CN110701105A - 轴流风机及具有其的空调室外机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轴流风机及具有其的空调室外机。其中，所述轴流风机包括轮毂和与所述轮毂连接的叶片，所述叶片包括连接至所述轮毂的叶根部以及远离所述轮毂的边缘部，在叶片的旋转方向上，所述叶片具有前缘和后缘，所述叶片具有朝上的上表面和朝下的下表面，所述叶片包括靠近所述轮毂的第一叶片区和远离所述轮毂的第二叶片区，所述第一叶片区的上表面呈向下凹陷的曲面，所述第二叶片区的上表面呈向上凸起的曲面。本发明提供的轴流风机可以提高效率和降低噪音。

Description

轴流风机及具有其的空调室外机

技术领域

本发明涉及风机技术领域，尤其涉及一种轴流风机及具有其的空调室外机。

背景技术

轴流风机通常包括轮毂和叶片，在轴流风机的旋转过程中，叶片两面的压力不同，其中，压力高的一侧为压力面，压力低的一侧为吸力面。由于叶片跟位于其外围的导风圈之间会存在间隙，压力面一侧的流体会绕过叶顶流向吸力面，从而在叶顶处形成叶顶泄漏涡(TLV，Tip Leakage Vortex)。压差越大，叶顶泄漏涡的强度就越大。而叶顶泄漏涡是影响风机的效率以及产生噪音的主要因素。因此，研究如何减小叶顶泄漏涡从而提升风机的效率和减少风机的噪音有着重要的意义。

发明内容

本发明提供一种轴流风机及具有其的空调室外机，可以提高风机的效率以及降低噪音。

为实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现。

一种轴流风机，包括轮毂和与所述轮毂连接的叶片，所述叶片包括连接至所述轮毂的叶根部以及远离所述轮毂的边缘部，在叶片的旋转方向上，所述叶片具有前缘和后缘，其中，所述叶片具有朝上的上表面和朝下的下表面，所述叶片包括靠近所述轮毂的第一叶片区和远离所述轮毂的第二叶片区，所述第一叶片区的上表面呈向下凹陷的曲面，所述第二叶片区的上表面呈向上凸起的曲面。

进一步的，所述第一叶片区的外沿到所述轴流风机的旋转轴线的距离与所述叶片的边缘部到所述轴流风机的旋转轴线的距离之比不小于0.45且不大于0.9。

进一步的，所述第一叶片区的外沿和所述第二叶片区的内沿相邻接。

进一步的，以所述轴流风机的旋转轴线为中心轴线的圆柱面与位于所述叶根部到所述边缘部的距离的50％处以内的叶片区域的上表面相交形成截面曲线，所述截面曲线在所述叶片的前缘至后缘的方向上，其与所述旋转轴线之间的夹角逐渐增大。

进一步的，以所述轴流风机的旋转轴线为中心轴线的圆柱面与位于所述叶根部到所述边缘部的距离的60％至90％区间内的叶片区域的上表面相交形成的截面曲线中，至少存在一条截面曲线其在所述叶片的前缘至后缘的方向上、与旋转轴线之间的夹角先减小后增大。

进一步的，在从所述前缘向后缘的方向上，所述第二叶片的上表面的曲率半径逐渐增大。

进一步的，所述叶片的后缘呈S形。

进一步的，所述轴流风机的旋转轴线和所述后缘的叶根部的连线，与所述轴流风机的旋转轴线和所述后缘的边缘部的连线，在水平面上的投影之间的夹角大小为15度至45度。

进一步的，所述叶片的边缘部具有斜切面。

进一步的，所述前缘和/或后缘的边缘部处具有倒角。

本发明还提供一种空调室外机，其包括如以上任一技术方案所述的轴流风机。

本发明提供的轴流风机，叶片的靠近轮毂的第一叶片区的上表面呈向下凹陷的曲面，如此设置可以提高该叶片区的负荷，保证风量，从而提升效率；叶片的远离轮毂的第二叶片区的上表面呈向上凸起的曲面，如此设置可以降低该叶片区的负荷，减小该叶片区的变形，从而降低叶顶泄漏涡强度，减少能量损失，提升效率同时可降低噪音。本发明提供的空调室外机因具有上述轴流风机，当然也具有上述有益效果。

附图说明

图1是本发明轴流风机一较佳实施例的立体图。

图2是本发明轴流风机一较佳实施例的侧视图。

图3是本发明轴流风机一较佳实施例的俯视状态下叶片分区的示意图。

图4是本发明轴流风机一较佳实施例的俯视图。

图5是图4中沿A-A线的剖视图。

图6是图4中沿B-B线的剖视图。

图7是图4中沿C-C线剖开后的截面示意图。

图8是本发明轴流风机一较佳实施例的仰视图。

图9是图1中D处的局部放大图。

图10是图1中E处的局部放大图。

图11是图5中F处的局部放大图。

图12是噪音的测试数据对比图。

附图标号说明：100-轴流风机；1-轮毂；2-叶片；21-叶根部；22-边缘部；23-前缘；24-后缘；251-第一叶片区；252-第二叶片区；253-第三叶片区；221-斜切面；231-前缘尾部倒角；241-后缘尾部倒角。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

下面结合附图，对本发明一实施例的轴流风机及具有其的空调室外机进行详细介绍。

请参阅图1和图2，在一较佳实施例中，本发明的轴流风机100包括轮毂1和与所述轮毂1连接的叶片2。

所述轮毂1大致呈圆柱筒状，其内设有用于与电机的输出轴相连的连接柱，所述连接柱上有D形孔。所述圆柱筒状的轮毂1内还设有呈辐射状分布的若干条支撑筋，用以增强结构强度。

所述叶片2包括连接至所述轮毂1的外周的叶根部21以及远离所述轮毂1的边缘部22。在叶片2的旋转方向上，如图1中箭头所指示的方向，所述叶片具有前缘23和后缘24。在本实施例中，所述叶片2的数量为3个，该3个叶片2的边缘部22在水平面上的投影处于同一个圆上。在其他实施例中，所述叶片2的数量也可以为4个、5个或更多。

请参阅图3所示，所述叶片2包括靠近所述轮毂1的第一叶片区251和远离所述轮毂1的第二叶片区252。请参阅图4至图6所示，所述叶片2具有朝上的上表面和朝下的下表面，所述第一叶片区251的上表面呈向下凹陷的曲面，所述第二叶片区252的上表面呈向上凸起的曲面。需要说明的是，上述靠近轮毂1和远离轮毂1的表述是第一叶片区251和第二叶片区252之间相对而言的。也即，所述第一叶片区251相对于所述第二叶片区252而言是靠近所述轮毂1的；同理，所述第二叶片区252相对于所述第一叶片区251而言是远离所述轮毂1的。在本实施例中，所述第一叶片区251和所述叶片2的叶根部21之间还具有第三叶片区253，所述第三叶片区253的上表面可以是平面，也可以是曲面。在其他实施例中，也可以不具有第三叶片区253，换言之，所述第一叶片区251直接从叶根部21开始向外延伸形成，也即所述第一叶片区251的内沿位于所述叶根部21处。

请重点参阅图3和图5所示，在本实施例中，所述叶片2自叶根部21向边缘部22依次包括第三叶片区253、第一叶片区251和第二叶片区252。所述轴流风机100的旋转轴线到所述第一叶片区251的内沿的距离为L1，所述轴流风机100的旋转轴线到所述第一叶片区252的外沿的距离为L2，所述轴流风机100的旋转轴线到所述边缘部22的距离为L3。所述轴流风机100的旋转轴线到所述第一叶片区252的外沿的距离为L2与所述轴流风机100的旋转轴线到所述边缘部22的距离为L3之比不小于0.45且不大于0.9。L2和L3之比例如可以为0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85等。在本实施例中，所述第一叶片区251的外沿和所述第二叶片区252的内沿相邻接，即所述第一叶片区251的外沿处即为与所述第一叶片区251与第二叶片区252的相交点。在其他实施例中，所述第一叶片区251的外沿和所述第二叶片区252的内沿也可以不邻接。例如在第一叶片区251和第二叶片区252之间也可以设置有一段或多段上表面为平面的或曲面的区域。进一步的，在从所述前缘23向后缘24的方向上，所述第二叶片区252的上表面的曲率半径逐渐增大。

请参阅图4和图7所示，以所述轴流风机100的旋转轴线为中心轴线的圆柱面与叶片2相交所形成的截面，即图4中沿C-C线形成的截面，其截面形状的示意图如图7所示。以所述轴流风机100的旋转轴线为中心轴线的圆柱面与位于所述叶根部21到所述边缘部22的距离的50％处以内的叶片区域的上表面相交形成的截面曲线，该截面曲线在所述叶片2的前缘23至后缘24的方向上，其与所述旋转轴线之间的夹角逐渐增大。即在图7所示的示意图中，角b是上述截面曲线上任一点的切线与旋转轴线之间的夹角，该夹角自下而上呈逐渐增大设置。对于风机水平放置的而言，所述旋转轴线也即竖直线。而，以所述轴流风机100的旋转轴线为中心轴线的圆柱面与位于所述叶根部21到所述边缘部22的距离的60％至90％区间内的叶片区域的上表面相交形成的截面曲线中，至少存在一条截面曲线其在所述叶片2的前缘23至后缘24的方向上、与旋转轴线之间的夹角先减小后增大。优选的，夹角先减小后增大的变化走势满足抛物线方程。如此形成的扭曲的叶片形状，可以在保证风量的同时减小叶片2的变形量，从而在提升效率同时可降低噪音。

请参阅图8所示，所述叶片2的后缘24呈S形。轴流风机100的外侧常安装有防护格栅，防护格栅包括若干个栅条。本发明一实施例中将叶片2的后缘24设置成S形，后缘24上的各点经过某一栅条时存在相位差，这样会消弱叶片2带动的气流与栅条之间的相互作用，从而降低在某一频段上噪音出现峰值的可能性，以进一步达到降低噪音的效果。进一步的，所述轴流风机100的旋转轴线和所述后缘24的叶根部21的连线，与所述轴流风机100的旋转轴线和所述后缘24的边缘部22的连线，在水平面上的投影形成夹角a，夹角a大小为15度至45度。例如18度、20度、22度、25度、28度、30度、32度、35度、38度、40度、42度等。夹角a大小的优选范围为20度至30度。

请参阅图9和图10，所述前缘23和后缘24的边缘部22处均具有倒角。所述前缘23的边缘部22处具有前缘尾部倒角231，所述后缘24的边缘部22处具有后缘尾部倒角241。设置倒角可以改善叶片2的该类尖角处的受力，减小叶片2的尖角处的变形，进而降低噪音。请参阅图11，所述叶片2的边缘部22还具有斜切面221。设置斜切面221可以改善叶片2的边缘部22处的受力，减小叶片2叶顶处变形，从而降低噪音。

如下表一是本发明一实施例技术方案的轴流风机与同类型的传统轴流风机在达到相同风量情况下的输入功率测试数据。从测试数据可以看出，在达到252.51m³/min的风量下，传统设计的输入功率约为1003W，而采用本发明技术方案的输入功率约为764W，其输入功率降低了大约20％。本发明的技术方案提高风机效率的作用明显。

表一

	叶径	转数	风量	输入功率
					本发明方案	575mm	1058rpm	252.51m<sup>3</sup>/min	764.14W
传统方案	575mm	1075rpm	252.51m<sup>3</sup>/min	1003.28W

如下表二是采用本发明一实施例技术方案的轴流风机与同类型的传统轴流风机的噪音测试数据。图12是根据该测试数据绘制的图，从表二中的数据以及图12可以看出，在相同风流量的情况下，本发明方案比传统方案的噪音声压级大约降低2dBA。

表二

通过以上对具体实施例的描述可知，本发明提供的轴流风机100，叶片2的靠近轮毂1的第一叶片区251的上表面呈向下凹陷的曲面，如此设置可以提高该叶片区的负荷，保证风量，从而提升效率；叶片2的远离轮毂1的第二叶片区252的上表面呈向上凸起的曲面，如此设置可以降低该叶片区的负荷，减小该叶片区的变形，从而降低叶顶泄漏涡强度，减少能量损失，提升效率同时可降低噪音。本发明还提供一种的空调室外机，其包括上述轴流风机。因本发明提供的空调室外机具有上述轴流风机，当然也具有上述有益效果。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种轴流风机，包括轮毂和与所述轮毂连接的叶片，所述叶片包括连接至所述轮毂的叶根部以及远离所述轮毂的边缘部，在叶片的旋转方向上，所述叶片具有前缘和后缘，其特征在于，所述叶片具有朝上的上表面和朝下的下表面，所述叶片包括靠近所述轮毂的第一叶片区和远离所述轮毂的第二叶片区，所述第一叶片区的上表面呈向下凹陷的曲面，所述第二叶片区的上表面呈向上凸起的曲面。

2.如权利要求1所述的轴流风机，其特征在于，所述第一叶片区的外沿到所述轴流风机的旋转轴线的距离与所述叶片的边缘部到所述轴流风机的旋转轴线的距离之比不小于0.45且不大于0.9。

3.如权利要求2所述的轴流风机，其特征在于，所述第一叶片区的外沿和所述第二叶片区的内沿相邻接。

4.如权利要求1所述的轴流风机，其特征在于，以所述轴流风机的旋转轴线为中心轴线的圆柱面与位于所述叶根部到所述边缘部的距离的50％处以内的叶片区域的上表面相交形成截面曲线，所述截面曲线在所述叶片的前缘至后缘的方向上，其与所述旋转轴线之间的夹角逐渐增大。

5.如权利要求1所述的轴流风机，其特征在于，以所述轴流风机的旋转轴线为中心轴线的圆柱面与位于所述叶根部到所述边缘部的距离的60％至90％区间内的叶片区域的上表面相交形成的截面曲线中，至少存在一条截面曲线其在所述叶片的前缘至后缘的方向上、与所述旋转轴线之间的夹角先减小后增大。

6.如权利要求2所述的轴流风机，其特征在于，在从所述前缘向后缘的方向上，所述第二叶片区的上表面的曲率半径逐渐增大。

7.如权利要求1所述的轴流风机，其特征在于，所述叶片的后缘呈S形。

8.如权利要求7所述的轴流风机，其特征在于，所述轴流风机的旋转轴线和所述后缘的叶根部的连线，与所述轴流风机的旋转轴线和所述后缘的边缘部的连线，在水平面上的投影之间的夹角大小为15度至45度。

9.如权利要求1所述的轴流风机，其特征在于，所述叶片的边缘部具有斜切面。

10.如权利要求1所述的轴流风机，其特征在于，所述前缘和/或后缘的边缘部处具有倒角。

11.一种空调室外机，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的轴流风机。

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