CN1474064A - 空调机用送风机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调机用送风机，包括外壳和风扇，外壳包括圆筒形的主体、形成在主体的侧面方向的吸入口和切线方向的排出口，风扇设置在外壳的内部，包括多个叶片和叶片轮缘，叶片由与吸入的空气相接触使空气流动的压力面和设置在压力面后方的压力背面形成，叶片轮缘用于固定沿着圆周方向排列的多个叶片，叶片的压力面和压力背面上分别包括多个相互不同的曲率；为了使叶片和叶片轮缘能够得到充分的强度，邻接在叶片轮缘上的压力面/压力背面与叶片轮缘的两个交叉点之间的距离通过邻接在叶片轮缘上的压力面/压力背面的曲率进行设定。本发明的送风机能够确保在高正压条件下的工作安全性，并且可以实现高工作效率和低生产费用。
Description
技术领域
本发明涉及空调机，尤其是关于吸入和排出外部气体的空调机用送风机。
背景技术
空调机用送风机用于室内换气或者室内空气温度调节，由风扇和外壳构成，风扇用于吸入和排出外部空气；外壳构成送风机的外形，并保护设置在内部的风扇。对于空调机用送风机，主要采用离心风扇的一种多叶片风扇(sirocco fan)，为了使多叶片风扇吸入/排出空气，在外壳的适当位置上形成吸入口和排出口。多叶片风扇的叶片个数大约在30至50个，与之对应的叶片个数少的风扇叫做径流式风扇(radial fan)。
在现有技术中，风扇在正压较高的工作环境中工作，要求具有一定强度，所以风扇一般由金属材料制作而成。但是金属风扇的叶片的精度很难控制，降低了送风机自身的工作效率。为了提高效率，需要将风扇制作得大一些，导致了生产费用的增加，另外还增加了噪音等负面问题。相反，如果用塑料材质制作风扇时，风扇的构成部件(尤其是叶片)通过注塑成型，可以得到精度较高的产品，提高了工作效率，降低了产品的生产成本。但是如前所述，送风机在启动过程中产生高正压，为了确保启动可靠性，对于注塑成型风扇必须设计成能够承受高正压的强度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种通过注塑成型制造的送风机的风扇，并且可以提高风扇的结构强度。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种空调机用送风机，包括外壳和风扇，上述外壳包括圆筒形的主体、形成在主体的侧面方向的吸入口和切线方向的排出口，风扇设置在外壳的内部，包括多个叶片和叶片轮缘，叶片由与吸入的空气相接触使空气流动的压力面和设置在压力面后方的压力背面形成，叶片轮缘用于固定沿着圆周方向排列的多个叶片，叶片的压力面和压力背面上分别包括多个相互不同的曲率；为了使叶片和叶片轮缘能够得到充分的强度，邻接在叶片轮缘上的压力面/压力背面与叶片轮缘的两个交叉点之间的距离通过邻接在叶片轮缘上的压力面/压力背面的曲率进行设定。
综上所述，本发明的有益效果是叶片的压力面和压力背面包括多个曲率，其中接合部，也就是说邻接在叶片轮缘上的叶片的曲率被合理的设计。使叶片轮缘和接合部的宽度考虑到风量等其他送风机性能并被优化，不仅对于接合部而且也提高了叶片自身的强度。由于强度增强，本发明的送风机在制作过程和工作过程中能够确保在高正压条件下的工作安全性，并且可以实现高工作效率和低生产费用。
附图说明
图1是本发明空调机用送风机的立体分解图。
图2是本发明送风机风扇结构的平面图。
图3是本发明送风机风扇中叶片轮缘和叶片的接合部扩大立体图。
图4是本发明送风机风扇叶片结构的部分扩大平面图。
图5是本发明的空调机用送风机启动时随着接合部宽度变化，安全系数和风量的变化关系的坐标图。
图中，10：外壳；11：主体；12：吸入口；13：排出口；20：风扇；21：叶片；21a：压力面；21b：压力背面；22：底盘；23：叶片轮缘。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的空调机用送风机作进一步详细说明：
如图1所示，本发明的送风机包括外壳10和风扇20，外壳10形成送风机的整体空气流路；风扇20设置在外壳10的内部，通过电机的驱动力进行旋转，吸入或者排出空气。
外壳10上形成吸入口12和排出口13，吸入口12形成在安装风扇20的主体11的圆形面上，排出口13形成在主体上。吸入口12形成在主体11的侧面，排出口13形成在沿着主体11的切线方向的扩散段(diffuser)的尾端。在本发明的送风机中，空气通过吸入口12从侧面流入，通过风扇20将空气流动方向改成垂直于流入方向之后，最终通过排出口13沿着切线方向排出。
上述风扇20是多叶片风扇，如图2所示，多叶片风扇20由底盘22、多个叶片21和叶片轮缘23构成。底盘22是圆形；多个叶片21沿着底盘22上的圆周方向进行固定；叶片轮缘23将叶片22未固定的尾端结合。其中叶片轮缘23形成空气流动的开口部，使用底盘22主要起到防止叶片21的震动。底盘22可以用叶片轮缘23替代，这时叶片21固定在一对叶片轮缘23之间。
上述底盘22和叶片轮缘23与一般的多叶片风扇相同，而叶片21大体上包括两个区面，它们分别形成与吸入空气相接触并使空气流动的压力面21a和位于压力面21a后方的压力背面21b。
叶片21与叶片轮缘23之间的结合部强度比叶片21尾端面整体和底盘22之间的结合部强度相对低。如图3所示，叶片21与叶片轮缘23的结合部的宽度为a和长度为b，它们的大小决定了结合部的强度。
如图4所示，宽度a是叶片21的尾端厚度，决定叶片21自身强度。也就是宽度a是压力面21a/压力背面21b和叶片轮缘，更确切地说是叶片轮缘的内周面之间的交叉点A、B之间的距离D。距离D通过邻接在叶片轮缘23上的叶片21的压力面21a、压力背面21b的曲率的变化改变。在本发明中，为了使接合部和叶片21自身具有适当的强度，距离D通过调节设定邻接在叶片轮缘23上的叶片21的压力面21a、压力背面21b的曲率CA1、CB1，以下简称“叶片轮缘邻接曲率”而得出。另外，叶片21的压力面21a、压力背面21b可以只具有单一的曲率，本发明的叶片21的压力面21a、压力背面21b可以具有相互不同的多个曲率。除了叶片轮缘邻接曲率CA1、CB1之外，还设置有其他曲率，所以不仅能够增加强度，而且还可以优化排出空气流量(送风量)等送风性能。
优化的距离D可以通过实验和结构解析进行决定，如图5所示，通过图5的实验以及结构解析决定最佳值。
对随着接合部宽度a，也就是说，根据距离D的变化对送风机的风量变化进行实验进行测定，通过有限要素解析法计算出随着距离D的变化的安全系数的变化情况。风量是指在排出口近处直接测定的每分钟排出的空气体积，安全系数是通过以挂在叶片21上的压力为基准计算出的无量纲值，是物理结合强度的指数。
如图5所示，安全系数呈现出随着距离D的增加而增加的倾向。风量在初期很稳定，但是当距离D超过2mm则呈现出逐渐减少的趋势。从经验得知安全系数在5以上则从强度上认为安全，距离D设置在1-2mm之间的区间时，结合部可以具有充分的强度，也能够维持适当的风量。也就是说，优化的距离D分布在1-2mm之间。
优化的距离D可以通过压力面21a和压力背面21b形成叶片轮缘邻接曲率CA1、CB1的多种曲率半径RA1、RB1决定。但是考虑到实际的设计和制作条件，压力面21a的叶片轮缘曲率半径RA1最好是13.3mm，压力背面21b的叶片轮缘曲率半径RB1最好是12.5mm。
一方面，压力面21a和压力背面21b可以形成只包括叶片轮缘邻接曲率CA1、CB1的单一曲面，但是最好是形成具有相互不同的多个曲率。如图4所示，压力面21a和压力背面21b除了有叶片轮缘邻接曲率CA1、CB1之外，还有与接合部相对着的形成在叶片21端部周边上的自由端曲率CA3、CB3和在叶片轮缘邻接曲率CA1、CB1与自由端曲率CA3、CB3之间的中间曲率CA2、CB2。此时压力面21a和压力背面21b整体上分别由三个曲率定义，其中中间曲率CA2、CB2和自由端曲率CA3、CB3与叶片轮缘邻接曲率CA1、CB1一起形成具有一定厚度的叶片21，使叶片21具有适当的强度。另外，中间曲率CA2、CB2和自由端曲率CA3、CB3的合理设计可以优化风量和噪音等诸多性能方面的效果。
最好以叶片轮缘邻接曲率半径RA1、RB1为基准，分别将压力面21a的中间和自由端曲率半径RA2、RA3设定成6.86mm和53.9mm。另外，将压力背面21b的中间和自由端曲率半径RB2、RB3设定成6.9mm和7.6mm。
综上所述，在本发明所述技术领域内具有一般知识的人员在本发明的基本技术思想范围内可以提出很多变形，均在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1、一种空调机用送风机，包括外壳、风扇、吸入口、排出口、多个叶片、叶片轮缘，其特征是叶片的压力面(21a)和压力背面(21b)上分别包括多个相互不同的曲率；通过邻接在叶片轮缘上的压力面(21a)/压力背面(21b)的曲率(CA1、CB1)进行设定的邻接在叶片轮缘上的压力面(21a)/压力背面(21b)与叶片轮缘(23)的两个交叉点(A、B)之间的距离。
2、根据权利要求1所述的空调机用送风机，其特征是邻接在所述叶片轮缘上的压力面(21a)/压力背面(21b)与叶片轮缘(23)的两个交叉点之间的距离为1-2mm。
3、根据权利要求2所述的空调机用送风机，其特征是所述压力面(21a)和压力背面(21b)的叶片轮缘邻接曲率半径(RA1、RB1)分别是13.3mm和12.5mm。
4、根据权利要求1所述的空调机用送风机，其特征是所述压力面和压力背面上还包括自由端曲率(CA3、CB3)和中间曲率(CA2、CB2)，自由端曲率(CA3、CB3)形成在与接合部尾端相对着的叶片端部周边；中间曲率(CA2、CB2)形成在自由端曲率(CA3、CB3)和叶片轮缘邻接曲率(CA3、CB3)之间。
5、根据权利要求4所述的空调机用送风机，其特征是所述压力面(21a)的中间和自由端曲率半径分别是6.86mm和53.9mm。
6、根据权利要求4所述的空调机用送风机，其特征是上述压力背面(21b)的中间和自由端曲率半径分别是6.9mm和7.6mm。
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2002
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