CN105041684A - 一种工程轴流冷却塑料风扇 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种工程轴流冷却塑料风扇，其特征在于：包括1个风扇轮毂、多个风扇叶片，风扇叶片采用相对厚度为3～6%、设计雷诺数不大于1×的高效翼型；所述的风扇叶片，包括多个迭合而成的特征截面、特征截面重心积跌线，其特征截面重心积跌线是由直线加圆弧组成，直线长度所占特征截面重心积跌线的比例为0.4；风扇叶片的高效翼型曲线弦长由叶根到叶尖呈非线性分布，风扇叶片的特征截面安装角A1～An由叶根到叶尖逐步减小呈非线性分布。本发明一种工程轴流冷却塑料风扇与以往直径相同的轴流风扇相比，在相同的风扇转速下，噪声低，功耗小，而且空气动力性能好，风量大，风压大，散热效果更好，具有很好的应用前景。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种风扇，具体涉及一种工程轴流冷却塑料风扇。
【背景技术】
风扇是工程机械冷却系统的一个重要组成部件。在国民经济各领域中，不同类型的风扇有着各不相同的应用，例如，工程机械中用于散热器冷却，公论隧道、采矿、地铁中用于通风、以及日常生活中的台扇和排风扇等等。
当今中国工程机械业发展迅速，在技术创新方面的要求提高，而冷却风扇作为工程机械冷却系统中的一个重要组成部件，对冷却系统的散热效果、噪声、燃油经济性和发动机功耗等均有直接的影响。目前工程机械冷却系统用的铁风扇及轴流塑料风扇的静压都比较小，风扇以产生动压为主，并且这些轴流风扇做功效率普遍偏低，不能满足高风量、高风压、低噪声的要求，迫切需要改良。
【发明内容】
本发明提供了一种叶片的尺度，几何形状等方面进行合理设计的工程轴流冷却塑料风扇，旨在解决现有轴流冷却塑料风扇风量小、风压低、噪声大，功耗高的问题。
本发明采用的技术方案是：一种工程轴流冷却塑料风扇，包括1个风扇轮毂，风扇轮毂上安装有至少2个风扇叶片，所述风扇叶片采用相对厚度为3～6%、设计雷诺数不大于1×105的高效翼型；所述风扇叶片，包括多个迭合而成的特征截面、特征截面重心积跌线；所述各特征截面的高效翼型的曲线重心与特征截面重心积跌线重合；所述风扇叶片，叶片的高效翼型的曲线弦长由叶根到叶尖呈非线性分布，叶片的特征截面安装角A1～An由叶根到叶尖逐步减小呈非线性分布。
本发明的进一步技术方案是：所述风扇叶片数目为7，风扇直径为780mm，风扇轮毂直径为260mm。
本发明的进一步技术方案是：所述风扇叶片的特征截面数目为7，所述特征截面的轮廓型线是由高效翼型封闭曲线构成；所述特征截面的轮廓型线位于与风扇径向方向垂直的平面上，该平面到风扇中心的距离为R1～R7分别为130mm、173.23mm、216.58mm、259.93mm、303.29mm、346.64mm、390mm。
本发明的进一步技术方案是：所述风扇叶片的特征截面安装角A1～A7分别为45.22°、41.39°、38.06°、35.14°、32.56°、30.27°、25.22°。
本发明的进一步技术方案是：所述7片风扇叶片的高效翼型弦长b由叶根到叶尖分别为140mm、160mm、175mm、186mm、192mm、190mm、180mm。
本发明的进一步技术方案是：所述特征截面重心积跌线是由直线加圆弧组成，直线长度所占特征截面重心积跌线的比例为0.4。
本发明的进一步技术方案是：所述特征截面重心积跌线可以是直线或曲线，特征截面重心积跌线向风扇旋转方向弯曲为前弯，特征截面重心积跌线向风扇出风方向弯曲为前掠，叶尖截面重心与叶根截面重心的连线和截面重心积跌线形成的夹角a为叶片的前弯角，叶尖截面重心与风扇中心的连线和截面重心积跌线形成的夹角c为叶片的前掠角；所述风扇叶片的前弯角a为9°，前掠角c为5°。
本发明的有益效果是：由于采用了上述方案对风扇叶片形状、特征截面曲线、扭转角、流线进行合理的设计，使之与以往直径相同的轴流风扇相比，在相同的风扇转速下，噪声低，功耗小，重量轻，而且空气动力性能好，风量大，散热效果更好。
【附图说明】
图1是本发明所述一种工程轴流冷却塑料风扇的主视图；
图2是本发明所述风扇叶片外表图；
图3是图2的截面图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
如图1所示，本发明包括风扇轮毂1、风扇叶片2组成。风扇轮毂1中心与驱动轴相连，风扇轮毂1的外侧与风扇叶片2相连。
通过风扇轮毂1使驱动轴带动风扇叶片2按一定的转向和转速旋转。风扇叶片2是风扇的主体，其尺度和几何外形及风扇叶片2的数目，对风扇性能有决定性的作用。为提高风扇效率和降低噪声，本发明的叶片2有下列特征：
如图2所示，该风扇的有效直径为780mm，风扇轮毂直径为260mm，且风扇叶片2的数目为7叶。叶片2是由7个特征截面7迭合而成，且各特征截面的轮廓曲线到风扇中心的距离R1～R7分别为130mm、173.23mm、216.58mm、259.93mm、303.29mm、346.64mm、390mm。不同半径处的风扇叶片2特征截面7相对于旋转平面有不同的安装角，（即风扇叶片2具有相对扭转），风扇叶片2叶尖相对于叶根扭转17°，且扭转角与半径呈非线性变化，风扇叶片2叶根扭转最大，叶尖扭转最小，在风扇设计状态各风扇叶片2各特征截面7均处于高效工作区。风扇叶片2各特征截面7扭转中心设置于翼型曲线的重心处。
同一风扇叶片2各特征截面7的重心4连线为曲线，称为特征截面重心积跌线3。特征截面重心积跌线3是由直线加圆弧组成，直线长度所占特征截面重心积跌线3的比例为0.4。特征截面重心积跌线3向风扇旋转方向弯曲为前弯，特征截面重心积跌线3向风扇出风方向弯曲为前掠，叶尖截面重心与叶根截面重心的连线和截面重心积跌线形成的夹角a为叶片的前弯角，叶尖截面重心与风扇中心的连线和截面重心积跌线形成的夹角c为叶片的前掠角，该风扇叶片的前弯角5为9°，前掠角6为5°，以降低风扇的噪声，提高风扇的风量与风压，且具有较好的气动性能。
如图3所示，各风扇叶片2的特征截面7的安装角8为角A,角A由叶根到叶尖逐步变小呈非线性分布，风扇叶片2的7个特征截面7的安装角8分别为A1～A7：45.22°、41.39°、38.06°、35.14°、32.56°、30.27°、25.22°。风扇叶片2采用相对厚度为3～6%，设计雷诺数不大于1×的高效翼型，且具有较大升/阻比，因其具有较小的相对厚度，为此减轻了风扇叶片2的结构重量。风扇叶片2的高效翼型曲线弦长b由叶根到叶尖呈非线性分布，风扇叶片2的7个特征截面高效翼型弦长b分别为b1～b7：140mm、160mm、175mm、186mm、192mm、190mm、180mm。相对厚度是一个公知的专业术语，是指翼型的厚度是垂直于翼弦的翼型上下表面之间的直线段长度。
本发明所述的一种轴流冷却塑料风扇与以往直径相同轴流风扇相比，在相同转速下，能有效地提高风扇风量和有效地降低风扇噪声，提高冷却系统的冷却效率。本发明轴流冷却塑料风扇不仅仅可以用在工程机械的冷却系统，而且还可以用于其他行业的冷却系统。
从以上的描述中，可以看出，本发明的上述实施例实现了如下技术效果：与以往直径相同的轴流风扇相比，在相同的风扇转速下，噪声低，功耗小，而且空气动力性能好，风量大，风压大，散热效果更好，具有很好的应用前景。
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。
Claims (7)
1.一种工程轴流冷却塑料风扇，包括1个风扇轮毂，风扇轮毂上安装有至少2个风扇叶片，其特征在于：
所述风扇叶片采用相对厚度为3～6%、设计雷诺数不大于1×105的高效翼型；
所述风扇叶片，包括多个迭合而成的特征截面、特征截面重心积跌线；
所述各特征截面的高效翼型的曲线重心与特征截面重心积跌线重合；
所述风扇叶片，叶片的高效翼型的曲线弦长由叶根到叶尖呈非线性分布，叶片的特征截面安装角A1～An由叶根到叶尖逐步减小呈非线性分布。
2.根据权利要求1所述的一种工程轴流冷却塑料风扇，其特征在于：所述风扇叶片数目为7，风扇直径为780mm，风扇轮毂直径为260mm。
3.根据权利要求2所述的一种工程轴流冷却塑料风扇，其特征在于：所述风扇叶片的特征截面数目为7，所述特征截面的轮廓型线是由高效翼型封闭曲线构成；所述特征截面的轮廓型线位于与风扇径向方向垂直的平面上，该平面到风扇中心的距离为R1～R7分别为130mm、173.23mm、216.58mm、259.93mm、303.29mm、346.64mm、390mm。
4.根据权利要求3所述的一种工程轴流冷却塑料风扇，其特征在于：所述风扇叶片的特征截面安装角A1～A7分别为45.22°、41.39°、38.06°、35.14°、32.56°、30.27°、25.22°。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种工程轴流冷却塑料风扇，其特征在于：所述7片风扇叶片的高效翼型弦长b由叶根到叶尖分别为140mm、160mm、175mm、186mm、192mm、190mm、180mm。
6.根据权利要求1所述的一种工程轴流冷却塑料风扇，其特征在于：所述特征截面重心积跌线是由直线加圆弧组成，直线长度所占特征截面重心积跌线的比例为0.4。
7.根据权利要求1所述的一种工程轴流冷却塑料风扇，其特征在于：所述特征截面重心积跌线可以是直线或曲线，特征截面重心积跌线向风扇旋转方向弯曲为前弯，特征截面重心积跌线向风扇出风方向弯曲为前掠，叶尖截面重心与叶根截面重心的连线和截面重心积跌线形成的夹角a为叶片的前弯角，叶尖截面重心与风扇中心的连线和截面重心积跌线形成的夹角c为叶片的前掠角；所述风扇叶片的前弯角a为9°，前掠角c为5°。
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