CN207879692U - 轴流风轮及空调器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种轴流风轮及空调器，所述轴流风轮包括轮毂及多个风叶；所述多个风叶间隔设于所述轮毂上，所述风叶具有呈前后向设置的前叶缘和后叶缘，以及连接所述前叶缘外端和所述后叶缘外端的顶叶缘，所述顶叶缘设有自所述风叶的压力面向所述风叶的吸力面倾斜的切面，且所述切面自所述前叶缘延伸至所述后叶缘，所述切面具有位于内外两侧的内切边和外切边，所述内切边向内外呈凹凸状设置。本实用新型的轴流风轮，能够减小沿所述轴流风轮的风叶其叶顶位置所产生的泄涡流，以减小涡流降低噪音。
Description
技术领域
本实用新型涉及空调器技术领域，特别涉及一种轴流风轮及空调器。
背景技术
轴流风轮常用在家用电器或空调器中来充当通风换气装置使用。轴流风轮旋转时，带动其周向上的空气旋转形成气流，并驱动该气流沿轴流风轮的轴向吹出。随着轴流风轮转速的增大，由该轴流风轮产生的噪音也相应增大。其中，由于轴流风轮的风叶在旋转过程中，其叶顶位置获得的转速最大，而风叶的压力面较为平滑，从而易于在该风叶的叶顶形成自该风叶的吸力面到压力面的泄涡流，产生较大的涡流噪音。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种轴流风轮，旨在减小沿所述轴流风轮的风叶其叶顶位置所产生的泄涡流，以减小涡流降低噪音。
为实现上述目的，本实用新型提出一种轴流风轮及包括有所述轴流风轮的空调器，所述轴流风轮包括轮毂及多个风叶；所述多个风叶间隔设于所述轮毂上，所述风叶具有呈前后向设置的前叶缘和后叶缘，以及连接所述前叶缘外端和所述后叶缘外端的顶叶缘，所述顶叶缘设有自所述风叶的压力面向所述风叶的吸力面倾斜的切面，且所述切面自所述前叶缘延伸至所述后叶缘，所述切面具有位于内外两侧的内切边和外切边，所述内切边向内外呈凹凸状设置。
优选地，所述内切边具有向外凸设的凸部，依次连接所述内切边的各个凸部顶端的第一连接线到所述外切边的间距为D1，D1∈[1mm，10mm]；及，任意相邻的两个所述凸部之间形成有一向内凹设的凹部，依次连接所述内切边的各个凹部底端的第二连接线到所述第一连接线的间距为D2，D2∈[2mm，15mm]。
优选地，所述第一连接线到所述外切边的间距自前向后呈逐渐增大设置。
优选地，所述第二连接线到所述第一连接线的间距自前向后呈逐渐增大设置。
优选地，任意一所述凸部与邻近该凸部前侧的凸部的间距为S1，且该凸部与邻近该凸部后侧的凸部的间距为S2，S2∈[1.2S1，1.5S1]。
优选地，所述切面与所述压力面的延伸方向所成的切角为α，α∈[10°，20°]。
优选地，所述α自前向后呈逐渐增大设置。
优选地，所述切面设有自所述前叶缘延伸至所述后叶缘的导流槽，所述导流槽的槽宽为0.5mm～3mm。
优选地，所述内切边呈锯齿状或波纹状设置。
本实用新型的技术方案，通过在所述风叶的顶叶缘设置自所述风叶的压力面向所述风叶的吸力面倾斜的切边，且所述切面自所述前叶缘延伸至所述后叶缘，所述切面的内切边向内外呈凹凸状设置，以在所述轴流风轮工作时，经过风叶叶顶位置的气流首先流向切面，并顺沿该切面的倾斜方向流动，由于该切面较为狭窄，这部分气流在该切面尚未来得及形成泄涡流，即在切面的内切边逐渐分离。而由于该切面的内切边向内外呈凹凸状设置，使得所述顶叶缘的边迹呈现不规则状，使得这部分气流的分离相互交错开，交错分离后的小气流频率各不相同，混合后的气流难以再形成泄涡流，从而减小由叶顶泄涡流产生的噪音。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型轴流风轮一实施例的结构示意图；
图2为图1中轴流风轮的主视图；
图3为图2中沿I-I线的剖视图；
图4为图3中沿A处的放大图；
图5为图2中轴流风轮的部分结构示意图；
图6为图2中风叶的叶顶部结构示意图；
图7为本实用新型轴流风轮的风量-噪音对比测试图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 100 | 轮毂 | 2312 | 凹部 |
| 200 | 风叶 | 232 | 外切边 |
| 210 | 吸力面 | 2a | 前叶缘 |
| 220 | 压力面 | 2b | 后叶缘 |
| 230 | 切面 | 2c | 顶叶缘 |
| 231 | 内切边 | 10 | 第一连接线 |
| 2311 | 凸部 | 20 | 第二连接线 |
本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结明要求的保护范围之内。合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发
本实用新型提供一种轴流风轮及空调器，所述轴流风轮能够减小沿所述轴流风轮的风叶其叶顶位置所产生的泄涡流，以减小涡流降低噪音。在本实施例中，该轴流风轮安装于空调器内，所述空调器可以是窗式空调器、分体式空调器或者柜式空调器。其中，若所述空调器为窗式空调器，则所述轴流风轮设于该窗式空调器的室外侧；若所述空调器为分体式空调器，则所述轴流风轮设于该分体式空调器的室外机。当然，在其他实施例中，该轴流风轮还可安装在风扇、风机内。
请参阅图1和图3，在本实用新型轴流风轮的一实施例中，所述轴流风轮包括轮毂100及多个风叶200。所述多个风叶200间隔设于所述轮毂100上，每一风叶200具有呈前后向设置的前叶缘2a和后叶缘2b(风叶自后向前旋转，如图1中虚线箭头所示)，以及连接前叶缘2a外端和后叶缘2b外端的顶叶缘2c(可参阅图3和图4)，顶叶缘2c设有自风叶200的压力面220向风叶200的吸力面210倾斜的切面230，且切面230自前叶缘2a延伸至后叶缘2b，切面230具有位于内外两侧的内切边231和外切边232，内切边231向内外呈凹凸状设置。
具体地，多个风叶200均匀间隔设于轮毂100的外环周，轮毂100用以与驱动电机连接，以受所述驱动电机驱动转动而带动风叶200旋转，从而将空调器内侧的气流引导至室外侧，向室外侧排风。至于风叶200的数量，则没有具体限定，可以是3个至5个，具体在本实施例中，风叶200的数量为3个。
请参阅图3和图4，风叶200具有面向所述轴流风轮进风侧的吸力面210，以及面向所述轴流风轮出风侧的压力面220，切面230自所述压力面220向风叶200的吸力面210倾斜设置，即是相当于在风叶200的叶顶位置做切角处理，在该切角位置的上表面形成切面230。从而当风叶200旋转时，经过风叶200叶顶位置的气流首先流向切面230，并顺沿该切面230的倾斜方向流动，由于该切面230较为狭窄，这部分气流在该切面230尚未来得及形成泄涡流，即在切面230的内切边231逐渐分离。而由于该切面230的内切边231向内外呈凹凸状设置，使得顶叶缘2c的边迹呈现不规则状，使得这部分气流的分离相互交错开，交错分离后的小气流频率各不相同，混合后的气流难以再形成泄涡流，从而减小由叶顶泄涡流产生的噪音。
在此值得注意的是，为达到更佳的降噪效果，切面230应为光滑切面230，以减小该切面230与气流摩擦所产生的噪音。切面230的内切边231呈凹凸状设置的方式有两种，即内切边231呈锯齿状，或者内切边231呈波纹状设置。在其他实施例中，还可在前叶缘2a亦设置切面230，该切面230沿前叶缘2a延伸设置，用以减小风叶200向前截掠气流的阻力，亦可以达到降低噪音的效果。在以下实施例中，均以内切边231呈波纹状设置为例进行解释说明。
本实用新型的技术方案，通过在风叶200的顶叶缘2c设置自风叶200的压力面220向风叶200的吸力面210倾斜的切面230，且切面230自前叶缘2a延伸至后叶缘2b，切面230的内切边231向内外呈凹凸状设置，以在所述轴流风轮工作时，经过风叶200叶顶位置的气流首先流向切面230，并顺沿该切面230的倾斜方向流动，由于该切面230较为狭窄，这部分气流在该切面230尚未来得及形成泄涡流，即在切面230的内切边231逐渐分离。而由于该切面230的内切边231向内外呈凹凸状设置，使得顶叶缘2c的边迹呈现不规则状，使得这部分气流的分离相互交错开，交错分离后的小气流频率各不相同，混合后的气流难以再形成泄涡流，从而减小由叶顶泄涡流产生的噪音。
为验证本实用新型的轴流风轮所达到的技术效果，在相同风叶200数量及工况条件下，分别对常规轴流风轮及本实用新型轴流风轮进行测试，测得数据如下：
表1.常规轴流风轮，测得的参数
| 转速(rpm) | 风量(m3/h) | 功率(w) | 噪音(dB) |
| 850 | 3894 | 154.4 | 58.0 |
| 800 | 3713 | 143.7 | 56.4 |
| 750 | 3441 | 133.7 | 54.0 |
| 700 | 3207 | 126.4 | 51.9 |
| 650 | 2866 | 115.2 | 48.3 |
表2本实用新型的轴流风轮，测得的参数
| 转速(rpm) | 风量(m3/h) | 功率(w) | 噪音(dB) |
| 850 | 3900 | 154.5 | 55.9 |
| 800 | 3717 | 143.7 | 54.6 |
| 750 | 3449 | 133.5 | 52.0 |
| 700 | 3214 | 126.3 | 50.0 |
| 650 | 2872 | 115.2 | 46.5 |
由上述表1及表2测得数据绘制得如图7所示的风量-噪音对比测试图，据此分析可得，本实用新型轴流风轮相较于常规轴流风轮而言：当转速为850rpm时，噪音降低2.1dB；当转速为800rpm时，噪音降低1.8dB；当转速为750rpm时，噪音降低2.0dB；当转速为700rpm时，噪音降低1.9dB；当转速为650rpm时，噪音降低1.8dB。
由此可见，在相同转速条件下，本实用新型轴流风轮与常规轴流风轮相比较，两者的风量大致相等，但是本实用新型轴流风轮的噪音明显降低，降低接近2dB。
请参阅图3和图4，在本实施例中，考虑到由于该切面230自风叶200的压力面向风叶200的吸力面倾斜，使得切面230与风叶200的压力面的延伸方向形成有切角，该切角的大小直接影响到切面200倾斜的程度。若该切角过小，则切面230的倾斜程度过小，气流有可能会自吸力面经过切面流向压力面，并在此过程中形成小泄涡流，降噪效果不明显；若该切角过大，则切面230的倾斜程度过大，易降低风叶200的导流力度，使得风量降低。故优选地，切面230与所述压力面的延伸方向所成的切角为α，α∈[10°，20°]。例如，α可以是12°、14°、16°或18°等。
为验证α∈[10°，20°]对本实用新型的轴流风轮所达到的技术效果，在上述测试实验基础上，基于转速为750r/min条件下，进一步对该轴流风轮进行测试，测试的数据如下：
表3-1.本实用新型轴流风轮，测得的参数
| α | 风量(m3/h) | 功率(w) | 噪音(dB) |
| 5° | 3445 | 133.4 | 53.2 |
| 10° | 3462 | 133.5 | 52.3 |
| 15° | 3475 | 133.7 | 51.9 |
| 20° | 3466 | 133.6 | 52.1 |
| 25° | 3412 | 133.2 | 53.3 |
由上述表1及表3-1可知，在750r/min转速下，当本实用新型轴流风轮的α保持在10°～20°范围内时，本实用新型的轴流风轮相对于常规轴流风轮而言，能够获得较大的风量的同时，且噪音明显降低，大致降低1.7dB～2.1dB；尤其是在α＝15°时，15°本实用新型的轴流风轮获得的风量达到最大，噪音降低最明显，达到2.1dB；而当α自10°降低至5°时，该轴流风轮的风量和噪音基本与常规轴流风轮在相近水平，降噪效果不明显；当α自20°降低至25°时，虽然噪音有降低，但是其风量也降低，降低近50m3/h。由此上述分析可见，α应保持在一定范围(10°～20°)内，才能确保该轴流风轮在获得较大的风量的同时，噪音明显降低。
请继续参阅图3和图4，进一步地，所述α自前向后呈逐渐增大设置，例如所述α在自前向后方向上，由10°逐渐增大至15°，或者由12°逐渐增大致18°，亦或者由10°逐渐增大至20°均可。如此设置，可有效改善风叶200顶叶缘2c导流力度，减少叶顶泄涡流的产生，达到减少风损和降噪效果。显然，所述α的设置并不局限于此，在其他实施例中，所述α在自前向后方向上也可处处相等，例如12°、或15°或18°等。
请参阅图5和图6，在本实施例中，增强切面230所达到的降噪效果，内切边231具有向外凸设的凸部2311，依次连接内切边231的各个凸部2311顶端的第一连接线10到外切边232的间距为D1，D1∈[1mm，10mm]，例如2mm、4mm、6mm或8mm等。在此应说明的是，本实施例及以下实施例中，所限定的技术特征的数值尺寸均以所述轴流风轮水平放置时，该轴流风轮在水平面上对应投影所得的尺寸。另外，第一连接线10为虚拟线，仅用于限定凸部2311的形成位置，并非实际存在的结构。
具体而言，第一连接线10上任意位置到外切边232的间距D1可以均相等，亦可以自前向后呈逐渐增大设置。所述D1大致限定出切面230的形成位置，若所述D1过小，则切面230过窄，气流有可能会自吸力面210经过切面230流向压力面220，并在此过程中形成小泄涡流，降噪效果不明显。故限定D1∈[1mm，10mm]，以确保切面230获得较佳的形状。
请继续参阅图5和图6，在此考虑到，在所述轴流风轮的风叶200旋转过程中，气流顺沿风叶200的顶叶缘2c自前向后流动，故优选地，第一连接线10到外切边232的间距自前向后呈逐渐增大设置，即所述D1自前向后逐渐增大。例如所述D1在自前向后方向上，由1mm逐渐增大至6mm，或者由3mm逐渐增大致8mm，亦或者由5mm逐渐增大至10mm均可。如此设置，可改善切面230尾迹，有效延长切面230尾迹的气流分离点，减小尾迹气流噪音。
还请参阅图5和图6，基于上述实施例，任意相邻的两个凸部2311之间形成有一向内凹设的凹部2312，依次连接内切边231的各个凹部2312底端的第二连接线20到第一连接线10的间距为D2，则D2∈[2mm，15mm]，例如5mm、8mm、10mm或12mm等。同样地，第二连接线20也为虚拟线，仅用于限定凹部2312的形成位置，并非实际存在的结构。
具体而言，所述D2大致限定出切面230的内切边231的凹凸程度的大小。只要D2＞0，内切边231即可呈凹凸，即可减小叶顶泄涡流的产生，起到降噪效果。但D2不宜过大，否则内切边231的凹凸程度过大，气流易于出现紊乱，风损较大，导致风量损失。故限定D2∈[2mm，15mm]，以确保内切边231的凹凸程度较为适宜。
为验证D2∈[2mm，15mm]对本实用新型的轴流风轮所达到的技术效果，在上述测试实验基础上，D1＝6mm时，基于转速为750r/min件下，进一步对该轴流风轮进行测试，测试的数据如下：
表3-2.本实用新型轴流风轮，测得的参数
| D2/mm | 风量(m3/h) | 功率(w) | 噪音(dB) |
| 2 | 3445 | 133.4 | 52.5 |
| 5 | 3469 | 133.5 | 52.1 |
| 10 | 3481 | 133.7 | 51.9 |
| 15 | 3472 | 133.6 | 52.3 |
| 20 | 3409 | 133.2 | 52.6 |
由上述表3-2可知，在750r/min转速下，当本实用新型轴流风轮的D2保持在2mm～15mm范围内时，本实用新型的轴流风轮相对于常规轴流风轮而言，能够在风量基本相同的情况下，大大降低噪音值，降低近1.5dB～2.1dB；尤其是在D2为5mm～10mm时，本实用新型的轴流风轮的噪音效果最明显；而当D2自15mm增大至20mm时，该轴流风轮的风量迅速减小。由此可见，D2的取值并不是越大越好，应保持在2mm～15mm范围内较为适宜。
进一步地，还可以将第二连接线20到第一连接线10的间距自前向后呈逐渐增大设置，即所述D2自前向后逐渐增大。如此可改善切面230尾迹，有效延长切面230尾迹的气流分离点，减小尾迹气流噪音。例如所述D2在自前向后方向上，由2mm逐渐增大至10mm，或者由2mm逐渐增大致12mm，亦或者由4mm逐渐增大至15mm均可。
请继续参阅图5和图6，基于上述实施例，任意一凸部2311与邻近该凸部2311前侧的凸部2311的间距为S1，且该凸部2311与邻近该凸部2311后侧的凸部2311的间距为S2，S2∈[1.2S1，1.5S1]，以使得内切边231沿前后方向波动的幅度逐渐增大，改善切面230的尾迹，有效减小尾迹气流噪音，达到更佳的降噪效果
具体而言，所述S1和所述S2大致限定出内切边231沿前后方向波动的幅度，所述S1和所述S2相差不易过大，S2宜保持在1.2S1～1.5S1范围内。例如，S1为5mm时，S2为6mm～7.5mm；或者，S1为7mm时，S2为8.4mm～10.5mm；亦或者S1为10mm时，S2为12mm～15mm。
请参阅图6，基于上述任意一实施例，为了确保风叶200的叶顶位置不易形成泄流涡，同时增强风叶200的导流效果，切面230设有自前叶缘2a延伸至后叶缘2b的导流槽(未图示)，所述导流槽的槽宽为0.5mm～3mm。
在此，所述导流槽的槽宽为0.5mm～3mm，为微型导流槽。气流流经风叶200的叶顶位置时，部分气流顺沿所述导流槽向后流动，一方面可提高风叶200的导流力度，另一方面还可以减少叶顶泄涡流的形成，达到降噪效果。
本实用新型还提供一种空调器，所述空调器包括轴流风轮，所述轴流风轮的具体结构参照上述实施例，由于本空调器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种轴流风轮，其特征在于，包括
轮毂；以及
多个风叶，间隔设于所述轮毂上，所述风叶具有前叶缘和后叶缘，以及连接所述前叶缘外端和所述后叶缘外端的顶叶缘，所述风叶的叶顶位置设有自所述风叶的压力面向所述风叶的吸力面倾斜的切面，且所述切面自所述前叶缘延伸至所述后叶缘，所述切面具有形成在所述顶叶缘上的外切边，以及形成在所述压力面上的内切边，所述内切边向内外呈凹凸状设置。
2.如权利要求1所述的轴流风轮，其特征在于，所述内切边具有向外凸设的凸部，依次连接所述内切边的各个凸部顶端的第一连接线到所述外切边的间距为D1，D1∈[1mm，10mm]；及，任意相邻的两个所述凸部之间形成有一向内凹设的凹部，依次连接所述内切边的各个凹部底端的第二连接线到所述第一连接线的间距为D2，则D2∈[2mm，15mm]。
3.如权利要求2所述的轴流风轮，其特征在于，所述第一连接线到所述外切边的间距自前向后呈逐渐增大设置。
4.如权利要求3所述的轴流风轮，其特征在于，所述第二连接线到所述第一连接线的间距自前向后呈逐渐增大设置。
5.如权利要求4所述的轴流风轮，其特征在于，任意一所述凸部与邻近该凸部前侧的凸部的间距为S1，且该凸部与邻近该凸部后侧的凸部的间距为S2，S2∈[1.2S1，1.5S1]。
6.如权利要求1至5任一项所述的轴流风轮，其特征在于，所述切面与所述压力面的延伸方向所成的切角为α，α∈[10°，20°]。
7.如权利要求6所述的轴流风轮，其特征在于，所述α自前向后呈逐渐增大设置。
8.如权利要求1至5任一项所述的轴流风轮，其特征在于，所述切面设有自所述前叶缘延伸至所述后叶缘的导流槽，所述导流槽的槽宽为0.5mm～3mm。
9.如权利要求1至5任一项所述的轴流风轮，其特征在于，所述内切边呈锯齿状或波纹状设置。
10.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括如权利要求1至9任一项所述的轴流风轮。
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