专利名称：工业用风扇叶轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业用风扇叶轮(industrial fan impeller)。本发明有利地但并非唯一地可用在与燃烧器(burner) —起工作的风扇中。
背景技术：
众所周知，工业用风扇叶轮设置有装在两个端部元件(例如圆盘状件与环形件)之间的多个叶片。然而，属于现有技术的风扇叶轮存在的缺陷在于，由于叶片轮廓的不正确设计，在叶片通道中存在微湍，这种微湍影响风扇的效率。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于，提供一种极大地减少叶片通道中的微湍的工业用风扇叶轮。本发明的一个目的是提供一种具有高效的叶片轮廓的风扇叶轮，并且所述风扇叶轮同时是廉价的且易于制造的。根据本发明，提供了一种工业用风扇叶轮，其特征在于，包括至少一个叶片，所述叶片的轮廓通过两条三次样条曲线来确定，每条样条曲线均通过四个基准点来定义；所述两条样条曲线共有一个点，并构建成使得切线值和曲率值在所述点处是连续的，所述切线值是插值函数的一阶导数，所述曲率值是插值函数的二阶导数。进一步地，根据本发明的叶轮的特征在于，包括装在位于一端处的圆盘状件与位于另一端处的环形件之间的多个叶片；所述圆盘状件具有毂。进一步地，根据本发明的叶轮的特征在于，第一直线与第二直线形成90°角，所述第一直线经过中间点、与通过外叶片半径限定的圆相切、且所述叶片的顶端位于其上，所述外叶片半径位于所述第二直线上。进一步地，根据本发明的叶轮的特征在于，由内叶片半径位于其上的第三直线与和所述叶片的轮廓相切的第四直线的相交所形成的角为45° ;并且所述叶片的底端大体上位于与所述第三直线垂直的叶片弧线上。进一步地，根据本发明的叶轮的特征在于，为了最佳的层流效果，所述内叶片半径等于所述外叶片半径的四分之三。进一步地，根据本发明的叶轮的特征在于，所述叶片的总数是一个质数。进一步地，根据本发明的叶轮的特征在于，所述叶轮由金属或塑料制成。
将参考附图以实例的方式描述本发明的一优选的、非限定性的实施例，附图中:图1示出了根据本发明的教导的风扇叶轮的外形图(overall drawing)；图2示出了图1的叶轮叶片的透视图3示出了图2的叶片的正视图；图4示出了图1、图2和图3的叶片的轮廓曲线；图5示出了描绘图1、图2、图3和图4的叶片的端部的方法。
具体实施例方式图1中的标号10在整体上表示根据本发明的风扇叶轮。叶轮10包括:(a)圆盘状件(disk) 11，该圆盘状件代表支撑其它部件的几何基座，并为通过固定至与圆盘状件11成一体的毂(hub) 12的驱动轴(未示出)而使其旋转的机械旋转装置；(b)多个叶片13，当它们旋转时，所述多个叶片产生从中央抽吸区到叶轮10的外部的气流；(c)环形圈(annular ring) 14,所述环形圈支撑叶片的与圆盘状件11相对的端部，并同时在结构上加固叶轮10。也就是说，叶片13装(pack)在位于第一侧上的圆盘状件11与位于第二侧上的环形圈14之间。如图1、图2和图3所示，叶轮10沿逆时针方向旋转(R0T)。叶轮10的特征在于叶片13作为一个整体的分布和几何结构。所示的实例具有十九个叶片13，这是一个质数，与非质数的叶片13相比，产生更少的固有声音和结构共振频率。叶片13的形状(图4)通过流体动力学数值分析来确定，以改善位于相邻叶片13之间的叶片通道中的层流、以及通风系统的能量效率；并且每个叶片13的轮廓均通过两条三次样条曲线(third-degree spline curve)来确定,每条样条曲线均通过四个基准点来定义，如图4所示。两条曲线(S1)和(S2)共有一个点(P)，并构建成使得切线(插值函数的一阶导数)值和曲率(二阶导数)值在点(P)处是连续的，并且几何轮廓轨迹和层流轨迹没有可能会在叶片通道中引起微湍的中断。如图5所示，有利地，经过中间点(Pl)的、与通过外叶片半径(R)描绘的圆相切的、且叶片13的顶端13A位于其上的直线(tl)与外叶片半径(R)位于其上的直线(σ )形成 90° 角(α)。由内叶片半径(r)位于其上的直线(Y)与和叶片13的轮廓相切的直线(t2)的相交所形成的角(β)有利地为45° ;并且叶片13的底端13Β大体上位于与直线(Y)垂直的叶片弧线上。测试表明，当内叶片半径(r)约等于外叶片半径(R)的四分之三时获得最佳的层流效果。叶轮10可由金属或塑料制成。根据本发明的叶轮的主要优点在于，极大地减少了叶片通道中的微湍，否则这将降低风扇的效率。
权利要求
1.一种工业用风扇叶轮(10)，其特征在于，包括至少一个叶片(13)，所述叶片的轮廓通过两条三次样条曲线((S1), (S2))来确定，每条样条曲线均通过四个基准点来定义；所述两条样条曲线((S1), (S2))共有一个点((P))，并构建成使得切线值和曲率值在所述点((P))处是连续的，所述切线值是插值函数的一阶导数，所述曲率值是所述插值函数的二阶导数。
2.根据权利要求1所述的叶轮(10)，其特征在于，包括装在位于一端处的圆盘状件(11)与位于另一端处的环形件(14)之间的多个叶片(13);所述圆盘状件(11)具有毂(12)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮(10)，其特征在于，第一直线((tl))与第二直线((σ))形成90°角((a))，所述第一直线经过中间点((Ρ1))、与通过外叶片半径((R))限定的圆相切、且所述叶片(13)的顶端(13Α)位于其上，所述外叶片半径((R))位于所述第二直线((σ))上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮(10)，其特征在于，由内叶片半径((r))位于其上的第三直线((Y))与和所述叶片(13)的轮廓相切的第四直线((t2))的相交所形成的角((β))为45° ;并且所述叶片(13)的底端(13Β)大体上位于与所述第三直线((Y))垂直的叶片弧线上。
5.根据权利要求3或4所述的叶轮(10)，其特征在于，为了最佳的层流效果，所述内叶片半径((r))等于所述外叶片半径((R))的四分之三。
6.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮(10)，其特征在于，所述叶片(13)的总数是一个质数。
7.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮(10)，其特征在于，所述叶轮由金属或塑料制成。
全文摘要
一种工业用风扇叶轮(10)，具有装在圆盘状件(11)与环形圈(14)之间的多个叶片(13)。每个叶片(13)的轮廓均通过两条三次样条曲线((S1)，(S2))来确定，每条样条曲线均通过四个基准点来定义。这两条样条曲线((S1)，(S2))共有一个点((P))，并构建成使得切线(插值函数的一阶导数)值和曲率(二阶导数)值在该共有的点((P))处是连续的。
文档编号F04D29/28GK103161755SQ20111042552
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者詹卢卡·阿根蒂尼, 斯特法诺·贝尔纳迪 申请人:利雅路热能设备(上海)有限公司