轴流风叶、风机及空调器室外的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种轴流风叶，包括可围绕中心轴旋转的轮毂和从该轮毂径向向外延伸并且围绕所述中心轴布置的若干叶片，每个所述叶片均具有压力面、吸力面、前缘和后缘，每个所述叶片均包括叶片本体和设置于该叶片本体外周缘并且由所述前缘延伸至所述后缘的弯曲部，所述弯曲部的径向横截面形状相对于所述吸力面呈外凸曲线形。本发明所提供的轴流风叶在风压不变和风叶直径不增大的情况下，能有效提高轴流风叶的风量，并能降低噪声，能够满足空调器的静音化和环保化的要求，此外还具有结构简单、易于加工制造的优点。同时，本发明还公开了一种具有上述轴流风叶的风机和空调器室外机。
【专利说明】轴流风叶、风机及空调器室外机
【技术领域】
[0001]本发明涉及风叶，特别是涉及一种轴流风叶，及具有该轴流风叶的风机及空调器室外机。
【背景技术】
[0002]轴流风叶普遍使用在空调器室外机或其他换气设备中，用于将电机输入的功率转为空气的循环流动，从而进行强制对流换热。轴流风叶设计的好坏，对空调整机的制冷制热能力、能效比、噪音等具有重要影响。
[0003]现有的空调器用轴流风叶，其基本结构包括具有旋转中心的圆形轮毂和分布在轮毂外周并侧呈放射状排列的数个叶片，其中叶片具有翼面、前缘以及后缘，其后缘略呈直线状。通过电机驱动旋转，空气从叶片的前缘流入，通过翼面被升压后由叶片的后缘流出。
[0004]现有的空调器室外机常用低压轴流风机，其除了要求结构紧凑，风量大之外，低噪声更是一个很重要的指标。为了提高轴流风叶的风量，通常通过改变轴流风叶叶片的安装角、叶片形状、叶片弯掠角度等方式进而增加叶片升力、增加出风风速、改善出流流场以达到增加风量目的。而在风叶噪音方面，轴流风机噪声主要为空气动力噪声，其由两部分组成:即旋转噪声和涡流噪声。研究表明，旋转噪声是风叶旋转时，其叶片作周期性运动，对空气施加较大的变加速度运动，造成空气产生较大的压力脉动，空气质点在周期性力的作用下产生较大的冲击噪声。而在旋转工况时，气流进入风叶流道在离心力作用和大入气攻角下气流冲击风叶前缘所引起的气体边界层分离而产生的涡流而形成涡流噪声。此外，这类风叶的叶片的压力面与吸力面之间存在较大的压力差，这将导致出现出口气流旋涡和顶部气流旋涡，涡流与风叶导流装置碰撞，同时造成的下一叶片气流流动紊乱，从而产生较大的噪音。风机的这两类噪声中，旋转噪声与叶轮的圆周速度的10次方成比例；涡流噪声与叶轮圆周速度的6次方(或5次方)成比例。
[0005]为了达到风叶大风量、静音化的效果，各界科技工作者进行了大量的工作和尝试，也取得一定的突破，但问题仍然存在。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术现状，本发明所要解决的第一个技术问题在于，提供一种结构简单、易于加工制造且有效降低噪音的轴流风叶。
[0007]本发明所要解决的第二个技术问题在于，提供一种具有上述轴流风叶的风机。
[0008]本发明所要解决的第三个技术问题在于，提供一种具有上述轴流风叶的空调器室外机。
[0009]本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为:一种轴流风叶，包括可围绕中心轴旋转的轮毂和从该轮毂径向向外延伸并且围绕所述中心轴布置的若干叶片，每个所述叶片均具有压力面、吸力面、前缘和后缘，每个所述叶片均包括叶片本体和设置于该叶片本体外周缘并且由所述前缘延伸至所述后缘的弯曲部，所述弯曲部的径向横截面形状相对于所述吸力面呈外凸曲线形。
[0010]在其中一个实施例中，由所述前缘至所述后缘，所述弯曲部的径向横截面的曲率先由小变大，再由大变小。
[0011]在其中一个实施例中，所述弯曲部曲率最大的径向横截面位于所述弯曲部从所述前缘开始25?45%长度内的任意一处。
[0012]在其中一个实施例中，所述弯曲部曲率最大的径向横截面a的曲率为P 1，所述前缘对应的所述弯曲部的径向横截面b的曲率为P 2，所述后缘对应的所述弯曲部的径向横截面 c 的曲率为 P 3，且 P I: P 2: P 3 = 0.001 ?0.01: 0.02 ?0.05: 0.003 ?0.01。
[0013]在其中一个实施例中，所述弯曲部的径向横截面a、b、c之间的径向横截面的曲率与P 1、P 2和P 3呈线性过渡。
[0014]在其中一个实施例中，所述弯曲部的最大直径Dl与所述叶片本体的最大直径D2之比为0.70?0.95。
[0015]在其中一个实施例中，所述叶片本体与所述弯曲部通过圆弧光滑过渡。
[0016]在其中一个实施例中，所述轮毂的最大直径D3与所述弯曲部的最大直径Dl之比为 0.25 ?0.35。
[0017]本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为:一种风机，其包括电机和上述的轴流风叶。
[0018]本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为:一种空调器室外机，其包括上述的风机。
[0019]与现有技术相比，本发明所提供的轴流风叶，其叶片外端部设置有弯曲部，弯曲部可以降低叶片的压力面与吸力面之间的压力差，使得气流得以顺利通过压力面和吸力面的交界区域，减小空气流在叶片外周边缘附近形成涡流的强度，进而减小涡流与风叶导流装置碰撞和对相邻叶片的扰动，进而减低风叶的整体噪音水平。
[0020]本发明所提供的轴流风叶在风压不变和风叶直径不增大的情况下，能有效提高轴流风叶的风量，并能降低噪声，能够满足空调器的静音化和环保化的要求。另外，本发明所提供的轴流风叶还具有结构简单、易于加工制造的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明其中一个实施例中的轴流风叶的正面示意图；
[0022]图2为图1所示轴流风叶的轴测示意图；
[0023]图3为图1所示轴流风叶的叶片的结构示意图；
[0024]图4为图1所示轴流风叶另一个方向的轴测示意图。
[0025]以上各图中，10-轮毂，20-叶片，21-压力面，22-吸力面，23-前缘，24-后缘，25-叶片本体，26-弯曲部。
【具体实施方式】
[0026]下面参考附图并结合实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下各实施例及实施例中的特征可以相互组合。[0027]本发明其中一个实施例中，提供一种轴流风叶，如图1、2所示，本实施例的轴流风叶为三翼式轴流风叶，其包括可围绕中心轴旋转的轮毂10和从该轮毂10径向向外延伸并且围绕所述中心轴布置的三个叶片20，三个叶片20在120° ±5°的范围内呈等间距或不等间距分布。轴流风叶采用合成树脂或者金属材料制作而成，各叶片20与轮毂10的外周面形成为一体。优选地，轮毂10最大直径D3与叶片20最大直径(也即弯曲部最大直径)Dl之比为0.25?0.35，优选为0.28,0.30,0.32，这样在保证风叶结构强度基础上又可尽量增大叶片20面积，减小轮毂10中心回流程度，使得风叶效率达到最高。
[0028]每片叶片20具有压力面21、吸力面22、前缘23和后缘24，且每片叶片20包括均叶片本体25和弯曲部26，弯曲部26设置于叶片本体25的外周缘上并且由所述前缘23延伸至所述后缘24，且所述弯曲部26的径向横截面形状相对于吸力面22呈外凸曲线形。弯曲部26可以降低叶片的压力面与吸力面之间的压力差，使得气流得以顺利通过压力面和吸力面的交界区域，减小空气流在叶片外周边缘附近形成涡流的强度，进而减小涡流与风叶导流装置碰撞和对相邻叶片的扰动，进而减低风叶的整体噪音水平。
[0029]优选地，所述叶片本体25与所述弯曲部26通过圆弧光滑过渡。
[0030]优选地，所述弯曲部26的最大直径Dl与所述弯曲部26的最大直径D2之比
0.70?0.95，优选为0.75,0.80,0.85,0.90。弯曲部26和叶片本体25的尺寸采用这个范围，既可以减低叶片20的压力面21与吸力面22之间的压力差，减小空气流在叶片20外周边缘附近形成涡流的强度，同时又可以避免由于压力面21静压低过大。
[0031]优选地，弯曲部26采用变曲率形式，由叶片20前缘23至叶片20后缘24，弯曲部26的径向横截面的曲率先由小变大，再由大变小。如图3、4所示，为了便于描述，以下定义:所述弯曲部26曲率最大的径向横截面为横截面a，前缘23所对应的所述弯曲部26的径向横截面为横截面b，后缘24所对应的所述弯曲部26的径向横截面为横截面C。优选地,横截面a位于所述弯曲部26从前缘23开始25?45%长度内的任意一处。优选地，横截面
a、横截面b、横截面c对应的曲率分别为P 1、P 2、P 3，贝丨」P 1: P2: P 3 = (0.001?
0.01): (0.02?0.05): (0.003?0.01)达到最佳效果，其余过渡位置曲率与P 1、P 2、P 3呈线性过渡。弯曲部26采用变曲率设计后，可以进一步降低叶片20的压力面21与吸力面22之间的压力差，气流得以顺利通过压力面21和吸力面22的交界区域，减小空气流在叶片20外周边缘附近形成涡流的强度，进而减小涡流与风叶导流装置碰撞和对相邻叶片20的扰动，从而产生降低风叶的噪音。
[0032]本发明另一个实施例中，提供一种风机，其包括电机和上述实施例中的轴流风叶。
[0033]本发明另一个实施例中，提供一种空调器室外机，其包括所述的风机。
[0034]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种轴流风叶，包括可围绕中心轴旋转的轮毂和从该轮毂径向向外延伸并且围绕所述中心轴布置的若干叶片，每个所述叶片均具有压力面、吸力面、前缘和后缘，其特征在于，每个所述叶片均包括叶片本体和设置于该叶片本体外周缘并且由所述前缘延伸至所述后缘的弯曲部，所述弯曲部的径向横截面形状相对于所述吸力面呈外凸曲线形。
2.根据权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于，由所述前缘至所述后缘，所述弯曲部的径向横截面的曲率先由小变大，再由大变小。
3.根据权利要求2所述的轴流风叶，其特征在于，所述弯曲部曲率最大的径向横截面位于所述弯曲部从所述前缘开始25?45%长度内的任意一处。
4.根据权利要求2所述的轴流风叶，其特征在于，所述弯曲部曲率最大的径向横截面a的曲率为P 1，所述前缘对应的所述弯曲部的径向横截面b的曲率为P 2，所述后缘对应的所述弯曲部的径向横截面c的曲率为P 3，且P 1: P2: P3 = 0.001?0.01: 0.02?0.05: 0.003 ?0.01。
5.根据权利要求4所述的轴流风叶，其特征在于，所述弯曲部的径向横截面a、b、c之间的径向横截面的曲率与P 1、P 2和P 3呈线性过渡。
6.根据权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于，所述弯曲部的最大直径Dl与所述叶片本体的最大直径D2之比为0.70?0.95。
7.根据权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于，所述叶片本体与所述弯曲部通过圆弧光滑过渡。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的轴流风叶，其特征在于，所述轮毂的最大直径D3与所述弯曲部的最大直径Dl之比为0.25?0.35。
9.一种风机，其特征在于，包括电机和如权利要求1至8中任意一项所述的轴流风叶。
10.一种空调器室外机，其特征在于，包括如权利要求9所述的风机。
【文档编号】F04D29/38GK103486081SQ201210191680
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年6月11日 优先权日:2012年6月11日
【发明者】肖彪, 董术海, 肖忠弟, 余锐生 申请人:珠海格力电器股份有限公司