一种风机叶轮
技术领域
本实用新型涉及风机设备领域，具体涉及一种风机叶轮。
背景技术
叶轮是风机的重要组件，叶轮的最大转速、效率和噪声等是衡量叶轮优劣的重要参数。由于叶轮的组成构件较少，优化叶轮结构主要是通过对叶轮的叶片形状以及尺寸进行改良而实现的。
随着技术发展，对叶轮的最大转速逐渐有了更高的要求。但是，叶轮在转速增大后，叶片对应气流进口的一侧边缘会受到较大的气流压力，叶片上由此出现应力集中点。试验证明，这部分应力的大小会随着叶片的进口角和出口角的大小而改变，但进口角和出口角的改变会直接影响流过叶轮的气流状态，若随意改变会导致气流紊乱，降低叶轮工作效率同时发出噪声。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：叶片上的应力集中点处的压强大小受叶片进口角和出口角的影响，进口角和出口角的选取不合适，会导致叶片位置出现噪音，并降低叶轮效率。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：
本实用新型提供一种风机叶轮，至少包括下板和固定设于下板上的若干叶片，若干所述叶片绕所述下板的旋转轴线均匀排布，其特征在于，所述叶片的吸力面和压力面均为弧面，所述叶片的进口角大小为21°—27°，所述叶片的出口角大小为22°—28°。
优选的，所述进口角为24.3°，所述出口角为24.8°。
优选的，还包括上板，所述叶片固定设于所述上板与下板之间，所述上板上设有进风口，相邻的所述叶片之间构成气流通道，所述进风口连通所述气流通道。
进一步的，所述进风口的外周壁上设有向上凸出的凸缘。
进一步的，所述叶片上设有伸入所述进风口内的叶顶凸出部。
进一步的，定义所述叶顶凸出部的高度为叶片进口高度，所述叶片出口一侧的高度为叶片出口高度，所述叶片进口高度和叶片出口高度之差为22mm— 24mm。
优选的，所述上板外边缘与所述上板旋转轴线之间的距离大于所述叶片与所述上板旋转轴线之间的最大距离；所述下板外边缘与所述下板旋转轴线之间的距离大于所述叶片与所述下板旋转轴线之间的最大距离，所述上板与下板之间在靠近上板与下板外边缘的位置构成扩散空间。
优选的，定义叶片靠近下板外边缘的一侧与下板旋转轴线之间的连线为外边缘-轴线连线，叶片上任意一点与下板旋转轴线之间的连线为叶片-轴线连线，外边缘-轴线连线与叶片-轴线连线之间的夹角大小为θ，叶片-轴线连线的长度为r，叶片的弧面形状满足函数关系式，(0.5or+0.5p-0.86)r cosθ- (0.86or+0.86p+0.5)r sinθ+132.7＝0，其中o的取值范围为-0.004—-0.003， p的范围为-0.5—-0.4。
本实用新型的优点在于，根据CFD软件模拟试验，选取上述叶片进口角和出口角参数范围的情况下，可以有效降低叶片应力集中点处所受的应力大小，能够在不增加叶片厚度的情况下改善叶片的强度性能，并且对风机叶轮的效率影响较小，能够尽可能地保证流过风机叶轮的气流不会出现紊乱，避免发出噪声。
附图说明
图1所示为本实用新型风机叶轮的一种优选实施例的示意图；
图2所示为优选实施例的俯视图；
图3所示为图2A部的剖视图；
图4所示为优选实施例的正视图；
图5所示为图4B部的剖视图；
图6所示为叶片的轮廓参考图；
附图标记说明：1-叶片，11-叶顶凸出部，21-下板，22-上板，220-进风口， 23-扩散空间；
H1-叶片进口高度，H2-叶片出口高度，P-进口角，Q-出口角，R1-外边缘- 轴线连线，R2-叶片-轴线连线。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
风机叶轮一种优选的实施例如图1至图5所示，风机叶轮至少包括下板21 和上板22，下板21与上板22之间固定设有若干叶片1，若干所述叶片1绕下板21的旋转轴线均匀排布。上板22上开设有进风口220，相邻的所述叶片1之间构成气流通道，进风口220连通气流通道。
为了提升叶片1的强度性能，将叶片1设计为弧形叶片，叶片1的吸力面和压力面均设为弧形。叶片1靠近下板21旋转轴线的一侧为进口侧，远离下板 21旋转轴线的一侧为出口侧。如图5所示，在截面图上，以叶片1进口侧与下板21旋转轴线的连线为半径，画出内圆；一叶片1出口侧与下板21旋转轴线的连线为半径，画出外圆，其中叶片1进口侧的切线与内圆上与叶片1进口侧相交处的切线的夹角为进口角P，叶片1出口侧的切线与外圆上与叶片1出口侧相交处的切线的夹角为出口角Q。在本实施例中，进口角P的取值范围为21°—27°，出口角Q的取值范围为22°—28°。
优选的，所述进口角为24.3°，所述出口角为24.8°。根据模拟软件的计算结果，在这种进口角P和出口角Q的取值情况下，能够有效降低叶片1上应力集中点处的应力大小，搭配弧形的叶片1的效果最佳。
叶片1的吸力面和压力面的轮廓均满足一定的函数关系式。在一种优选的实施例中，吸力面和压力面的轮廓如图5和图6所示，其中叶片1对应出口侧的外边缘与下板21旋转轴线之间的连线为外边缘-轴线连线R1，叶片1上任意一点与下板21旋转轴线之间的连线为叶片-轴线连线R2，外边缘-轴线连线R1 与叶片-轴线连线R2之间的夹角大小为θ，叶片-轴线连线R2的长度为r，θ和r满足函数关系式：(0.5or+0.5p-0.86)r cosθ-(0.86or+0.86p+0.5)r sinθ+132.7＝0，其中o的取值范围为-0.004—-0.003，p的取值范围为-0.5—-0.4。这种叶片形状的设计有助于保持气流通道内流体的稳定性，避免出现气流紊乱导致风机叶轮效率降低且发出较大噪音的问题。
为了对进入气流通道前的气流进行导流，所述进风口220的外周壁向上凸出设置，且叶片1上设有叶顶凸出部13，叶顶凸出部13延伸进进风口23内。叶顶凸出部13能够在叶片1对气流做功前对气流进行导流，使得叶片1之间的气流流场更加规则，提高叶轮效率。
进一步的，上板22和下板21同轴，上板22和下板21外边缘与两者旋转轴线之间的距离均大于叶片1与下板21旋转轴线之间的最大距离。这种设计可以使得上板22和下板21完全盖住叶片1，上板22与下板21之间靠近二者外边缘的位置形成一个扩散空间23，扩散空间23使得气流在流过叶片1之间的气流通道后能够充分地得到扩散，使得气流能够充分地将动压转化为静压，起到减小气流压力损失的作用。
综合上述方案的情况下，定义叶顶凸出部11的高度为叶片进口高度H1，叶片1出口一侧的高度为叶片出口高度H2，H1比H2高出22mm—24mm。
总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
