CN110360150B - 风轮、离心风机及空调器室内机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风轮、离心风机及空调器室内机，涉及空调技术领域，解决了离心风机运行噪音大的技术问题。该风轮包括轮盘、轮盖和叶片，叶片为小弦长仿长耳鸮翼型结构，叶片出口高度与风轮高度的比例A＝[0.55，0.75]；叶片自叶根到叶顶对应的弦长和/或进出口角逐渐增大；叶片从进口边到出口边为整体呈扭曲的波浪面；离心风机包括上述风轮；空调器室内机包括上述离心风机。本发明通过采用7片叶片+小弦长仿长耳鸮翼型+大出口角+中等风轮出口高度叶型的组合降噪优化设计，使得叶片表面流动分离得到有效抑制；同时，在大出口角且风量相同的情况下，风轮做功功耗得到有效控制，提升风轮做功功率，进而使得同风量下，风轮运转噪声得到有效改善与降低。

Description

风轮、离心风机及空调器室内机

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其是涉及一种风轮、离心风机及空调器室内机。

背景技术

后向离心风轮组件由于其具有360度均匀出风的特性，被广泛应用于空调器的室内机组中，而空调器室内机组由于安装在室内，通常面临较高的噪音要求，噪音控制不达标，极易导致用户大量投诉，也会大幅削减产品市场竞争力。风机部件，作为室内机噪声的主要激励源，使得如何有效控制其气动噪声，降低声辐射效率成为空调行业专业人员不断致力攻克的技术难关。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风轮、离心风机及空调器室内机，以解决现有技术中存在的离心风机运行噪音大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种风轮，包括轮盘、轮盖和设置在所述轮盘和所述轮盖之间的多个叶片，气流从所述轮盖中部的进气口进入后经相邻的所述叶片之间形成的出气口流出，所述叶片为小弦长仿长耳鸮翼型结构，所述叶片出口高度与风轮高度的比例A＝[0.55，0.75]。

作为本发明的进一步改进，所述叶片自叶根到叶顶对应的弦长和/或进出口角逐渐增大。

作为本发明的进一步改进，所述叶片从叶根到叶顶的进出口角度增幅为5-10°。

作为本发明的进一步改进，所述叶片对应于叶根处的出口角Q2＝[40°，50°]。

作为本发明的进一步改进，所述叶片对应于叶根处的进口角Q1＝[15°，30°]。

作为本发明的进一步改进，所述叶片对应于进口边的进口斜切角Q3＝[0°，8°]。

作为本发明的进一步改进，所述叶片的进口斜切角从叶根到叶顶为线性分布或多次函数分布。

作为本发明的进一步改进，所述叶片从进口边到出口边为整体呈扭曲的波浪面。

作为本发明的进一步改进，所述叶片的出口边向风轮旋转方向倾斜，所述叶片的进口边向风轮旋转反方向倾斜。

作为本发明的进一步改进，所述叶片的出口边倾斜角度Q4＝[3°，12°]。

作为本发明的进一步改进，所述叶片的叶顶处叶型轮径比小于叶根处叶型轮径比。

作为本发明的进一步改进，所述叶片的叶顶处叶型轮径比B＝[0.64，0.69]，叶根处叶型轮径比B＝[0.7，0.76]。

作为本发明的进一步改进，所述叶片的数量为七片。

本发明提供的一种离心风机，包括所述的风轮。

作为本发明的进一步改进，所述风轮为后向离心风轮。

本发明提供的一种空调器室内机，包括所述的离心风机。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明提供了一种7叶后向离心风轮，针对叶型做优化改进，在风轮结构尺寸明显受限的应用环境下保持叶片直径和风轮高度不变的同时，有效降低声源辐射效率，优化同风量下风轮气动噪声水平，使得风轮运行工况有效逼近最小噪声运行工况；通过采用7片叶片+小弦长仿长耳鸮翼型+大出口角+中等风轮出口高度叶型的组合降噪优化设计，通过将叶片弦长设置成自叶根(轮盘侧)向叶顶(轮盖侧)逐渐增大，叶片整体构型呈上大下小配置；通过将叶片出口边向风轮旋转方向倾斜，叶片进口边向风轮旋转反方向倾斜，叶片整体呈扭曲构型；本发明主要基于上述组合降噪措施，使得叶片表面流动分离得到有效抑制；同时，在大出口角且风量相同的情况下，风轮做功功耗得到有效控制，提升风轮做功功率，进而使得同风量下，风轮运转噪声得到有效改善与降低。

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获得其他的附图。

图1是本发明风轮的立体结构示意图；

图2是本发明风轮的主视图；

图3是本发明风轮的俯视图；

图4是本发明风轮的俯视截面图；

图5是本发明风轮中叶片出口倾角示意图；

图6是本发明风轮中叶片的长耳鸮翼型示意图；

图7是本发明风轮中叶片的立体结构示意图；

图8是本发明风轮中叶片的俯视图；

图9是本发明风轮中叶片侧视图；

图10是本发明风轮中叶片的主体部的主视图；

图11是图10的俯视图；

图12是图10的侧视图。

图中1、轮盘；2、轮盖；3、叶片；31、主体部；32、连接部；4、轮毂；5、风轮；100、进气口；200、出气口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1-图3所示，本发明提供了一种风轮，包括轮盘1、轮盖2和设置在轮盘1和轮盖2之间的多个叶片3，气流从轮盖2中部的进气口100进入后经相邻的叶片3之间形成的出气口200流出，其中，轮盘1为环形结构，轮盘1的中间开口处设置有轮毂4，轮毂4的周向边缘与环形的轮盘1内侧边缘连接，轮盖2做为进风环，轮盖2与轮盘1为同心间隔设置，轮盖2也为环形结构，轮盖2的内侧开口形成进风口100，轮盖2和轮盘1之间形成风腔，轮盘1的周向边缘和轮盖2的外侧边缘之间形成出风区域，如图4所示，叶片3的数量为多个，多个叶片3沿轮盖2的周向设置在轮盘1和轮盖2之间，多个叶片3的外侧端形成叶片外径，叶片3的内侧端形成叶片内径，如图7所示，叶片3为小弦长仿长耳鸮翼型结构，如图5所示，叶片3出口高度与风轮高度的比例A＝[0.55，0.75]。A值为0.55-0.75区间时为中等风轮出口高度叶型。

如图7-图12所示，叶片3包括主体部31和连接部32，主体部31底部与轮盘1连接，连接部32顶部与轮盖2连接。主体部31底部为叶片3的叶根，连接部32顶部为叶片3的叶顶。

作为一种可选的实施方式，叶片3自叶根到叶顶对应的弦长和/或进出口角逐渐增大。通过将叶片3设置成从叶根到叶顶弦长逐渐增大，也就是使叶片3形成上大下小的结构。

具体的，叶片3从叶根到叶顶的进出口角度增幅为5-10°。

具体的，在本发明中，叶片3对应于叶根处的出口角Q2＝[40°，50°]。

具体的，在本发明中，叶片3对应于叶根处的进口角Q1＝[15°，30°]。

具体的，在本发明中，叶片3对应于进口边的进口斜切角Q3＝[0°，8°]。

具体的，在本发明中，叶片3的进口斜切角从叶根到叶顶为线性分布或多次函数分布。

具体的，在本发明中，叶片3从进口边到出口边为整体呈扭曲的波浪面。

如图3和图4所示，作为一种可选的实施方式，叶片3的出口边向风轮旋转方向倾斜，叶片3的进口边向风轮旋转反方向倾斜。也就是叶片3的进出口两侧边沿分别向相反的方向倾斜。

需要说明的是，在本发明中，叶片3的出口边倾斜角度Q4＝[3°，12°]。

叶片4的叶顶处叶型轮径比小于叶根处叶型轮径比。轮径比是指：同一水平截面上，叶片3内径与叶片3外径的比值，叶片3内径是指叶片3进口边处对应的直径大小，而叶片3外径则是指叶片3出口边处对应的直径大小，也就是叶片内圆和叶片外圆的比值。

作为一种可选的实施方式，叶片3的叶顶处叶型轮径比B＝[0.64，0.69]，叶根处叶型轮径比B＝[0.7，0.76]。

具体的，叶片3的数量为七片。七片叶片3均匀设置。

本发明提供的一种离心风机，包括风轮5。

上述的，风轮5为后向离心风轮5。

本发明提供的一种空调器室内机，包括上述的离心风机。

实施例1：

如图1和图2所示为风轮整体结构视图，风轮采用7片叶片3沿圆周方向均匀布置，每个叶片3均为小弦长短叶片结构，自叶根到叶顶，叶片3的弦长、以及叶片的进出口角按逐步增大规律进行分布；其中，短叶片是指叶片3翼型弦长较小的叶片，或者说从风轮水平截面上看上去叶片比较短；叶片的进口角：叶片中型线在进口处的切线与该切点处沿着风轮旋转反方向切线的夹角，即为叶片进口角；叶片3出口边向风轮旋转方向倾斜一定角度，叶片3进口边向风轮旋转反方向进行倾斜，叶片3进口边的倾斜，可通过不同叶高处的弦长分布、叶片3进口角分布以及叶片3进口斜切角分布进行控制；叶片3出口高度采用中等出口高度。

如图3所示为风轮的俯视图，由图3可知，叶顶弦长明显大于叶根弦长，其中叶顶处叶型轮径比以0.64～0.69为宜，叶根处叶型轮径比以0.7～0.76为宜。在风轮扁平度相对较小时也就是风轮直径/风轮高度比值越小时，风轮外形越瘦高，气流是按斜流路径通过叶片3表面，叶片3进口靠近叶根处的叶片做功贡献度降低，但仍保有较大的特征尺寸，实质上贡献了部分不必要的声源辐射声功率。叶根侧叶片出口角以40～50度，叶片叶根侧进口角以15～30度为宜，叶根到叶顶的进出口角度增幅以5～10度为宜，叶片进口侧的进口斜切角以0～8度为宜，由叶根到叶顶可采用线性分布，或多次函数分布。

结合图4、图5可知，叶片出口边向旋转方向倾斜，倾斜角度以3～12度为宜，叶片出口边倾斜可在一定程度上轻微缓解叶片表面由压力差而导致的出口横向二次流动。叶片进口边倾斜则可适当改善叶片进口来流冲角，适当减缓叶片表面流动分离情况。叶片出口高度占风轮高度0.55～0.75为宜，叶片出口高度匹配合理，同时匹配长耳鸮翼型，可有效改善流动分离，减小叶片表面逆压梯度，提高风轮做功效率，减小流动损失，进而有效改善风轮运行所产生的气动噪声。

逆压梯度是指：压力梯度方向与流动方向相反时的压力分布特征。即，压力沿着流体流动方向逐渐增高，而压力上升的同时，会向流体施加一个与运动反方向的压差阻力，该阻力的存在容易使得流体附面层发生流动分离，产生二次流动，增加流动损失。，当叶片表面逆压梯度得到削弱缓解时，风机做功损失自然得到降低，在相同输入功率下，叶片可以传递更多有效功到气体，进而使得风轮做功效率提升。一般情况下，风机运行效率越高，越接近风机最小噪声运行工况。本发明提供了一种7叶后向离心风轮，针对叶型做优化改进，在风轮结构尺寸明显受限的应用环境下保持叶片直径和风轮高度不变的同时，有效降低声源辐射效率，优化同风量下风轮气动噪声水平，使得风轮运行工况有效逼近最小噪声运行工况；通过采用7片叶片+小弦长仿长耳鸮翼型+大出口角+中等风轮出口高度叶型的组合降噪优化设计，通过将叶片弦长设置成自叶根(轮盘侧)向叶顶(轮盖侧)逐渐增大，叶片整体构型呈上大下小配置；通过将叶片出口边向风轮旋转方向倾斜，叶片进口边向风轮旋转反方向倾斜，叶片整体呈扭曲构型；本发明主要基于上述组合降噪措施，使得叶片表面流动分离得到有效抑制；同时，在大出口角且风量相同的情况下，风轮做功功耗得到有效控制，提升风轮做功功率，进而使得同风量下，风轮运转噪声得到有效改善与降低。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种风轮，包括轮盘、轮盖和设置在所述轮盘和所述轮盖之间的多个叶片，气流从所述轮盖中部的进气口进入后经相邻的所述叶片之间形成的出气口流出，其特征在于，所述叶片的数量为七片，所述叶片为仿长耳鸮翼型结构，所述叶片出口高度与风轮高度的比例A＝[0.55，0.75]；所述叶片自叶根到叶顶对应的弦长和/或进出口角逐渐增大；所述叶片从进口边到出口边为整体呈扭曲的波浪面；从所述轮盘侧至所述轮盖侧的方向看，所述叶片的出口边向风轮旋转方向倾斜，所述叶片的进口边向风轮旋转反方向倾斜。

2.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于，所述叶片从叶根到叶顶的进出口角度增幅为5-10°。

3.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于，所述叶片对应于叶根处的出口角Q2＝[40°,50°]。

4.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于，所述叶片对应于叶根处的进口角Q1＝[15°,30°]。

5.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于，所述叶片对应于进口边的进口斜切角Q3＝[0°,8°]。

6.根据权利要求5所述的风轮，其特征在于，所述叶片的进口斜切角从叶根到叶顶为线性分布或多次函数分布。

7.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于，所述叶片的出口边倾斜角度为Q4＝[3°,12°]。

8.根据权利要求1-6、7任一所述的风轮，其特征在于，所述叶片的叶顶处叶型轮径比小于叶根处叶型轮径比。

9.根据权利要求8所述的风轮，其特征在于，所述叶片的叶顶处叶型轮径比B＝[0.64，0.69]，叶根处叶型轮径比B＝[0.7，0.76]。

10.一种离心风机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的风轮。

11.根据权利要求10所述的离心风机，其特征在于，所述风轮为后向离心风轮。

12.一种空调器室内机，其特征在于，包括如权利要求10-11任一所述的离心风机。

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