CN1534200A - 轴流通风机叶轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴流通风机叶轮。该叶轮包括轮毂和多个机翼叶型或者圆弧板叶型叶片，叶片环绕轮毂设置，所述叶片沿其旋转方向前弯，叶片各截面的前弯角从叶根到叶尖连续增加，叶根截面的前弯角为零，叶尖截面的前弯角最大；所述叶片向进气方向前掠。本发明的优点在于通过叶片的弯掠角，控制和抑止了叶片表面边界层的分离，减小了叶片的损失从而提高了风机的效率，也从而降低了气动噪声。通过模型级实验，本发明的风机噪声低，流动损失小，效率高。本发明可广泛应用于工业和民用的通风换气和工艺流程。

Description

轴流通风机叶轮
技术领域
本发明涉及一种叶轮，更具体地说，它涉及一种用于轴流通风机的叶轮。
背景技术
现有的轴流通风机，一般采用机翼叶型或圆弧板叶片。在叶片的气动设计和几何造型中，采用通用的全三维径向平衡的设计理论。动、静叶片的弯、掠量不作为设计参数。几何叶片成形时，按基元叶片叶栅叶型中心沿径向叠加而成叶片。这种设计方法和叶片成形方法，无法通过改变叶片排内的叶片力大小和方向来控制叶片通道内的速度分布，也无法控制叶片通道内气流的分离、涡流强度和二次流强度等与流动损失相关的二次流动，而使得现有的轴流通风机存在着风机噪声高、效率低等缺点。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有轴流通风机存在噪声高、效率低的不足；目的之二在于通过叶片弯、掠量等多参数控制，减小流动损失和气动噪声；从而提供一种轴流通风机叶轮。
本发明的技术方案为：
本发明提供的一种轴流通风机叶轮，包括轮毂7和多个机翼叶型或者圆弧板叶型叶片8，叶片8环绕轮毂7设置，所述叶片8沿其旋转方向前弯，叶片8各截面I～VI的前弯角从叶根到叶尖连续增加，叶根截面VI的前弯角为零，叶尖截面I的前弯角最大。
所述叶片8的叶尖截面I的前弯角ε＝7°～40°。
所述叶片8向进气方向前掠，前掠角α＝20°～30°。
所述叶片8各截面I～VI的安装角βA从叶根到叶尖连续减小，安装角βA在18°～60°之间。
所述叶片8与轮毂7采用整体铸造结构，或者采用焊接或铆接方式连接。所述叶轮包括2～20个形状相同的叶片8。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过叶片的弯掠角，控制和抑止了叶片表面边界层的分离，减小了叶片的损失从而提高了风机的效率，也从而降低了气动噪声。通过模型级实验，本发明的风机噪声低，流动损失小，效率高。本发明可广泛应用于工业和民用的通风换气和工艺流程。
附图说明
图1是本发明轴流通风机叶轮的结构示意图；
图2是本发明轴流通风机叶轮的侧视图；
图3是叶片在r-θ平面内的示意图；
图4是叶片在r-z平面内的示意图；
图面说明
叶片截面I～VI    轮毂7    叶片8    叶片中心线9
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
为了叙述的方便，这里采用柱坐标系(r，θ，z)，以轮毂7的圆心O为中心，r是轮毂7的半径方向，也就是叶片8各安装截面的延伸方向，θ是矢量在轮毂7的圆周平面内与r之间的夹角，z是轮毂7的轴向。
本发明的轴流通风机叶轮在r-θ平面内的结构示意图如图1所示，轮毂7与4个形状相同的叶片8之间采用整体铸造结构。根据具体应用，轮毂7与叶片8之间也可采取焊接或铆接方式连接，叶片8个数可在2～20个之间变化，叶片8的基本叶型可以采用机翼叶型或者圆弧板叶型。作为本发明的一个特征，叶片8在r-θ平面内沿图1中所示的叶片旋转方向前弯。作为本发明的另一个特征，叶片8整体上向进气方向前掠，前掠角为α，如图2所示
叶片8各截面前弯角的分布在图3中看得最清楚，在图3中选取了6个代表性截面，用罗马数字I～VI表示，同时用标号O1～O6表示相应截面的中心位置，其中截面I为叶尖截面，截面VI为叶根截面。叶根截面VI的中心O6与轮毂圆心O的连线为OO6，所述前弯角是指各截面的中心与轮毂圆心O的连线和OO6之间的夹角，例如，截面V的前弯角即OO5与OO6之间的夹角。图3还给出了在本实施例中各代表性截面的前弯角的具体数值，叶根截面VI的前弯角为0，截面V的前弯角为8°，截面IV的前弯角为15°，截面III的前弯角为21°，截面II的前弯角为28°，叶尖截面I的前弯角为34°。可以看出，各截面的前弯角从叶根截面VI开始连续增加，在叶尖截面I处达到最大。
叶片8整体上向进气方向前掠的情况在图4中看得最清楚，图4是叶片8在r-z平面的示意图。叶片8各截面中心位置的连线称为叶片中心线9，在r-z平面中，所述叶片中心线9为一条直线，叶片的前掠角是指叶片中心线9与前述的连线OO6之间的夹角，在本实施例中，前掠角α＝22°。
与现有叶片的设计相似，本发明叶片8的各截面具有安装角βA和一定的弦长。在表1中给出了本实施例中叶片8的主要设计参数，包括各代表性截面I～VI的安装角β4、弦长，以及前弯角和前掠角。所述截面I～VI的弦长是指叶片截面两端之间的距离，在图3中，截面I～VI的两端分别用带上标的标号表示，例如，截面II的两端分别为2 ’和2”，其弦长即端点2’和2”之间的距离。
表1
Figure A0312146400051

Claims (8)

1、一种轴流通风机叶轮，包括轮毂(7)和多个机翼叶型或者圆弧板叶型叶片(8)，叶片(8)环绕轮毂(7)设置，其特征在于，所述叶片(8)沿其旋转方向前弯，叶片(8)各截面(I～VI)的前弯角从叶根到叶尖连续增加，叶根截面(VI)的前弯角为零，叶尖截面(I)的前弯角最大。
2、根据权利要求1所述的轴流通风机叶轮，其特征在于，所述叶片(8)的叶尖截面(I)的前弯角ε＝7°～40°。
3、根据权利要求1所述的轴流通风机叶轮，其特征在于，所述叶片(8)向进气方向前掠。
4、根据权利要求3所述的轴流通风机叶轮，其特征在于，所述叶片(8)前掠角α＝20°～30°。
5、根据权利要求1所述的轴流通风机叶轮，其特征在于，所述叶片(8)各截面(I～VI)的安装角βA从叶根到叶尖连续减小。
6、根据权利要求5所述的轴流通风机叶轮，其特征在于，所述叶片(8)各截面(I～VI)的安装角βA在18°～60°之间。
7、根据权利要求1所述的轴流通风机叶轮，其特征在于，所述叶片(8)与轮毂(7)采用整体铸造结构，或者采用焊接或铆接方式连接。
8、根据权利要求1所述的轴流通风机叶轮，其特征在于，所述叶轮包括2～20个形状相同的叶片(8)。
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