CN108223445B - 一种轴流通风机叶轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机电技术领域，尤其涉及一种轴流通风机叶轮。一种轴流通风机叶轮，用于与电机输出轴相连接的轴套，以及与所述轴套相连接的轮毂，以及连接在轮毂外端部上的多块叶片；多块叶片以轴套为中心周向规则设置；所述叶片的后缘为锯齿状后缘，锯齿状后缘由多个锯齿依次布局而成；从叶顶至叶根方向，锯齿的齿宽b、齿高h、偏转角β逐步变小。该轴流通风机叶轮将叶片后缘设计成锯齿状，在一定程度上消除尾迹对主气流的影响，可提高叶轮及通风机的效率并降低噪声。

Description

一种轴流通风机叶轮
技术领域
本发明涉及机电技术领域，尤其涉及一种轴流通风机叶轮。
背景技术
叶轮是轴流通风机的关键部件，在提高轴流通风机效率和降低噪声方面，优化设计的重点是叶轮即是，而其中的叶片尤为关键，在叶片形状的各个方面，前人进行了长期的探索并取得了许多卓有成效的成果。本技术方案创造的技术方案是在现有叶轮的基础之上，对其进行优化改良，尤其是对于叶轮上的叶片进行改良。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种轴流通风机叶轮，该轴流通风机叶轮将叶片后缘设计成锯齿状，在一定程度上消除尾迹对主气流的影响，可提高叶轮及通风机的效率并降低噪声。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种轴流通风机叶轮，用于与电机输出轴相连接的轴套，以及与所述轴套相连接的轮毂，以及连接在轮毂外端部上的多块叶片；多块叶片以轴套为中心周向规则设置；其特征在于：所述叶片的后缘为锯齿状后缘，锯齿状后缘由多个锯齿依次布局而成；从叶顶至叶根方向，锯齿的齿宽b、齿高h、偏转角β逐步变小。
作为优选，从叶顶至叶根方向，锯齿的齿宽b、齿高h、偏转角β符合如下公式：bi/b(i+1)＝hi/h(i+1)＝βi/β(i+1)＝10(1/k)，k＝40或80。
作为优选，锯齿的齿宽b与叶片后缘的弧线长度C满足：b＝(0.015～0.075)C；锯齿的齿高h与叶片外缘的弧线长度B满足：h＝(0.03～0.15)B；锯齿的偏转角β＝5°～40°。
作为优选，叶片外缘的弧线长度B与叶片在叶轮半径方向的高度H的关系为：B/H＝0.6～2.2。
作为优选，叶顶端点P到与其相邻的锯齿起始点Po之间的弧线长度是Co，Co＜0.16C。
作为优选，所述叶片后缘的锯齿数量为n＝10个～30个。
作为优选，所述叶片的外缘靠近其后缘一侧具有折边部；折边部包括由叶片本体向外延伸的第一折边，以及由第一折边向外延伸的第二折边。
作为优选，第一折边与第二折边之间构成V形开口，V形开口朝向叶片工作端面；所述第一折边相对于叶片本体的折弯角度θ＝15°～25°。
作为优选，所述第一折边的高度为H11，第二折边的高度为H12，叶片在叶轮半径方向的高度为H；(H11+H12)≤0.16H；所述第一折边的弧形长度为B11，第二折边的弧形长度为B12，叶片外缘的弧形长度为B，B11≤0.7B，B12＜B11；B/H＝0.6～2.2。上述技术方案涉及一种轴流通风机叶轮，该轴流通风机叶轮的叶片的外缘靠近其后缘一侧具有折边部；折边部包括由叶片本体向外延伸的第一折边，以及由第一折边向外延伸的第二折边。由于轴流通风机在运行中，叶轮的叶片外缘压力面和非压力面之间会产生气体潜流，本方案将叶片设计成折边状，从而一定程度上减弱了潜流而提高叶轮及通风机的效率，同时一定程度消除了潜流带来的气流紊乱所产生的噪声。
本发明采用上述技术方案，该技术方案涉及一种轴流通风机叶轮，该轴流通风机叶轮的叶片后缘为锯齿状后缘，锯齿状后缘由多个锯齿依次布局而成；并且这些锯齿所呈现的规律是从叶顶至叶根方向，锯齿的齿宽b、齿高h、偏转角β逐步变小。由于轴流通风机在运行中叶轮叶片后缘的气体尾迹，该技术方案将叶片后缘设计成锯齿状，并结合空气动力学知识将锯齿呈上述规律排列，在一定程度上消除尾迹对主气流的影响，可提高叶轮及通风机的效率并降低噪声。
附图说明
图1为本发明的叶轮结构示意图。
图2为实施例1中的叶轮结构示意图。
图3为实施例1中的叶片局部示意图。
图4为实施例2中的叶轮结构示意图。
图5为实施例2中的叶片局部示意图。
图6为实施例3中的叶片结构示意图。
图7为实施例3中的叶片结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的优选实施方案作进一步详细的说明。
如图1～7所示的一种轴流通风机叶轮，用于与电机输出轴相连接的轴套1，以及与所述轴套相连接的轮毂2，以及连接在轮毂外端部上的多块叶片3。多块叶片以轴套为中心周向规则设置。所述叶片的后缘为锯齿状后缘，锯齿状后缘由多个锯齿V依次布局而成，叶片后缘的锯齿数量为n＝10个～30个。从叶顶至叶根方向，锯齿的齿宽b、齿高h、偏转角β逐步变小。并且从叶顶至叶根方向，锯齿的齿宽b、齿高h、偏转角β符合如下公式：bi/b(i+1)＝hi/h(i+1)＝βi/β(i+1)＝10(1/k)，k＝40或80。
所述叶片后缘的弧线长度是C，叶顶端点P到与其相邻的锯齿起始点Po之间的弧线长度是Co，Co＜0.16C。所述锯齿的齿宽b与叶片后缘的弧线长度C满足：b＝(0.015～0.075)C。锯齿的齿高h与叶片外缘的弧线长度B满足：h＝(0.03～0.15)B。叶片外缘的弧线长度B与叶片在叶轮半径方向的高度H的关系为：B/H＝0.6～2.2。锯齿的偏转角β＝5°～40°。
上述技术方案涉及一种轴流通风机叶轮，该轴流通风机叶轮的叶片后缘为锯齿状后缘，锯齿状后缘由多个锯齿依次布局而成。并且这些锯齿所呈现的规律是从叶顶至叶根方向，锯齿的齿宽b、齿高h、偏转角β逐步变小。由于轴流通风机在运行中叶轮叶片后缘的气体尾迹，该技术方案将叶片后缘设计成锯齿状，并结合空气动力学知识将锯齿呈上述规律排列，在一定程度上消除尾迹对主气流的影响，可提高叶轮及通风机的效率并降低噪声。
以下是依据上述技术方案所实施具体实施数据，表1和表2所代表的是实施例1和2中所采用的叶轮数据；将实施例1和实施例2中的叶轮与常规无锯齿的叶轮进行性能比对，得到表3和表4。测试结果表明：采用本技术方案叶轮的轴流通风机，其最高效率点的全压效率有所提高、噪声下降。具体如下：
实施例1 实施例2
H(mm) 249.7 261
B(mm) 469 175
C(mm) 289 263.6
Co(mm) 22.8 14.8
b/C 0.046～0.069 0.021～0.038
h/B 0.04～0.06 0.064～0.114
Co/C 0.079 0.056
B/H 1.88 0.67
Z 5 6
n 15 21
表1：为轴流通风机叶轮中叶片的具体参数示意表，其中H、B、C、Co、b和h所代表的意思在上述技术方案中阐述；而Z表示叶片的数量，n代表锯齿数量。
表2：基于表1的基础之上，实施例1和实施例2中的锯齿具体参数示意表；其中实施例中有15个锯齿，实施例2中有21个锯齿；V1～V21代表了齿序。
表3为实施例1与常规叶轮的对比测结果
表4为实施例2与常规叶轮的对比测试结果
另外在轴流通风机叶轮中，叶片3的外缘靠近其后缘一侧具有折边部。折边部包括由叶片本体向外延伸的第一折边31，以及由第一折边向外延伸的第二折边32。第一折边与第二折边之间构成V形开口，V形开口朝向叶片工作端面。所述第一折边相对于叶片本体的折弯角度θ＝15°～25°。所述第一折边的高度为H11，第二折边的高度为H12，叶片在叶轮半径方向的高度为H。(H11+H12)≤0.16H。所述第一折边的弧形长度为B11，第二折边的弧形长度为B12，叶片外缘的弧形长度为B，B11≤0.7B，B12＜B11。
上述技术方案涉及一种轴流通风机叶轮，该轴流通风机叶轮的叶片的外缘靠近其后缘一侧具有折边部。折边部包括由叶片本体向外延伸的第一折边，以及由第一折边向外延伸的第二折边。由于轴流通风机在运行中，叶轮的叶片外缘压力面和非压力面之间会产生气体潜流，本方案将叶片设计成折边状，从而一定程度上减弱了潜流而提高叶轮及通风机的效率，同时一定程度消除了潜流带来的气流紊乱所产生的噪声。
以下是依据上述技术方案，就基于叶片的外缘靠近其后缘一侧具有折边部这一发明点，所实施具体实施数据，表5代表的是实施例3中所采用的叶轮数据；将实施例3的叶轮与常规无锯齿的叶轮进行性能比对，得到表6。测试结果表明：采用本发明叶轮的轴流通风机，其最高效率有所提高、噪声比A声级下降。具体如下：
表5：实施例3中叶轮的具体参数示意表；
表6为常规叶轮和实施例3中叶轮测试数据对比
综上所述，上述实施例1和2中所体现的是仅锯齿状后缘这一发明点所带来的性能优势；而实施例3中体现的是仅折边部这一发明点所带来的性能优势；两发明点的技术效果均是提升效率，降低噪音；因此将两者结合可以得到性能更加优越的叶轮。很明显地，如本领域的人员对本发明进行变型设计改进而不超出本发明的精神实质和范围，则本发明也意图包括这些改进和变型在内。

Claims (8)

1.一种轴流通风机叶轮，用于与电机输出轴相连接的轴套，以及与所述轴套相连接的轮毂，以及连接在轮毂外端部上的多块叶片；多块叶片以轴套为中心周向规则设置；其特征在于：所述叶片的后缘为锯齿状后缘，锯齿状后缘由多个锯齿依次布局而成；从叶顶至叶根方向，锯齿的齿宽b、齿高h、偏转角β逐步变小；
从叶顶至叶根方向，锯齿的齿宽b、齿高h、偏转角β符合如下公式：bi/b(i+1)＝hi/h(i+1)＝
βi/β(i+1)＝10(1/k)，k＝40或80。
2.根据权利要求1所述的一种轴流通风机叶轮，其特征在于：锯齿的齿宽b与叶片后缘的弧线长度C满足：b＝(0.015～0.075)C；锯齿的齿高h与叶片外缘的弧线长度B满足：h＝(0.03～0.15)B；锯齿的偏转角β＝5°～40°。
3.根据权利要求2所述的一种轴流通风机叶轮，其特征在于：叶片外缘的弧线长度B与叶片在叶轮半径方向的高度H的关系为：B/H＝0.6～2.2。
4.根据权利要求2所述的一种轴流通风机叶轮，其特征在于：叶顶端点P到与其相邻的锯齿起始点Po之间的弧线长度是Co，Co＜0.16C。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种轴流通风机叶轮，其特征在于：所述叶片后缘的锯齿数量为n＝10个～30个。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的一种轴流通风机叶轮，其特征在于：所述叶片的外缘靠近其后缘一侧具有折边部；折边部包括由叶片本体向外延伸的第一折边，以及由第一折边向外延伸的第二折边。
7.根据权利要求6所述的一种轴流通风机叶轮，其特征在于：第一折边与第二折边之间构成V形开口，V形开口朝向叶片工作端面；所述第一折边相对于叶片本体的折弯角度θ＝15°～25°。
8.根据权利要求6所述的一种轴流通风机叶轮，其特征在于：所述第一折边的高度为H11，第二折边的高度为H12，叶片在叶轮半径方向的高度为H；(H11+H12)≤0.16H；所述第一折边的弧形长度为B11，第二折边的弧形长度为B12，叶片外缘的弧形长度为B，B11≤0.7B，B12＜B11。
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