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1、(10)申请公布号 CN 103967839 A (43)申请公布日 2014.08.06 C N 1 0 3 9 6 7 8 3 9 A (21)申请号 201310037338.X (22)申请日 2013.01.30 F04D 29/32(2006.01) F04D 29/38(2006.01) (71)申请人珠海格力电器股份有限公司 地址 519070 广东省珠海市前山金鸡西路 789号 (72)发明人龙斌华 刘中杰 梁剑涛 曹锋 (74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人魏晓波 (54) 发明名称 轴流风叶及具有其的空调器 (57) 摘要 本发明公开了一种。
2、轴流风叶，包括轮毂以及 与轮毂连接的叶片，叶片沿等比例剖切面的截面 包括倾斜段以及与倾斜段连接的弯折段，其中： 等比例剖切面为叶片上以轮毂中心为圆心的多段 圆弧的相同等比例点连线所在的面；倾斜段自其 与轮毂的连接处向叶片的背风面倾斜，其末端的 各点至轮毂的中心处的距离Ra位于第一设定范 围内；弯折段自倾斜段的末端向叶片的迎风面弯 折，且弯折段上位于以轮毂中心为圆心的同一圆 周上的各点的曲率半径位于第二设定范围内。 该轴流风叶能够提高设备的能效，降低风机运行 时所产生的噪声。本发明还公开了一种具有上述 轴流风叶的空调器。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (19)中华。
3、人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103967839 A CN 103967839 A 1/1页 2 1.一种轴流风叶，包括轮毂以及与所述轮毂连接的叶片，其特征在于，所述叶片沿等比 例剖切面的截面包括倾斜段以及与所述倾斜段连接的弯折段，其中： 所述等比例剖切面为所述叶片上以所述轮毂中心为圆心的多段圆弧的相同等比例点 连线所在的面； 所述倾斜段自其与所述轮毂的连接处向所述叶片的背风面倾斜，其末端的各点至所述 轮毂的中心处的距离Ra位于第一设定范围内，且其曲率为（05）/Ra； 所述弯折段自所述倾斜段的末端向所述叶片的迎。
4、风面弯折，且所述弯折段上位于以所 述轮毂中心为圆心的同一圆周上的各点的曲率半径位于第二设定范围内。 2.按照权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于，0.5(Ra-Rh)/(R-Rh)1，其中，R 为所述叶片的半径，Rh为所述轮毂的半径。 3.按照权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于，0.5Ra0.75Ra。 4.按照权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于，所述弯折段的弯折高度L与所述叶片 的半径R的比值为：0L/R0.25。 5.按照权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于，所述弯折段上位于以所述轮毂中心 为圆心的同一圆周上的各点的曲率半径相等。 6.按照权利要求1所述的轴流风叶，其特征在于，所述倾斜。
5、段的迎风面沿所述等比例 剖切面的剖切线为直线，所述直线与所述轮毂的轴线之间的夹角满足2580。 7.按照权利要求1-6中任一项所述的轴流风叶，其特征在于，所述倾斜段的末端的各 点至所述轮毂的中心处的距离Ra相等。 8.按照权利要求2所述的轴流风叶，其特征在于，0.6(Ra-Rh)/(R-Rh)0.9。 9.按照权利要求4所述的轴流风叶，其特征在于，0.05L/R0.15。 10.按照权利要求1、2、3、4、5、6、8和9中任一项所述的轴流风叶，其特征在于，所述弯 折段为弧形弯折段。 11.按照权利要求1、2、3、4、5、6、8和9中任一项所述的轴流风叶，其特征在于，所述弯 折段由两个或两个以上。
6、平面段组成，各所述平面段的斜率不等。 12.按照权利要求1、2、3、4、5、6、8和9中任一项所述的轴流风叶，其特征在于，所述弯 折段由两个或两个以上弧形单元组成，各所述弧形单元的曲率不等。 13.一种空调器，包括轴流风叶，其特征在于，所述轴流风叶为如权利要求1-12任一项 所述的轴流风叶。 权 利 要 求 书CN 103967839 A 1/5页 3 轴流风叶及具有其的空调器 技术领域 0001 本发明涉及风机设备技术领域，特别涉及一种轴流风叶。本发明还涉及一种具有 上述轴流风叶的空调器。 背景技术 0002 在能源日趋紧张的当下，人们对于产品能效的要求越来越高，尤其对于空调设备 的能效要求。
7、更高。风机系统作为空调设备的重要工作部分之一，其性能对空调设备的能效 具有较大的影响。 0003 现有风机系统中的轴流风叶通常为近似的平面结构，此种叶片工作时具有较大的 阻力损失，使得风机的效率较低，导致空调设备的能效较低。另一方面，具有上述叶片的风 机工作时，湍流气流流经叶片壁面，由于粘性作用，产生壁面气流速度为0的边界层，在正 的压力梯度下将改变气流流动方向，产生倒流，继而出现边界层分离现象，出现漩涡脱落； 而叶顶与导流圈存在一定的间隙，出现前缘叶顶涡脱落，且漩涡不断产生和消失会消耗能 量，出现泄漏损失；另外，上述风机工作时的噪声也比较大。上述问题在其他具有轴流风叶 的设备中同样存在。 0。
8、004 因此，如何提高设备的能效，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。 发明内容 0005 本发明的目的是提供一种轴流风叶，该轴流风叶能够提高设备的能效。本发明的 另一目的是提供一种具有上述轴流叶片的空调器。 0006 为了实现上述第一个目的，本发明提供如下技术方案： 0007 一种轴流风叶，包括轮毂以及与所述轮毂连接的叶片，所述叶片沿等比例剖切面 的截面包括倾斜段以及与所述倾斜段连接的弯折段，其中： 0008 所述等比例剖切面为所述叶片上以所述轮毂中心为圆心的多段圆弧的相同等比 例点连线所在的面； 0009 所述倾斜段自其与所述轮毂的连接处向所述叶片的背风面倾斜，其末端的各点至 所述轮毂。
9、的中心处的距离Ra位于第一设定范围内，且其曲率为（05）/Ra； 0010 所述弯折段自所述倾斜段的末端向所述叶片的迎风面弯折，且所述弯折段上位于 以所述轮毂中心为圆心的同一圆周上的各点的曲率半径位于第二设定范围内。 0011 优选地，在上述轴流风叶中，0.5(Ra-Rh)/(R-Rh)1，其中，R为所述叶片的半 径，Rh为所述轮毂的半径。 0012 优选地，在上述轴流风叶中，0.5Ra0.75Ra。 0013 优选地，在上述轴流风叶中，所述弯折段的弯折高度L与所述叶片的半径R的比值 为：0L/R0.25。 0014 优选地，在上述轴流风叶中，所述弯折段上位于以所述轮毂中心为圆心的同一圆 周上。
10、的各点的曲率半径相等。 说 明 书CN 103967839 A 2/5页 4 0015 优选地，在上述轴流风叶中，所述倾斜段的迎风面沿所述等比例剖切面的剖切线 为直线，所述直线与所述轮毂的轴线之间的夹角满足2580。 0016 优选地，在上述轴流风叶中，所述倾斜段的末端的各点至所述轮毂的中心处的距 离Ra相等。 0017 优选地，在上述轴流风叶中，0.6(Ra-Rh)/(R-Rh)0.9。 0018 优选地，在上述轴流风叶中，0.05L/R0.15。 0019 优选地，在上述轴流风叶中，所述弯折段为弧形弯折段。 0020 优选地，在上述轴流风叶中，所述弯折段由两个或两个以上平面段组成，各所述平。
11、 面段的斜率不等。 0021 优选地，在上述轴流风叶中，所述弯折段由两个或两个以上弧形单元组成，各所述 弧形单元的曲率不等。 0022 在上述技术方案中，本发明提供的轴流风叶中的叶片沿等比例剖切面的截面包括 倾斜段以及与倾斜段连接的弯折段，倾斜段自其与轮毂的连接处向叶片的背风面倾斜，其 末端的各点至轮毂的中心处的距离Ra位于第一设定范围内，且其曲率为（05）/Ra；弯折 段自倾斜段的末端向叶片的迎风面弯折，且弯折段上位于以轮毂中心为圆心的同一圆周上 的各点的曲率半径位于第二设定范围内。该叶片的结构具有较大的改善，使得风机运行 时的阻力损失有所减小，进而提高了风机的效率，显著提高了设备的能效。 。
12、0023 另外，上述叶片可有效缓解风机运行时所出现的漩涡脱落、前缘叶顶涡脱落以及 前缘叶顶涡泄漏损失的现象，同时能够较大程度地降低风机运行时所产生的噪声。 0024 为了实现上述第二个目的，本发明还提供了一种空调器，包括轴流风叶，所述轴流 风叶为上述任一项所述的轴流风叶。由于上述轴流风叶具有上述技术效果，具有该轴流风 叶的空调器也应具有相应的技术效果。 附图说明 0025 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施 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 仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的。
13、前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。 0026 图1为本发明实施例提供的第一种轴流风叶的结构示意图； 0027 图2为本发明实施例提供的第一种轴流风叶的参数标示图； 0028 图3为图2的A-A向剖视图； 0029 图4为本发明实施例提供的第二种轴流风叶的结构示意图； 0030 图5为本发明实施例提供的第三种轴流风叶的结构示意图。 具体实施方式 0031 本发明的核心是提供一种轴流风叶，该轴流风叶能够提高设备的能效。本发明的 另一核心是提供一种具有上述轴流叶片的空调器。 0032 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和 具体实施例对本发明作进一步的详细说。
14、明。 说 明 书CN 103967839 A 3/5页 5 0033 如图1-3所示，本发明实施例提供的轴流风叶包括轮毂11以及与轮毂11连接的 叶片12，该叶片12沿等比例剖切面的截面包括倾斜段121以及与该倾斜段121连接的弯折 段122，该等比例剖切面为叶片12上以轮毂11的中心为圆心的多段圆弧的相同等比例点 连线所在的面，如图2所示，该等比例点为各段圆弧的1/2点处，当然，也可为1/3点处或其 他。图1中，a处为叶片根部，b为叶片顶部，c为叶片前缘，d为叶片尾缘。 0034 倾斜段121自其与轮毂11的连接处向叶片12的背风面倾斜，其曲率为（05）/ Ra，该曲率范围为同一等比例剖切面。
15、下的倾斜段121的曲率，而叶片上由多个倾斜段121所 覆盖的部分的曲率则控制在合理范围内，以保证叶片的基本工作状态，倾斜段121末端的 各点至轮毂11的中心处的距离Ra位于第一设定范围内，该第一设定范围根据实际工况设 定，一般情况下该Ra的浮动范围较小，以保证倾斜段121末端的各点大致位于以轮毂11为 圆心的同一圆周上。当倾斜段121的曲率为0时，即表征该倾斜段121为直线，而其他曲率 下则表征该倾斜段121为小曲率曲线。 0035 弯折段122自倾斜段121的末端向叶片12的迎风面弯折，且弯折段122上位于以 轮毂11的中心为圆心的同一圆周上的各点的曲率半径位于第二设定范围内，该第二设 定范。
16、围亦根据实际工况设定，且一般情况下该的浮动范围较小，以保证整个弯折段122 自叶片前缘c到叶片尾缘d的弯折趋势大致相同，且弯折段122大致为圆弧状。 0036 发明人由鸟类在悬停及滑翔时翅翼展开的形状得到启发，并由此对叶片12的结 构进行了上述改善，经过多次实验发现，该叶片12使得风机运行时的阻力损失有所减小， 进而提高了风机的效率，显著提高了设备的能效。 0037 另外，上述叶片12可有效缓解风机运行时所出现的漩涡脱落、前缘叶顶涡脱落以 及前缘叶顶涡泄漏损失的现象，同时能够较大程度地降低风机运行时所产生的噪声。 0038 为了优化上述技术效果，本发明实施例提供的轴流风叶中，倾斜段121末端的。
17、各 点至轮毂11的中心处的距离Ra满足以下条件：0.5(Ra-Rh)/(R-Rh)1，其中，R为叶 片12的半径（该半径指叶片顶部b的外缘至轮毂11的中心处的距离），Rh为轮毂11的半 径。优选方案中，上述曲率半径满足以下条件：0.5Ra0.75Ra。将弯折段122的 末端与倾斜段121的延长线之间的竖直距离记为弯折段122的弯折高度L，当该弯折高度L 与叶片12的半径R的比值满足0L/R0.25时，上述技术效果将更加明显。 0039 更进一步的技术方案中，如图2和3所示，倾斜段121的迎风面沿叶片12的径向 的剖切线为直线，该直线上的任意一点位于方程 0040 f(x)=-kx上，其中，k为。
18、该直线的斜率，且该直线与轮毂11的轴线之间的夹角 满足2580，倾斜段121相对于轮毂11的倾角趋于不变，且该倾角的取值控 制在一定范围内，以保证倾斜段121与弯折段122具有更好的协同作用，为设备的能效提升 提供更大的空间。 0041 具体地，在实施例1中，取=77 ，(Ra-Rh)/(R-Rh)=0.8，曲率半径=0.7Ra， L=0.15R，在实施例2中，取=80，(Ra-Rh)/(R-Rh)=0.64，曲率半径=0.65Ra，L=0.15R， 在实施例3中，取=64，(Ra-Rh)/(R-Rh)=0.64，曲率半径=0.5Ra，L=0.05R，得到以下 实验数据： 0042 表一、本发。
19、明实施例提供的轴流风叶运行时的测试数据与现有技术中的 0043 轴流风叶运行时的测试数据对比1 说 明 书CN 103967839 A 4/5页 6 0044 方案风量(m 3 /h)功率(w)噪声(dB(A) 现有技术中的轴流风叶5559.8 174.555.5 实施例1中的轴流风叶5535.4 154.355.0 实施例2中的轴流风叶5544.1 148.954.8 实施例3中的轴流风叶5572.3 155.254.0 0045 0046 根据上述数据可知，与现有技术中的轴流风叶相比，本发明实施例提供的轴流风 叶运行后所需的功率大大降低，即表示该轴流风叶显著提高了设备的能效。另外，该轴流风。
20、 叶运行时所产生的噪声也有所降低。 0047 进一步的技术方案中，弯折段122上位于以轮毂11的中心为圆心的同一圆周上的 各点的曲率半径相等，以此更大幅度地提高设备的能效，同时，进一步降低出现漩涡脱 落、前缘叶顶涡脱落以及前缘叶顶涡泄漏损失现象的几率，还可使得风机运行时的噪声更 小。同样地，倾斜段121的末端的各点至轮毂11的中心处的距离Ra相等，即倾斜段121末 端的各点均位于以轮毂11为圆心的同一圆周上，以达到同样的效果。 0048 在实际试验过程中，发明人通过多次的取值试验发现，当倾斜段121末端各点至 轮毂11的中心处的距离Ra满足0.6(Ra-Rh)/(R-Rh)0.9时，设备的能效。
21、同样具有更 大幅度的提升，进一步缓解了风机运行时所出现的漩涡脱落、前缘叶顶涡脱落和前缘叶顶 涡泄漏损失现象，以及风机的噪声音质具有更大程度的改善。同样地，弯折段122的弯折高 度L与叶片12的半径R的比值满足0.05L/R0.15时，也能够达到上述效果。 0049 实施例4中，取倾斜段121的曲率为1/Ra，倾斜段121末端各点至轮毂11的中心 处的距离Ra满足条件(Ra-Rh)/(R-Rh)=0.64，弯折段122的曲率半径=0.65Ra，且弯折段 122的弯折高度L=0.15R，该轴流风叶运行时的测试数据与现有技术中的轴流风叶运行时 的测试数据对比如下表二： 0050 表二、本发明实施例提。
22、供的轴流风叶运行时的测试数据与现有技术中的 0051 轴流风叶运行时的测试数据对比2 0052 0053 说 明 书CN 103967839 A 5/5页 7 0054 根据上述数据可知，与现有技术中的轴流风叶相比，本发明实施例提供的轴流风 叶运行后的风量大幅度提升，且所需的功率大大降低，即表示该轴流风叶更显著地提高了 设备的能效。另外，该轴流风叶运行时所产生的噪声的降幅也较大。 0055 如图3-5所示，上述各方案中，弯折段122具体可为弧形弯折段；也可由两个或两 个以上平面段组成，且各平面段的斜率不等，以保证弯折段122大致为弧状；也可由两个或 两个以上弧形单元组成，且各弧形单元的曲率不等。
23、，亦须保证弯折段122大致为弧状；还可 采用平面段与弧形单元混合组成弯折段122的方式。当然了，弯折段122还可采用其他形 式，本文对此不作限制，具体选择时，可结合叶片的加工性、设备的能效要求、噪声要求等因 素选择弯折段122的具体结构形式。 0056 本发明实施例提供的空调器包括壳体以及设置于壳体内的轴流风叶，该轴流风叶 为上述任一方案所描述的轴流风叶。由于上述轴流风叶具有上述技术效果，具有该轴流风 叶的空调器也应具有相应的技术效果，此处不再赘述。 0057 以上对本发明所提供的轴流风叶及具有其的空调器进行了详细介绍。本文中应用 了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解 本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本 发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明 权利要求的保护范围内。 说 明 书CN 103967839 A 1/2页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 103967839 A 2/2页 9 图3 图4 图5 说 明 书 附 图CN 103967839 A 。