專利名稱：風(fēng)扇葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于空調(diào)器等中的風(fēng)扇葉輪，更具體地是涉及葉輪的形狀。
空調(diào)器可調(diào)節(jié)空氣的溫度和濕度，它通常包括一空氣冷卻器、一空氣加熱器、一增濕器、一風(fēng)扇和一空氣過濾器。
圖8示出一種用于空調(diào)器中的傳統(tǒng)混流風(fēng)扇葉輪21。在該混流風(fēng)扇中，氣體相對(duì)于轉(zhuǎn)軸斜向流動(dòng)。
在圖8中，混流風(fēng)扇的葉輪21具有多個(gè)薄葉片22，它們沿徑向安裝在大致呈錐臺(tái)形的輪轂23上。
圖9是沿圖8的D-D線剖開的剖視圖。葉片22在徑向上的橫截面呈一條基本筆直的線或一條僅朝一個(gè)方向彎曲的曲線。葉輪21容納于同一外殼中，并由裝配于輪轂23中的、連接于電機(jī)的轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)。這樣，葉輪21便由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，從而鼓吹空氣。
然而，上述的這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在鼓風(fēng)過程中無(wú)法將葉片22外緣部分周圍所產(chǎn)生的葉端渦流控制在一個(gè)令人滿意的水平上，因?yàn)槿~片22的橫截面形狀呈一條基本筆直的線或一條僅朝一個(gè)方向彎曲的曲線。
而且，葉片22沒有任何可防止氣流沿徑向吸入的結(jié)構(gòu)，該氣流在葉輪21高負(fù)荷驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生。
因此，需要改進(jìn)如圖8所示的、諸如葉輪21之類的傳統(tǒng)葉輪，通過控制葉端渦流而使其降低噪聲，并通過使吸入氣流平滑而實(shí)現(xiàn)更大的靜壓力。
本發(fā)明旨在解決上述的問題，目的在于提供一種具有更低噪聲和更大靜壓力的風(fēng)扇葉輪。
因此，本發(fā)明目的在于提供這樣一種風(fēng)扇葉輪，所述葉輪具有一安裝有多個(gè)葉片的輪轂，并使葉片旋轉(zhuǎn)，以此來(lái)鼓吹空氣，其特點(diǎn)在于，葉片前緣的旋轉(zhuǎn)軌跡面在葉端與葉片中部部分之間的部分相對(duì)于迎風(fēng)面呈凹狀，在中心部分與輪轂之間的部分相對(duì)于迎風(fēng)面呈凸?fàn)睿蝗~片沿徑向的橫截面在中心部分與葉端之間的部分相對(duì)于迎風(fēng)面呈凹狀，在中心部分與輪轂之間的部分相對(duì)于迎風(fēng)面呈凸?fàn)睢?br> 本發(fā)明的葉輪在其前緣形成一旋轉(zhuǎn)軌跡面。軌跡面和葉片的形狀均是本發(fā)明的特點(diǎn)。葉片上半部的軌跡面相對(duì)于迎風(fēng)面呈凹狀，葉片下半部的軌跡面相對(duì)于迎風(fēng)面呈凸?fàn)睢Ｈ~片上半部限定為圍繞葉片中部與外端之間的部分，而葉片下半部限定為圍繞葉片中部與輪轂之間的部分。葉片上半部的徑向橫截面相對(duì)于迎風(fēng)面呈凹狀，下半部的橫截面相對(duì)于迎風(fēng)面呈凸?fàn)睢?br> 上述的形狀可使葉輪抑制氣流脫離葉片。葉片外端附近的抽吸面上的葉端渦流系由從壓力面朝抽吸面翻轉(zhuǎn)的氣流生成的。這樣，葉片的凹狀彎曲部分可促進(jìn)渦流的產(chǎn)生，因而抑制氣流脫離葉片。因此，可得到噪聲更低的風(fēng)扇。同時(shí)，葉片的凸?fàn)顝澢糠衷诟哓?fù)荷工作時(shí)可使沿徑向吸入的氣流較平滑，因而增大靜壓力。


圖1是本發(fā)明第一個(gè)代表性實(shí)施例的風(fēng)扇葉輪的平面圖。
圖2是本發(fā)明第一個(gè)代表性實(shí)施例的風(fēng)扇葉輪的葉片旋轉(zhuǎn)軌跡面的局部圖。
圖3是沿圖1中A-A線剖開的剖視圖。
圖4示出了在工作中的本發(fā)明第一個(gè)代表性實(shí)施例的葉輪。
圖5是本發(fā)明第一個(gè)代表性實(shí)施例的葉輪與一種傳統(tǒng)葉輪的特性對(duì)比曲線圖。
圖6是本發(fā)明第二個(gè)代表性實(shí)施例的葉片的流路中心線剖視圖。
圖7是本發(fā)明第二個(gè)代表性實(shí)施例的葉片的最厚部分的徑向剖視圖。
圖8是一傳統(tǒng)風(fēng)扇葉輪的平面圖。
圖9是該傳統(tǒng)葉輪沿圖8的D-D線剖開的剖視圖。
下面參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的代表性實(shí)施例。
(代表性實(shí)施例1)下面參照?qǐng)D1到圖5來(lái)描述本發(fā)明的第一個(gè)代表性實(shí)施例。
圖1是一混流風(fēng)扇葉輪的平面圖。圖4表示處于動(dòng)作狀態(tài)的葉輪。
在圖1中，混流風(fēng)扇葉輪1安裝于大致呈錐臺(tái)形的輪轂3上，它具有三片徑向地位于錐臺(tái)外緣上的薄葉片2。箭頭表示旋轉(zhuǎn)方向。如圖4中所示，裝有葉片2的輪轂3固定于電機(jī)4的轉(zhuǎn)軸上，葉輪1容納于外殼5中。葉輪1通過沿箭頭所指方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)4而鼓吹空氣。此時(shí)，如圖1所示，大部分氣流流入葉片2的前緣6，并從后緣7流出。葉輪1以這樣的方式鼓吹空氣。
圖2是葉輪1的葉片2旋轉(zhuǎn)軌跡面的局部圖。在圖2中，葉片2前緣6所劃出的旋轉(zhuǎn)軌跡面在其上半部和下半部分別相對(duì)于迎風(fēng)面呈凹狀和凸?fàn)?。葉片2的上半部限定為圍繞葉片中部與外端8(下面稱作“葉端8”)之間的部分，而葉片2的下半部限定為圍繞葉片中部與輪轂3之間的部分。B-B線由連接葉片2前緣6和后緣7的中點(diǎn)而劃成。B-B線表示氣流沿箭頭所示方向流動(dòng)的流路中心。C-C線表示輪轂中心，即葉輪1的旋轉(zhuǎn)中心。
圖3是沿圖1中的A-A線剖開的剖視圖。如圖3中所示，葉片2的徑向橫截面2在葉片上半部和下半部分別相對(duì)于迎風(fēng)面呈凹狀和凸?fàn)?。葉片2橫截面的上半部限定為圍繞線B-B與葉端8之間的部分，而其下半部限定為圍繞線B-B與輪轂3之間的部分。這種結(jié)構(gòu)使葉端8可產(chǎn)生圍繞葉端8本身的氣流，該氣流從葉片2的壓力面10朝其抽吸面翻轉(zhuǎn)。該氣流在抽吸面9上產(chǎn)生圍繞葉端8的葉端渦流，葉片2的凹狀彎曲部分可促進(jìn)該渦流的產(chǎn)生，因而抑制氣流脫離葉片。因此，可得到噪聲更低的葉輪1。同時(shí)，葉片2的凸?fàn)顝澢糠衷诟哓?fù)荷工作時(shí)可使沿徑向吸入的氣流、亦即從葉端8側(cè)流入的氣流較平滑，因而增大靜壓力。
同樣，本發(fā)明可降低噪聲，并在葉輪高載荷工作過程中增大靜壓力。
下面描述第一個(gè)代表性實(shí)施例的具體優(yōu)點(diǎn)。
圖5是本發(fā)明的葉輪與一種傳統(tǒng)葉輪的特性對(duì)比曲線圖。實(shí)驗(yàn)中采用葉片外徑為400毫米的葉輪。相對(duì)于風(fēng)量的靜壓力和噪聲特性示于該曲線圖中。
如該實(shí)驗(yàn)所表明的，本發(fā)明葉輪的噪聲在開放風(fēng)量點(diǎn)Q1處比傳統(tǒng)葉輪低2分貝。而且，本發(fā)明葉輪的噪聲到鼓吹68％開放風(fēng)量的Q2點(diǎn)為止一直保持較低。關(guān)于靜壓力，本發(fā)明的葉輪在鼓吹60％開放風(fēng)量的Q3點(diǎn)處比傳統(tǒng)葉輪上升32％。
(代表性實(shí)施例2)下面參照?qǐng)D6和圖7來(lái)描述本發(fā)明的第二個(gè)代表性實(shí)施例。
圖6是圖7中所示葉片沿流路中心線B-B剖開的剖視圖。圖7是葉片在最厚部分剖開的徑向剖視圖。如圖6中所示，第二個(gè)代表性實(shí)施例的風(fēng)扇葉輪具有翼形的葉片。
流路中心線劃于旋轉(zhuǎn)軌跡面上葉片12的前緣和后緣的中點(diǎn)之間。在該實(shí)施例中，葉片12在流路中心線B-B處具有以下尺寸5％≤t/c≤12％，其中，t=葉片12在B-B線處的最大厚度，c=葉片12的前緣和后緣之間的距離，葉片呈翼形，它具有一拱形的前緣和一尖銳的后緣。
而且，在該實(shí)施例中，葉片12的徑向橫截面在上半部和下半部分別相對(duì)于迎風(fēng)面呈凹狀和凸?fàn)?。上半部限定為圍繞中心線B-B與葉端14之間的部分，下半部限定為圍繞中心線B-B與輪轂13之間的部分。
上述的結(jié)構(gòu)使葉片12的凹狀彎曲部分通過氣流從壓力面16朝抽吸面15翻轉(zhuǎn)而可促進(jìn)在葉端14的抽吸面?zhèn)热~端渦流的生成，從而抑制氣流脫離葉片12。因此，可得到噪聲更低的葉輪11。
同時(shí)，葉片12的凸?fàn)顝澢糠质乖诟哓?fù)荷工作時(shí)沿徑向增大吸入的氣流、即從葉端14側(cè)流入的氣流平滑，從而增大靜壓力。
第二代表性實(shí)施例表明，葉輪11可實(shí)現(xiàn)更低的噪聲和更大的靜壓力，第一個(gè)代表性實(shí)施例也具有同樣的效果。
與具有恒定厚度的葉片相比，第二個(gè)代表性實(shí)施例的葉片具有諸如5％≤t/c≤12％的尺寸，其中t=最大厚度，c=跨于前緣與后緣的中點(diǎn)間的葉片寬度，葉片呈翼形，它具有一拱形前緣和一尖銳的后緣，因而更可靠地防止氣流脫離葉片。因此，可進(jìn)一步降低噪聲水平。
下面的結(jié)果是通過測(cè)量第二個(gè)代表性實(shí)施例中所使用的葉輪上的低噪聲效果而給出的低噪聲效果從t/c=5％開始可被注意到，并在t/c=12％處達(dá)到飽和。實(shí)驗(yàn)表明，在葉輪外徑為400毫米、并用于混流風(fēng)扇中的情況下，當(dāng)采用t/c=9％的葉片形狀時(shí)，噪聲水平比具有恒定厚度的葉片降低2分貝。
本發(fā)明的技術(shù)并不局限于混流風(fēng)扇葉輪，它在軸流風(fēng)扇葉輪中也可產(chǎn)生相同的效果，軸流風(fēng)扇葉輪是指氣體在葉輪內(nèi)沿轉(zhuǎn)軸流動(dòng)。
權(quán)利要求
1．一種風(fēng)扇葉輪，所述葉輪具有一安裝有多個(gè)葉片(2)的輪轂(3)，并使葉片(2)旋轉(zhuǎn)，以此來(lái)鼓吹空氣，其特征在于葉片(2)前緣(6)的旋轉(zhuǎn)軌跡面在葉端(8)與葉片(2)中心部分之間的部分相對(duì)于迎風(fēng)面呈凹狀，在中心部分與輪轂(3)之間的部分相對(duì)于迎風(fēng)面呈凸?fàn)?；以及葉片(2)沿徑向的橫截面在中心部分與葉端(8)之間的部分相對(duì)于迎風(fēng)面呈凹狀，在中心部分與輪轂(3)之間的部分相對(duì)于迎風(fēng)面呈凸?fàn)睢?br> 2．如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇葉輪，其特征在于，葉片(2)的厚度是均勻的。
3．如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇葉輪，其特征在于，葉片(12)沿從前緣(6)延伸到后緣(7)的流路中心線而剖開的橫截面形狀被做成，其流路中心處的最大厚度與前(6)、后緣(7)間距離之比為從5％到12％。
4．如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇葉輪，其特征在于，葉片(12)沿連接其前緣(6)和后緣(7)的流路中心線而剖開的橫截面形狀被做成，5％≤t/c≤12％，其中t=葉片(12)的最大厚度，c=跨于前、后緣的中點(diǎn)間的葉片寬度。
5．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的風(fēng)扇葉輪，其特征在于，所述風(fēng)扇是一種混流風(fēng)扇。
全文摘要
一種風(fēng)扇葉輪,它具有安裝有多片葉片(2)的輪轂(3)。該風(fēng)扇通過轉(zhuǎn)動(dòng)葉片來(lái)鼓風(fēng)。葉片(2)前緣(6)的旋轉(zhuǎn)軌跡面在圍繞葉片(2)的中部與葉端(8)之間的部分相對(duì)于迎風(fēng)面呈凹狀,在圍繞葉片中部與輪轂(3)之間的部分相對(duì)于迎風(fēng)面呈凸?fàn)?。葉片(2)徑向的橫截面在圍繞葉片中部與葉端(8)之間的部分呈凹狀,在圍繞葉片(2)中部和輪轂(3)之間的部分呈凸?fàn)?。這種結(jié)構(gòu)可降低噪聲水平和增大靜壓力。
文檔編號(hào)F04D29/38GK1232143SQ9910513
公開日1999年10月20日 申請(qǐng)日期1999年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月14日
發(fā)明者泉善樹, 杉尾孝 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社