貫流風輪及包括該貫流風輪的空調的製作方法

2023-07-24 04:09:21

專利名稱：貫流風輪及包括該貫流風輪的空調的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及低壓通風換氣設備領域，具體而言，涉及一種貫流風輪及包括該貫流風輪的空調。
背景技術：
貫流風輪因具有結構簡單，體積 小，產生的氣流平穩、動壓係數較高、到達的距離較長以及噪聲低等特點，廣泛應用於家用電器和空調設備等低壓通風換氣的裝置中。然而，由於貫流風輪結構的特殊性、內部氣流運動的非對稱性以及複雜性，使得人們對影響貫流風輪性能的各種因素不甚了解，國內外至今也未出現普遍公認的設計理論。貫流風輪在空調領域內主要應用於室內壁掛機結構上，因此對其噪聲控制的要求比較高。貫流風輪主要由葉輪、蝸殼和電機組成，氣流兩次流經葉片，由貫流葉輪上部的葉片進入，從貫流葉輪下部的葉片流出，造成上氣流在葉輪內部形成一個流動漩渦，這個漩渦的大小和位置不同程度地影響室內機組的通流能力和噪聲。壁掛式空調內機組的主要噪聲源為貫流風輪的空氣氣動噪聲，其由兩部分組成即旋轉噪聲和渦流噪聲。其中，旋轉噪聲為影響貫流風輪噪聲的主要成分。旋轉噪聲的產生原因包括以下兩個方面一、當葉輪在自由空間旋轉時，由於葉片打擊周圍的氣體介質，在與葉片鄰近的某固定位置上，空氣受到葉片及其壓力場的周期性激勵而產生噪聲；二、由於葉片出口區內氣流具有很大的不均勻性，這種不均勻性氣流周期性地作用於周圍介質，產生壓力脈動而形成噪聲，當動葉排與蝸舌間的間距過小時，前排葉片尾流掃過後排葉片，或者動葉尾流掃過蝸舌的情況下均會產生脈動力，從而產生旋轉噪聲。為了降低旋轉噪聲的影響，目前業內普遍採用斜葉片、葉片間隙不等距等手段進行設計，例如採用斜葉片設計可以有效避免氣流在葉片通過頻率的能量疊加，進而可有效降低旋轉噪聲峰值，但此設計會導致風量降低而造成性能達不到要求的情況。因此，在保證風量和風壓不變、風扇直徑不增大的情況下，降低室內壁掛機貫流風輪噪聲和提高其效率是當今一大難題。

實用新型內容本實用新型旨在提供一種貫流風輪及包括該貫流風輪的空調，以保證貫流風輪在其風量和風壓不變、風扇直徑不增大的情況下，有效地降低貫流風輪的噪聲，提高其使用效率。為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種貫流風輪，包括旋轉軸、間隔套設在旋轉軸外圓周的兩個側板，兩個側板之間設置有葉輪，葉輪包括沿旋轉軸軸向依次固定連接的多個結構相同的葉輪中節，每相鄰兩個葉輪中節之間通過環形隔板隔開，每個葉輪中節包括多個均勻間隔設置的葉片，任意相鄰兩個葉輪中節之間以旋轉軸為軸旋轉錯位。進一步地，多個葉輪中節之間以相同的錯位角度自貫流風輪軸向的第一端至第二端逐步旋轉錯位。進一步地，每個葉片的葉片翼型上位於外周緣端的吸力面具有第一圓弧形曲線，第一圓弧形曲線對應有第一圓心和第一半徑，外周緣端的壓力面對應有第一曲線，第一曲線位於第一圓弧形曲線延長所得的圓周線的內部。進一步地，第一半徑減去第一曲線距離第一圓心的最短距離的值ml的範圍為O. 2mm ^ ml ^ I. 5mm0進一步地，葉片外周緣端端點處的外周角α的範圍為143° ( a ^ 149°。進一步地，每個葉片的葉片翼型上位於內周緣端的壓力面具有第二圓弧形曲線，第二圓弧形曲線對應有第二圓心和第二半徑，內周緣端的吸力面對應有第二曲線，第二曲 線位於第二圓弧形曲線延長所得的圓周線的內部。 進一步地，第二半徑減去第二曲線距離第二圓心的最短距離的值m2的範圍為O. 2mm ^ m2 ^ I. 5mm0進一步地，葉片的內周緣端端點處的內周角β的範圍為74°彡β彡90°。進一步地，第一半徑與第二半徑長度相等，葉片翼型的吸力面曲線具有吸力面增厚曲線段，吸力面增厚曲線段距離葉片弦線的距離大於第一半徑；葉片翼型的壓力面曲線具有壓力面增厚曲線段，壓力面增厚曲線段距離葉片弦線的距離大於第一半徑。進一步地，吸力面增厚曲線段和葉片弦線之間的距離與第一半徑的差值的最大值nl為O. 5mm彡nl彡Imm ;壓力面增厚曲線段和葉片弦線之間的距離與第一半徑的差值的最大值 n2 為 O. 5mm ^ n2 ^ 1mm。根據本實用新型的另一方面，提供了一種空調，具有貫流風輪，該貫流風輪為上述的貫流風輪。本實用新型的貫流風輪及包括該貫流風輪的空調，通過將結構相同的多個葉輪中節依次連接，並且將任意相鄰兩個葉輪中節之間旋轉錯位配置成同心環狀體，有效地避免了完全相同頻率通過頻率噪聲的疊加而產生的諧振和拍振噪音，進而保證了貫流風輪在其風量和風壓不變、風扇直徑不增大的情況下，有效地降低了貫流風輪的噪聲，提高了使用效率。

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中圖I示出了本實用新型的貫流風輪的主視結構的示意圖；圖2示出了本實用新型的貫流風輪的局部放大結構示意圖；圖3示出了本實用新型的葉片的徑向結構剖視示意圖，其中，虛線所示為現有技術中的圓弧形葉片的結構示意圖；圖4示出了本實用新型的葉片的徑向結構剖視示意圖，其中示出了切點A和B的位置，虛線所示為現有技術中的圓弧形葉片的結構示意圖；以及圖5示出了本實用新型的葉輪的局部剖視結構示意圖，其中，虛線所示為現有技術中的圓弧形葉片的結構示意圖。
具體實施方式
下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。如圖I和圖2所示，本實用新型的貫流風輪，包括旋轉軸10、間隔套設在旋轉軸10外圓周的兩個側板11，兩個側板11之間設置有葉輪，葉輪包括沿旋轉軸10軸向依次固定連接的多個結構相同的葉輪中節13，每相鄰兩個葉輪中節13之間通過環形隔板12隔開，每個葉輪中節13包括多個沿軸向均勻間隔設置的葉片131，任意相鄰兩個葉輪中節13之間以固定或不固定的旋轉角度錯位連接，使得沿軸向任意相鄰的兩個葉片131之間的沿軸向的截面不重合，優選地，葉輪中節13以固定的錯位角度自貫流風輪軸向的一端至另一端逐步旋轉錯位。本實用新型在使用時，葉輪繞旋轉軸10旋轉形成貫流氣流，採用葉輪中節13間的錯位連接可以有效地避免完全相同頻率通過頻率噪聲的疊加而產生的諧振和拍振噪音。·結合圖3和圖4所示，本實用新型的貫流風輪中，每個葉片131的葉片翼型b上位於外周緣端bl的吸力面對應有第一圓弧形曲線，第一圓弧形曲線對應有第一圓心和第一半徑，外周緣端bl的壓力面對應有第一曲線，第一曲線位於第一圓弧形線所對應的圓周線內。每個葉片131的葉片翼型b上位於內周緣端b2的壓力面對應有第二圓弧形曲線，第二圓弧形曲線對應有第二圓心和第二半徑，內周緣端b2的吸力面對應有第二曲線，第二曲線位於第二圓弧形線所對應的圓周線內。優選地，第一半徑與第二半徑相等，葉片翼型b的吸力面曲線具有距離葉片弦線a的距離大於第一半徑的吸力面增厚曲線段；葉片翼型b的壓力面曲線具有距離葉片弦線a的距離大於第一半徑的壓力面增厚曲線段。如上可以看出，本實用新型的貫流風輪中，葉片翼型b為非圓弧形葉型，如圖3和圖4所示，本實用新型中的葉片131在圓弧形葉片的圓弧翼型c的基礎上，分別對葉片131內周緣端b2吸力面和外周緣端bl壓力面作削薄處理，削減的厚度優選為O. 2mnTl. 5mm,削減部分的起始位置為圓弧型葉型兩端圓與葉面型線的切點A、B,並平滑過渡至葉片弦線a兩端端點。如此，葉輪進風面積和出風面積均增大，葉片131來流攻角變小，氣流分離減弱，流通更加順暢。本實用新型還將葉片131中部加厚,優選地加厚O. 5mnTlmm,採用這種結構可有效減小氣流分離，並使得葉道內壓力及速度梯度更為均勻。採用上述葉片翼型b的設計結構，不但能夠有效地減低噪音和提高風量，還能夠改善音質和聽感。葉片131的葉片弦線a與環形隔板12的外周緣在葉片131外周緣端bl端點處的切線之間的夾角形成外周角α，葉片131的葉片弦線a與環形隔板12的內周緣在葉片131內周緣端b2端點處的切線之間的夾角形成內周角β。為了達到使兩次進出葉輪的貫流更為順暢，且在最大程度上避免由進氣氣流對葉輪葉片131衝擊形成的脈動而造成的旋轉噪聲，本實用新型中將外周角α加大，且優選地，如圖5所示，外周角α的角度α的範圍為143° ^ a ^ 149°，與外周角α對應的內周角β亦加大，其內周角β範圍為β的範圍為74° < β <90°。加大外周角α和內周角β的大小可以有效地減小進風氣流攻角，從而可有效地避免氣流因攻角過大衝擊葉片131所導致的在葉片131前緣吸力面產生的氣流分離，因而有效地避免了由進氣氣流對葉輪葉片131衝擊形成的脈動而造成的旋轉噪聲。本實用新型還提供了一種空調，具有貫流風輪，該貫流風輪為上述的貫流風輪。[0032]從以上的描述中，可以看出，本實用新型的貫流風輪及包括該風輪的空調，通過將結構相同的多個葉輪中節13依次連接，並且將任意相鄰兩個葉輪中節13之間旋轉錯位配置成同心環狀體，有效地避免了完全相同頻率通過頻率噪聲的疊加而產生的諧振和拍振噪音，進而保證了貫流風輪在其風量和風壓不變、風扇直徑不增大的情況下，有效地降低了貫流風輪的噪聲，提高了使用效率。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種貫流風輪，包括旋轉軸(10)、間隔套設在所述旋轉軸(10)外圓周的兩個側板(11 )，兩個所述側板(11)之間設置有葉輪， 所述葉輪包括沿所述旋轉軸(10)軸向依次固定連接的多個結構相同的葉輪中節(13)，每相鄰兩個所述葉輪中節(13)之間通過環形隔板(12)隔開， 每個所述葉輪中節(13)包括多個均勻間隔設置的葉片(131)，其特徵在於， 任意相鄰兩個所述葉輪中節(13)之間以所述旋轉軸(10)為軸旋轉錯位。
2.根據權利要求I所述的貫流風輪，其特徵在於，多個所述葉輪中節(13)之間以相同的錯位角度自所述貫流風輪軸向的第一端至第二端逐步旋轉錯位。
3.根據權利要求I所述的貫流風輪，其特徵在於， 每個所述葉片(131)的葉片翼型(b)上位於外周緣端(bl)的吸力面具有第一圓弧形曲線，所述第一圓弧形曲線對應有第一圓心和第一半徑， 所述外周緣端(bl)的壓力面對應有第一曲線，所述第一曲線位於所述第一圓弧形曲線延長所得的圓周線的內部。
4.根據權利要求3所述的貫流風輪，其特徵在於，所述第一半徑減去所述第一曲線距離所述第一圓心的最短距離的值ml的範圍為O. 2mm ^ ml ^ I. 5mm。
5.根據權利要求3所述的貫流風輪，其特徵在於，所述葉片(131)外周緣端(bl)端點處的外周角α的範圍為143° ^ a ^ 149°。
6.根據權利要求3所述的貫流風輪，其特徵在於， 每個所述葉片(131)的葉片翼型(b)上位於內周緣端(b2)的壓力面具有第二圓弧形曲線，所述第二圓弧形曲線對應有第二圓心和第二半徑， 所述內周緣端(b2)的吸力面對應有第二曲線，所述第二曲線位於所述第二圓弧形曲線延長所得的圓周線的內部。
7.根據權利要求6所述的貫流風輪，其特徵在於，所述第二半徑減去所述第二曲線距離所述第二圓心的最短距離的值m2的範圍為O. 2mm ^ m2 ^ I. 5mm。
8.根據權利要求6所述的貫流風輪，其特徵在於，所述葉片(131)的內周緣端(b2)端點處的內周角β的範圍為74°彡β彡90°。
9.根據權利要求6所述的貫流風輪，其特徵在於， 所述第一半徑與所述第二半徑長度相等， 所述葉片翼型(b)的吸力面曲線具有吸力面增厚曲線段，所述吸力面增厚曲線段距離葉片弦線(a)的距離大於所述第一半徑； 所述葉片翼型(b)的壓力面曲線具有壓力面增厚曲線段，所述壓力面增厚曲線段距離葉片弦線(a)的距離大於所述第一半徑。
10.根據權利要求9所述的貫流風輪，其特徵在於， 所述吸力面增厚曲線段和所述葉片弦線(a)之間的距離與所述第一半徑的差值的最大值 nl 為 O. 5mm ^ nl ^ 1mm ； 所述壓力面增厚曲線段和所述葉片弦線(a)之間的距離與所述第一半徑的差值的最大值 n2 為 O. 5mm ^ n2 ^ 1mm。
11.一種空調，具有貫流風輪，其特徵在於，所述貫流風輪為權利要求1-10中任一項所述的貫流風輪。
專利摘要本實用新型提供了一種貫流風輪及包括該貫流風輪的空調，其中，貫流風輪包括旋轉軸、間隔套設在旋轉軸外圓周的兩個側板，兩個側板之間設置有葉輪，葉輪包括沿旋轉軸軸向依次固定連接的多個結構相同的葉輪中節，每相鄰兩個葉輪中節之間通過環形隔板隔開，每個葉輪中節包括多個均勻間隔設置的葉片，任意相鄰兩個葉輪中節之間以旋轉軸為軸旋轉錯位。本實用新型通過將結構相同的多個葉輪中節依次連接，並且將任意相鄰兩個葉輪中節之間旋轉錯位配置成同心環狀體，有效地避免了完全相同頻率通過頻率噪聲的疊加而產生的諧振和拍振噪音，進而保證了貫流風輪在其風量和風壓不變、風扇直徑不增大的情況下，有效地降低了貫流風輪的噪聲，提高了使用效率。
文檔編號F04D29/26GK202690524SQ201220245649
公開日2013年1月23日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者葉容君, 韋華豐, 肖彪, 肖忠弟, 董術海, 徐新, 羅惜珍 申請人:珠海格力電器股份有限公司