一種葉片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風機葉輪的葉片，具體地，本發(fā)明涉及一種端側(cè)朝向輪彀的葉片的幾何結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及一種風機葉輪。
【背景技術(shù)】
[0002]在軸流風機上，葉輪的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向平行或軸向于氣流方向。在徑流式風機上，葉輪的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向放射狀的面相出口側(cè)的氣流方向。帶有葉片的葉輪圍繞輪彀旋轉(zhuǎn)，因而傳送了一個氣體介質(zhì)。特別是在在一個設(shè)備內(nèi)或類似物體內(nèi)的風機輪模塊制造和/或安裝期間，危險的應(yīng)力產(chǎn)生，它可能會損壞葉片。在風機葉輪工作時，圍繞風機輪葉片的氣體介質(zhì)的氣流通過風扇輪轂進入附著在風扇輪轂上的軸，產(chǎn)生被消散的力，這樣的話，由于離心力產(chǎn)生的壓力會對風機葉輪帶來問題。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)是這樣解決這個問題的。例如，增加連接輪彀和葉片區(qū)域的葉片的壁厚。但是這樣勢必增加風機葉輪的重量，這提高了材料消耗，導致制造成本增加。風機葉輪通常由塑料制成，增加壁厚會延長葉輪的制造周期，例如，在熱塑性塑料噴射鑄造的冷卻過程中壁厚有一個二次效應(yīng)。
[0004]另外一種已知的能夠加固葉片的方法是在葉片的橫截面設(shè)置一個焊珠。這樣也可以增加壁厚。此外美國專利5，066，196提出在葉片和輪轂連接的區(qū)域至少設(shè)置一條加強筋。同時美國公開專利申請文件2004/0013526 Al提出在風機葉輪葉片的附屬區(qū)域預(yù)設(shè)至少兩根筋。
[0005]然而，這些增加強度的手段會對氣流產(chǎn)生不利影響。氣流在輪彀區(qū)域的分離會對工作效率和工作噪音產(chǎn)生不利影響。此外，當旋轉(zhuǎn)軸處于垂直位置時，特別是當軸流式風機葉輪處于靜止狀態(tài)時，液體無法完全排出。水在風機葉輪葉片上的積聚會造成風機葉輪不平衡和冰凍損壞，特別是在冬天。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種用于風機葉輪的葉片，其根據(jù)強度需求，材料使用和產(chǎn)品易生產(chǎn)性方面，具有優(yōu)化的屬性，至少保留了氣流的屬性，并且不會對工作噪音和工作效率進行技術(shù)妥協(xié)。
[0007]獨立權(quán)利要求1所記載的風機葉輪葉片的特征可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0008]從屬權(quán)利要求2至14提供了進一步改進葉片的特征。
[0009]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種風機葉輪，其根據(jù)強度需求，材料使用和產(chǎn)品易生產(chǎn)性方面，具有優(yōu)化的屬性，至少保留了氣流的屬性，并且不會對工作噪音和工作效率進行技術(shù)妥協(xié)。
[0010]另一個獨立權(quán)利要求15所記載的風機葉輪的特征可以實現(xiàn)本發(fā)明的另一個目的。從屬權(quán)利要求16和17提供了進一步改進風機葉輪的特征。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，一個風機葉輪葉片，具有朝向輪彀的一個末端區(qū)域，借此葉片在朝向輪穀的末端區(qū)域至少有一個筋，借此筋具有類似流動剖面的外部形狀。此處，葉片橫截面的形狀被稱之為術(shù)語“流動剖面”，因為它的特殊的葉片形狀，并因為氣流產(chǎn)生了沖擊物體的力。例如，這可以是具有凸第一葉片側(cè)和平第二葉片側(cè)的平凸外形，或者它可以是具有凸第一葉片側(cè)和凹第二葉片側(cè)的凹凸外形。這里，葉片橫截面形成一外部形狀，借此在筋的區(qū)域內(nèi)，外層形成外部形狀的輪廓。此外，本發(fā)明的葉片具有一個筋底，在朝向輪彀的末端區(qū)域內(nèi)的筋的起始點，它比在筋的末端的相反的筋底位于更高的軸向方向。因此，流體方向的在筋的末端的筋底位于低于在朝向輪彀的末端區(qū)域內(nèi)的筋的起始點的筋底。因此，任何擊打固定風機葉輪的葉片的水可以被排出，尤其在風機葉輪被設(shè)置為基本上旋轉(zhuǎn)軸垂直定向時，作為此設(shè)置的結(jié)果，即使在環(huán)境溫度低于冰點時，冰塊被除去，并且因而不會產(chǎn)生不平衡和/或冰凍損壞。
[0012]本發(fā)明是基于一個令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，當把筋的外部形狀類似成流動剖面時，盡管經(jīng)過筋和葉片輪廓的揣流強度提高了，其中介質(zhì)流體在葉片輪廓上被中斷，但筋不會對經(jīng)過葉片的氣流產(chǎn)生負面影響。當介質(zhì)流體在葉片輪廓上被多個葉片上的筋中斷數(shù)次時，這種效應(yīng)仍然存在。然而，筋具有加強作用。因此，本發(fā)明的葉片具有優(yōu)化的強度性能，至少保證流動性能，并且導致噪音和效率的技術(shù)折衷，借此葉片的壁厚不會增加，因此不會對材料的消耗和易生產(chǎn)性產(chǎn)生不利影響。
[0013]在本發(fā)明所述的葉片的一個優(yōu)選的實施例里，葉片的最大壁厚和葉片的最大剖面厚度之間的比例為0.1至0.9，其中更優(yōu)選的比例為0.2至0.6。
[0014]另外一個被證明的優(yōu)選實施例是，筋的厚度和葉片的壁厚之間的比例為0.1至2，其中更優(yōu)選的比例是0.5至1.5之間。
[0015]在本發(fā)明所述的葉片的另一個優(yōu)選的實施例里，在轂的肩膀處，筋在徑向方向形成的角度范圍在-80°至+80°之間，其中更優(yōu)選的范圍是-45°至+45°之間。
[0016]筋的運動路徑可以被設(shè)計成直線?；蛘?，也可以被設(shè)計成逆時針方向徑向向左彎曲運動，或者被設(shè)計成順時針方向徑向右彎曲運動。
[0017]在本發(fā)明所述的葉片的另一個優(yōu)選的實施例里，筋在外形區(qū)域內(nèi)有一個末端幾何體，借此筋的末端幾何體被設(shè)計成鋸齒形狀，借此筋的末端幾何體和外部形狀之間形成的角度范圍為-45°至+45°，特別優(yōu)選的范圍為-30°至+30°。這樣的鋸齒形狀設(shè)計使得分離筋的末端的氣流不會從筋的突緣部位經(jīng)過。
[0018]此外，葉片的另一個優(yōu)點是，在朝向輪彀的葉片末端區(qū)域至少有兩根筋，借此兩跟筋之間的空隙和筋的厚度之間的比例范圍為0.2至5，特別優(yōu)選的比例范圍為0.5至1.5。此外一塊葉片上所有筋的厚度可以是相同的，而且出于同樣的原因，葉片上多條或所有筋間的空隙也可以是相同的。但獨立的筋和空隙的大小也可以不同。
[0019]本發(fā)明所述的風機葉輪至少包括一個本發(fā)明所述的葉片。此外該風機葉輪可以是軸流式風機葉輪，徑流式風機葉輪或者其他風扇設(shè)計的葉輪。這里，不能對風扇這個術(shù)語做限定理解，而應(yīng)該要包括通風機，鼓風機，還包括轉(zhuǎn)子和螺旋槳，以使得本發(fā)明的保護范圍延伸到葉片和風機葉輪的所有可以想象得到的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0020]從屬權(quán)利要求，優(yōu)選的實施例和附圖將進一步闡述本發(fā)明的更多的優(yōu)點，特點和進步之處。在優(yōu)選的實施例里涉及到軸流式風機葉輪，但不能做限定性理解。還可以解釋成徑流式風機葉輪或者其他通風方式的葉輪。
【附圖說明】
[0021]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的軸流式風機葉輪的俯視圖；
[0022]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的軸流式風機葉輪的剖面圖；
[0023]圖3是本發(fā)明的軸流式風機葉輪的風機葉輪葉片的第一實施例的剖面圖；
[0024]圖4是本發(fā)明的軸流式風機葉輪的風機葉輪葉片的第二實施例的剖面圖；
[0025]圖5是本發(fā)明的軸流式風機葉輪的風機葉輪葉片的第三實施例的剖面圖；
[0026]圖6是本發(fā)明的軸流式風機葉輪的風機葉輪葉片的第四實施例的剖面圖；
[0027]圖7是本發(fā)明的軸流式風機葉輪的風機葉輪葉片的第五實施例的剖面圖；
[0028]圖8是本發(fā)明的軸流式風機葉輪的局部俯視圖。
[0029]參考號列表
[0030]100 風機葉輪
[0031]110 輪穀
[0032]120 葉片
[0033]121 筋
[0034]122 空隙
[0035]123 筋的末端幾何體
[0036]124 朝向輪彀的葉片末端區(qū)域
[0037]125 第一葉片側(cè)
[0038]126 第二葉片側(cè)
[0039]127 第一筋側(cè)壁
[0040]128 第二筋側(cè)壁
[0041]A 外部結(jié)構(gòu)
[0042]Pl 筋起始點的筋底
[0043]P2 筋末端的筋底
[0044]t_max最大剖面厚度
[0045]t_w 壁厚
[0046]b 筋的厚度
[0047]r 徑向方向
[0048]s 空隙L的寬度
[0049]α 坡度(鋸齒狀)
[0050]β 在肩膀處導向輪轂的筋與徑向方向間的角度。
【具體實施方式】
[0051]圖1示出的是現(xiàn)有技術(shù)的風機葉輪100。輪彀110上安裝有4個風機葉輪葉片120。每個風機葉輪葉片120上在其與輪彀110連接的區(qū)域有一條筋121，筋121被同樣的成型在輪彀110上，并被安裝風機葉輪葉片120上。風機葉輪葉片120上產(chǎn)生的離心力不僅通過連接傳導到風機葉輪葉片120上，還會通過筋121傳導到輪穀110上。
[0052]圖2示出的是和圖1里相同的風機葉輪100的局部剖視圖。其中，在和輪彀110相連接的區(qū)域，風機葉輪葉片120被顯示為剖面形式。風機葉輪葉片120的流量剖面具有凸出彎曲的第一葉片側(cè)125和平面的第二葉片側(cè)126。在第一葉片側(cè)125上有一個筋121，同時在第二葉片側(cè)126上有兩個筋121。筋121安裝在葉片側(cè)125，126上，這打斷了流量剖面，這會導致在軸流式風機葉輪工作過程中流體更糟的效率，以及增加的噪聲排放。
[0053]圖3是本發(fā)明的軸流式風機葉輪100的風機葉輪葉片120的第一實施例的剖面圖。外部輪廓A顯示有一個凸狀的第一葉片側(cè)125和一個略凹狀的第二葉片側(cè)126。換句話說，風機葉輪葉片120的流量剖面是凹凸狀的。在第二葉片側(cè)126上，有7根筋121，筋與筋之間形成空隙122。此外顯示了風機葉輪葉片120的最大壁厚t_w和最大剖面厚度t_max，其中最大壁厚t_w和最大剖面厚度t_max之