CN1106897A - 横流风扇叶轮 - Google Patents

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Abstract

一种通过将内/外径比率Di/Do设定在0.75 ～0.80之间，角βo设为17°～27°之间，且叶距— 弦长比率T/L设为0.60～0.70之间而获得的横流 风扇叶轮能显著地将不希望有的可闻噪音降低3db 并利于形成大的空气流量。根据本发明的横流风扇 叶轮包括一前格栅；一散热器；一横流风扇装置；一平 衡器；和一后导向装置。

Description

本发明一般涉及一种横流风扇叶轮，特别是涉及一种由依据实验数据的最佳设计特性而能显著地降低发生于其中的不希望出现的可闻噪音并形成大量空气流的横流风扇叶轮。
通常，图1至3中所示的传统分离式空气调节器包括一个其上具有多个空气吸口2的前格栅1。在前格栅1的下方设有一个散热器3。设置在散热器3下方的圆柱形回转横流风扇4包括一个叶片支承框架7，该叶片支承框架具有多个对中地固定在该框架圆周表面上的叶片15。平衡器5固定地设置在前格栅1内部的一预定位置处，以便防止空气在此处逆流。顶端与前格栅的一端连接的后导向装置6设置在横流风扇的后方，用于引导从横流风扇叶轮14a出来的流动空气。
现在解释上述传统横流风扇的操作。
当横流风扇4运转时，空气调节器外部的空气通过前格栅1的空气吸口吸入。吸入的空气在散热器3处加热并流向横流风扇4。由此，在横流风扇4处，空气获得流动力并由后导向装置6引导着流向空气调节器的外部，产生不希望出现的可闻噪音。
通常，已付出了很大的努力来通过调整后导向装置6和平衡器5的形状和安装位置等以减少不希望出现的可闻噪音。但是，由于不希望出现的可闻噪音的水平与空气流量及其静压力成比例，在增加横流风扇4的转数以便产生大的空气流量时，不希望出现的可闻噪音的增加与横流风扇4的转数的增加成正比。
因此，本发明的一个目的在于提供一种改进的横流风扇叶轮。
本发明的另一个目的在于提供一种能显著地降低发生于其中的噪音的横流风扇叶轮。
本发明的再一个目的在于提供一种能利于达到以较高效率产生空气调节器所需的空气流量的横流风扇叶轮。
为了实现上述目的，根据本发明的横流风扇叶轮包括一前格栅，它设置在空气调节器主体的顶部，其上具有多个空气吸入开口;一个设置在前格栅下方的散热器;一个横流风扇装置，它设置在散热器的下方，具有一叶片支承框架，在该叶片支承框架的圆周表面上有多个叶片;一个平衡器，它设置在前格栅内表面的预定位置处，用于防止空气逆流;以及一个后导向装置，该装置的顶端与前格栅的一端连接，用于引导从横流风扇叶片出来的流动空气。
参照下述的对本发明的一个实施例的详细描述及附图可以更易于理解本发明的目的及特性，图中：
图1是表示传统的分离式空气调节器的横截面视图;
图2A是表示图1所示横流风扇的主视图;
图2B是表示图1所示横流风扇的侧视图;
图3A是表示横流风扇叶轮的叶片的详图;
图3B是表示横流风扇叶轮的叶片的放大图;
图4A是表示横流风扇叶轮的横截面视图，表明风扇叶轮的较大的内/外径比率，
图4B是表示横流风扇叶轮的横截面视图，
表明风扇叶轮的较小的内/外径比率;
图5A至5C是根据横流风扇的不同的内/外径比率表示以实验数据为基础的特性图;
图6A至6C是根据位于风扇叶轮14a的圆周上一点处的风扇叶轮的圆周切线和风扇叶片15的切线之间形成的角β。表示以实验数据为基础的特性图;以及
图7是表示横流风扇的不同的叶距一弦长比率的特性图。
请参看图3至4，现在说明根据本发明的改进的横流风扇叶轮。
首先，排除对横流风扇叶轮的与上述传统结构相同的结构的解释。
根据本发明的一个实施例，公开了一组表示于表1中的实验数据，所述实验数据是通过改变风扇叶轮14a的形状，但保持后导向装置6和平衡器5的形状而得到的。
表1
叶轮试样1 叶轮试样2 叶轮试样3
在流程结构相同的条件下 流动强度 13.8CMM 11.9CMM 9.29CMM
静压力 5.0mmAg 3.9mmAg 2.6mmAg
＊每分钟转数（RPM）：1000
在流程结构相同的情况下，静压力相对于风扇叶轮14a的形状的改变明显地示于图1中。
因此，根据本发明的一个实施例，通过改变风扇叶轮的形状，可以用一个方法来实现较低的噪音发生水平及较大的空气流量。
首先，根据位于风扇叶轮14a的圆周上一点处的风扇叶轮的圆周切线和风扇叶片15的切线之间形成的角βo，空气的流速在风扇叶片15的顶缘部分显著地改变。
另外，作为改变空气流量的一个主要因素的每个风扇叶片15的长度L取决于横流风扇4的内/外径比率Di/Do。此外，同样也作为改变空气流量的另一主要因素的风扇叶片15的曲率根据横流风扇4的内/外径比率Di/Do变化，这样，可使流动空气的压力改变。
因此，在叶轮14a处的空气流动特性根据横流风扇4的内/外径比率Di/Do及角度β。而改变，所述角βo形成于位于风扇叶轮14a的圆周上一点处的风扇叶轮的圆周切线和风扇叶片15的切线之间。
另外，叶片之间的距离（或叶距）T和内弯叶片的弦长L也是改变空气调节器的横流风扇4中的空气流量的主要因素，也就是说，空气流量取决于叶距和弦长的比率T/L。
因此，空气流量和不希望有的噪音根据上述因素变化。
下表表示角βo，角βi和根据内/外径比率Di/Do改变的叶距和弦长的比率T/L之间的关系，其中角βi形成于位于横流风扇4内径的内圆周上一点处的风扇叶轮14a的圆周切线和风扇叶片15的切线之间。
风扇 角β0 内／外径比率Di/Do 叶片的弦长 T/L
1 17° 0.77 14.24 0.630
2 19° 0.77 14.07 0.638
3 21° 0.77 13.90 0.646
4 21° 0.75 15.10 0.595
5 21° 0.80 12.10 0.742
6 23° 0.77 13.74 0.654
7 25° 0.77 13.59 0.661
＊角β设定为90°
根据上述实验数据，对于有效地降低不希望有的可闻噪音水平并利于产生较大的空气流量而言，角βo的最佳值应为21°，而内/外径比率Di/Do的最佳值应为0.77。
请参看图5至7，在内/外径比率Di/Do为0.77，角βo为21°并且横流风扇4的每分钟转数（RPM）为800～1200的条件下进行以实验数据为基础的对这些图的描述。
图5A表示在将角βo设为21°，每分钟转数（RPM）设为800时，静压力，空气流量，噪音水平随内/外径比率Di/Do变化的特性。如图所示，当横流风扇4的内/外径比率Di/Do为0.77时，可得到最佳结果。
图5B表示在将角βo设为21°，每分钟转数（RPM）设为1000时，静压力，空气流量和噪音水平随内/外径比率Di/Do变化的特性。如图所示，当横流风扇的内/外径比率Di/Do为0.77时，空气流量与Di/Do等于0.75时的情况相同，但是噪音水平和静压力相对较高。在这种情况下，噪音水平总的来说是低的。
图5C表示静压力，空气流量，噪音水平随内/外径比率Di/Do变化的特性。如图所示，当内/外径比率Di/Do是0.77时，空气流量及噪音水平与空气流量为0.75时相比相对较高。在这种情况下，噪音水平总的来说是低的。
因此，内/外径比率Di/Do的最佳值为0.77。
图6A表示在将内/外径比率Di/Do设为0.77，而RPM设为800时，静压力，空气流量及噪音水平随叶片的角βo变化的特性。如图所示，当角βo位于17°至21°的范围内时，噪音水平的变化与空气流量及其静压力成比例，但是，当角βo大于21°时，噪音水平显著增高，而空气流量及静压力明显减小。
图6B表示在将内/外径比率Di/Do设为0.77，RPM设为1000时静压力，空气流量，噪音水平随叶片的角βo变化的特性。如图所示，当角βo处于17°至23°的范围内时，噪音水平随角βo的增加而降低，但是当角βo超过23°时，空气流量和静压力变低，相反，噪音水平明显变高。
图6C表示在将内/外径比率Di/Do设为0.77，而将RPM设为1200时，静压力，空气流量，噪音水平随叶片的角βo变化的特性。如图所示，当角βo处于17°至21°的范围内时，噪音水平的改变与空气流量和静压力成比例，但是，当角βo超过21°时，空气流量降低，相反，噪音水平相对较高。
因此，不管横流风扇的转数大小，在角βo为大约21°时可得到较低的噪音水平，并且如所示出高的空气流量及所需的静压力。
当内/外径比率Di/Do处于0.75～0.80的范围内，角βo处于17°～27°的范围内时，得到横流风扇的最佳设计特性。
同时，由于叶片间的距离T根据横流风扇的内/外径比率Di/Do及叶片数变化，并且内弯叶片的弦长L根据横流风扇的内/外径比率Di/Do及叶片的角βo变化，因此，可以知道，横流风扇的最佳设计需求取决于横流风扇的内/外径比率Di/Do，叶片的角βo和叶距与弦长的比率T/L。
图7表示在将横流风扇的外径Do设为100mm时，静压力，空气流量，噪音水平随叶片的叶距一弦长比率变化的特性。如图所示，叶片的最佳叶距-弦长比率值在0.60～0.70的范围内。
因此，根据本发明，通过使内/外径比率Di/Do处在0.75～0.80的范围内，角βo处于17°～27°的范围内，并且叶距-弦长的比率T/L处于0.60～0.70的范围内，可获得最佳的横流风扇叶轮，它能明显地将不希望有的可闻的噪音降低3db，并利于产生大的空气流量。

Claims (3)

1、一种横流风扇叶轮，包括：
一个前格栅，它设置在空气调节器主体的顶部，其上具有多个吸入空气的开口；
一个设置在前格栅下方的散热器；
一个横流风扇装置，它设置在散热器的下方，具有一个叶片支承框架，在该框架的圆周表面上设有多个叶片；
一个平衡器，它设置在前格栅的内表面的一个预定部分上，用于防止空气逆流；以及
一个后导向装置，其顶端与前格栅的一端连接，用于引导从横流风扇叶轮来的流动的空气。
2、如权利要求1所述的横流风扇叶轮，其特征在于，所述横流风扇装置的横流风扇的内/外径比率处于0.75～0.80的范围内，其叶片的叶距-弦长比率处于0.60～0.70的范围内。
3、如权利要求1所述的横流风扇叶轮，其特征在于，所述横流风扇装置的在位于风扇叶轮圆周上一位置处的风扇叶片的圆周切线与风扇叶片的切线之间的角度在17°～27°之间，其叶轮的叶距-弦长比率在0.60～0.70之间。
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