设置在所述轮毂(1)的外圆周面上的多个叶片(2)，所述叶片(2)的前缘处设置有第一整流帯(3)，所述第一整流带(3)由所述叶片(1)的根部延伸至梢部；
所述第一整流帯(3)与所述叶片(2)的前缘边线之间设置有第二整流帯(4)，所述第二整流帯(4)的延伸方向与所述第一整流带(3)的延伸方向相同。
2.根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述第一整流帯(3)与所述叶片(2)的前缘边线之间设置有第三整流帯(5)，所述第三整流帯(5)由所述叶片(2)的前缘边线延伸所述叶片(1)的根部；
所述第三整流帯(5)与所述第一整流帯(3)具有一段相同的侧边。
3.根据权利要求2所述的轴流风扇，其特征在于，所述第二整流帯(4)靠近所述轮毂(1)的端部与所述第三整流帯(5)相交。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的轴流风扇，其特征在于，所述叶片(2)在转速为800-1100rpm的条件下运转120-240小时后，所述叶片(2)梢部的形变量小于1.3％。
5.根据权利要求4所述的轴流风扇，其特征在于，所述第一整流帯(3)构造为弧形凹槽，构成所述第一整流帯(3)两侧的轮廓线为同心的圆弧。
6.根据权利要求4所述的轴流风扇，其特征在于，所述第二整流帯(4)构造为凹槽，构成所述第二整流帯(4)两侧的第一轮廓线(41)和第二轮廓线(42)分别由不同曲率半径的曲线平滑过渡连接。
7.根据权利要求6所述的轴流风扇，其特征在于，所述第一轮廓线(41)上不同曲线的曲率半径之差与第二轮廓线(42)上对应曲线的曲率半径之差相等。
8.根据权利要求4所述的轴流风扇，其特征在于，所述第三整流帯(5)构造为凹槽，所述第三整流帯(5)的底面由不在同一平面上的多个面构成。
9.根据权利要求4所述的轴流风扇，其特征在于，所述叶片(2)上还设置有第四整流帯(6)，所述第四整流帯(6)构造为由所述叶片(2)的根部延伸至所述叶片(2)的尾缘的凹槽。
10.根据权利要求4所述的轴流风扇，其特征在于，用于连接所述叶片(2)尾缘的轮廓线与所述叶片(2)梢部的轮廓线之间的圆角为1-2mm；用于连接所述叶片(2)梢部的轮廓线与所述叶片(2)前缘的轮廓线之间的圆角为7-8mm。
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