CN112012960A - 风叶组件、风机组件和空调器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种风叶组件、风机组件和空调器。该风叶组件包括风叶本体;所述风叶本体的出风边包括齿状结构,所述齿状结构一端与所述风叶本体的边缘线连接。在风叶本体的出风边设置锯齿结构,来改善叶片表面流动分离,提高流动效率,降低风机功耗。
Description
技术领域
本申请属于空调器技术领域,具体涉及一种风叶组件、风机组件和空调器。
背景技术
目前随着新国标能效的推出,空调能效急需提高,空调各零部件提效降功耗已成为空调设计的主流,轴流风叶作为室外机主要功耗部件之一,其性能直接影响整机能效,进一步提高轴流风叶运行效率,已不可避免。
发明内容
因此,本申请要解决的技术问题在于提供一种风叶组件、风机组件和空调器,能够提高运行效率,降低功耗。
为了解决上述问题,本申请提供一种风叶组件,包括:
风叶本体;
所述风叶本体的出风边包括齿状结构,所述齿状结构一端与所述风叶本体的边缘线连接。
优选地,所述齿状结构的齿谷数量为3-6个,齿峰的数量为2-5个。
优选地,所述齿谷数为4个,所述齿峰数为3个。
优选地,所述齿谷基元级的安装角度α与所述基元级相对半径的关系为:其中,A3=-46.6132,A2=122.03947,A1=-111.57132,A0=52.31935;所述基元级的相对半径为基元级处半径与叶片半径的比值。
优选地,所述齿谷基元级的安装角度为15°~30°。
其中,B6=-5941.11483,B5=31492.09922,B4=-69095.05621,B3=80328.23883,B2=17975.64505,B0=-2563.23360;C4=38.25119,C3=-72.95632,C2=50.58383,C1=-15.23357,C0=2.1886。
优选地,所述齿谷基元级的叶栅稠度为0.4~0.7。
其中,D5=-19,048.61676,D4=41507.84992,D3=-35008.96624,D2=14336.15152,D1=-2839.33946,D0=217.3389;E4=-10567.84387,E3=33872.60448,E2=-40360.65828,E1=21207.48715,E0=-4135.28855。
优选地,所述齿谷基元级的重心沿圆周方向的弯角为0~19°。
优选地,所述齿谷基元级的重心在轴向的相对位置Pz沿叶展方向的分布规律为: 其中,F5=-64.57831,F4=237.42563,F3=-344.10808,F2=245.67914,F1=-86.33916,F0=11.95020;G3=0.68395,G2=-0.62971,G1=0.18075,G0=-0.01647。
根据本申请的另一方面,提供了一种风机组件,包括如上所述的风叶组件。
优选地,所述风叶组件设有对称设置的两个。
优选地,在所述齿谷数为4个,所述齿峰数为3个时,沿径向向边缘线延伸,4个所述齿谷的谷底在所述齿状结构的两端连线上的周向投影距离,与叶栅间距的比值范围为:0.0262~0.0302,0.0332~0.0372、0.0427~0.0467、0.0476~0.0516。
根据本申请的再一方面,提供了一种空调器,包括如上所述的风叶组件或如上所述的风机组件。
本申请提供的一种风叶组件,包括:风叶本体;所述风叶本体的出风边包括齿状结构,所述齿状结构一端与所述风叶本体的边缘线连接。在风叶本体的出风边设置锯齿结构,来改善叶片表面流动分离,提高流动效率,降低风机功耗。
附图说明
图1为本申请实施例的风机组件的结构示意图;
图2为本申请实施例的风机组件中风叶轴向投影结构图;
图3为本申请实施例的风叶基元级剖面展平示意图;
图4为本申请实施例的风叶基元级中心空间分布图;
图5为本申请实施例的空调室外机的爆炸图;
图6为本申请实施例的风机组件的压力面静压分布图;
图7为本申请实施例的风机组件的吸力面静压分布图。
附图标记表示为:
1、风叶;11、出风边;111、齿谷;112、齿峰;2、支撑板;3、顶置换热器;4、室外机顶盖;5、竖直换热器;6、电机支架;7、隔板一;8、压缩机;9、侧板;10、隔板二;11、电机;12、底盘;13、出风格栅;14、室外机外罩。
具体实施方式
结合参见图1至图5所示,根据本申请的实施例,一种风叶组件,包括:
风叶1本体;
所述风叶1本体的出风边11包括齿状结构,所述齿状结构一端与所述风叶1本体的边缘线连接。
在风叶1的出风边11上设置齿状结构,能够改善叶片表面流动分离,提高流动效率,降低风机功耗。
在一些实施例中,齿状结构的齿谷111数量为3-6个,齿峰112的数量为2-5个。优选地,所述齿谷111数为4个,所述齿峰112数为3个。
上述的齿状结构为连续设置的齿峰112和齿谷111,或可设为间隔设置的齿峰112齿谷111结构,这样均能实现对叶片表面气流进行分散作用,提高了流动效率。
轴流风叶自风叶1的轮毂开始在空间中沿叶展方向由无数个基元级S(圆弧剖面),见图1和2中所示,每个基元级的重心连线,形成空间曲线C,也即为风叶1重心积迭曲线。
为便于对叶片齿状结构的理解,下面对叶片结构技术名词进行解释:
1.基元级:轴流风叶1作为旋转部件,为圆形,风叶1围绕其中心O旋转。在风叶1轮毂与叶片最外缘之间任取一半径为R的圆,并且以其沿轴向作剖面,该剖面与风叶1相交的面,称为基元级。
2.叶栅稠度:基元级弦长与叶栅栅距的比值b/t;
3.安装角度:基元级前缘中点与尾缘中点的连线与旋转方向的夹角。
4.前弯角度:风叶1叶根处重心M与旋转中心的连线与风叶1任一基元级处重心与旋转中心连线在周向的夹角。
5.基元级重心相对位置:在叶根(轮毂)与叶顶任取一基元级,其重心与叶根基元级重心的轴向距离与风叶1直径的比值,也即为h/D。
在一些实施例中,齿谷111基元级的安装角度α与所述基元级相对半径的关系为:其中,A3=-46.6132,A2=122.03947,A1=-111.57132,A0=52.31935;所述基元级的相对半径为基元级处半径与叶片半径的比值。
优选地,所述齿谷111基元级的安装角度为15°~30°,自叶根至叶顶逐渐减小。
在一些实施例中,齿谷111基元级的叶栅稠度ρ与所述基元级相对半径的关系为: 其中,B6=-5941.11483,B5=31492.09922,B4=-69095.05621,B3=80328.23883,B2=17975.64505,B0=-2563.23360;C4=38.25119,C3=-72.95632,C2=50.58383,C1=-15.23357,C0=2.1886。
优选地,所述齿谷111基元级的叶栅稠度为0.4~0.7,自叶根向叶顶先减小后增大。
在一些实施例中,齿谷111基元级的重心沿圆周方向的弯角θ与所述基元级相对半径的关系为: 其中,D5=-19,048.61676,D4=41507.84992,D3=-35008.96624,D2=14336.15152,D1=-2839.33946,D0=217.3389;E4=-10567.84387,E3=33872.60448,E2=-40360.65828,E1=21207.48715,E0=-4135.28855。
优选地,所述齿谷111基元级的重心沿圆周方向的弯角为0~19°,自叶根至叶顶逐渐增大。
在一些实施例中,齿谷111基元级的重心在轴向的相对位置Pz沿叶展方向的分布规律为: 其中,F5=-64.57831,F4=237.42563,F3=-344.10808,F2=245.67914,F1=-86.33916,F0=11.95020;G3=0.68395,G2=-0.62971,G1=0.18075,G0=-0.01647。
根据本申请的另一实施例,提供了一种风机组件,包括如上所述的风叶组件。
优选地,所述风叶组件设有对称设置的两个。
本申请风机组件借鉴鸟类翅膀,采用两片叶片的风叶结构,改善了叶面表面流动分离,提高了流动效率,降低风机功耗。
在一些实施例中,在齿谷111数为4个,所述齿峰112数为3个时,沿径向向边缘线延伸,4个所述齿谷111的谷底在所述齿状结构的两端连线上的周向投影距离,与叶栅间距的比值范围为:0.0262~0.0302,0.0332~0.0372、0.0427~0.0467、0.0476~0.0516。
本申请抑制风机运转过程中,风叶1表面边界层分离,减少流动阻力,提高风机效率。由于风机运行过程中,叶片表面会发生流动分离也即为边界层分离现象,其导致流道阻塞,进而使流道变窄,最终导致阻力增大,效率降低,功率增高。本发明通过采用2叶片形状轴流风叶1并且优化风叶1各基元级参数,包括安装角、叶栅稠度、基元级重心轴向相对位置以及周向前弯角度等分布规律,同时结合优化尾缘结构形状,采用锯齿结构,最终达到提高减弱边界层分离,提高效率的目的。
通过多次仿真实验,对本申请风机组件和原风机组件的性能进行对比,列表如下:
在同风量的情况下,功率可降低13w(10~13%)。
对本申请风机组件的性能进行检测,其压力面静压分布和吸力面静压分布的图形如图6和7所示。
根据本申请的再一方面,提供了一种空调器,包括如上所述的风叶1组件或如上所述的风机组件。
如图5所示的空调室外机的爆炸图结构,主要由底盘12、室外机外罩14、电机支架6、隔板一7、压缩机8、侧板9、隔板二10、电机11、风叶1、室外机顶盖4、竖直换热器5、出风格栅13、支撑板2、顶置换热器3等主要部件组成,气流在风机的做功下流经换热器换热后,再由出风格栅13流出。
如图2所示,叶片尾缘自半径R1开始前移,至r1、r2、r3、r4和R2时分别达到相对最前位置(沿周向),其距离m、n两点的连线(周向投影)直线p的最小距离分别为W1、W2,W3、W4,其与对应的弧长(叶栅间距L)的比值分别为0.0282、0.0352、0.0447、0.0496。
本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各实施方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。
Claims (14)
1.一种风叶组件,其特征在于,包括:
风叶(1)本体;
所述风叶(1)本体的出风边(11)包括齿状结构,所述齿状结构一端与所述风叶(1)本体的边缘线连接。
2.根据权利要求1所述的风叶组件,其特征在于,所述齿状结构的齿谷(111)数量为3-6个,齿峰(112)的数量为2-5个。
3.根据权利要求1或2所述的风叶(1)(1)组件,其特征在于,所述齿谷(111)数为4个,所述齿峰(112)数为3个。
5.根据权利要求4所述的风叶组件,其特征在于,所述齿谷(111)基元级的安装角度为15°~30°。
7.根据权利要求6所述的风叶组件,其特征在于,所述齿谷(111)基元级的叶栅稠度为0.4~0.7。
9.根据权利要求8所述的风叶组件,其特征在于,所述齿谷(111)基元级的重心沿圆周方向的弯角为0~19°。
11.一种风机组件,其特征在于,包括如权利要求1-10任一所述的风叶组件。
12.根据权利要求11所述的风机组件,其特征在于,所述风叶组件设有对称设置的两个。
13.根据权利要求12所述的风机组件,其特征在于,在所述齿谷(111)数为4个,所述齿峰(112)数为3个时,沿径向向边缘线延伸,4个所述齿谷(111)的谷底在所述齿状结构的两端连线上的周向投影距离,与叶栅间距的比值范围为:0.0262~0.0302,0.0332~0.0372、0.0427~0.0467、0.0476~0.0516。
14.一种空调器,其特征在于,包括如权利要求1-10任一所述的风叶组件或如权利要求11-13任一所述的风机组件。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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