專(zhuān)利名稱(chēng)：具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種軸流通風(fēng)機(jī)葉輪，更具體地說(shuō)，它涉及一種具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的軸流通風(fēng)機(jī)，一般采用機(jī)翼葉型或圓弧板葉片。在葉片的氣動(dòng)設(shè)計(jì)和幾何造型中，采用通用的全三維徑向平衡的設(shè)計(jì)理論。動(dòng)、靜葉片的彎、掠量不作為設(shè)計(jì)參數(shù)。幾何葉片成形時(shí)，按基元葉片葉柵葉型中心沿徑向疊加而成葉片。這種設(shè)計(jì)方法和葉片成形方法，無(wú)法通過(guò)改變?nèi)~片排內(nèi)的葉片力大小和方向來(lái)控制葉片通道內(nèi)的速度分布，也無(wú)法控制葉片通道內(nèi)氣流的分離、渦流強(qiáng)度和二次流強(qiáng)度等與流動(dòng)損失相關(guān)的二次流動(dòng)。現(xiàn)有的軸流通風(fēng)機(jī)存在著風(fēng)機(jī)噪聲高、效率低等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，通過(guò)葉片彎、掠量等多參數(shù)控制，以減小流動(dòng)損失和氣動(dòng)噪聲，從而提供一種具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪，包括輪轂7和多個(gè)機(jī)翼葉型或者圓弧板葉型葉片8，葉片8環(huán)繞輪轂7設(shè)置，所述葉片8沿其旋轉(zhuǎn)方向前彎，葉片8各截面I～VI的前彎角從葉根到葉尖連續(xù)增加，葉根截面VI的前彎角為零，葉尖截面I的前彎角最大。
所述葉片8的葉尖截面I的前彎角ε＝7°～40°。
所述葉片8向進(jìn)氣方向前掠，前掠角α＝20°～30°。
所述葉片8各截面I～VI的安裝角βA從葉根到葉尖連續(xù)減小，安裝角βA在18°～60°之間。
所述葉片8與輪轂7采用整體鑄造結(jié)構(gòu)，或者采用焊接或鉚接方式連接。所述葉輪包括2～20個(gè)形狀相同的葉片8。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)葉片的彎掠角，控制和抑止了葉片表面邊界層的分離，減小了葉片的損失從而提高了風(fēng)機(jī)的效率，也從而降低了氣動(dòng)噪聲。通過(guò)模型級(jí)實(shí)驗(yàn)，本實(shí)用新型的風(fēng)機(jī)噪聲低，流動(dòng)損失小，效率高。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用的通風(fēng)換氣和工藝流程。


圖1是本實(shí)用新型具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪的側(cè)視圖；圖3是葉片在r-θ平面內(nèi)的示意圖；圖4是葉片在r-z平面內(nèi)的示意圖；圖面說(shuō)明葉片截面I～VI輪轂7葉片8葉片中心線(xiàn)9具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述為了敘述的方便，這里采用柱坐標(biāo)系(r，θ，z)，以輪轂7的圓心O為中心，r是輪轂7的半徑方向，也就是葉片8各安裝截面的延伸方向，θ是矢量在輪轂7的圓周平面內(nèi)與r之間的夾角，z是輪轂7的軸向。
本實(shí)用新型的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪在r-θ平面內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，輪轂7與4個(gè)形狀相同的葉片8之間采用整體鑄造結(jié)構(gòu)。根據(jù)具體應(yīng)用，輪轂7與葉片8之間也可采取焊接或鉚接方式連接，葉片8個(gè)數(shù)可在2～20個(gè)之間變化，葉片8的基本葉型可以采用機(jī)翼葉型或者圓弧板葉型。作為本實(shí)用新型的一個(gè)特征，葉片8在r-θ平面內(nèi)沿圖1中所示的葉片旋轉(zhuǎn)方向前彎。作為本實(shí)用新型的另一個(gè)特征，葉片8整體上向進(jìn)氣方向前掠，前掠角為α，如圖2所示葉片8各截面前彎角的分布在圖3中看得最清楚，在圖3中選取了6個(gè)代表性截面，用羅馬數(shù)字I～VI表示，同時(shí)用標(biāo)號(hào)O1～O6表示相應(yīng)截面的中心位置，其中截面I為葉尖截面，截面VI為葉根截面。葉根截面VI的中心O6與輪轂圓心O的連線(xiàn)為OO6，所述前彎角是指各截面的中心與輪轂圓心O的連線(xiàn)和OO6之間的夾角，例如，截面V的前彎角即OO5與OO6之間的夾角。圖3還給出了在本實(shí)施例中各代表性截面的前彎角的具體數(shù)值，葉根截面VI的前彎角為0，截面V的前彎角為8°，截面IV的前彎角為15°，截面III的前彎角為21°，截面II的前彎角為28°，葉尖截面I的前彎角為34°。可以看出，各截面的前彎角從葉根截面VI開(kāi)始連續(xù)增加，在葉尖截面I處達(dá)到最大。
葉片8整體上向進(jìn)氣方向前掠的情況在圖4中看得最清楚，圖4是葉片8在r-z平面的示意圖。葉片8各截面中心位置的連線(xiàn)稱(chēng)為葉片中心線(xiàn)9，在r-z平面中，所述葉片中心線(xiàn)9為一條直線(xiàn)，葉片的前掠角是指葉片中心線(xiàn)9與前述的連線(xiàn)OO6之間的夾角，在本實(shí)施例中，前掠角α＝22°。
與現(xiàn)有葉片的設(shè)計(jì)相似，本實(shí)用新型葉片8的各截面具有安裝角βA和一定的弦長(zhǎng)。在表1中給出了本實(shí)施例中葉片8的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，包括各代表性截面I～VI的安裝角βA、弦長(zhǎng)，以及前彎角和前掠角。所述截面I～VI的弦長(zhǎng)是指葉片截面兩端之間的距離，在圖3中，截面I～VI的兩端分別用帶上標(biāo)的標(biāo)號(hào)表示，例如，截面II的兩端分別為2’和2”，其弦長(zhǎng)即端點(diǎn)2’和2”之間的距離。
表1
權(quán)利要求1.一種具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪，包括輪轂(7)和多個(gè)機(jī)翼葉型或者圓弧板葉型葉片(8)，葉片(8)環(huán)繞輪轂(7)設(shè)置，其特征在于，所述葉片(8)沿其旋轉(zhuǎn)方向前彎，葉片(8)各截面(I～VI)的前彎角從葉根到葉尖連續(xù)增加，葉根截面(VI)的前彎角為零，葉尖截面(I)的前彎角最大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪，其特征在于，所述葉片(8)的葉尖截面(I)的前彎角ε＝7°～40°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪，其特征在于，所述葉片(8)向進(jìn)氣方向前掠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪，其特征在于，所述葉片(8)前掠角α＝20°～30°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪，其特征在于，所述葉片(8)各截面(I～VI)的安裝角βA從葉根到葉尖連續(xù)減小。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪，其特征在于，所述葉片(8)各截面(I～VI)的安裝角βA在18°～60°之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪，其特征在于，所述葉片(8)與輪轂(7)采用整體鑄造結(jié)構(gòu)，或者采用焊接或鉚接方式連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪，其特征在于，所述葉輪包括2～20個(gè)形狀相同的葉片(8)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有前彎葉片的軸流通風(fēng)機(jī)葉輪。該葉輪包括輪轂和多個(gè)機(jī)翼葉型或者圓弧板葉型葉片，葉片環(huán)繞輪轂設(shè)置，所述葉片沿其旋轉(zhuǎn)方向前彎，葉片各截面的前彎角從葉根到葉尖連續(xù)增加，葉根截面的前彎角為零，葉尖截面的前彎角最大；所述葉片向進(jìn)氣方向前掠。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)葉片的彎掠角，控制和抑止了葉片表面邊界層的分離，減小了葉片的損失從而提高了風(fēng)機(jī)的效率，也從而降低了氣動(dòng)噪聲。通過(guò)模型級(jí)實(shí)驗(yàn)，本實(shí)用新型的風(fēng)機(jī)噪聲低，流動(dòng)損失小，效率高。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用的通風(fēng)換氣和工藝流程。
文檔編號(hào)F04D29/38GK2625621SQ0324289
公開(kāi)日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2003年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月1日
發(fā)明者譚春青, 陳海生, 梁錫智 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所