CN211119715U - 一种叶片叶尖呈w型结构的空调室外机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种叶片叶尖呈W型结构的空调室外机，包括叶轮本体，叶轮本体的叶片叶尖部位具有W型切槽；所述叶片叶尖W型结构参数为切槽深度h=10mm、切槽宽度a=23mm、切槽角度θ=60°、W型间距d=10mm；还包括热交换器、导流罩、电机支架、中隔板、出风网、冷凝器、储液罐、节流器、压缩机；在不增加成本的前提下对叶片叶尖结构进行改进设计，工艺简单，费用低，便于一体化设汁，可规模化生产。同时，在保证空调室外机的其他部件整体性能不变的前提下，提高了空调室外机出口流速，降低了空调室外机气动噪声，减少了空调室外机的流动损失，提高空调室外机叶轮的固有频率，提高了空调室外机的效率，增长了空调室外机使用寿命。

Description

一种叶片叶尖呈W型结构的空调室外机

技术领域

本实用新型涉及空调室外机节能降噪的技术领域，尤其涉及一种叶片叶尖呈W型结构的空调室外机。

背景技术

随着社会的进步和科技的发展，人们的生活水平质量显著提高，空调不再作为一种奢侈品家用电器，逐渐进入了寻常家庭之中，由此人们的生活方式也开始改变，一年四季冬暖夏凉。但是室内带来的舒适与方便的同时，也对室外传播了噪声，这些噪声不仅会影响到室内用户，降低了自我体验感，更会影响到周围的环境，给予他人在生活和工作上的困扰，降低了他人的幸福感。不仅如此，噪声本就成为城市污染的一大重要因素，而空调室外机的噪声也作为噪声污染来源的一部分，对此人们希望在空调降噪方面得到重视，这也成为空调制造行业的一大进步要求与巨大挑战。

在降低空调室外机的流动损失和气动噪声，提高气动效率的研究内容方面，世界各地的研究者都提出了不同的研究方法，其中实验法与数值模拟的方法都是探究空调室外机气动噪声的主要方法。如利用数值模拟的研究方法研究空调室外机的气动噪声的趋势与实验法相结合的方式来验证等，是一种值得借鉴的研究方法。改型是通过优化叶轮结构参数和设计新叶轮来改变空调室外机气动特性，用以降低空调室外机气动噪声，但是改变叶轮结构参数和设计新叶轮都会改变空调室外机叶轮结构动力学特性、使问题变得复杂，使影响因素增加，加大了研究困难。

在空调室外机的能量损失中，流动损失是影响其通风效率的主要因素之一。由于叶轮与空调室外机整体机壳间存在间隙，在叶轮正常转动时，使得叶轮旋转区域形成紊乱涡流，从而造成流动损失。为减少因叶轮旋转而引起的流动损失，国内外研究者通过对空调室外机的叶片改型进而探究空调室外机在叶轮旋转区域的流动性能，得出了叶片叶尖切割后，空调室外机内部涡流紊乱状态得以改善，而空调室外机叶片叶尖的切割形状和切割量，都直接影响空调室外机的通风效率和气动噪声。

本实用新型提供的一种叶片叶尖呈W型结构的空调室外机，在不改变空调室外机的整体内部结构的情况下，通过对叶片叶尖结构进行改型设计，降低空调室外机的气动噪声，提高通风效率，改善叶片的受力情况，减少叶片的疲劳程度，提高空调室外机叶轮的固有频率，增加空调室外机的使用寿命，为空调室外机降噪工作提供相对的设计经验与理论经验。

实用新型内容

本实用新型空调室外机叶片叶尖处开槽，使叶片叶尖结构变化，呈现W型结构，在不改变空调室外机的整体内部结构的情况下，通过对叶片叶尖结构进行改型设计，降低空调室外机的气动噪声，提高通风效率，改善叶片的受力情况，减少叶片的疲劳程度，提高空调室外机叶轮的固有频率，增加空调室外机的使用寿命。

本实用新型提供的一种叶片叶尖呈W型结构的空调室外机，包括叶轮本体，叶轮本体的叶片叶尖部位具有W型切槽；

所述叶片叶尖W型结构参数为切槽深度h=10mm、切槽宽度a=23mm、切槽角度θ=60°、W型间距d=10mm；

还包括热交换器、导流罩、电机支架、中隔板、出风网、冷凝器、储液罐、节流器、压缩机；

所述热交换器、导流罩、电机支架、中隔板和出风网依次构成了空调室外机的风道系统，所述叶尖呈W型结构的叶片分别固定在叶轮上构成空调室外机叶轮，所述空调室外机叶轮位于空调室外机风道系统体内，所述冷凝器、储液罐、节流器、分别位于空调室外机体内，所述压缩机是在空调制冷过程中驱动制冷剂。

本实用新型提供的一种叶片叶尖呈W型结构的空调室外机，在空调室外机叶轮叶片叶尖处开槽，使叶尖结构变化，呈现W型结构，在不增加成本的前提下对叶尖结构进行改型设计，工艺简单，费用低，便于一体化设汁，可规模化生产。同时，在保证空调室外机其他部位性能不变的前提下，降低空调室外机气动噪声，提高通风效率，减少叶片的疲劳程度，提高空调室外机叶轮的固有频率，提高空调室外机的效率，增长空调室外机的使用寿命。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的叶片叶尖呈W型结构的空调室外机叶轮示意图；

图2为本实用新型实施例提供的叶片叶尖呈W型结构的空调室外机叶片W型结构的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的空调室外机叶轮旋转区域噪声计算点布置示意图；

图4为本实用新型叶片叶尖改型前后空调室外机叶轮旋转区域噪声的最大声压级在距截面圆心（即旋转中心轴线）不同距离时的变化曲线图；

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以足可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接：可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1和图2所示，本实用新型提供的一种叶片叶尖呈W型结构的空调室外机，包括叶轮本体，叶轮的叶片叶尖部分具有W型切槽，叶尖呈W型结构的几何参数包括切槽深度h、切槽宽度a、切槽角度θ、W型间距d。

本实用新型提供的一种空调室外机，包括叶片叶尖呈W型结构的叶轮、热交换器、导流罩、电机支架、中隔板、出风网、冷凝器、储液罐、节流器、压缩机等。其中热交换器、导流罩、电机支架、中隔板和出风网依次构成了空调室外机的风道系统，其中叶尖呈W型结构的叶片分别固定在叶轮上构成空调室外机叶轮，所述空调室外机叶轮位于空调室外机风道系统体内，所述冷凝器、储液罐、节流器、分别位于空调室外机体内，压缩机是在空调制冷过程中驱动制冷剂。

为了准确计算叶片叶尖不开槽和叶片叶尖呈W型结构的空调室外机内部流域涡量变化及叶轮旋转区域气动噪声变化特性，利用FW-H声学模型对空调室外机旋转区域的径向上6个计算点进行数值分析，具体噪声计算点布置如图3所示。其计算区域三维坐标轴定义为，以空调室外机叶轮旋转区域中心为坐标原点，出口轴线方向为Z轴正方向，以过原点的两两相互垂直的径向分别为X、Y轴，且以指向出风口方向为正方向建立坐标系，噪声计算截面的Z轴所取三个坐标位置为截面（Z=0mm），在截面的径向即Y轴方向上分别取6个噪声计算点，Y其轴坐标分别为80mm、100mm、120mm、140mm、160mm、180mm。

在本实施例中，所设计的叶尖W型尺寸为切槽深度h=10mm、切槽宽度a=23mm、切槽角度θ=60°、W型间距d=10mm，并与未改型叶轮叶片进行对比。在叶轮转速为额定转速820 r/min时，采用大涡模拟计算分析叶轮旋转区域在叶片未改型和叶片叶尖呈W型结构时空调室外机内部流域的涡量变化，叶片未改型的室外机叶轮旋转区域的涡量值为218.7s^-1，叶片叶尖呈W型结构的室外机叶轮旋转区域的涡量值为192.5s^-1，涡量下降了11.98%。由此可知，叶片叶尖呈W型结构能够有效的打散空调室外机叶轮旋转区域的涡量，叶片叶尖呈W型结构使得叶轮内部流域的涡量减少，流动紊乱的现象得以改善，能量损失得以降低，提高了空调室外机的效率，延长通风机使用寿命。

在本实施例中，叶轮在相同额定转速820r/min下，分别对未改型和叶片叶尖呈W型结构的空调室外机叶轮旋转区域的噪声计算点的噪声频谱图进行分析，空调室外机叶轮旋转区域的气动噪声主要是由叶轮的旋转基频及谐波、涡流脱落频率构成，其中最大声压级所对应的频率为叶轮的旋转基频40.04Hz。由图4可见，分析每个噪声测试点的噪声频谱图，得到每个计算点处噪声的最大声压级，以Y轴坐标值即噪声计算点距截面圆心（即旋转中心轴线）的距离为横坐标，计算点的最大声压级为纵坐标，对比未改型和叶片叶尖呈W型结构的噪声最大声压级变化曲线可知，叶片叶尖呈W型结构的声压级明显减小，在距离轮毂中心80mm处，叶片叶尖呈W型结构的最大声压级为101.5dB，叶片未改型的最大声压级为102.1dB；在距离轮毂中心100mm处，叶片叶尖呈W型结构的最大声压级为106.1dB，叶片未改型的最大声压级为108.6dB；在距离轮毂中心120mm处，叶片叶尖呈W型结构的最大声压级为105.4dB，叶片未改型的最大声压级为108.3dB；在距离轮毂中心140mm处，叶片叶尖呈W型结构的最大声压级为104.8dB，叶片未改型的最大声压级为108.8dB；在距离轮毂中心160mm处，叶片叶尖呈W型结构的最大声压级为104.2dB，叶片未改型的最大声压级为108.2dB；在距离轮毂中心180mm处，叶片叶尖呈W型结构的最大声压级为101.3dB，叶片未改型的最大声压级为103.8dB；叶片叶尖呈W型结构比叶片未改型的噪声平均降低了2.58%。

在本实施例中，在10N的激振力的激励下，测试发现叶片叶尖呈W型的叶轮比叶片未改型的叶轮的各阶固有频率有所增加，其中在一阶时，叶片叶尖呈W型结构的叶轮固有频率为44.74Hz，叶片未改型的叶轮固有频率为40.56Hz，固有频率提高了10.3%；在二阶时，叶片叶尖呈W型结构的叶轮固有频率为48.72Hz，叶片未改型的叶轮固有频率为42.71Hz，固有频率提高了14.07%；在三阶时，叶片叶尖呈W型结构的叶轮固有频率为66.94Hz，叶片未改型的叶轮固有频率为59.56Hz，固有频率提高12.3%；在四阶时，叶片叶尖呈W型结构的叶轮固有频率为71.24Hz，叶片未改型的叶轮固有频率为61.72Hz，固有频率提高15.42%。这与叶片固有频率的公式中叶片质量减少会导致叶片起固有频率的增加这一结论相符。

通过对叶片叶尖结构的改型，本实用新型提供的叶片叶尖呈W型结构的空调室外机，在兼顾空调室外机其他部件性能的前提下，降低了空调室外机的气动噪声和空调室外机内部流体因涡流造成的流动损失，改善了叶片的受力情况和空调室外机内部流体的紊流状态，减少了叶片的疲劳程度，提高空调室外机叶轮的固有频率，延长空调室外机的使用寿命，

最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (1)

1.一种叶片叶尖呈W型结构的空调室外机，其特征在于，包括叶轮本体，叶轮本体的叶片叶尖部位具有W型切槽；

所述叶片叶尖W型结构参数为切槽深度h=10mm、切槽宽度a=23mm、切槽角度θ=60°、W型间距d=10mm；

还包括热交换器、导流罩、电机支架、中隔板、出风网、冷凝器、储液罐、节流器、压缩机；

所述热交换器、导流罩、电机支架、中隔板和出风网依次构成了空调室外机的风道系统，所述叶尖呈W型结构的叶片分别固定在叶轮上构成空调室外机叶轮，所述空调室外机叶轮位于空调室外机风道系统体内，所述冷凝器、储液罐、节流器、分别位于空调室外机体内，所述压缩机是在空调制冷过程中驱动制冷剂。

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