CN108087308A - 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,在叶片的尾翼处设置了连续延伸的锯形齿,该锯形齿可以改变叶片的尾缘区域的压力分布状态,使得叶片压力面高压气流部分提前流向叶片负压面,避免与靠近叶片梢部流过的气流产生共振,即可避免共振放大T‑S波的产生,因此能够有效地降低风扇噪声。
Description
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,风机噪声与叶轮在空气流动中产生的涡流密切相关,当叶轮尾缘处尾涡脱落产生的声波与叶片表面接近二维的T-S波的频率满足某种关系时,就会形成反馈回路并发生共振放大T-S波,将尾涡脱落频率锁定,在频谱上形成一个比较尖的高峰,形成较大的风扇叶片表面涡流脱落噪声。因此,为了防止形成反馈回路造成层流边界层噪声,需要对轴流风扇结构进行一些改进。
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外圆周面上的多个叶片,所述叶片包括与所述轮毂向相连的根部、与所述根部相对的梢部、位于所述根部与所述梢部之间的尾缘以及与所述尾缘相对的前缘;
所述梢部与所述尾缘相连处的曲率半径大于所述梢部与所述前缘相连处的曲率半径;
所述尾缘的边缘处设有连续不间断的锯形齿,所述锯形齿从所述根部至所述梢部延伸。
在一个实施方式中,所述锯形齿在水平面上的投影曲线满足下列函数关系式:
f(x+7.5)=f(x)
其中,f(x)的最大值和最小值分别为3.75和-3.75。
在一个实施方式中,所述锯形齿的厚度为0.9mm。
在一个实施方式中,所述叶片的中间向下弯曲,使所述根部与所述轮毂的外圆周面的交线构造为一端靠近所述轮毂的上端、另一端靠近所述轮毂的下端的曲线。
在一个实施方式中,所述根部与所述轮毂交线的两个端点的连线与所述轮毂的轴线之间的夹角为60°。
在一个实施方式中,每个所述叶片的宽度与轴流风扇的外径之比为0.35-0.36;所述轮毂的直径与轴流风扇的外径之比为0.28-0.29。
在一个实施方式中,每个所述叶片高出所述轮毂上端的距离为56.9-57.8mm,每个所述叶片的顶端与羽根基准线之间的距离为81.4-82.6mm。
在一个实施方式中,所述轮毂的中间部位设置有用于安装旋转轴的轴孔,所述轮毂的内圆周面与所述轴孔之间上设置有呈放射状分布的加强肋,所述加强肋沿所述轮毂的内圆周面等间距设置,所述加强肋的宽度为4-4.3mm。
在一个实施方式中,所述轴孔为由第一内孔和第二内孔构成的台阶孔,所述第一内孔的长度为3-3.4mm,所述第二内孔的长度为81.6-82.8mm。
在一个实施方式中,所述第二内孔的内壁上具有一沿其轴线延伸的平面段,所述平面段的长度为23-23.6mm。
与现有技术相比,本发明的优点在于:在叶片的尾翼处设置了连续延伸的锯形齿,该锯形齿可以改变叶片的尾缘区域的压力分布状态,使得叶片压力面高压气流部分提前流向叶片负压面,避免与靠近叶片梢部流过的气流产生共振,即可避免共振放大T-S波的产生,因此能够有效地降低风扇噪声。因此本发明是利用了叶片容易产生涡流的尾缘的边缘,通过减少涡流源区域的大小从而减少噪声源,达到最终降低噪音的目的。
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一种轴流风扇的主视图;
图2是本发明的实施例中一种轴流风扇的后视图;
图3是本发明的实施例中一种轴流风扇的俯视图;
图4是图1在A-A处的剖视图;
图5是图1在B-B处的剖视图。
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; 11-轴孔;
12-加强肋; 21-尾缘; 22-前缘;
23-锯形齿; 24-梢部; 25-根部;
111-第一内孔; 112-第二内孔; 113-平面段。
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外圆周面上的多个叶片2,叶片2包括与轮毂1向相连的根部25、与根部25相对的梢部24、位于根部25与梢部24之间的尾缘21以及与尾缘21相对的前缘22,即尾缘21和前缘22分别将根部25和梢部24相对应的两端相连,并且梢部24和尾缘21的相连处以及梢部24和前缘22的相连处均采用圆弧过渡连接。
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,且其旋转方向为逆时针为例进行说明,即轴流风扇旋转时,空气从叶片2的前缘22区域流入,在叶面被升压后从叶片2的尾缘21区域吹出。如图1所示,梢部24与尾缘21相连处的曲率半径R1大于梢部24与前缘22相连处的曲率半径R2;即前缘22区域的边线为一条中间向内弯曲的曲线,而尾缘21区域的边线为一条中间向外突出的曲线。即叶片2的迎风边缘为向内凹陷,背风边缘为向外突出,以增加送风量并部分地降低送风噪音。
进一步地,尾缘21的边缘处设有连续不间断的锯形齿23,锯形齿23从根部25至梢部24延伸。该锯形齿23可以改变叶片2的尾缘21区域的压力分布状态,使得叶片2压力面高压气流部分提前流向叶片负压面,避免与靠近梢部24流过的气流产生共振,即可避免共振放大T-S波的产生,因此能够有效地降低风扇噪声。
在本发明的一个实施例中,锯形齿23在水平面上的投影曲线满足下列函数关系式:
f(x+7.5)=f(x)
其中,f(x)的最大值和最小值分别为3.75和-3.75。
即f(x)为周期函数,其最小周期为7.5。具体地,f(x)可为正弦函数或余弦函数。
进一步地,锯形齿23的厚度为0.9mm。其中叶片2上锯形齿23所处的区域为厚度最薄的区域,叶片2的根部25为厚度最厚的区域,从图4中可看出,叶片2的厚度从根部25向梢部24递减。
如图3所示,叶片2的中间向下弯曲(其中,向下是指向着叶片1的背风面),使根部25与轮毂1的外圆周面的交线构造为一端靠近轮毂1的上端、另一端靠近轮毂1的下端的曲线。即叶片2与轮毂1倾斜相连,以增加送风量。
进一步地,根部25与轮毂1交线S2的两个端点的连线与轮毂1的轴线之间的夹角α为60°。
每个叶片2的宽度b与轴流风扇的外径D之比为0.35-0.36;轮毂1的直径d与轴流风扇的外径D之比为0.28-0.29。具体地,叶片2的宽度b为202±0.95mm,轴流风扇的外径D为570±1mm,轮毂1的直径d为164±0.75mm。
如图3所示,每个叶片2高出轮毂1上端的距离H2为56.9-57.8mm,每个叶片2的顶端与羽根基准线S1之间的距离H1为81.4-82.6mm。
如图2所示,轮毂1的中间部位设置有用于安装旋转轴的轴孔11,轮毂1的内圆周面与轴孔11之间上设置有呈放射状分布的加强肋12,加强肋12沿轮毂1的内圆周面等间距设置,加强肋12的宽度为4-4.3mm。
优选地,加强肋12的数量为6个,相邻的两个加强肋12之间的角度β1为60°,且加强肋12与铅锤线之间的最小角度β2为10°。
如图5所示,前缘22的剖面上具有左右相同的两个圆角R3,其中R3为1-2mm,并且前缘22的厚度逐渐减小。
如图4所示,轴孔11为由第一内孔111和第二内孔112构成的台阶孔,第一内孔111的长度L1为3-3.4mm,第二内孔112的长度L2为81.6-82.8mm。
优选地,第二内孔112的内壁上具有一沿其轴线延伸的平面段113,平面段113的长度L3为23-23.6mm。在平面段113能够防止插入轴孔11中的旋转轴产生径向跳动。
通过以下实验数据来详细说明本发明的技术效果。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
其中本发明的轴流风扇和现有的轴流风扇均是具有三个叶片2的风扇。根据表1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)外圆周面上的多个叶片(2),所述叶片(2)包括与所述轮毂(1)向相连的根部(25)、与所述根部(25)相对的梢部(24)、位于所述根部(25)与所述梢部(24)之间的尾缘(21)以及与所述尾缘(21)相对的前缘(22);
所述梢部(24)与所述尾缘(21)相连处的曲率半径大于所述梢部(24)与所述前缘(22)相连处的曲率半径;
所述尾缘(21)的边缘处设有连续不间断的锯形齿(23),所述锯形齿(23)从所述根部(25)至所述梢部(24)延伸。
2.根据权利要求1所述的轴流风扇,其特征在于,所述锯形齿(23)在水平面上的投影曲线满足下列函数关系式:
f(x+7.5)=f(x)
其中,f(x)的最大值和最小值分别为3.75和-3.75。
3.根据权利要求2所述的轴流风扇,其特征在于,所述锯形齿(23)的厚度为0.9mm。
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)的中间向下弯曲,使所述根部(25)与所述轮毂(1)的外圆周面的交线构造为一端靠近所述轮毂(1)的上端、另一端靠近所述轮毂(1)的下端的曲线。
5.根据权利要求4所述的轴流风扇,其特征在于,所述根部(25)与所述轮毂(1)交线的两个端点的连线与所述轮毂(1)的轴线之间的夹角为60°。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的轴流风扇,其特征在于,每个所述叶片(2)的宽度与轴流风扇的外径之比为0.35-0.36;所述轮毂(1)的直径与轴流风扇的外径之比为0.28-0.29。
7.根据权利要求6所述的轴流风扇,其特征在于,每个所述叶片(2)高出所述轮毂(1)上端的距离为56.9-57.8mm,每个所述叶片(2)的顶端与羽根基准线之间的距离为81.4-82.6mm。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的轴流风扇,其特征在于,所述轮毂(1)的中间部位设置有用于安装旋转轴的轴孔(11),所述轮毂(1)的内圆周面与所述轴孔(11)之间上设置有呈放射状分布的加强肋(12),所述加强肋(12)沿所述轮毂(1)的内圆周面等间距设置,所述加强肋(12)的宽度为4-4.3mm。
9.根据权利要求8所述的轴流风扇,其特征在于,所述轴孔(11)为由第一内孔(111)和第二内孔(112)构成的台阶孔,所述第一内孔(111)的长度为3-3.4mm,所述第二内孔(112)的长度为81.6-82.8mm。
10.根据权利要求9所述的轴流风扇,其特征在于,所述第二内孔(112)的内壁上具有一沿其轴线延伸的平面段(113),所述平面段(113)的长度为23-23.6mm。
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