轴流风叶及具有其的空调器的制造方法

xiaoxiao2020-7-22  1

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轴流风叶及具有其的空调器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种轴流风叶,包括轮毂以及与轮毂连接的叶片,叶片沿等比例剖切面的截面包括倾斜段以及与倾斜段连接的弯折段,其中:等比例剖切面为叶片上以轮毂中心为圆心的多段圆弧的相同等比例点连线所在的面;倾斜段自其与轮毂的连接处向叶片的背风面倾斜,其末端的各点至轮毂的中心处的距离Ra位于第一设定范围内;弯折段自倾斜段的末端向叶片的迎风面弯折,且弯折段上位于以轮毂中心为圆心的同一圆周上的各点的曲率半径δ位于第二设定范围内。该轴流风叶能够提高设备的能效,降低风机运行时所产生的噪声。本发明还公开了一种具有上述轴流风叶的空调器。
【专利说明】轴流风叶及具有其的空调器
【技术领域】
[0001]本发明涉及风机设备【技术领域】,特别涉及一种轴流风叶。本发明还涉及一种具有上述轴流风叶的空调器。
【背景技术】
[0002]在能源日趋紧张的当下,人们对于产品能效的要求越来越高,尤其对于空调设备的能效要求更高。风机系统作为空调设备的重要工作部分之一,其性能对空调设备的能效具有较大的影响。
[0003]现有风机系统中的轴流风叶通常为近似的平面结构,此种叶片工作时具有较大的阻力损失,使得风机的效率较低,导致空调设备的能效较低。另一方面,具有上述叶片的风机工作时,湍流气流流经叶片壁面,由于粘性作用,产生壁面气流速度为O的边界层,在正的压力梯度下将改变气流流动方向,产生倒流,继而出现边界层分离现象,出现漩涡脱落;而叶顶与导流圈存在一定的间隙,出现前缘叶顶涡脱落,且漩涡不断产生和消失会消耗能量,出现泄漏损失;另外,上述风机工作时的噪声也比较大。上述问题在其他具有轴流风叶的设备中同样存在。
[0004]因此,如何提高设备的能效,已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种轴流风叶,该轴流风叶能够提高设备的能效。本发明的另一目的是提供一种具有上述轴流叶片的空调器。
[0006]为了实现上述第一个目的,本发明提供如下技术方案:
[0007]—种轴流风叶,包括轮毂以及与所述轮毂连接的叶片,所述叶片沿等比例剖切面的截面包括倾斜段以及与所述倾斜段连接的弯折段,其中:
[0008]所述等比例剖切面为所述叶片上以所述轮毂中心为圆心的多段圆弧的相同等比例点连线所在的面;
[0009]所述倾斜段自其与所述轮毂的连接处向所述叶片的背风面倾斜,其末端的各点至所述轮毂的中心处的距离Ra位于第一设定范围内,且其曲率为(O~5) /Ra ;
[0010]所述弯折段自所述倾斜段的末端向所述叶片的迎风面弯折,且所述弯折段上位于以所述轮毂中心为圆心的同一圆周上的各点的曲率半径S位于第二设定范围内。
[0011]优选地,在上述轴流风叶中,0.5 ( (Ra-Rh) / (R-Rh) < I,其中,R为所述叶片的半径,Rh为所述轮毂的半径。
[0012]优选地,在上述轴流风叶中,0.5Ra≤δ≤0.75Ra。
[0013]优选地,在上述轴流风叶中,所述弯折段的弯折高度L与所述叶片的半径R的比值为:0 < L/R ( 0.25。
[0014]优选地,在上述轴流风叶中,所述弯折段上位于以所述轮毂中心为圆心的同一圆周上的各点的曲率半径S相等。[0015]优选地,在上述轴流风叶中,所述倾斜段的迎风面沿所述等比例剖切面的剖切线为直线,所述直线与所述轮毂的轴线之间的夹角α满足25° < α <80°。
[0016]优选地,在上述轴流风叶中,所述倾斜段的末端的各点至所述轮毂的中心处的距离Ra相等。
[0017]优选地,在上述轴流风叶中,0.6 ^ (Ra-Rh) / (R-Rh)≤0.9。
[0018]优选地,在上述轴流风叶中,0.05≤L/R≤0.15。
[0019]优选地,在上述轴流风叶中,所述弯折段为弧形弯折段。
[0020]优选地,在上述轴流风叶中,所述弯折段由两个或两个以上平面段组成,各所述平面段的斜率不等。
[0021]优选地,在上述轴流风叶中,所述弯折段由两个或两个以上弧形单元组成,各所述弧形单元的曲率不等。
[0022]在上述技术方案中,本发明提供的轴流风叶中的叶片沿等比例剖切面的截面包括倾斜段以及与倾斜段连接的弯折段,倾斜段自其与轮毂的连接处向叶片的背风面倾斜,其末端的各点至轮毂的中心处的距离Ra位于第一设定范围内,且其曲率为(O~5)/Ra ;弯折段自倾斜段的末端 向叶片的迎风面弯折,且弯折段上位于以轮毂中心为圆心的同一圆周上的各点的曲率半径S位于第二设定范围内。该叶片的结构具有较大的改善,使得风机运行时的阻力损失有所减小,进而提高了风机的效率,显著提高了设备的能效。
[0023]另外,上述叶片可有效缓解风机运行时所出现的漩涡脱落、前缘叶顶涡脱落以及前缘叶顶涡泄漏损失的现象,同时能够较大程度地降低风机运行时所产生的噪声。
[0024]为了实现上述第二个目的,本发明还提供了一种空调器,包括轴流风叶,所述轴流风叶为上述任一项所述的轴流风叶。由于上述轴流风叶具有上述技术效果,具有该轴流风叶的空调器也应具有相应的技术效果。
【专利附图】

【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本发明实施例提供的第一种轴流风叶的结构示意图;
[0027]图2为本发明实施例提供的第一种轴流风叶的参数标示图;
[0028]图3为图2的A-A向剖视图;
[0029]图4为本发明实施例提供的第二种轴流风叶的结构示意图;
[0030]图5为本发明实施例提供的第三种轴流风叶的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]本发明的核心是提供一种轴流风叶,该轴流风叶能够提高设备的能效。本发明的另一核心是提供一种具有上述轴流叶片的空调器。
[0032]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案,下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。[0033]如图1-3所示,本发明实施例提供的轴流风叶包括轮毂11以及与轮毂11连接的叶片12,该叶片12沿等比例剖切面的截面包括倾斜段121以及与该倾斜段121连接的弯折段122,该等比例剖切面为叶片12上以轮毂11的中心为圆心的多段圆弧的相同等比例点连线所在的面,如图2所示,该等比例点为各段圆弧的1/2点处,当然,也可为1/3点处或其他。图1中,a处为叶片根部,b为叶片顶部,c为叶片前缘,d为叶片尾缘。
[0034]倾斜段121自其与轮毂11的连接处向叶片12的背风面倾斜,其曲率为(O~5)/Ra,该曲率范围为同一等比例剖切面下的倾斜段121的曲率,而叶片上由多个倾斜段121所覆盖的部分的曲率则控制在合理范围内,以保证叶片的基本工作状态,倾斜段121末端的各点至轮毂11的中心处的距离Ra位于第一设定范围内,该第一设定范围根据实际工况设定,一般情况下该Ra的浮动范围较小,以保证倾斜段121末端的各点大致位于以轮毂11为圆心的同一圆周上。当倾斜段121的曲率为O时,即表征该倾斜段121为直线,而其他曲率下则表征该倾斜段121为小曲率曲线。 [0035]弯折段122自倾斜段121的末端向叶片12的迎风面弯折,且弯折段122上位于以轮毂11的中心为圆心的同一圆周上的各点的曲率半径δ位于第二设定范围内,该第二设定范围亦根据实际工况设定,且一般情况下该δ的浮动范围较小,以保证整个弯折段122自叶片前缘c到叶片尾缘d的弯折趋势大致相同,且弯折段122大致为圆弧状。
[0036]发明人由鸟类在悬停及滑翔时翅翼展开的形状得到启发,并由此对叶片12的结构进行了上述改善,经过多次实验发现,该叶片12使得风机运行时的阻力损失有所减小,进而提高了风机的效率,显著提高了设备的能效。
[0037]另外,上述叶片12可有效缓解风机运行时所出现的漩涡脱落、前缘叶顶涡脱落以及前缘叶顶涡泄漏损失的现象,同时能够较大程度地降低风机运行时所产生的噪声。
[0038]为了优化上述技术效果,本发明实施例提供的轴流风叶中,倾斜段121末端的各点至轮毂11的中心处的距离Ra满足以下条件:0.5≤(Ra-Rh)/(R-Rh) < 1,其中,R为叶片12的半径(该半径指叶片顶部b的外缘至轮毂11的中心处的距离),Rh为轮毂11的半径。优选方案中,上述曲率半径δ满足以下条件:0.5Ra≤ δ ≤0.75Ra。将弯折段122的末端与倾斜段121的延长线之间的竖直距离记为弯折段122的弯折高度L,当该弯折高度L与叶片12的半径R的比值满足O < L/R < 0.25时,上述技术效果将更加明显。
[0039]更进一步的技术方案中,如图2和3所示,倾斜段121的迎风面沿叶片12的径向的剖切线为直线,该直线上的任意一点位于方程
[0040]f(x)=-kx上,其中,k为该直线的斜率,且该直线与轮毂11的轴线之间的夹角α满足25° < α <80°,倾斜段121相对于轮毂11的倾角α趋于不变,且该倾角的取值控制在一定范围内,以保证倾斜段121与弯折段122具有更好的协同作用,为设备的能效提升提供更大的空间。
[0041]具体地,在实施例1 中,取 α=77°,(Ra-Rh)/(R-Rh) =0.8,曲率半径 δ =0.7Ra,L=0.15R,在实施例 2 中,取 α =80。,(Ra-Rh) / (R-Rh) =0.64,曲率半径 δ =0.65Ra,L=0.15R,在实施例 3 中,取 α =64。,(Ra-Rh) / (R-Rh) =0.64,曲率半径 δ =0.5Ra, L=0.05R,得到以下实验数据:
[0042]表一、本发明实施例提供的轴流风叶运行时的测试数据与现有技术中的
[0043]轴流风叶运行时的测试数据对比I[0044]
【权利要求】
1.一种轴流风叶,包括轮毂以及与所述轮毂连接的叶片,其特征在于,所述叶片沿等比例剖切面的截面包括倾斜段以及与所述倾斜段连接的弯折段,其中: 所述等比例剖切面为所述叶片上以所述轮毂中心为圆心的多段圆弧的相同等比例点连线所在的面; 所述倾斜段自其与所述轮毂的连接处向所述叶片的背风面倾斜,其末端的各点至所述轮毂的中心处的距离Ra位于第一设定范围内,且其曲率为(O~5) /Ra ; 所述弯折段自所述倾斜段的末端向所述叶片的迎风面弯折,且所述弯折段上位于以所述轮毂中心为圆心的同一圆周上的各点的曲率半径S位于第二设定范围内。
2.按照权利要求1所述的轴流风叶,其特征在于,0.5≤(Ra-Rh)/(R-Rh) <1,其中,R为所述叶片的半径,Rh为所述轮毂的半径。
3.按照权利要求1所述的轴流风叶,其特征在于,0.5Ra < δ < 0.75Ra。
4.按照权利要求1所述的轴流风叶,其特征在于,所述弯折段的弯折高度L与所述叶片的半径R的比值为:0 < L/R≤0.25。
5.按照权利要求1所述的轴流风叶,其特征在于,所述弯折段上位于以所述轮毂中心为圆心的同一圆周上的各点的曲率半径δ相等。
6.按照权利要求1所述的轴流风叶,其特征在于,所述倾斜段的迎风面沿所述等比例剖切面的剖切线为直线,所述直线与所述轮毂的轴线之间的夹角α满足25° Sa <80°。
7.按照权利要求1-6中任一项所述的轴流风叶,其特征在于,所述倾斜段的末端的各点至所述轮毂的中心处的距离Ra相等。
8.按照权利要求2所述的轴流风叶,其特征在于,0.6≤ (Ra-Rh) / (R-Rh) ≤ 0.9。
9.按照权利要求4所述的轴流风叶,其特征在于,0.05≤L/R ( 0.15。
10.按照权利要求1、2、3、4、5、6、8和9中任一项所述的轴流风叶,其特征在于,所述弯折段为弧形弯折段。
11.按照权利要求1、2、3、4、5、6、8和9中任一项所述的轴流风叶,其特征在于,所述弯折段由两个或两个以上平面段组成,各所述平面段的斜率不等。
12.按照权利要求1、2、3、4、5、6、8和9中任一项所述的轴流风叶,其特征在于,所述弯折段由两个或两个以上弧形单元组成,各所述弧形单元的曲率不等。
13.—种空调器,包括轴流风叶,其特征在于,所述轴流风叶为如权利要求1-12任一项所述的轴流风叶。
【文档编号】F04D29/32GK103967839SQ201310037338
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月30日 优先权日:2013年1月30日
【发明者】龙斌华, 刘中杰, 梁剑涛, 曹锋 申请人:珠海格力电器股份有限公司

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