CN113864231B - 一种后向离心叶轮及通风机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种后向离心叶轮及通风机，包括叶片、前盘和后盘，其特征在于，所述前盘与所述后盘之间固定设有多个叶片，所述叶片截面为月牙形状的机翼型，本发明叶片采用特定形状的机翼型叶片，可减弱叶道进口时的冲击损失和入口冲击噪声，同时改善了气流进入叶片流道前的流动状态，本发明叶片间流道形状得到一定程度优化，减小轴向涡流及其损失，减弱叶片出口边缘气流尾迹扩大的程度，从而提高了叶轮对气体做功的效率进而提高叶轮及通风机的气动性能和效率，并主动降低叶轮运转所产生的气动噪声。

Description

一种后向离心叶轮及通风机
技术领域
本发明涉及通风机相关领域，特别是涉及一种后向离心叶轮及通 风机。
背景技术
通风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械， 通常为了加工方便，离心通风机叶轮的叶片通常采用金属板材制作， 其截面为等厚度型，由于实际叶片具有一定的厚度，在叶片出口边缘 处附近，因为叶片工作面和非工作面压力不同，两边的气流在合流的 过程中，形成涡旋并且不断扩大，干扰了主气流，形成了压力损失和 气流噪声；
通风机气体在叶片流道里会形成一个与叶轮旋转方向相反的轴 向涡流，因此，气流流经叶片间通道时主气流从叶道入口至出口的相 对流动过程中，还受到轴向涡流的作用，使气流在叶轮出口处的相对 速度产生偏离，不是由该点的切线方向流出，导致压力下降；
通风机在实际运行时，通风机的运行工况点流量不能保证总是恰 好运行在设计流量，这样就会产生气流与叶片的冲击。
发明内容
本发明的目的在于提出一种后向离心叶轮及通风机，解决上述问 题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种后向离心叶轮及 通风机，包括叶片、前盘和后盘，其特征在于，所述前盘与所述后盘 之间固定设有多个叶片，所述叶片截面为月牙形状的机翼型。
作为本发明的优选，所述叶片进口侧头部形状没有直角尖锐边， 而是光滑的圆弧状，可减弱叶道进口时的冲击损失和入口冲击噪声， 同时改善了气流进入所述叶片流道前的流动状态。
作为本发明的优选，所述叶片出口侧尾部形状逐步减薄，其厚度 为整个所述叶片弦长方向厚度最小处，可减弱所述叶片出口边缘气流 尾迹扩大的程度，并减小出口压力损失和出口气流噪声。
作为本发明的优选，叶型前缘点即头部弧线中点设为m点，将后 缘点即尾部弧线中点设为p点，直线段“pm”为所述叶片弦长，长度 为L，上弧线、下弧线的主体部分均在弦长的直线段“pm”的上方一 侧，弧线“mep”为月牙形的中线，中线“mep”相对于弦长线的最大拱高点设为e点，其最大拱高值设为f，弦长法线方向上的叶型最大 厚度设为c。
作为本发明的优选，“mp”＝L为所述叶片弦长。
作为本发明的优选，叶型最大相对厚度合适范围：尤其是叶型最大相对弯度合适范围：/>尤其是/>
作为本发明的优选，所述叶片中间主体段采用上凹月牙形的机翼 型，所述叶片中部厚度较大。
作为本发明的优选，所述叶片中部占用了少部分通流面积，但是 一定程度上限制了轴向涡流的发展及其导致的流动损失。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明叶片采用特定 形状的机翼型叶片，可减弱叶道进口时的冲击损失和入口冲击噪声， 同时改善了气流进入叶片流道前的流动状态，本发明叶片间流道形状 得到一定程度优化，减小轴向涡流及其损失，减弱叶片出口边缘气流 尾迹扩大的程度，并减小出口压力损失和出口气流噪声，从而提高了 叶轮对气体做功的效率进而提高叶轮及通风机的气动性能和效率，并 主动降低叶轮运转所产生的气动噪声。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例图1中叶片外观示意图；
图3是本发明实施例图1中产品总体外观示意图；
图4是本发明实施例一与对比样机一静压对比曲线图；
图5是本发明实施例一与对比样机一静压效率对比曲线图；
图6是本发明实施例二与对比样机二静压对比曲线图；
图7是本发明实施例二与对比样机二静压效率对比曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
一种后向离心叶轮及通风机，如图1-7所示，包括叶片11、前 盘12和后盘13，其特征在于，所述前盘12与所述后盘13之间固定 设有多个叶片11，所述叶片11截面为月牙形状的机翼型。
作为本发明的优选，所述叶片11进口侧头部形状没有直角尖锐 边，而是光滑的圆弧状，可减弱叶道进口时的冲击损失和入口冲击噪 声，同时改善了气流进入所述叶片11流道前的流动状态。
作为本发明的优选，所述叶片11出口侧尾部形状逐步减薄，其 厚度为整个所述叶片11弦长方向厚度最小处，可减弱所述叶片11出 口边缘气流尾迹扩大的程度，并减小出口压力损失和出口气流噪声。
作为本发明的优选，叶型前缘点即头部弧线中点设为m点，将后 缘点即尾部弧线中点设为p点，直线段“pm”为所述叶片11弦长， 长度为L，上弧线、下弧线的主体部分均在弦长的直线段“pm”的上 方一侧，弧线“mep”为月牙形的中线，中线“mep”相对于弦长线的 最大拱高点设为e点，其最大拱高值设为f，弦长法线方向上的叶型 最大厚度设为c。
作为本发明的优选，“mp”＝L为所述叶片11弦长。
作为本发明的优选，叶型最大相对厚度合适范围：尤其是叶型最大相对弯度合适范围：/>尤其是/>
作为本发明的优选，所述叶片11中间主体段采用上凹月牙形的 机翼型，所述叶片11中部厚度较大。
作为本发明的优选，所述叶片11中部占用了少部分通流面积， 但是一定程度上限制了轴向涡流的发展及其导致的流动损失。
在使用时，实施例一和实施例二的叶片11截面为月牙形状的机 翼型，其主要尺寸见图1所示，主要数据如下表所示：
实施例一和对比样机一的叶片出口直径ΦD2均为φ226.6mm，叶 片数均为7片，对比样机一的叶片为等厚度弧形叶片、实施例一的叶 片为月牙形机翼型叶片，对比样机一的叶片入口直径ΦD1为φ 130.8mm，实施例一的叶片入口直径ΦD1为φ151.9mm；
实施例一是在对比样机一的基础上，通过对叶片的形状改进而成 —将原常规等厚弧形叶片改进为底部上凹的月牙形机翼型，叶轮和通 风机其它主要尺寸均保持不变。
实施例一的叶片中线最大弯度与叶片弦长的比值为：f/L＝0.068；
实施例一的叶片弦长与出口直径比为：L/D2＝0.356；
实施例一的叶片安装角为θ＝42.18°；
实施例一的叶片进出口直径比为：D1/D2＝0.672；
实施例一和对比样机一的性能曲线对比见图4-5；最高效率工况 点的主要性能参数对比如下表所示：
转速(r/min) 风量(m3/h) 静压(Pa) 静压效率(％)
对比样机一 2500 720 300.8 57.92
实施例一 2500 720 309.8 61.97
相同风量的工况下，实施例一与对比样机一相比，静压提高了 9Pa，静压效率提高了4.05％；
实施例二和对比样机二的叶片出口直径ΦD2均为φ263.4mm，叶 片数均为7片，对比样机二的叶片为等厚度弧形叶片、实施例二的叶 片为月牙形机翼型叶片，对比样机二的叶片入口直径ΦD1为φ 159.1mm，实施例二的叶片入口直径ΦD1为φ177.8mm；
实施例二是在对比样机二的基础上，通过对叶片的形状改进而成 —将原常规等厚弧形叶片改进为底部上凹的月牙形机翼型，叶轮和通 风机其它主要尺寸均保持不变；
实施例二的叶片中线最大弯度与叶片弦长的比值为：f/L＝0.07；
实施例二的叶片弦长与出口直径比为：L/D2＝0.372；
实施例二的叶片安装角为θ＝42.45°；
实施例二的叶片进出口直径比为：D1/D2＝0.675；
实施例二和对比样机二的性能曲线对比见图6-7；最高效率工况 点的主要性能参数对比如下表所示：
转速(r/min) 风量(m3/h) 静压(Pa) 静压效率(％)
对比样机二 3700 2146 963 64.82
实施例二 3700 2146 1017.8 67.14
相同风量的工况下，实施例二与对比样机二相比，静压提高了 54.8Pa，静压效率提高了2.32％。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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。

Claims (1)

1.一种后向离心叶轮，包括叶片、前盘和后盘，其特征在于，所述前盘与所述后盘之间固定设有多个叶片，所述叶片截面为月牙形状的机翼型；所述叶片进口侧头部形状没有直角尖锐边，而是光滑的圆弧状；所述叶片出口侧尾部形状逐步减薄，其厚度为整个所述叶片弦长方向厚度最小处；叶型前缘点即头部弧线中点设为m点，将后缘点即尾部弧线中点设为p点，直线段“pm”为所述叶片弦长，长度为L，上弧线、下弧线的主体部分均在弦长的直线段“pm”的上方一侧，弧线“mep”为月牙形的中线，中线“mep”相对于弦长线的最大拱高点设为e点，其最大拱高值设为f，弦长法线方向上的叶型最大厚度设为c；“mp”= L为所述叶片弦长；叶型相对厚度合适范围：；叶型相对弯度合适范围：/>；所述叶片中间主体段采用上凹月牙形的机翼型，所述叶片中部厚度较大；所述叶片中部限制了轴向涡流的发展及其导致的流动损失。
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