軸流風葉及具有其的空調器的製作方法

2023-07-08 09:22:01 1

專利名稱：軸流風葉及具有其的空調器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及風機設備技術領域，特別涉及一種軸流風葉。本實用新型還涉及一種具有上述軸流風葉的空調器。
背景技術：
在能源日趨緊張的當下，人們對於產品能效的要求越來越高，尤其對於空調設備的能效要求更高。風機系統作為空調設備的重要工作部分之一，其性能對空調設備的能效具有較大的影響。現有風機系統中的軸流風葉通常為近似的平面結構，此種葉片工作時具有較大的阻力損失，使得風機的效率較低，導致空調設備的能效較低。另一方面，具有上述葉片的風機工作時，湍流氣流流經葉片壁面，由於粘性作用，產生壁面氣流速度為O的邊界層，在正的壓力梯度下將改變氣流流動方向，產生倒流，繼而出現邊界層分離現象，出現漩渦脫落；而葉頂與導流圈存在一定的間隙，出現前緣葉頂渦脫落，且漩渦不斷產生和消失會消耗能量，出現洩漏損失；另外，上述風機工作時的噪聲也比較大。上述問題在其他具有軸流風葉的設備中同樣存在。因此，如何提高設備的能效，已成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。

實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種軸流風葉，該軸流風葉能夠提高設備的能效。本實用新型的另一目的是提供一種具有上述軸流葉片的空調器。為了實現上述第一個目的，本實用新型提供如下技術方案:—種軸流風葉，包括輪轂以及與所述輪轂連接的葉片，所述葉片沿等比例剖切面的截面包括傾斜段以及與所述傾斜段連接的彎折段，其中:所述等比例剖切面為所述葉片上以所述輪轂中心為圓心的多段圓弧的相同等比例點連線所在的面；所述傾斜段自其與所述輪轂的連接處向所述葉片的背風面傾斜，其末端的各點至所述輪轂的中心處的距離Ra位於第一設定範圍內，且其曲率為((Γ5)/Ra;所述彎折段自所述傾斜段的末端向所述葉片的迎風面彎折，且所述彎折段上位於以所述輪轂中心為圓心的同一圓周上的各點的曲率半徑S位於第二設定範圍內。優選地，在上述軸流風葉中，0.5 ( (Ra-Rh) / (R-Rh) < I，其中，R為所述葉片的半徑，Rh為所述輪轂的半徑。優選地，在上述軸流風葉中，0.5Ra彡δ彡0.75Ra。優選地，在上述軸流風葉中，所述彎折段的彎折高度L與所述葉片的半徑R的比值為:0 < L/R ( 0.25。優選地，在上述軸流風葉中，所述彎折段上位於以所述輪轂中心為圓心的同一圓周上的各點的曲率半徑S相等。[0015]優選地，在上述軸流風葉中，所述傾斜段的迎風面沿所述等比例剖切面的剖切線為直線，所述直線與所述輪轂的軸線之間的夾角α滿足25°≤ α ≤80°。優選地，在上述軸流風葉中，所述傾斜段的末端的各點至所述輪轂的中心處的距離Ra相等。優選地，在上述軸流風葉中，0.6≤Ra-Rh) / (R-Rh)≤0.9。優選地，在上述軸流風葉中，0.05≤L/R≤0.15。優選地，在上述軸流風葉中，所述彎折段為弧形彎折段。優選地，在上述軸流風葉中，所述彎折段由兩個或兩個以上平面段組成，各所述平面段的斜率不等。優選地，在上述軸流風葉中，所述彎折段由兩個或兩個以上弧形單元組成，各所述弧形單元的曲率不等。在上述技術方案中，本實用新型提供的軸流風葉中的葉片沿等比例剖切面的截面包括傾斜段以及與傾斜段連接的彎折段，傾斜段自其與輪轂的連接處向葉片的背風面傾斜，其末端的各點至輪轂的中心處的距離Ra位於第一設定範圍內，且其曲率為((Γ5)/Ra;彎折段自傾斜段的末端向葉片的 迎風面彎折，且彎折段上位於以輪轂中心為圓心的同一圓周上的各點的曲率半徑S位於第二設定範圍內。該葉片的結構具有較大的改善，使得風機運行時的阻力損失有所減小，進而提高了風機的效率，顯著提高了設備的能效。另外，上述葉片可有效緩解風機運行時所出現的漩渦脫落、前緣葉頂渦脫落以及前緣葉頂渦洩漏損失的現象，同時能夠較大程度地降低風機運行時所產生的噪聲。為了實現上述第二個目的，本實用新型還提供了一種空調器，包括軸流風葉，所述軸流風葉為上述任一項所述的軸流風葉。由於上述軸流風葉具有上述技術效果，具有該軸流風葉的空調器也應具有相應的技術效果。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對本實用新型實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例提供的第一種軸流風葉的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的第一種軸流風葉的參數標示圖；圖3為圖2的A-A向剖視圖；圖4為本實用新型實施例提供的第二種軸流風葉的結構示意圖；圖5為本實用新型實施例提供的第三種軸流風葉的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的核心是提供一種軸流風葉，該軸流風葉能夠提高設備的能效。本實用新型的另一核心是提供一種具有上述軸流葉片的空調器。為了使本領域的技術人員更好地理解本實用新型提供的技術方案，下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。[0033]如圖1-3所示，本實用新型實施例提供的軸流風葉包括輪轂11以及與輪轂11連接的葉片12，該葉片12沿等比例剖切面的截面包括傾斜段121以及與該傾斜段121連接的彎折段122，該等比例剖切面為葉片12上以輪轂11的中心為圓心的多段圓弧的相同等比例點連線所在的面，如圖2所示，該等比例點為各段圓弧的1/2點處，當然，也可為1/3點處或其他。圖1中，a處為葉片根部，b為葉片頂部，c為葉片前緣，d為葉片尾緣。傾斜段121自其與輪轂11的連接處向葉片12的背風面傾斜，其曲率為((T5)/Ra，該曲率範圍為同一等比例剖切面下的傾斜段121的曲率，而葉片上由多個傾斜段121所覆蓋的部分的曲率則控制在合理範圍內，以保證葉片的基本工作狀態，傾斜段121末端的各點至輪轂11的中心處的距離Ra位於第一設定範圍內，該第一設定範圍根據實際工況設定，一般情況下該Ra的浮動範圍較小，以保證傾斜段121末端的各點大致位於以輪轂11為圓心的同一圓周上。當傾斜段121的曲率為O時，即表徵該傾斜段121為直線，而其他曲率下則表徵該傾斜段121為小曲率曲線。彎折段122自傾斜段121的末端向葉片12的迎風面彎折，且彎折段122上位於以輪轂11的中心為圓心的同一圓周上的各點的曲率半徑δ位於第二設定範圍內，該第二設定範圍亦根據實際工況設定，且一般情況下該δ的浮動範圍較小，以保證整個彎折段122自葉片前緣c到葉片尾緣d的彎折趨勢大致相同，且彎折段122大致為圓弧狀。發明人由鳥類在懸停及滑翔時翅翼展開的形狀得到啟發，並由此對葉片12的結構進行了上述改善，經過多次實驗發現，該葉片12使得風機運行時的阻力損失有所減小，進而提高了風機的效率，顯著提高了設備的能效。
另外，上述葉片12可有效緩解風機運行時所出現的漩渦脫落、前緣葉頂渦脫落以及前緣葉頂渦洩漏損失的現象，同時能夠較大程度地降低風機運行時所產生的噪聲。為了優化上述技術效果，本實用新型實施例提供的軸流風葉中，傾斜段121末端的各點至輪轂11的中心處的距離Ra滿足以下條件:0.5 ( (Ra-Rh)/(R-Rh) < 1，其中，R為葉片12的半徑(該半徑指葉片頂部b的外緣至輪轂11的中心處的距離)，Rh為輪轂11的半徑。優選方案中，上述曲率半徑δ滿足以下條件:0.5Ra< δ <0.75Ra。將彎折段122的末端與傾斜段121的延長線之間的豎直距離記為彎折段122的彎折高度L，當該彎折高度L與葉片12的半徑R的比值滿足O < L/R彡0.25時，上述技術效果將更加明顯。更進一步的技術方案中，如圖2和3所示，傾斜段121的迎風面沿葉片12的徑向的剖切線為直線，該直線上的任意一點位於方程f(x)=-kx上，其中，k為該直線的斜率，且該直線與輪轂11的軸線之間的夾角α滿足25° ( α <80°，傾斜段121相對於輪轂11的傾角α趨於不變，且該傾角的取值控制在一定範圍內，以保證傾斜段121與彎折段122具有更好的協同作用，為設備的能效提升提供更大的空間。具體地，在實施例1 中，取 α=77°，(Ra-Rh)/(R-Rh) =0.8，曲率半徑 δ =0.7Ra,L=0.15R，在實施例 2 中，取 α =80。，(Ra-Rh) / (R-Rh) =0.64，曲率半徑 δ =0.65Ra,L=0.15R,在實施例 3 中，取 α =64。，(Ra-Rh) / (R-Rh) =0.64，曲率半徑 δ =0.5Ra, L=0.05R，得到以下實驗數據:表一、本實用新型實施例提供的軸流風葉運行時的測試數據與現有技術中的軸流風葉運行時的測試數據對比I[0043]
權利要求1.一種軸流風葉，包括輪轂以及與所述輪轂連接的葉片，其特徵在於，所述葉片沿等比例剖切面的截面包括傾斜段以及與所述傾斜段連接的彎折段，其中: 所述等比例剖切面為所述葉片上以所述輪轂中心為圓心的多段圓弧的相同等比例點連線所在的面； 所述傾斜段自其與所述輪轂的連接處向所述葉片的背風面傾斜，其末端的各點至所述輪轂的中心處的距離Ra位於第一設定範圍內，且其曲率為((Γ5)/Ra; 所述彎折段自所述傾斜段的末端向所述葉片的迎風面彎折，且所述彎折段上位於以所述輪轂中心為圓心的同一圓周上的各點的曲率半徑S位於第二設定範圍內。
2.按照權利要求1所述的軸流風葉，其特徵在於，0.5彡(Ra-Rh)/(R-Rh) <1，其中，R為所述葉片的半徑，Rh為所述輪轂的半徑。
3.按照權利要求1所述的軸流風葉，其特徵在於，0.5Ra < δ < 0.75Ra。
4.按照權利要求1所述的軸流風葉，其特徵在於，所述彎折段的彎折高度L與所述葉片的半徑R的比值為:0 < L/R彡0.25。
5.按照權利要求1所述的軸流風葉，其特徵在於，所述彎折段上位於以所述輪轂中心為圓心的同一圓周上的各點的曲率半徑δ相等。
6.按照權利要求1所述的軸流風葉，其特徵在於，所述傾斜段的迎風面沿所述等比例剖切面的剖切線為直線，所述直線與所述輪轂的軸線之間的夾角α滿足25° Sa <80°。
7.按照權利要求1-6中任一項所述的軸流風葉，其特徵在於，所述傾斜段的末端的各點至所述輪轂的中心處的距離Ra相等。
8.按照權利要求2所述的軸流風葉，其特徵在於，0.6 ( (Ra-Rh) / (R-Rh) ( 0.9。
9.按照權利要求4所述的軸流風葉，其特徵在於，0.05 ( L/R ( 0.15。
10.按照權利要求1、2、3、4、5、6、8和9中任一項所述的軸流風葉，其特徵在於，所述彎折段為弧形彎折段。
11.按照權利要求1、2、3、4、5、6、8和9中任一項所述的軸流風葉，其特徵在於，所述彎折段由兩個或兩個以上平面段組成，各所述平面段的斜率不等。
12.按照權利要求1、2、3、4、5、6、8和9中任一項所述的軸流風葉，其特徵在於，所述彎折段由兩個或兩個以上弧形單元組成，各所述弧形單元的曲率不等。
13.—種空調器，包括軸流風葉，其特徵在於，所述軸流風葉為如權利要求1-12任一項所述的軸流風葉。
專利摘要本實用新型公開了一種軸流風葉，包括輪轂以及與輪轂連接的葉片，葉片沿等比例剖切面的截面包括傾斜段以及與傾斜段連接的彎折段，其中等比例剖切面為葉片上以輪轂中心為圓心的多段圓弧的相同等比例點連線所在的面；傾斜段自其與輪轂的連接處向葉片的背風面傾斜，其末端的各點至輪轂的中心處的距離Ra位於第一設定範圍內；彎折段自傾斜段的末端向葉片的迎風面彎折，且彎折段上位於以輪轂中心為圓心的同一圓周上的各點的曲率半徑δ位於第二設定範圍內。該軸流風葉能夠提高設備的能效，降低風機運行時所產生的噪聲。本實用新型還公開了一種具有上述軸流風葉的空調器。
文檔編號F04D29/38GK203114733SQ20132005415
公開日2013年8月7日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者龍斌華, 劉中傑, 梁劍濤, 曹鋒 申請人:珠海格力電器股份有限公司