CN205937224U

CN205937224U - 一种叶轮装置以及设有该叶轮装置的轴流通风机

Info

Publication number: CN205937224U
Application number: CN201620897331.4U
Authority: CN
Inventors: 吴兰勇; 解博超; 李清泉
Original assignee: GUANGZHOU LVDAOFENG INDOOR AIR SYSTEM TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Guangdong Nedfon Air System Co Ltd
Priority date: 2016-08-17
Filing date: 2016-08-17
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2026-08-17

Abstract

本实用新型公开了一种叶轮装置，包括轮毂和设置在轮毂上的多个叶片；所述叶片弯曲，且所述叶片上的点所在的叶片高度百分比越大，该点所在的叶片安装角度越小。相比于现有技术，本实用新型在气体不断变化的情况下，将叶片设计成弯曲的形状，且在叶片不同高度百分比上设计成不同的叶片安装角度，可使得气体在不同高度处可沿着一定的曲线而滑动，大大减少了阻力，提高了效率、降低了能耗。本实用新型同时还提供一种轴流通风机。

Description

一种叶轮装置以及设有该叶轮装置的轴流通风机

技术领域

本实用新型涉及轴流通风机领域，尤其涉及一种叶轮装置及设有该叶轮装置的轴流通风机。

背景技术

轴流通风机作为目前市场上最常用的一种通风设备，广泛应用于民用、工业、农业、交通各行业。现有的轴流通风机通常包括机壳、设置在机壳内的电机和固定在电机轴上的叶轮装置。请参阅图1，其是现有叶轮装置的结构示意图。所述叶轮装置包括轮毂11和固定在轮毂11上的叶片12，气体平行于电机轴进入机壳内，并在叶片12的推挤而使能量不断增加，再经过后续扩压管等设备的处理，将气体动能转换为可实际应用的压力能。

请参阅图2，其是现有叶片的剖面形状的投影图，该图2是以图1作为参照图，以轮毂11中心作为原点O、垂直向上作为X轴、水平向右作为Y轴、垂直纸面向外作为Z轴，将其中一个叶片12的剖面形状在YOZ平面上投影形成的。由图2中可知，现有的叶片12形状是规则的平板结构，若设轮毂11半径为r；以轮毂11中心为圆心、叶片12自由端端部到该圆心的距离为R；以轮毂11中心为圆心的圆与叶片12相交时，该圆所在的半径为叶片12高度半径ri；则叶片高度比分比为：(ri-r)/(R-r)*100％；以与叶片相交的点即图2所述的形状的一端端点作为前缘点A1，叶片12与轮毂11固定的点即图2所示的形状的另一端端点作为后缘点A2，则前缘点A1和后缘点A2连线定义为弦线，该弦线与水平Y轴所成的夹角为叶片安装角B，由图可知叶片12的各点所在的高度百分比对应的叶片安装角度均相同，而该叶片12安装角度通常根据经验设置，并且由于叶片12紧固在轮毂11上，以一定的叶片12安装角度固定在轮毂11上后就不能再改变。

由于叶轮装置在实际工作中，其内部的叶片所处的流场变化是很大的，在有些工况下，现有的单一且固定不变的叶片安装角度设计，容易导致叶轮装置效率低下、能耗大的问题。

实用新型内容

本实用新型在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种效率高、能耗小的叶轮装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种叶轮装置，包括轮毂和设置在轮毂上的多个叶片；所述叶片弯曲，且所述叶片上的点所在的叶片高度百分比越大，该点所在的叶片安装角度越小。

相比于现有技术，本实用新型在气体不断变化的情况下，将叶片设计成弯曲的形状，且在叶片不同高度百分比上设计成不同的叶片安装角度，可使得气体在不同高度处可沿着一定的曲线而滑动，大大减少了阻力，提高了效率、降低了能耗。

进一步地，所述叶片上各点所在的安装角度与该点所在的叶片高度百分比满足：以叶片高度百分比作为横坐标单位，以叶片安装角度作为纵坐标单位，所述叶片各点在该坐标系上的连线为非均匀有理B样条曲线。

进一步地，所述叶片上各点所在的安装角度与该点所在的叶片高度百分比满足：在叶片高度百分比为0％上，叶片安装角度为38.93°±15°；在叶片高度百分比为22.6％上，叶片安装角度为35.62°±15°；在叶片高度百分比为44.5％上，叶片安装角度为26.31°±15°；在叶片高度百分比为66.8％上，叶片安装角度为20.24°±15°；在叶片高度百分比为77.9％上，叶片安装角度为17.87°±15°；在叶片高度百分比为89.0％上，叶片安装角度为16.35°±15°；在叶片高度百分比为100％上，叶片安装角度为15.98°±10°。

进一步地，所述轮毂包括轮毂前盘和轮毂后盘；所述轮毂前盘的外周均匀设有第一插槽；所述轮毂后盘外周均匀设有第二插槽；所述第一插槽和第二插槽匹配形成容置空间。

进一步地，所述叶片包括叶柄和固定在叶柄上的叶片体；所述叶柄的一端设有可卡设在轮毂的容置空间上的凸台，另一端与叶片体固定连接。

相比于现有技术，本实用新型在气体不断变化的情况下，将叶片设计成弯曲的形状，且在叶片不同高度百分比上设计成不同的叶片安装角度，可使得气体在不同高度处可沿着一定的曲线而滑动，大大减少了阻力，提高了效率、降低了能耗。进一步地，将叶片设计成成熟的非均匀有理B样条曲线，可进一步提高效率。

本发明同时还提供一种轴流通风机，包括机壳、设置在机壳内的电机和固定在电机轴上的叶轮装置；所述叶轮装置包括轮毂和设置在轮毂上的多个叶片；所述叶片弯曲，且所述叶片上的点所在的叶片高度百分比越大，该点所在的叶片安装角度越小。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1是现有叶轮装置的结构示意图；

图2是现有叶片的剖面形状的投影图；

图3是本申请实施例中叶轮装置的结构示意图；

图4是本申请实施例中叶轮装置的侧视图；

图5是本申请实施例中叶片的结构示意图；

图6是本申请实施例中叶片剖面形状的投影图；

图7是本申请实施例中叶片高度百分比与叶片安装角度的坐标图；

图8是本申请实施例中叶片安装角度与叶片高度满足第二种情况下，气体流量与全压压力、动压压力、叶轮装置的效率、叶轮装置的功率的坐标图；

图9是本申请实施例中叶片安装角度与叶片高度满足第三种情况下，气体流量与全压压力、动压压力、叶轮装置的效率、叶轮装置的功率的坐标图；

图10是本申请实施例中轴流通风机的结构示意图。

具体实施方式

非均匀有理B样条(Non uniform rational B-spline，NURBS)，是在计算机图形学中常用的数学模型，其可根据控制点和内部参数绘制曲线或曲面。

基于非均匀有理B样条的上述特点，本实用新型的叶片安装角度与叶片高度百分比满足非均匀有理B样条变化，进而将叶片弯曲设计，具体的，请参阅图3，其是本申请实施例中叶轮装置的结构示意图。该叶轮装置包括轮毂21和均匀设置在轮毂上的多个叶片22。

为调节叶片22的安装角度，本实用新型对轮毂21进行了改进，具体的，所述轮毂21包括轮毂前盘211、轮毂后盘212和螺栓213；所述轮毂前盘211的外周均匀设有第一插槽和螺母沉孔2111；所述轮毂后盘212外周均匀设有第二插槽；所述第一插槽和第二插槽匹配形成容置空间。将叶片22的一端固定在该容置空间内，并将叶片22绕着该端转动角度，转动到预定角度后，通过螺栓213固定在螺母沉孔内，将轮毂前盘211和轮毂后盘212固定，进而将叶片22固定。

本实施例中，所述轮毂前盘211和轮毂后盘212为圆形盘；且所述轮毂前盘211和轮毂后盘212中心设有用于与电机轴连接的轴孔2112。

为提高效率，本实用新型对叶片22进行了改进。

请同时参阅图4和图5，图4是本申请实施例中叶轮装置的侧视图；图5是本申请实施例中叶片的结构示意图。所述叶片22包括叶柄221和固定在叶柄上的叶片体222。

所述叶柄221为一圆柱体，其一端卡设在轮毂21的容置空间上的凸台2211，另一端与叶片体222固定连接。

为提高效率，本实用新型主要对叶片体222进行改进。

请参阅图6，其是本申请实施例中的叶片的剖面形状的投影图，该图6是以图3作为参照图，以轮毂11中心作为原点O、垂直向上作为X轴、水平向右作为Y轴、垂直纸面向外作为Z轴，将其中一个叶片的剖面形状在YOZ平面上投影形成的；在图4中，设该叶片的某个高度点在YOZ平面上的投影点为图4中的一端端点即前缘点C1，叶片22与轮毂21固定的点即图4所示的形状的另一端端点作为后缘点C2，则前缘点C1和后缘点C2连线定义为弦线，该弦线与水平Y轴所成的夹角为叶片安装角D。

请参阅图7，其是本申请实施例中叶片高度百分比与叶片安装角度的坐标图，该图中横坐标为叶片高度百分比X1，单位为％；纵坐标为叶片安装角度X2，单位为度。本实施例中，所述叶片体222弯曲，且叶片体222上的点所在的叶片高度百分比越大，该点所在的叶片安装角度越小。具体的，若以叶片高度百分比作为横坐标单位，以叶片安装角度作为纵坐标单位，所述叶片各点在该坐标系上的连线为非均匀有理B样条曲线。

本实施例中，取七个叶片高度百分比为例，则所述叶片22的该七个点所在的高度百分比与该点所在的叶片安装角度满足：在叶片高度百分比为0％上，叶片安装角度为38.93°±15°；在叶片高度百分比为22.6％上，叶片安装角度为35.62°±15°；在叶片高度百分比为44.5％上，叶片安装角度为26.31°±15°；在叶片高度百分比为66.8％上，叶片安装角度为20.24°±15°；在叶片高度百分比为77.9％上，叶片安装角度为17.87°±15°；在叶片高度百分比为89.0％上，叶片安装角度为16.35°±15°；在叶片高度百分比为100％上，叶片安装角度为15.98°±10°。

以叶轮半径为900mm为例，所述叶片22的七个点所在的高度百分比与该点所在的叶片安装角度满足第一种情况：在叶片高度百分比为0％上，叶片安装角度为32.9°；在叶片高度百分比为22.6％上，叶片安装角度为26.6°；在叶片高度百分比为44.5％上，叶片安装角度为20.3°；在叶片高度百分比为66.8％上，叶片安装角度为14.2°；在叶片高度百分比为77.9％上，叶片安装角度为11.8°；在叶片高度百分比为89.0％上，叶片安装角度为10.3°；在叶片高度百分比为100％上，叶片安装角度为9.97°。

以叶轮半径为900mm为例，所述叶片22的七个点所在的高度百分比与该点所在的叶片安装角度或者满足第二种情况：在叶片高度百分比为0％上，叶片安装角度为37.9°；在叶片高度百分比为22.6％上，叶片安装角度为31.6°；在叶片高度百分比为44.5％上，叶片安装角度为25.3°；在叶片高度百分比为66.8％上，叶片安装角度为19.2°；在叶片高度百分比为77.9％上，叶片安装角度为16.8°；在叶片高度百分比为89.0％上，叶片安装角度为15.3°；在叶片高度百分比为100％上，叶片安装角度为14.9°。

以叶轮半径为900mm为例，所述叶片22的七个点所在的高度百分比与该点所在的叶片安装角度或者满足第三种情况：在叶片高度百分比为0％上，叶片安装角度为42.9°；在叶片高度百分比为22.6％上，叶片安装角度为36.6°；在叶片高度百分比为44.5％上，叶片安装角度为30.3°；在叶片高度百分比为66.8％上，叶片安装角度为24.2°；在叶片高度百分比为77.9％上，叶片安装角度为21.8°；在叶片高度百分比为89.0％上，叶片安装角度为20.3°；在叶片高度百分比为100％上，叶片安装角度为19.9°。

以叶轮半径为900mm为例，所述叶片22的七个点所在的高度百分比与该点所在的叶片安装角度或者满足第四种情况：在叶片高度百分比为0％上，叶片安装角度为47.9°；在叶片高度百分比为22.6％上，叶片安装角度为41.6°；在叶片高度百分比为44.5％上，叶片安装角度为35.3°；在叶片高度百分比为66.8％上，叶片安装角度为29.2°；在叶片高度百分比为77.9％上，叶片安装角度为26.8°；在叶片高度百分比为89.0％上，叶片安装角度为25.3°；在叶片高度百分比为100％上，叶片安装角度为24.9°。

以叶轮半径为900mm为例，所述叶片22的七个点所在的高度百分比与该点所在的叶片安装角度或者满足第五种情况：在叶片高度百分比为0％上，叶片安装角度为52.9°；在叶片高度百分比为22.6％上，叶片安装角度为46.6°；在叶片高度百分比为44.5％上，叶片安装角度为40.3°；在叶片高度百分比为66.8％上，叶片安装角度为34.2°；在叶片高度百分比为77.9％上，叶片安装角度为31.8°；在叶片高度百分比为89.0％上，叶片安装角度为30.3°；在叶片高度百分比为100％上，叶片安装角度为29.9°。

请同时参阅图8和图9，图8是本申请实施例中叶片安装角度与叶片高度满足第二种情况下，气体流量与全压压力、动压压力、叶轮装置的效率、叶轮装置的功率的坐标图；图9是本申请实施例中叶片安装角度与叶片高度满足第三种情况下，气体流量与全压压力、动压压力、叶轮装置的效率、叶轮装置的功率的坐标图，图8和图9中，横坐标为气体流量Y1，单位为(x10⁴m³/h)；从左到右纵坐标分别代表压力Y2、效率Y3和功率Y4，单位分别为Pa、％、Kw。从图中可以得到，本申请的叶轮装置在流量为24000-34000m3/h范围内，叶轮的工作效率均超过了70&，且远远超过国家标准GB/T 19761-2009《通风机能效限定值及能效等级》中规定的能效标准，满足在较大范围内具有高效率、全压压力大、消耗的功率小的特点。

请参阅图10，其是本实用新型轴流通风机的结构图。本实用新型同时还提供一种轴流通风机，该轴流通风机包括机壳31、固定在机壳内的机架32、固定在机架上的电机33和固定在电机轴上的叶轮装置33。所述叶轮装置33与上述的结构完全相同，这里不加赘述。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims

1.一种叶轮装置，包括轮毂和设置在轮毂上的多个叶片；其特征在于，所述叶片弯曲，且所述叶片上的点所在的叶片高度百分比越大，该点所在的叶片安装角度越小。

2.根据权利要求1所述的叶轮装置，其特征在于，所述叶片上各点所在的安装角度与该点所在的叶片高度百分比满足：以叶片高度百分比作为横坐标单位，以叶片安装角度作为纵坐标单位，所述叶片各点在该坐标系上的连线为非均匀有理B样条曲线。

3.根据权利要求2所述的叶轮装置，其特征在于，所述叶片上各点所在的安装角度与该点所在的叶片高度百分比满足：在叶片高度百分比为0％上，叶片安装角度为38.93°±15°；在叶片高度百分比为22.6％上，叶片安装角度为35.62°±15°；在叶片高度百分比为44.5％上，叶片安装角度为26.31°±15°；在叶片高度百分比为66.8％上，叶片安装角度为20.24°±15°；在叶片高度百分比为77.9％上，叶片安装角度为17.87°±15°；在叶片高度百分比为89.0％上，叶片安装角度为16.35°±15°；在叶片高度百分比为100％上，叶片安装角度为15.98°±10°。

4.根据权利要求1所述的叶轮装置，其特征在于，所述轮毂包括轮毂前盘和轮毂后盘；所述轮毂前盘的外周均匀设有第一插槽；所述轮毂后盘外周均匀设有第二插槽；所述第一插槽和第二插槽匹配形成容置空间。

5.根据权利要求4所述的叶轮装置，其特征在于，所述叶片包括叶柄和固定在叶柄上的叶片体；所述叶柄的一端设有可卡设在轮毂的容置空间上的凸台，另一端与叶片体固定连接。

6.根据权利要求5所述的叶轮装置，其特征在于，所述叶柄为一圆柱体。

7.根据权利要求4所述的叶轮装置，其特征在于，所述轮毂前盘和轮毂后盘通过螺栓固定。

8.一种轴流通风机，包括机壳、设置在机壳内的电机和固定在电机轴上的叶轮装置；所述叶轮装置包括轮毂和设置在轮毂上的多个叶片；其特征在于，所述叶片弯曲，且叶片上各点所在的叶片安装角度随该点所在的叶片高度百分比的增大而减小。

9.根据权利要求8所述的轴流通风机，其特征在于，所述叶片上各点所在的安装角度与该点所在的叶片高度百分比满足：以叶片高度百分比作为横坐标单位，以叶片安装角度作为纵坐标单位，所述叶片各点在该坐标系上的连线为非均匀有理B样条曲线。