CN100346078C - 叶片前缘错置的叶轮 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种叶片前缘错置的叶轮，将风机叶轮的叶片数定为偶数，叶片沿圆周等间距地安装在轴流风机的轮毂上，或安装在离心风机的轮盘上，其中奇数列叶片和偶数列叶片的前缘错置，两列叶片的前缘之间的距离满足使两个声波的相位相反或相差半个波长的条件，这样就能营造出两个频率相同、波幅(声压)相同、相位相反(或相差半个波长)的声波。本发明将“声波干涉法”的思想与风机的设计有机结合起来，使气流和叶片发生两次撞击产生的两个声波干涉抵消发出的噪声，可以有效降低风机的噪声。
Description
技术领域
本发明涉及一种叶片前缘错置的叶轮，特别适用于各种形式的风机，具有很好的降噪效果。属于流体机械技术领域。
背景技术
风机是一种使用面广量大的通用机械，由于它工作时会发出较大的噪声，会影响人们的工作和生活环境，因此降低风机的噪声，是使用者的愿望、设计和生产者追求的目标。通常降低风机噪声的方法有主动和被动降噪两种方法，主动降噪就是从改善风机中气流的流动，减少气流的脉动、与固体壁面的撞击等机理方面采取措施；被动降噪就是通过采用消声器或减震器等方法来实现。当主动降噪满足不了使用要求时，常常辅之以被动降噪。
在已有技术中，有一种被动降噪方法叫做“声波干涉法”，它就是制造一个声波发生器，人为产生一个噪声，并使该人为噪声与已存噪声的频率相同、波幅(声压)相同、相位相反(或相差半个波长)。当人为噪声与已存的噪声两个声波同时发生时，会发生干涉，其干涉效应就是使两个声波每一时刻的波幅(声压)产生叠加。由于此两个声波的频率相同、波幅(声压)相同、相位相反(或相差半个波长)，在理论上波幅(声压)叠加的结果刚好相互抵消(为零)，从而达到了降噪的目的。
但是“声波干涉法”用于风机降噪时存在两个问题：
1、由于风机产生的离散噪声的频率和波幅(声压)与风机的转速有关，而风机的转速应根据能量调节的需要而改变，所以风机产生的噪声的频率和波幅(声压)在工作时会变化。可是要使声波发生器产生的声波和风机噪声具有相同的波幅，这个问题一般解决不好而且有一定难度；特别是，要使声波发生器产生的声波频率和波幅(声压)与风机产生的噪声的频率和波幅(声压)进行同步改变，更难实现。
2、“声波干涉法”必须附加一个声波发生器，常常使风机的工作设备或系统复杂和庞大化，而且增加了额外支出，提高了总投资。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种叶片前缘错置的叶轮，在既不增加声波发生器等设备，又不增加额外支出的条件下，就能有效降低风机噪声。
为实现这一目的，本发明将“声波干涉法”的思想与风机的设计有机地结合起来，考虑到风机产生的离散噪声和风机的转速和叶片数有关，当气流向叶片前缘流来时，气流和叶片发生撞击而产生离散噪声，如果使气流和叶片发生两次撞击就可以产生两个声波，当和气流两次撞击的叶片数相同，并控制两次撞击的时间，使产生的两个声波相位相反或相差半个波长，则两个声波的干涉使发出的噪声互相抵消，达到降低风机噪声的目的。
在本发明的技术方案中，将风机叶轮的叶片数定为偶数，叶片沿圆周等间距地安装在轴流风机的轮毂上，或安装在离心风机的轮盘上，其中，奇数列叶片和偶数列叶片的前缘错置，即：奇数列叶片的前缘位置与偶数列叶片的前缘位置是前后交错的，两列叶片的前缘之间的距离满足使两个声波的相位相反或相差半个波长的条件。这样就能营造出两个频率相同、波幅(声压)相同、相位相反(或相差半个波长)的声波。
当气流向叶片前缘流来时，首先和第一列叶片前缘发生撞击并产生第一个声波；随后气流又和第二列叶片前缘发生撞击并产生第二个声波，由于两列叶片前缘满足使两个声波的相位相反(或相差半个波长)的条件，所以两个声波互相抵消，达到降低风机噪声的目的。
本发明叶片前缘错置的叶轮结构除了可以用于轴流风机和离心风机外，还可以用于贯(横)流风机和各种水泵，都能起到降噪的作用。
本发明结构简单，成本低廉，既能用于新风机的设计使之降低噪声，也能对原有的风机(具有偶数叶片)进行改造，可以较方便地改善人们的工作和生活环境，具有明显的社会效益和经济效益。
附图说明
图1是轴流风机叶轮采用叶片前缘错置的结构示意图。
图1中1是奇数列叶片，2偶数列叶片，3是轮毂，4是第一前缘，5是第二前缘。
图2是离心风机叶轮采用叶片前缘错置的结构示意图。
图2中1是奇数列叶片，2偶数列叶片，4是第一前缘，5是第二前缘，6是轮盘。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的描述。
本发明设计的叶轮叶片数为偶数，叶轮的叶片分成两列——奇数列叶片和偶数列叶片，叶片沿圆周等间距地安装在轴流风机的轮毂上，或安装在离心风机的轮盘上，其中，奇数列叶片和偶数列叶片的前缘错置，即：奇数列叶片的前缘位置与偶数列叶片的前缘位置前后交错，两列叶片的前缘之间的距离满足使两个声波的相位相反或相差半个波长的条件。
图1是轴流风机叶轮采用叶片前缘错置的结构示意图。
如图1所示，轴流风机叶轮的叶片数为偶数，叶片沿圆周等间距地安装在轴流风机的轮毂3上，其中，奇数列叶片1的前缘位于轮毂3上的第一前缘4位置，偶数列叶片2的前缘位于轮毂3上的第二前缘5的位置，第一前缘4和第二前缘5之间的距离满足使两个声波的相位相反或相差半个波长的条件。
图2是离心风机叶轮采用叶片前缘错置的结构示意图。
如图2所示，离心风机叶轮的叶片数为偶数，叶片沿圆周等间距地安装在离心风机的轮盘6上，其中，奇数列叶片1的前缘位于轮盘6上的第一前缘4位置，偶数列叶片2的前缘位于轮盘6上的第二前缘5的位置，第一前缘4和第二前缘5之间的距离满足使两个声波的相位相反或相差半个波长的条件。
当气流向叶片前缘流来时，首先和位于第一前缘4的奇数列叶片1的前缘发生撞击并产生第一个声波，随后气流又和位于第二前缘5的偶数列叶片2的前缘发生撞击并产生第二个声波，由于奇数列叶片1和偶数列叶片2前缘所在的位置满足使两个声波的相位相反或相差半个波长的条件，所以两个声波互相抵消，达到降低风机噪声的目的。
本发明叶片前缘错置的叶轮结构除了可以用于轴流风机和离心风机外，还可以用于贯(横)流风机和各种水泵，都能起到降噪的作用。
Claims (1)
1、一种叶片前缘错置的叶轮，包括叶片、轮毂(3)或轮盘(6)，叶片数为偶数，叶片沿圆周等间距地安装在轮毂(3)或轮盘(6)上，其特征在于所述叶片中，奇数列叶片(1)和偶数列叶片(2)的前缘错置，即奇数列叶片(1)的前缘位于轮毂(3)或轮盘(6)上的第一前缘(4)位置，偶数列叶片(2)的前缘位于轮毂(3)或轮盘(6)上的第二前缘(5)的位置，第一前缘(4)和第二前缘(5)之间的距离满足使两个声波的相位相反或相差半个波长的条件。
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