CN202833299U - 一种轴流风轮 - Google Patents

Abstract

一种轴流风轮，包括轮毂和设置在轮毂上的四个叶片，其特征是叶片后缘区域向叶片前缘进气方向凹陷，四个叶片互相以轴流风轮的旋转中心轴线为中心等间距或不等间距分布。本实用新型轴流风轮旋转时，由于叶片后缘向叶片前缘进气方向的凹陷部的作用，叶片后缘叶高中部和叶尖区域提前于叶根区域改变了压力分布状态，使叶片压力面上部分气流提前流向吸力面，造成局部压力升高，从整体上减少附面层分离，并很好地使叶片边界层在抵达叶片后缘前成为紊流，从而有效抑制转子尾迹和涡流噪音，具有比常规轴流风轮更高的效率和更低的噪音。

Description

一种轴流风轮

技术领域

本实用新型涉及一种轴流风轮，适用于机械通风领域，尤其适用于空调室外机组。

背景技术

轴流风扇因流量大、压头低，常在空调室外机组中作为送风部件，为参与换热器中热交换的空气提供动力，其风量的大小直接影响热交换的效果，从而影响空调的性能及能效比。同时，轴流风轮产生的噪声也是空调室外机组主要噪音来源之一。以前的轴流式风扇所采用的轴流风轮，其叶片后缘（风轮在旋转时，叶片上与气流下游侧相接触的后边部称为“叶片后缘”）多向气流出口下游方向凸出或齐平。这种轴流式风轮旋转时，吸力面上气流在尚未脱离叶片后缘前就已经分离，导致尾流紊乱、转子尾迹出现扩大化，从而使风轮效率降低并产生较高的气动噪声。中国专利200710026747.4描述了一种适用于空调室外机组的三叶式轴流风轮。该专利采用在叶片的尾缘区域向叶片前缘进气方向凹陷的设计，改变叶片的压力分布，使叶片高压气流部分提前流向叶片低压面，从整体上减少附面层分离，并使叶片边界层在抵达叶片尾缘前成为紊流，可有效降低涡流噪音和转子尾迹。但是，该专利只涉及了三叶式轴流风轮，对其它叶片数轴流风轮未作阐述，且该专利所述的凹陷相对深度范围较小。因此，有必要作进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种通过减少附面层分离和降低转子尾迹来提高效率和抑制噪音的轴流风轮，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种轴流风轮，包括轮毂和设置在轮毂上的四个叶片，其结构特征是叶片后缘区域向叶片前缘进气方向凹陷，四个叶片互相以轴流风轮的旋转中心轴线为中心等间距或不等间距分布。

于是，在风轮旋转时，叶片后缘叶高中部和叶尖区域提前于叶根区域改变了叶片的压力分布状态，使叶片压力面部分气流提前流向吸力面，造成局部压力升高，从整体上减少附面层分离，并很好地使叶片边界层在抵达叶片后缘前成为紊流，从而有效抑制转子尾迹和涡流噪音，具有比常规轴流风轮更高的效率和更低的噪音。

所述轴流风轮的外径定义为D，轮毂直径定义为d，设定（D-d）/2为叶片高度R1，叶片后缘凹陷开始的位置所在圆周直径定义为D1，有（D1-d）/2=（0～0.8）R1；叶片后缘凹陷结束的位置所在圆周直径定义为D2，有（D2-d）/2=（0.5～1.0）R1。

所述叶片后缘3b最低位置算起的风轮叶片高度定义为H，从叶片后缘3b最低位置算起的凹陷部3g的最大高度定义为H1，H1/H的值在0.05～0.5的范围内。

所述叶片后缘凹陷最深位置所在叶片截面的中弧线长度定义为L；凹陷最深位置沿中弧线方向的深度定义为δ；凹陷深度δ与该区域叶片截面的中弧线长度L的比值定义为相对深度ε，ε=δ/L，ε的值在0.05～0.5的范围内。

所述叶片后缘凹陷部的形状为波浪形空间曲线,或镰刀形、圆弧形、V字形及折线形，或若干个以上形状的组合形状。

所述轴流风轮适用于空调机室外机组。

本实用新型轴流风轮旋转时，由于叶片后缘向叶片前缘进气方向的凹陷部的作用，叶片后缘叶高中部和叶尖区域提前于叶根区域改变了压力分布状态，使叶片压力面上部分气流提前流向吸力面，造成局部压力升高，从整体上减少附面层分离，并很好地使叶片边界层在抵达叶片后缘前成为紊流，从而有效抑制转子尾迹和涡流噪音，具有比常规轴流风轮更高的效率和更低的噪音。

附图说明

图1为本实用新型一实施例立体结构示意图；

图2为本实用新型一实施例主视结构示意图；

图3为本实用新型直径定义结构示意图；

图4为本实用新型高度定义结构示意图；

图5为本实用新型凹陷深度和叶片截面中弧线长度定义结构示意图；

图6为图3的B-B向剖视图；

图7为常规轴流风轮结构示意图；

图8为第二实施例结构示意图；

图9为第三实施例结构示意图；

图10为第四实施例结构示意图；

图11为第五实施例结构示意图；

图12为第六实施例结构示意图。

图中：1为轴流风轮，2为轮毂，3为叶片，3a为叶片前缘，3b为叶片后缘，3c为叶根，3d为叶尖，3e为压力面，3f为吸力面，3g为凹陷部，A为叶片后缘凹陷开始的位置，C为叶片后缘凹陷结束的位置，E为叶片后缘凹陷最深的位置，F为叶片后缘最低位置，k为叶片后缘凹陷开始位置A与叶片后缘最低位置F的连线。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

第一实施例

参见图1-图2，轴流风轮1包括轮毂2和四个叶片3，四个叶片3具有相同的形状及安装角度，四个叶片3以轴流风轮1的旋转中心轴线为中心均布于轮毂2上，叶片后缘3b上形成向叶片前缘3a进气方向的凹陷部3g，凹陷部3g的形状为波浪形空间曲线。在轴流风轮1旋转时，由于叶片后缘3b向叶片前缘3a进气方向的凹陷部3g的作用，叶片后缘3b叶高中部和叶尖3d区域提前于叶根3c区域改变了压力分布状态，使叶片3压力面3e上部分气流提前流向吸力面3f，造成局部压力升高，从整体上减少附面层分离，并很好地使叶片3边界层在抵达叶片后缘3b前成为紊流，从而有效抑制转子尾迹和涡流噪音。

参见图3，将轴流风轮1的外径定义为D，轮毂2的直径定义为d，设定（D-d）/2为叶片高度R1，叶片后缘3b凹陷开始的位置A所在圆周直径定义为D1，有（D1-d）/2=（0～0.8）R1；叶片后缘3b凹陷结束的位置C所在圆周直径定义为D2，有（D2-d）/2=（0.5～1.0）R1。

参见图4，将叶片后缘3b的最低位置F算起的风轮叶片3高度定义为H，从叶片后缘3b最低位置F算起的凹陷部3g的最大高度定义为H1，H1/H的值在0.05～0.5的范围内。

参见图5-图6，将叶片后缘3b凹陷最深位置E所在叶片3截面的中弧线长度定义为L；凹陷最深位置E沿中弧线方向的深度定义为δ；凹陷深度δ与该区域叶片3截面的中弧线长度L的比值定义为相对深度ε，ε=δ/L，ε的值在0.05～0.5的范围内。参见图6，由于叶片3多为空间曲面形状，故叶片后缘3b凹陷最深位置E所在叶片3截面的中弧线长度L也是沿曲面的曲线长度，其值等于图3的B-B剖视图所示截面的中弧线长度。定义凹陷开始位置A与叶片后缘3b最低位置F(本实施例中叶片后缘3b最低位置F与叶片后缘3b凹陷结束的位置C重合。)之间的连线为k，凹陷深度δ近似等于最深位置E到连线k的距离。

第二实施例

参见图8，本实施例与第一实施例的不同之处在于，凹陷部3g形状为圆弧形。其他未述部分，同第一实施例，不再重复。

第三实施例

参见图9，本实施例与第一实施例的不同之处在于，凹陷部3g形状为镰刀形。其他未述部分，同第一实施例，不再重复。

第四实施例

参见图10，本实施例与第一实施例的不同之处在于，凹陷部3g形状为V字形。其他未述部分，同第一实施例，不再重复。

第五实施例

参见图11，本实施例与第一实施例的不同之处在于，凹陷部3g形状为折线形。其他未述部分，同第一实施例，不再重复。

第六实施例

参见图12，本实施例与第一实施例的不同之处在于，凹陷部3g形状为圆弧形与折线形组合的形状。其他未述部分，同第一实施例，不再重复。

Claims (6)

1.一种轴流风轮，包括轮毂（2）和设置在轮毂（2）上的四个叶片（3），其特征是叶片后缘（3b）区域向叶片前缘（3a）进气方向凹陷，四个叶片（3）互相以轴流风轮（1）的旋转中心轴线为中心等间距或不等间距分布。

2.根据权利要求1所述的轴流风轮，其特征是所述轴流风轮（1）的外径定义为D，轮毂（2）直径定义为d，设定（D-d）/2为叶片（3）高度R1，叶片后缘（3b）凹陷开始的位置所在圆周直径定义为D1，有（D1-d）/2=（0～0.8）R1；叶片后缘（3b）凹陷结束的位置所在圆周直径定义为D2，有（D2-d）/2=（0.5～1.0）R1。

3.根据权利要求1或2所述的轴流风轮，其特征是所述叶片后缘（3b）最低位置算起的风轮叶片（3）高度定义为H，从叶片后缘（3b）最低位置算起的凹陷部（3g）的最大高度定义为H1，H1/H的值在0.05～0.5的范围内。

4.根据权利要求3所述的轴流风轮，其特征是所述叶片后缘（3b）凹陷最深位置所在叶片（3）截面的中弧线长度定义为L；凹陷最深位置沿中弧线方向的深度定义为δ；凹陷深度δ与该区域叶片（3）截面的中弧线长度L的比值定义为相对深度ε，ε=δ/L，ε的值在0.05～0.5的范围内。

5.根据权利要求4所述的轴流风轮，其特征是所述叶片后缘（3b）凹陷部（3g）的形状为波浪形空间曲线,或镰刀形、圆弧形、V字形及折线形，或若干个以上形状的组合形状。

6.根据权利要求5所述的轴流风轮，其特征是所述轴流风轮（1）适用于空调机室外机组。

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