[发明专利]用于HVACR应用的离心鼓风机叶轮

说明书

向前弯曲的鼓风机叶轮具有风扇叶片，所述风扇叶片具有相对较小的前缘叶片角度和相对较长的中弧线。所述鼓风机叶轮还包括邻近其鼓风机叶轮入口的前缘凹口。所述前缘凹口消除了若不存在这种凹口时这种叶片会出现的抖振。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年2月17日提交的美国专利申请序列号15/046,129的权益，所述申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及在HVACR(供暖/通风/空调/制冷)装备中所使用的类型的离心风扇/鼓风机叶轮。更具体地，本发明涉及向前弯曲的离心鼓风机叶轮，其具有独特的风扇叶片构型，该构型提供了优于现有技术鼓风机叶轮的效率。

背景技术

离心鼓风机叶轮(有时称为“鼠笼式”鼓风机或风扇)通常用于HVACR装备中以产生气流。这种鼓风机叶轮通常由塑料或金属形成，并且包括围绕风扇旋转轴线周向间隔开的多个风扇叶片。在大多数情况下，风扇叶片的相对端通过环、盘或板或一些其他形式的分隔件或端部构件彼此连接。这样的示例包括美国专利号8,881,396和号5,988,979中公开的鼓风机叶轮。

离心式鼓风机通过平行于旋转轴线将空气或其他气体轴向吸入鼓风机叶轮中，并通过作用在风扇叶片之间的空气或气体上的离心力将这些空气或气体通过风扇叶片排出。一些鼓风机叶轮在两个轴向端都是开放的，并且被配置成从鼓风机叶轮的两个轴向侧将空气或气体吸入到鼓风机叶轮中。这些在本文中称为双入口鼓风机叶轮。其他鼓风机叶轮被配置成仅从它们的一个轴向侧吸入空气(在本文中称为单入口鼓风机叶轮)。本发明涉及这两种类型的鼓风机叶轮。

完整的鼓风机组件可包括部分或完全位于鼓风机叶轮内或完全位于鼓风机叶轮外部的驱动马达。此外，鼓风机叶轮可包括向前弯曲的、向后弯曲的或直的径向风扇叶片。向前弯曲的鼓风机叶轮的风扇叶片的中弧线随着它们径向向外延伸而沿着鼓风机叶轮旋转方向弯曲。相反，向后弯曲的叶片在径向向外延伸时会沿着相反的方向弯曲。一些风扇叶片的厚度随着它们径向向外延伸而变化。其他风扇叶片(特别是由金属薄板形成的叶片)从前缘到后缘具有均匀的厚度。不管怎样，鼓风机叶轮的风扇叶片的中弧线限定了鼓风机叶轮是具有向前弯曲的风扇叶片、向后弯曲的风扇叶片、还是直的径向风扇叶片。本发明涉及具有向前弯曲的鼓风机叶轮的所有类型的鼓风机风扇。

在本发明之前，众所周知，减小向前弯曲的鼓风机叶轮的风扇叶片的前缘叶片角度会有更好的效率。然而，在本发明之前，还已知减小风扇叶片的前缘叶片角度需要更大的弦线长度的叶片，并且为了防止这种鼓风机叶轮抖振和运行不良(具有低前缘叶片角度风扇叶片的鼓风机叶轮很容易出现抖振和运行不良)，鼓风机壳体的入口环必须做得更小。鼓风机壳体的较小入口环则抵消了任何潜在的效率增益。

发明内容

本发明克服了以具有减小的前缘叶片角度的更长弦长的风扇叶片来配置鼓风机叶轮的假定缺点。通过在邻近鼓风机叶轮的一个或多个入口的这种叶片的前缘中增加凹口，可以实现更高的效率。这是因为，邻近鼓风机叶轮入口的鼓风机叶轮的这种风扇叶片上的甚至相对较小的前缘凹口产生了独特的高效率鼓风机叶轮，所述鼓风机叶轮不会发生抖振并且可以应用于具有全尺寸甚至超大尺寸壳体入口环的鼓风机组件。