一种仿生风扇风叶制造技术

本发明专利技术公开了一种仿生风扇风叶，包括轮毂和设在轮毂的周向上的叶片，与轮毂同轴的圆柱面所截得的叶片的横截面上具有翼型中线L、第一交截线M1和第二交截线M2，所述翼型中线L、第一交截线M1和第二交截线M2中的至少其一的两端点的连线为翼弦，翼弦的两个端点分别为前缘点和后缘点；翼弦与第一平面之间的夹角为翼型安装角θ；分别通过前缘点和后缘点的翼型中线L的切线与第一平面之间的夹角为翼型进口几何角β1和翼型出口几何角β2；前缘点和后缘点处翼型中线L的切线分别与翼弦的夹角为翼型前缘方向角κ1和翼型后缘方向角κ2。本发明专利技术提供的仿生风扇风叶，能够提高风扇风叶的风量与能效，抑制高频噪声，减小运转噪声，从而有效增强风扇风叶的整体性能。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生风扇风叶
本专利技术涉及电器领域，特别涉及一种仿生风扇风叶。
技术介绍
风叶技术目前是一门逐步走向成熟的技术，而风叶的设计多种多样，不同风叶的性能差异很大。风叶性能一般考核包括风量、风速、转速、能效、电机温升、功率能效、噪音等指标。此外，还需要考虑风叶的可靠性，即风叶的结构需满足强度、疲劳等的相关要求。在常规性能中，最主要的考核指标是风量风速、能效、噪音。如何获得大的风速风量、较高的能效，较低的噪音值是风叶性能提升的重要方向。目前，现有技术中的风扇存在的技术问题有：A.大风量风速的风叶部分存在噪音大的问题；B.噪音低的风叶部分存在风量风速低的问题。风叶之间微弱的差异可以造成截然不同的性能，公开号为CN101936308A的中国专利文献公开了一种风扇风叶，包括圆柱形叶毂和一片以上叶片，叶毂圆柱面半径为r，与叶毂圆柱面同心的半径为R的不同圆柱面所截得的叶片横截面的圆弧中点的连线为曲线L1，叶片的叶根弦线中点与风叶中心点O的连线为L2，圆弧中点和风叶中心点O的连线为L3，L2与L3之间的夹角A1称为叶片净弯曲角；通过叶片导边切点a和中心点O的连线为L4，该导边切点a的切线L5与L4的夹角A2称为导边弯曲角，风叶旋转平面和通过与轮毂圆柱面同心的半径为R的不同圆柱面所截得的叶片横截面的弦线的夹角Q称为叶片安装角。该技术方案通过最佳的参数匹配，使风扇在工作时能达到最佳的风量及降低噪音的目的。公开号为CN102345637A的中国专利文献公开了一种风扇风叶，包括圆柱形轮毂和一片以上叶片，轮毂的圆柱面半径为R0，与轮毂的圆柱面同心的半径为RX的不同圆柱面所截得的叶片横截面与叶片的两个表面相交为第一曲线及第二曲线，分别与第一曲线及第二曲线相切的圆的圆心连线为叶片横截面的中线L1，中线L1两端点的连线为弦长L2，长度为b，弦长L2与轮毂端面的夹角为叶片安装角β，中线L1法向上的叶片最大厚度tmax与弦长长度b的比值为相对厚度t，即t＝tmax/b。该技术方案通过对叶片安装角β、弦长b及相对厚度t的最优匹配设计，使得各叶片横截面处于最佳效率位置，从而整体提高了风扇空气的流动效率，降低风扇噪音，且风叶正转或反转时出风效果相近，另外相对厚度t的递减，有利于叶片内部应力的分散，延长风叶的寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于公开一种仿生风扇风叶，不仅提高了风扇风叶的风量与能效，而且能够抑制高频噪声，减小运转噪声，从而有效提高风扇风叶的整体性能。本专利技术采用如下技术方案：一种仿生风扇风叶，包括轮毂和设在轮毂周向的至少一个叶片，R0为轮毂的半径，与轮毂同轴的半径为Rx的圆柱面所截得的叶片的横截面上具有翼型中线L、第一交截线M1和第二交截线M2，翼型中线L、第一交截线M1、第二交截线M2中的至少其一满足如下关系：当Rx/R0＝1.037时，b/R0＝0.809，θ＝41.56°，β1＝40.61°，β2＝41.69°，κ1＝12.81°，κ2＝12.67°；当Rx/R0＝1.3时，b/R0＝1.16，θ＝32.48°，β1＝33.48°，β2＝36.58°，κ1＝17.61°，κ2＝17.18°；当Rx/R0＝1.6时，b/R0＝1.52，θ＝27.95°，β1＝29.94°，β2＝34.49°，κ1＝17.13°，κ2＝16.62°；当Rx/R0＝1.9时，b/R0＝1.45，θ＝27.49°，β1＝28.19°，β2＝33.29°，κ1＝14.32°，κ2＝13.9°；当Rx/R0＝2.2时，b/R0＝0.1.43，θ＝29.74°，β1＝26.87°，β2＝32.64°，κ1＝12.5°，κ2＝12.17°；当Rx/R0＝2.5时，b/R0＝1.31，θ＝28.22°，β1＝25.45°，β2＝31.2°，κ1＝10.44°，κ2＝10.24°；当Rx/R0＝2.8时，b/R0＝1.16，θ＝26.81°，β1＝24.18°，β2＝29.78°，κ1＝8.56°，κ2＝8.48°；当Rx/R0＝3.1时，b/R0＝0.966，θ＝25.68°，β1＝23.2°，β2＝28.57°，κ1＝6.71°，κ2＝6.75°；当Rx/R0＝3.4时，b/R0＝0.659，θ＝25.08°，β1＝22.94°，β2＝27.57°，κ1＝4.44°，κ2＝4.57°；当Rx/R0＝3.6时，b/R0＝0.516，θ＝12.79°，β1＝23.41°，β2＝25.75°，κ1＝1.89°，κ2＝1.96°；其中，所述翼型中线L、第一交截线M1和第二交截线M2中的至少其一的两端点的连线为翼弦，b为翼弦长度，翼弦的两个端点分别为前缘点和后缘点，所述前缘点是位于风的流动方向的上游的端点；轮毂的转动平面为第一平面，翼弦与第一平面之间的夹角为翼型安装角θ；分别通过前缘点和后缘点的翼型中线L的切线与第一平面之间的夹角为翼型进口几何角β1和翼型出口几何角β2；前缘点和后缘点处翼型中线L的切线分别与翼弦的夹角为翼型前缘方向角κ1和翼型后缘方向角κ2。其中，所述叶片在叶根处的安装角θ＝41.56°。安装角θ＝41.56°在风扇风叶领域，属于较高值，即该叶片在叶根处比较陡峭。之所以安装角度这么大，主要是考虑叶片数比较多，需要有足够的接触面积，叶片在正视图上不能有叶形重叠，否则采用模具生产加工制造难度显著加大，不利于生产。模具脱模方向一般是沿着正视图(即第一平面的垂直方向)方向，故不能在正视图出现叶片重叠。由于叶片数较多，假定以翼弦做出一个向量，该向量沿第一平面和旋转中心轴线分解后，水平面的长度会较小，而高度会较大，故安装角较大。优选的，所述叶片与轮毂相连的一端为叶根，远离轮毂的另一端为叶梢，所述叶片的后缘和叶梢为波浪形或锯齿形。波浪形或锯齿形尾缘对中低频范围内的气动噪声有明显的降低效果。因此，采用叶片后缘附加锯齿是一种可行的降噪方案。而且，风扇风叶基本都是以中低频噪声为主，风扇的一般转速在1500r/min以内。故叶片的后缘和叶梢为波浪形或锯齿形可以有效控制风叶噪声。所述翼弦长度沿叶根至叶梢的方向上逐渐增大后逐渐减小。负载是指特定转速下的负载，一般设计时需要考虑叶片的负载控制在合理范围，并且为了避免高频噪声，叶片转速也需要控制在1500r/min以下，这就对叶片的负载设计非常重要。目前设计值在900r/min，比如在某个电机带动下n＝900r/min，说明负载合适。若负载过大，则转速n<900r/min，若负载过小，则转速n>900r/min。负载过大会出现电机带不动的情况，长期运行后电机的温升非常大(电机发热严重)，影响产品性能；负载过小，则转速过大，不利于噪声控制。叶根处(即Rx/R0＝1处)的翼弦长度受轮毂边缘的大小、叶片数和叶根结构强度设计的要求而有限制。一般来说，叶根处是最容易发生叶片断裂的地方，故设计上尽可能与轮毂增大接触面积。叶片安装角随着Rx/R0增加，基本呈现逐渐变小的走势，翼弦呈现先逐渐增大后逐渐减小是为了控制叶片适当的负载，进而提高产品性能和噪声控制；设计叶形平滑的过渡是为了防止气动流体产生不规则紊流。所述翼弦长度的最大值位于Rx/R0＝1.6处，此时b/R0＝1.52，b取得最大值。在同样的安装角θ的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生风扇风叶，包括轮毂和设在轮毂周向的至少一个叶片，其特征在于，R0为轮毂的半径，与轮毂同轴的半径为Rx的圆柱面所截得的叶片的横截面上具有翼型中线L、第一交截线M1和第二交截线M2，翼型中线L、第一交截线M1、第二交截线M2中的至少其一满足如下关系：当Rx/R0＝1.037时，b/R0＝0.809，θ＝41.56°，β1＝40.61°，β2＝41.69°，κ1＝12.81°，κ2＝12.67°；当Rx/R0＝1.3时，b/R0＝1.16，θ＝32.48°，β1＝33.48°，β2＝36.58°，κ1＝17.61°，κ2＝17.18°；当Rx/R0＝1.6时，b/R0＝1.52，θ＝27.95°，β1＝29.94°，β2＝34.49°，κ1＝17.13°，κ2＝16.62°；当Rx/R0＝1.9时，b/R0＝1.45，θ＝27.49°，β1＝28.19°，β2＝33.29°，κ1＝14.32°，κ2＝13.9°；当Rx/R0＝2.2时，b/R0＝0.1.43，θ＝29.74°，β1＝26.87°，β2＝32.64°，κ1＝12.5°，κ2＝12.17°；当Rx/R0＝2.5时，b/R0＝1.31，θ＝28.22°，β1＝25.45°，β2＝31.2°，κ1＝10.44°，κ2＝10.24°；当Rx/R0＝2.8时，b/R0＝1.16，θ＝26.81°，β1＝24.18°，β2＝29.78°，κ1＝8.56°，κ2＝8.48°；当Rx/R0＝3.1时，b/R0＝0.966，θ＝25.68°，β1＝23.2°，β2＝28.57°，κ1＝6.71°，κ2＝6.75°；当Rx/R0＝3.4时，b/R0＝0.659，θ＝25.08°，β1＝22.94°，β2＝27.57°，κ1＝4.44°，κ2＝4.57°；当Rx/R0＝3.6时，b/R0＝0.516，θ＝12.79°，β1＝23.41°，β2＝25.75°，κ1＝1.89°，κ2＝1.96°；其中，所述翼型中线L、第一交截线M1和第二交截线M2中的至少其一的两端点的连线为翼弦，b为翼弦长度，翼弦的两个端点分别为前缘点和后缘点，所述前缘点是位于风的流动方向的上游的端点；轮毂的转动平面为第一平面，翼弦与第一平面之间的夹角为翼型安装角θ；分别通过前缘点和后缘点的翼型中线L的切线与第一平面之间的夹角为翼型进口几何角β1和翼型出口几何角β2；前缘点和后缘点处翼型中线L的切线分别与翼弦的夹角为翼型前缘方向角κ1和翼型后缘方向角κ2。...

【技术特征摘要】
1.一种仿生风扇风叶，包括轮毂和设在轮毂周向的至少一个叶片，其特征在于，R0为轮毂的半径，与轮毂同轴的半径为Rx的圆柱面所截得的叶片的横截面上具有翼型中线L、第一交截线M1和第二交截线M2，翼型中线L、第一交截线M1、第二交截线M2中的至少其一满足如下关系：当Rx/R0＝1.037时，b/R0＝0.809，θ＝41.56°，β1＝40.61°，β2＝41.69°，κ1＝12.81°，κ2＝12.67°；当Rx/R0＝1.3时，b/R0＝1.16，θ＝32.48°，β1＝33.48°，β2＝36.58°，κ1＝17.61°，κ2＝17.18°；当Rx/R0＝1.6时，b/R0＝1.52，θ＝27.95°，β1＝29.94°，β2＝34.49°，κ1＝17.13°，κ2＝16.62°；当Rx/R0＝1.9时，b/R0＝1.45，θ＝27.49°，β1＝28.19°，β2＝33.29°，κ1＝14.32°，κ2＝13.9°；当Rx/R0＝2.2时，b/R0＝0.1.43，θ＝29.74°，β1＝26.87°，β2＝32.64°，κ1＝12.5°，κ2＝12.17°；当Rx/R0＝2.5时，b/R0＝1.31，θ＝28.22°，β1＝25.45°，β2＝31.2°，κ1＝10.44°，κ2＝10.24°；当Rx/R0＝2.8时，b/R0＝1.16，θ＝26.81°，β1＝24.18°，β2＝29.78°，κ1＝8.56°，κ2＝8.48°；当Rx/R0＝3.1时，b/R0＝0.966，θ＝25.68°，β1＝23.2°，β2＝28.57°，κ1＝6.71°，κ2＝6.75°；当Rx/R0＝3.4时，b/R0＝0.659，θ＝25.08°，β1＝22.94°，β2＝27.57°，κ1＝4.44°，κ2＝4.57°；当Rx/R0＝3.6时，b/R0＝0.516，θ＝12.79°，β1＝23.41°，β2＝25.75°，κ1＝1.89°，κ2＝1.96°；其中，所述翼型中线L、第一交截线M1和第二交截线M2中的至少其一的两端点的连线为翼弦，b为翼弦长度，翼弦的两个端点分别为前缘点和后缘点，所述前缘点是位于风的流动方向的上游的端点；轮毂的转动平面为第一平面，翼弦与第一平面之间的夹角为翼型安装角θ；分别通过前缘点和后缘点的翼型中线L的切线与第一平面之间的夹角为翼型进口几何角β1和翼型出口几何角β2；前缘点和后缘点处翼型中线L的切线分别与翼弦的夹角为翼型前缘方向角κ1和翼型后缘方向角κ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘景江，郭志芳，万欣，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33