CN110259722A - 一种轴流风机用降噪叶轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴流风机用降噪叶轮，包括轮毂以及若干安装于所述轮毂上的叶片，所述叶片表面形成弯道结构，沿轮毂的圆截面平行方向，设置于轮毂上的若干叶片上的弯道结构，形成第一风道；所述轮毂连接有电机，当所述电机带动轮毂转动时，相邻的叶片之间成型第二风道，叶片工作中与空气产生的噪音，通过第一风道以及第二风道将其分解，进而降低叶轮工作中的噪音。本发明中的轴流风机用降噪叶轮，降噪效果好，生产方便。

Description

一种轴流风机用降噪叶轮

技术领域

本发明属于通风机用叶片技术领域，具体涉及一种轴流风机用降噪叶轮。

背景技术

风机在纺织行业得到广泛应用，其主要性能是由叶片以及叶片构成的叶轮决定。现有技术中，风机噪音的原因如下：

1、叶片回转而产生后噪音，即叶片旋转时，会与空气产生摩擦，或者产生重击。此时，转速越快，与空气接触频率越高，噪音越尖锐。可以通过增加叶片宽度或厚度减缓。

2、因叶片产生涡流时，也会产生噪音在风机运转期间。

3、因乱流而产生噪音；

4、与风管外壳产生共振而发生噪音风管。

5、固定噪音。

上述这些噪音，有些可以避免，有些则不可避免。比如叶片回转时，产生的噪音，其主要是因为叶片转动，与空气对流摩擦产生，如果能够将其进行分解，则在一定程度上，可以缓解这一部分噪音。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通通过风道之间互相产生的噪音，进而导致风以及噪音分解互相抵制，实现降低噪音的轴流风机用降噪叶轮。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种轴流风机用降噪叶轮，包括轮毂以及若干安装于所述轮毂上的叶片，所述叶片表面形成弯道结构，沿轮毂的圆截面平行方向，设置于轮毂上的若干叶片上的弯道结构，形成第一风道；

所述轮毂连接有电机，当所述电机带动轮毂转动时，相邻的叶片之间成型第二风道，叶片工作中与空气产生的噪音，通过第一风道以及第二风道将其分解，进而降低叶轮工作中的噪音；

所述叶片的数量为6-12片。

本技术方案中，由于叶片与空气摩擦产生的噪音，依据力分解的原理，设置两个风道，进而噪音通过不同的风道传至不同的方向，噪音得到分解，进而实现降噪。

作为本发明的进一步改进，以叶片靠近轮毂一端延伸至远离轮毂的一端形成叶片的长度，所述弯道结构的起始点设置于所述叶片长度的50%-60%处。

本技术方案中，将弯道的起始点设置在中上部，而叶片尾部不做功，噪音小，故设置在中上部，将中上部的噪音得到缓解。

作为本发明的进一步改进，沿轮毂的周向，所述叶片至另一个叶片的延伸形成叶片的宽度，沿所述叶片的宽度方向，所述第一风道为一端大一端小的收缩结构。

叶片转动中，本身也会存在风向以及与空气的摩擦，而采用收缩结构，进而空气流动时，会经过压缩变化释放，力进行改变，实现了进一步地的降噪。

作为本发明的进一步改进，以所述叶片的重心线为轴，沿第一风道的宽度方向，左侧叶片下压；且下压的左侧叶片沿中轴线朝内扭曲角度，形成带有弧度的风道。

本技术方案中，通过下压以及弯曲，使得叶片的结构得到改变，进而改变第一风道的走向，使得叶片与空气的摩擦角度改变，进而摩擦力大小改变，倾斜方向的摩擦力比垂直的力小，进而噪音得到缓解。

作为本发明的进一步改进，所述叶片为前缘半径小、最大厚度靠后的层流翼型叶片。

本技术方案中，采用6族翼型，适用于较高速度的一些翼型族，得到广泛应用。这种翼型又称层流翼型，它的前缘半径较小，最大厚度位置靠后，能使翼型表面上尽可能保持层流流动，以便减小摩擦阻力。

作为本发明的进一步改进，沿与轮毂连接处延伸形成第二风道的长度，所述第二风道靠近轮毂处为过渡段，其余为降噪段，所述过渡段的长度为第二风道长度的十分之一至八分之一，所述过渡段为宽度恒定的结构。

靠近轮毂处，风机作用小，噪音小，采用普通的风道即可满足降噪效果，无需专门再设置，且此处的过渡段可以通过调整叶片的结构形成，对于叶片的设计，又是一种提升。过渡段宽度恒定，叶片此处的结构即为恒定的，但是可以通过扭曲等结构构成，提升其强度或者改进安装部结构。

作为本发明的进一步改进，所述降噪段，为宽度逐渐变大的风道结构。

风道变宽，对应的力的对冲部分变大，进而力能够充分分解，提升降噪效果。

作为本发明的进一步改进，所述轮毂工作时，所述第一风道形成层流，且所述层流中，所述雷诺数为0.7×10⁶-10×10⁶，所述马赫数为0.1-0.2。

采用上述范围，压力面以及吸力面转换位置在前缘移动，有效推迟了失效的发生，有利于位置一个相对较高的升力系数和较低的阻力系数。

作为本发明的进一步改进，所述电机的级数为4级至8级，所述电机的工作功率为3Kw-55Kw。

作为本发明的进一步改进，所述4级-8级的电机，在带动轮毂转动时，转速为750r/min-1500r/min。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明中，利用风力相冲，进而将力进行分解的原理，使得叶片转动中，产生的风力噪音，通过分解以及相抵的形式，进行降解，进而从根源上，实现了降噪。

本发明中，通过分析运动中的状态，结合物理知识，将叶轮转动产生噪音进而影响工作人员工作的问题，得到改善，提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种轴流风机用降噪叶轮的立体图之一；

图2为本发明提供的一种轴流风机用降噪叶轮的立体图之二；

图3为本发明提供的一种轴流风机用降噪叶轮的立体图之三；

图4为本发明提供的一种轴流风机用降噪叶轮的立体图之四；

图5为本发明提供的一种轴流风机用降噪叶轮的立体图之五；

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1、轮毂；2、叶片；3、第一风道；4、第二风道。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

参照附图1-5所示，本发明公开的一种轴流风机用降噪叶轮，包括轮毂1以及若干安装于所述轮毂1上的叶片2，与现有技术的差异点在于，所述叶片2表面形成弯道结构，沿轮毂1的圆截面平行方向，设置于轮毂1上的若干叶片2上的弯道结构，形成第一风道3；

所述轮毂1连接有带动叶片2转动的电机，当所述电机带动轮毂1转动时，相邻的叶片2之间成型第二风道4，叶片2工作中与空气产生的噪音，通过第一风道3以及第二风道4将其分解，进而降低叶轮工作中的噪音。

本技术方案中，通过叶片2之间的作用，以及改变叶片2的方案，使其实现了进一步的降解。具体地，本技术方案中，由于叶片与空气摩擦产生的噪音，依据力分解的原理，设置两个风道，进而噪音通过不同的风道传至不同的方向，噪音得到分解，进而实现降噪。

具体地，叶片2的弯道结构，设置于风机作用最大、噪音最强的地方，弯道的弯曲程度、宽度以及深度等，均可以通过设计进行改进，比如，对于小型风机，本身叶片较小，噪音较小，其对应的弯曲结构自然也小。具体地，弯道结构的长度占整个叶片2长度的八分之一到六分之一。如果弯道结构过短，则力得不到很好的分解，降噪效率差，如果弯道的长度过长，则叶片2表面弯道过大，叶片2的强度以及轴流风机的性能都受其影响。

本实施例中，叶片2采用铝合金的材质构成，具体地，叶片2的数量以及安装方式，可以根据需要进行调整；叶片2的数量一般为8-11个，当叶轮的型号确定后，叶片2的数量一定时，叶片2之间的安装距离可以直接得出，进而实现了叶轮的整个设计。

实施例2

本实施例中，为了将叶轮的噪音主要源头进行分解，故以叶片2靠近轮毂1一端延伸至远离轮毂1的一端形成叶片2的长度，所述弯道结构的起始点设置于所述叶片2长度的50%-60%处。

叶轮转动时，主要是前面的叶片2作用，故将起始点设置于叶片2的中上部，此时，中上部的第二风道4将此处的噪音分解，实现了叶轮的降噪效果。如果设置在根部，则叶片根部噪音少，与空气摩擦少，此时，如果弯道设置在此处，那么降噪的效率很差，效果不明显。

进一步地，沿轮毂的周向，所述叶片2至另一个叶片2的延伸形成叶片2的宽度，沿所述叶片2的宽度方向，所述第一风道3为一端大一端小的收缩结构。

即叶片2的宽度方向为横向的，叶片2转动中，本身也会存在风向以及与空气的摩擦，而采用收缩结构，进而空气流动时，会经过压缩变化释放，力进行改变，实现了进一步地的降噪。收缩结构的改变，使得穿过的空气得到压缩释放，进而摩擦力也会发生改变和调整，充分利用了物理中力的分解的原理，无需增加其他降噪设备，只需改变叶片结构，提高了轴流风机的降噪性能。

进一步地，以所述叶片2的重心线为轴，当轮毂1转动时，沿第一风道3的宽度方向，左侧叶片下压；且下压的左侧叶片2沿中轴线朝内扭曲角度，形成带有弧度的风道。采用下压以及扭曲的方式，使得弯曲结构实现了压以及扭的多个角度改变，摩擦发生时，摩擦的方向发生了两次改变，力分解后，就变得越来越小，噪音越来越低。

如果只是一次下压或者一次扭，则力分解少，力相对较大，进而噪音相对还是有点大；如果下压多次或者扭曲多次，则叶片扭曲过渡，强度要求高，生产加工难；具体地，扭曲圈数少于半圈，可以扭曲20º以下，然后下压也下压比较小，一般下压10mm-30mm为宜。

实施例3

本实施例中，叶片2采用前缘半径小、最大厚度靠后的层流翼型叶片。

在空气动力学中，翼型通常理解为二维机翼，即剖面形状不变的无限翼展机翼。低速和速翼型的典型外形，它前端圆滑，后端成尖角形;后尖点称为后缘；翼型上距后缘最远的点称为前缘；连接前后缘的直线称为翼弦，其长度称为弦长。在翼型内部作一系列与上下翼面相切的内切圆，诸圆心的连线称为翼型的中弧线，其中最大内切圆的直径称为翼型的厚度，中弧线和翼弦之间的最大距离称为弯度；前缘的曲率半径称为前缘半径。超声速翼型的前缘也可能是尖的。翼型的相对厚度和相对弯度分别定义为厚度和弯度对弦长之比，弯度为零的翼型称为对称翼型，其中弧线与翼弦重合。

当翼型相对于空气运动时，翼型表面会受到气流的作用力，其合力在翼型运动方向或来流方向上的分力是翼型所受到的阻力，垂直于上述方向的分力是翼型的举力。这些作用力对前缘(或对距前缘1/4弦长点)的力矩称为俯仰力矩。在低速和亚声速情况下，还有一种翼型叫作层流翼型，它的最大厚度较靠后，边界层的层流段较长，因而摩擦阻力较小。在跨声速情形下，有一种翼型叫作超临界翼型，它的上表面比较平坦，翼面上一般只产生压缩波和膨胀波，间或有弱激波，因而波阻较小。

本技术方案中，采用6族翼型，其适用于较高速度的一些翼型族，得到广泛应用。这种翼型又称层流翼型，它的前缘半径较小，最大厚度位置靠后，能使翼型表面上尽可能保持层流流动，以便减小摩擦阻力。由于具有层流，故其结合第一风道3以及第二风道4，能够降低层流中的噪音。

进一步地，沿与轮毂1连接处延伸形成第二风道4的长度，所述第二风道4靠近轮毂1处为过渡段，其余为降噪段，所述过渡段的长度为第二风道4长度的十分之一至八分之一，所述过渡段为宽度恒定的结构。

靠近轮毂1处，风机作用小，噪音小，采用普通的风道即可满足降噪效果，无需专门再设置，且此处的过渡段可以通过调整叶片的结构形成，对于叶片的设计，又是一种提升。过渡段宽度恒定，叶片此处的结构即为恒定的，但是可以通过扭曲等结构构成，提升其强度或者改进安装部结构。

具体地，所述降噪段，为宽度逐渐变大的风道结构。

降噪段，主要目的在于降噪，故风道变宽，对应的力的对冲部分变大，进而力能够充分分解，提升降噪效果。

本实施例中，所述轮毂1工作时，所述第一风道（3）形成层流，且所述层流中，所述雷诺数为0.7×10⁶-10×10⁶，所述马赫数为0.1-0.2。

采用上述范围，压力面以及吸力面转换位置在前缘移动，有效推迟了失效的发生，有利于位置一个相对较高的升力系数和较低的阻力系数。经多次研究发现，此范围内的风机工作效率以及各种稳定性相对较佳。

本实施例中，为了匹配7段横截面的正常使用，以及轴流风机的高效正常工作，经多次试验以及研发人员的研究，电机在4级-8级，工作功率为3Kw-55Kw时降噪效果好。

叶片2少于6个，或者多于12个，则叶轮的叶片2过少或过多，叶轮整个使用的性能较弱，叶轮的本体效果不能得到发挥。

当电机的级数为4级时，叶片2为6-8片，电机7的工作功率为：3-18.5KW，转速为750r/m-1500r/m；

当电机的级数为6级时，叶片2为8-10片，电机7的工作功率为18.5Kw-55KW，转速为750r/m-1500r/m；

当电机的级数为8级时，叶片2为10-12片，电机的工作功率为：18.5Kw-75Kw，转速为750r/m-1500r/m。

本实施例中，叶片数量为8片时，转速为980r/min，功率为55Kw。

具体地，实际使用中，电机的转速发生±100r/min的误差都属于正常的，同理，电机的工作功率发生±3Kw的误差也属于正常范围。

本实施例中，通过不同级数的电机，对应电机不同的工作效率、转速等，以及不同的叶片2数量，进一步限定了叶轮的工作效率。

本发明中，由于第一弯道3具有弯度，当叶片2转动时，第一弯道3内有风经过，同时这些风在转动的过程中，有一定的离心力，离心力朝向边缘散出；即风产生的风力噪音，极少一部分通过离心力散出，另一部分则以圆的形式，反复出现，使得风机工作中，噪音大；而本实施例中，则是通过叶片2之间本身具有的第二风道4，将第一弯道3内的噪音得以降解；或者说，现有技术中，叶片2之间本来具有第二风道4，其运转中产生的噪音，影响风机效率，而本实施例通过增加第一风道3，抵消了这一噪音，提高了夜路内的效率。

本实施例中，轮毂转动中，弯道用于将第二风道4上的部分风量以较大的风道吸收后，经过收缩以较小的风道挤压排出，进入下一个第二风道4，进而实现了风压的改变。即通过弯道上的收缩结构，使得较小的风压，以较大的风压释放出来，能够便于与第一风道3上的噪音相抵。

进一步地，以叶片靠近轮毂一端延伸至远离轮毂的一端形成叶片的长度，所述第二弯道距离轮毂安装处的距离为所述叶片长度的50%-60%处。经过多次试验以及研究发现，当在此处形成较大的第二弯道时，降噪效果明显高于其他位置。如果靠近轮毂即叶根处设置，则弯道不做功，不易降噪；如果在远离轮毂一端的端部，则降噪效果弱，风量风压减小。

安装时，本实施例中，先通过叶片2的叶柄将8个叶片固定于轮毂1上，然后通过叶柄处的螺孔等进行固定，最后，增加锥套以及两个压盘，两个压盘，一个作为安装盘使用，一个作为防罩盘使用，对安装盘进行保护。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种轴流风机用降噪叶轮，包括轮毂（1）以及若干安装于所述轮毂（1）上的叶片（2），其特征在于，所述叶片（2）表面形成弯道结构，沿轮毂（1）的圆截面平行方向，设置于轮毂（1）上的若干叶片（2）上的弯道结构，形成第一风道（3）；

所述轮毂（1）连接有电机，当所述电机带动轮毂（1）转动时，相邻的叶片（2）之间成型第二风道（4），叶片（2）工作中与空气产生的噪音，通过第一风道（3）以及第二风道（4）将其分解，进而降低叶轮工作中的噪音；

所述叶片（2）的数量为6-12片。

2.根据权利要求1所述的一种轴流风机用降噪叶轮，其特征在于，以叶片（2）靠近轮毂（1）一端延伸至远离轮毂（1）的一端形成叶片（2）的长度，所述弯道结构的起始点设置于所述叶片（2）长度的50%-60%处。

3.根据权利要求2所述的一种轴流风机用降噪叶轮，其特征在于，沿轮毂的周向，所述叶片（2）至另一个叶片（2）的延伸形成叶片（2）的宽度，沿所述叶片（2）的宽度方向，所述第一风道（3）为一端大一端小的收缩结构。

4.根据权利要求3所述的一种轴流风机用降噪叶轮，其特征在于，以所述叶片（2）的重心线为轴，沿第一风道（3）的宽度方向，左侧叶片下压；且下压的左侧叶片（2）沿中轴线朝内扭曲角度，形成带有弧度的风道。

5.根据权利要求1所述的一种轴流风机用降噪叶轮，其特征在于，所述叶片（2）为前缘半径小、最大厚度靠后的层流翼型叶片。

6.根据权利要求5所述的一种轴流风机用降噪叶轮，其特征在于，沿与轮毂（1）连接处延伸形成第二风道（4）的长度，所述第二风道（4）靠近轮毂（1）处为过渡段，其余为降噪段，所述过渡段的长度为第二风道（4）长度的十分之一至八分之一，所述过渡段为宽度恒定的结构。

7.根据权利要求5所述的一种轴流风机用降噪叶轮，其特征在于，所述降噪段，为宽度逐渐变大的风道结构。

8.根据权利要求5所述的一种轴流风机用降噪叶轮，其特征在于，所述轮毂（1）工作时，所述第一风道（3）形成层流，且所述层流中，所述雷诺数为0.7×10⁶-10×10⁶，所述马赫数为0.1-0.2。

9.根据权利要求1-8之一所述的一种轴流风机用叶轮，其特征在于，所述电机的级数为4级至8级，所述电机的工作功率为3Kw--75Kw。

10.根据权利要求9所述的一种轴流风机用叶轮，其特征在于，所述4级至8级的电机，在轮毂的转动下，转速为转速750r/m-1500r/m。