專利名稱：軸流風(fēng)扇及具有其的空調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣調(diào)節(jié)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種軸流風(fēng)扇及具有其的空調(diào)器。
背景技術(shù)：
各種軸流風(fēng)扇普遍用在空調(diào)器室外機(jī)或其他換氣設(shè)備中，起到空氣的循環(huán)流動作用。如圖1所示的現(xiàn)有的空調(diào)器用軸流風(fēng)扇，其基本結(jié)構(gòu)包括具有旋轉(zhuǎn)中心的圓形輪轂10和分布在輪轂10外周并側(cè)呈放射狀排列數(shù)個翼片20，其中翼片20具有翼面21、翼前掠22以及翼后緣24，其翼后緣24略呈直線狀。通過電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，空氣從翼片20的前緣部流入，通過翼面21被升壓后由翼片20的翼后緣24流出?，F(xiàn)有的空調(diào)外機(jī)常用低壓軸流風(fēng)機(jī)，其除了要求結(jié)構(gòu)緊湊，風(fēng)量大之外，噪聲低更是一個很重要的指標(biāo)。而軸流風(fēng)機(jī)噪聲主要為空氣動力噪聲，其由兩部分組成:即旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。其中，軸流風(fēng)葉尾緣存在的較大量的脫落渦流是渦流噪聲的主要組成部分。研究表明，風(fēng)機(jī)的這兩類噪聲中，旋轉(zhuǎn)噪聲與葉輪的圓周速度的10次方成比例；渦流噪聲與葉輪圓周速度的6次方(或5次方)成比例。為了減低這些噪音，通常是設(shè)計最佳的翼片形狀、采用空氣動力性能優(yōu)良的機(jī)翼型的翼片。但在這些靜音化方法中，仍然有不少問題比較突出而難以解決。比如，為了減小進(jìn)口氣流沖角損失而采用沿徑向進(jìn)口角逐漸減小的扭曲翼型，但是其計算進(jìn)口角的前提是假定進(jìn)口氣流為均勻的軸向流進(jìn)翼片的，實(shí)際上風(fēng)扇的進(jìn)氣氣流是一種自由流場，分布形式為匯流流場，所以這樣的設(shè)計方法對風(fēng)扇翼片來說依然有較大的沖角損失。又如，現(xiàn)有技術(shù)公開了以下方案，在翼片的后緣部設(shè)計有面向翼片旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)(空氣流出側(cè))的膨脹部。所述的膨脹部是通過使翼片后緣部的輪廓線(連接翼后緣部的內(nèi)周緣和外周緣的線)向與空氣流出方向相反的導(dǎo)入方向(翼片的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè))凹陷形成的。由于此形式的翼片后緣部所形成有膨脹部，從該部位流出的空氣在膨脹部后方會產(chǎn)生鏇渦，因而送風(fēng)噪音就會增大。綜上，風(fēng)機(jī)直徑一定的情況下，轉(zhuǎn)速越高噪聲越大。因此要保證風(fēng)量、風(fēng)壓不變和風(fēng)扇直徑不增大的情況下，降低空調(diào)外機(jī)風(fēng)機(jī)噪聲和提高其效率是當(dāng)今一大難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能有效提高風(fēng)扇風(fēng)量和有效地降低噪音的軸流風(fēng)扇及具有其的空調(diào)器。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種軸流風(fēng)扇，包括輪轂和翼片，翼片具有吸力面和壓力面，翼片包括前緣部和后緣部，后緣部具有鄰接輪轂的后緣部根部和后緣部周緣，后緣部上設(shè)置有折彎部，折彎部在后緣部上并沿后緣部延伸。進(jìn)一步地，折彎部從后緣部根部起延伸至后緣部周緣。進(jìn)一步地，折彎部的高度沿從后緣部根部起至后緣部周緣的方向逐漸減小。進(jìn)一步地，折彎部的最聞點(diǎn)的聞度為h,折彎部的最聞點(diǎn)的所處翼面的弦長為S，其中，0.02 ( h/s ( 0.04。進(jìn)一步地，折彎部朝向壓力面一側(cè)傾斜。進(jìn)一步地，后緣部具有翼前掠，折彎部在翼前掠的外緣翻邊處與后緣部平滑過渡接合。進(jìn)一步地，外緣翻邊處所處翼面直徑為d2，后緣部周緣的最末端所處翼面的直徑為 dl，其中，0.8 ( d2/dl ( I。進(jìn)一步地，輪轂的側(cè)面包括第一側(cè)面、第二側(cè)面和第三側(cè)面，其中，第三側(cè)面為兩端半徑分別為r和R的錐臺的外表面的一部分，其一端與第一側(cè)面相連接；第一側(cè)面為過輪轂的軸線的豎直面，第一側(cè)面的另一端與第二側(cè)面相連接；第二側(cè)面在沿輪轂的軸線方向上的投影為相對輪轂的軸心漸開的第一弧線，第一弧線上任意一點(diǎn)到輪轂的軸線的距離大于等于r且小于等于R，第二側(cè)面與第三側(cè)面的另一端相連接。進(jìn)一步地，連接面的寬度在從第一輪轂根部起至第二輪轂根部方向上逐漸減小。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，還提供了一種空調(diào)器，包括前述的軸流風(fēng)扇。采用本發(fā)明的軸流風(fēng)扇及具有其的空調(diào)器，軸流風(fēng)扇的后緣部上設(shè)置有折彎部，折彎部在后緣部上并沿后緣部延伸。設(shè)置此折彎部增加了翼片后緣處的有效彎度，增加翼片后緣處氣流的動量，從而使氣流容易克服壓力面后緣處的逆壓梯度，使得壓力面的分離區(qū)域減少，翼型升力增加，在風(fēng)壓不變和風(fēng)扇直徑不增大的情況下，能有效提高軸流風(fēng)扇的風(fēng)量，并能降低噪聲。軸流風(fēng)扇結(jié)構(gòu)簡單，能有效提高風(fēng)扇風(fēng)量和有效地降低噪音，提高了系統(tǒng)的熱交換率，能夠滿足空調(diào)器的靜音化和環(huán)?；囊?。


構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1是現(xiàn)有的軸流風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的軸流風(fēng)扇的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的斜視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的軸流風(fēng)扇的翼片結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的軸流風(fēng)扇的翼片的截面結(jié)構(gòu)及其后緣部的放大圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的軸流風(fēng)扇的輪轂結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的軸流風(fēng)扇的輪轂的線條形成示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的軸流風(fēng)扇與現(xiàn)有的軸流風(fēng)扇風(fēng)量-轉(zhuǎn)速關(guān)系示意圖；以及圖9是根據(jù)本發(fā)明的軸流風(fēng)扇與現(xiàn)有的軸流風(fēng)扇噪聲-風(fēng)量關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。如圖2和圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的軸流風(fēng)扇，包括輪轂10和翼片20，翼片20具有吸力面a和壓力面b，翼片20包括前緣部22和后緣部24，后緣部24具有鄰接輪轂10的后緣部根部24A和后緣部周緣24B，后緣部24上設(shè)置有折彎部25，折彎部25從后緣部根部24A起延伸至后緣部周緣24B。
本發(fā)明的軸流風(fēng)扇，在各翼片20的后緣部24上設(shè)置折彎部25，折彎部25為翼片20尾緣沿展向方向加裝的并朝壓力面b傾斜的小平板，其徑向長度范圍從翼片20后緣近輪轂的后緣部根部24A處至后緣部周緣24B處，折彎部高度隨著其所處翼片20直徑的增大而逐漸減小。設(shè)置此折彎部20增加了翼片20后緣處的有效彎度，增加翼片20后緣處氣流的動量，從而使氣流容易克服壓力面b后緣處的逆壓梯度，使得壓力面b的分離區(qū)域減少，翼型升力增加，在風(fēng)壓不變和風(fēng)扇直徑不增大的情況下，能有效提高軸流風(fēng)扇的風(fēng)量，并能降低噪聲。在本發(fā)明的實(shí)施例中，軸流風(fēng)扇為三翼式軸流風(fēng)扇，包括作為旋轉(zhuǎn)軸的輪轂10，及在其外周側(cè)呈放射狀分布的具有同一形狀的三個翼片20，且三個翼片在120° ±5°的范圍內(nèi)呈等間距或不等間距分布。折彎部25的高度沿從后緣部根部24A起至后緣部周緣24B的方向逐漸減小。優(yōu)選地，參見圖4，折彎部25的最高點(diǎn)的高度為h (h在圖中未標(biāo)示)，折彎部25的最高點(diǎn)的所處翼面的弦長為S，其中，0.02 ( h/s ( 0.04。折彎部25朝向壓力面b —側(cè)傾斜。折彎部25朝向壓力面b傾斜，其為翼片20尾緣沿展向延伸方向加裝的一塊適合高度的并與翼型20的弦線成一定角度的折彎片狀區(qū)域。折彎部25的最高點(diǎn)的高度為最高點(diǎn)對應(yīng)翼片20的翼面的弦長長度的2% 4%。如圖5所示，折彎部25的最高點(diǎn)與所在翼面弦長的夾角為Θ，其中24° < Θ <90°。根據(jù)上述條件形成的風(fēng)扇翼面后緣折彎部25，有效地改善了翼片20的吸力面a和壓力面b上的壓力分布，增加了翼片20的有效彎度，因而增加了繞流翼片20的環(huán)量，明顯提高了翼片20的升力系數(shù)，并且使其升阻比有較大提高，達(dá)到增加風(fēng)量和降低噪聲的要求。根據(jù)本發(fā)明的一個最優(yōu)的實(shí)施例，后緣部24具有翼前掠22，折彎部25在翼前掠22的外緣翻邊處25B與后緣部24平滑過渡接合。外緣翻邊處25B所處翼面直徑為d2，后緣部周緣24B的最末端所處翼面的直徑為dl，其中，0.8 < d2/dl ( I。本實(shí)施例中的其他參數(shù)與前述實(shí)施例相同。如圖8和圖9所示，與現(xiàn)有的軸流風(fēng)扇相比，根據(jù)上述條件形成的折彎部25，有效地達(dá)到了增加風(fēng)量和降低噪聲的要求。在本發(fā)明的軸流風(fēng)扇中，如圖6所示，本發(fā)明的輪轂10的側(cè)面c包括第一側(cè)面Cl、第二側(cè)面c2和第三側(cè)面c3，過輪轂10的軸線在為豎直面的第一側(cè)面Cl的延長面上，第二側(cè)面c2的一端與第一側(cè)面Cl相連接，第二側(cè)面c2在沿輪轂10的軸線方向上的投影為相對輪轂10的軸心漸開的第一弧線Hl (參見圖7)，第一弧線Hl上任意一點(diǎn)到輪轂10的軸線的距離大于等于r且小于等于R，其中，r小于R，本實(shí)施例中，第一弧線Hl的起點(diǎn)距軸線的距離為r，其終點(diǎn)距軸線的距離為R。第二側(cè)面c2與第三側(cè)面c3的一端相連接，第三側(cè)面c3為兩端半徑分別為 和R的錐臺的外表面的一部分，其另一端與第一側(cè)面Cl相連接。該結(jié)構(gòu)有效地增加了軸流風(fēng)扇的進(jìn)風(fēng)面積，能夠在不增大噪聲的前提下有效地提高軸流風(fēng)扇的風(fēng)量。且有效地減少了軸流風(fēng)扇的制作材料成本，減小了重量，降低了功耗。本實(shí)施例中，輪轂10的外側(cè)由首尾相連接的三個側(cè)面c組成，每個側(cè)面均包括第一側(cè)面Cl、第二側(cè)面c2和第三側(cè)面c3。在其他實(shí)施例中,輪轂10包括四個側(cè)面C，每個側(cè)面均包括第一側(cè)面Cl、第二側(cè)面c2和第三側(cè)面c3。
圖7示出了輪轂10的側(cè)面的形成過程:1、以D1、D2分別為直徑做圓，并以所得的兩個圓為錐臺的上下底面，其中，Dl =2*R, D2 = 2打；2、以直徑D4 = 0.25*D1繪制圓，并繪制對應(yīng)等邊三角形，其三個頂點(diǎn)A、B、C為三個切面的圓心；3、輪轂上平面圓與下平面圓之間距離LI = D1-D2/2 ；4、等邊三角形三個頂點(diǎn)中任意一點(diǎn)到下平面圓之間最遠(yuǎn)距離為L2，L2 =(D2+D4)/2 ；5、以等邊三角形某個頂點(diǎn)為圓心，直徑D3 = 2*L2繪制圓弧，其中該圓弧與過該頂點(diǎn)的中垂線及上平面圓、下平面圓組成的區(qū)域即為切除區(qū)域c’。本發(fā)明的輪轂10根據(jù)“圓形輪轂一錐形輪轂一進(jìn)一步切割的輪轂”的思路形成，其改進(jìn)之后增大了進(jìn)風(fēng)量。如圖6所示，第二側(cè)面c2的一端與第一側(cè)面Cl相連接的交線為第一交線LI，第一交線LI平行于輪轂10的軸線。如圖6所示，第二側(cè)面c2與第三側(cè)面c3的交線為第二交線L2，第二交線L2的起點(diǎn)和終點(diǎn)分別在上半徑和下半徑分別為R和r的錐臺的上圓周和下圓周上。第二交線L2是第二側(cè)面c2和第三側(cè)面c3之間的弧線。其中，翼片20與輪轂10相連接于第二交線L2上。如圖6所示，第三側(cè)面c3與第一側(cè)面Cl的交線為第三交線L3，第三交線L3為一條直線或者為兩條相交直線組成的折線。第三交線L3依據(jù)第三側(cè)面c3與第一側(cè)面Cl的相交的位置可以為一條直線或者為折線。本發(fā)明還提供了一種空調(diào)器，包括前述的軸流風(fēng)扇。本發(fā)明的軸流風(fēng)扇結(jié)構(gòu)簡單，能有效提高風(fēng)扇風(fēng)量和有效地降低噪音，提高了系統(tǒng)的熱交換率，能夠滿足空調(diào)器的靜音化和環(huán)?；囊?。本發(fā)明的軸流風(fēng)扇還可用于其他換熱系統(tǒng)。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明的上述實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:本發(fā)明的軸流風(fēng)扇及具有其的空調(diào)器，在保證且能增加風(fēng)量的前提下，有效減低風(fēng)扇噪音，具有很好的應(yīng)用前景。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種軸流風(fēng)扇，包括輪轂(10)和翼片(20)，所述翼片(20)具有吸力面(a)和壓力面(b)，所述翼片(20)包括前緣部(22)和后緣部(24)，所述后緣部(24)具有鄰接所述輪轂(10)的后緣部根部(24A)和后緣部周緣(24B)，其特征在于，所述后緣部(24)上設(shè)置有折彎部(25)，所述折彎部(25)在所述后緣部(24)上并沿所述后緣部(24)延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述折彎部(25)從所述后緣部根部(24A)起延伸至所述后緣部周緣(24B)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述折彎部(25)的高度沿從所述后緣部根部(24A)起至所述后緣部周緣(24B)的方向逐漸減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述折彎部(25)的最高點(diǎn)的高度為h，所述折彎部(25)的最高點(diǎn)處的翼面的弦長為S，其中，0.02 ≤h/s ≤0.04。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述折彎部(25)朝向所述壓力面(b) 一側(cè)折彎。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述后緣部(24)具有翼前掠(22)，所述折彎部(25)在所述翼前掠(22)的外緣翻邊處(25B)與所述后緣部(24)平滑過渡接合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述外緣翻邊處(25B)的翼面直徑為d2，所述后緣部周緣(24B)的最末端處的翼面直徑為dl，其中，0.8≤ d2/dl ≤I。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述輪轂(10)的側(cè)面(c)包括第一側(cè)面(Cl)、第二側(cè)面(c2)和第三側(cè)面(c3)，其中， 所述第三側(cè)面(c3)為兩端半徑分別為 和R的錐臺的外表面的一部分，其一端與第一側(cè)面(cl)相連接； 所述第一側(cè)面(Cl)為過所述輪轂(10)的軸線的豎直面，所述第一側(cè)面(Cl)的另一端與第二側(cè)面(c2)相連接； 所述第二側(cè)面(c2)在沿所述輪轂(10)的軸線方向上的投影為相對所述輪轂(10)的軸心漸開的第一弧線(Hl)，所述第一弧線(Hl)上任意一點(diǎn)到所述輪轂(10)的軸線的距離大于等于r且小于等于R，所述第二側(cè)面(c2)與所述第三側(cè)面(c3)的另一端相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述連接面的寬度在從所述第一輪轂根部(IOA)至所述第二輪轂根部(IOB)的方向上逐漸減小。
10.一種空調(diào)器，包括軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述軸流風(fēng)扇為權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)扇。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種軸流風(fēng)扇及具有其的空調(diào)器。根據(jù)本發(fā)明的軸流風(fēng)扇，包括輪轂和翼片，翼片具有吸力面和壓力面，翼片包括前緣部和后緣部，后緣部具有鄰接輪轂的后緣部根部和后緣部周緣，后緣部上設(shè)置有折彎部，折彎部在后緣部上并沿后緣部延伸。根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)器，包括前述的軸流風(fēng)扇。本發(fā)明的軸流風(fēng)扇及具有其的空調(diào)器，軸流風(fēng)扇的后緣部上設(shè)置的折彎部增加了翼片后緣處的有效彎度及氣流的動量，從而使氣流容易克服壓力面后緣處的逆壓梯度，使得壓力面的分離區(qū)域減少，翼型升力增加，在風(fēng)壓不變和風(fēng)扇直徑不增大的情況下，能有效提高軸流風(fēng)扇的風(fēng)量，并能降低噪聲，能夠滿足空調(diào)器的靜音化和環(huán)?；囊?。
文檔編號F04D29/38GK103185037SQ20111045159
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者肖忠弟, 肖彪, 艾大云, 葉容君, 余銳生, 董術(shù)海, 陳民華, 王雄治, 趙偉東, 王立垚 申請人:珠海格力電器股份有限公司