本發(fā)明涉及一種用于混流式風(fēng)機(jī)的新型風(fēng)葉及使用該風(fēng)葉的葉輪。

背景技術(shù)：

混流葉輪機(jī)依靠葉輪產(chǎn)生氣流，葉輪包括葉輪輪轂，葉輪輪轂上設(shè)有多個(gè)風(fēng)葉，現(xiàn)有的混流葉輪機(jī)的風(fēng)葉的形狀呈平板狀。這樣的風(fēng)葉不利于風(fēng)的生成，導(dǎo)致現(xiàn)有的混流葉輪機(jī)流量低功耗高且噪音大。

這樣就增加的用戶的使用成本，也會(huì)傷害人們的聽力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種用于軸流式風(fēng)機(jī)一種新型風(fēng)葉。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的解決方案是：

一種新型風(fēng)葉，包括葉片本體，葉片本體為壁均勻的片體，葉片本體具有正壓面和負(fù)壓面，正壓面和負(fù)壓面之間設(shè)有中性面，所述正壓面或負(fù)壓面或中性面包括順次連接的根邊、前邊、頂邊、后邊；

根邊為根弧在根錐面上的投影曲線，根弧為半徑為R的圓弧，以根弧的中點(diǎn)為根基點(diǎn)，以垂直于根錐面的軸線并經(jīng)過(guò)根基點(diǎn)的面為基準(zhǔn)面，根弧上端點(diǎn)和下端點(diǎn)的連線為根弦，根弦與基準(zhǔn)面的夾角為A；

頂邊為頂弧在頂錐面上的投影曲線，頂弧為半徑為R2的圓弧，頂弧的中點(diǎn)在基準(zhǔn)面上，頂弧上端點(diǎn)和下端點(diǎn)的連線為頂弦，頂弦與基準(zhǔn)面的夾角為B；

根弧所在的平面與頂弧所在的平面相互平行，根弧和頂弧的投影方向均為根弧所在的平面的法向，根弧所在的平面與基準(zhǔn)面垂直；頂弧的中點(diǎn)與根弧的中點(diǎn)連線的延長(zhǎng)線與根錐面的軸線相交；

根錐面與頂錐面共軸；

根邊與頂邊之間設(shè)有平均控制線，平均控制線的上端點(diǎn)到根錐面的軸線距離為cr，根邊的上端點(diǎn)到根錐面的軸線距離為ar，頂邊的上端點(diǎn)到根錐面的軸線距離為br，平均控制線的下端點(diǎn)到根錐面的軸線距離為cR，根邊的下端點(diǎn)到根錐面的軸線距離為aR，頂邊的下端點(diǎn)到根錐面的軸線距離為bR；

其中，,；

平均控制線由半徑為R1的平均弧向平均錐面投影而成，平均錐面為圓錐臺(tái)的側(cè)面，平均錐面所在的圓錐臺(tái)的上端半徑為cr下端半徑為cR，平均弧所在的平面與根弧所在的平面相互平行，平均弧的投影方向?yàn)楦∷诘钠矫娴姆ㄏ颍骄〉闹悬c(diǎn)在基準(zhǔn)面上，平均弧的中點(diǎn)與根弧的中點(diǎn)連線的延長(zhǎng)線與根錐面的軸線相交，平均錐面與根錐面共軸，平均弧的上端點(diǎn)與平均弧的下端點(diǎn)的連線為平均弦0，平均弦0與基準(zhǔn)面的夾角為C；

正壓面或負(fù)壓面為根邊、平均控制線、頂邊所確定的連續(xù)光滑曲面。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，根錐面的錐度范圍為27度至33度。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，頂錐面的錐度范圍為10度至15度。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，R：R1=0.525～0.725，R:R2=0.18～0.38。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)， R1:R2=0.35～0.55。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，A的范圍為52度至58度。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，B的范圍為32度至39度。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，C的范圍為38度至45度。

一種葉輪，包括呈圓錐臺(tái)狀的葉輪輪轂，葉輪輪轂的錐面上環(huán)形均布有多個(gè)上述的新型風(fēng)葉，根錐面與葉輪輪轂的錐面具有相同的錐度。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，根錐面與葉輪輪轂的錐面重合。

本發(fā)明的有益效果是：一種新型風(fēng)葉，包括葉片本體，葉片本體具有正壓面和負(fù)壓面，正壓面和負(fù)壓面之間設(shè)有中性面，所述正壓面或負(fù)壓面或中性面包括順次連接的根邊、前邊、頂邊、后邊，根弧、平均弧、頂弧分別在根錐面、平均錐面、頂錐面上投影形成根邊、平均控制線、頂邊，正壓面或負(fù)壓面之或中性面為由根邊、平均控制線、頂邊所確定的連線光滑曲面。本發(fā)明還提供一種設(shè)有上述新型風(fēng)葉的葉輪。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，本發(fā)明能大大提高風(fēng)機(jī)效率并降低比A聲級(jí)。本發(fā)明用于風(fēng)機(jī)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單說(shuō)明。顯然，所描述的附圖只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計(jì)方案和附圖。

圖1是本發(fā)明的葉輪實(shí)施例的主視示意圖；

圖2是本發(fā)明的葉輪實(shí)施例上的風(fēng)葉結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的葉輪實(shí)施例上的風(fēng)葉的根弧、平均弧、頂弧在根弧所在的平面的法向示意圖；

圖4是本發(fā)明的葉輪實(shí)施例上的風(fēng)葉的根錐面、平均錐面、頂錐面與根弧、平均弧、頂弧的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外，文中所提到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實(shí)施情況，通過(guò)添加或減少聯(lián)接輔件，來(lái)組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中的各個(gè)技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。

參照?qǐng)D1至圖4，這是本實(shí)用的一個(gè)實(shí)施例，具體地：

一種葉輪，包括呈圓錐臺(tái)狀的葉輪輪轂200，葉輪輪轂200的錐面上環(huán)形均布有多個(gè)新型風(fēng)葉，根錐面1015與葉輪輪轂200的錐面具有相同的錐度。

所述新型風(fēng)葉包括葉片本體，葉片本體為壁均勻的片體，葉片本體具有正壓面和負(fù)壓面，正壓面和，所述正壓面包括順次連接的根邊101、前邊102、頂邊103、后邊104；

根邊101為根弧1011在根錐面1015上的投影曲線，根弧1011為半徑為R的圓弧，以根弧1011的中點(diǎn)為根基點(diǎn)1012，以垂直于根錐面1015的軸線并經(jīng)過(guò)根基點(diǎn)1012的面為基準(zhǔn)面1013，根弧1011上端點(diǎn)和下端點(diǎn)的連線為根弦1014，根弦1014與基準(zhǔn)面1013的夾角為A；

頂邊103為頂弧1031在頂錐面1033上的投影曲線，頂弧1031為半徑為R2的圓弧，頂弧1031的中點(diǎn)在基準(zhǔn)面1013上，頂弧1031上端點(diǎn)和下端點(diǎn)的連線為頂弦1032，頂弦1032與基準(zhǔn)面1013的夾角為B；

根弧1011所在的平面與頂弧1031所在的平面相互平行，根弧1011和頂弧1031的投影方向均為根弧1011所在的平面的法向，根弧1011所在的平面與基準(zhǔn)面1013垂直；頂弧1031的中點(diǎn)與根弧1011的中點(diǎn)連線的延長(zhǎng)線與根錐面1015的軸線相交；

根錐面1015與頂錐面1033共軸；

根邊101與頂邊103之間設(shè)有平均控制線，平均控制線的上端點(diǎn)到根錐面1015的軸線距離為cr，根邊101的上端點(diǎn)到根錐面1015的軸線距離為ar，頂邊103的上端點(diǎn)到根錐面1015的軸線距離為br，平均控制線的下端點(diǎn)到根錐面1015的軸線距離為cR，根邊101的下端點(diǎn)到根錐面1015的軸線距離為aR，頂邊103的下端點(diǎn)到根錐面1015的軸線距離為bR；

其中，,；

平均控制線由半徑為R1的平均弧1001向平均錐面1002投影而成，平均錐面1002為圓錐臺(tái)的側(cè)面，平均錐面1002所在的圓錐臺(tái)的上端半徑為cr下端半徑為cR，平均弧1001所在的平面與根弧1011所在的平面相互平行，平均弧1001的投影方向?yàn)楦?011所在的平面的法向，平均弧1001的中點(diǎn)在基準(zhǔn)面1013上，平均弧1001的中點(diǎn)與根弧1011的中點(diǎn)連線的延長(zhǎng)線與根錐面1015的軸線相交，平均錐面1002與根錐面1015共軸，平均弧1001的上端點(diǎn)與平均弧1001的下端點(diǎn)的連線為平均弦1003，平均弦1003與基準(zhǔn)面1013的夾角為C；

正壓面或負(fù)壓面為根邊101、平均控制線、頂邊103所確定的連續(xù)光滑曲面。

根錐面1015的錐度范圍為27度至33度，本實(shí)施例選取30度。

頂錐面1033的錐度范圍為10度至15度，本實(shí)施例選取12度。

R：R1=0.525～0.725，R:R2=0.18～0.38，本實(shí)施例的R選取80,R1選取133，R2選取400。

A的范圍為52度至58度，本實(shí)施例選取55度。

B的范圍為32度至39度，本實(shí)施例選取35度。

C的范圍為38度至45度，本實(shí)施例選取40度。

根錐面1015與葉輪輪轂200的錐面重合。

由于空氣在實(shí)際流動(dòng)中，所有流動(dòng)參數(shù)都是空間坐標(biāo)系上三個(gè)方向變量的函數(shù)。本發(fā)明的風(fēng)葉、葉輪流線的曲率和斜率對(duì)氣流參數(shù)的影響就特別突出，要設(shè)計(jì)樣的葉輪就突破了“沿圓柱表面”流動(dòng)的束縛，把流線的曲率和斜率考慮進(jìn)去，同時(shí)還要考慮熵和功沿徑向的變化。本發(fā)明的葉片形狀既彎又扭的，能適應(yīng)氣流參數(shù)(如速度、壓力等)在葉道各個(gè)空間點(diǎn)的不同，并使其既能滿足大流量、高的級(jí)壓力比，又具有高的效率和較寬的變工況范圍。

由于同一臺(tái)風(fēng)機(jī)在不同工況下都會(huì)表現(xiàn)出不同的性能，對(duì)現(xiàn)有的平扁式風(fēng)葉在不同工況下進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示：

表1：

。

同樣地，對(duì)本實(shí)施例的葉輪在同樣的工況下測(cè)量，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如表2所示：

表2：

。

對(duì)比表1、表2的數(shù)據(jù)，在相同的功率下，本實(shí)施例在各個(gè)工況上的流量、風(fēng)機(jī)效率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)的葉輪，且噪音大大降低。

為了讓進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的效果，現(xiàn)提供另一個(gè)實(shí)施方式的參數(shù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

根錐面1015選取27度，頂錐面1033的錐度范圍選取15度，本實(shí)施例的R選取80,R1選取133，R2選取400，A選取58度，B選取32度，C選取45度，如表3所示；

表3：

。

在研發(fā)過(guò)程中，申請(qǐng)人還實(shí)驗(yàn)了一種方案，就是讓現(xiàn)有的葉片進(jìn)行壓彎，讓其的正壓面為圓柱面的一部分，所述圓柱面的半徑為400，并測(cè)量數(shù)據(jù)如表4所示：

表:4：

。

對(duì)比表1和表4可知，單純地對(duì)現(xiàn)有的葉片進(jìn)行彎曲，對(duì)風(fēng)機(jī)效率、噪音、風(fēng)量的影響不大，甚至有負(fù)面的影響。

以上對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施方式進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出種種的等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。