空调器、轴流风机及其静叶的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种空调器、轴流风机及其静叶，其中，轴流风机的静叶包括叶片体和凸起部，具体地，叶片体具有呈内凹状的压力面和呈外凸状的吸力面，叶片体具有前缘和后缘；凸起部设置在叶片体的后缘处，且凸起部向叶片体的压力面侧凸出；本方案提供的轴流风机的静叶，可实现将轴流风机的出风口处的气流导直，且可以遏制发生在轴流风机出风口处的分离现象，减小尾迹损失，实现降低气流的动能损失、且降低气流噪音的目的。
【专利说明】
空调器、轴流风机及其静叶
技术领域
[0001]本发明涉及空调设备领域，具体而言，涉及一种轴流风机的静叶、一种轴流风机及一种空调器。【背景技术】
[0002]现有的室内机尤其是柜机一般采用离心风机或贯流风机作为送风机构，但随着对空调性能、结构等方面的不断深入设计和对产品品质要求的逐渐提高，轴流风机以其高效率、大风量等优势进入了研发人员的视线。但经实践发现，当将轴流风机运用到空调柜机中时，如图1所示，动叶位于D ’位置的B ’ 一侧，静叶位于D ’位置的A ’ 一侧，空气从B ’侧向A ’侧流动，其中，在位置P1’处，即对应轴流风机的静叶的后缘位置处，会产生较大的尾迹损失，不仅会降低气流流速且会产生噪音，此外，如图1所示，在位置P2 ’处，即对应轴流风机静叶后缘的下游位置处，气流会出现明显地左偏情况，这很显然不能满足现有空调柜机中针对出口气流必须垂直于送风口射出这一设计要求，导致在距离空调柜机的送风口较远的位置处的风感不明显或无风感，且对于轴流风机在非空调柜机如空调室外机、净化器中运用时，左偏流体会与风道碰撞引起噪音问题，且大量左偏流体与轴向流体碰撞会引起紊流现象，这容易加大噪音影响，且会相应地减小轴向流体的流量，导致空调柜机的送风量下降。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种轴流风机的静叶。
[0004]本发明的另一个目的在于提供一种轴流风机。
[0005]本发明的再一个目的在于提供一种空调器。
[0006]为实现上述目的，本发明第一方面的实施例提供了一种轴流风机的静叶，包括:叶片体，具有呈内凹状的压力面和呈外凸状的吸力面，所述叶片体具有前缘和后缘；凸起部， 设置在所述叶片体的后缘处，且所述凸起部向所述叶片体的压力面侧凸出。
[0007]可以理解的是，轴流风机包含动叶和静叶，动叶受电机驱动发生旋转以带动空气流动，静叶静止在相对动叶的下游侧，静叶的叶片体的前缘位于叶片体上相对靠近动叶的一侧，静叶的叶片体的后缘位于叶片体上相对远离动叶的一侧，流体沿叶片体的表面从叶片体的前缘向叶片体的后缘流动，叶片体用于对从动叶处吹来的气流进行切割、加速和扩压。
[0008]本发明提供的轴流风机的静叶，静叶的叶片体上具有压力面的一侧为压力面侧， 叶片体上具有吸力面的一侧为吸力面侧，其中，设置凸起部向压力面侧凸出，以在轴流风机的出风口前形成收敛结构，在气流沿静叶的轴向运动并与凸起部相遇时，利用气流沿凸起部的附壁作用可以使气流沿凸起部的凸出表面流动，从而使气流的流向发生变化，这样一方面可以极大地抑制原气流中的切向流速、使气流的流动趋势被矫正到静叶的轴向上，从而避免气流左偏的问题，这样可以实现气流的聚拢，减小风量损失、相对增加轴流风机的轴向上的出风量，且可以实现将轴流风机的出风口处的气流导直，这样当静叶被用于空调器时可以实现气流完全垂直于空调器的送风口射出，满足空调产品的设计要求;且由于气流流向的变化，使得现有技术中发生在静叶吸力面的后缘处的分离现象得到有效的遏制，减少了尾迹损失，实现降低气流的动能损失、且降低气流噪音的目的。
[0009]另外，本发明提供的上述实施例中的轴流风机的静叶还可以具有如下附加技术特征:
[0010]在本发明的一个实施例中，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端，所述凸起部的凸出高度呈连续性递增或呈阶梯形递增。
[0011]在本方案中，设置凸起部的凸出高度沿其上相对靠近叶片体的一端向其另一端呈连续性递增或呈阶梯形递增，这样可以相对减小凸起部上面朝叶片体所在一侧的表面的坡度，如此在满足凸起部高度设计要求的同时，可以避免凸起部的凸起高度尺寸出现突变造成的局部阻力损失，这样一方面可确保气流在凸起部凸出表面上的附着能力，并可在气流沿该凸起部表面流动过程中使气流的切向速度被消耗，实现将气流的流动趋势矫正到静叶的轴向上，另一方面，可极大地减小气流垂直作用于凸起部表面的分力，减小气流在流经静叶时的动能损失，降低轴流风机的能耗和噪音。
[0012]上述任一技术方案中，优选地，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端，所述凸起部上位于所述压力面侧的表面为高度逐渐增大的平滑过渡弧面或为高度逐渐增大的平滑过渡斜面。
[0013]在本方案中，设置沿凸起部上相对靠近叶片体的一端向其另一端，凸起部的面向叶片体所在一侧的表面为高度逐渐增大的平滑过渡弧面或为高度逐渐增大的平滑过渡斜面，这样可使该平滑过渡弧面或平滑过渡斜面除了作为气流的附壁之外，还可以起到顺流和整流的作用，这样不仅能够提升气流在凸起部表面的附着能力，有效强化对气流的变向和导流效果，以实现将气流的流动趋势矫正到静叶的轴向上，且可以相应地降低气流垂直作用于凸起部表面的分力，最大限度地减小气流在静叶上的动能损失，降低轴流风机的能耗和噪音。
[0014]上述任一技术方案中，优选地，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端，所述平滑过渡弧面的型线为凹形曲线。
[0015]在本方案中，设置沿凸起部上相对靠近叶片体的一端向其另一端，平滑过渡弧面的型线为凹形曲线，这样设置可以最大限度地提高气流在凸起部表面的附着能力，以强化对气流的变向和导流效果，以实现将气流的流动趋势矫正到静叶的轴向上。
[0016]在本发明的一个实施例中，所述凸起部上位于所述压力面侧的表面包括:导流弧面区，所述导流弧面区的一端与所述叶片体的所述压力面过渡连接;整流面区，与所述导流弧面区的另一端过渡连接，其中，所述导流弧面区上的最高位置不高于所述整流面区的位置。
[0017]上述方案中，设置凸起部的表面包括整流面区及导流弧面区，其中，流经凸起部表面的气流可依次流过导流弧面区和整流面区，导流弧面区呈弧面形状，主要用于使气流沿导流面区流动时的速度方向沿导流面区的切向变化，并在气流沿导流弧面区流动过程中使气流的切向速度被消耗;整流面区主要沿气流的流动方向平滑延伸，以当气流沿整流面区流动的过程中，利用整流面区对气流进行整流和顺流，如此不仅能够进一步消耗气流的切向速度，进一步将气流的流动趋势矫正到静叶的轴向上，且能够降低气流的湍动程度，减小气流在流经静叶时的动能损失，降低轴流风机的能耗和噪音。
[0018]上述技术方案中，优选地，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端，所述整流面区的型线为直线。
[0019]上述方案中，设置整流面区在沿凸起部上相对靠近叶片体的一端向其另一端方向上的型线为直线，该直线可与静叶的轴线平行或相交，可以理解的是，在该直线与静叶的轴线相交时，两者的夹角不宜过大，以避免整流面区过陡而难以发挥整流面区的整流效果的问题;通过设置整流面区的型线为直线，可以使气流沿整流面区直线运动，以达到对气流整流和顺流的目的，这样可以降低气流的湍动程度，减小气流在流经静叶时的动能损失，降低轴流风机的能耗和噪音。
[0020]上述技术方案中，优选地，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端，所述整流面区的型线与所述静叶的轴线平行。
[0021]在本方案中，设置整流面区的型线与静叶的轴线平行，这一方面可在一定程度上抑制气流的切向流速，另一方面可极大地将气流的流动趋势矫正到轴向上，如此以减小气流在流经静叶时的动能损失，降低轴流风机的能耗和噪音。
[0022]上述任一技术方案中，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端， 所述导流弧面区的型线为凸形曲线。
[0023]上述方案中，设置沿凸起部上相对靠近叶片体的一端向其另一端，导流弧面区的型线为凸形曲线，利用凸形曲线所构造出的外凸面对气流导向，相对于平面或凹面结构而言，外凸面与整流面区的过渡效果更好，可利于降低凸起部表面的气流流阻，且在相同导流长度的条件下，气流沿呈外凸状的导流弧面区域流动时附壁效果更好，这样更利于对气流切向速度的消耗，以进一步优化对气流流动趋势的矫正效果，实现气流的聚拢，减小风量损失和噪音、相对增加轴向上的出风量，且这样可以提高对轴流风机的出风口处气流的导直效果，使气流经折射后能够完全垂直于空调器的送风口射出，满足空调产品的设计要求。
[0024]上述任一技术方案中，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端， 所述凸起部的长度L满足Ka+r，其中，a为所述整流面区在沿相对靠近所述叶片体的一端向所述整流面区的另一端方向上的宽度，r为所述导流弧面区的曲率半径。
[0025]可以理解的是，在凸起部的长度L小于或等于整流面区的宽度a与导流弧面区的曲率半径r之和时，能够保证导流弧面区上不会出现额外的凸出结构，且利于保证整流面区与导流弧面区衔接处的平滑性，良好地保证对气流的整流效果。
[0026]上述任一技术方案中，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端， 所述凸起部的长度L满足:L = a+r。
[0027]上述任一技术方案中，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端， 所述凸起部的长度L满足:B/9<L<B/8,其中，B为所述叶片体的前缘与叶片体的后缘之间的直线距离。
[0028]在本方案中，设置凸起部的长度L为叶片体的前缘与叶片体的后缘之间的直线距离B的1/9?1/8,这样可以根据静叶的具体尺寸确保凸起部的长度适宜，使气流在流经凸起部的过程中具有合适的附壁路径，如此可以避免凸起部长度不足而起不到对气流变向的问题，同时，也可避免凸起部长度过大造成气流阻力损失过大的问题，此处，通过将凸起部的长度L限定在叶片体的前缘与叶片体的后缘之间的直线距离B的1/9?1/8,可以充分保证气流流经凸起部时，气流的切向速度被充分耗散，而气流的轴向流速受到的影响较小，以在实现对气流导向的同时使气流的阻力损失最小化。[〇〇29]上述任一技术方案中，所述凸起部的厚度的最大值d满足:B/31<d<2B/31，其中， B为所述叶片体的前缘与叶片体的后缘之间的直线距离。
[0030]在本方案中，设置凸起部的厚度的最大值d为B/31<d<2B/31，这样可以根据静叶的具体尺寸确保凸起部的高度适宜，使气流在沿凸起部的表面流动时具有适宜的攀爬高度以确保气流流向改变，如此可以避免由于凸起部的凸起高度过高导致整个叶道内轴向尺寸变化梯度过大而引起气流涡旋造成的动力损失，同时可以避免凸起部的凸起高度过低而起不到对气流变向的问题，此处，通过将凸起部的厚度的最大值d限定在B/31彡d彡2B/31，可以充分保证气流流经凸起部时，气流的切向速度被充分耗散，而气流的轴向流速受到的影响较小，以在实现对气流导向的同时使气流的阻力损失最小化。[0〇31 ]上述任一技术方案中，所述凸起部的厚度的最大值d满足:3mm<cK6mm。
[0032]在本方案中，设置凸起部的厚度的最大值d为3mm?6mm，一方面，由于凸起部最厚位置处邻近轴流风机的出风口，设置凸起部的厚度的最大值d不大于6mm，这样可以进一步避免在吸力面的后缘处出现分离现象，减少尾迹损失，另一方面，设置凸起部的厚度的最大值d不小于3mm，避免凸起部高度不足而导致的对气流导流效果降低问题或者凸起部过薄导致强度不足的问题。
[0033]上述任一技术方案中，所述叶片体与所述凸起部呈弧形过渡连接。
[0034]在本方案中，设置叶片体与凸起部呈弧形过渡连接，这样可以提高整个叶道在轴向上的结构连续性，避免整个叶道沿轴向尺寸变化梯度过大引起气流阻力损失增大的问题，实现降低气流的动能损失、且降低气流噪音的目的。
[0035]上述任一技术方案中，所述凸起部上相对远离所述叶片体的一端与所述轴流风机的出风口平齐。
[0036]在本方案中，设置凸起部上相对远离叶片体的一端与轴流风机的出风口平齐，这样可以使气流在流经凸起部后直接脱离静叶，从而降低在凸起部的背压侧的紊流影响，实现降低气流的动能损失、且降低气流噪音的目的。
[0037]上述任一技术方案中，所述凸起部的表面上设置有附壁辅助结构，其中，所述附壁辅助结构包括高尔夫球面凹坑、粗糙纹路和/或沿流体流动方向延伸的顺流沟槽。
[0038]在本方案中，在凸起部上设置如高尔夫球面凹坑、粗糙纹路和/或沿流体流动方向延伸的顺流沟槽等附壁辅助结构，这样一方面可以提高气流在凸起部表面的附着效果，使气流的流向得到显著的改变，从而实现抑制原气流中的切向流速、使气流的流动趋势被矫正到静叶的轴向上，避免气流左偏的问题；另一方面，可以减小凸起部后侧的尾流范围，这样可以降低凸起部的背压、减小流阻，降低气流的动能损失、且降低气流噪音的目的。
[0039]本发明第二方面的实施例提供了一种轴流风机，包括:集风筒;动叶，设置在所述集风筒的上游空间内；上述任一技术方案中所述的静叶，设置在所述集风筒的下游空间内。
[0040]本发明提供的轴流风机，从动叶处流出的气流沿静叶表面流动时，利用气流对凸起部的附壁作用，使气流沿凸起部的表面流动从而使气流的流向发生变化，这样可使气流的切向流速被抑制、且使气流的切向流动趋势被矫正到静叶的轴向上，从而避免气流左偏的问题，这样可以实现气流的聚拢，减小产品的风量损失、相对增加产品轴向上的出风量， 且可以实现将轴流风机的出风口处的气流导直，当产品运用于空调产品时，可以实现使气流完全垂直于空调器的送风口射出，满足空调产品的设计要求;且由于凸起部的设置而使气流的流向发生变化，这样可以遏制发生在轴流风机出风口处的分离现象，减小尾迹损失， 实现降低气流的动能损失、且降低气流噪音的目的。
[0041]本发明第三方面的实施例提供了一种空调器，包括:风道及与所述风道连通的送风口；上述技术方案中所述的轴流风机，位于所述风道中，且所述轴流风机的集风筒的轴线垂直于所述送风口的轴线。
[0042]本发明提供的空调器，利用气流对凸起部的附壁作用，使从动叶处流出的气流的切向流速可在静叶上被抑制，将气流的流动趋势矫正到静叶的轴向上，从而避免气流左偏的问题，这样通过对气流折射后，可使气流完全垂直于空调器的送风口射出，满足空调产品的设计要求。
[0043]可选地，空调器为空调柜机或空调室外机。
[0044]本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。【附图说明】
[0045]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0046]图1是现有技术中空调器的风道局部的数值模拟云图；
[0047]图2是本发明一个实施例所述轴流风机的结构示意图；
[0048]图3是图2中所示M-M向的剖视结构示意图；
[0049]图4是本发明第一个实施例所述凸起部在第一视角下的结构示意图；
[0050]图5是本发明第一个实施例所述凸起部在第二视角下的结构示意图；[〇〇51]图6是本发明第一个实施例所述凸起部在第三视角下的结构示意图；[〇〇52]图7是本发明第二个实施例所述凸起部在第一视角下的结构示意图；[〇〇53]图8是本发明第二个实施例所述凸起部在第二视角下的结构示意图；[〇〇54]图9是本发明第二个实施例所述凸起部在第三视角下的结构示意图；
[0055]图10是本发明一个实施例所述空调器的剖视结构示意图；
[0056]图11是本发明一个实施例所述空调器的风道局部的数值模拟云图。
[0057]其中，图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
[0058]A’静叶所在侧，B’动叶所在侧，C’风道入口位置，D’动叶和静叶之间的间隔位置， P1’静叶的后缘位置，P2’静叶后缘的下游位置；
[0059]其中，图2至图11中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
[0060]10静叶，11叶片体，111前缘，112后缘，12凸起部，121整流面区，122导流弧面区， 123第一凸起，124第二凸起，20动叶，30集风筒，40风道头部，41出风口，50导风结构；[0061 ] A静叶所在侧，C动叶所在侧，P1轴流风机的下游位置，P2凸起部的后侧位置。【具体实施方式】
[0062]为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0063]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0064]下面参照图2至图9描述根据本发明一些实施例所述轴流风机及其静叶。
[0065]本发明的实施例提供的轴流风机，如图2和图3所示，轴流风机包含动叶20和静叶 10,动叶20受电机驱动发生旋转以带动空气流动，静叶10静止在相对动叶20的下游侧，静叶 1 〇的叶片体11的前缘111位于叶片体11上相对靠近动叶20的一侧，叶片体11的后缘112位于叶片体11上相对远离动叶20的一侧，流体沿叶片体11的表面从前缘111向后缘112流动，叶片体11用于对从动叶20处吹来的气流进行切割、加速和扩压。
[0066]在本发明一些实施例所述的静叶中，如图2至图9所示，静叶10包括叶片体11和凸起部12。[〇〇67]其中，叶片体11具有呈内凹状的压力面和呈外凸状的吸力面，叶片体11具有前缘和后缘；凸起部12设置在叶片体11的后缘112处，且凸起部12向叶片体11的压力面侧凸出。 优选地，叶片体11与凸起部12为一体成型结构。[〇〇68]本发明提供的轴流风机的静叶10,静叶10的叶片体11上具有压力面的一侧为压力面侧，叶片体11上具有吸力面的一侧为吸力面侧，其中，设置凸起部12向压力面侧凸出，以在轴流风机的出风口前形成收敛结构，在气流沿静叶10的轴向运动并与凸起部12相遇时， 利用气流沿凸起部12的附壁作用可以使气流沿凸起部12的凸出表面流动，从而使气流的流向发生变化，这样一方面可以极大地抑制原气流中的切向流速、使气流的流动趋势被矫正到静叶10的轴向上，从而避免气流左偏的问题，这样可以实现气流的聚拢，减小风量损失、 相对增加轴流风机的轴向上的出风量，且可以实现将轴流风机的出风口处的气流导直，这样当静叶10被用于空调器时可以实现气流完全垂直于空调器的送风口射出，满足空调产品的设计要求;且由于气流流向的变化，使得现有技术中发生在静叶10吸力面的后缘处的分离现象得到有效的遏制，减少了尾迹损失，实现降低气流的动能损失、且降低气流噪音的目的。
[0069]具体而言，本方案中凸起部12的表面呈朝向压力面侧凸出的结构，流体流经凸起部12表面时与凸起部12的表面摩擦，使得流体的局部流速降低、压力增大，即进而使流体形成对凸起部12表面的附壁作用，其中，流体在沿凸起部12表面攀爬时流动方向不断发生变化，且对于切向流动的流体，由于沿凸起部12切向流动时路径长容易使切向流速被消耗，且凸起部12对切向流体导向可使流体的流动方向被纠正到静叶10的轴向上，实现将流体的流动方向导直。
[0070]更具体而言，现有技术中也有的通过增加静叶弦长、修改静叶凹陷弧度的方式实现对出口气流导直的目的，与该方式相比，本方案在对气流导直的效果上更为明显，且本方案中不需要拉长静叶，这样可以节约机身体积，使产品在结构设计、外观设计和成本上均具有优势；另外，现有技术中也有通过增加静叶的静叶数量以使叶道宽度变窄的方式来影响气流的主流方向、实现将气流的流向导直，与该方式相比，本方案在对气流导直的效果上更为明显，且本方案无需增加叶道数量，这样可以极大地降低气流的流阻，从而减小气流的动力损失、降低气流噪音。
[0071]在本发明的第一个实施例中，如图4至图6所示，沿凸起部12上相对靠近叶片体11 的一端向其另一端，即如图4和图6中所述沿凸起部的前端向其后端，凸起部12的凸出高度呈连续性递增或呈阶梯形递增。这样可以相对减小凸起部12上面朝叶片体11所在一侧的表面的坡度，如此在满足凸起部12高度设计要求的同时，可以避免凸起部12的凸起高度尺寸出现突变造成的局部阻力损失，这样一方面可确保气流在凸起部12凸出表面上的附着能力，并可在气流沿该凸起部12表面流动过程中使气流的切向速度被消耗，实现将气流的流动趋势矫正到静叶10的轴向上，另一方面，可极大地减小气流垂直作用于凸起部12表面的分力，减小气流在流经静叶10时的动能损失，降低轴流风机的能耗和噪音。[〇〇72]优选地，沿凸起部12上相对靠近叶片体11的一端向其另一端，即如图4和图6中所述沿凸起部的前端向其后端，凸起部12上位于压力面侧的表面为高度逐渐增大的平滑过渡弧面，更优选地，如图6所示，沿凸起部12上相对靠近叶片体11的一端向其另一端，该平滑过渡弧面的型线为凹形曲线；当然，本方案并不局限于本实施例，除此之外，例如，还可设置凸起部12的表面为高度逐渐增大的平滑过渡斜面，或者，在凸起部12的表面在为平滑过渡弧面时，也可设置沿凸起部12上相对靠近叶片体11的一端向其另一端，平滑过渡弧面的型线为凸形曲线。
[0073]在本方案中，设置沿凸起部12上相对靠近叶片体11的一端向其另一端，凸起部12 的面向叶片体11所在一侧的表面为高度逐渐增大的平滑过渡弧面或为高度逐渐增大的平滑过渡斜面，这样可使该平滑过渡弧面或平滑过渡斜面除了作为气流的附壁之外，还可以起到顺流和整流的作用，这样不仅能够提升气流在凸起部12表面的附着能力，有效强化对气流的变向和导流效果，以实现将气流的流动趋势矫正到静叶10的轴向上，且可以相应地降低气流垂直作用于凸起部12表面的分力，最大限度地减小气流在静叶10上的动能损失， 降低轴流风机的能耗和噪音。[〇〇74]在本发明的第一个实施例中，优选地，如图4至6所示，沿凸起部12上相对靠近叶片体11的一端向其另一端，即如图4和图6中所述沿凸起部的前端向其后端，凸起部12的长度L 满足:B/9彡L彡B/8，其中，B为叶片体11的前缘111与叶片体11的后缘12之间的直线距离。此处，通过将凸起部12的长度L限定在叶片体11的前缘111与叶片体11的后缘12之间的直线距离B的1/9?1/8,可以充分保证气流流经凸起部12时，气流的切向速度被充分耗散，而气流的轴向流速受到的影响较小，以在实现对气流导向的同时使气流的阻力损失最小化。
[0075]在本发明的第一个实施例中，优选地，如图4至图6所示，凸起部12的厚度的最大值 d满足:B/31彡d彡2B/31。此处，通过将凸起部12的厚度的最大值d限定在B/31彡d彡2B/31， 可以充分保证气流流经凸起部12时，气流的切向速度被充分耗散，而气流的轴向流速受到的影响较小，以在实现对气流导向的同时使气流的阻力损失最小化。[〇〇76]在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，凸起部12上相对远离叶片体11的一端与轴流风机的出风口平齐，即如图4和图6中所述沿凸起部的后端与轴流风机的出风口平齐，其中，设置凸起部12的厚度的最大值d满足这样可以进一步避免在轴流风机的出风口处出现分离现象，减少尾迹损失，且可避免凸起部12高度不足而导致的对气流导流效果降低问题或者凸起部12过薄导致强度不足的问题。
[0077]在本发明的第一个实施例中，优选地，叶片体11与凸起部12呈弧形过渡连接，这样可以提高整个叶道在轴向上的结构连续性，避免整个叶道沿轴向尺寸变化梯度过大引起气流阻力损失增大的问题，实现降低气流的动能损失、且降低气流噪音的目的。
[0078]对设置有本发明第一个实施例中所述静叶10的空调器的风道进行数值模拟，此处以数值模拟得到如图11所示的模拟云图对本发明第一个实施例中静叶10运用场合的效果进行解释说明。
[0079]图11中示意的是风道局部的流场情况，其中，A与C之间的虚线示意静叶10和动叶 20的分界位置，具体地，A示意静叶10所在侧，C示意动叶20所在侧，气流从C侧流向A侧，另夕卜，图11中P1示意轴流风机的下游位置，P2示意凸起部12的后侧位置，与图1中的流场相比， 在图11中的P1位置处，气流由C侧向A侧流动过程中的左偏现象明显减弱，可以认为，从静叶 10的气流出口流出的气流的切向速度几乎完全被消耗，使静叶10下游位置处的风向在流动方向上近似呈直线，结合图10可知，由于气流的切向流速被消耗，气流主要呈直线状进入风道头部40时，可以避免风道头部40内出现切向流体，从而避免切向流体在风道的送风口41 处受离心力影响切向甩出而导致气流无法垂直于风道的送风口 41射出的问题。
[0080]此外，在图11的P2位置处，可见尾迹区的范围明显缩小，且尾迹区的紊流现象得到明显遏制，由此可以毫无疑义地推断本方案中轴流风机出风口处的尾迹损失得到显著降低。
[0081]另外，从图1中可见，将C’处的气流流速与P1’位置处的流速进行对比，前后的速度差值在4m/s以上，而从图11中可见，将动叶20气流入口处的流速与P1位置处的流速进行对比，前后的速度差值不超过3m/s，气流的动力损失明显降低，能够有效保证产品能效。[〇〇82]在本发明的第二个实施例中，如图5至图7所示，凸起部12的表面包括整流面区121 和导流弧面区122。[〇〇83]具体地，导流弧面区122的一端与叶片体11的压力面过渡连接;整流面区121与导流弧面区122的另一端过渡连接，其中，导流弧面区122上的最高位置不高于整流面区121的位置。[〇〇84] 上述方案中，设置凸起部12的表面包括整流面区121及导流弧面区122,其中，流经凸起部12表面的气流可依次流过导流弧面区122和整流面区121，导流弧面区122呈弧面形状，主要用于使气流沿导流弧面区122流动时的速度方向沿导流弧面区122的切向变化，并在气流沿导流弧面区122流动过程中使气流的切向速度被消耗;整流面区121主要沿气流的流动方向平滑延伸，以当气流沿整流面区121流动的过程中，利用整流面区121对气流进行整流和顺流，如此不仅能够进一步消耗气流的切向速度，进一步将气流的流动趋势矫正到静叶10的轴向上，且能够降低气流的湍动程度，减小气流在流经静叶10时的动能损失，降低轴流风机的能耗和噪音。[〇〇85]在本发明的第二个实施例中，如图7至图9所示，沿凸起部12上相对靠近叶片体11 的一端向其另一端，即如图7和图9中所述沿凸起部的前端向其后端，整流面区121的型线为直线。通过设置整流面区121的型线为直线，可以使气流沿整流面区121直线运动，以达到对气流整流和顺流的目的，这样可以降低气流的湍动程度，减小气流在流经静叶10时的动能损失，降低轴流风机的能耗和噪音。[〇〇86]其中，进一步优选沿凸起部12上相对靠近叶片体11的一端向其另一端，即如图7和图9中所述沿凸起部的前端向其后端，整流面区121的型线与静叶10的轴线平行，这一方面可在一定程度上抑制气流的切向流速，另一方面可极大地将气流的流动趋势矫正到轴向上，如此以减小气流在流经静叶10时的动能损失，降低轴流风机的能耗和噪音。更具体而言，凸起部12包括截面呈矩形的第一凸起123,该第一凸起123的一个表面为整流面区121， 且该第一凸起123的截面的一条边构造出所述整流面区121的型线。
[0087]当然，本方案中也可设置整流面区121的型线与静叶10的轴线相交，使整流面区 121上相对远离叶片体11的一端略突出于其上相对靠近叶片体11的一端，可以理解的是，该情况下整流面区121的型线与静叶10的轴线间的夹角不宜过大，以避免整流面区121过陡而难以发挥整流面区121的整流效果的问题，这样设计可使气流沿整流面区121附壁流动过程中流向进一步被改变，以此强化对气流的导直效果，且进一步减小轴流风机出风口处的分离现象，减小尾迹损失。[〇〇88]在本发明的第二个实施例中，如图7至图9所示，沿凸起部12上相对靠近叶片体11 的一端向其另一端，即如图7和图9中所述沿凸起部的前端向其后端，导流弧面区122的型线为凸形曲线。更具体而言，凸起部12包括第二凸起124,第二凸起124与第一凸起123为一体式结构，其中，第二凸起124上面朝叶片体11所在一侧的表面为导流弧面区122,该第二凸起 124的截面轮廓上对应导流弧面区122位置处的弧线段为凸形曲线，且为导流弧面区122的型线。[〇〇89]上述方案中，设置沿凸起部12上相对靠近叶片体11的一端向其另一端，导流弧面区122的型线为凸形曲线，利用凸形曲线所构造出的外凸面对气流导向，相对于平面或凹面结构而言，外凸面与整流面区121的过渡效果更好，可利于降低凸起部12表面的气流流阻， 且在相同导流长度的条件下，气流沿呈外凸状的导流弧面区122流动时附壁效果更好，这样更利于对气流切向速度的消耗，以进一步优化对气流流动趋势的矫正效果，实现气流的聚拢，减小风量损失和噪音、相对增加轴向上的出风量，且这样可以提高对轴流风机的出风口处气流的导直效果，使气流经折射后能够完全垂直于空调器的送风口射出，满足空调产品的设计要求。
[0090]在本发明的第二个实施例中，如图7至图9所示，沿凸起部12上相对靠近叶片体11 的一端向其另一端，即如图7和图9中所述沿凸起部的前端向其后端，凸起部12的长度L满足Ka+r，其中，a为整流面区121在沿相对靠近叶片体11的一端向整流面区121的另一端方向上的宽度，r为导流弧面区122的曲率半径。
[0091]在本发明的一个优选实施例中，沿凸起部12上相对靠近叶片体11的一端向其另一端，即如图7和图9中所述沿凸起部的前端向其后端，凸起部12的长度L满足:L = a+r。[〇〇92]可以理解的是，在凸起部12的长度L小于或等于整流面区121的宽度a与导流弧面区122的曲率半径r之和时，能够保证导流弧面区122上不会出现额外的凸出结构，且利于保证整流面区121与导流弧面区122衔接处的平滑性，良好地保证对气流的整流效果。[〇〇93]在本发明的第二个实施例中，优选地，如图7至图9所示，沿凸起部12上相对靠近叶片体11的一端向其另一端，即如图7和图9中所述沿凸起部的前端向其后端，凸起部12的长度L满足:B/9彡L彡B/8，其中，B为叶片体11的前缘与叶片体11的后缘之间的直线距离。此处，通过将凸起部12的长度L限定在叶片体11的前缘与叶片体11的后缘之间的直线距离B的 1/9?1/8,可以充分保证气流流经凸起部12时，气流的切向速度被充分耗散，而气流的轴向流速受到的影响较小，以在实现对气流导向的同时使气流的阻力损失最小化。
[0094]在上述方案的一个具体实施例中，优选凸起部12在整个整流面区121内的厚度均匀，此外，凸起部12在整流面区121位置处的厚度最大且为d值，其中，可进一步优选凸起部 12在整流面区121位置处的厚度d与导流弧面区122的曲率半径r相等，S卩d = r，此时，整流面区121在沿相对靠近叶片体11的一端向整流面区121的另一端方向上的宽度a满足:a = B/9 ?B/8-d〇[〇〇95]在本发明的第二个实施例中，优选地，凸起部12的厚度的最大值d满足:B/31 < 2B/31，其中，B为所述叶片体的前缘与叶片体的后缘之间的直线距离。此处，通过将凸起部 12的厚度的最大值d限定在B/31 <2B/31，可以充分保证气流流经凸起部12时，气流的切向速度被充分耗散，而气流的轴向流速受到的影响较小，以在实现对气流导向的同时使气流的阻力损失最小化。
[0096]在本发明的第二个实施例中，如图7至图9所示，设置整流面区121上相对与导流弧面区122连接的另一端与轴流风机的出风口平齐，即凸起部12上相对远离叶片体11的一端 (后端)与轴流风机的出风口平齐，其中，设置凸起部12上整流面区121处的厚度取最大值d， 且优选凸起部11在该位置处的厚度d满足:3mm<cK6mm。这样可以进一步避免在轴流风机的出风口处出现分离现象，减少尾迹损失，且可避免凸起部12高度不足而导致的对气流导流效果降低问题或者静叶11过薄导致的静叶11强度不足的问题。
[0097]在本发明的第二个实施例中，优选地，如图3所示，叶片体11与凸起部12呈弧形过渡连接，这样可以提高整个叶道在轴向上的结构连续性，避免整个叶道沿轴向尺寸变化梯度过大引起气流阻力损失增大的问题，实现降低气流的动能损失、且降低气流噪音的目的。
[0098]上述任一技术方案中，凸起部12的表面上设置有附壁辅助结构(图中未示出)，其中，附壁辅助结构包括高尔夫球面凹坑、粗糙纹路和/或沿流体流动方向延伸的顺流沟槽。
[0099]在本方案中，在凸起部12上设置如高尔夫球面凹坑、粗糙纹路和/或沿流体流动方向延伸的顺流沟槽等附壁辅助结构，这样一方面可以提高气流在凸起部12表面的附着效果，使气流的流向得到显著的改变，从而实现抑制原气流中的切向流速、使气流的流动趋势被矫正到静叶10的轴向上，避免气流左偏的问题;另一方面，可以减小凸起部12后侧的尾流范围，这样可以降低凸起部12的背压、减小流阻，降低气流的动能损失、且降低气流噪音的目的。
[0100]如图2和图3所示，本发明提供的轴流风机，还包括集风筒30;具体地，动叶20设置在集风筒30的上游空间内；静叶10设置在集风筒30的下游空间内。
[0101]本发明提供的轴流风机，从动叶20处流出的气流沿静叶10表面流动时，利用气流对凸起部12的附壁作用，使气流沿凸起部12的表面流动从而使气流的流向发生变化，这样可使气流的切向流速被抑制、且使气流的切向流动趋势被矫正到静叶10的轴向上，从而避免气流左偏的问题，这样可以实现气流的聚拢，减小产品的风量损失、相对增加产品轴向上的出风量，且可以实现将轴流风机的出风口处的气流导直，当产品运用于空调产品时，可以实现使气流完全垂直于空调器的送风口射出，满足空调产品的设计要求;且由于凸起部12 的设置而使气流的流向发生变化，这样可以遏制发生在轴流风机出风口处的分离现象，减小尾迹损失，实现降低气流的动能损失、且降低气流噪音的目的。
[0102]如图10和图11所示，本发明提供的空调器，包括:风道及与风道连通的送风口 41;上述技术方案中的轴流风机，轴流风机位于风道中，且轴流风机的集风筒30的轴线垂直于送风口 41的轴线。
[0103]更具体而言，如图10所示，风道包括集风筒30和风道头部40，集风筒30与风道头部 40通过法兰连接，风道头部40的送风口 41处设置有用于控制送风口 41开度的导风结构50， 其中，气流沿静叶10的轴向从集风筒30流出后进入风道头部40内，即气流沿图10中所示箭头指向流动，在导风结构50开度最大时，沿静叶10轴向流动的气流在风道头部40中被折射后垂直于风道头部40的送风口 41射出。
[0104]本发明提供的空调器，利用气流对凸起部12的附壁作用，使从动叶20处流出的气流的切向流速可在静叶10上被抑制，将气流的流动趋势矫正到静叶10的轴向上，从而避免气流左偏的问题，这样通过对气流折射后，可使气流完全垂直于空调器的送风口41射出，满足空调产品的设计要求。
[0105]可选地，空调器为空调柜机或空调室外机。
[0106]综上所述，本发明提供的轴流风机及其静叶，可以实现将轴流风机的出风口处的气流导直，且可以遏制发生在轴流风机出风口处的分离现象，减小尾迹损失，实现降低气流的动能损失、且降低气流噪音的目的;本发明提供的空调器，因设计上述轴流风机及其静叶从而具有以上全部有益效果。
[0107]在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、 “连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0108]本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
[0109]在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0110]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种轴流风机的静叶，其特征在于，包括:叶片体，具有呈内凹状的压力面和呈外凸状的吸力面，所述叶片体具有前缘和后缘；凸起部，设置在所述叶片体的后缘处，且所述凸起部向所述叶片体的压力面侧凸出。2.根据权利要求1所述的轴流风机的静叶，其特征在于，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端，所述凸起部的凸出高度呈连 续性递增或呈阶梯形递增。3.根据权利要求2所述的轴流风机的静叶，其特征在于，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端，所述凸起部上位于所述压力 面侧的表面为高度逐渐增大的平滑过渡弧面或为高度逐渐增大的平滑过渡斜面。4.根据权利要求3所述的轴流风机的静叶，其特征在于，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端，所述平滑过渡弧面的型线为 凹形曲线。5.根据权利要求1所述的轴流风机的静叶，其特征在于，所述凸起部上位于所述压力面 侧的表面包括:导流弧面区，所述导流弧面区的一端与所述叶片体的所述压力面过渡连接；整流面区，与所述导流弧面区的另一端过渡连接，其中，所述导流弧面区上的最高位置 不高于所述整流面区的位置。6.根据权利要求5所述的轴流风机的静叶，其特征在于，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端，所述整流面区的型线为直线。7.根据权利要求6所述的轴流风机的静叶，其特征在于，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端，所述整流面区的型线与所述 静叶的轴线平行。8.根据权利要求5至7中任一项所述的轴流风机的静叶，其特征在于，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端，所述导流弧面区的型线为凸 形曲线。9.根据权利要求5至7中任一项所述的轴流风机的静叶，其特征在于，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端，所述凸起部的长度L满足:L <a+r，其中，a为所述整流面区在沿相对靠近所述叶片体的一端向所述整流面区的另一端 方向上的宽度，r为所述导流弧面区的曲率半径。10.根据权利要求9所述的轴流风机的静叶，其特征在于，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端，所述凸起部的长度L满足:L = a+r〇11.根据权利要求1至7中任一项所述的轴流风机的静叶，其特征在于，沿所述凸起部上相对靠近所述叶片体的一端向其另一端，所述凸起部的长度L满足:B/ 9彡L彡B/8,其中，B为所述叶片体的前缘与叶片体的后缘之间的直线距离。12.根据权利要求1至7中任一项所述的轴流风机的静叶，其特征在于，所述凸起部的厚度的最大值d满足:B/31<d<2B/31，其中，B为所述叶片体的前缘与叶 片体的后缘之间的直线距离。13.根据权利要求1至7中任一项所述的轴流风机的静叶，其特征在于，所述凸起部的厚度的最大值d满足:3mm<cK6mm。14.根据权利要求1至7中任一项所述的轴流风机的静叶，其特征在于，所述叶片体与所述凸起部呈弧形过渡连接。15.根据权利要求1至7中任一项所述的轴流风机的静叶，其特征在于，所述凸起部上相对远离所述叶片体的一端与所述轴流风机的出风口平齐。16.根据权利要求1至7中任一项所述的轴流风机的静叶，其特征在于，所述凸起部的表面上设置有附壁辅助结构，其中，所述附壁辅助结构包括高尔夫球面 凹坑、粗糙纹路和/或沿流体流动方向延伸的顺流沟槽。17.—种轴流风机，其特征在于，包括:集风筒；动叶，设置在所述集风筒的上游空间内；如权利要求1至16中任一项所述的静叶，设置在所述集风筒的下游空间内。18.—种空调器，其特征在于，包括:风道及与所述风道连通的送风口；如权利要求17所述的轴流风机，位于所述风道中，且所述轴流风机的集风筒的轴线垂 直于所述送风口的轴线。
【文档编号】F04D29/54GK106015104SQ201610550856
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】杨彤, 钟志尧, 伍敏超, 孙康杰, 周何杰
【申请人】芜湖美智空调设备有限公司, 美的集团股份有限公司