CN115717607A - 一种轴流风轮和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轴流风轮和空调器，涉及空调技术领域，该轴流风轮包括轮毂和多个风叶，在风叶的尾缘上设置有降噪凹槽，前缘上设置有切线经过轮毂的圆心O的第一切点A，尾缘上设置有切线经过轮毂的圆心O的第二切点B，第一切线OA和第二切线OB在之间的夹角∠AOB在15°‑35°之间，能够有效地改善风轮流道内的压力梯度分布，并有效抑制二次流和减弱尾迹对下游流动的影响，从而降低叶片的静压，降低能耗，同时能够调整降噪凹槽与相邻的风叶之间的距离，确保进风量最大的情况下最大程度地减少耗材量。相较于现有技术，本发明能够有效改善风叶的内流特性和降低气动噪音，并降低风叶能耗。

Description

一种轴流风轮和空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种轴流风轮和空调器。

背景技术

目前空调外机中的轴流风叶，由于叶片结构参数不合理，存在能耗大、噪音大的问题。

发明内容

本发明解决的问题是如何降低轴流风轮的能耗，并降低运作时产生的气动噪音。

为解决上述问题，本发明是采用以下技术方案来解决的。

在一方面，本发明提供了一种轴流风轮，包括轮毂和多个风叶，多个所述风叶设置在所述轮毂的周缘，每个所述风叶沿气流方向的两侧设置有分别延伸至所述轮毂的前缘和尾缘，所述尾缘上设置有降噪凹槽，所述降噪凹槽朝向所述前缘凹陷，所述前缘和所述尾缘的至少部分呈弧形，所述前缘上设置有切线经过所述轮毂的圆心O的第一切点A，所述尾缘上设置有切线经过所述轮毂的圆心O的第二切点B，经过所述第一切点A的第一切线OA与经过所述第二切点B的第二切线OB之间的夹角∠AOB在15°-35°之间。

本发明提供的轴流风轮，通过在每个尾缘上开设降噪凹槽，降噪凹槽朝着前缘凹陷，且第一切线OA和第二切线OB之间的夹角∠AOB在15°-35°之间，能够有效地改善风轮流道内的压力梯度分布，并有效抑制二次流和减弱尾迹对下游流动的影响，从而降低叶片的静压，降低能耗，同时能够调整降噪凹槽与相邻的风叶之间的距离，确保进风量最大的情况下最大程度地减少耗材量。相较于现有技术，本发明能够有效改善风叶的内流特性和降低气动噪音，并降低风叶能耗。

进一步地，所述第一切线OA与所述第二切线OB之间的夹角∠AOB为24.52°。

进一步地，所述第一切点A位于所述前缘与所述轮毂的接合处；所述第二切点B位于所述尾缘与所述降噪凹槽上远离所述轮毂的一端的接合处。

本发明提供的轴流风轮，通过设置降噪凹槽，使得其与尾缘的接合处呈现局部外凸结构，从而使得该处形成了第二切点B，并且通过限制第二切线B的位置，进而实现了对降噪凹槽的位置限定，进一步实现了改善风叶内流特性的功能。

进一步地，所述降噪凹槽呈弧形，且所述降噪凹槽的凹陷底部设置有切线经过所述轮毂的圆心O的第三切点C，所述第一切线OA与经过所述第三切点C的第三切线OC之间的夹角∠AOC在12-30°之间，且所述第一切线OA与所述第三切线OC之间的夹角∠AOC小于所述第一切线OA与所述第二切线OB之间的夹角∠AOB。

本发明提供的轴流风轮，通过限定所述第一切线OA与所述第三切线OC之间的夹角∠AOC的范围，从而限定了降噪凹槽的相对深度，避免降噪凹槽的深度过深而影响风叶的结构强度，同时保证了降噪凹槽的改善气流特性的功能。

进一步地，所述第一切线OA与所述第三切线OC之间的夹角∠AOC为19.43°。

进一步地，所述第三切点C与所述轮毂的圆心O之间的距离为所述风叶的半径的1/2-6/7。

本发明提供的轴流风轮，通过限制第三切点C与风叶的半径之间的关系，使得降噪凹槽相对更加靠近尾缘的后半段，进一步保证了其改善风叶的内流特性和降低气动噪音的功能，并且风叶的后半段宽度更大，使得降噪凹槽对风叶结构强度的影响较小。

进一步地，所述第三切点C与所述轮毂的圆心O之间的距离为所述风叶的半径的5/7。

进一步地，所述尾缘与所述降噪凹槽上靠近所述轮毂的一端的接合处设置有分界点D，所述轮毂的圆心O和所述分界点D的连线OD与所述第一切线OA之间的夹角∠DOA在20°-40°之间。

本发明提供的轴流风轮，通过限制降噪凹槽的起始点的相对位置，使得降噪凹槽能够进一步保证改善风叶的内流特性和降低气动噪音的功能，并且避免降噪凹槽过于靠近轮毂而造成气流损失过大。

进一步地，所述连线OD与所述第一切线OA之间的夹角∠DOA为30.66°。

在另一方面，本发明提供了一种空调器，包括轴流风轮，轴流风轮包括轮毂和多个风叶，多个所述风叶设置在所述轮毂的周缘，每个所述风叶沿气流方向的两侧设置有分别延伸至所述轮毂的前缘和尾缘，所述尾缘上设置有降噪凹槽，所述降噪凹槽朝向所述前缘凹陷，所述前缘和所述尾缘的至少部分呈弧形，所述前缘上设置有切线经过所述轮毂的圆心O的第一切点A，所述尾缘上设置有切线经过所述轮毂的圆心O的第二切点B，经过所述第一切点A的第一切线OA与经过所述第二切点B的第二切线OB之间的夹角∠AOB在15°-35°之间。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的轴流风叶在第一视角下的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的轴流风叶在第二视角下的结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的轴流风叶在第三视角下的结构示意图；

图4为本发明第一实施例提供的轴流风叶在第四视角下的结构示意图。

附图标记说明：

100-轴流风轮；110-风叶；111-前缘；113-尾缘；115-降噪凹槽；130-轮毂；131-筒体；133-端板；135-筋板；150-加强凸筋。

具体实施方式

正如背景技术中所公开的，现有技术中空调外机采用的轴流风叶，其通常在前缘和尾缘均保持完整的弧形结构，以保证进风量。然而，这种结构形式难以解决普遍存在的噪音大、能耗大的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种新型的轴流风轮和空调器，通过改进风叶结构，能够在确保进风量的前提下降低能耗、降低噪音。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

参见图1至图4，本实施例提供了一种轴流风轮100，通过改进其结构尺寸参数，使得其能够在确保进风量的前提下降低能耗、降低噪音，且能够更大程度的减少耗材量。

本实施例提供的轴流风轮100，包括轮毂130和多个风叶110，多个风叶110设置在轮毂130的周缘，每个风叶110沿气流方向的两侧设置有分别延伸至轮毂130的前缘111和尾缘113，尾缘113上设置有降噪凹槽115，降噪凹槽115朝向前缘111凹陷，前缘111和尾缘113的至少部分呈弧形，前缘111上设置有切线经过轮毂130的圆心O的第一切点A，尾缘113上设置有切线经过轮毂130的圆心O的第二切点B，经过第一切点A的第一切线OA与经过第二切点B的第二切线OB之间的夹角∠AOB在15°-35°之间。

在本实施例中，轴流风轮100适用于空调外机，并安装在外机壳体内的驱动电机上，其中轴流风轮100与驱动电机构成了空调外机的风机结构。当然，此处轴流风轮100也可以适用于其他的低压送风场合，在此不再一一列举。

需要说明的是，本实施例中风叶110为三个，三个风叶110均布在轮毂130的周缘，每个风叶110沿径向向外延伸，且每个风叶110沿径向具有内侧端面和外侧端面，其中内侧端面接合在轮毂130的外周面，外侧端面与三个风叶110所确定的圆周相重合，其中内侧端面和外侧端面之间通过内缘和外缘连接，且外侧端面的周向宽度大于内侧端面的周向宽度。

在本实施例中，通过在每个尾缘113上开设降噪凹槽115，降噪凹槽115朝着前缘111凹陷，且第一切线OA和第二切线OB之间的夹角∠AOB在15°-35°之间，能够有效地改善风轮流道内的压力梯度分布，并有效抑制二次流和减弱尾迹对下游流动的影响，从而降低叶片的静压，降低能耗，同时能够调整降噪凹槽115与相邻的风叶110之间的距离，确保进风量最大的情况下最大程度地减少耗材量。

需要说明的是，本实施例中风叶110为前弯结构，且本实施例中的前缘111呈弧形，经过轮毂130的圆心O的第一切线OA经过第一切点A，同时第一切线OA由圆心O依次经过轮毂130和风叶110。同时由于在尾缘113设置有降噪凹槽115，使得尾缘113上具有局部凸起结构，并能够在尾缘113上形成第二切点B，经过轮毂130的圆心O的第二切线OB经过第二切点B，其中第二切线由轮毂130的圆心O向着风叶110延伸，并跨过降噪凹槽115。

在本实施例中，第一切线OA与第二切线OB之间的夹角∠AOB为24.52°。具体地，∠AOB的具体角度值可以通过模拟实验或者多次测定得到，且∠AOB的角度值，能够确定降噪凹槽115与相邻风叶110之间的距离，从而能够确保进风量最大的情况下，更大程度地减少耗材量。当然，此处∠AOB的大小也可以根据风叶110的尺寸和结构适应性改变，例如，可以是15°、20°、25°、30°或35°等。

在本实施例中，第一切点A位于前缘111与轮毂130的接合处；第二切点B位于尾缘113与降噪凹槽115上远离轮毂130的一端的接合处。通过设置降噪凹槽115，使得其与尾缘113的接合处呈现局部外凸结构，从而使得该处形成了第二切点B，并且通过限制第二切线B的位置，进而实现了对降噪凹槽115的位置限定，进一步实现了改善风叶110内流特性的功能。

需要说明的是，本实施例中前缘111呈连续的弧形，且前缘111的端部延伸至轮毂130的外周面，第一切点A与前缘111靠近轮毂130的端点相重合，第一切线OA由轮毂130的圆心O沿径向外伸，并经过第一切点A，同时此处第一切点A为前缘111上最靠近尾缘113的端点，此处第一切线OA能够标定风叶110的整体位置，即通过第一切线OA和第二切线OB即能够确定风叶110沿周向的整体宽度，进而能够确定降噪凹槽115与相邻风叶110之间的距离。

在本实施例，降噪凹槽115呈弧形，且降噪凹槽115的凹陷底部设置有切线经过轮毂130的圆心O的第三切点C，第一切线OA与经过第三切点C的第三切线OC之间的夹角∠AOC在12-30°之间，且第一切线OA与第三切线OC之间的夹角∠AOC小于第一切线OA与第二切线OB之间的夹角∠AOB。通过限定第一切线OA与第三切线OC之间的夹角∠AOC的范围，从而限定了降噪凹槽115的相对深度，避免降噪凹槽115的深度过深而影响风叶110的结构强度，同时保证了降噪凹槽115的改善气流特性的功能。

需要说明的是，本实施例中降噪凹槽115朝向前缘111凹陷，且降噪凹槽115的凹陷底部指的是降噪凹槽115远离尾缘113的部分区域，该区域位于降噪凹槽115的凹陷最深处，此处第三切点C即位于降噪凹槽115的凹陷最深点。

在本实施例中，第一切线OA与第三切线OC之间的夹角∠AOC为19.43°。具体地，此处∠AOC以轮毂130的圆心为顶角，第一切线OA和第三切线OC之间进行限定，能够限定降噪凹槽115的相对凹陷深度，即限定了降噪凹槽115的凹陷最深点与前缘111之间的距离，通过限定降噪凹槽115的深度，能够最大限度地改善风叶110的内流特性。

需要说明的是，此处第三切线OC由轮毂130的圆心O向外延伸，并依次经过轮毂130和风叶110，第三切线OC位于第一切线OA和第二切线OB之间，本实施例中通过限制∠AOB和∠AOC的角度，也同时限定了∠BOC的角度，其中∠BOC能够直接限定出降噪凹槽115的相对深度，即实现了对降噪凹槽115的深度的限制。

在本实施例中，第三切点C与轮毂130的圆心O之间的距离为风叶110的半径的1/2-6/7。通过限制第三切点C与风叶110的半径之间的关系，使得降噪凹槽115相对更加靠近尾缘113的后半段，进一步保证了其改善风叶110的内流特性和降低气动噪音的功能，并且风叶110的后半段宽度更大，使得降噪凹槽115对风叶110结构强度的影响较小。

需要说明的是，此处风叶110的半径，指的是三个风叶110构成的圆周的半径，其圆心即为轮毂130的圆心，具体的，其数值可以等同于第一切线OA与风叶110外侧端面的交点和轮毂130的圆点O之间的距离，并且第三切点C位于降噪凹槽115的凹陷最深点，其能够标定降噪凹槽115的位置，例如当第三切点C越靠近轮毂130的圆心O，即可以认定降噪凹槽115越靠近轮毂130的圆心。

在本实施例中，第三切点C与轮毂130的圆心O之间的距离为风叶110的半径的5/7。当然，此处仅仅是举例说明，其中第三切点C的相对位置也可以根据风叶110尺寸和风叶110形状进行调整。

在本实施例中，尾缘113与降噪凹槽115上靠近轮毂130的一端的接合处设置有分界点D，轮毂130的圆心O和分界点D的连线OD与第一切线OA之间的夹角∠DOA在20°-40°之间。其中分界点D即为降噪凹槽115的凹陷起点位置，通过限制降噪凹槽115的起始点的相对位置，使得降噪凹槽115能够进一步保证改善风叶110的内流特性和降低气动噪音的功能，并且避免降噪凹槽115过于靠近轮毂130而造成气流损失过大。

在本实施例中，降噪凹槽115靠近轮毂130的一端与尾缘113之间平滑过渡，分界点D位于尾缘113上，同时降噪凹槽115远离轮毂130的一端与尾缘113之间也平滑过渡，降噪凹槽115呈不规则的U字形结构，且降噪凹槽115的切口方向与风叶110的表面相垂直，同时降噪凹槽115贯穿风叶110，在尾缘113上形成一个缺口，并将尾缘113局部中断，在尾缘113的延伸方向上降噪凹槽115具有相对的两个端点，其中靠近轮毂130的端点即构成了分界点D，远离轮毂130的端点即构成了第二切点B。

在本实施例中，连线OD与第一切线OA之间的夹角∠DOA为30.66°。需要说明的是，此处当第一切点A、第二切点B以及第三切点C位置确定的情况下，通过限制∠DOA的角度，能够限制降噪凹槽115前半段的倾斜程度，从而实现进风量和内流特性的进一步调整，并能够进一步降低风叶110的耗材量，实现风叶110的减重。

在本实施例中，每个风叶110与轮毂130之间还设置有加强凸筋150，加强凸筋150一体设置在风叶110与轮毂130的外周面的连接处，并沿轮毂130的直径向外伸出，提高了轮毂130和风叶110的连接关系。具体地，每个风叶110上的加强凸筋150为两条，两条加强凸筋150平行设置。

在本实施例中，轮毂130包括筒体131和端板133，其中筒体131呈圆筒状，以实现减重，多个风叶110固定连接在筒体131的外周面上，端板133封堵设置在筒体131的前端，且端板133和筒体131一体成型，端板133的中心位置开设有供驱动电机输出轴穿过的传动孔，其与驱动电机之间的装配结构可参考现有的空调外机，在此不再详细描述。

值得注意的是，本实施例中，为了进一步增强轮毂130的结构强度，本实施例中，筒体131内还设置有多个筋板135，多个筋板135由筒体131延伸至端板133，并围绕端板133上的传动孔设置。具体地，多个筋板135一体设置在筒体131和端板133之间，通过设置多个筋板135，使得筒体131和端板133之间的结构强度得到进一步强化。

综上所述，本实施例提供的一种轴流风轮100，通过在每个尾缘113上开设降噪凹槽115，降噪凹槽115朝着前缘111凹陷，且第一切线OA和第二切线OB之间的夹角∠AOB为24.52°，能够有效地改善风轮流道内的压力梯度分布，并有效抑制二次流和减弱尾迹对下游流动的影响，从而降低叶片的静压，降低能耗，同时能够调整降噪凹槽115与相邻的风叶110之间的距离，确保进风量最大的情况下最大程度地减少耗材量。

第二实施例

本实施例提供了一种空调器，包括空调外壳、驱动电机和轴流风轮100，其中轴流风轮100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

在本实施例中，空调器包括空调外壳、驱动电机和轴流风轮100，轴流风轮100包括轮毂130和多个风叶110，多个风叶110设置在轮毂130的周缘，每个风叶110沿气流方向的两侧设置有分别延伸至轮毂130的前缘111和尾缘113，尾缘113上设置有降噪凹槽115，降噪凹槽115朝向前缘111凹陷，前缘111和尾缘113的至少部分呈弧形，前缘111上设置有切线经过轮毂130的圆心O的第一切点A，尾缘113上设置有切线经过轮毂130的圆心O的第二切点B，经过第一切点A的第一切线OA与经过第二切点B的第二切线OB之间的夹角∠AOB在15°-35°之间，其中轮毂130装配在驱动电机的输出轴上，且轴流风轮100和驱动电机均安装在空调外壳内，轴流风轮100和驱动电机构成了风机结构。

在本实施例中，空调器为空调外机，其内部组件和结构布局可参考现有的空调外机，本实施例通过对轴流风轮100的风叶110进行改进，能够有效地改善风轮流道内的压力梯度分布，并有效抑制二次流和减弱尾迹对下游流动的影响，从而降低叶片的静压，降低空调器的能耗，同时能够调整降噪凹槽115与相邻的风叶110之间的距离，确保进风量最大的情况下最大程度地减少耗材量。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种轴流风轮，其特征在于，包括轮毂(130)和多个风叶(110)，多个所述风叶(110)设置在所述轮毂(130)的周缘，每个所述风叶(110)沿气流方向的两侧设置有分别延伸至所述轮毂(130)的前缘(111)和尾缘(113)，所述尾缘(113)上设置有降噪凹槽(115)，所述降噪凹槽(115)朝向所述前缘(111)凹陷，所述前缘(111)和所述尾缘(113)的至少部分呈弧形，所述前缘(111)上设置有切线经过所述轮毂(130)的圆心O的第一切点A，所述尾缘(113)上设置有切线经过所述轮毂(130)的圆心O的第二切点B，经过所述第一切点A的第一切线OA与经过所述第二切点B的第二切线OB之间的夹角∠AOB在15°-35°之间。

2.根据权利要求1所述的轴流风轮，其特征在于，所述第一切线OA与所述第二切线OB之间的夹角∠AOB为24.52°。

3.根据权利要求1所述的轴流风轮，其特征在于，所述第一切点A位于所述前缘(111)与所述轮毂(130)的接合处；所述第二切点B位于所述尾缘(113)与所述降噪凹槽(115)上远离所述轮毂(130)的一端的接合处。

4.根据权利要求1-3任一项所述的轴流风轮，其特征在于，所述降噪凹槽(115)呈弧形，且所述降噪凹槽(115)的凹陷底部设置有切线经过所述轮毂(130)的圆心O的第三切点C，所述第一切线OA与经过所述第三切点C的第三切线OC之间的夹角∠AOC在12-30°之间，且所述第一切线OA与所述第三切线OC之间的夹角∠AOC小于所述第一切线OA与所述第二切线OB之间的夹角∠AOB。

5.根据权利要求4所述的轴流风轮，其特征在于，所述第一切线OA与所述第三切线OC之间的夹角∠AOC为19.43°。

6.根据权利要求4所述的轴流风轮，其特征在于，所述第三切点C与所述轮毂(130)的圆心O之间的距离为所述风叶(110)的半径的1/2-6/7。

7.根据权利要求6所述的轴流风轮，其特征在于，所述第三切点C与所述轮毂(130)的圆心O之间的距离为所述风叶(110)的半径的5/7。

8.根据权利要求1-3任一项所述的轴流风轮，其特征在于，所述尾缘(113)与所述降噪凹槽(115)上靠近所述轮毂(130)的一端的接合处设置有分界点D，所述轮毂(130)的圆心O和所述分界点D的连线OD与所述第一切线OA之间的夹角∠DOA在20°-40°之间。

9.根据权利要求8所述的轴流风轮，其特征在于，所述连线OD与所述第一切线OA之间的夹角∠DOA为30.66°。

10.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的轴流风轮。

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