一种改型的开式轴流风扇叶及其改型方法
【专利摘要】本发明公开了一种改型的开式轴流风扇叶及其改型方法，其中改型的开式轴流风扇叶用于绕扇叶旋转轴旋转，该改型开式轴流风扇叶的叶轮尾缘在垂直于扇叶旋转轴的平面上的投影曲线包括非均匀有理B样条曲线(7)；优选的非均匀有理B样条曲线(7)包括至少六个控制点。本发明通过对开式轴流风扇叶中关键的叶轮尾缘的结构及其设置方式(包括各个控制点的选取，如控制点对应的半径、角度等)进行改进，与现有技术相比能够有效解决低压轴流风扇效率低、功耗大、耗材多的问题，并且改型后的叶轮气动性能变化极小，但叶轮功率却有较大的降低，产业应用效果好，尤其适用于各种空调外机系统中的轴流风扇叶。
【专利说明】
一种改型的开式轴流风扇叶及其改型方法
技术领域
[0001]本发明属于风机叶片技术领域，更具体地，涉及一种改型的开式轴流风扇叶及其改型方法，改型得到的开式轴流风扇叶是种低压高效开式轴流风扇叶，本改型方法尤其适用于空调外机系统中的开式轴流风扇。
【背景技术】
[0002]目前家庭、办公、商场等场所安装的空调外机系统所使用的轴流风扇叶轮，大多是采用传统的设计方法设计的，效率低，耗材高，对能源浪费巨大，不利于节能减排。
[0003]另外如果对现有叶轮进行重新设计改造需要投入大量时间与金钱成本，企业需要重新开模生产增加生产成本。不利于企业的竞争力的增强。
[0004]所以，结合以上背景因素，开发一种实施简单，适应范围广，耗材低的低压开式轴流风扇叶的改型方法，符合国家节能减排的大方向。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种改型的开式轴流风扇叶及其改型方法，其中通过对开式轴流风扇叶中的关键结构叶轮尾缘及其设置方式(包括各个控制点的选取，如控制点对应的半径、角度等)进行改进，与现有技术相比能够有效解决低压轴流风扇效率低、功耗大、耗材多的问题，并且改型后的叶轮气动性能变化极小，但叶轮功率却有较大的降低，产业应用效果好，尤其适用于各种空调外机系统中的轴流风扇叶。
[0006]为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种改型的开式轴流风扇叶，其特征在于，该改型开式轴流风扇叶用于绕扇叶旋转轴旋转，该改型开式轴流风扇叶的叶轮尾缘在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影曲线包括非均匀有理B样条曲线(7)。
[0007]作为本发明的进一步优选，所述非均匀有理B样条曲线(7)包括至少六个控制点，这六个控制点分别为第一控制点(I)、第二控制点(2)、第三控制点(3)、第四控制点(4)、第五控制点(5)和第六控制点(6)，这六个控制点均位于该非均匀有理B样条曲线(7)上，所述第一控制点(I)、所述第二控制点(2)、所述第三控制点(3)、所述第四控制点(4)、所述第五控制点(5)和所述第六控制点(6)分别位于第一圆弧(1-1)、第二圆弧(2-1)、第三圆弧(3-1)、第四圆弧(4-1)、第五圆弧(5-1)和第六圆弧(6-1)上，所述第一圆弧(1-1)、所述第二圆弧(2-1)、所述第三圆弧(3-1)、所述第四圆弧(4-1)、所述第五圆弧(5-1)和所述第六圆弧(6-1)均以所述扇叶旋转轴在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影为圆心，且均平行于与所述扇叶旋转轴相垂直的平面，其中，若以所述叶轮尾缘指向叶轮前缘的方向为角度正方向，则，
[0008]所述第二圆弧(2-1)的半径与所述第一圆弧(1-1)的半径之比为0.83?0.91，所述第一控制点(I)与所述第二控制点⑵两点之间对应的圆心角为7°?10°;
[0009]所述第三圆弧(3-1)的半径与所述第一圆弧(1-1)的半径之比为0.71?0.80，所述第一控制点(I)与所述第三控制点(3)两点之间对应的圆心角为2°?6° ;
[0010]所述第四圆弧(4-1)的半径与所述第一圆弧(1-1)的半径之比为0.62?0.69，所述第一控制点(I)与所述第四控制点(4)两点之间对应的圆心角为-6°?-3°;
[0011]所述第五圆弧(5-1)的半径与所述第一圆弧(1-1)的半径之比为0.54?0.60，所述第一控制点(I)与所述第五控制点(5)两点之间对应的圆心角为-14°?-11°;
[0012]所述第六圆弧(6-1)的半径与所述第一圆弧(1-1)的半径之比为0.40?0.49，所述第一控制点(I)与所述第六控制点(6)两点之间对应的圆心角为-28°?-30°。
[0013]作为本发明的进一步优选，所述改型开式轴流风扇叶是在原开式轴流风扇叶的基础上对所述原开式轴流风扇叶的叶轮尾缘进行改型得到的，记所述原开式轴流风扇叶的叶轮尾缘在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影曲线为叶轮原尾缘线(8)，该原开式轴流风扇叶的半径为R2;
[0014]所述非均匀有理B样条曲线(7)包括至少六个控制点，这六个控制点分别为第一控制点(I)、第二控制点(2)、第三控制点(3)、第四控制点(4)、第五控制点(5)和第六控制点
(6)，这六个控制点均位于该非均匀有理B样条曲线(7)上，所述第一控制点(1)、所述第二控制点(2)、所述第三控制点(3)、所述第四控制点(4)、所述第五控制点(5)和所述第六控制点
(6)分别位于第一圆弧(1-1)、第二圆弧(2-1)、第三圆弧(3-1)、第四圆弧(4-1)、第五圆弧(5-1)和第六圆弧(6-1)上，所述第一圆弧(1-1)、所述第二圆弧(2-1)、所述第三圆弧(3-1)、所述第四圆弧(4-1)、所述第五圆弧(5-1)和所述第六圆弧(6-1)均以所述扇叶旋转轴在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影为圆心，且均平行于与所述扇叶旋转轴相垂直的平面，其中，
[0015]所述第一控制点(I)位于所述叶轮原尾缘线(8)上，所述第一圆弧(1-1)的半径与所述原开式轴流风扇叶的半径R2之比为0.87?0.95 ；
[0016]所述第二圆弧(2-1)的半径与所述原开式轴流风扇叶的半径R2之比为0.74?
0.83，该第二圆弧(2-1)与所述叶轮原尾缘线(8)之间的交点(2-2)与所述第二控制点(2)两点之间对应的圆心角为10°?13° ;
[0017]所述第三圆弧(3-1)的半径与所述原开式轴流风扇叶的半径R2之比为0.65?
0.72，该第三圆弧(3-1)与所述叶轮原尾缘线(8)之间的交点(3-2)与所述第三控制点(3)两点之间对应的圆心角为9°?14° ;
[0018]所述第四圆弧(4-1)的半径与所述原开式轴流风扇叶的半径R2之比为0.57?
0.63，该第四圆弧(4-1)与所述叶轮原尾缘线(8)之间的交点(4-2)与所述第四控制点(4)两点之间对应的圆心角为7°?10° ;
[0019]所述第五圆弧(5-1)的半径与所述原开式轴流风扇叶的半径R2之比为0.46?
0.55，该第五圆弧(5-1)与所述叶轮原尾缘线(8)之间的交点(5-2)与所述第五控制点(5)两点之间对应的圆心角为4°?6° ;
[0020]所述第六控制点(6)位于所述叶轮原尾缘线(8)上，所述第六圆弧(6-1)的半径与所述原开式轴流风扇叶的半径R2之比为0.38?0.45。
[0021]按照本发明的另一方面，本发明提供了一种上述改型的开式轴流风扇叶对应的改型方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0022](I)将原开式轴流风扇叶沿扇叶旋转轴投影得到在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影图，记所述原开式轴流风扇叶的叶轮尾缘在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影曲线为叶轮原尾缘线(8)，记所述原开式轴流风扇叶的半径为R2;接着，在该投影图中，以所述扇叶旋转轴在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影为圆心，分别作出第一圆弧(1-1)和第六圆弧(6-1)，所述第一圆弧(1_1)的半径为0.871?2?0.951?2，所述第六圆弧(6-1)的半径为0.38R2?0.45R2;所述叶轮原尾缘线(8)与该第一圆弧(1-1)的交点即为第一控制点
(I)，所述叶轮原尾缘线(8)与所述第六圆弧(6-1)的交点即为第六控制点(6);
[0023](2)以所述扇叶旋转轴在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影为圆心，分别作出第二圆弧(2-1)、第三圆弧(3-1)、第四圆弧(4-1)和第五圆弧(5-1)，所述第二圆弧(2-1)的半径为0.74R2?0.83R2，所述第三圆弧(3-1)的半径为0.65R2?0.72R2，所述第四圆弧(4-1)的半径为0.57R2?0.63R2，所述第五圆弧(5_1)的半径为0.46R2?0.55R2 ；然后在所述第二圆弧(2-1)、所述第三圆弧(3-1)、所述第四圆弧(4-1)和所述第五圆弧(5-1)上分别定义第二控制点(2)、第三控制点(3)、第四控制点(4)和第五控制点(5)，其中，
[0024]所述第二圆弧(2-1)与所述叶轮原尾缘线(8)的交点(2-2)与所述第二控制点(2)两点之间对应的圆心角为10°?13°，
[0025]所述第三圆弧(3-1)与所述叶轮原尾缘线(8)之间的交点(3-2)与所述第三控制点
(3)两点之间对应的圆心角为9°?14°，
[0026]所述第四圆弧(4-1)与所述叶轮原尾缘线(8)之间的交点(4-2)与所述第四控制点
(4)两点之间对应的圆心角为7°?10°，
[0027]所述第五圆弧(5-1)与所述叶轮原尾缘线(8)之间的交点(5-2)与所述第五控制点
(5)两点之间对应的圆心角为4°?6°;
[0028](3)依次经过所述第一控制点(1)、所述第二控制点(2)、所述第三控制点(3)、所述第四控制点(4)、所述第五控制点(5)和所述第六控制点(6)绘制非均匀有理B样条曲线(7)，并以该非均匀有理B样条曲线(7)作为切割迹线;接着，将该切割迹线沿所述扇叶旋转轴的方向拉伸形成切割曲面;然后，采用所述切割曲面对所述原开式轴流风扇叶进行切割，使所述原开式轴流风扇叶的叶轮尾缘改型，即得到改型的开式轴流风扇叶。
[0029]通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于对叶轮尾缘的结构进行改进，能够直接影响叶轮工作时流动分离能力及做功能力，提升风扇叶效率，使得改型后的开式轴流风扇叶为低压高效开式轴流风扇叶。本发明尤其适用于以现有空调外机常用的原型开式风扇叶为基础，对该开式风扇叶进行改型，能够解决现有低压轴流风扇存在的效率低、功耗大、耗材多的问题。本发明的低压高效开式轴流风扇叶的改型方法及对应的改型后的轴流风扇叶，改型后的叶轮气动性能变化极小，但叶轮功率有较大的降低。整个改型方法操作简单，便于生产，节约成本，可广泛用于各种空调外机系统中的轴流风扇的降耗改型中，符合国家的节能减排政策。
[0030]本发明涉及叶轮尾缘切割轨迹线的选取及控制点的确定，叶轮尾缘的切割轨迹选取非均匀有理B样条曲线，控制点优选相对于尾缘的周向定位和相对于叶轮外径的径向定位。通过对各个控制点位置(包括周向位置和径向位置)进行精细定位，能够确保改型后的开式轴流风扇叶的具有良好的工作效率。
[0031]本发明的改型方法操作简单，是在原开式轴流风扇叶的基础上通过再切割得到的，无需重新开模，便于生产，改型后空调用轴流风扇的气动性能变化极小，其功耗有较大幅度降低，可广泛用于各种空调外机系统中的轴流风扇的降耗改型中。
【附图说明】
[0032]图1A是本发明的原型叶轮与改进后叶轮对比图，图1B是本发明改进后叶轮中六个控制点的示意图；
[0033]图2是本发明的控制点1(即第一控制点)和控制点6(即第六控制点)的定位图；
[0034]图3是本发明的控制点2(即第二控制点)的定位图；
[0035]图4是本发明的控制点3(即第三控制点)的定位图；
[0036]图5是本发明的控制点4(即第四控制点)的定位图；
[0037]图6是本发明的控制点5(即第五控制点)的定位图；
[0038]图7是本发明实施例原型叶轮与改进叶轮的性能曲线对比图，其中，图7最上部为原型叶轮和改型叶轮效率n( %)的实验对比图，图7中部为原型叶轮和改型叶轮功率N(W)的实验对比图，图7最下部为原型叶轮和改型叶轮全压P(Pa)和静压P(Pa)的实验对比图。
【具体实施方式】
[0039]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0040]本发明中的低压高效的改型开式轴流风扇叶，关键在于叶轮尾缘(对应叶轮尾缘切割轨迹线)的选取和控制点的确定，
[0041]所述叶轮尾缘切割轨迹线选取为非均匀有理B样条曲线(7)，控制点个数为6(1-6)；
[0042]控制点(I)位于叶轮原尾缘线(8)上，控制点(I)所在圆弧(1-1)半径与叶轮半径R2之比为0.87?0.95;
[0043]控制点(2)所在圆弧(2-1)半径与叶轮半径R2之比为0.74?0.83，其与圆弧(2-1)和原尾缘线(8)交点(2-2)间圆弧的夹角为10°?13° ;
[0044]控制点(3)所在圆弧(3-1)半径与叶轮半径R2之比为0.65?0.72，其与圆弧(3-1)和原尾缘线(8)交点(3-2)间圆弧的夹角为9°?14° ;
[0045]控制点(4)所在圆弧(4-1)半径与叶轮半径R2之比为0.57?0.63，其与圆弧(4-1)和原尾缘线(8)交点(4-2)间圆弧的夹角为7°?10° ;
[0046]控制点(5)所在圆弧(5-1)半径与叶轮半径R2之比为0.46?0.55，其与圆弧(5-1)和原尾缘线(8)交点(5-2)间圆弧的夹角为4°?6° ；
[0047]控制点(6)位于叶轮原尾缘线(8)上，控制点(6)所在圆弧(6-1)半径与叶轮半径R2之比为0.38?0.45。
[0048]具体的改型方法步骤，包括:
[0049](I)使用三维软件，根据原始叶轮三维模型作出沿旋转轴方向的正视投影图；
[0050](2)在正视投影图中，以叶轮中心为圆心，根据半径比分别作出圆弧(1-1、6_1)，则圆弧(1-1、6-1)与叶轮原尾缘线(8)的交点即为控制点(1、6);
[0051](3)在正视投影图中，以叶轮中心为圆心，根据半径比分别作出圆弧(2-l、3-l、4-1、5-1)，得到圆弧(2-1、3-1、4-1、5-1)与叶轮原尾缘线(8)的交点(2-2、3-2、4-2、5-2)，然后沿叶轮前缘方向根据对应夹角大小作出对应小圆弧，则得到的小圆弧的另一端点即为控制点(2、3、4、5);
[0052](4)在二维软件中按照非均匀有理B样条曲线规则依次连接控制点(1、2、3、4、5、6)作出切割迹线；
[0053](5)在三维软件中将二维切割迹线沿旋转轴方向拉伸形成一个曲面切割叶轮；
[0054](6)将切割部分删除，剩下部分即为改型后的叶轮。
[0055]以现有的常用开式轴流风扇叶作为原始叶轮，则上述改型叶轮可以具有以下具体的参数:
[0056]该改型开式轴流风扇叶的叶轮尾缘在垂直于扇叶旋转轴的平面上的投影曲线包括非均匀有理B样条曲线7，该非均匀有理B样条曲线7包括至少六个控制点，这六个控制点分别为第一控制点1、第二控制点2、第三控制点3、第四控制点4、第五控制点5和第六控制点6，这六个控制点均位于该非均匀有理B样条曲线7上，第一控制点1、第二控制点2、第三控制点3、第四控制点4、第五控制点5和第六控制点6分别位于第一圆弧1-1、第二圆弧2-1、第三圆弧3_1、第四圆弧4_1、第五圆弧5_1和第六圆弧6_1上，第一圆弧1-1、第二圆弧2_1、第二圆弧3-1、第四圆弧4-1、第五圆弧5-1和第六圆弧6-1均以扇叶旋转轴在垂直于该扇叶旋转轴的平面上的投影为圆心，且均平行于与扇叶旋转轴相垂直的平面，优选的，若以叶轮尾缘指向叶轮前缘的方向为角度正方向，则，
[0057]第二圆弧2-1的半径与第一圆弧1-1的半径之比为0.83?0.91，第一控制点I与第二控制点2两点之间对应的圆心角为7°?10° ;
[0058]第三圆弧3-1的半径与第一圆弧1-1的半径之比为0.71?0.80，第一控制点I与第三控制点3两点之间对应的圆心角为2°?6° ;
[0059]第四圆弧4-1的半径与第一圆弧1-1的半径之比为0.62?0.69，第一控制点I与第四控制点4两点之间对应的圆心角为-6°?-3° ;
[0060]第五圆弧5-1的半径与第一圆弧1-1的半径之比为0.54?0.60，第一控制点I与第五控制点5两点之间对应的圆心角为-14°?-11° ;
[0061 ] 第六圆弧6-1的半径与第一圆弧1-1的半径之比为0.40?0.49，第一控制点I与第六控制点6两点之间对应的圆心角为-28°?-30°。
[0062]以下为具体实施例。
[0063]实施例1
[0064]本实施例1中的叶轮半径为528mm，轮毂比为0.246，叶片数为3，如图1所示，叶高为199mm；
[0065]控制点I位于叶轮原尾缘线8上，其所在圆弧1-1半径与叶轮半径他之比为0.91，SP圆弧1-1半径为240mm;
[0066]控制点2所在圆弧2-1半径与叶轮半径之比为0.79，即圆弧2-1半径为210mm，其与圆弧2-1和原尾缘线8交点2-2间圆弧的夹角为11.9° ;
[0067]控制点3所在圆弧3-1半径与叶轮半径之比为0.69，即圆弧3-1半径为183mm，其与圆弧3-1和原尾缘线8交点3-2间圆弧的夹角为11.5° ;
[0068]控制点4所在圆弧4-1半径与叶轮半径之比为0.60，即圆弧4-1半径为159mm，其与圆弧4-1和原尾缘线8交点4-2间圆弧的夹角为8.5° ;
[0069]控制点5所在圆弧5-1半径与叶轮半径之比为0.52，即圆弧5-1半径为137mm，其与圆弧5-1和原尾缘线8交点5-2间圆弧的夹角为5.8° ;
[0070]控制点6位于叶轮原尾缘线8上，其所在圆弧6-1半径与叶轮半径他之比为0.42，SP圆弧6_1半径为110mm。
[0071]除了上述表示方式外，本实施例1中的改型开式轴流风扇叶还可以用如下参数表示:
[0072]第二圆弧2-1的半径与第一圆弧1-1的半径之比为0.87，第一控制点I与第二控制点2两点之间对应的圆心角为8.8° ;
[0073]第三圆弧3-1的半径与第一圆弧1-1的半径之比为0.76，第一控制点I与第三控制点3两点之间对应的圆心角为4.1° ;
[0074]第四圆弧4-1的半径与第一圆弧1-1的半径之比为0.66，第一控制点I与第四控制点4两点之间对应的圆心角为-4.0° ;
[0075]第五圆弧5-1的半径与第一圆弧1-1的半径之比为0.57，第一控制点I与第五控制点5两点之间对应的圆心角为-12.8° ;
[0076]第六圆弧6-1的半径与第一圆弧1-1的半径之比为0.46，第一控制点I与第六控制点6两点之间对应的圆心角为-28.5°。
[0077]图7为实施例1中的原型叶轮与改进叶轮同转速条件下的性能曲线对比图；
[0078]图7中P为压力(分别对应全压与静压)，单位为Pa;横坐标Q为流量，单位为m3/h;N为功率，单位为w ； η为效率，单位是%。
[0079]从图7中可以看出，在空调用轴流风扇工况点处，即最大流量点处，改型叶轮较原型叶轮，流量降低146m3/h，占比4.57%，功率降低38.5W，占比26.52%，节能效果明显。
[0080]本发明中的切割轨迹线为非均匀有理B样条曲线，该曲线是AutoCAD软件中常使用的样条曲线，便于改进方案作图；该非均匀有理B样条曲线可以由第一控制点开始，依次经过第二控制点、第三控制点、第四控制点和第五控制点，并最终到达第六控制点。本发明中的改型后的叶轮尾缘线(即，叶轮轴向投影图中的叶轮尾缘的边界线)与该非均匀有理B样条曲线部分重合或完全重合。
[0081]本发明中的改型开式轴流风扇叶是在原开式轴流风扇叶的基础上切割得到的，即，本发明中的各个圆心角均由叶轮原尾缘线指向同一片扇叶上对应的控制点，其方向与叶轮原尾缘线指向同一片扇叶的叶轮前缘线的方向相同(叶轮可能同时具有多片扇叶，以图1A为例，图中所示叶轮具有3片扇叶)。
[0082]本发明中的原开式轴流风扇叶可以为本领域现有的任意一种开式轴流风扇叶，如市场上销售的各类轴流风扇叶，尤其是各种空调外机系统中的开式轴流风扇叶，如浙江朗迪集团股份有限公司的各类轴流风叶(如ZF284-6-50、ZF290-5-80、ZF319-2-138、ZF320-5-65.1等)。
[0083]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种改型的开式轴流风扇叶，其特征在于，该改型开式轴流风扇叶用于绕扇叶旋转轴旋转，该改型开式轴流风扇叶的叶轮尾缘在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影曲线包括非均匀有理B样条曲线(7)。2.如权利要求1所述改型的开式轴流风扇叶，其特征在于，所述非均匀有理B样条曲线(7)包括至少六个控制点，这六个控制点分别为第一控制点(I)、第二控制点(2)、第三控制点(3)、第四控制点(4)、第五控制点(5)和第六控制点(6)，这六个控制点均位于该非均匀有理B样条曲线(7)上，所述第一控制点(I)、所述第二控制点(2)、所述第三控制点(3)、所述第四控制点(4)、所述第五控制点(5)和所述第六控制点(6)分别位于第一圆弧(1-1)、第二圆弧(2-1)、第三圆弧(3-1)、第四圆弧(4-1)、第五圆弧(5-1)和第六圆弧(6-1)上，所述第一圆弧(1-1)、所述第二圆弧(2-1)、所述第三圆弧(3-1)、所述第四圆弧(4-1)、所述第五圆弧(5-1)和所述第六圆弧(6-1)均以所述扇叶旋转轴在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影为圆心，且均平行于与所述扇叶旋转轴相垂直的平面，优选的，若以所述叶轮尾缘指向叶轮前缘的方向为角度正方向，则， 所述第二圆弧(2-1)的半径与所述第一圆弧(1-1)的半径之比为0.83?0.91，所述第一控制点(I)与所述第二控制点(2)两点之间对应的圆心角为7°?10° ; 所述第三圆弧(3-1)的半径与所述第一圆弧(1-1)的半径之比为0.71?0.80，所述第一控制点(I)与所述第三控制点(3)两点之间对应的圆心角为2°?6° ; 所述第四圆弧(4-1)的半径与所述第一圆弧(1-1)的半径之比为0.62?0.69，所述第一控制点(I)与所述第四控制点(4)两点之间对应的圆心角为-6°?-3°; 所述第五圆弧(5-1)的半径与所述第一圆弧(1-1)的半径之比为0.54?0.60，所述第一控制点(I)与所述第五控制点(5)两点之间对应的圆心角为-14°?-11°; 所述第六圆弧(6-1)的半径与所述第一圆弧(1-1)的半径之比为0.40?0.49，所述第一控制点(I)与所述第六控制点(6)两点之间对应的圆心角为-28°?-30°。3.如权利要求1所述改型的开式轴流风扇叶，其特征在于，所述改型开式轴流风扇叶是在原开式轴流风扇叶的基础上对所述原开式轴流风扇叶的叶轮尾缘进行改型得到的，记所述原开式轴流风扇叶的叶轮尾缘在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影曲线为叶轮原尾缘线(8)，该原开式轴流风扇叶的半径为R2; 所述非均匀有理B样条曲线(7)包括至少六个控制点，这六个控制点分别为第一控制点(1)、第二控制点(2)、第三控制点(3)、第四控制点(4)、第五控制点(5)和第六控制点(6)，这六个控制点均位于该非均匀有理B样条曲线(7)上，所述第一控制点(I)、所述第二控制点(2)、所述第三控制点(3)、所述第四控制点(4)、所述第五控制点(5)和所述第六控制点(6)分别位于第一圆弧(1-1)、第二圆弧(2-1)、第三圆弧(3-1)、第四圆弧(4-1)、第五圆弧(5-1)和第六圆弧(6-1)上，所述第一圆弧(1-1)、所述第二圆弧(2-1)、所述第三圆弧(3-1)、所述第四圆弧(4-1)、所述第五圆弧(5-1)和所述第六圆弧(6-1)均以所述扇叶旋转轴在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影为圆心，且均平行于与所述扇叶旋转轴相垂直的平面，其中， 所述第一控制点(I)位于所述叶轮原尾缘线(8)上，所述第一圆弧(1-1)的半径与所述原开式轴流风扇叶的半径R2之比为0.87?0.95; 所述第二圆弧(2-1)的半径与所述原开式轴流风扇叶的半径R2之比为0.74?0.83，该第二圆弧(2-1)与所述叶轮原尾缘线(8)之间的交点(2-2)与所述第二控制点(2)两点之间对应的圆心角为10°?13° ； 所述第三圆弧(3-1)的半径与所述原开式轴流风扇叶的半径R2之比为0.65?0.72，该第三圆弧(3-1)与所述叶轮原尾缘线(8)之间的交点(3-2)与所述第三控制点(3)两点之间对应的圆心角为9°?14° ； 所述第四圆弧(4-1)的半径与所述原开式轴流风扇叶的半径R2之比为0.57?0.63，该第四圆弧(4-1)与所述叶轮原尾缘线(8)之间的交点(4-2)与所述第四控制点(4)两点之间对应的圆心角为7°?10° ; 所述第五圆弧(5-1)的半径与所述原开式轴流风扇叶的半径R2之比为0.46?0.55，该第五圆弧(5-1)与所述叶轮原尾缘线(8)之间的交点(5-2)与所述第五控制点(5)两点之间对应的圆心角为4°?6° ； 所述第六控制点(6)位于所述叶轮原尾缘线(8)上，所述第六圆弧(6-1)的半径与所述原开式轴流风扇叶的半径R2之比为0.38?0.45。4.如权利要求3所述改型的开式轴流风扇叶的改型方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将原开式轴流风扇叶沿扇叶旋转轴投影得到在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影图，记所述原开式轴流风扇叶的叶轮尾缘在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影曲线为叶轮原尾缘线(8)，记所述原开式轴流风扇叶的半径为R2;接着，在该投影图中，以所述扇叶旋转轴在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影为圆心，分别作出第一圆弧(1-1)和第六圆弧(6-1)，所述第一圆弧(1-1)的半径为0.87R2?0.95R2，所述第六圆弧(6-1)的半径为0.38R2?0.45R2;所述叶轮原尾缘线(8)与该第一圆弧(1-1)的交点即为第一控制点(1)，所述叶轮原尾缘线(8)与所述第六圆弧(6-1)的交点即为第六控制点(6); (2)以所述扇叶旋转轴在垂直于所述扇叶旋转轴的平面上的投影为圆心，分别作出第二圆弧(2-1)、第三圆弧(3-1)、第四圆弧(4-1)和第五圆弧(5-1)，所述第二圆弧(2-1)的半径为0.74R2?0.83R2，所述第三圆弧(3-1)的半径为0.65R2?0.72R2，所述第四圆弧(4_1)的半径为0.57R2?0.63R2，所述第五圆弧(5-1)的半径为0.46R2?0.55R2 ；然后在所述第二圆弧(2-1)、所述第三圆弧(3-1)、所述第四圆弧(4-1)和所述第五圆弧(5-1)上分别定义第二控制点(2)、第三控制点(3)、第四控制点(4)和第五控制点(5)，其中， 所述第二圆弧(2-1)与所述叶轮原尾缘线(8)的交点(2-2)与所述第二控制点(2)两点之间对应的圆心角为10°?13°， 所述第三圆弧(3-1)与所述叶轮原尾缘线(8)之间的交点(3-2)与所述第三控制点(3)两点之间对应的圆心角为9°?14°， 所述第四圆弧(4-1)与所述叶轮原尾缘线(8)之间的交点(4-2)与所述第四控制点(4)两点之间对应的圆心角为7°?10°， 所述第五圆弧(5-1)与所述叶轮原尾缘线(8)之间的交点(5-2)与所述第五控制点(5)两点之间对应的圆心角为4°?6° ; (3)依次经过所述第一控制点(1)、所述第二控制点(2)、所述第三控制点(3)、所述第四控制点(4)、所述第五控制点(5)和所述第六控制点(6)绘制非均匀有理B样条曲线(7)，并以该非均匀有理B样条曲线(7)作为切割迹线;接着，将该切割迹线沿所述扇叶旋转轴的方向拉伸形成切割曲面;然后，采用所述切割曲面对所述原开式轴流风扇叶进行切割，使所述原开式轴流风扇叶的叶轮尾缘改型，即得到改型的开式轴流风扇叶。
【文档编号】F04D29/38GK105927586SQ201610392290
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】王军, 梁钟, 俞亚冕
【申请人】华中科技大学