CN108431428A - 用于轴流风机和转子的低噪声且高效率的叶片及包括该叶片的轴流风机或转子 - Google Patents

Abstract

目前用于在大型冷却机器和冷却设施中使用的大直径轴流风机的低噪声叶片和尤其超低噪声叶片非常昂贵，并且需要在其他相关设备上的很多的额外成本，以至于噪声污染降低处理会将整个冷却装置的成本增加高达35％。本发明提供了一种制备低噪声风机的新技术，使得与所有现实技术的其他低噪声叶片相比，能够以非常低的成本将任何普通叶片转换为低噪声或非常低噪声的叶片，并保持相同的高效率和尖端速度。由于用于大型冷却装置的风机通常是其主要噪声来源，本发明提供显著降低由大型冷却机器和冷却设施产生的噪声污染的可能性。

Description

用于轴流风机和转子的低噪声且高效率的叶片及包括该叶片 的轴流风机或转子

技术领域

本发明涉及一种用于轴流风机的低噪声并且高效率的叶片；特别地，本发明涉及一种用于工业用轴流风机，并且更具体地，用于大直径轴流风机的低噪声并且高效率的叶片。

本发明还涉及一种配有低噪声并且高效率的叶片的轴流风机，尤其是大尺寸工业用轴流风机。

现有技术

商用风冷装置中使用的轴流风机必须分为分别包括小尺寸冷却风机和大尺寸冷却风机两个主要组。

实际上，冷却风机的尺寸可以从几毫米(例如，在用于冷却电子设备的风机的情况中)到几分米(例如，在用于冷却汽车发动机的风机的情况中)之间变化，并且在ACC或水冷塔装置中使用的风机的直径甚至可以高达20米。

这两个组的边界当然不能严格地固定，但本领域技术人员已知，该边界通常大致处于风机直径约900mm处，这意味着直径小于900mm的风机属于第一组，而直径大于900mm的风机属于第二组。

风机的技术特征强烈依赖于其尺寸(直径)，并且根据风机属于第一组还是第二组而有所不同，这主要是由于属于这两个组的风机所提供的性能不同这一事实。

以上意味着，无论事实上即使具有不同尺寸(直径)的风机是被用于相同的目的，即，移动空气以冷却装置和/或设备等，大直径轴流风机具有与小尺寸风机非常不同的技术特征。

这些技术特征随着风机尺寸的增加而如此显著地变化的主要原因与以下事实相关：作用在风机上的力和功率取决于其直径。例如，几毫米尺寸的风机的吸收功率是千瓦的小分数，而非常大的风机可以吸收数百千瓦。

同样，在运行中，作用在大直径风机的叶片上的力非常大，使得大尺寸风机(在旋转过程中负载很重)的结构设计变得非常复杂，这主要是由于在小型风机的情况下可以降低噪声并提高效率水平的复杂形状在大型风机的情况下可能不被考虑。

而且，由于所涉及的大量功耗，因此还必须考虑风机的效率；实际上，在大型风机的情况中，效率提高几个百分点，可能会节省十分之几千瓦。

此外，已经注意到，通常来说，鉴于其小尺寸和技术特征，小型风机通常可以以单件式铸件实现，并且可以包括用于约束所有叶片的周边环以增加风机的强度。

根据现有技术的包括周边环的风机在图1中作为具有改进的稳定性的风机的示例示出，但其中甚至通过周边环改进效率(其有助于防止叶片尖端处的回流)。

对于本领域技术人员众所周知的是，主要出于结构原因，大型风机通常不可以设置有图1中所示类型的周边环。此外，即使假定在大型风机上实现所述周边环在技术上也是可能的，但该环的设置会与在大型风机情况下出现的进一步需求不相匹配，即，需要根据情况来调整节距。

事实上，大多数使用所述风机的冷却装置是定制的并且风机操作条件是非常可变的，这意味着为了满足所述操作条件，节距调整是必需的。其次，由于客户要求可以在现场调整节距，因此可以调整节距是重要的。

然而，可调整节距意味着叶片尖端和风机环之间有一个开放的空间，但该必须存在的开放空间会负面地影响风机效率。

该空间的尺寸已经被国际标准限制为风机直径的千分之三至千分之五；然而，在可调整节距的情况下，只有当叶片以预设节距角取向时，上述标准才能被满足，而对于所有其他节距角(非预设节距角)，仅在节距角调整轴线所在的区域才满足该标准；因此，由于增大或减小节距角，不能避免地前缘和后缘主要在叶片弦的作用下远离风机环，从而增加回流。

此外，关于在大型风机领域中将噪声保持为低数值的需要，下面提供进一步的信息和定义，以便更好地阐明现有技术状况并且更好地理解本发明。

一般来说，根据所要求的噪声级别可以将大型风机要求分成3类：

-第一噪声级别：关于该噪声级别没有特殊要求。风机具有相当窄的弦，并且以标准接受的最大尖端速度(大约为60m/s)运行。一般来说，这是以最低成本使得风机提供最佳效率的条件。目前，市场上存在三种主要典型的在大型风机中常用的叶片，并示出于图2a、图2b和图2c中。在这三种叶片的情况下，通过使用空气动力学有效轮廓并且在整个半径上具有均匀的空气速度而获得高效率。每种叶片类型以不同的方式获得均匀的空气分布：图2a的叶片是扭曲的，图2b的叶片是渐缩的，图2c的叶片在轮廓上包括修整的翼片，使得叶片最终既是扭曲的又是渐缩的。

-第二噪声级别：当必须满足中等低噪声要求时，意味着噪声级别必须降低约5dB(A)。根据已知的解决方案，这通过扩展弦宽来获得，以便减小和分散作用在叶片表面上的力并且补偿由于速度降低至45m/s而引起的性能损失。典型的弦增加比率相对于第一噪声级别风机可以是2.5倍。然而容易想象的是，由于需要增加弦宽，成本受到很大影响(增加)。但成本增加不是唯一的负面影响。事实上，一直沿叶片跨距的弦宽的这种扩展也对叶片空气动力学性能具有一些不利影响：事实上，正如对于空气动力学的技术人员所熟知的，根据机翼理论，叶片宽度/长度比率增加，叶片的空气动力学效率降低。

这种情况的另一个负面影响涉及的事实在于尖端总弦长/周长比率(被称为稠度)采用对风机的效率有负面影响的值。此外，必须提醒的是，这里所指的风机属于要求具有可调整的节距角的大型风机类型，这意味着相同的叶片可以用于节距角非常大的情况(典型地为低速)，但其中前缘和后缘上的大的尖端间隙会降低效率并增加噪声。

在10米风机中，将弦长从0.6米(对于第一噪声级别的风机为典型的)增加到1.4米(对于第二噪声级别的风机为典型的)将意味着前缘和后缘的尖端间隙会增加高达5.5倍，这意味着这种解决方案因此会导致成本大幅增加和效率的重大损失。此外，由于速度比率增加较高，动力传输设备的成本也将大幅增加，并且由于较低的效率需要较高功率的电机，电机的成本增加。

在图3a和图3b中，可以看到在真实的情况中第一噪声级别风机和第二噪声级别风机的稠度的差异。

第三噪声级别：在本领域中通常被称为超低噪声，需要将噪声值相对于低噪声风机进一步降低约4dB(A)。根据目前用于获得这种降低噪声的方法，尖端速度进一步降低，尖端弦长增加并且叶片在风机旋转方向上向前扫掠，从而减小由流体撞击产生的局部压力波动、减弱声音发射并减少边界层在那里的积累。

基本上有三种已知的方法来实现叶片的向前扫掠：将前缘在如图4a所示的空间中扫掠，将前缘在如图4b所示的平面中扫掠，根据图4c中所示的线扫掠(以及在US8851851B2中进一步公开)。

如图所示，所有这些类型的叶片，特别是图4a的叶片，明显地在顶端具有非常大的弦长。

所有这些现有技术***，但特别是其中的第一种，具有非常复杂的形状。如上文已经公开的，与第二噪声级别的叶片相比，大的顶端弦长带来进一步的效率损失。但是还存在效率低下的另一个重要原因：叶片的非常大的形状不能实现高效的空气动力学截面分布，因为它们的尺寸朝轮毂减小，并且根部扭曲度的高度增加不能够补偿由于弦长减小带来的损失。

基于上述情况，可以指出，目前市场上可用的用于降低大型风机噪声的所有***和方法都具有一个非常重大的缺陷，即非常大量的能量损失和整个机器或设施的非常高的成本，甚至比第二噪声级别的风机还要多30％。

发明内容

因此，本发明的主要目标是提供一种叶片，尤其用于超低噪声的大直径轴流风机，其允许克服现有技术中未解决的缺陷。

为此目标，本发明的目的是提供一种叶片，尤其用于超低噪声风机和转子，在相同运行条件下，与已知类型的超低噪声风机相对比，其仍具有高空气动力学效率。

本发明的目的还在于提供一种叶片，尤其用于超低噪声、大直径轴流风机或转子，相对于已知的用于相同应用的叶片来说，其具有减小的制造成本。

因此，本发明基于以下主要考虑：通过提供一种叶片，当以0节距角固定至转子时，其在平行于旋转平面的平面上具有V形投影，可以有效地克服或至少显著地降低根据现有技术的影响叶片和风机的缺陷。

此外，根据进一步考虑，V形叶片优选地通过连接第一内部叶片部分和第二外部叶片部分，从而在叶片的前缘上形成钝角而得到，第一内部叶片部分和第二外部叶片部分具有几乎相同的长度或甚至不同的长度(取决于实施例)。

鉴于以上考虑以及根据现有技术的影响叶片和风机的缺陷，以下公开了一种用于低噪声和或高效率轴流风机的叶片，该叶片包括前边缘和后边缘，前边缘是叶片朝向风机在运行条件下的旋转方向的前缘，并且后边缘是叶片的后缘，所述叶片包括第一叶片部分和第二叶片部分，第一叶片部分和第二叶片部分在所述前缘上形成钝角，使得叶片的轮廓在平行于风机的旋转平面的平面上的投影是V形轮廓。

如所公开的，在前缘和后缘上，在第一部分和第二部分的连接处，可以存在相同角度V。

仍如所公开的，参考连接节距调整轴线通过叶片根部和叶片尖端部分的点的线X，前侧的顶点可以位于一侧上，根部和尖部前缘位于另一侧上，或者顶点V可以与根部和尖部前缘位于同一侧上。

仍如所公开的，根据需要和/或环境，第一叶片部分和第二叶片部分具有几乎相等的长度或不同的长度。

仍如所公开的，所述钝角V可以为90°至170°，特别地，为100°至120°。

如所公开的，在叶片的第一部分和第二部分相连接的部分处，第一部分和第二部分的吸力面之间在竖直平面内形成约195°的二面角。

仍如所公开的，第一内部部分通过基于直线形叶片，将叶片轮廓的一部分向后逆时针围绕通过节距调整轴线穿过叶片根部的位置处的垂直轴线旋转而得到，第二外部部分通过将叶片轮廓的一部分向后顺时针围绕通过节距调整轴线穿过叶片尖部的位置处的垂直轴线旋转而得到。

如所公开的，所述叶片或其翼型件可以是通过将铝或钢或塑料或任何其他适合材料铸造制得的单件式叶片。

如所公开的，第一叶片部分和第二叶片部分可以在前缘处形成圆角。

仍如所公开的，第一叶片部分和第二叶片部分可以在后缘处形成圆角。

如所公开的，第一叶片部分和第二叶片部分中的一个或两个可以具有略微弯曲的前缘。

仍如所公开的，第一叶片部分和第二叶片部分可以具有略微弯曲的后缘。

进一步公开了一种超低噪声的工业用轴流风机，包括根据上述实施例中一个或多个实施例的叶片。

具体地，根据本发明的第一实施例，提供了一种根据权利要求1所述的叶片。

本发明的进一步实施例由从属权利要求限定。

附图简要说明

在下文中，将对附图中所示出的本发明的实施例进行描述。然而，本发明不限于附图中示出的和下文公开的实施例。

在附图中：

图1、图2a、图2b、图2c、图3a、图3b、图4a、图4b、图4c、图7a和图7b示出根据现在技术的用于轴流风机的叶片组件的不同示例。更详细地：

图1中示出了一种根据现有技术的在其周边设置有环的小直径轴流风机的透视图；

图2a、图2b、图2c均示出了一种根据现有技术的常用于已知的大型风机中的叶片；图2a中示出了扭曲的叶片，图2b中示出了渐缩式叶片，图2c中示出了修整的叶片；

图3a中示出了根据现有技术的第一噪声级别、大直径(10m)风机的一个示例；

图3b中示出了根据现有技术的第二噪声级别、大直径(10m)风机的一个示例；

图4a、图4b和图4c中示出根据现有技术的超低噪声轴流风机的叶片的相应示例。更详细地：

图4a中示出了一种具有弯曲的且在空间内扫掠的前缘的叶片；

图4b中示出了一种具有在平面内扫掠的前缘的叶片；

图4c中示出了一种具有根据直线扫掠的前缘的叶片；

图5中示出了根据本发明的第一实施例的叶片的顶部图(平面图)；

图6中示出了一种配备有根据本发明实施例的叶片的超低噪声、大直径轴流风机的示意性顶部图；

图7a中示出了根据现有技术的超低噪声轴流风机的一个示例，其在半径的外侧三分之一处具有后缘延伸部和前缘延伸部；

图7b中示出了根据现有技术的超低噪声轴流风机的一个示例，其在半径的外侧三分之一处具有后缘延伸部和前缘延伸部；

图8中示出了根据本发明的第二实施例的叶片的顶部图(平面图)，其中所述叶片是渐缩且扭曲的叶片；

图8a中比较了分别根据现有技术的叶片和根据本发明的一个实施例的叶片的尖部前缘和空气相对速度的角度；

图8b中比较了分别根据现有技术的叶片和根据本发明的一个实施例的叶片的尖部后缘和空气相对速度的角度；

图9示意性地示出了根据本发明的一个实施例的叶片的二阶振动模态；

图10中示出了一种根据本发明的叶片，其中其二面角可见；

图11中示出了根据本发明的另一个实施例的叶片；

图12中示出了根据本发明的另一个实施例的叶片。

本发明的详细描述

基于以下描述，将清楚本发明的主要任务是提供一种尤其用于大直径、超低噪声工业用轴流风机的叶片，这是下文对用于超低噪声、大直径的工业用轴流风机的叶片进行描述的原因，所述叶片还可以与本领域中已知类型的工业风机一起使用以获得噪声降低，同时保持至少相同的空气动力学效率。

在图5中，图中所示的根据本发明实施例的叶片由标号1标识。叶片1具体地包括根部1r，其被设置成用于将叶片1固定到轴向转子(未在图5中示出)；特别地，叶片可以相对于图5中以虚线示出的X-X轴线以不同取向角度(节距角)固定至轴流风机。在风机的运行中，假设转子沿箭头所示的顺时针方向旋转，风机的旋转轴线与转子的旋转轴线相对应。相对于图5，旋转轴线垂直于该图的平面；最小的节距角为叶片在垂直于该旋转轴线的平面上的投影占据最大面积或表面时的角度。节距角越大，使得叶片在垂直于旋转轴线(在下文中也称为“旋转平面”)的平面上的投影占据相应的面积或表面越小。如图所示，其中叶片1以最小节距角(特别地，0度节距角)取向，叶片在旋转平面上的投影为沿叶片的跨距形成V形(参见图5)。特别地，叶片1包括靠近旋转轴线且从根部1r延伸的第一内部部分1a，以及包括具有与第一部分1a相同的长度且从第一部分1a延伸的第二外部部分1b。相对于X-X轴线，第一部分1a沿第一方向延伸(与X-X轴线形成一个角度)，而仍相对于X-X轴线，第二部分1b沿第二方向而不是第一方向延伸(与X-X轴线形成一个与第一部分1a形成的角度不同的角度)。

此外，相对于叶片1的旋转方向(由图5中的箭头标识)，可以确定叶片1中的两个边缘，即在叶片1的旋转中撞击空气的前缘1l、和后缘1t(与前缘1l相对)。

仍如图所示，第一部分1a和第二部分1b相对于彼此取向，使得前缘1l限定的钝角V(大于90°且小于180°)，而后缘1t限定一个更大的角(大于180°)。

仍参考X-X轴线，如图所示，X-X轴线均穿过叶片部分1a和叶片部分1b，由前缘1l限定的角V的顶点Vv位于X-X轴线的一侧上，而前缘1l的相对的尖端(点B和点C)位于相对侧上。

以上所公开的特征是根据本发明的叶片的特有的区别特征，并且理想上根据以下方式获得：基于诸如图3a中所示出的实质上直线型叶片，内部部分1a通过将叶片相对于根部1r向后(参考图5，逆时针方向)，特别地围绕通过节距调整轴线X-X穿过叶片根部1r的位置处的垂直轴线，旋转(弯曲)而得到，而外部部分1b通过将叶片相对于第一部分1a向后(参考图5，顺时针方向)，特别地围绕通过节距调整X-X轴线穿过叶片尖部的位置处的垂直轴线，旋转(弯曲)而得到。

叶片1关于噪声和效率有非常特别的表现。

在配备有上述公开的并在图5中示出的叶片的直径10英尺的轴流式风机上执行大量的测试程序，其中最初开始时，V角为170°，并将其减小到90°，本发明人发现，V角减小的结果是，风机噪声也降低。特别地，当角度在120°和100°之间时，可以获得与前面所述的现有技术中低噪声风机的噪声级别2和3相等或更优的噪声降低。但是，并且这是非同寻常的，已经发现可以保持并且在一定情况下可以增加属于噪声级别1的普通叶片的高效率，这意味着根据需要和/或情况，本发明甚至可以仅用于提高风机效率。

叶片获得进一步的改进，如图10所示，其中，在连接部分处，内部部分1a和外部部分1b限定约192°的两面角，尤其意味着，在前缘1l在垂直于旋转平面的平面上的投影中，第一部分1a和第二部分1b的前缘的投影沿不同方向取向。

基于以上试验，已经证实，与根据现有技术的叶片相对比，即使顶点Vv和/或点B和点C移动至除图5所示的那些位置以外的位置处，例如，图11(涉及根据本发明的叶片1的另一个实施例)所示的位置处时，上述公开的设计基本保持优势。

如图11所示，尖部前缘点C相对于根部前缘点B向前平移。

此外，即使内部部分和外部部分的尺寸比例发生变化，上述所公开的几何形状(设计)保持有效。

上述变化对于优化不同类型的叶片可能是非常有用的，并且还因为它们在噪声和效率方面以不同方式起作用，因此根据噪声改善或效率改进是否优选的，不同的解决方案可能是优选的。

根据本发明的叶片能够获得上述所公开的确实非常特别的结果的主要原因与以下事实有关：上述公开的几何形状和/或设计不仅影响噪声产生和效率降低因素中的一个，也影响其中的多个因素。在此处提及了这些因素中的一些因素；然而，还存在有助于获得这些结果的其他因素，因为它们的重要性还不十分清楚，因此它们未被提及。

在此主要解释实现低噪声级别的主要原因，其次解释可以保持或提高风机效率的原因。此外，关于本发明的附加优点，例如与成本降低相关的那些优点，给出了一些更多的信息。

考虑到，众所周知叶片的外部部分对70％以上的空气体积有影响，意味着外部部分是叶片的最重要部分，参考图6、图7a和图7b，下文将根据本发明的叶片(图6)的外部部分与根据现有技术的叶片(图7a和图7b)的外部部分进行比较。

根据本发明的叶片的设计可以应用于现有技术中的任何类型的普通叶片，并且也可以应用于其内部部分或外部部分的组合。当然，最终噪声和最终效率值都大大受到所选择应用于本发明的叶片类型的限制。接着必须进行优化，根据低噪声或更优效率是否是优选的，随情况不同，优化不同。

图2c所示的类型是被选择为根据本发明进行改进的现有技术叶片，其基本上由在后缘上具有修整的翼片的轮廓组成。然而，对图2b所示的叶片也进行了简单地测试，证明本发明实际上可以应用于任何类型的叶片。

c类型的叶片对于测试程序是优选的原因在于，关于待测试的V角的大小和点Vv、点B和点C相对位置的方位有若干种选择，且需要大量不同的叶片。这种类型的叶片似乎非常适合以非常快速和简单的方式制造。事实上，这种叶片可以由挤压成型或拉挤成型的轮廓制成，并且为得到不同的实施结果，仅需以不同方式切割、钻孔和连接。实际上，为简单起见，这是一个优选实施例。在其他实施例中，可以想到在这种叶片上增加现有技术中的对本发明的设计特别有效的***，例如在尖端加上小翼或在后缘加上锯齿。

另一个优选实施例想到适当地附接到毂的附接件，则可以以低成本获得叶片相对于风机半径的优化位置，该附接件被表示成矩形形状附接件，因为可以使用激光、等离子体、氧气切割***将金属片切割成任何类型的形状。

如图9简略地绘出的二阶振动模态的附接件对于这种类型的叶片来说是理想的，这不仅因为它降低了载荷，还因为当叶片不是太长时，该附接件可以进入叶片以进行延伸，有可能达到外轮廓部分，使得可以直接固定在其上。然而，在这种情况下将两个叶片部分固定在一起非常简单，并且可以使用许多解决方案。

在本发明的意义内，叶片1既可以通过将(预先制备的)内部部分1a和外部部分1b连接在一起而提供，也可以通过将包括内部部分1a和外部部分1b的叶片1作为单件一体式叶片成形而提供，对于中小型尺寸的叶片，将铝、钢或塑料压铸以获得根据本发明的形状。相反，对于大型叶片，可以使用任何实际用于普通大型叶片的玻璃纤维构造***。

当然，该构造***还可以用于小型叶片。

关于叶片的内部部分和外部部分的不同实施例的组合也可能是一个好的解决方案。

当考虑噪声和空气动力学效率时，可以充分地理解利用根据本发明的叶片获得的特别的结果。

在下文中，如所预期地，将根据本发明的叶片(图6)与根据现有技术的叶片(图7a和图7b)进行比较。

关于噪声级别，必须考虑以下内容。

前缘在尖端与箭头所示的空气相对速度方向形成的向前扫掠角(还参见图8a)与图6中的低噪声风机的相当并且远大于图7a和图7b中的，最大程度地利用与向前扫掠前缘叶片技术相关的噪声降低产生的优点；

后缘在尖端与空气相对速度方向形成的向前扫掠角(图8b)小于图7a和图7b中所示出的低噪声风机中的任何风机的，最大程度地利用与向前扫掠后缘叶片技术相关的噪声降低产生的优点。

前缘延伸部比图7a和7b中的延伸部宽，在1.05倍至1.46倍范围内，理想地但非必需地，1.2倍。因此比现有技术具有更大的噪声效益。

后缘延伸部比现有技术中的大非常多，在1.1到3倍范围内，理想地但非必需地，1.5倍。因此，相关的噪声效益将会大得多。此外，后缘的相关延伸允许以更有效的方式使用若干众所周知的技术，以减少将被施加在后缘上(例如，锯齿状***)的声音发射。

因为弦长较小，尖端上的平均尖端间隙可以非常小，并且尖部涡流产生的噪声将被降低。

尖端弦长的相对较小的尺寸使得仍能够将尖部小翼作为标准应用，众所周知地，尖部小翼可以进一步降低噪声。尖部小翼不能够应用于大弦长叶片，因为在大节距角下有负面作用。

关于空气动力学效率，必须考虑以下内容。

所描述的几何形状或设计通过沿叶片跨距方向堆叠具有非常高的空气动力学效率的翼型件而实现。

保持相同的弦宽度而增加叶片跨距，使得长度/宽度比率增加，对于空气动力学方面的技术人员熟知的是，叶片效率也因此增加。

叶片不但可以是扭曲的，而且从根部到尖部是渐缩的，以便能像噪声级别1的普通风机一样获得最高的效率。相反地，根据现有技术的风机从尖部到根部是渐缩的，降低了叶片效率。

此外，叶片翼型部分相对于入射空气流布置在最佳方向上，优化了空气在该部分本身周围的循环，特别是在大部分流体通过的叶片的外部部分上的循环。

尖端处的小翼也将提高效率，允许较少回流通过。

关于制造成本，应当考虑以下内容。

一直沿径向跨距的减小的弦宽的分布使得风机叶片比已知方案的要轻，因此，在径向部分的，尤其在根部的弯曲和轴向载荷减小。

减小的弦宽，尤其在叶片的外部部分，有助于减小在根部的惯性扭矩。

叶片的效率越高意味着，在相同的升力下，阻力越小，从而减少径向部分处的，特别是在根部处的剪切载荷。

一直沿着叶片径向跨距并且特别是在根部的载荷的减小允许设计减少的用于抵抗载荷的部分，使得材料成本显著减少。

下文中，参考图12，描述根据本发明的叶片的另一个实施例。

在图12中，其中所示出的根据本发明的实施例的叶片仍由标号1标识。叶片1仍包括根部1r，其被设置成用于将叶片1固定至轴向转子(图12中未示出)；同样地，叶片可以相对于图12中以虚线示出的X-X轴线以不同取向角度(节距角)固定至轴流风机。假设，在风机的运行中，转子沿箭头所示的顺时针方向旋转，风机的旋转轴线与转子的旋转轴线相对应。参考图12，旋转轴线垂直于该图的平面；最小的节距角为叶片在垂直于旋转轴线的平面上的投影占据最大面积或表面时的角度。节距角越大，使得叶片在垂直于旋转轴线(在下文中也称为“旋转平面”)的平面上的投影占据相应的面积或表面越小。如图所示，其中叶片1以最小节距角(特别地，0度节距角)取向，叶片在旋转平面上的投影为沿叶片的跨距形成V形(参见图12)。特别地，叶片1包括靠近旋转轴线(靠近根部1r)且从根部1r延伸的第一内部部分1a，以及具有从第一部分1a延伸的第二外部部分1b。相对于X-X轴线，第一部分1a沿实质上平行于X-X轴线的第一方向延伸，而仍相对于X-X轴线，第二部分1b沿第二方向而不是第一方向延伸(与X-X轴线形成一个角度)。

此外，相对于叶片1的旋转方向(由图12中的箭头标识)，可以确定叶片1中的两个边缘，即在叶片1的旋转中撞击空气的前缘1l、和后缘1t(与前缘1l相对)。

仍如图所示，第一部分1a和第二部分1b相对于彼此取向，使得前缘1l仍限定出一个钝角V(大于90°且小于180°)，而后缘1t限定出一个更大的角度(大于180°)。

明显地，图5的实施例和图12的实施例之间的主要区别涉及以下事实：在图12的实施例中，参考X-X轴线，如图所示，其穿过叶片部分1a和叶片部分1b，由前缘1l限定的角V的顶点Vv和前缘1l的相对尖端(点B和点C)相对于X-X轴线位于同一侧上。

此外，相对于图5的实施例的另一个区别可能在于，在图12的实施例中，叶片部分1a和1b具有不同的长度。

然而，甚至在图12的实施例中，叶片部分1a和1b可能具有实质上相同的长度。同样地，可以预期，图5的实施例的叶片部分可以具有不同的长度。

因此，通过在附图中所示出的本发明的实施例的以上描述已经证明了，本发明能够克服影响根据现有技术的方案的缺陷。

虽然利用附图中示出的本发明的实施例的描述已经阐明了本发明，但是本发明不限于以上所公开的并在附图中示出的实施例。

作为示例，在本发明的意义内，叶片可以根据本领域中已知的不同方法制得，例如，将两个叶片部分通过挤出和/或压制和/或以上的一种或两种制得，并将它们通过焊接、螺栓连接、胶合等连接在一起。

此外，叶片部分的一个或两个可以是或不是中空的。

最后，指出即使根据本发明(根据本发明的每个实施例)的叶片被公开为特别适用于与大直径轴流风机结合使用，但根据本发明的叶片的可能应用不限于大直径轴流风机，而包括具有任何尺寸和/或直径的风机。

此外，根据本发明的叶片可以与用于其他目的而非冷却的风机(例如，直升机和/或飞机的风机等)结合使用。

本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (15)

1.一种叶片(1)，用于低噪声和或高效率轴流风机，所述叶片(1)包括前边缘和后边缘，所述前边缘是所述叶片(1)朝向所述风机在运行条件下的旋转方向的前缘(1l)，所述后边缘是所述叶片(1)的后缘(1t)，所述叶片(1)包括根部，所述叶片(1)能够通过所述根部被固定至所述风机的转子，以及包括从所述根部(1r)延伸的第一叶片部分(1a)和从所述第一叶片部分(1a)延伸的第二叶片部分(1b)，其特征在于，由所述第一部分(1a)限定的前缘(1l)的部分和由所述第二部分(1b)限定的前缘的部分沿不同方向延伸，并且限定钝角(V)，使得所述叶片在平面上的投影为V形，所述平面包含由所述第一部分(1a)限定的前缘(1l)的所述部分和由所述第一部分(1a)限定的后缘(1t)的部分。

2.根据权利要求1所述的叶片(1)，其特征在于，由所述第一部分(1a)限定的后缘(1t)的所述部分和由所述第二部分(1b)限定的后缘(1t)的所述部分沿不同方向延伸，并且限定钝角(V)，使得所述叶片在平面上的投影为V形，所述平面包含由所述第一部分(1a)限定的前缘(1l)的所述部分和由所述第一部分(1a)限定的后缘(1t)的所述部分。

3.根据前述任一项权利要求所述的叶片(1)，其特征在于，所述根部(1r)被成形以限定节距调整轴线X-X，并且其中参考所述节距调整轴线X-X，由所述第一部分(1a)限定的所述前缘(1l)的所述部分和由所述第二部分(1b)限定的所述前缘(1l)的所述部分限定的角的顶点(Vv)位于一侧上，而所述前缘的相对的尖端(B)和(C)位于另一侧上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的叶片(1)，其特征在于，所述根部(1r)被成形以限定节距调整轴线X-X，并且其中参考所述节距调整轴线X-X，由所述第一部分(1a)限定的前缘(1l)的所述部分和由所述第二部分(1b)限定的所述前缘(1l)的所述部分限定的角的顶点(Vv)以及所述前缘的相对的尖端(B)和(C)位于同一侧上。

5.根据前述任一项权利要求所述的叶片(1)，其中所述钝角(V)在90°与170°之间。

6.根据前一项权利要求所述的叶片(1)，其中所述钝角(V)在100°与120°之间。

7.根据前述任一项权利要求所述的叶片(1)，其中在所述叶片的所述第一部分(1a)和所述第二部分(1b)相连接的部分处，所述第一部分(1a)和所述第二部分(1b)的吸力面之间在竖直平面内形成约195°的二面角。

8.根据前述任一项权利要求所述的叶片(1)，其中，第一内部部分(1a)是通过基于一种直线形叶片，将叶片轮廓的一部分向后沿逆时针方向围绕通过所述节距调整轴线穿过叶片根部的位置处的垂直轴线旋转而得到，并且第二外部部分(1b)通过将叶片轮廓的一部分向后沿顺时针方向围绕通过所述节距调整轴线穿过叶片尖部的位置处的垂直轴线旋转而得到。

9.根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的叶片(1)，其中所述叶片或其翼型部分是将铝或钢或塑料或任何其他合适材料铸造制成的单件式叶片。

10.根据前述任一项权利要求所述的叶片(1)，其中所述第一叶片部分(1a)和所述第二叶片部分(1b)在所述前缘上形成圆角(V)。

11.根据前述任一项权利要求所述的叶片(1)，其中所述第一叶片部分(1a)和所述第二叶片部分(1b)在所述后缘上形成圆角(V)。

12.根据前述任一项权利要求所述的叶片，其中所述第一叶片部分(1a)和所述第二叶片部分(1b)具有略微弯曲的前缘。

13.根据前述任一项权利要求所述的叶片，其中所述第一叶片部分(1a)和所述第二叶片部分(1b)具有略微弯曲的后缘。

14.一种超低噪声工业用轴流风机，包括根据权利要求1至10中任一项或多项所述的叶片(1)。

15.一种超低噪声工业用轴流风机，还包括二阶振动模态附接件。