CN108506246A - 轴流风轮、空调室外机及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轴流风轮、空调室外机及空调器，所述轴流风轮包括轮毂和多个扇叶，多个所述扇叶沿所述轮毂的周向间隔设置，每个扇叶具有前缘、尾缘及外缘，所述前缘与所述外缘的交点为第一交点，所述尾缘与所述外缘的交点为第二交点，多个扇叶的第一交点在与所述轮毂的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上，多个扇叶的第二交点在与所述轮毂的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上，所述第一交点所在圆的半径大于所述第二交点所在圆的半径。本发明旨在提高轴流风轮的送风量，降低轴流风轮噪音，以及增大空调器的换热效率和降低电机功率。

Description

轴流风轮、空调室外机及空调器

技术领域

本发明涉及风机领域，具体而言，涉及一种轴流风轮、和应用该轴流风轮的空调室外机及空调器。

背景技术

对于空调器的换热器而言，其换热效率的高低直接影响空调器整体性能。现有空调器中风轮的基本结构是由具有旋转中心的圆形轮毂和在轮毂外周侧呈放射状排列数个叶片构成。风轮通过电机驱动旋转，空气从叶片的前缘流入，由叶片做功获得压升后由叶片的尾缘流出。

现有风轮一般有轮毂和叶片组成，叶片具有前缘、外缘和尾缘，叶片的尾缘基本是一条直线，且叶片的外缘在垂直于轮毂轴向的平面的投影位于同一圆周线上。在风轮运行过程中，高速气流在风轮作用下沿着导风圈与外部空气混合，由于外部空气为静止空气，高速气流与外部空气相互作用，产生较大的噪音。为了提高送风量，增大换热器效率，必须提高风轮的转速。但提高风轮的转速，导致气流流速更大，与外部静止空气相互作用力更大，风轮噪音更大，并且转速提高导致电机功率提高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种轴流风轮，旨在提高轴流风轮的送风量，降低轴流风轮噪音，以及增大空调器的换热效率和降低电机功率。

为实现上述目的，本发明提出的轴流风轮，所述轴流风轮包括轮毂和多个扇叶，多个所述扇叶沿所述轮毂的周向间隔设置，每个扇叶具有前缘、尾缘及外缘，所述前缘与所述外缘的交点为第一交点，所述尾缘与所述外缘的交点为第二交点，多个扇叶的第一交点在与所述轮毂的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上，多个扇叶的第二交点在与所述轮毂的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上，所述第一交点所在圆的半径大于所述第二交点所在圆的半径。

进一步地，定义所述第一交点所在圆的半径为L1，定义所述第二交点所在圆的半径为L2，0mm＜L1-L2≤7mm。

进一步地，190mm≤L1≤240mm。

进一步地，每个所述扇叶的外缘包括相连接的第一段和第二段，所述第一段和所述第二段的连接点为第三交点，所述第一段与所述前缘的交点为所述第一交点，所述第二段与所述尾缘的交点为所述第二交点，所述第三交点与第一交点或第二交点在所述轮毂的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上。

进一步地，所述第一交点与所述轮毂中心的连线为第一连线，所述第二交点与所述轮毂中心的连线为第二连线，所述第三交点与所述轮毂中心的连线为第三连线，定义所述第一连线与所述第二连线在所述轮毂的轴向相垂直的平面内的投影的夹角为θ1，定义所述第二连线与所述第三连线在所述轮毂的轴向相垂直的平面内的投影的夹角为θ2，θ2≤1/2θ1。

进一步地，所述前缘与所述轮毂的交点为第四交点，所述尾缘与所述轮毂的交点为第五交点，定义所述第四交点和所述第五交点的连线与垂直于所述轮毂的轴向的平面之间的夹角为θ3，20°≤θ3≤30°。

进一步地，从所述第一交点至第四交点，所述前缘为凹圆弧型设置，从所述第二交点至第五交点，所述尾缘为凸圆弧型设置。

进一步地，所述第一交点于所述轮毂的轴向的投影与所述第二交点于所述轮毂的轴向的投影之间的垂直距离在130mm至160mm范围内。

进一步地，所述扇叶为三个，三个所述扇叶沿所述轮毂的周向均匀分布。

本发明还提出一种空调室外机，包括：

壳体，所述壳体具有容纳腔，所述壳体开设有连通容纳腔的安装口；

导风圈，所述导风圈安装于所述安装口处，

轴流风轮，所述轴流风轮为上述所述的轴流风轮，所述轴流风轮设置在所述壳体内，所述轴流风轮的出风面与所述安装口相对。

进一步地，所述轴流风轮的扇叶部分伸入所述导风圈内，定义所述导风圈轴向的宽度为d，所述扇叶伸入所述导风圈的长度在2/5d至1/2d范围内。

进一步地，所述第一交点与所述导风圈内壁之间的垂直距离在6mm至10mm范围内。

本发明还提出一种空调器，包括：

上述所述的轴流风轮；或

上述所述的空调室外机。

本发明技术方案中，轴流风轮包括轮毂和多个扇叶，多个扇叶沿轮毂的周向间隔设置，每个扇叶具有前缘、尾缘及外缘。本发明通过改变外缘在垂直于轮毂的轴向的平面内的投影，使得外缘在垂直于轮毂的轴向的平面内的投影不在同一圆周线上，使得轴流风轮在不提高转速的前提下，能够实现提高轴流风轮的送风量，降低轴流风轮噪音，以及增大空调器的换热效率和降低电机功率。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明空调室外机一实施例的结构示意图；

图2为本发明轴流风轮一实施例的结构示意图；

图3为本发明轴流风轮一实施例另一视角的结构示意图；

图4为本发明轴流风轮另一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种轴流风轮30，应用于空调器。

请结合参照图2和图4所示，在本发明中，轴流风轮30包括轮毂31和多个扇叶33，其中，多个扇叶33沿轮毂31的周向间隔设置，每个扇叶33具有前缘331、尾缘332及外缘333。前缘331与外缘333的交点为第一交点A，尾缘332与外缘333的交点为第二交点B，多个扇叶33的第一交点A在与轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上，多个扇叶33的第二交点B在与轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上，第一交点A所在圆的半径大于第二交点B所在圆的半径。

具体地，轴流风轮30的轮毂31安装在电机的输出轴上并由电机驱动。为了更好的实现轮毂31与电机的安装配合，轮毂31的中心开设有安装孔(未标示)，电机的输出轴安装于该安装孔内，与轴流风轮30的轮毂31实现固定连接。电机驱动轴流风轮30转动时，空气从扇叶33的前缘331流入，由扇叶33做功获得压升后由扇叶33的尾缘332流出。

在本实施例中，多个扇叶33可以相对于轮毂31的周向均匀地间隔设置，多个扇叶33也可以相对于轮毂31的周向非均匀地间隔设置。优选地，在本实施例中，扇叶33为三个，三个扇叶沿轮毂31的周向均匀分布。扇叶33的前缘331、尾缘332和外缘333配合形成扇形状扇叶33，从第一交点A至第二交点B，外缘333为凸圆弧型设置。在本实施例中，扇形状扇叶33由连接轮毂31一端向外缘333一端，扇形状扇叶33的扇形面积逐渐增大。也即由连接轮毂31一端至外缘333一端，前缘331和尾缘332之间的连线逐渐增长。如此设计，有利于提高轴流风轮30的送风量。

可以理解的，在本实施例中，从第一交点A至第二交点B，外缘333为凸圆弧型设置。也即从第一交点A至第二交点B，外缘333与轮毂31中心的连线逐渐增长。如此设置，有利于保证轴流风轮30在不提高转速的前提下，能够实现提高轴流风轮30的送风量，降低轴流风轮30噪音，以及增大空调器的换热效率和降低电机功率。

现有风轮中叶片的外缘在垂直于轮毂轴向的平面的投影位于同一圆周线上。在风轮运行过程中，高速气流在风轮作用下沿着导风圈与外部空气混合，由于外部空气为静止空气，高速气流与外部空气相互作用，会产生较大的噪音。为了提高送风量，增大换热器效率，必须提高风轮的转速。但提高风轮的转速，导致气流流速更大，与外部静止空气相互作用力更大，风轮噪音更大，并且转速提高导致电机功率提高。

本发明通过优化轴流风轮30的扇叶33结构，将前缘331与外缘333的交点为第一交点A，尾缘332与外缘333的交点为第二交点B，多个扇叶33的第一交点A在与轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上，多个扇叶33的第二交点B在与轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上，第一交点A所在圆的半径大于第二交点B所在圆的半径。也即通过改变外缘333在垂直于轮毂31的轴向的平面内的投影，使得外缘333在垂直于轮毂31的轴向的平面内的投影不在同一圆周线上，从而使得轴流风轮30在不提高转速的前提下，能够实现提高轴流风轮30的送风量，降低轴流风轮30噪音，以及增大空调器的换热效率和降低电机功率。

进一步地，如图2至图4所示，在本实施例中，定义第一交点A所在圆的半径为L1，定义第二交点B所在圆的半径为L2。优选地，0mm＜L1-L2≤7mm。作为本实施例的可选实施方案，第一交点A所在圆的半径L1与第二交点B所在圆的半径L2之间的差值为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm。作为本实施例的优选实施方案，L1-L2＝5mm。在此情况下，在不提高转速的前提下，轴流风轮30的送风量最好，且降低噪音的效果最佳，同时使得空调器的换热效率和降低电机的功率最佳。

进一步地，如图3和图4所示，在本实施例中，优选的，第一交点A所在圆的半径L1在190mm至240mm的范围内。也即轴流风轮30的扇叶33在垂直于轮毂31的轴向的平面内的投影形成的最大圆的直径在380mm至480mm的范围内。优选地，第一交点A所在圆的半径L1为190mm、200mm、210mm、220mm、230mm、240mm。

进一步地，如图4所示，在本发明的另一实施例中，每个扇叶33的外缘333包括相连接的第一段334和第二段335，第一段334和第二段335的连接点为第三交点E，第一段334与前缘331的交点为第一交点A，第二段335与尾缘332的交点为第二交点B，第三交点E与第一交点A或第二交点B在轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上。可以理解的，每一扇叶33的外缘333只有部分在垂直于轮毂31的轴向的平面内的投影位于同一圆周线上，外缘333的其他部分在垂直于轮毂31的轴向的平面内的投影并不位于同一圆周线上。

具体地，在本实施例的第一实施方式中，如图4所示，第三交点E与第一交点A在轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上。也即外缘333的第一段334在轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上。外缘333的第二段335在轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影不在同一圆周线上。

在本实施例的第二实施方式中，第三交点E与第二交点B在轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上。也即外缘333的第二段335在轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上。外缘333的第一段334在轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影不在同一圆周线上。如此设置，同样使得在不提高转速的前提下，能够提高轴流风轮30的送风量，降低轴流风轮30噪音，以及增大空调器的换热效率和降低电机功率。

进一步地，如图4所示，在本实施例中，第一交点A与轮毂31中心的连线为第一连线(未标示)，第二交点B与轮毂31中心的连线为第二连线(未标示)，第三交点与轮毂31中心的连线为第三连线(未标示)，定义第一连线与第二连线在轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影的夹角为θ1，定义第二连线与第三连线在轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影的夹角为θ2，θ2≤1/2θ1。也即外缘333在垂直于轮毂31的轴向的平面内的投影位于同一圆周线上的部分小于或等于外缘333的1/2。优选的，θ2＝1/2θ1，在此情况下，轴流风轮30的送风量最好，且降低噪音的效果最佳，同时使得空调器的换热效率和降低电机的功率最佳。

进一步地，如图2所示，在本实施例中，前缘331与轮毂31的交点为第四交点C，尾缘332与轮毂31的交点为第五交点D，定义第四交点C和第五交点D的连线与垂直于轮毂31的轴向的平面之间的夹角为θ3，20°≤θ3≤30°。优选的，夹角θ3为20°、22°、24°、25°、26°、28°、30°。夹角θ3的范围影响扇叶33在轮毂31轴向上的设置，夹角θ3过大或过小都会影响轴流风轮30的送风量和噪音。夹角θ3在20°至30°范围内，轴流风轮30的送风量和噪音效果最佳。

进一步地，如图2至图4所示，在本实施例中，从第一交点A至第四交点C，前缘331为凹圆弧型设置。前缘331设置为凹圆弧型，在轴流风轮30转动时，有利于空气从扇叶33的前缘331流入。从第二交点B至第五交点D，尾缘332为凸圆弧型设置。尾缘332设置为凸圆弧型，在轴流风轮30转动时，有利于空气从扇叶33的尾缘332流出，同时起到降低噪音的效果。

进一步地，在本实施例中，第一交点A于轮毂31的轴向的投影与第二交点B于轮毂31的轴向的投影之间的垂直距离在130mm至160mm范围内。可以理解的，在轮毂31的轴向上，第一交点A在轮毂31轴向的投影所在垂直于轮毂31轴向的平面与第二交点B在轮毂31轴向的投影所在垂直于轮毂31轴向的平面之间的距离在130mm至160mm范围内。优选的，该距离为130mm、140mm、150mm、160mm。

本发明提出的轴流风轮30与现有技术方案的风轮在相同风量下的实验结果如下：

现有风轮的扇叶外缘在轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上。现有风轮的参数为：该外缘在轮毂31的轴向相垂直的平面内的投影所在圆的半径为210mm，外缘两端点于轮毂31的轴向的投影之间的垂直距离为143mm。

本发明提出的轴流风轮30参数为：第一交点A所在圆的半径L1为210mm，第一交点A于轮毂31的轴向的投影与第二交点B于轮毂31的轴向的投影之间的垂直距离为143mm，第一交点A所在圆的半径L1与第二交点B所在圆的半径L2之间的差值为5mm。

现有风轮与本发明的轴流风轮30对比结果

由上述实验对比结果可知，本发明提出的轴流风轮30与现有风轮相比，功率降低约2.5W，噪音降低约0.4dBA。由此可见，本发明提出的轴流风轮30，在不提高转速的前提下，轴流风轮30能够提高送风量，降低噪音，同时具有增大空调器的换热效率和降低电机功率的效果。

如图1所示，本发明还提出一种空调室外机100，包括：

壳体20，壳体具有容纳腔22，壳体20开设有连通容纳腔22的安装口21；

导风圈10，导风圈10安装于安装口21处，

轴流风轮30，轴流风轮30为上述的轴流风轮30，轴流风轮30设置在壳体20内，轴流风轮30的出风面与安装口21相对。

该轴流风轮30的具体结构参照上述实施例，由于本空调室外机100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

可以理解的，壳体20内设置有安装轴流风轮30的支架23和设置于支架23的电机24，轴流风轮30安装于支架22上时，轴流风轮30的轮毂31与电机24的输出轴固定连接，且轴流风轮30的出风面与安装口21相对。也即轴流风轮30的出风面与导风圈10的导风风道相对。

在本实施例的其他实施方案中，部分轴流风轮30容纳与导风风道内。壳体20通常采用金属材料制作，因此优选导风圈10与壳体20采用冲压成型法一体成型，冲压成型法是金属成型中的常用方法，且成型件壁厚较小，质量较轻，有助于减小壳体20以及导风圈10的质量。

进一步地，如图1所示，在本实施例中，轴流风轮30的扇叶33部分伸入导风圈10内，此时，扇叶33从前缘331至尾缘332的方向伸入导风圈10内。定义导风圈10轴向的宽度为d，也即导风圈10在导风圈10轴向上的高度。扇叶33伸入导风圈10的长度在2/5d至1/2d范围内。如此设计，在轴流风轮30转动过程中，有利于降低轴流风轮30的噪音。可以理解的，轴流风轮30的扇叶33伸入导风圈10的长度也可以等于导风圈10轴向的宽度d。

进一步地，作为本实施例的优选实施方案，第一交点A与导风圈10内壁之间的垂直距离在6mm至10mm范围内。也即轴流风轮30的扇叶33在垂直于轮毂31的轴向的平面内的投影形成的最大圆，与导风圈10内壁之间的垂直距离在6mm至10mm范围内。优选地，该垂直距离为6mm、7mm、8mm、9mm、10mm。如此设置，有利于保护轴流风轮30和导风圈10，避免轴流风轮30在转动过程中，与导风圈10的内壁碰撞，发生损坏。当然，该垂直距离在6mm至10mm范围内，在轴流风轮30转动过程中，有利于降低轴流风轮30的噪音，和保证轴流风轮30的送风量。

在本实施例中，导风圈10与壳体20可以是一体成型结构，如此有利于降低其生产、制作难度，提高生产效率。导风圈10与壳体20也可采用可拆卸连接方式，当壳体20和导风圈10中的一个损坏时，可拆卸出该部件进行维修或更换，避免维修或更换由壳体20和导风圈10组成的整体。可拆卸连接方式可以是螺钉、销钉、插接、卡扣等连接方式，本实施例不限于此。优选的，导风圈10与壳体20由注塑成型法一体成型，注塑成型法一体成型时的操作过程简单，容易实现，且成型效率较高，有助于简化导风圈10的制作过程，降低导风圈10的制作成本，提高导风圈10的制作效率。

本发明还提出一种空调器，包括上述的轴流风轮30。该轴流风轮30的具体结构参照上述实施例，由于本空调器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提出一种空调器，包括上述的空调室外机100。该空调室外机100的具体结构参照上述实施例，由于本空调器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种轴流风轮，其特征在于，所述轴流风轮包括轮毂和多个扇叶，多个所述扇叶沿所述轮毂的周向间隔设置，每个扇叶具有前缘、尾缘及外缘，所述前缘与所述外缘的交点为第一交点，所述尾缘与所述外缘的交点为第二交点，多个扇叶的第一交点在与所述轮毂的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上，多个扇叶的第二交点在与所述轮毂的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上，所述第一交点所在圆的半径大于所述第二交点所在圆的半径。

2.如权利要求1所述的轴流风轮，其特征在于，定义所述第一交点所在圆的半径为L1，定义所述第二交点所在圆的半径为L2，0mm＜L1-L2≤7mm。

3.如权利要求2所述的轴流风轮，其特征在于，190mm≤L1≤240mm。

4.如权利要求1所述的轴流风轮，其特征在于，每个所述扇叶的外缘包括相连接的第一段和第二段，所述第一段和所述第二段的连接点为第三交点，所述第一段与所述前缘的交点为所述第一交点，所述第二段与所述尾缘的交点为所述第二交点，所述第三交点与第一交点或第二交点在所述轮毂的轴向相垂直的平面内的投影位于同一圆周线上。

5.如权利要求4所述的轴流风轮，其特征在于，所述第一交点与所述轮毂中心的连线为第一连线，所述第二交点与所述轮毂中心的连线为第二连线，所述第三交点与所述轮毂中心的连线为第三连线，定义所述第一连线与所述第二连线在所述轮毂的轴向相垂直的平面内的投影的夹角为θ1，定义所述第二连线与所述第三连线在所述轮毂的轴向相垂直的平面内的投影的夹角为θ2，θ2≤1/2θ1。

6.如权利要求1至5中任一项所述的轴流风轮，其特征在于，所述前缘与所述轮毂的交点为第四交点，所述尾缘与所述轮毂的交点为第五交点，定义所述第四交点和所述第五交点的连线与垂直于所述轮毂的轴向的平面之间的夹角为θ3，20°≤θ3≤30°。

7.如权利要求6所述的轴流风轮，其特征在于，从所述第一交点至第四交点，所述前缘为凹圆弧型设置，从所述第二交点至第五交点，所述尾缘为凸圆弧型设置。

8.如权利要求6所述的轴流风轮，其特征在于，所述第一交点于所述轮毂的轴向的投影与所述第二交点于所述轮毂的轴向的投影之间的垂直距离在130mm至160mm范围内。

9.如权利要求6所述的轴流风轮，其特征在于，所述扇叶为三个，三个所述扇叶沿所述轮毂的周向均匀分布。

10.一种空调室外机，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有容纳腔，所述壳体开设有连通容纳腔的安装口；

导风圈，所述导风圈安装于所述安装口处，

轴流风轮，所述轴流风轮为如权利要求1至9中任一项所述的轴流风轮，所述轴流风轮设置在所述壳体内，所述轴流风轮的出风面与所述安装口相对。

11.如权利要求10所述的空调室外机，其特征在于，所述轴流风轮的扇叶部分伸入所述导风圈内，定义所述导风圈轴向的宽度为d，所述扇叶伸入所述导风圈的长度在2/5d至1/2d范围内。

12.如权利要求11所述的空调室外机，其特征在于，所述第一交点与所述导风圈内壁之间的垂直距离在6mm至10mm范围内。

13.一种空调器，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的轴流风轮；或

如权利要求10至12中任一项所述的空调室外机。