專利名稱：軸流風扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及空調(diào)器和流體機械領(lǐng)域，特別是一種適用于空調(diào)器室外機的軸流風扇。
背景技術(shù)：
軸流風扇普遍地用在空調(diào)器室外機或其他換氣設(shè)備中，起到空氣的循環(huán)流動作用?，F(xiàn)有的空調(diào)器用軸流風扇的基本結(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)個翼片構(gòu)成，翼片由三維曲面形狀得出。通過電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，空氣從翼片的前緣部流入，通過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)用軸流風扇存在一些問題，首先，進口結(jié)構(gòu)角度不適應(yīng)進氣口氣流速度場，很容易造成氣流對翼片進口邊緣的沖角損失；其次，風扇旋轉(zhuǎn)時，其翼片作周期性運動，對空氣施加較大的變加速度運動，造成空氣產(chǎn)生較大的壓力脈動，空氣質(zhì)點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，氣流進入風扇流道在離心力作用和大入氣攻角下氣流沖擊風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，這類風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)計翼片形狀、采用空氣動力性能優(yōu)良的機翼型的翼片。但在這些靜音化方法中，仍然有不少問題比較突出而難以解決。比如，為了減小進口氣流沖角損失而采用沿徑向進口角逐漸減小的扭曲翼型，但是其計算進口角的前提是假定進口氣流為均勻的軸向流進翼片的，實際上風扇的進氣氣流是一種自由流場，分布形式為匯流流場，所以這樣的設(shè)計方法對風扇翼片來說依然有較大的沖角損失。又如，日本專利第2002-257088號所公開的以下方案在翼片的后緣部設(shè)計有面向翼片旋轉(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產(chǎn)生漩渦，因而送風噪音就會增大，從而產(chǎn)生使用空調(diào)器或換氣裝置的環(huán)境噪音問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，能避免風扇翼片顫振， 有效地降低噪音的新型軸流風扇翼片結(jié)構(gòu)。本實用新型通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)一種軸流風扇，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部，壓力面壁厚加強部凸出翼片的壓力面，翼片的前緣靠近翼尖處形成拐角。[0008]進一步地，壓力面壁厚加強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。進一步地，壓力面壁厚加強部的寬度由接合部至翼尖部逐漸減小。進一步地，壓力面壁厚加強部呈流線型，并與翼片的表面流線型平滑過渡。進一步地，在翼片根部的吸力面一側(cè)設(shè)有吸力面壁厚加強部。進一步地，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。進一步地，彎曲部的寬度為軸流風扇外周直徑的5. 5%。進一步地，翼片后緣為波浪形，具有膨脹部。進一步地，膨脹部相對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。進一步地，拐角為120°至165°。進一步地，翼片的翼尖部分的前緣向軸流風扇的旋轉(zhuǎn)方向前掠，翼片的表面向來流方向傾斜，翼片的表面向軸流風扇的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。進一步地，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°。進一步地，翼片的表面向來流方向前傾的角度為15°至18°，翼片的表面向軸流風扇的旋轉(zhuǎn)方向前傾的角度為15°至18°。進一步地，翼面進氣攻角為0°至15°。通過上述技術(shù)方案，本實用新型的主要優(yōu)點是，翼片設(shè)置了壁厚加強部，減少了干涉和紊流；翼片的前緣設(shè)置有拐角，使氣流場更加順暢，進而減少了噪音，翼尖采用前傾式設(shè)計，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)成本實用新型的一部分的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于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中圖1示出了本實用新型的一個實施例的軸流風扇的正視圖；圖2示出了本實用新型的一個實施例的軸流風扇的后視圖；圖3示出了本實用新型的一個實施例的軸流風扇的壓力面壁厚加強部在寬度方向上的截面圖；圖4示出了本實用新型的一個實施例的軸流風扇的氣攻角與現(xiàn)有技術(shù)的氣攻角的對比圖；圖5示出了本實用新型的一個實施例的軸流風扇的立體結(jié)構(gòu)圖；圖6示出了本實用新型的一個實施例的軸流風扇的風扇翼片的徑向線向風扇旋轉(zhuǎn)方向的傾斜角度；圖7示出了本實用新型的一個實施例的軸流風扇的斜向立體視圖；圖8示出了本實用新型的一個實施例的軸流風扇的翼片的示意圖；圖9示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一種軸流風扇的正視圖；圖10中示出了本實用新型的軸流風扇與現(xiàn)有技術(shù)中的軸流風扇的噪音對比圖；以及圖11中示出了本實用新型的軸流風扇與現(xiàn)有技術(shù)中的軸流風扇的風量對比圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。圖1示出了本實用新型的一個實施例的軸流風扇的正視圖。在該實施例中，如圖 1、圖7所示，本實用新型的軸流風扇為三翼式軸流風扇，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)同時設(shè)置有壓力面壁厚加強部211，壓力面壁厚加強部211的厚度厚于翼片20的其他部分，壓力面壁厚加強部211從前緣與輪轂接合部214處開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)的整個翼根部設(shè)置吸力面壁厚加強部30，吸力面壁厚加強部30的寬度為5mm至20mm，厚度為2mm至6mm時為有效值。圖3為本實用新型的壓力面壁厚加強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)中心為基準的的距離越來越大，其寬度越減少。優(yōu)選的，本實施例中的壓力面壁厚加強部，隨以輪轂部的旋轉(zhuǎn)中心為基準的的距離越來越大，其厚度也可以不變。如圖4所示，進氣攻角是氣流方向與葉片的前緣末點到后緣末點直線的夾角，δ 為現(xiàn)有技術(shù)中的進氣攻角，Y為本實施例的進氣攻角，Y < S，本實施例的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，使氣流場更加順暢，從而減小空氣流動噪音。為了提高翼片20的強度及翼片20與輪轂部10的連接強度，提高翼片20的相對離心力的強度，降低或消除翼片前緣引起的風扇翼片顫振，且改善進氣攻角，優(yōu)化葉面流場，在壓力面設(shè)置有從翼片前緣部與輪廓部的接合部開始沿著翼片前緣向翼片外周延伸的壓力面壁厚加強部211(即凸緣)，其流線順延風扇葉片葉型曲線并與其平滑過渡，壓力面壁厚加強部211截止于前緣的拐角ξ處，且隨以輪轂部的旋轉(zhuǎn)中心為基準的的距離越來越大，其寬度越減少，厚度不變。同時，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部30，加厚厚度，以加強翼根的強度。如圖7所示，設(shè)置在輪轂上的3個翼片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采用圓弧光滑過渡。在不降低各葉片送風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扇外周直徑的5. 5%左右。如圖1、圖8所示，該軸流風扇翼片20后緣為波浪型，從翼后緣部23的內(nèi)周基端 231開始，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個部分，即膨脹部232與外周緣部233 ；其中，外周緣部233的最低點與直線向相切，設(shè)定膨脹部232的弦長為L2，外周緣部233的弦長為L1，L1 < L2，那么當L1/L2取0. 1至1，突出高/直線向=H/L取0. 1，至0. 5時為保護范圍內(nèi)的有效值，起到增壓作用，且可以錯開各個位置的氣流脫漏周期，降低噪音的顯著效果。本實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，這樣可以實現(xiàn)送風聲音的降低以及送風性能的高效化。如圖1至圖6所示，在翼尖部012)，風扇翼片表面的徑向線向來流方向前傾，也就是靠近翼尖部分比靠近翼根部分更靠近來流，其傾斜角度α為15°至18° ；而翼片表面的徑向線亦向風扇翼輪旋轉(zhuǎn)方向傾斜，即表面徑向線相對于旋轉(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，由于翼片旋轉(zhuǎn)時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，當葉輪旋轉(zhuǎn)時，翼片頂端部的空氣將具有向翼片內(nèi)部相對流動的動壓力，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。本實用新型的三翼片風扇，由于翼片前緣區(qū)設(shè)置了壓力面壁厚加強部211，當氣流從風扇翼片前緣處進入風扇翼道，其首先經(jīng)過凸緣211，其進氣氣流攻角相對無凸緣(壁厚加強部)狀態(tài)下的攻角得以相應(yīng)減小，并由此使得風葉前緣處形成的渦流直徑減少。而渦流經(jīng)過凸緣(壁厚加強部)后，其行進路徑變長，并由此延遲與所在吸力面的分離，進而減小對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，能很好地解決葉片在某些運轉(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，同時有效補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，避開翼尾各處氣流的脫落周期，降低風扇所產(chǎn)生的噪音。如圖10、圖11所示，將本實用新型的軸流風扇與現(xiàn)有的軸流風扇在相同的工況下進行對比，可以得出本實用新型風扇能有效地增大空調(diào)器外機組的風量以及降低其噪音。根據(jù)本實用新型的軸流風葉，具有如下有益效果在保證風量的前提下，有效減低風扇噪音，具有很好的應(yīng)用前景；能避免風扇翼片顫振，有效地降低噪音的新型軸流風扇翼片結(jié)構(gòu)，以滿足空調(diào)器或其他換熱系統(tǒng)的靜音化和環(huán)?；囊螅瑫r提高風扇系統(tǒng)的熱交換率。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)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(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種軸流風扇，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部011)，所述壓力面壁厚加強部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所述的軸流風扇，其特征在于，所述壓力面壁厚加強部(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所述的軸流風扇，其特征在于，所述壓力面壁厚加強部(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所述的軸流風扇，其特征在于，所述壓力面壁厚加強部(211)呈流線型，并與所述翼片OO)的表面流線型平滑過渡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風扇，其特征在于，在所述翼片OO)根部的吸力面一側(cè)設(shè)有吸力面壁厚加強部(30)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風扇，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所述的軸流風扇，其特征在于，所述彎曲部的寬度為所述軸流風扇外周直徑的5.5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風扇，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所述的軸流風扇，其特征在于，所述膨脹部(232)相對于所述翼片(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扇的旋轉(zhuǎn)方向前掠，所述翼片OO)的表面向來流方向前傾，所述翼片OO)的表面向所述軸流風扇的旋轉(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所述的軸流風扇，其特征在于，所述翼片OO)的表面向來流方向前傾的角度為15°至18°，所述翼片OO)的表面向軸流風扇的旋轉(zhuǎn)方向前傾的角度為15° 至 18°。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流風扇，其特征在于，所述翼面OO)進氣攻角為0°至15°。
專利摘要本實用新型提供了一種軸流風扇，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部，壓力面壁厚加強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。本實用新型的主要優(yōu)點是，翼片設(shè)置了壁厚加強部，減少了干涉和紊流，進而減少了噪音，翼尖采用前傾式設(shè)計，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F04D29/32GK202326414SQ201120466239
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者余銳生, 葉容君, 王立垚, 王雄治, 肖彪, 肖忠弟, 艾大云, 董術(shù)海, 趙偉東, 陳民華 申請人:珠海格力電器股份有限公司