專(zhuān)利名稱(chēng)：軸流風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及空調(diào)器和流體機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種適用于空調(diào)器室外機(jī)的軸流風(fēng)扇。
背景技術(shù)：
軸流風(fēng)扇普遍地用在空調(diào)器室外機(jī)或其他換氣設(shè)備中，起到空氣的循環(huán)流動(dòng)作用?，F(xiàn)有的空調(diào)器用軸流風(fēng)扇的基本結(jié)構(gòu)是由具有旋轉(zhuǎn)中心的圓形輪轂部和在輪轂外周側(cè)呈放射狀排列數(shù)個(gè)翼片構(gòu)成，翼片由三維曲面形狀得出。通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，空氣從翼片的前緣部流入，通過(guò)翼面被升壓后由翼片的后緣部流出。圖9示出了現(xiàn)有技術(shù)中普遍使用的一種軸流風(fēng)扇，由輪轂110和翼片120組成。翼片120具有前緣121，翼面122和翼后緣123，圖中以箭頭示出了旋轉(zhuǎn)方向。其翼后緣123
基本是一條直線?，F(xiàn)有技術(shù)的空調(diào)用軸流風(fēng)扇存在一些問(wèn)題，首先，進(jìn)口結(jié)構(gòu)角度不適應(yīng)進(jìn)氣口氣流速度場(chǎng)，很容易造成氣流對(duì)翼片進(jìn)口邊緣的沖角損失；其次，風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)，其翼片作周期性運(yùn)動(dòng)，對(duì)空氣施加較大的變加速度運(yùn)動(dòng)，造成空氣產(chǎn)生較大的壓力脈動(dòng)，空氣質(zhì)點(diǎn)在周期性力的作用下產(chǎn)生較大的沖擊噪聲。在旋轉(zhuǎn)工況時(shí)，氣流進(jìn)入風(fēng)扇流道在離心力作用和大入氣攻角下氣流沖擊風(fēng)扇前緣所引起的氣體邊界層分離而產(chǎn)生的渦流而形成渦流噪聲。此外，這類(lèi)風(fēng)扇的翼片的壓力面與吸力面之間存在較大的壓力差，這將導(dǎo)致出現(xiàn)出口氣流旋渦和頂部氣流旋渦，從而產(chǎn)生較大的噪音。為了減低這些噪音，通常的技術(shù)是設(shè)計(jì)翼片形狀、采用空氣動(dòng)力性能優(yōu)良的機(jī)翼型的翼片。但在這些靜音化方法中，仍然有不少問(wèn)題比較突出而難以解決。比如，為了減小進(jìn)口氣流沖角損失而采用沿徑向進(jìn)口角逐漸減小的扭曲翼型，但是其計(jì)算進(jìn)口角的前提是假定進(jìn)口氣流為均勻的軸向流進(jìn)翼片的，實(shí)際上風(fēng)扇的進(jìn)氣氣流是一種自由流場(chǎng)，分布形式為匯流流場(chǎng)，所以這樣的設(shè)計(jì)方法對(duì)風(fēng)扇翼片來(lái)說(shuō)依然有較大的沖角損失。又如，日本專(zhuān)利第2002-257088號(hào)所公開(kāi)的以下方案在翼片的后緣部設(shè)計(jì)有面向翼片旋轉(zhuǎn)方向后側(cè) (空氣流出側(cè))的膨脹部。所述的膨脹部是通過(guò)使翼片后緣部的輪廓線(連接翼后緣部的內(nèi)周緣和外周緣的線)向與空氣流出方向相反的導(dǎo)入方向(翼片的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè))凹陷形成的。由于此形式的翼片后緣部所形成有膨脹部，從該部位流出的空氣在膨脹部后方會(huì)產(chǎn)生漩渦，因而送風(fēng)噪音就會(huì)增大，從而產(chǎn)生使用空調(diào)器或換氣裝置的環(huán)境噪音問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能避免風(fēng)扇翼片顫振， 有效地降低噪音的新型軸流風(fēng)扇翼片結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種軸流風(fēng)扇，包括輪轂和翼片；翼片的前緣的壓力面一側(cè)具有壓力面壁厚加強(qiáng)部，壓力面壁厚加強(qiáng)部凸出翼片的壓力面，翼片的前緣靠近翼尖處形成拐角。[0008]進(jìn)一步地，壓力面壁厚加強(qiáng)部從翼片的前緣與輪轂的接合部處沿著翼片的前緣延伸方向延伸至翼片的翼尖部。進(jìn)一步地，壓力面壁厚加強(qiáng)部的寬度由接合部至翼尖部逐漸減小。進(jìn)一步地，壓力面壁厚加強(qiáng)部呈流線型，并與翼片的表面流線型平滑過(guò)渡。進(jìn)一步地，在翼片根部的吸力面一側(cè)設(shè)有吸力面壁厚加強(qiáng)部。進(jìn)一步地，翼片還具有彎曲部，由翼片的壓力面外周邊緣向吸力面彎曲而成。進(jìn)一步地，彎曲部的寬度為軸流風(fēng)扇外周直徑的5. 5%。進(jìn)一步地，翼片后緣為波浪形，具有膨脹部。進(jìn)一步地，膨脹部相對(duì)于翼片后緣的基端與外周端連接的直線向與翼片的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向突出。進(jìn)一步地，拐角為120°至165°。進(jìn)一步地，翼片的翼尖部分的前緣向軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向前掠，翼片的表面向來(lái)流方向傾斜，翼片的表面向軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。進(jìn)一步地，翼片翼尖部分的前緣具有第一部分和第二部分，第一部分前掠角為 12°至18°，第二部分前掠角為13°至17°。進(jìn)一步地，翼片的表面向來(lái)流方向前傾的角度為15°至18°，翼片的表面向軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向前傾的角度為15°至18°。進(jìn)一步地，翼面進(jìn)氣攻角為0°至15°。通過(guò)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)是，翼片設(shè)置了壁厚加強(qiáng)部，減少了干涉和紊流；翼片的前緣設(shè)置有拐角，使氣流場(chǎng)更加順暢，進(jìn)而減少了噪音，翼尖采用前傾式設(shè)計(jì)，解決了喘振現(xiàn)象，翼片后緣設(shè)置膨脹部，增加此處的壓力。

構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中圖1示出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的軸流風(fēng)扇的正視圖；圖2示出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的軸流風(fēng)扇的后視圖；圖3示出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的軸流風(fēng)扇的壓力面壁厚加強(qiáng)部在寬度方向上的截面圖；圖4示出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的軸流風(fēng)扇的氣攻角與現(xiàn)有技術(shù)的氣攻角的對(duì)比圖；圖5示出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的軸流風(fēng)扇的立體結(jié)構(gòu)圖；圖6示出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的軸流風(fēng)扇的風(fēng)扇翼片的徑向線向風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)方向的傾斜角度；圖7示出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的軸流風(fēng)扇的斜向立體視圖；圖8示出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的軸流風(fēng)扇的翼片的示意圖；圖9示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一種軸流風(fēng)扇的正視圖；圖10中示出了本實(shí)用新型的軸流風(fēng)扇與現(xiàn)有技術(shù)中的軸流風(fēng)扇的噪音對(duì)比圖；以及圖11中示出了本實(shí)用新型的軸流風(fēng)扇與現(xiàn)有技術(shù)中的軸流風(fēng)扇的風(fēng)量對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。圖1示出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的軸流風(fēng)扇的正視圖。在該實(shí)施例中，如圖 1、圖7所示，本實(shí)用新型的軸流風(fēng)扇為三翼式軸流風(fēng)扇，包括作為旋轉(zhuǎn)軸的輪轂10，及在其外周側(cè)呈放射狀分布的具有同一形狀的翼片20，且三個(gè)翼片在120° 士5°的范圍內(nèi)呈等間距或不等間距分布。翼片20的前緣在壓力面一側(cè)同時(shí)設(shè)置有壓力面壁厚加強(qiáng)部211，壓力面壁厚加強(qiáng)部211的厚度厚于翼片20的其他部分，壓力面壁厚加強(qiáng)部211從前緣與輪轂接合部214處開(kāi)始沿著前緣周線延伸至翼片與其翼尖前掠前傾部分的根部213處，其呈流線型結(jié)構(gòu)，寬度由前緣翼根部214至前掠前傾部分根部213逐漸變小，并與翼片的翼型流線平滑過(guò)渡，壁厚為Imm至4mm，寬度為30mm至0。如圖2所示，在翼片20的吸力面一側(cè)的整個(gè)翼根部設(shè)置吸力面壁厚加強(qiáng)部30，吸力面壁厚加強(qiáng)部30的寬度為5mm至20mm，厚度為2mm至6mm時(shí)為有效值。圖3為本實(shí)用新型的壓力面壁厚加強(qiáng)部寬度方向的截面圖，從圖3中可以看出隨以輪轂部的旋轉(zhuǎn)中心為基準(zhǔn)的的距離越來(lái)越大，其寬度越減少。優(yōu)選的，本實(shí)施例中的壓力面壁厚加強(qiáng)部，隨以輪轂部的旋轉(zhuǎn)中心為基準(zhǔn)的的距離越來(lái)越大，其厚度也可以不變。如圖4所示，進(jìn)氣攻角是氣流方向與葉片的前緣末點(diǎn)到后緣末點(diǎn)直線的夾角，δ 為現(xiàn)有技術(shù)中的進(jìn)氣攻角，Y為本實(shí)施例的進(jìn)氣攻角，Y < S，本實(shí)施例的Y為0°至 15°，圖中的箭頭表示氣流的流向。如圖7所示翼尖前緣處的拐角ξ為120°至165°，翼片的前緣設(shè)置有拐角，使氣流場(chǎng)更加順暢，從而減小空氣流動(dòng)噪音。為了提高翼片20的強(qiáng)度及翼片20與輪轂部10的連接強(qiáng)度，提高翼片20的相對(duì)離心力的強(qiáng)度，降低或消除翼片前緣引起的風(fēng)扇翼片顫振，且改善進(jìn)氣攻角，優(yōu)化葉面流場(chǎng)，在壓力面設(shè)置有從翼片前緣部與輪廓部的接合部開(kāi)始沿著翼片前緣向翼片外周延伸的壓力面壁厚加強(qiáng)部211(即凸緣)，其流線順延風(fēng)扇葉片葉型曲線并與其平滑過(guò)渡，壓力面壁厚加強(qiáng)部211截止于前緣的拐角ξ處，且隨以輪轂部的旋轉(zhuǎn)中心為基準(zhǔn)的的距離越來(lái)越大，其寬度越減少，厚度不變。同時(shí)，在吸力面的一側(cè)，翼片與輪轂部接合部也設(shè)置一段等寬等厚的吸力面壁厚加強(qiáng)部30，加厚厚度，以加強(qiáng)翼根的強(qiáng)度。如圖7所示，設(shè)置在輪轂上的3個(gè)翼片20以及設(shè)置在翼片上翼緣的彎曲部位，該彎曲部位由翼片的壓力面外周邊緣向吸力面一側(cè)彎曲而成，彎曲部位與翼片20采用圓弧光滑過(guò)渡。在不降低各葉片送風(fēng)性能的情況下有效抑制渦流的產(chǎn)生，優(yōu)選彎曲部的寬度為軸流風(fēng)扇外周直徑的5. 5%左右。如圖1、圖8所示，該軸流風(fēng)扇翼片20后緣為波浪型，從翼后緣部23的內(nèi)周基端 231開(kāi)始，直至外周端234，膨脹部232是在參照直線L往翼片20的旋轉(zhuǎn)方向相反方向逐漸膨脹的，并不是向翼片20的旋轉(zhuǎn)方向前凹而成，其中控制翼后緣的曲線方程為五次方程， 如圖4所示，把這曲線分為2個(gè)部分，即膨脹部232與外周緣部233 ；其中，外周緣部233的最低點(diǎn)與直線向相切，設(shè)定膨脹部232的弦長(zhǎng)為L(zhǎng)2，外周緣部233的弦長(zhǎng)為L(zhǎng)1，L1 < L2，那么當(dāng)L1/L2取0. 1至1，突出高/直線向=H/L取0. 1，至0. 5時(shí)為保護(hù)范圍內(nèi)的有效值，起到增壓作用，且可以錯(cuò)開(kāi)各個(gè)位置的氣流脫漏周期，降低噪音的顯著效果。本實(shí)用新型在各翼片的后緣部上設(shè)置膨脹部，各翼片的膨脹部相對(duì)于連接各翼片的后邊緣的基端與外周端的直線L向與各翼片的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向突出，且膨脹部的曲線呈波浪線型，所述的膨脹部是從翼后緣部的輪轂一側(cè)的內(nèi)周緣至外周緣依次膨脹而成， 而并不是向翼片旋轉(zhuǎn)方向的前側(cè)凹陷。設(shè)置此膨脹部可以增大各葉片的翼片面積，有效補(bǔ)充由于折彎各翼片的外周邊緣而降低了的靜壓上升量的不足部分，這樣可以實(shí)現(xiàn)送風(fēng)聲音的降低以及送風(fēng)性能的高效化。如圖1至圖6所示，在翼尖部012)，風(fēng)扇翼片表面的徑向線向來(lái)流方向前傾，也就是靠近翼尖部分比靠近翼根部分更靠近來(lái)流，其傾斜角度α為15°至18° ；而翼片表面的徑向線亦向風(fēng)扇翼輪旋轉(zhuǎn)方向傾斜，即表面徑向線相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向的水平面向旋轉(zhuǎn)方向傾斜呈一定角度，該角度β為15°至18°，翼片的翼尖前緣部分前掠，即靠近翼尖部分比靠近翼根部分相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向更向前，該翼尖前緣部分分為兩部分，一部分前掠角θ 1為 12°至18°，另一部分θ 2為13°至17°，由上述翼型形成如圖7中那樣的前傾前掠式翼片。翼片的翼尖部(212)采用前傾式設(shè)計(jì)，由于翼片旋轉(zhuǎn)時(shí)在翼片壓力面與吸力面之間有較大的壓力差，因此在翼片頂部的氣流將從壓力面反流至吸力面。翼片頂部前傾后，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，翼片頂端部的空氣將具有向翼片內(nèi)部相對(duì)流動(dòng)的動(dòng)壓力，阻止了這種反向旋流，起到了減小翼片頂部空氣旋渦損失的作用。本實(shí)用新型的三翼片風(fēng)扇，由于翼片前緣區(qū)設(shè)置了壓力面壁厚加強(qiáng)部211，當(dāng)氣流從風(fēng)扇翼片前緣處進(jìn)入風(fēng)扇翼道，其首先經(jīng)過(guò)凸緣211，其進(jìn)氣氣流攻角相對(duì)無(wú)凸緣(壁厚加強(qiáng)部)狀態(tài)下的攻角得以相應(yīng)減小，并由此使得風(fēng)葉前緣處形成的渦流直徑減少。而渦流經(jīng)過(guò)凸緣(壁厚加強(qiáng)部)后，其行進(jìn)路徑變長(zhǎng)，并由此延遲與所在吸力面的分離，進(jìn)而減小對(duì)鄰接葉片的干涉和減小由此產(chǎn)生的紊流。翼尖部采用前傾式設(shè)計(jì)，能很好地解決葉片在某些運(yùn)轉(zhuǎn)頻率下出現(xiàn)的顫振現(xiàn)象；翼后緣設(shè)置膨脹部，可以增加此處的壓力，同時(shí)有效補(bǔ)充由于折彎各翼片的外周邊緣而降低了的靜壓上升量的不足部分，避開(kāi)翼尾各處氣流的脫落周期，降低風(fēng)扇所產(chǎn)生的噪音。如圖10、圖11所示，將本實(shí)用新型的軸流風(fēng)扇與現(xiàn)有的軸流風(fēng)扇在相同的工況下進(jìn)行對(duì)比，可以得出本實(shí)用新型風(fēng)扇能有效地增大空調(diào)器外機(jī)組的風(fēng)量以及降低其噪音。根據(jù)本實(shí)用新型的軸流風(fēng)葉，具有如下有益效果在保證風(fēng)量的前提下，有效減低風(fēng)扇噪音，具有很好的應(yīng)用前景；能避免風(fēng)扇翼片顫振，有效地降低噪音的新型軸流風(fēng)扇翼片結(jié)構(gòu)，以滿(mǎn)足空調(diào)器或其他換熱系統(tǒng)的靜音化和環(huán)?；囊螅瑫r(shí)提高風(fēng)扇系統(tǒng)的熱交換率。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種軸流風(fēng)扇，包括輪轂(10)和翼片(20)，其特征在于，所述翼片00)的前緣的壓力面一側(cè)具有壓力面壁厚加強(qiáng)部011)，所述壓力面壁厚加強(qiáng)部Oil)凸出于所述翼片(20)的壓力面，所述翼片OO)的前緣靠近翼尖處形成拐角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述壓力面壁厚加強(qiáng)部(211)從所述翼片OO)的前緣與所述輪轂(10)的接合部(214)處沿著所述翼片OO)的前緣延伸方向延伸至所述翼片(20)的翼尖部(212)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述壓力面壁厚加強(qiáng)部(211)的寬度由所述接合部(214)至所述翼尖部(212)逐漸減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述壓力面壁厚加強(qiáng)部(211)呈流線型，并與所述翼片OO)的表面流線型平滑過(guò)渡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，在所述翼片OO)根部的吸力面一側(cè)設(shè)有吸力面壁厚加強(qiáng)部(30)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述翼片OO)還具有彎曲部，由所述翼片OO)的壓力面外周邊緣向吸力面彎曲而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述彎曲部的寬度為所述軸流風(fēng)扇外周直徑的5.5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述翼片OO)后緣為波浪形，具有膨脹部(232)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述膨脹部(232)相對(duì)于所述翼片(20)后緣的基端031)與外周端034)連接的直線向與所述翼片OO)的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向突出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述拐角為120° 165°。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述翼片OO)的翼尖部分的前緣向所述軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向前掠，所述翼片OO)的表面向來(lái)流方向前傾，所述翼片OO)的表面向所述軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向前傾。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述翼片OO)的翼尖部分的前緣具有第一部分和第二部分，所述第一部分前掠角為12°至18°，所述第二部分前掠角為13° 至 17°。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述翼片OO)的表面向來(lái)流方向前傾的角度為15°至18°，所述翼片OO)的表面向軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向前傾的角度為15° 至 18°。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述翼面OO)進(jìn)氣攻角為0°至15°。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種軸流風(fēng)扇，包括輪轂和翼片；翼片的前緣的壓力面一側(cè)具有壓力面壁厚加強(qiáng)部，壓力面壁厚加強(qiáng)部凸出于翼片的壓力面，翼片的前緣靠近翼尖處設(shè)置有拐角。本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)是，翼片設(shè)置了壁厚加強(qiáng)部，減少了干涉和紊流，進(jìn)而減少了噪音，翼尖采用前傾式設(shè)計(jì)，解決了喘振現(xiàn)象，翼片后緣設(shè)置膨脹部，增加此處的壓力。
文檔編號(hào)F04D29/32GK202326414SQ201120466239
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
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