专利名称：低噪音大风量轴流风机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通风设备，特别是一种轴流风机，属非变容泵技术领域。
背景技术：
风机是输送气体的流体机械，即把原动机输入的机械能转变为气体动能和压力能输出的机械。长期以来轴流式风机以其结构简单、制造方便、流量大等特点被广泛应用在各行各业中，尤其是要求功率不大的通风场合。如何提高风机的效率、降低噪音是这类风机研究的目标。风机噪声以空气动力噪声为主，这是由于叶片在高速旋转的过程中，受气体冲击和涡流等原因，使气体产生振动所引起的气体脉动声。通过对轴流风机的空气动力学研究表明，风机效率和噪声的大小与叶轮的气动特性密切相关，而叶片的几何形状是决定叶轮气动特性的主要因素。如平板形叶片产生的涡流较大，故涡流噪声也较大；而直叶片的冲击噪声较大。因此，合理改善风机叶片几何形状，是降低噪音、增大风量的有效手段。
发明内容
本实用新型用于克服已有技术的缺陷而提供一种通过改变叶片几何形状而改变叶片表面气流流动特性从而有效降低噪音、增大风量的低噪音大风量轴流风机。
本实用新型所称问题是以下述技术方案解决的一种低噪音大风量轴流风机，由壳体和叶片组成，叶片为后掠形，其截面形状为机翼型，其特别之处是所述叶片的几何形状由下述参数确定以叶片5的转动中心为中心轴、以4个不同半径的圆柱面截割叶片，再将所得各截面展开，得到各展开截面弦长Bn和叶片前缘7到叶片浆根中轴线6弦长An，其数值分别如下1-1截面 R1＝240mm B1＝340mmA1＝199mm2-2截面 R2＝293mm B2＝397mmA2＝195mm3-3截面 R3＝346mm B3＝435mmA3＝162mm4-4截面 R4＝400mm B4＝472mmA4＝114mm叶片的截面形状由下述参数确定在各截面展开图上建立平面直角坐标系，以叶片前缘为X轴的坐标原点，以叶片浆根中轴线为Y轴坐标原点，各截面相应点的坐标值为
1-1截面 X/B1(％) X(mm)Y上(mm) Y下(mm)0 0-34-342.5 8.5 -28～-29 -38～-395 17 -25～-26 -39～-401034 -21～-22 -39～-402068 -15～-16 -40～-4130102 -11～-12 -39～-4040136 -9～-10-38～-3950170 -7～-8 -36～-3760204 -6～-7 -34～-3570238 -4～-5 -29～-3080272 -1～-2 -21～-2290306 5～6 -7～-8100 340 15 152-2截面X/B2(％) X(mm)Y上(mm) Y下(mm)000 02.5 10 -6～-7 -38～-39520 -9～-10-39～-4010 40 -14～-15 -39～-4020 79 -21～-22 -40～-4130 119 -24～-25 -39～-4040 159 -27～-28 -38～-3950 198 -29～-30 -39～-4060 238 -25～-26 -34～-3570 278 -16～-17 -33～-3480 318 -11～-12 -27～-2890 357 -7～-8 -20～-21100 397 0 0；3-3截面X/B3(％)X(mm) Y上(mm) Y下(mm)
0 022 222.5 11 23～24 14～155 22 22～23 9～101044 19～20 1～22087 12～13 -12～-1330131 4～5 -23～-2440174 -3～-4 -33～-3450218 -11～-12 -41～-4260261 -19～-20 -48～-4970305 -24～-25 -51～-5280348 -28～-29 -49～-5090392 -27～-28 -41～-42100 435 -23-23；4-4截面X/B4(％) X(mm)Y上(mm) Y下(mm)0 028 282.5 12 27～28 18～195 24 25～26 11～121047 18～19 0～12094 6～7 -18～-1930142 -6～-7 -34～-3540189 -18～-19 -49～-5050236 -30～-31 -61～-6260283 -40～-41 -71～-7270330 -49～-50 -77～-7880378 -55～-56 -78～-7990425 -56～-57 -71～-72100 472 -55-55。
上述低噪音大风量轴流风机，所述叶片由外部承力层10和内部填充材料11构成，所述承力层为纤维增强塑料层，内部填充材料为聚氨酯泡沫层。
上述低噪音大风量轴流风机，所述叶片承力层的厚度由叶片根部向叶片尖部递减，根部承力层厚度9～11毫米，尖部承力层厚度2～4毫米。
本实用新型对轴流风机的叶片进行了改进，其特点主要体现在以下方面1.通过对叶片截面翼形设计，使叶片高速旋转时流经叶片表面的气流可形成较小的涡流，从而减小涡流噪声；2.采用大角度后掠形叶片外形，可以有效降低叶片与气流的冲击，减小冲击噪声；3.叶片采用双层复合材料制成，可提高叶片刚度和强度，减轻叶片自重，减小叶片高速旋转时的变形，使叶片转动更加平稳。经对比试验表明，本实用新型与同类风机相比，噪声小、风量大、静压高、重量轻，尤其适用于变压器冷却器。
图1是叶片结构示意图；图2是叶片截面翼形展开图；图3是叶片组装示意图。
图中各部件标号为1-1、2-2、3-3、4-4分别表示以半径为R1、R2、R3、R4的4个圆柱面与叶片截割所得的截面；5.叶片；6.叶片浆根中轴线；7.叶片前缘；8.叶片后缘；9.叶片浆根；10.承力层；11.填充材料层。
具体实施方式
参看图1、图2，本实用新型的叶片5是一种大角度后掠型叶片，叶片几何形状可由参数Rn、An、Bn及截面翼形展开图中X和Y的数值确定。其中，Rn为以与叶片转动中心同轴线的圆柱面半径，以这些不同半径的圆柱面截割叶片，再将所得各截面展开，得到各展开截面弦长Bn和叶片前缘7到叶片浆根中轴线6的弦长An。根据叶片浆根中轴线、An的数值和截面翼形展开图中X和Y的数值，可确定叶片前缘几个点的位置，将这几个点由光滑曲线连接即得到叶片前缘7的轮廓。根据叶片前缘An、Bn的数值和截面翼形展开图中X、Y的数值，叶片后缘8的几何轮廓亦可以确定(即按照航空翼形截面图的复原与绘制原则)。
本实用新型的叶片展开翼形为机翼形，图3所示为以半径为Rn的圆柱面截割叶片，将所得到的截面展开，形成的截面翼形展开图，将该图置于一平面直角坐标系中，以叶片前缘为X轴的坐标原点，以叶片浆根中轴线为Y轴坐标原点，测得叶片翼形的有关参数Y上、Y下，结合Rn、An、Bn参数，把由这些参数确定的空间点光滑连接，即可确定叶片翼形的空间几何形状。当n＝4时，4个切面的参数如前述。按照上述参数、或将上述参数以几何相似比例放大或缩小而生产的叶片亦可以实现本实用新型减噪音，增风量的效果，故均落人本实用新型的保护范围中。
仍参看图3，为提高叶片的刚度和强度，并且尽量减小叶片的自重，叶片采用外设承力层和内设填充材料层的结构，承力层采用纤维增强塑料，内部填充材料为聚氨酯泡沫。考虑到叶片各部位受力情况不等，承力层的厚度由叶片根部向叶片尖部递减，根部承力层厚度9～11毫米，尖部承力层厚度2～4毫米。
下面提供几个实施例n＝4时，Rn、An、Bn的尺寸分别为R1＝240mm、B1＝340mm、A1＝199mm；R2＝293mm、B2＝397mm、A2＝195mm；R3＝346mm、B3＝435mm、A3＝162mm；R4＝400mm、B4＝472mm、A4＝114mm。
实施例1(下列参数中X、Y上、Y下的单位均为毫米)1-1截面 2-2截面3-3截面4-4截面X/B1(％)X Y上Y下XY上Y下XY上Y下XY上Y下00 -34 -3400 0 022 22 028 282.5 8.5 -28 -3810 -6 -3811 23 14 12 27 18517-25 -3920 -9 -3922 22 9 24 25 1110 34-21 -3940 -14 -3944 19 1 47 18 020 68-15 -4079 -21 -4087 12 -1294 6 -1830 102 -11 -39119 -24 -39131 4 -23142 -6 -3440 136 -9-38159 -27 -38174 -3 -33189 -18-4950 170 -7-36198 -29 -39218 -11-41236 -30-6160 204 -6-34238 -25 -34261 -19-48283 -40-7170 238 -4-29278 -16 -33305 -24-51330 -49-7780 272 -1-21318 -11 -27348 -28-49378 -55-7890 306 5 -7 357 -7 -20392 -27-41425 -56-71100 340 1515 397 0 0 435 -23-23472 -55-55实施例2(下列参数中X、Y上、Y下单位均为毫米)1-1截面2-2截面 3-3截面4-4截面X/B1(％)X Y上Y下XY上Y下XY上Y下XY上Y下00 -34-3400 0 022 22 028 28
2.5 8.5 -29 -3910 -7 -391124 15 122819517 -26 -4020 -10 -402223 10 24261210 34 -22 -4040 -15 -404420 2 4719120 68 -16 -4179 -22 -418713 -13947 -1930 102 -12 -40119 -25 -40131 5 -24142 -7-3540 136 -10 -39159 -28 -39174 -4 -34189 -19 -5050 170 -8 -37198 -30 -40218 -12 -42236 -31 -6260 204 -7 -35238 -26 -35261 -20 -49283 -41 -7270 238 -5 -30278 -17 -34305 -25 -52330 -50 -7880 272 -2 -22318 -12 -28348 -29 -50378 -56 -7990 306 6-8 357 -8 -21392 -28 -42425 -57 -72100 340 15 15 397 00 435 -23 -23472 -56 -55。
权利要求1.一种低噪音大风量轴流风机，由壳体和叶片组成，叶片为后掠形，其截面形状为机翼型，其特征在于所述叶片的几何形状由下述参数确定以叶片(5)的转动中心为中心轴、以4个不同半径的圆柱面截割叶片，再将所得各截面展开，得到各展开截面弦长Bn和叶片前缘(7)到叶片浆根中轴线(6)弦长An，其数值分别如下(1-1)截面R1＝240mm B1＝340mm A1＝199mm(2-2)截面R2＝293mm B2＝397mm A2＝195mm(3-3)截面R3＝346mm B3＝435mm A3＝162mm(4-4)截面R4＝400mm B4＝472mm A4＝114mm叶片的截面形状由下述参数确定在各截面展开图上建立平面直角坐标系，以叶片前缘为X轴的坐标原点，以叶片浆根中轴线为Y轴坐标原点，各截面相应点的坐标值为(1-1)截面X/B1(％)X Y上Y上0 0 -34 -342.5 8.5-28～-29-38～-395 17 -25～-26-39～-4010 34 -21～-22-39～-4020 68 -15～-16-40～-4130 102-11～-12-39～-4040 136-9～-10 -38～-3950 170-7～-8 -36～-3760 204-6～-7 -34～-3570 238-4～-5 -29～-3080 272-1～-2 -21～-2290 3065～6-7～-8100 34015 15(2-2)截面X/B2(％)X Y上Y下0 0 0 02.5 10 -6～-7 -38～-395 20 -9～-10 -39～-4010 40 -14～-15-39～-4020 79 -21～-22-40～-4130 119-24～-25-39～-4040 159-27～-28-38～-3950 198-29～-30-39～-4060 238-25～-26-34～-3570 278-16～-17-33～-3480 318-11～-12-27～-2890 357-7～-8 -20～-21100 3970 0；(3-3)截面X/B3(％)X Y上Y下0 0 22 222.5 11 23～24 14～155 22 22～23 9～1010 44 19～20 1～220 87 12～13 -12～-1330 1314～5-23～-2440 174-3～-4 -33～-3450 218-11～-12-41～-4260 261-19～-20-48～-4970 305-24～-25-51～-5280 348-28～-29-49～-5090 392-27～-28-41～-42100 435-23 -23；(4-4)截面X/B4(％)X Y上Y下0 0 28 282.5 12 27～28 18～195 24 25～26 11～1210 47 18～19 0～120 94 6～7-18～-1930 142-6～-7 -34～-3540 189-18～-19-49～-5050 236-30～-31-61～-6260 283-40～-41-71～-7270 330-49～-50-77～-7880 378-55～-56-78～-7990 425-56～-57-71～-72100472-55 -55其中X、Y上、Y上数值单位均为毫米。
2.根据权利要求1所述的低噪音大风量轴流风机，其特征在于所述叶片由外部承力层(10)和内部填充材料(11)构成，所述承力层为纤维增强塑料，内部填充材料为聚氨酯泡沫。
3.根据权利要求2所述的低噪音大风量轴流风机，其特征在于所述叶片承力层的厚度由叶片根部向叶片尖部递减，根部承力层厚度9～11毫米，尖部承力层厚度2～4毫米。
专利摘要一种低噪音大风量轴流风机，属非变容泵技术领域。用于解决轴流风机降低噪音、提高效率的问题。该风机叶片为后掠形，其截面形状为机翼型，改进后，以叶片转动中心为中心轴、以不同半径的圆柱面截割叶片，将所得各截面展开得到各展开截面弦长Bn和叶片前缘到叶片桨根中轴线弦长An，由An、Bn值及截面翼形展开图中X和Y的数值可确定叶片的几何形状。本实用新型通过对叶片轮廓和截面翼形设计，可有效减小涡流噪声和冲击噪声，叶片采用双层复合材料，提高了叶片刚度和强度，减轻了自重，并减小了高速旋转时的变形。经对比试验表明，本实用新型与同类风机相比，风量大、噪声小、静压高、重量轻。
文档编号F04D29/38GK2721930SQ20042001667
公开日2005年8月31日 申请日期2004年8月19日 优先权日2004年8月19日
发明者姜辉, 张国旺, 张新潮, 王联桥 申请人:保定多田冷却设备有限公司, 保定市新市区联鑫风机厂