[发明专利]复合弯掠式轴流风扇结构及其设计方法

说明书

本发明公开了一种复合弯掠式轴流风扇结构及其设计方法，包括有轮毂和叶片；所述叶片的积叠方式为叶片截面弦长中点积叠，且弯积叠线为抛物线，掠积叠线为三次B样条曲线，所述叶片外缘设置为翻边结构；定义所述叶片叶高方向为Y轴正方向，所述轮毂轴心方向为X轴方向，记轮毂截面处的半径为R_H，叶顶截面处的半径为R_T，轮毂到叶顶之间任意截面处的半径为；通过采用将叶片外缘翻边结构设计分开参数化设计，有利于提高轴流风扇叶片的设计效率，同时保证叶片外缘翻边结构设计更合理，有利于减少流动损失，能有效提高轴流风扇的效率、降低噪声。

技术领域

本发明涉及轴流风扇技术领域，特别是一种复合弯掠式轴流风扇结构及其设计方法。

背景技术

轴流风扇是一类重要和量大的风机，在煤矿、矿山、隧道、化工、能源、纺织等行业中大量使用轴流风扇，发挥其通风除尘作用。由于空调室外机内风道结构的特殊性，此类轴流风扇靠近轮毂的弦长小、叶顶的弦长大，轴流风扇的效率受到叶片弯掠效果影响很大。

目前此类轴流风扇在三维建模软件里采用投影的方式完成弯掠设计，这种方法设计效率较低，而且弯掠角和积叠线不易控制，影响轴流风扇的出风效率和静音效果。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种复合弯掠式轴流风扇结构及其设计方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种复合弯掠式轴流风扇设计方法，包括有轮毂和叶片；所述叶片的积叠方式为叶片截面弦长中点积叠，且弯积叠线为抛物线，掠积叠线为三次B样条曲线，所述叶片外缘设置为翻边结构；定义所述叶片叶高方向为Y轴正方向，所述轮毂轴心方向为X轴方向，记轮毂截面处的半径为R_H，叶顶截面处的半径为R_T，轮毂到叶顶之间任意截面处的半径为r，沿Y轴正方向选取若干个截面，对应取值K＝(r-R_H)/(R_T-R_H)，当K为90％～100％时对应所述翻边结构，当K为0％～90％时对应所述叶片的其它位置；以每个截面弦长的中点作为积叠点，由所述积叠点形成一条空间积叠线，将该空间积叠线分别投影至XOY平面和YOZ平面，得到弯积叠线和掠积叠线；在XOY平面上，空间直角坐标系的原点O到叶顶截面，当K＝100％时，积叠点的连线与Y轴正方向的夹角记为弯角δ；在YOZ平面上，空间直角坐标系的原点O到叶顶截面，当K＝100％时，积叠点的连线与Y轴正方向的夹角称为掠角θ。

根据本发明所提供的轴流风扇设计方法，通过采用将叶片外缘翻边结构设计分开参数化设计，有利于提高轴流风扇叶片的设计效率，同时保证叶片外缘翻边结构设计更合理，有利于减少流动损失，能有效提高轴流风扇的效率、降低噪声。

作为本发明的一些优选实施例，所述K的取值分别为0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、92.5％、95％、97.5％、100％。

一种复合弯掠式轴流风扇结构，采用上述的复合弯掠式轴流风扇设计方法；

所述弯积叠线为抛物线，所述抛物线的控制方程定义为，

y＝A[x-a(R_T-R_H)-R_H]²+B

其中所述A、所述B为二次函数的系数，

H_S＝R_T tanδ