專利名稱：空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片、空調(diào)用軸流風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片、以及具有該葉片的空調(diào)用軸流風(fēng)扇。
背景技術(shù)：
在空調(diào)用軸流風(fēng)扇的設(shè)計(jì)過程中，葉片安裝角的設(shè)計(jì)直接影響葉片的氣動(dòng)性能， 因此對(duì)風(fēng)扇風(fēng)量產(chǎn)生重要影響。而葉片徑向彎曲角及前掠彎曲角不僅影響風(fēng)量，對(duì)氣動(dòng)噪音也有重要影響。目前在風(fēng)扇設(shè)計(jì)過程中往往很難達(dá)到最佳的參數(shù)匹配，導(dǎo)致舊翼型風(fēng)扇存在風(fēng)量不足、噪音偏高的問題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD)的發(fā)展，以及其具有周期短、成本低、可以有效分析各種影響因素以及定量化流場參數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，使其成為葉輪機(jī)械研究和設(shè)計(jì)研發(fā)領(lǐng)域中的一種全新手段，可以做到在風(fēng)扇設(shè)計(jì)階段就能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)估其氣動(dòng)性能和聲學(xué)特性，為風(fēng)扇的參數(shù)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，并且可以減少試驗(yàn)的費(fèi)用和工作量，縮短研發(fā)周期，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片、以及具有該葉片的空調(diào)用軸流風(fēng)扇，以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于葉片設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致翼型風(fēng)扇風(fēng)量不足、噪音偏高的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片，由多個(gè)特征截面迭合而成，特征截面的輪廓型線是由內(nèi)弧曲線和背弧曲線圍成的封閉曲線，在以11% = 0.7, r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的第一圓柱面截取所述葉片時(shí)，葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面= Q1 = Od , Q2 = 178°，β =33.2°，b = 84. 7讓，Plx = 48. 919讓， Ply = 15. 919mm, Plz = -10. 865mm, P2x = 26. 459mm, P2y = -44. 119mm, P2z = 20. 478mm ；在以!1%= 0.3，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)，葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面α = 29°，α 2 = 144°，β = 28.4°，b = 177. 9讓，Plx =71. 443mm, Ply = 102. 571mm, Plz = -46. 663mm, P2x = 115. 616mm, P2y = -47. 518mm, P2z =37. 948mm ；在以H%= 0. 19，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)，葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面=Q1 = 55°，Ci2 = 134°，β = 24.9°， b = 272. 3mm, Plx = 57. 071mm, Ply = 184. 243mm, Plz = -85. 508mm, P2x = 199. 547mm, P2y =-19. 016mm, P2z = 28. 289mm ；相關(guān)參數(shù)定義如下H%_r與R的比值；r-風(fēng)扇的輪轂內(nèi)切圓柱面半徑；R-與所述輪轂內(nèi)切圓柱面同心的不同圓柱面的半徑為R ；L1-與所述輪轂內(nèi)切圓柱面同心的半徑為R的不同圓柱面所截得的葉片橫截面的圓弧中點(diǎn)的連線；L2-葉片的葉根弦線中點(diǎn)與風(fēng)扇工作時(shí)旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的連線；
L3-所述圓弧中點(diǎn)與所述風(fēng)扇工作時(shí)旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的連線；
α 1-L2與L3之間的夾角；
L4-風(fēng)扇的前緣與R對(duì)應(yīng)的圓柱面交點(diǎn)處，沿所述前緣曲線的切線；
L5-通過L4切點(diǎn)P與所述旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的連線；
α2-L4與L5之間的夾角；
β"-與風(fēng)扇的軸線垂直的基準(zhǔn)平面與通過與輪轂圓柱面同心的半徑為R的不同圓
柱面所截得的葉片橫截面的弦線的夾角，稱為葉片安裝角；P1, P2-指半徑為R不同圓柱面與葉片壓力面相交型線上葉片后緣及前緣的交點(diǎn)， 坐標(biāo)表示為 P1 (Plx，Ply，PJ，P2 (P2x, P2y，PJ ；b-半徑為R的圓柱面與葉片前緣及后緣交點(diǎn)的連線，稱為翼型弦長；xy平面、ζ軸-以葉片的葉根側(cè)電機(jī)軸孔中心點(diǎn)為原點(diǎn)，以經(jīng)過所述原點(diǎn)并垂直于風(fēng)扇軸線的平面為xy平面，以原點(diǎn)與所述第一圓柱面和葉片后緣線交點(diǎn)連線為χ軸正方向，以垂直于所述xy平面從所述壓力面指向吸力面的方向?yàn)棣戚S方向。優(yōu)選地，在以H%= 0.6，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取葉片時(shí)，葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面=Q1 = 6°，Ci2 = 172°，β = 32.6°， b = 111. 6mm, Plx = 53. 557mm, Ply = 36. 832mm, Plz = -22. 523mm, P2x = 30. 425mm, P2y =-57. 439mm, P2z = 32. 593mm ；在以H%= 0. 27，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取葉片時(shí)，葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面W1 = 34°，Ci2 = 142°，β = 27. 5°，b = 199. 4mm,Plx = 69. 824mm,Ply = 121. 345mm,Plz = -54. 265mm,P2x = 132. 953mm, P2y = -43. 859mm, P2z = 37. 935mm。優(yōu)選地，在以!1%= 0. 5，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取葉片時(shí)，葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面=Q1 = 13°，Ci2 = 152°，β = 31. 1°， b = 130. 9mm, Plx = 61. 880mm, Ply = 50. 703mm, Plz = -28. 457mm, P2x = 51. 763mm, P2y =-60. 997mm, P2z = 39. 219mm ；在以H%= 0. 25，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)，葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面=Q1 = 39°，Ci2 =136°， β = 26. 7 °，b = 223. 5mm, Plx = 65. 325mm, Ply = 140. 562mm, Plz = -62. 941mm, P2x = 149. 661mm, P2y = -40. 330mm, P2z = 37. 618mm。優(yōu)選地，在以!1%= 0.4，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)，葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面W1 = 19°，Ci2 = 150°，β = 30.5°， b = 142. 9mm, Plx = 67. 242mm, Ply = 67. 108mm, Plz = -34. 190mm, P2x = 76. 975mm, P2y =-55. 677mm, P2z = 38. 305mm ；在以H%= 0. 22，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)，葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面= 44°，Ci2 =132°， β = 26. 1 °，b = 249. 7mm, Plx = 58. 171mm, Ply = 159. 738mm, Plz = -72. 537mm, P2x = 165. 948mm, P2y = -36. 897mm, P2z = 37. 289mm。優(yōu)選地，在以H%= 0. 35,r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)，葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面=O1 = 24°，Q2 = 147°，β = 29.4°， 時(shí)，b = 158. 9mm, Plx = 70. 498mm, Ply = 84. 439mm, Plz = -40. 077mm, P2x = 97. 257mm, P2y =-51. 391mm, P2z = 38. 015mm ；在以H%= 0. 20，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)，葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面= 49°，Ci2 =137°，β = 25. 6 °，b = 275. 4mm, Plx = 49. 684mm, Ply = 177. 165mm, Plz = -82. 016mm, P2x = 180. 880mm, P2y = -33. 739mm, P2z = 36. 888mm。優(yōu)選地，相鄰的每兩個(gè)特征截面之間為連續(xù)光滑過渡。優(yōu)選地，H%的誤差在士1內(nèi)；Ci1, α2, β的誤差在士 1°內(nèi)；述r，b，Plx，Ply，Plz， P2x，P2y，P2z 的誤差在士 Imm 內(nèi)。優(yōu)選地，葉片由注塑工藝制作，材料為增強(qiáng)聚丙烯。另一方面，本發(fā)明還提供一種空調(diào)用軸流風(fēng)扇，風(fēng)扇的所有葉片均為本發(fā)明的葉片。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于通過最佳的參數(shù)匹配，使具有本發(fā)明葉片的空調(diào)用軸流風(fēng)扇在額定工況范圍內(nèi)達(dá)到最佳的風(fēng)量及降低噪音的目的。


圖1是具有本發(fā)明葉片的風(fēng)扇的俯視圖，示出了用以定義葉片的特征截面的一些結(jié)構(gòu)參數(shù)；圖2是圖1的左視圖，示出了用以限定葉片特征截面的參數(shù)β ；圖3是具有本發(fā)明葉片的風(fēng)扇的另一視圖，示出了其中一個(gè)葉片的11個(gè)特征截面，還清楚地示出了參數(shù)b、β ；圖4是圖1中一個(gè)葉片的放大示意圖，示出了壓力面、吸力面、前緣、后緣、以及葉片的一個(gè)特征截面及其翼型弦長；圖5是圖4中特征截面的正視圖，示出了用于限定特征截面的兩個(gè)點(diǎn)Pp P2的位置；圖6是從葉頂俯視的由不同特征截面迭合而成的葉片示意圖；圖7是從葉根俯視的由不同特征截面迭合而成的葉片示意圖；圖8是本發(fā)明葉片的一個(gè)特征截面的壓力分布圖；圖9是本發(fā)明葉片的另一特征截面的壓力分布具體實(shí)施例方式如圖1-7所示，描述本發(fā)明的空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片，其是由多個(gè)特征截面迭合而成的異形體，特征截面的輪廓型線(例如圖5所示)是由壓力面曲線和吸力面曲線圍成的封閉曲線。葉片的特征截面由附表1所示參數(shù)限定，附表1示出了 11個(gè)特征截面及其相
應(yīng)參數(shù)。附表1 葉片的特征截面、及確定該特征截面的相關(guān)參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片，由多個(gè)特征截面迭合而成，所述特征截面的輪廓型線是由內(nèi)弧曲線和背弧曲線圍成的封閉曲線，其特征在于在以!1%= 0.7, r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的第一圓柱面截取所述葉片時(shí)， 所述葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面W1 = CT，Ci2 = 178°，β = 33.2°，b = 84. 7mm, Plx = 48. 919mm, Ply = 15. 919mm, Plz = -10. 865mm, P2x = 26. 459mm, P2y = -44. 119mm, P2z = 20. 478mm ；在以!1% = 0.3，1~ = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)，所述葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面=^^ = 29°，Ci2 = 144°，β =28.4°，b = 177. 9mm， Plx = 71. 443mm, Ply = 102. 571mm, Plz = -46. 663mm, P2x = 115. 616mm, P2y = -47. 518mm, P2z =37. 948mm ；在以!1%= 0. 19，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)， 所述葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面=Q1 = 55°，Ci2 = 134°，β = 24.9°， b = 272. 3mm, Plx = 57. 071mm, Ply = 184. 243mm, Plz = -85. 508mm, P2x = 199. 547mm, P2y =-19. 016mm, P2z = 28. 289mm ； 相關(guān)參數(shù)定義如下 H% -r與R的比值； r-風(fēng)扇的輪轂內(nèi)切圓柱面半徑； R-與所述輪轂內(nèi)切圓柱面同心的不同圓柱面的半徑為R ；L1-與所述輪轂內(nèi)切圓柱面同心的半徑為R的不同圓柱面所截得的葉片橫截面的圓弧中點(diǎn)的連線；L2-葉片的葉根弦線中點(diǎn)(Q)與風(fēng)扇工作時(shí)旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)(0)的連線； L3-所述圓弧中點(diǎn)與所述風(fēng)扇工作時(shí)旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的連線； ^廣！^與！^之間的夾角；L4-風(fēng)扇的前緣與R對(duì)應(yīng)的圓柱面交點(diǎn)處，沿所述前緣曲線的切線； L5-通過L4切點(diǎn)P與所述旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的連線； 02-1^4與1^5之間的夾角；β-與風(fēng)扇的軸線垂直的基準(zhǔn)平面與通過與輪轂圓柱面同心的半徑為R的不同圓柱面所截得的葉片橫截面的弦線的夾角，稱為葉片安裝角；P1^ P2-指半徑為R不同圓柱面與葉片的壓力面相交型線上葉片后緣及前緣的交點(diǎn)，坐標(biāo)表示為P1 (Plx' Ply' Plz)，( 2χ， ， 2ζ)；b-半徑為R的圓柱面與葉片前緣及后緣交點(diǎn)的連線，稱為翼型弦長； xy平面、ζ軸-以葉片的葉根側(cè)電機(jī)軸孔中心點(diǎn)為原點(diǎn)，以經(jīng)過所述原點(diǎn)并垂直于風(fēng)扇軸線的平面為xy平面，以原點(diǎn)與所述第一圓柱面和葉片后緣線交點(diǎn)連線為χ軸正方向，以垂直于所述xy平面從所述壓力面指向吸力面的方向?yàn)棣戚S方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片，其特征在于，在以!1% = 0.6，1~ = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)，所述葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面α = 6° , Q2= 172°，β = 32. 6°，b = 111. 6mm， Plx = 53. 557mm, Ply = 36. 832mm, Plz = -22. 523mm, P2x = 30. 425mm, P2y = -57. 439mm, P2z = 32. 593mm ；在以!1%= 0. 27，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)， 所述葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面=Q1 = 34°，Ci2 = 142°，β = 27.5°， b = 199. 4mm, Plx = 69. 824mm, Ply = 121. 345mm, Plz = -54. 265mm, P2x = 132. 953mm, P2y =-43. 859mm, P2z = 37. 935mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片，其特征在于，在以!1% = 0.5，1~ = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)，所述葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面W1 = 13°，α2 = 152° , β =31. 1°，b = 130. 9mm， Plx = 61. 880mm, Ply = 50. 703mm, Plz = -28. 457mm, P2x = 51. 763mm, P2y = -60. 997mm, P2z = 39.219mm ；在以!1%= 0. 25，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)， 所述葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面=Q1 = 39°，Ci2 = 136°，β = 26.7°， b = 223. 5mm, Plx = 65. 325mm, Ply = 140. 562mm, Plz = -62. 941mm, P2x = 149. 661mm, P2y =-40. 330mm, P2z = 37. 618mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片，其特征在于，在以!1% = 0.4，1~ = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)，所述葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面W1 = 19°，α2 = 150°，β =30. 5°，b = 142. 9mm， Plx = 67. 242mm, Ply = 67. 108mm, Plz = -34. 190mm, P2x = 76. 975mm, P2y = -55. 677mm, P2z = 38.305mm ；在以!1%= 0. 22，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)， 所述葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面=Q1 = 44°，α2 = 132°，β =26.1°， b = 249. 7mm, Plx = 58. 171mm, Ply = 159. 738mm, Plz = -72. 537mm, P2x = 165. 948mm, P2y =-36. 897mm, P2z = 37. 289mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片，其特征在于，在以!1%= 0. 35，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)， 所述葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面=Q1 = 24°，α2 = 147°，β = 29.4°， 時(shí)，b = 158. 9mm, Plx = 70. 498mm, Ply = 84. 439mm, Plz = -40. 077mm, P2x = 97. 257mm, P2y =-51. 391mm, P2z = 38. 015mm ；在以!1%= 0. 20，r = 38. 18mm確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截取所述葉片時(shí)， 所述葉片具有滿足如下參數(shù)條件的特征截面W1 = 49°，Ci2 = 137°，β = 25.6°， b = 275. 4mm, Plx = 49. 684mm, Ply = 177. 165mm, Plz = -82. 016mm, P2x = 180. 880mm, P2y =-33. 739mm, P2z = 36. 888mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片，其特征在于，相鄰的每兩個(gè)特征截面之間為連續(xù)光滑過渡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片，其特征在于，所述的誤差在士 1內(nèi)；所述Q1, α2，β的誤差在士 Γ內(nèi)；所述r，b，Plx，Ply，Plz，P2x，P2y，P2z的誤差在士 Imm內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片，其特征在于，所述葉片由注塑工藝制作，材料為增強(qiáng)聚丙烯。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片，其特征在于，所述葉片由注塑工藝制作，材料為增強(qiáng)聚丙烯。
10. 一種空調(diào)用軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述風(fēng)扇的所有葉片均為前述任一權(quán)利要求所述葉片。
全文摘要
空調(diào)用軸流風(fēng)扇的葉片，以H％＝0.7，r＝38.18確定的與風(fēng)扇軸線同軸的圓柱面截葉片時(shí)，具有滿足如下條件的特征截面α1＝0°，α2＝178°，β＝33.2°，b＝84.7，P1x＝48.919，P1y＝15.919，P1z＝-10.865，P2x＝26.459，P2y＝-44.119，P2z＝20.478；在H％＝0.3，r＝38.18，H％＝0.19，r＝38.18確定的圓柱面分別截取葉片時(shí)上述參數(shù)值相應(yīng)變化，未標(biāo)注的單位均為mm。還提供空調(diào)用軸流風(fēng)扇，所有葉片均為本發(fā)明葉片。通過最佳的參數(shù)匹配，使具有本發(fā)明葉片的空調(diào)用軸流風(fēng)扇在額定工況范圍內(nèi)達(dá)到最佳的風(fēng)量及降低噪音的目的。
文檔編號(hào)F04D29/38GK102213235SQ201110081788
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者劉廣源, 劉永輝, 王維斌, 許勤, 趙磊, 馬澤民 申請人:海爾集團(tuán)公司, 青島海爾模具有限公司