一种叶片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种风机叶轮的叶片，具体地，本发明涉及一种端侧朝向轮彀的叶片的几何结构。本发明还涉及一种风机叶轮。
【背景技术】
[0002]在轴流风机上，叶轮的旋转轴转动方向平行或轴向于气流方向。在径流式风机上，叶轮的旋转轴转动方向放射状的面相出口侧的气流方向。带有叶片的叶轮围绕轮彀旋转，因而传送了一个气体介质。特别是在在一个设备内或类似物体内的风机轮模块制造和/或安装期间，危险的应力产生，它可能会损坏叶片。在风机叶轮工作时，围绕风机轮叶片的气体介质的气流通过风扇轮毂进入附着在风扇轮毂上的轴，产生被消散的力，这样的话，由于离心力产生的压力会对风机叶轮带来问题。
[0003]现有技术是这样解决这个问题的。例如，增加连接轮彀和叶片区域的叶片的壁厚。但是这样势必增加风机叶轮的重量，这提高了材料消耗，导致制造成本增加。风机叶轮通常由塑料制成，增加壁厚会延长叶轮的制造周期，例如，在热塑性塑料喷射铸造的冷却过程中壁厚有一个二次效应。
[0004]另外一种已知的能够加固叶片的方法是在叶片的横截面设置一个焊珠。这样也可以增加壁厚。此外美国专利5，066，196提出在叶片和轮毂连接的区域至少设置一条加强筋。同时美国公开专利申请文件2004/0013526 Al提出在风机叶轮叶片的附属区域预设至少两根筋。
[0005]然而，这些增加强度的手段会对气流产生不利影响。气流在轮彀区域的分离会对工作效率和工作噪音产生不利影响。此外，当旋转轴处于垂直位置时，特别是当轴流式风机叶轮处于静止状态时，液体无法完全排出。水在风机叶轮叶片上的积聚会造成风机叶轮不平衡和冰冻损坏，特别是在冬天。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种用于风机叶轮的叶片，其根据强度需求，材料使用和产品易生产性方面，具有优化的属性，至少保留了气流的属性，并且不会对工作噪音和工作效率进行技术妥协。
[0007]独立权利要求1所记载的风机叶轮叶片的特征可以实现本发明的目的。
[0008]从属权利要求2至14提供了进一步改进叶片的特征。
[0009]本发明的另一个目的在于提供一种风机叶轮，其根据强度需求，材料使用和产品易生产性方面，具有优化的属性，至少保留了气流的属性，并且不会对工作噪音和工作效率进行技术妥协。
[0010]另一个独立权利要求15所记载的风机叶轮的特征可以实现本发明的另一个目的。从属权利要求16和17提供了进一步改进风机叶轮的特征。
[0011]根据本发明，一个风机叶轮叶片，具有朝向轮彀的一个末端区域，借此叶片在朝向轮穀的末端区域至少有一个筋，借此筋具有类似流动剖面的外部形状。此处，叶片横截面的形状被称之为术语“流动剖面”，因为它的特殊的叶片形状，并因为气流产生了冲击物体的力。例如，这可以是具有凸第一叶片侧和平第二叶片侧的平凸外形，或者它可以是具有凸第一叶片侧和凹第二叶片侧的凹凸外形。这里，叶片横截面形成一外部形状，借此在筋的区域内，外层形成外部形状的轮廓。此外，本发明的叶片具有一个筋底，在朝向轮彀的末端区域内的筋的起始点，它比在筋的末端的相反的筋底位于更高的轴向方向。因此，流体方向的在筋的末端的筋底位于低于在朝向轮彀的末端区域内的筋的起始点的筋底。因此，任何击打固定风机叶轮的叶片的水可以被排出，尤其在风机叶轮被设置为基本上旋转轴垂直定向时，作为此设置的结果，即使在环境温度低于冰点时，冰块被除去，并且因而不会产生不平衡和/或冰冻损坏。
[0012]本发明是基于一个令人惊讶的发现，当把筋的外部形状类似成流动剖面时，尽管经过筋和叶片轮廓的揣流强度提高了，其中介质流体在叶片轮廓上被中断，但筋不会对经过叶片的气流产生负面影响。当介质流体在叶片轮廓上被多个叶片上的筋中断数次时，这种效应仍然存在。然而，筋具有加强作用。因此，本发明的叶片具有优化的强度性能，至少保证流动性能，并且导致噪音和效率的技术折衷，借此叶片的壁厚不会增加，因此不会对材料的消耗和易生产性产生不利影响。
[0013]在本发明所述的叶片的一个优选的实施例里，叶片的最大壁厚和叶片的最大剖面厚度之间的比例为0.1至0.9，其中更优选的比例为0.2至0.6。
[0014]另外一个被证明的优选实施例是，筋的厚度和叶片的壁厚之间的比例为0.1至2，其中更优选的比例是0.5至1.5之间。
[0015]在本发明所述的叶片的另一个优选的实施例里，在毂的肩膀处，筋在径向方向形成的角度范围在-80°至+80°之间，其中更优选的范围是-45°至+45°之间。
[0016]筋的运动路径可以被设计成直线。或者，也可以被设计成逆时针方向径向向左弯曲运动，或者被设计成顺时针方向径向右弯曲运动。
[0017]在本发明所述的叶片的另一个优选的实施例里，筋在外形区域内有一个末端几何体，借此筋的末端几何体被设计成锯齿形状，借此筋的末端几何体和外部形状之间形成的角度范围为-45°至+45°，特别优选的范围为-30°至+30°。这样的锯齿形状设计使得分离筋的末端的气流不会从筋的突缘部位经过。
[0018]此外，叶片的另一个优点是，在朝向轮彀的叶片末端区域至少有两根筋，借此两跟筋之间的空隙和筋的厚度之间的比例范围为0.2至5，特别优选的比例范围为0.5至1.5。此外一块叶片上所有筋的厚度可以是相同的，而且出于同样的原因，叶片上多条或所有筋间的空隙也可以是相同的。但独立的筋和空隙的大小也可以不同。
[0019]本发明所述的风机叶轮至少包括一个本发明所述的叶片。此外该风机叶轮可以是轴流式风机叶轮，径流式风机叶轮或者其他风扇设计的叶轮。这里，不能对风扇这个术语做限定理解，而应该要包括通风机，鼓风机，还包括转子和螺旋桨，以使得本发明的保护范围延伸到叶片和风机叶轮的所有可以想象得到的应用领域。
[0020]从属权利要求，优选的实施例和附图将进一步阐述本发明的更多的优点，特点和进步之处。在优选的实施例里涉及到轴流式风机叶轮，但不能做限定性理解。还可以解释成径流式风机叶轮或者其他通风方式的叶轮。
【附图说明】
[0021]图1是现有技术的轴流式风机叶轮的俯视图；
[0022]图2是现有技术的轴流式风机叶轮的剖面图；
[0023]图3是本发明的轴流式风机叶轮的风机叶轮叶片的第一实施例的剖面图；
[0024]图4是本发明的轴流式风机叶轮的风机叶轮叶片的第二实施例的剖面图；
[0025]图5是本发明的轴流式风机叶轮的风机叶轮叶片的第三实施例的剖面图；
[0026]图6是本发明的轴流式风机叶轮的风机叶轮叶片的第四实施例的剖面图；
[0027]图7是本发明的轴流式风机叶轮的风机叶轮叶片的第五实施例的剖面图；
[0028]图8是本发明的轴流式风机叶轮的局部俯视图。
[0029]参考号列表
[0030]100 风机叶轮
[0031]110 轮穀
[0032]120 叶片
[0033]121 筋
[0034]122 空隙
[0035]123 筋的末端几何体
[0036]124 朝向轮彀的叶片末端区域
[0037]125 第一叶片侧
[0038]126 第二叶片侧
[0039]127 第一筋侧壁
[0040]128 第二筋侧壁
[0041]A 外部结构
[0042]Pl 筋起始点的筋底
[0043]P2 筋末端的筋底
[0044]t_max最大剖面厚度
[0045]t_w 壁厚
[0046]b 筋的厚度
[0047]r 径向方向
[0048]s 空隙L的宽度
[0049]α 坡度(锯齿状)
[0050]β 在肩膀处导向轮毂的筋与径向方向间的角度。
【具体实施方式】
[0051]图1示出的是现有技术的风机叶轮100。轮彀110上安装有4个风机叶轮叶片120。每个风机叶轮叶片120上在其与轮彀110连接的区域有一条筋121，筋121被同样的成型在轮彀110上，并被安装风机叶轮叶片120上。风机叶轮叶片120上产生的离心力不仅通过连接传导到风机叶轮叶片120上，还会通过筋121传导到轮穀110上。
[0052]图2示出的是和图1里相同的风机叶轮100的局部剖视图。其中，在和轮彀110相连接的区域，风机叶轮叶片120被显示为剖面形式。风机叶轮叶片120的流量剖面具有凸出弯曲的第一叶片侧125和平面的第二叶片侧126。在第一叶片侧125上有一个筋121，同时在第二叶片侧126上有两个筋121。筋121安装在叶片侧125，126上，这打断了流量剖面，这会导致在轴流式风机叶轮工作过程中流体更糟的效率，以及增加的噪声排放。
[0053]图3是本发明的轴流式风机叶轮100的风机叶轮叶片120的第一实施例的剖面图。外部轮廓A显示有一个凸状的第一叶片侧125和一个略凹状的第二叶片侧126。换句话说，风机叶轮叶片120的流量剖面是凹凸状的。在第二叶片侧126上，有7根筋121，筋与筋之间形成空隙122。此外显示了风机叶轮叶片120的最大壁厚t_w和最大剖面厚度t_max，其中最大壁厚t_w和最大剖面厚度t_max之