CN103511334B - 叶轮及其制造方法、离心风机以及清扫车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叶轮及其制造方法以及包括该叶轮的离心风机和清扫车，其中，叶轮的轮盖型线（1）形成为符合曲线（Z，R）的形状，其中，曲线（Z，R）是以叶轮的转轴为横轴，以垂直于转轴并通过叶轮的轮盘平面的方向为纵轴的曲线，其表达式为：以及本发明的轮盖型线设计合理，气流从叶轮轴向进入，径向流出使得转向后的气流能刚好贴着轮盖、轮盘流动，减少了轮盖面附近分离流动的产生，使得叶轮流道的气流更顺畅，从而提高离心风机的性能，降低其噪声。
Description
技术领域
本发明涉及环卫领域，具体地，涉及一种叶轮及其制造方法以及包括该叶轮的离心风机和清扫车。
背景技术
离心风机包括轮盖、轮盘、轮轴和蜗壳，叶轮的子午面的轮廓线包括轮盖型线和轮盘型线，轮盘型线为垂直于叶轮轴线的直线和一段圆弧组成，而轮盖型线为曲线。现有清扫车用叶轮的轮盖型线设计主要基于一维或二维理想流体假设，大多采用简单的双曲线轮盖形式或倾斜直轮盖形式。而实际上叶轮内部流动是复杂的三维流动，叶轮子午面轮廓线对风机的性能有重要影响。因此，现有技术的叶轮存在分离流动、漩涡流等现象，噪声较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够降低分离流动、漩涡流和噪声的叶轮。
为了实现上述目的，本发明提供一种叶轮，其中，所述叶轮的轮盖型线1形成为符合曲线（Z，R）的形状，其中，曲线（Z，R）是以所述叶轮的轴线为横轴，以垂直于所述轴线并通过所述叶轮的轮盘平面的方向为纵轴的曲线，其表达式为：
以及
其中：Q为叶轮的设计流量，K为考虑泄漏的修正系数，rm为所述叶轮的径向半径；为考虑气流不能充满整个流道宽度的修正系数，τ为考虑叶片厚度的阻塞系数；r为所述叶轮的进口“过水断面”型线的端点M（0，r）的纵坐标值，Cm是通过数值仿真分析得到的合适的子午速度的分布规律，并满足Cm＝Arm+B。
本发明还提供一种离心风机，其中，该离心风机包括本发明的叶轮。
本发明还提供一种清扫车，其中，所述清扫车包括本发明的离心风机。
本发明还提供一种叶轮的制造方法，该制造方法包括：
使所述叶轮的轮盖型线1形成为符合曲线（Z，R）的形状，其中，曲线（Z，R）是以所述叶轮的轴线为横轴，以垂直于所述轴线并通过所述叶轮的轮盘平面的方向为纵轴的曲线，其表达式为：
以及
其中：Q为叶轮的设计流量，K为考虑泄漏的修正系数，rm为所述叶轮的径向半径；为考虑气流不能充满整个流道宽度的修正系数，τ为考虑叶片厚度的阻塞系数；r为所述叶轮的进口“过水断面”型线的端点M（0，r）的纵坐标值，Cm是通过数值仿真分析得到的合适的子午速度的分布规律，并满足Cm＝Arm+B。
通过上述技术方案，本发明的轮盖型线设计合理，气流从叶轮轴向进入，径向流出，当气流由集流器进入到叶轮区域时，会产生由轴向到径向的转向，使得转向后的气流能刚好贴着轮盖、轮盘流动，减少了轮盖面附近分离流动的产生，使得叶轮流道的气流更顺畅，从而提高离心风机的性能，降低其噪声。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是说明本发明的叶轮的一种实施方式的结构示意图；
图2是说明本发明的叶轮的另一种实施方式的结构示意图；
图3是说明图2中的轮盖型线的曲线的示意图。
附图标记说明
1轮盖型线2轮盘型线
10轮盖20轮盘30轮轴40蜗壳
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
根据本发明的一个方面，提供一种叶轮，所述叶轮包括轮盖10，其中，所述轮盖10的轮盖型线1形成为符合曲线（Z，R）的形状，其中，曲线（Z，R）是以所述叶轮的（转轴30的）轴线为横轴，以垂直于所述轴线并通过所述叶轮的轮盘平面的方向为纵轴的曲线，其表达式为：
以及
其中：Q为叶轮的设计流量，K为考虑泄漏的修正系数，rm为所述叶轮的径向半径；为考虑气流不能充满整个流道宽度的修正系数，τ为考虑叶片厚度的阻塞系数；r为所述叶轮的进口“过水断面”型线的端点M（0，r）的纵坐标值，Cm是通过数值仿真分析得到的合适的子午速度的分布规律，并满足Cm＝Arm+B。
另外，根据本发明的另一方面，提供一种叶轮的制造方法，该制造方法包括：
使所述叶轮的轮盖10的轮盖型线1形成为符合曲线（Z，R）的形状，其中，曲线（Z，R）是以所述叶轮的轴线为横轴，以垂直于所述轴线并通过所述叶轮的轮盘平面的方向为纵轴的曲线，其表达式为：
以及
其中：Q为叶轮的设计流量，K为考虑泄漏的修正系数，rm为所述叶轮的径向半径；为考虑气流不能充满整个流道宽度的修正系数，τ为考虑叶片厚度的阻塞系数；r为所述叶轮的进口“过水断面”型线的端点M（0，r）的纵坐标值，Cm是通过数值仿真分析得到的合适的子午速度的分布规律，并满足Cm＝Arm+B。
根据本发明的另一方面，提供一种离心风机，其中，该离心风机包括本发明的叶轮。
根据本发明的另一方面，提供一种清扫车，其中，所述清扫车包括本发明的离心风机。
其中，本发明的叶轮的轮盖型线1是基于三元流动理论的受高阶多项式控制的一段光滑样条曲线。现有的叶轮的轮盖型线基本是基于一元流动理论设计的，而一元流动设计忽略了叶轮子午面、回转面涡旋流动对车用风机噪声性能的关键影响，这对于扫路车专用低噪风机设计是不合理的。本发明是基于三元流动理论设计出的结构形式，更为合理地考虑了子午面和回转面涡旋流动相互影响的作用，以便从湍流物理机理出发设计出符合扫路车专用风机低噪特性要求的轮盖型线1。实践表明，相比于现有技术，相同条件下采用本发明的离心风机，风机效率可提高6个百分点，噪声降低约3dB，节能降噪效果显著。
如图3所示，横轴z为转轴30的轴线，纵轴r垂直于轴线并通过轮盘平面（可以表示后盘型线），轮盖型线1由曲线（Z，R）上的点P的轨迹形成。图3中，弧为叶轮的进口“过水断面”型线，O为弧的中点。M点坐标为（0，r），O点坐标为在此基础上，通过计算可得上述曲线（Z，R）的表达式。
本发明的轮盖型线1设计合理，气流从叶轮轴向进入，径向流出，当气流由集流器进入到叶轮区域时，会产生由轴向到径向的转向，使得转向后的气流能刚好贴着轮盖10、轮盘20流动，减少了轮盖面附近分离流动的产生，使得叶轮流道的气流更顺畅，从而提高离心风机的性能，降低其噪声。
需要说明的是，Q为根据需要设计的流量，是叶轮的目标参数，rm、K、τ也为根据设计给定的参数，Cm是通过数值仿真分析，得到合适的子午速度的分布规律。
由上述曲线（Z，R）的表达式可知，根据r的取值，可以确定曲线（Z，R）的具体形式。然后，由于轮盖型线1实际为曲线（Z，R）的一部分，因而根据Z或R的取值范围，可以确定曲线（Z，R）的具体形状（即轮盖型线1所对应的曲线（Z，R）上的部分）。
其中，可以根据情况选择各参数的范围。优选地，15≤r≤80，34.5≤Z≤145，1.05≤K≤3.2，-60.4≤A≤-15.2，0≤B≤32.6，0＜τ＜0.986。
另外，可以根据Z、R值设定叶轮的其他参数。例如，所述叶轮的叶片进口宽度为b1，所述叶片的出口宽度为b2，其中，可以使b1≤Z≤b2，0.836≤b1/b2≤1.726。
另外，所述叶轮的进口半径为R1，所述叶轮的出口半径为R2，其中，可以使R1≤R≤R2，0.12≤R1/R2≤0.967，0.035≤b1/R2≤0.635。
此外，优选地，所述叶轮包括轮盘20，所述轮盘20的轮盘型线2包括相切的直线段21和圆弧段22，所述圆弧段22的半径为R3，轴向延伸长度为H，相对的两条轮盘型线的圆弧段22之间的最小距离为L，其中，可以使1.108≤H/L≤1.232，45.35＜R3＜66.38，0.239≤H/b1≤0.48。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (8)
1.一种叶轮，其特征在于，所述叶轮的轮盖型线(1)形成为符合曲线(Z，R)的形状，其中，曲线(Z，R)是以所述叶轮的轴线为横轴，以垂直于所述轴线并通过所述叶轮的轮盘平面的方向为纵轴的曲线，其表达式为：
以及
其中：Q为叶轮的设计流量，K为考虑泄漏的修正系数，为考虑气流不能充满整个流道宽度的修正系数，τ为考虑叶片厚度的阻塞系数；r为所述叶轮的进口“过水断面”型线的端点M(0，r)的纵坐标值，Cm是通过数值仿真分析得到的合适的子午速度的分布规律，并满足Cm＝Arm+B，其中，rm为所述叶轮的径向半径；
所述叶轮的叶片进口宽度为b1，所述叶片的出口宽度为b2，其中，b1≤Z≤b2，0.836≤b1/b2≤1.726；
所述叶轮还包括轮盘，所述轮盘的轮盘型线(2)包括相切的直线段(21)和圆弧段(22)，所述圆弧段(22)的半径为R3，轴向延伸长度为H，相对的两条轮盘型线的圆弧段(22)之间的最小距离为L，其中，1.108≤H/L≤1.232，45.35＜R3＜66.38，0.239≤H/b1≤0.48。
2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，15≤r≤80，34.5≤Z≤145，1.05≤K≤3.2，-60.4≤A≤-15.2，0≤B≤32.6，0＜τ＜0.986。
3.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述叶轮的进口半径为R1，所述叶轮的出口半径为R2，其中，R1≤R≤R2，0.12≤R1/R2≤0.967，0.035≤b1/R2≤0.635。
4.一种离心风机，其特征在于，该离心风机包括根据权利要求1-3中任意一项所述的叶轮。
5.一种清扫车，其特征在于，所述清扫车包括根据权利要求4所述的离心风机。
6.一种叶轮的制造方法，该制造方法包括：
使所述叶轮的轮盖型线(1)形成为符合曲线(Z，R)的形状，其中，曲线(Z，R)是以所述叶轮的轴线为横轴，以垂直于所述轴线并通过所述叶轮的轮盘平面的方向为纵轴的曲线，其表达式为：
以及
其中：Q为叶轮的设计流量，K为考虑泄漏的修正系数，为考虑气流不能充满整个流道宽度的修正系数，τ为考虑叶片厚度的阻塞系数；r为所述叶轮的进口“过水断面”型线的端点M(0，r)的纵坐标值，Cm是通过数值仿真分析得到的合适的子午速度的分布规律，并满足Cm＝Arm+B，其中，rm为所述叶轮的径向半径；
所述叶轮的叶片进口宽度为b1，所述叶片的出口宽度为b2，其中，b1≤Z≤b2，0.836≤b1/b2≤1.726；
所述制造方法还包括形成叶轮的轮盘型线(2)，所述轮盘的轮盘型线(2)包括相切的直线段(21)和圆弧段(22)，所述圆弧段(22)的半径为R3，轴向延伸长度为H，相对的两条轮盘型线的圆弧段(22)之间的最小距离为L，其中，1.108≤H/L≤1.232，45.35＜R3＜66.38，0.239≤H/b1≤0.48。
7.根据权利要求6所述的叶轮的制造方法，其特征在于，15≤r≤80，34.5≤Z≤145，1.05≤K≤3.2，-60.4≤A≤-15.2，0≤B≤32.6，0＜τ＜0.986。
8.根据权利要求6所述的叶轮的制造方法，其特征在于，所述叶轮的进口半径为R1，所述叶轮的出口半径为R2，其中，R1≤R≤R2，0.12≤R1/R2≤0.967，0.035≤b1/R2≤0.635。
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Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN105134621A (zh) * | 2015-10-12 | 2015-12-09 | 上虞市勇臻机械有限公司 | 一种扫路车用高压离心风机 |
| CN106593943B (zh) * | 2016-12-06 | 2019-01-04 | 大连理工大学 | 一种基于中间线控制的核主泵流道成型方法 |
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| CN110374900B (zh) * | 2019-08-09 | 2021-05-28 | 西安交通大学 | 一种具有正弦型子午流道的混流风机 |
| CN112182792B (zh) * | 2020-08-21 | 2022-12-09 | 西安交通大学 | 一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1142017A (zh) * | 1995-03-20 | 1997-02-05 | 株式会社日立制作所 | 多级离心式压缩机、多级离心式压缩机叶轮及其制造方法 |
| JP3380897B2 (ja) * | 2000-05-25 | 2003-02-24 | 防衛庁技術研究本部長 | 圧縮機 |
| JP4115180B2 (ja) * | 2002-07-11 | 2008-07-09 | 三菱重工業株式会社 | 羽根車および遠心圧縮機 |
| CN101631992A (zh) * | 2007-03-14 | 2010-01-20 | 三菱电机株式会社 | 离心风扇、空调机 |
| CN102562654A (zh) * | 2012-01-03 | 2012-07-11 | 大同北方天力增压技术有限公司 | 一种径流式压气机叶轮叶型设计方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1142017A (zh) * | 1995-03-20 | 1997-02-05 | 株式会社日立制作所 | 多级离心式压缩机、多级离心式压缩机叶轮及其制造方法 |
| JP3380897B2 (ja) * | 2000-05-25 | 2003-02-24 | 防衛庁技術研究本部長 | 圧縮機 |
| JP4115180B2 (ja) * | 2002-07-11 | 2008-07-09 | 三菱重工業株式会社 | 羽根車および遠心圧縮機 |
| CN101631992A (zh) * | 2007-03-14 | 2010-01-20 | 三菱电机株式会社 | 离心风扇、空调机 |
| CN102562654A (zh) * | 2012-01-03 | 2012-07-11 | 大同北方天力增压技术有限公司 | 一种径流式压气机叶轮叶型设计方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 离心风机叶轮子午型线的数值设计;姚承范等;《西安交通大学学报》;19861231;第20卷(第6期);67-74 * |
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| Publication number | Publication date |
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