CN113653653B - 一种半转横流风扇叶轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种半转横流风扇叶轮，属于通风机械技术领域。该半转横流风扇叶轮主要由叶轮端板、叶片组、变速齿轮组、内齿圈等组成。叶轮的前后端板之间连接若干相同叶片组成的叶片组，每个叶片的一端安装有叶片齿轮，所有叶片齿轮与内齿轮啮合，内齿轮连接在齿轮盒盖上，并与减速齿轮固结。通过减速齿轮与内齿轮的两级变速，叶片的转动方向与叶轮主轴相同而角速度大小是叶轮主轴的一半，从而形成产生不对称转动的半转叶轮。半转叶轮中叶片的运动具有独特的不对称性，由此使横贯风扇的气流产生不对称性运动，利于改善横流风扇的性能。

Description

一种半转横流风扇叶轮
技术领域：
本发明属于通风机械技术领域，具体涉及一种半转横流风扇叶轮。
背景技术：
横流风扇是一种在生产与生活中广泛使用的通风机械；近年来扩展到航空领域，用于一种新型的扇翼飞行器。现有横流风扇叶轮的叶片都是固定在叶轮上的，如专利CN108700079B中的叶轮。由于固定叶片叶轮转动的对称性，流经叶轮的气体不会产生特别的指向，从而必须在流道外壳的约束下流向预定的方向。这种气流的强迫转向导致气体内部及气体与外壳的冲击，随之不可避免地产生相应的功耗和噪声。而半转叶轮产生的是不对称转动，使流经叶轮的气体在确定方向产生一个速度梯度，不必借助外壳的约束，气流就能在流动的过程中产生一定的转向，从而减少由于强迫转向而产生的噪音与功耗。
在应用于扇翼飞行器的横流风扇中，如专利CN107826245A中使用的横流风扇，一般也都是采用固定叶片的叶轮。虽有如专利CN107554784B提出叶片可以在一定范围内调整倾斜角的方案，但在调整完成后叶片仍旧是以相对叶轮固定的状态工作。半转叶轮的横流风扇用于扇翼飞行器时，由于其独特的不对称转动特性，更利于偏心涡的生成，这有助于提高扇翼飞行器的能力。
发明内容：
本发明针对现有横流风扇叶轮中存在的技术问题与不足，提供一种半转横流风扇叶轮。该发明具有提高现有横流风扇的工作效率，改善现有横流风扇的工作状态等优点。
为实现上述提高现有横流风扇的工作效率，改善现有横流风扇的工作状态的目的，本发明提供的一种半转横流风扇叶轮包括叶片1、叶片轴2、叶轮前端板3、叶片齿轮4、内齿轮5、齿轮盒盖6、减速齿轮7、主轴套8、电机9、叶轮主轴10、支座11、前惰轮12、惰轮架13、后惰轮14、主齿轮15、叶轮尾轴承16、叶片轴承17及叶轮后端板18。
所述叶轮主轴10通过主轴套8和叶轮尾轴承16安装在支座11上，所述叶轮前端板3和叶轮后端板18分别安装在叶轮主轴10的两端，所述若干结构相同的叶片1通过若干结构相同的叶片轴2安装在叶轮前端板3和叶轮后端板18之间。
所述主齿轮15与在主轴套8内部穿过的叶轮主轴10固连，所述减速齿轮7与齿轮盒盖6固连并套装在主轴套8外部，所述减速齿轮7、齿轮盒盖6与主齿轮15形成同轴关系。
所述前惰轮12与后惰轮14同轴安装在惰轮架13上，所述惰轮架13与主轴套8固连，所述后惰轮14与主齿轮15啮合，所述前惰轮12与减速齿轮7啮合形成减速齿轮7对主齿轮15的一级减速，所述减速齿轮7通过齿轮盒盖6与内齿轮5固连。
若干结构相同的叶片齿轮4与内齿轮5啮合形成二级减速，使叶片齿轮4的转动方向与叶轮主轴10相同，而叶片齿轮4的角速度大小是叶轮主轴10的一半。
所述若干结构相同的所述叶片1沿所述叶轮前端板3及所述叶轮后端板18的圆周均布地安装，若干结构相同的所述叶片1安装时首先任选一个叶片为基准叶片1A，使所述基准叶片1A与所述叶轮前端板3或所述叶轮后端板18的半径垂直，其余所述叶片1按照自身延长线通过所述基准叶片1A的叶片轴的要求确定其余所述叶片1的安装角。
本发明工作原理如下：电机9带动叶轮主轴10转动，叶轮主轴10带动叶轮前端板3和叶轮后端板18使整个叶轮转动；同时通过减速齿轮7、内齿轮5使叶片齿轮4以叶轮主轴10的角速度一半的角速度转动。各叶片1在随叶轮主轴10转动的同时，又以一半的角速度自转，产生特有的不对称转动，形成半转横流风扇叶轮的作用。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
该半转横流风扇叶轮，通过半转叶轮中叶片的运动具有独特的不对称性，半转叶轮产生的是不对称转动，使流经叶轮的气体在确定方向产生一个速度梯度，不必借助外壳的约束，气流就能在流动的过程中产生一定的转向，从而减少由于强迫转向而产生的噪音与功耗，利于改善横流风扇的性能。
附图说明:
图1为本发明一种半转横流风扇叶轮的正视结构示意图；
图2为本发明一种半转横流风扇叶轮中的叶轮前端板上叶片齿轮与内齿轮结构示意图；
图3为本发明一种半转横流风扇叶轮中的各叶片安装角示意图。
图中：1：叶片、2：叶片轴、3：叶轮前端板、4：叶片齿轮、5：内齿轮、6：齿轮盒盖、7：减速齿轮、8：主轴套、9：电机、10：叶轮主轴、11：支座、12：前惰轮、13：惰轮架、14：后惰轮、15：主齿轮、16：叶轮尾轴承、17：叶片轴承、18：叶轮后端板；1A：基准叶片。
具体实施方式:
下面将结合附图，对本发明技术方案进行进一步清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
见图1-3，本发明一种半转横流风扇叶轮包括叶片1、叶片轴2、叶轮前端板3、叶片齿轮4、内齿轮5、齿轮盒盖6、减速齿轮7、主轴套8、电机9、叶轮主轴10、支座11、前惰轮12、惰轮架13、后惰轮14、主齿轮15、叶轮尾轴承16、叶片轴承17及叶轮后端板18。
叶轮主轴10通过主轴套8和叶轮尾轴承16安装在支座11上，叶轮前端板3和叶轮后端板18分别安装在叶轮主轴10的两端。各叶片1通过各叶片轴2安装在叶轮前端板3和叶轮后端板18之间。主齿轮15与在主轴套8内部穿过的叶轮主轴10固连，减速齿轮7与齿轮盒盖6固连并套在主轴套8外部与主齿轮15形成同轴关系。前惰轮12与后惰轮14同轴安装在惰轮架13上，惰轮架13与主轴套8固连。后惰轮14与主齿轮15啮合，前惰轮12与减速齿轮7啮合形成减速齿轮7对主齿轮15的一级减速。内齿轮5与齿轮盒盖6固连而产生与减速齿轮7相同的角速度。各叶片齿轮4与内齿轮5啮合形成二级减速，使叶片齿轮4的转动方向与叶轮主轴10相同，而叶片齿轮4的角速度大小是叶轮主轴10的一半。
上述诸多齿轮的布置只是确定了各叶片1的角速度，为达到半转横流风扇叶轮的不对称运动效果，还必须正确安装叶片的初始角度。安装叶轮时，各叶片1沿叶轮前端板3、叶轮后端板18的圆周均布地安装。安装各个叶片时首先任选一个叶片为基准叶片1A，使基准叶片1A与叶轮前端板3或叶轮后端板18的半径垂直，其余叶片按照自身延长线通过基准叶片1A的叶片轴的要求确定其余各叶片的安装角。
运转时电机9带动叶轮主轴10转动，叶轮主轴10带动叶轮前端板3和叶轮后端板18使整个叶轮转动；同时通过减速齿轮7、内齿轮5使叶片齿轮4以叶轮主轴10的角速度一半的角速度转动。各叶片1在随叶轮主轴10转动的同时，又以一半的角速度自转，产生特有的不对称转动。

Claims (1)

1.一种半转横流风扇叶轮，其特征在于所述横流风扇叶轮包括若干结构相同的叶片（1）、若干结构相同的叶片轴（2）、叶轮前端板（3）、若干结构相同的叶片齿轮（4）、内齿轮（5）、齿轮盒盖（6）、减速齿轮（7）、主轴套（8）、电机（9）、叶轮主轴(10)、支座(11)、前惰轮(12)、惰轮架(13)、后惰轮(14)、主齿轮(15)、叶轮尾轴承(16)、若干结构相同的叶片轴承(17)及叶轮后端板(18)；所述叶轮主轴(10)通过所述主轴套（8）和所述叶轮尾轴承(16)安装在所述支座(11)上，所述叶轮前端板（3）和所述叶轮后端板(18)分别安装在所述叶轮主轴(10)的两端，所述叶轮主轴（10）带动所述叶轮前端板（3）和所述叶轮后端板（18）使整个叶轮转动，若干结构相同的所述叶片（1）通过若干结构相同的所述叶片轴（2）安装在所述叶轮前端板（3）和所述叶轮后端板(18)之间；所述主齿轮（15）与在所述主轴套（8）内部穿过的所述叶轮主轴(10)固连，所述减速齿轮（7）与所述齿轮盒盖（6）固连并套装在所述主轴套（8）外部，所述减速齿轮（7）、所述齿轮盒盖（6）与主齿轮（15）形成同轴关系；所述前惰轮(12)与所述后惰轮(14)同轴安装在所述惰轮架(13)上，所述惰轮架(13)与所述主轴套（8）固连，所述后惰轮(14)与所述主齿轮（15）啮合，所述前惰轮(12)与所述减速齿轮（7）啮合形成所述减速齿轮（7）对所述主齿轮（15）的一级减速，所述减速齿轮（7）通过所述齿轮盒盖（6）与所述内齿轮（5）固连；若干结构相同的所述叶片齿轮（4）与所述内齿轮（5）啮合形成二级减速，使所述叶片齿轮（4）的转动方向与所述叶轮主轴(10)相同，而所述叶片齿轮（4）的角速度大小是所述叶轮主轴(10)的一半，所述叶片（1）在随所述叶轮主轴（10）转动的同时，又以一半的角速度自转；若干结构相同的所述叶片（1）沿所述叶轮前端板（3）及所述叶轮后端板(18)的圆周均布地安装，若干结构相同的所述叶片（1）安装时首先任选一个叶片为基准叶片（1A），使所述基准叶片（1A）与所述叶轮前端板（3）或所述叶轮后端板(18)的半径垂直，其余所述叶片（1）按照自身延长线通过所述基准叶片（1A）的叶片轴的要求确定其余所述叶片（1）的安装角。
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