CN113757171A - 叶片组件、轴流风机及叶尖小翼的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种叶片组件、轴流风机及叶尖小翼的设计方法，包括：轮毂，轮毂具有中心轴线；与轮毂连接的叶片，在轮毂的轴向上，叶片的两侧分别形成吸力面和压力面；叶尖小翼，在轮毂的径向上，叶尖小翼与叶片的边缘连接，并向背向吸力面延伸；其中，在经过中心轴线的平面内，叶尖小翼具有背向吸力面延伸的延伸方向，延伸方向与平行于中心轴线的平行线之间形成倾角；自叶片的前缘到尾缘，叶尖小翼各处的延伸方向与相对应的平行线形成的倾角均不同。相对于现有技术中固定倾角的叶尖小翼，在叶片上连接有变倾角的叶尖小翼，能够优化气流流动的流场，以更好地阻止叶顶泄露涡的发展，从而极大地提高风机的效率及降低风机的气动噪音。

Description

叶片组件、轴流风机及叶尖小翼的设计方法

技术领域

本发明涉及风机技术领域，特别是涉及一种叶片组件、轴流风机及叶尖小翼的设计方法。

背景技术

轴流风机广泛应用于空调、化工及航空航天等领域，而根据应用领域的不同，对轴流风机的性能(风量、噪声、效率等)要求也有不同的侧重。如在空调领域，需要轴流风机具有较好的工作效率及较低的噪音。

由于叶顶间隙(轴流风机的叶片与导流圈的距离)的存在，会有部分流体从压力面流向吸力面，这部分泄漏的流体形成了叶顶泄漏涡，经研究发现，抑制叶顶泄漏涡可以较大程度地提高风机的效率及降低风机的噪音。而在叶片的顶部增加叶尖小翼能够有效的抑制叶顶泄漏涡的发展，从而能够提供风机的效率及降低风机的噪音。

而传统的叶尖小翼抑制叶顶泄漏涡发展的作用有限，因而提高风机的效率及降低风机的噪音的作用不明显。

发明内容

基于此，有必要针对传统的叶尖小翼提高风机的效率及降低风机的噪音的作用不明显的问题，提供一种极大地提高风机的效率及降低风机噪音的叶片组件、轴流风机及叶尖小翼的设计方法。

一种叶片组件，包括：

轮毂，所述轮毂具有中心轴线；

与所述轮毂连接的叶片，在所述轮毂的轴向上，所述叶片的两侧分别形成吸力面和压力面；

叶尖小翼，在所述轮毂的径向上，所述叶尖小翼与所述叶片的边缘连接，并向背向所述吸力面延伸；

其中，在经过所述中心轴线的平面内，所述叶尖小翼具有背向所述吸力面延伸的延伸方向，所述延伸方向与平行于所述中心轴线的平行线之间形成倾角；自所述叶片的前缘到尾缘，所述叶尖小翼各处的延伸方向与相对应的所述平行线形成的所述倾角均不同。

在其中一个实施例中，所述叶尖小翼具有靠近所述轮毂的内壁面和远离所述轮毂的外壁面，定义所述内壁面与所述外壁面之间的距离为所述叶尖小翼的厚度；

自所述叶片的前缘到尾缘，所述叶尖小翼的厚度相等。

在其中一个实施例中，所述倾角的取值范围为：大于等于5°小于等于50°。

在其中一个实施例中，任意两个所述倾角的差值的取值范围为：大于0°小于等于20°。

在其中一个实施例中，所述叶尖小翼具有靠近所述轮毂的内壁面和远离所述轮毂的外壁面，定义所述内壁面与所述外壁面之间的距离为所述叶尖小翼的厚度；

所述叶尖小翼的厚度的取值范围为：大于0.5h小于2h；其中，所述h为所述叶尖小翼对应的所述叶片的平均厚度。

在其中一个实施例中，在所述延伸方向上，定义所述叶尖小翼远离所述吸力面的端面与所述吸力面之间的间距为所述叶尖小翼的高度；

所述叶尖小翼的高度的取值范围为：大于1h小于3h；其中，所述h为所述叶尖小翼对应的所述叶片的平均厚度。

在其中一个实施例中，自所述叶片的前缘到尾缘，所述叶尖小翼包括依次连接的第一连接段、第二连接段和第三连接段，所述第一连接段及所述第三连接段的高度均小于所述第二连接段的高度。

在其中一个实施例中，所述第一连接段自与所述第二连接段连接的一端到远离所述第二连接段的一端的高度递减，所述第三连接段自与所述第二连接段连接的一端到远离所述第二连接段的一端的高度递减。

在其中一个实施例中，全部所述叶片形成的外轮廓连接形成圆形。

在其中一个实施例中，所述叶片的所述叶顶泄露涡的强度较强的区域的所述倾角，小于所述叶片的所述叶顶泄露涡的强度较弱的区域的倾角。

一种轴流风机，包括如上述任一项所述的叶片组件。

一种叶尖小翼的设计方法，包括步骤：

在与叶片组件的轮毂的中心轴线相垂直的平面内，分别作第一虚拟轮廓及位于所述第一虚拟轮廓内的第二虚拟轮廓；

所述第一虚拟轮廓与所述第二虚拟轮廓在所述叶片组件的叶片的吸力面一侧向所述叶片投影，以在每片所述叶片上分别形成第一正投影和第二正投影，所述第一正投影与所述第二正投影界定形成叶尖小翼的轮廓面；

自所述叶片的前缘到尾缘，将所述轮廓面划分为至少两个区域，在每个所述区域上选取一个定位点，过所述中心轴线及所述定位点作对应所述区域的定位面；

在每个所述定位面靠近对应所述叶片的一侧内作与所述中心轴线具有预设角度的向量以确定延伸方向，在所述延伸方向上以将每个所述区域拉伸预设高度，以形成对应每个所述区域的连接段；

使每相邻两个连接段之间光滑过渡连接，以形成自所述叶片的前缘到尾缘，各处的所述倾角均不同的叶尖小翼；

其中，所述第一虚拟轮廓在所述吸力面的投影与所述叶片组件的外轮廓相重合，在经过所述中心轴线的平面内，所述叶尖小翼具有背向所述吸力面延伸的延伸方向，所述延伸方向与平行于所述中心轴线的平行线之间形成倾角。

上述叶片组件、轴流风机及叶尖小翼的设计方法，能够使叶尖小翼各处的延伸方向与相对应的平行线形成的倾角均不同。这样，相对于现有技术中固定倾角的叶尖小翼，在叶片上连接有变倾角的叶尖小翼，能够优化气流流动的流场，以更好地阻止叶顶泄露涡的发展，从而极大地提高风机的效率及降低风机的气动噪音。

在其中一个实施例中，所述第一虚拟轮廓与所述第二虚拟轮廓两者之间任意位置的距离相等。

在其中一个实施例中，所述第一虚拟轮廓与所述第二虚拟轮廓均为与所述轮毂的中心同心的圆形。

在其中一个实施例中，所述叶顶泄露涡的强度较强的区域的倾角，小于所述叶顶泄露涡的强度较弱的区域的倾角。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的叶片组件的轴测图；

图2为图1中所示的叶片组件的俯视图；

图3为图1中所示的叶片组件在一位置的截面图；

图4为图1中所示的叶片组件在另一位置的截面图；

图5为图4中的A处放大图；

图6为图1中所示的叶片组件的局部结构图；

图7为本发明另一实施例提供的叶片组件的轴测图；

图8为图7中所示的叶片组件的俯视图；

图9为现有技术中轴流风机中单个叶片的叶顶泄露涡可视化示意图；

图10为本发明一实施例提供的轴流风机中单个叶片的叶顶泄露涡可视化示意图；

图11为现有技术中轴流风机的单个叶片的吸力面的压力分布图；

图12为本发明一实施例提供的轴流风机的单个叶片的吸力面的压力分布图；

图13为第一虚拟轮廓和第二虚拟轮廓在叶片的吸力面的投影的轴测图；

图14为图13中的俯视图；

图15为本发明使用的笛卡尔坐标系、定位面、定位面及向量的示意图。

100、叶片组件；10、轮毂；11、外周面；L、中心轴线；20、叶片；21、压力面；22、吸力面；23、前缘；24、尾缘；30、叶尖小翼；31、内壁面；32、外壁面；33、端面；34、第一连接段；35、第二连接段；36、第三连接段；37、轮廓面；α、倾角；K、延伸方向；L1、平行线；M、第一虚拟轮廓；N、第二虚拟轮廓；Co、第一正投影；Cn、第二正投影；A、第一区域；B、第二区域；C、第三区域；a、第一定位点；b、第二定位点；c、第三定位点；OaO’、第一定位面；ObO’、第二定位面；OcO’、第三定位面；β1、第一预设角度；β2、第二预设角度；β3、第三预设角度。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1及图2，本发明一实施例提供一种叶片组件100，具体地，该叶片组件100应用于轴流风机中，应当理解的是，在另一些实施例中，该叶片组件100还可以应用于其他送风装置中，在此不作限定。

叶片组件100包括轮毂10和叶片20，叶片20与轮毂10连接，具体地，叶片20与轮毂10的外周面11连接。叶片组件100包括至少两个叶片20，轮毂10具有中心轴线L，全部叶片20环绕中心轴线L设于轮毂10的外周。在轮毂10的轴向，叶片20的两侧分别形成压力面21和吸力面22，轴流风机还包括电机，电机用于带动轮毂10转动，从而带动叶片20转动。

叶片组件100还包括叶尖小翼30，叶尖小翼30的数量与叶片20的数量相对应，每片叶片20上设有一个叶尖小翼30。具体地，叶尖小翼30与叶片20的吸力面22远离轮毂10的边缘连接，并向远离吸力面22的方向延伸。通过在叶片20上设置叶尖小翼30，能够有效地抑制叶顶泄露涡的发展，从而提高风机的效率及降低风机的噪音。

参阅图3及图4，一实施例中，在经过中心轴线L的平面内，叶尖小翼30具有背向吸力面22延伸的延伸方向K，延伸方向K与平行于中心轴线L的平行线L1之间形成倾角α。即作一条与中心轴线L平行的平行线L1，该平行线L1与延伸方向K相交，延伸方向K与该平行线L1之间形成倾角α。具体地，叶片20具有前缘23与尾缘24，前缘23的表面为曲面，尾缘24的表面同样为曲面，且尾缘24的曲面上设有锯齿状结构。

进一步，自叶片20的前缘23到尾缘24，叶尖小翼30各处的延伸方向K与相对应的平行线L1形成的倾角α均不同。这样，相对于现有技术中固定倾角α的叶尖小翼30，在叶片20上连接有变倾角α的叶尖小翼30，能够优化气流流动的流场，以更好地抑制叶顶泄露涡的发展，从而极大地提高风机的效率及降低风机的气动噪音。

一实施例中，叶尖小翼30与叶片20一体成型，以便于加工制造。当然，另一些实施例中，叶尖小翼30也可以与叶片20分体设置，在此亦不作限定。

继续参阅图1，进一步，叶尖小翼30具有靠近轮毂10的内壁面31和远离轮毂10的外壁面32，定义内壁面31与外壁面32之间的距离为叶尖小翼30的厚度，自叶片20的前缘23到尾缘24，叶尖小翼30的厚度相等，如此，便于叶尖小翼30的设计，以便于叶尖小翼30各处的延伸方向K与相对应的平行线L1形成的倾角α均不同。

具体地，叶尖小翼30的厚度的取值范围为：大于0.5h小于2h，以使整个叶片组件100的结构不显得突兀，保证风机的可靠性及能效。

其中，h为叶尖小翼30对应的叶片20的平均厚度。当叶片20为均一厚度时，即为当叶片20各个部位的厚度相同时，h为叶片20的其中一处的厚度。而当叶片20的厚度不等时，h为叶片20的各个位置的厚度的平均值。

参阅图5，一实施例中，在延伸方向K上，定义叶尖小翼30远离吸力面22的端面33与吸力面22之间的间距为叶尖小翼30的高度，叶尖小翼30的高度的取值范围为：大于1h小于3h，叶尖小翼30的高度在该范围内，以使整个叶片组件100的结构不显得突兀，且可以保证风机的效率。

由于叶片20的叶高为叶片20的前缘23与尾缘24之间的高度的差值，为了保证叶片20在增加叶尖小翼30后叶高不至于过大，自叶片20的前缘23到尾缘24，设置叶尖小翼30包括依次连接的第一连接段34、第二连接段35和第三连接段36(参阅图6)，第一连接段34及第三连接段36的高度均小于第二连接段35的高度。

具体地，第一连接段34自与第二连接段35连接的一端到远离第二连接段35的一端的高度递减，第三连接段36自与第二连接段35连接的一端到远离第二连接段35的一端的高度递减，以方便叶尖小翼30的设计。

参阅图7及图8，在另一些实施例中，叶尖小翼30的高度也可以采用其他方式设置，如第二连接段35的局部的高度小于第一连接段34与第三连接段36局部的高度。

一实施例中，叶片20的叶顶泄露涡的强度较强的区域的倾角α，小于叶片20的叶顶泄露涡的强度较弱的区域的倾角α，以能够较好地优化气流流动的流场，以更好地抑制叶顶泄露涡的发展。一般地，自叶片20的前缘23到尾缘24，叶顶泄露涡的强度的分布规律为“弱-较强-较弱-强-弱”，可以依据该变化规律来设计倾角α的大小，即为自叶片20的前缘23到尾缘24，倾角α的分布规律为“大-较小-较大-小-大”。应当理解的是，在另一些实施例中，倾角α的大小也可以不依据叶顶泄露涡的强度变化而变化，只要保证叶尖小翼30各处的延伸方向K与相对应的平行线L1形成的倾角α均不同即可。

一实施例中，倾角α的取值范围为：大于等于5°小于等于50°。具体地，任意两个倾角α的差值的取值范围为：大于0°小于等于20°。如此设置，能够保证风机具有较好的效率。

本发明另一实施例还提供一种包括上述叶片组件100的轴流风机，由于上述的叶片组件100具有有益效果，相应地，包括上述叶片组件100的轴流风机具有相应的有益效果，在此不再赘述。

具体地，应用Q准则验证了本实施例提供的轴流风机(本实施例中，轴流风机中选用的叶尖小翼30的厚度为1h，高度为1.5H，各处的倾角α均不同，其中包括某处的倾角α为25°)与现有技术中轴流风机(现有技术中轴流风机的厚度和高度与本实施例中叶尖小翼30相等，倾角固定为25°)的叶顶泄漏涡可视化程度。在Q＝400000s-2时，现有技术中轴流风机的叶顶泄漏涡可视化程度如图9，本实施例提供的轴流风机的叶顶泄漏涡可视化程度如图10。从图9和图10中可见，本实施例提供的轴流风机的叶顶泄漏涡得到了极大的改善。

同时，现有技术中轴流风机的叶片20的吸力面22的压力分布如图11，本实施例提供的轴流风机的压力分布如图12。从图11和图12中可见，在同一压力尺下，本实施例提供的轴流风机的叶尖区域的低压范围以及低压值，得到了极大的改善。

另外，本实施例提供的轴流风机(本实施例中，轴流风机中选用的叶尖小翼30的厚度为1h，高度为1.5H，各处的倾角α均不同，其中包括某处的倾角α为25°)、未设有叶尖小翼对的原风机以及具有固定倾角α的轴流风机(固定倾角的α的轴流风机的高度与厚度与本实施例中叶尖小翼30相等，倾角固定为25°)的各参数对比如下：

从上述表格中可以看出，本实施例提供的轴流风机，相对于未设有叶尖小翼的原风机的全压效率提高了8.3％，风量增加了86m³/h。相对于固定倾角轴流风机，风量增加了74m³/h。

本发明另一实施例还提供一种叶尖小翼30的设计方法，包括步骤：

在与叶片组件100的轮毂10的中心轴线L相垂直的平面内，分别作第一虚拟轮廓M及位于第一虚拟轮廓M内的第二虚拟轮廓N(参阅图13及图14)。

具体地，第一虚拟轮廓M在吸力面22的投影与叶片组件100的外轮廓相重合，叶片组件100的外轮廓形状为叶片组件100的叶片20的外轮廓相连接的形状，第一虚拟轮廓M的形状依据叶片组件100的叶片20的外轮廓形状设计。当叶片20的外轮廓形状为以轮毂10的中心为圆心的圆弧状时，则第一虚拟轮廓M的形状为与轮毂10的中心相重合的圆形。当叶片20的外轮廓形状为不以轮毂10的中心为圆心的圆弧状时，第一虚拟轮廓M的形状也需要相应改变，此时第一虚拟轮廓M的形状可以为椭圆形，或者其他形状。

进一步，第二虚拟轮廓N与第一虚拟轮廓M任意位置之间的距离相等。一具体实施方式中，当第一虚拟轮廓M为与轮毂10的中心同心的圆形时，第二虚拟轮廓N也为与轮毂10的中心同心的圆形。另一具体实施例中，当第一虚拟轮廓M为与轮毂10的中心同心的椭圆形时，第二虚拟轮廓N也为与轮毂10的中心同心的椭圆形。

第一虚拟轮廓M与第二虚拟轮廓N在叶片组件100的叶片20的吸力面22一侧向叶片20投影，以在每片叶片20上分别形成第一正投影Co和第二正投影Cn，第一正投影Co与第二正投影Cn界定形成叶尖小翼30的轮廓面37(参阅图13)。

由于第一正投影Co与第二正投影Cn界定形成叶尖小翼30的轮廓面37，也即为第一正投影Co与第二正投影Cn之间的距离为叶尖小翼30的厚度，当第二虚拟轮廓N与第一虚拟轮廓M任意位置之间的距离相等时，能够保证最后形成的叶尖小翼30各处的厚度相等。

自叶片20的前缘23到尾缘24，将轮廓面37划分为至少两个区域，在每个区域上选取一个定位点，过中心轴线L及定位点作对应区域的定位面。区域数、定位点数和定位面数相等且一一对应。

具体地，基于叶顶泄露涡的强度，自叶片20的前缘23到尾缘24依次划分区域，区域的数量为[1,10]。一般地，自叶片20的前缘23到尾缘24，叶顶泄露涡的强度的分布规律为“弱-较强-较弱-强-弱”，可以按照叶顶泄露涡的强度规律划分为5个区域。当然，在另一些实施例中，对于将轮廓面37划分为几个区域不作具体限定。

在每个定位面靠近对应叶片20的一侧内作与中心轴线L具有预设角度的向量以确定延伸方向K，在延伸方向K上以将每个区域拉伸预设高度，以形成对应每个区域的连接段。

使每相邻两个连接段之间光滑过渡连接，以形成自叶片20的前缘23到尾缘24，各处的倾角α均不同的叶尖小翼30。其中，在经过中心轴线L的平面内，叶尖小翼30具有背向吸力面22延伸的延伸方向K，延伸方向K与平行于中心轴线L的平行线L1之间形成倾角α。

即为当通过预设角度的向量确定延伸方向K上，延伸方向K上以将每个区域拉伸预设高度，以形成对应于每个区域的连接段后，再使每两个连接段光滑过渡连接，形成自叶片20的前缘23到尾缘24，各处的倾角α均不同的叶尖小翼30。

本发明实施例提供的叶尖小翼30的设计方法，能够使叶尖小翼30各处的延伸方向K与相对应的平行线L1形成的倾角α均不同。这样，相对于现有技术中固定倾角α的叶尖小翼30，在叶片20上连接有变倾角α的叶尖小翼30，能够优化气流流动的流场，以更好地阻止叶顶泄露涡的发展，从而极大地提高风机的效率及降低风机的气动噪音。

在此需要说明的是，上述预设角度每个定位面内的定位点处对应的叶尖小翼30的倾角α。

进一步，叶顶泄露涡的强度较强的区域的倾角α，小于叶顶泄露涡的强度较弱的区域的倾角α。一般地，自叶片20的前缘23到尾缘24，叶顶泄露涡的强度的分布规律为“弱-较强-较弱-强-弱”，可以依据该变化规律来设计倾角α的大小，即为自叶片20的前缘23到尾缘24，倾角α的分布规律为“大-较小-较大-小-大”。应当理解的是，在另一些实施例中，倾角α的大小也可以不依据叶顶泄露涡的强度变化而变化，只要保证叶尖小翼30各处的延伸方向K与相对应的平行线L1形成的倾角α均不同即可。

下面以一个具体实施例对上述叶尖小翼30的设计方法进行详细说明，本实施例中叶片20的外轮廓形状为以轮毂10的中心为圆心的圆弧状，第一虚拟轮廓M的形状为与轮毂10的中心相重合的圆形，第二虚拟轮廓N的形状同样为与轮毂10的中心相重合的圆形。并定义与叶片组件100的轮毂10的中心轴线L相垂直的平面为OXZ平面。

在OXZ平面内，分别做第一虚拟轮廓M及第二虚拟轮廓N，第一虚拟轮廓M的直半径为R1，第二虚拟轮廓N的半径为R2。

第一虚拟轮廓M与第二虚拟轮廓N在Y方向在叶片组件100的叶片20的吸力面22一侧向叶片20投影，以在每片叶片20上分别形成第一正投影Co和第二正投影Cn，第一正投影Co与第二正投影Cn界定形成叶尖小翼30的轮廓面37(参阅图13及图14)。

参阅图15，自叶片20的前缘23到尾缘24，将轮廓面37划分为三个区域，分别定义为第一区域A、第二区域B和第三区域C。在第一区域A、第二区域B与第三区域C上分别选取第一定位点a、第二定位点b和第三定位点c，具体地，三个定位点均选自于第二正投影Cn上。过中心轴线L与第一定位点a做第一定位面，过中心轴线L与第二定位点b做第二定位面ObO’，过中心轴线L与第三定位点c做第三定位面OcO’。

在每个定位面靠近对应叶片20的一侧内作与中心轴线L具有预设角度的向量以确定延伸方向K，在延伸方向K上以将每个区域拉伸预设高度，以形成对应每个区域的连接段。具体地，在第一定位面靠近对应叶片20的一侧内作与中心轴线L具有第一预设角度β1的第一向量以确定第一区域A的第一延伸方向K，在第一延伸方向K上以将第一区域A拉伸第一预设高度，以形成对应第一区域A的第一连接段34。在第二定位面ObO’靠近对应叶片20的一侧内作与中心轴线L具有第二预设角度β2的第二向量以确定第二区域B的第二延伸方向K，在第二延伸方向K上以将第二区域B拉伸第二预设高度，以形成对应第二区域B的第二连接段35。在第三定位面OcO’靠近对应叶片20的一侧内作与中心轴线L具有第三预设角度β3的第三向量以确定第三区域C的第三延伸方向K，在第三延伸方向K上以将第三区域C拉伸第三预设高度，以形成对应第三区域C的第三连接段36。

更具体地，上述第一预设高度、第二预设高度及第三预设高度相同。应当理解的是，在另一些实施例中，还可以设置第一预设高度、第二预设高度及第三预设高度不同。

使第一连接段34与第二连接段35之间，及第二连接段35和第三连接段36之间光滑过渡，即为使第一连接段34、第二连接段35及第三连接段36按照流线型连接，以形成自叶片20的前缘23到尾缘24，各处的倾角α均不同的叶尖小翼30。

进一步，通过斜削方式调整第一连接段34和第三连接段36，以满足用户对于叶片20的叶高的需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种叶片组件，其特征在于，包括：

轮毂(10)，所述轮毂(10)具有中心轴线(L)；

与所述轮毂(10)连接的叶片(20)，在所述轮毂(10)的轴向上，所述叶片(20)的两侧分别形成吸力面(22)和压力面(21)；

叶尖小翼(30)，在所述轮毂(10)的径向上，所述叶尖小翼(30)与所述叶片(20)的边缘连接，并向背向所述吸力面(22)延伸；

其中，在经过所述中心轴线(L)的平面内，所述叶尖小翼(30)具有背向所述吸力面(22)延伸的延伸方向(K)，所述延伸方向(K)与平行于所述中心轴线(L)的平行线(L1)之间形成倾角(α)；自所述叶片(20)的前缘(23)到尾缘(24)，所述叶尖小翼(30)各处的延伸方向(K)与相对应的所述平行线(L1)形成的所述倾角(α)均不同。

2.根据权利要求1所述的叶片组件，其特征在于，所述叶尖小翼(30)具有靠近所述轮毂(10)的内壁面(31)和远离所述轮毂(10)的外壁面(32)，定义所述内壁面(31)与所述外壁面(32)之间的距离为所述叶尖小翼(30)的厚度；

自所述叶片(20)的前缘(23)到尾缘(24)，所述叶尖小翼(30)的厚度相等。

3.根据权利要求1所述的叶片组件，其特征在于，所述倾角(α)的取值范围为：大于等于5°小于等于50°。

4.根据权利要求2所述的叶片组件，其特征在于，任意两个所述倾角(α)的差值的取值范围为：大于0°小于等于20°。

5.根据权利要求1所述的叶片组件，其特征在于，所述叶尖小翼(30)具有靠近所述轮毂(10)的内壁面(31)和远离所述轮毂(10)的外壁面(32)，定义所述内壁面(31)与所述外壁面(32)之间的距离为所述叶尖小翼(30)的厚度；

所述叶尖小翼(30)的厚度的取值范围为：大于0.5h小于2h；其中，所述h为所述叶尖小翼(30)对应的所述叶片(20)的平均厚度。

6.根据权利要求1所述的叶片组件，其特征在于，在所述延伸方向(K)上，定义所述叶尖小翼(30)远离所述吸力面(22)的端面(33)与所述吸力面(22)之间的间距为所述叶尖小翼(30)的高度；

所述叶尖小翼(30)的高度的取值范围为：大于1h小于3h；其中，所述h为所述叶尖小翼(30)对应的所述叶片(20)的平均厚度。

7.根据权利要求1所述的叶片组件，其特征在于，自所述叶片(20)的前缘(23)到尾缘(24)，所述叶尖小翼(30)包括依次连接的第一连接段(34)、第二连接段(35)和第三连接段(36)，所述第一连接段(34)及所述第三连接段(36)的高度均小于所述第二连接段(35)的高度。

8.根据权利要求7所述的叶片组件，其特征在于，所述第一连接段(34)自与所述第二连接段(35)连接的一端到远离所述第二连接段(35)的一端的高度递减，所述第三连接段(36)自与所述第二连接段(35)连接的一端到远离所述第二连接段(35)的一端的高度递减。

9.根据权利要求1所述的叶片组件，其特征在于，全部所述叶片(20)形成的外轮廓连接形成圆形。

10.根据权利要求1-9任一项所述的叶片组件，其特征在于，所述叶片(20)的所述叶顶泄露涡的强度较强的区域的所述倾角(α)，小于所述叶片(20)的所述叶顶泄露涡的强度较弱的区域的倾角(α)。

11.一种轴流风机，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的叶片组件。

12.一种叶尖小翼(30)的设计方法，其特征在于，包括步骤：

在与叶片组件的轮毂(10)的中心轴线(L)相垂直的平面内，分别作第一虚拟轮廓(M)及位于所述第一虚拟轮廓(M)内的第二虚拟轮廓(N)；

所述第一虚拟轮廓(M)与所述第二虚拟轮廓(N)在所述叶片组件的叶片(20)的吸力面(22)一侧向所述叶片(20)投影，以在每片所述叶片(20)上分别形成第一正投影(Co)和第二正投影(Cn)，所述第一正投影(Co)与所述第二正投影(Cn)界定形成叶尖小翼(30)的轮廓面(37)；

自所述叶片(20)的前缘(23)到尾缘(24)，将所述轮廓面(37)划分为至少两个区域，在每个所述区域上选取一个定位点，过所述中心轴线(L)及所述定位点作对应所述区域的定位面；

在每个所述定位面靠近对应所述叶片(20)的一侧内作与所述中心轴线(L)具有预设角度的向量以确定延伸方向(K)，在所述延伸方向(K)上以将每个所述区域拉伸预设高度，以形成对应每个所述区域的连接段；

使每相邻两个连接段之间光滑过渡连接，以形成自所述叶片(20)的前缘(23)到尾缘(24)，各处的所述倾角(α)均不同的叶尖小翼(30)；

其中，所述第一虚拟轮廓(M)在所述吸力面(22)的投影与所述叶片组件的外轮廓相重合，在经过所述中心轴线(L)的平面内，所述叶尖小翼(30)具有背向所述吸力面(22)延伸的延伸方向(K)，所述延伸方向(K)与平行于所述中心轴线(L)的平行线(L1)之间形成倾角(α)。

13.根据权利要求12所述的叶尖小翼(30)的设计方法，其特征在于，所述第一虚拟轮廓(M)与所述第二虚拟轮廓(N)两者之间任意位置的距离相等。

14.根据权利要求12所述的叶尖小翼(30)的设计方法，其特征在于，所述第一虚拟轮廓(M)与所述第二虚拟轮廓(N)均为与所述轮毂(10)的中心同心的圆形。

15.根据权利要求12-14任一项所述的叶尖小翼(30)的设计方法，其特征在于，所述叶顶泄露涡的强度较强的区域的倾角(α)，小于所述叶顶泄露涡的强度较弱的区域的倾角(α)。

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