CN1847669A - 送风机叶轮 - Google Patents

Abstract

本发明的斜流送风机叶轮，以提高风机效率和低噪音化为主要着眼点，通过风机的结构改良来提高这些性能。一种斜流送风机叶轮(1)，是在大致截锥体状的轮毂(4)上设置多枚薄的叶片(6)而构成的，叶片(6)的前缘(2)形成如下形状：在叶片(6)的子午面上，在轮毂(4)与叶片(6)的叶梢(5)的中点(B－B)附近的更外周侧相对风上侧形成为凹状曲线，在中点附近的更轮毂侧相对风上侧形成为凸状曲线，且叶片(6)的半径方向截面形状形成如下形状：在中点附近的更叶梢(5)侧相对风上侧形成为凹状曲线，在中点附近的更轮毂(4)侧相对风上侧形成为凸状曲线。并且，由螺旋曲线构成前缘(2)。

Description

送风机叶轮

(1)技术领域

本发明涉及一种空调机的室外机等使用的送风机叶轮，尤其是涉及有关提高送风机的静压效率和低噪音化的结构。

(2)背景技术

现有技术中，专利文献1(日本专利特开平11-294389号公报)中记载有在大致截锥体状的轮毂上设置多枚薄的叶片而构成的斜流送风机叶轮。

图13、图14、图15表示专利文献1中记载的现有的斜流送风机叶轮。图13、图14、图15中，斜流送风机叶轮30在大致截锥体状的轮毂33上设置有多枚薄的叶片35。叶片35的前缘31形成如下形状：在叶片35的子午面上，在轮毂33与叶片35的叶梢34的中点附近的更外周侧相对风上侧形成为凹状曲线，在中点附近的更轮毂侧相对风上侧形成为凸状曲线，且叶片35的半径方向截面形状形成如下形状：在中点附近的更外周侧相对风上侧形成为凹状曲线，在中点附近的更轮毂侧相对风上侧形成为凸状曲线。

在上述现有技术的结构中，存在从叶片35的压力面向负压面的泄漏流动，利用叶片35的凹状曲线部来促进叶片35的外周侧附近的负压面所发生的叶片端涡流的生成，以实现低噪音化。另外，利用轮毂33侧的叶片35的凸状曲线部，可圆滑地流入高负荷区域的半径方向，并能提高静压。但是，对斜流送风机叶轮30的平面图中的前缘31的形状没有作出任何规定，也能以向旋转方向前倾的直线构成前缘31。该场合，前缘31与叶梢34的交点成为了规定叶片端涡流发生状态的点，前缘31是直线时，若由钝角构成该规定点，则叶片端涡流的生成促进和涡流从叶片35的负压面的剥离这种叶片端涡流控制、即流动控制会受到限制，当然，由此而限制了噪音改善和风机效率改善。另外，当前缘31是前倾直线时，尽管可以将空气的切断时间错开但也受到限制，流动控制中的噪音改善和风机效率改善也受到限制。

(3)发明内容

为了解决上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种通过规定和促进叶片端涡流的生成、使半径方向流入圆滑化、使前缘圆滑地切断空气后进入等能使风机整体的流动状态最佳化、能在现有技术的基础上改善低噪音化和风机效率的斜流送风机叶轮。

为了解决上述问题，本发明的第1形态提供的斜流送风机叶轮，是在截锥体状的轮毂上设置多枚薄的叶片而构成的，叶片的前缘形成如下形状：在叶片的子午面上，在轮毂与叶片的叶梢的中点附近的更外周侧相对风上侧形成为凹状曲线，在中点附近的更轮毂侧相对风上侧形成为凸状曲线，且叶片的半径方向截面形状形成如下形状：在中点附近的更外周侧相对风上侧形成为凹状曲线，在中点附近的更轮毂侧相对风上侧形成为凸状曲线。并且，在斜流送风机叶轮的从旋转轴中心线看的平面图上，由螺旋曲线构成前缘。

采用上述构成，通过从叶片的压力面向负压面的泄漏流动，利用叶片的凹状曲线部来促进叶片的外周侧附近的负压面所发生的叶片端涡流的生成。另外，利用轮毂侧的叶片的凸状曲线部能圆滑地流入高负荷区域中的半径方向。并且，因前缘由螺旋曲线构成，故该前缘与叶梢的锐角交点成为规定叶片端涡流生成的点，因是锐角，故能明确地规定叶片端涡流生成的开始点，进一步促进叶片端涡流的生成。另外，因前缘由螺旋曲线构成，故空气的切断时间能更加圆滑地错开。如上所述，由于规定叶片端涡流的生成开始点并促进叶片端涡流的生成、使半径方向流入圆滑化、以及使前缘圆滑地切断空气后进入等，故能使风机整体的流动状态最佳化，能在现有技术的基础上改善低噪音化和风机效率。

作为另一种形态提供的斜流送风机叶轮，在叶片的子午面上，设前缘上的到轮毂与叶梢的中点的半径为r1，后缘上的到轮毂与叶梢的中点的半径为r2，连接前缘的中点与后缘的中点的流路中心线(连接r1和r2的中心线)的截面展开形状中的叶片弦长为L，R＝(r1+r2)/2的半径上的叶片的半径方向长度为b，则满足展弦比b/L≤1.1，叶片枚数由2枚构成，由螺旋曲线构成前缘。

上述构成中，因叶片枚数由2枚构成，故叶片枚数最少，叶片面积投入最少，流体摩擦小，从而每一空气动力工作单位的流体摩擦小，故风机效率达到最高。因展弦比b/L≤1.1，故叶片的平衡性良好，可将噪音减至最低。

另外，作为另一种形态提供的斜流送风机叶轮，设叶片的轮毂侧的叶片厚度为t1，叶梢的叶片厚度为t2，则此时满足t1＞t2的尺寸关系。

采用上述构成，在用树脂等制作斜流送风机叶轮时，因满足t1＞t2的关系，外周侧的风机重量较小，故附加于轮毂的离心力小，即使风机高速旋转，也可减少从轮毂部断裂的危险性。

另外，作为另一种形态提供的螺旋桨式风机，是在圆筒状的轮毂上设置多枚薄的叶片而构成的，叶片的前缘形成如下形状：在叶片的子午面上，在轮毂与叶片的叶梢的中点附近的更外周侧相对风上侧形成为凹状曲线，在中点附近的更轮毂侧相对风上侧形成为凸状曲线，且叶片的半径方向截面形状形成如下形状：在中点附近的更外周侧相对风上侧形成为凹状曲线，在中点附近的更轮毂侧相对风上侧形成为凸状曲线，并且，在螺旋桨式风机的从旋转轴中心线看的平面图上，前缘由螺旋曲线构成。

采用上述构成，通过从叶片的压力面向负压面的泄漏流动，利用叶片的凹状曲线部来促进叶片的外周侧附近的负压面所发生的叶片端涡流的生成。另外，利用轮毂侧的叶片的凸状曲线部能圆滑地流入高负荷区域中的半径方向。并且，因前缘由螺旋曲线构成，故该前缘与叶梢的锐角交点成为规定叶片端涡流生成的点，规定并促进叶片端涡流的生成。另外，因前缘由螺旋曲线构成，故空气的切断时间能更加圆滑地错开。如上所述，通过促进叶片端涡流的生成、使半径方向流入圆滑化、以及使前缘圆滑地切断空气后进入等，能使风机整体的流动状态最佳化，能在现有的基础上改善低噪音化和风机效率。并且，与斜流送风机叶轮相比，螺旋桨式风机可降低轻负荷区域中的噪音。

另外，作为另一种形态提供的空调机，将上述形态的送风机用作热交换促进用的送风机，设置在具有热交换器、压缩机等的室外机侧。

采用上述构成，因风机效率高，故可减少风机电动机的输入，既可提高空调机的能量消耗效率(COP)，又能降低室外机的运转噪音。

发明效果：

本发明的斜流送风机叶轮，是在截锥体状的轮毂上设置多枚薄的叶片而构成的，叶片的前缘形成如下形状：在叶片的子午面上，在轮毂与叶片的叶梢的中点附近的更外周侧相对风上侧形成为凹状曲线，在中点附近的更轮毂侧相对风上侧形成为凸状曲线，且叶片的半径方向截面形状形成如下形状：在中点附近的更外周侧相对风上侧形成为凹状曲线，在中点附近的更轮毂侧相对风上侧形成为凸状曲线，并且，在斜流送风机叶轮的从旋转轴中心线看的平面图上，由螺旋曲线构成前缘。

采用上述构成，通过从叶片的压力面向负压面的泄漏流动，利用叶片的凹状曲线部来促进叶片的外周侧附近的负压面所发生的叶片端涡流的生成。另外，利用轮毂侧的叶片的凸状曲线部能圆滑地流入高负荷区域中的半径方向。并且，因前缘由螺旋曲线构成，故该前缘与叶梢的锐角交点成为规定叶片端涡流生成的点，可进一步促进叶片端涡流的生成。另外，因前缘由螺旋曲线构成，故空气的切断时间能更加圆滑地错开。如上所述，由于促进叶片端涡流的生成、使半径方向流入圆滑化、以及使前缘圆滑地切断空气后进入等，故能使风机整体的流动状态最佳化，能在现有技术的基础上改善低噪音化和风机效率。

(4)附图说明

图1表示本发明的实施例1中的斜流送风机叶轮的子午面图。

图2表示本发明的实施例1和实施例3中的斜流送风机叶轮的半径方向剖视图。

图3表示本发明的实施例1中的斜流送风机叶轮的平面图。

图4表示本发明的实施例2中的斜流送风机叶轮的平面图。

图5表示本发明的实施例2中的斜流送风机叶轮的叶片截面展开图。

图6表示本发明的实施例2中的斜流送风机叶轮的相对展弦比的性能线图。

图7表示本发明的实施例1中的斜流送风机叶轮的立体图。

图8表示本发明的实施例4中的螺旋桨式风机的子午面图。

图9表示本发明的实施例4中的螺旋桨式风机的半径方向剖视图。

图10表示本发明的实施例4中的螺旋桨式风机的平面图。

图11表示本发明的实施例1中的斜流送风机叶轮的动作状态图。

图12表示本发明的实施例5中的空调机的横向剖视图。

图13表示现有的斜流送风机叶轮的子午面图。

图14表示现有的斜流送风机叶轮的半径方向剖视图。

图15表示现有的斜流送风机叶轮的平面图。

(5)具体实施方式

(实施例1)

参照图1、图2、图3、图7、图11说明本发明的实施例1。

图1是本发明的斜流送风机叶轮的子午面图。图2是本发明的斜流送风机叶轮的半径方向剖视图。图3是本发明的斜流送风机叶轮的平面图。图7是本发明的斜流送风机叶轮的立体图。图11是本发明的斜流送风机叶轮的动作状态的示意图。

图1中，本发明的斜流送风机叶轮1是在大致截锥体状的轮毂4上设置多枚薄的叶片6而构成的，叶片6的前缘2形成如下形状：在叶片6的子午面上、即旋转轨迹的形状中，在轮毂4与叶片6的叶梢5的中点(B-B)附近的更外周侧相对风上侧形成为凹状曲线，在中点(B-B)附近的更轮毂侧相对风上侧形成为凸状曲线。图中的箭头表示气流。图2中，叶片6的半径方向截面形状形成如下形状：在中点附近的更叶梢5侧相对风上侧形成为凹状曲线，中点附近的更轮毂4侧相对风上侧形成为凸状曲线。图中的直线箭头表示气流方向，旋转箭头表示叶片端涡流。叶片截面图中的上面表示负压面，下面表示压力面。图3中，提供的是在斜流送风机叶轮1的平面图中，由螺旋曲线构成前缘2的斜流送风机叶轮1。C-C是斜流送风机叶轮的旋转轴中心线。图7是其立体图。图11说明其动作状态。图中的箭头表示气流方向。斜流送风机叶轮1被收纳在合适的孔口7中，由电动机8驱动。利用其旋转发挥送风作用。

下面说明如上构成的斜流送风机叶轮1的动作及作用。通过从叶片6的压力面向负压面的泄漏流动，利用叶片6的凹状曲线部来促进叶片6的外周侧附近的负压面所发生的叶片端涡流的生成。另外，利用轮毂4侧的叶片6的凸状曲线部能圆滑地流入高负荷区域中的半径方向。并且，因前缘2由螺旋曲线构成，故该前缘2与叶梢5的锐角交点成为规定叶片端涡流生成的点，因是锐角，故能明确地规定叶片端涡流生成的开始点，促进叶片端涡流的生成。另外，因前缘2由螺旋曲线构成，故空气的切断时间能更加圆滑地错开。如上所述，由于规定叶片端涡流的生成开始点并促进叶片端涡流的生成、使半径方向流入圆滑化、以及使前缘2圆滑地切断空气后进入等，故能使风机整体的流动状态最佳化，能在现有技术的基础上改善低噪音化和风机效率。

具体来讲，在使用空调机室外机、风机直径为456mm的实验中，与前缘2为前倾直线的场合相比，得到了风机效率比提高了约3％的数据。

(实施例2)

参照图1、图4、图5、图6说明本发明的实施例2。

图1是本发明的斜流送风机叶轮的子午面图。图4是本发明的斜流送风机叶轮的平面图。图5是本发明的斜流送风机叶轮的叶片截面展开图。图6是展弦比与噪音-风量的实验数据。

图1、图4中提供的斜流送风机叶轮，在叶片6的子午面即旋转轨迹的形状中，设前缘2上的到轮毂4与叶梢5的中点的半径为r1，后缘3上的到轮毂4与叶梢5的中点的半径为r2，连接前缘2的中点与后缘3的中点的流路中心线B-B(连接r1和r2的中心线)的截面展开形状中的叶片弦长为L(图5的L)，R＝(r1+r2)/2的半径上的叶片6的半径方向长度为b，则满足展弦比b/L≤1.1，叶片枚数由2枚构成，由螺旋曲线构成前缘2。图4的箭头表示旋转方向，图5的叶片截面的上面为负压面，下面为压力面。

下面说明如上构成的斜流送风机叶轮的动作及作用。

因叶片枚数由2枚构成，故叶片枚数最少，叶片面积投入最少，流体摩擦小，从而叶片面积所形成的每一空气动力工作单位的流体摩擦小，故风机效率达到最高。因满足展弦比b/L≤1.1，故叶片面积投入的比例适当，叶片的平衡性良好，可将噪音减至最低。

具体来讲，如图6所示，在风机直径为456mm的斜流送风机叶轮中，当展弦比b/L≤1.1时，38dB时的风量较高，但展弦比超过1.1后，风量明显降低。另外，与风机直径为456mm、具有3枚叶片数的情况相比，在空调机室外机的实验中，2枚的情况能使风机效率比提高约8％。

(实施例3)

参照图2说明本发明的实施例3。

图2是本发明的斜流送风机叶轮的半径方向剖视图。

在图2提供的斜流送风机叶轮1中，设叶片6的轮毂4侧的叶片厚度为t1，叶梢的叶片厚度为t2，此时满足t1＞t2的尺寸关系。

下面说明如上构成的斜流送风机叶轮的动作及作用。

在用树脂等制作斜流送风机叶轮1时，因满足t1＞t2的关系，外周侧的风机重量较小，故附加于轮毂4的离心力小，即使风机高速旋转，也可减少从轮毂4部分断裂的危险性。在直径为456mm的斜流送风机叶轮的强度解析中，在t1＝5mm、t2＝2mm时，与厚度为3mm一定的场合相比，叶片的挠曲率可下降到1/3。

(实施例4)

参照图8、图9、图10说明本发明的实施例4。

图8是本发明的螺旋桨式风机的子午面图。图9是本发明的螺旋桨式风机的半径方向剖视图。图10是本发明的螺旋桨式风机的平面图。

图8中提供的螺旋桨式风机11，是在圆筒状的轮毂14上设置多枚薄的叶片6而构成的，叶片16的前缘12形成如下形状：在叶片16的子午面上，在轮毂14与叶片的叶梢15的中点(B-B)附近的更外周侧相对风上侧形成为凹状曲线，在中点附近的更轮毂14侧相对风上侧形成为凸状曲线。图中的箭头表示气流方向。图9中，叶片16的半径方向截面形状形成如下形状：中点附近的更外周侧相对风上侧形成为凹状曲线，中点附近的更轮毂14侧相对风上侧形成为凸状曲线。图中的箭头表示气流方向，另外，截面形状的上面表示负压面，下面表示压力面。图10中，提供的是在螺旋桨式风机11的平面图中，由螺旋曲线构成前缘12的螺旋桨式风机11。

下面说明如上构成的螺旋桨式风机的动作及作用。通过从叶片16的压力面向负压面的泄漏流动，利用叶片16的凹状曲线部促进叶片16的外周侧附近的负压面所发生的叶片端涡流的生成。另外，利用轮毂14侧的叶片16的凸状曲线部能圆滑地流入高负荷区域中的半径方向。并且，因前缘12由螺旋曲线构成，故该前缘12与叶梢15的锐角交点成为规定叶片端涡流生成的点，规定并促进叶片端涡流的生成。另外，因前缘由螺旋曲线构成，故空气的切断时间能更加圆滑地错开。如上所述，由于促进叶片端涡流的生成、使半径方向流入圆滑化、以及使前缘2圆滑地切断空气后进入等，故能使风机整体的流动状态最佳化，能在现有技术的基础上改善低噪音化和风机效率。并且，与斜流送风机叶轮相比，螺旋桨式风机可降低轻负荷区域中的噪音。

(实施例5)

参照图12说明本发明的实施例5。

图12是空调机室外机的横向剖视图。

在图12中提供的空调机中，将实施例1～实施例4中任一种送风机用作热交换促进用的风机，设置在具有热交换器21、压缩机20等的室外机侧。22是驱动电动机，23是孔口，24是前面格栅。

下面说明如上构成的送风机的动作及作用。因风机效率高，故可减少风机电动机22的输入，既可提高作为空调机的能量消耗效率(COP)，又能降低室外机的运转噪音。

产业上的可利用性：

综上所述，本发明的斜流风机，在大致截锥体状的轮毂上设置多枚薄的叶片而构成的斜流送风机叶轮中，叶片的前缘形成如下形状：在叶片的子午面上，在轮毂与叶片的叶梢的中点附近的更外周侧相对风上侧形成为凹状曲线，在中点附近的更轮毂侧相对风上侧形成为凸状曲线，且叶片的半径方向截面形状形成如下形状：在中点附近的更外周侧相对风上侧形成为凹状曲线，在中点附近的更轮毂侧相对风上侧形成为凸状曲线，在斜流送风机叶轮的平面图上，由螺旋曲线构成前缘。

采用上述构成，通过从叶片的压力面向负压面的泄漏流动，利用叶片的凹状曲线部来促进叶片的外周侧附近的负压面所发生的叶片端涡流的生成。另外，利用轮毂侧的叶片的凸状曲线部能圆滑地流入高负荷区域中的半径方向。并且，因前缘由螺旋曲线构成，故该前缘与叶梢的锐角交点成为规定叶片端涡流生成的点，因是锐角，故能明确地规定叶片端涡流生成的开始点，促进叶片端涡流的生成。另外，因前缘由螺旋曲线构成，故空气的切断时间能更加圆滑地错开。如上所述，由于规定叶片端涡流的生成开始点并促进叶片端涡流的生成、使半径方向流入圆滑化、以及使前缘圆滑地切断空气后进入等，故能使风机整体的流动状态最佳化，能在现有技术的基础上改善低噪音化和风机效率。

这种斜流送风机叶轮可广泛应用于使用风机的作为工业产品的空调机、换气扇、风扇、计算机冷却用风扇等。

Claims (7)

1、一种斜流送风机叶轮，是在截锥体状的轮毂(4)上设置多枚薄的叶片(6)而构成的，其特征在于，

所述叶片(6)的前缘(2)形成如下形状：在所述叶片的子午面上，在所述轮毂(4)与所述叶片的叶梢(5)的中点(B-B)附近的外周侧，相对风上侧而形成为凹状曲线，而在所述中点附近的轮毂侧，相对风上侧而形成为凸状曲线，

所述叶片(6)的半径方向截面形状形成如下形状：在所述中点(B-B)附近的外周侧，相对风上侧而形成为凹状曲线，在所述中点附近的轮毂侧，相对风上侧而形成为凸状曲线，

并且，在斜流送风机叶轮的从旋转轴中心线(C-C)看的平面图上，所述前缘由螺旋曲线构成。

2、如权利要求1所述的斜流送风机叶轮，其特征在于，在所述叶片的所述子午面上，设所述前缘(2)上的到所述轮毂(4)与所述叶梢(5)的中点的半径为r1，后缘(3)上的到所述轮毂(4)与所述叶梢(5)的中点的半径为r2，连接所述前缘的所述中点与所述后缘的所述中点的流路中心线(连接r1和r2的中心线)上的叶片截面展开形状中的叶片弦长为L，R＝(r1+r2)/2的半径上的所述叶片的半径方向长度为b，则满足展弦比b/L≤1.1，叶片枚数由2枚构成。

3、如权利要求1所述的斜流送风机叶轮，其特征在于，设所述叶片在所述轮毂处的叶片厚度为t1，在所述叶梢处的叶片厚度为t2，则此时满足t1＞t2的尺寸关系。

4、如权利要求2所述的斜流送风机叶轮，其特征在于，设所述叶片在所述轮毂处的叶片厚度为t1，在所述叶梢处的叶片厚度为t2，则此时满足t1＞t2的尺寸关系。

5、一种螺旋桨式风机，是在圆筒状的轮毂(14)上设置多枚薄的叶片(16)而构成的，其特征在于，

所述叶片的前缘(12)形成如下形状：在所述叶片的子午面上，在所述轮毂(14)与所述叶片的叶梢(15)的中点(B-B)附近的外周侧，相对风上侧而形成为凹状曲线，在所述中点附近的轮毂侧，相对风上侧而形成为凸状曲线，

所述叶片(16)的半径方向截面形状形成如下形状：在所述中点附近的外周侧，相对风上侧而形成为凹状曲线，在所述中点附近的轮毂侧，相对风上侧而形成为凸状曲线，

并且，在螺旋桨式风机的从旋转轴中心线(C-C)看的平面图上，前缘(12)由螺旋曲线构成。

6、一种空调机，其特征在于，将具有权利要求1～4中任一项所述的斜流送风机叶轮的送风机用作热交换促进用的送风机，设置在具有热交换器、压缩机等的室外机侧。

7、一种空调机，其特征在于，将权利要求5所述的螺旋桨式风机用作热交换促进用的送风机，设置在具有热交换器、压缩机等的室外机侧。

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