CN2667216Y - 空调低压轴流通风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种专用于空调设备配套的低压轴流通风机。本实用新型所采取的技术方案包括叶片、轮毂、电机支架组合装配而成。叶片采用低转速，厚机翼型空心叶片，空心叶片为薄壳式盒型结构，叶片轴线采用了前掠前弯结构形式，不同的是采用了较为合理的前掠角度和前弯半径值，多叶片数，叶片形状为倒梯形，叶片的根稍比小于1的叶片形状。叶片通过镶嵌在叶片根部的带扁和孔的双螺柱与轮毂连接，叶片与轮毂组合成可变化的多种性能的叶轮结构。轮毂通过轮毂镶嵌轴套与电机轴杆相连，轴套的结构内圆外方，可加工成单槽或双槽，轴向受力，抗挤压，防止轴向串动。电机支架改为与顶板导风筒分离支架，作为空调设备上平面框架的支撑横梁，又作为电机承力支架使用，构成空调用低压轴流通风机。实现稳定的大批量的规模生产，在实际使用上达到效率高，噪声低的目的。

Description

空调低压轴流通风机

技术领域：本实用新型涉及一种流体机械设备，主要是涉及一种专用于空调设备配套的低压轴流通风机。

背景技术：目前，我国流行空调用的低压轴流通风机存在着与空调设备性能不相匹配的问题，严重影响空调设备效能的发挥，同时还存在结构和空气动力性能的不少缺陷。目前流行使用的国内制造及进口的空调风机，基本结构为叶轮叶片多数是板片弧形注塑成形，或铝板冲压铆接叶片，叶片基本上是“大牛角”式或长方形叶片，叶片无扭角或扭角差小的4～6个叶片的整体叶轮结构。结构尺寸大，叶片刚度小，易变形，易损坏，在进气品质不好的状态时易卸载。在进口的几种名牌厂家的风机中，有的在大机号风机上采用薄翼型变厚度的精密铸造的铝合金实心叶轮叶片的整体叶轮结构，同样是叶片少，结构尺寸大，重量大，模具费用高，工艺要求高的问题。以上两类产品在空气动力性能上存在的共同问题如下：1、由于两类产品的叶轮叶片采用板片或薄翼型变厚度，共同存在着叶片的阻力系数大、升力系数小、升阻比小的问题。特别在低转速的情况下，无法达到空调设备所要求的流量压力系数。2、为了达到空调设备的要求，所以必须保持一定的高转数要求，同时还要加大叶片的结构尺寸。叶栅稠度加大，叶片顶部的弦长过度加大，致使风机在出口截面的风速沿径向的速度分布不均。中心速度过低，边缘速度过高，速度梯度过大，易产生横向滚动，致使涡流的噪声和出气噪声增加，效率降低。3、大叶片的整体叶轮结构尺寸大，特别叶轮的轴向高度大，在空调设备使用时，叶轮在顶板导风筒集风器下方运转，风机进气品质恶化，发生“串流”，使风机的流量、压力下降，噪声增加明显，实际使用效率下降较大。4、整体结构叶轮，模具定下来，风机性能不可调整，很难与不同厂家的不同空调设备的性能相匹配。不是风机制造厂家为空调厂家服务，而是空调厂家吃风机厂家做的大锅饭。空调风机的产品性能严重地阻碍着风机和空调厂家之间的沟通与理解、协调与配合，阻碍着双方创造性的发挥。本实用新型设计者在国家知识产权局专利局申请公布了，高效低噪组合式轴流风机专利ZL97233267.7为标准机翼型铝合金空心型材结构矩形叶片组合式低压轴流通风机，克服了上述存在的各种不同程度的缺陷。该专利主要是多用途的轴流通风机，专用于空调设备配套，同时也存在一定的缺陷，例如，在用于家用空调小机号的配套上，在转速小于720r/min时，压力、流量系数偏低，生产组装时，工时较多，在用于中央空调的大机号配套上叶轮较重，用材较多。总体说来，成本偏高，市场竞争力差。

发明内容：本实用的目的旨在克服上述现有技术存在的不足，在总结已有专利实施并与空调设备制造厂家长期配套的基础上，分析比较国内外空调低压轴流通风机发展的技术概况和根据积累的大量的空气动力性能测试数据为依据，以严格的科学态度和为社会经济发展负责任的精神开发了一种空调低压轴流通风机，本实用新型所采取的技术方案包括叶片、轮毂、电机支架组合装配而成。叶片采用低转速，厚机翼型空心叶片，空心叶片为薄壳式盒型结构，叶片由两部份组成，在一叶片上设有多个铆柱孔，铆柱孔为盲孔，在另一叶片设有多个铆柱，铆柱的高度小于铆柱孔的深度，在设有铆柱孔的叶片开有凹槽，两叶片用胶粘剂装配，铆柱镶嵌到铆柱孔中，形成本实用新型叶片空心结构。叶片轴线采用了前掠前弯结构形式，不同的是采用了较为合理的前掠角度和前弯半径值，多叶片数，叶片形状为倒梯形，叶片的根稍比小于1的叶片形状。叶片通过镶嵌在叶片根部的带扁和孔的双螺柱与轮毂连接，叶片与轮毂组合成可变化的多种性能的叶轮结构。轮毂通过轮毂镶嵌轴套与电机轴杆相连，轴套的结构内圆外方，可加工成单槽或双槽，轴向受力，抗挤压，防止轴向串动。电机支架改为与顶板导风筒分离支架，作为空调设备上平面框架的支撑横梁，又作为电机承力支架使用，构成空调用低压轴流通风机。实现稳定的大批量的规模生产，在实际使用上达到效率高，噪声低的目的。

本实用新型的有益效果在于：采用厚机翼型空心叶片，在低转速的情况下，高升阻比的厚机翼型叶片，升力系数高，阻力系数小，它是解决在低转速情况下，有效提高风机压力系数流量系数的有效途径。但厚翼型用材多，工艺成型难度大，所以空心叶片的薄壳式盒型结构用于大机号的叶轮结构，重量轻，工艺成型快，有利于降低成本，同时保证了叶片结构的强度和刚度。叶片轴线采用了传统的前掠前弯结构形式，不同的是在大量分析比较了现有结构参数和测试数据的基础上采用了较为合理的前掠角度和前弯半径值，使叶轮表面的加权噪声值尽可能的降低至最小值。叶片的形状采用倒梯形，根稍比控制在0.7～0.85的范围内，它使风机的出口截面速度沿径向速度梯度分布变缓。沿叶片径向的前掠前弯轴线的叶片扭角差的合理梯度分布与厚机翼型相结合的叶片几何造型构成了提高压力系数、流量系数的关键因素，在相同的风机结构尺寸和比转数不变的情况下，在低转速的时，达到相同的高转数流量值，相比之下，风机压力提高值相对较低，所以风机的装备功率减少，使风机的性能价格比提高。叶栅稠度在以上所叙述的叶片几何参数确定后，叶片稠度小，所以叶片多了，厚了，叶轮的总重量却并没有增加，但叶轮叶片的强度、刚度却大大地增加了，不变形，耐冲击。在以上所述的叶片几何参数确定后，采用多叶片数，使得叶片的几何尺寸变小，叶片厚度变小，重量变轻，适应于家用空调的小机号风机实心叶片的整体叶轮工艺成型。在转速降低，采用多叶片数的风机的基波频率并没有增加，仍然在被允许的低噪声频谱范围内工作，由于多叶片的叶轮，在周期的振频振型中，压力的振幅大小范围较小，有利于减小振动。在整个空调低压轴流通风机中，轮毂比的变化在0.27～0.32之间变化，并没有严格按照几何相似变化，起到各个机号性能的调节作用。目前比较大的空调设备制造厂家，在空调设备制造时，顶板导风筒是设备的一部分，往往自己制造，风机制造厂家的制造水平和能力满足不了空调厂家的要求，所以在风机叶轮与顶板导风筒相匹配时，导风筒与叶轮的径向间隙过大，同时由于导风筒过短，叶轮高度过大，致使风机叶轮在导风筒集风器下方运转，风机效率下降，噪声升高。本实用新型空调低压轴流通风机在从NO3～NO10的范围内叶轮高度在50～120mm范围内变化，只有现在一般空调风机叶轮高度的1/3～1/2的高度，基本上可放置于导风筒内。同时本实用新型风机叶轮直径在设计上有比较适当的叶轮直径允许的变动范围，使叶轮与导风筒相匹配后间隙比较合理。所以使与本实用型空调低压轴流通风机与空调设备相匹配后的实际效率提高，噪声降低。本实用新型空调低压轴流通风机在大机号风机上电机配有0.75kw以上功率的电机支架改为与顶板导风筒分离支架，作为空调设备上平面框架的支撑横梁，又作为电机承力支架使用，减少了设备振动，有便于风机在设备上的安装。本实用新型空调低压轴流通风机顶板导风筒的制造，按空调设备厂家的要求设计制造。大于原来的大机号风机导风筒采用了双层机壳扩压式短风筒的玻璃钢结构，有效降低风机噪声2～4dB左右。镶嵌在叶片根部的带扁和孔的双螺柱与轮毂的连接结构，安全可靠是，安装方便，省时省力。No7.1叶轮通过了转速1450r/min的超速试验，同时叶片双螺柱接头的叶片拉力强度破坏试验数据证明有很高的安全富余系数，为组合式叶轮提供了可靠的结构形式。本实用新型轮毂镶嵌轴套，如采用钢棒机械加工或用铸铁铸造机构加工制造，加工费用高且质量和精度不高，现采用粉末冶金工艺制造，设计了现在的轴流通风机电机系列轴颈所配套的标准的轴套系列，重量轻，精度高，价格低，可以大批量生产，且结构内圆外方，可加工成单槽或双槽，轴向受力，抗挤压，又可防止轴向串动。

附图说明：图1是本实用新型整体结构组合剖视图

          图2是本实用新型叶片部视图

          图3是本实用新型叶片横截面剖视图

          图4是本实用新型螺柱结构示意图

          图5是本实用新型轴套结构剖视图

具体实施方式：本实用新型可制作各种规格尺寸，任何在本实用新型的精神范围内所做的改动，均属侵犯本实用新型的创作精神。如图1所示，本实用新型主要由叶轮1、轮毂2、网罩3、风筒4、电机支架5、电机6组合装配而成。每个叶轮1由多个叶片11构成，叶片多少可根据性能调整，一般在8～12之间变化，叶片安装角根据性能调整变化。如图2、图3所示，本实用新型采用厚机翼型空心叶片11，且空心叶片11是薄壳式盒型结构，叶片11由21、22两部份组成，在叶片21上设有两铆柱孔23，铆柱孔23为盲孔，在叶片22设有两铆柱24，铆柱24的高度小于铆柱孔23的深度，在叶片21设有两凹槽25、26，叶片21、22用胶粘剂装配，两铆柱24镶嵌到两铆柱孔23中，形成本实用新型的叶片11内部结构。叶片轴线采用了传统的前掠前弯结构形式，为前掠角度和前弯半径值，叶片的形状采用倒梯形，根稍比控制在0.7～0.85的范围内，它使风机的出口截面速度沿径向速度梯度分布变缓。沿叶片径向的前掠前弯轴线的叶片扭角差的合理梯度分布与厚机翼型相结合的叶片几何造型，在叶片根部上置有两螺栓31、32。如图4所示，螺栓与叶片的连接处打有两扁孔33、34，两螺栓31、32位于上下表面距离的中心点，镶嵌在叶片11根部的带扁和孔的双螺柱与轮毂2连接，叶片根部与轮毂2相贯面吻合无间隙。在轮毂中间有一轴套，轴套的结构呈内圆外方，在内部加工成单槽41，轴向受力，抗挤压，防止轴向串动，轴套另一端与电机6轴杆相连，电机6的两端置于电机支架5上，电机支架5改为与顶板导风筒4分离支架，作为空调设备上平面框架的支撑横梁，又作为电机6承力支架使用，构成空调用低压轴流通风机。

Claims (6)

1、一种空调低压轴流通风机，包括叶片、轮毂、电机支架组合装配而成，其特征是叶片采用低转速，厚机翼型空心叶片，空心叶片为薄壳式盒型结构。

2、根据权利要求1所述的空调低压轴流通风机，其特征是所述的薄壳式盒型叶片由两部份组成，在一叶片上设有多个铆柱孔，铆柱孔为盲孔，在另一叶片设有多个铆柱，铆柱的高度小于铆柱孔的深度，在设有铆柱孔的叶片开有凹槽，两叶片用胶粘剂装配，铆柱镶嵌到铆柱孔中。

3、根据权利要求1、2所述的空调低压轴流通风机，其特征是薄壳式盒型叶片轴线采用了前掠前弯结构形式，为前掠角度和前弯半径值。

4、根据权利要求1所述的空调低压轴流通风机，其特征是多叶片数，叶片形状为倒梯形，叶片的根稍比小于1的叶片形状。

5、根据权利要求1所述的空调低压轴流通风机，其特征是叶片通过镶嵌在叶片根部的带扁和孔的双螺柱与轮毂连接，叶片与轮毂组合成可变化的多种性能的叶轮结构。

6、根据权利要求1所述的空调低压轴流通风机，其特征是轮毂通过轮毂镶嵌轴套与电机轴杆相连，轴套的结构内圆外方，可加工成单槽或双槽，轴向受力。

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