CN2797695Y - 装有后缘锯齿型叶片的轴流风机 - Google Patents

装有后缘锯齿型叶片的轴流风机 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于轴流风机，它无须改变现有风机的叶型设计，而只是将其叶片的后缘制成锯齿型的，这锯齿在很大程度上抑制了卡门涡有规则的从后缘的脱落，从而显著提高了轴流风机的效率并降低了风机的噪声，适用于任何型式的轴流风机以及轴流压气机；叶片后缘锯齿的高度与当地弦长之比为5％～17％，而齿顶角为30°～ 120°；大量实验证明，该方法效果显著，简单易行，成本低。

Description

装有后缘锯齿型叶片的轴流风机
技术领域本实用新型涉及一种装有后缘锯齿型叶片的轴流风机。
背景技术
现有的轴流风机叶片的后缘均为规则而齐平形状的，因而当风机旋转工作时，旋涡从叶片后缘同时而周期性的脱落，形成卡门涡街，特别当叶片后缘的加工不是尖锐而呈钝性时，因此降低了风机的效率，并使风机产生振动和噪声。为了提高风机的效率，人们进行了大量的研究，取得了许多进展，例如，许多人采用三元流设计方法，力图设计更合理的叶片叶型，但这是一个相当复杂的过程，需要耗费大量的人力、物力、时间和财力，而其效果并非十分显著；有人采用前缘粗糙度的方法，虽有效果，但不明显；有人采用在叶片后缘附加襟翼或带锯齿的后缘襟翼，效果较好，但它实际上是靠增加叶片的弯度和弦长来得到的，这样就增加了叶片的加工难度，降低了风机的工作可靠性，并提高了其生产成本。
发明内容
本实用新型的目的是对原型风机叶片进行适当改进，使得用最简单的方法，既不改变原风机的叶片叶型设计，又能明显提高风机的工作效率，降低风机噪声，实施简单，成本低廉。
本实用新型的技术方案是：
对于一切型式的轴流风机，无论是何种类型，即所说通风机、鼓风机或压缩机等；无论何种用途，如用于矿井、化工、锅炉、船舶、排尘、冷却通风或输送气体等；无论用何种材料制造，如由钢、铝或某种金属合金制造，或由玻璃钢、碳素纤维等人工合成材料制造等；无论何种规格，即单级、多级，大型或小型等；无论风机的结构，即风机动叶前面是否有前导叶，动叶后面是否有后静叶等；无论何种叶型，即叶型剖面为翼型的或弯板的；无论叶片是实心的还是空心的；无论静叶还是动叶；无论叶片叶身的扭曲程度的大小；无论叶片从叶根到叶尖，即沿叶高的弦长如何变化；无论其原型的气动性能好与差，都无须改变原始叶型的形状，只需将原始叶型的后缘制成锯齿形状，即可达到明显提高风机气动性能并降低噪声的效果；这种锯齿后缘可以直接在原始叶片上加工，也可以另外单独加工锯齿后缘，然后再与原始叶片前段连接起来构成原始叶型；这些锯齿的两个侧面应该是封闭的，不能漏气。
大量实验数据证明，本实用新型与现有技术相比有如下优点：
1.与现有的具有齐平后缘叶片的轴流风机相比，可明显提高其效率；
2.与现有的具有齐平后缘叶片的轴流风机相比，可明显降低其噪声；
3.与现有的具有襟翼叶片的轴流风机相比，结构更简单，成本更低廉，工作更可靠。
附图说明
图1为装有后缘锯齿型叶片的轴流风机；
图2为带有锯齿型后缘的翼型叶片；
图3为带有锯齿型后缘的弯板型叶片；
图4为带有锯齿型后缘的沿叶高变弦长叶片；
图5为带有锯齿型后缘的空心叶片；
图6为带有另外单独制作的锯齿型后缘的叶片。
下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的说明：
如图1所示，装有后缘锯齿型叶片的轴流风机由叶轮1、机壳4、静叶3和电机8组成，叶轮1由动叶2和轮毂7组成，动叶2在机壳4与轮毂7形成的通道9中旋转，使气流11沿该通道9流过动叶2和静叶3，动叶2和静叶3均可以带有锯齿型后缘6，其中任一个也可以不带锯齿型后缘6；后缘可以从叶根到叶尖全部作成锯齿型，也可以部分作成锯齿型。
具体实施方式
实施例1
参见图2和图3，叶片2带有锯齿型后缘6，其叶型剖面5分别为翼型形状和弯板形状，叶片当地弦长(或叶片弦长，或弦长)指某半径处叶片剖面5的前缘12到锯齿型后缘6的齿顶14的连线13之间的距离，锯齿齿高指齿顶14到齿根15的垂直距离，齿顶角指齿顶14处两相邻侧面16之间的夹角，相对齿高，即齿高与弦长之比为5％～17％，齿顶角为30°～120°，后缘可以从叶根到叶尖全部作成锯齿型，也可以部分作成锯齿型，同一个叶片上，相对齿高可以保持相同，也可以是变化的，只要在所要求的范围内。
实施例2
参见图4，叶片2带有锯齿型后缘6，其叶片弦长从叶根到叶尖是变化的，锯齿齿高指齿顶14到齿根15的垂直距离，齿顶角指齿顶14处两相邻侧面16之间的夹角，相对齿高为5％～17％，齿顶角为30°～120°，后缘可以从叶根到叶尖全部作成锯齿型，也可以部分作成锯齿型，同一个叶片上，相对齿高可以保持相同，这时因为弦长沿叶高是变化的，所以齿高也是变化的；但是最好使相对齿高在所要求的范围内变化，而保持齿高沿叶高不变，这样可以使得加工更方便。
实施例3
参见图5，叶片2是空心的，带有锯齿型后缘6，其叶片弦长从叶根到叶尖是变化的，锯齿齿高指齿顶14到齿根15的垂直距离，齿顶角指齿顶14处两相邻侧面16之间的夹角，相对齿高为5％～17％，齿顶角为30°～120°，应保证叶片的内外两端是封闭的，每个齿的两个侧面16是封闭的，不能因为叶片空心而漏气。
实施例4
参见图6，叶片2带有单独预制的锯齿型后缘6，二者用焊接或其它机械方式连接并组合加工成原型机叶片的叶型，锯齿齿高指齿顶14到齿根15的垂直距离，齿顶角指齿顶14处两相邻侧面16之间的夹角，相对齿高为5％～17％，齿顶角为30°～120°。
可见，本实用新型对于所有的旋转叶轮机械都是适用的，如航空发动机中的轴流压气机和涡轮等。

Claims (10)

1.一种装有后缘锯齿型叶片的轴流风机，由叶轮(1)、机壳(4)、静叶(3)和电机(8)组成，叶轮(1)由动叶(2)和轮毂(7)组成，动叶(2)在机壳(4)与轮毂(7)形成的通道(9)中旋转，使气流(11)沿该通道(9)流过动叶(2)和静叶(3)，其特征在于：其动叶(2)和静叶(3)的后缘是锯齿型的，或者只是动叶(2)或只是静叶(3)的后缘是锯齿型的。
2.根据权利要求1所述的装有后缘锯齿型叶片的轴流风机，其特征在于：锯齿型后缘(6)的相对齿高为5％～17％。
3.根据权利要求1所述的装有后缘锯齿型叶片的轴流风机，其特征在于：锯齿型后缘(6)的锯齿的齿顶角为30°～120°。
4.根据权利要求1所述的装有后缘锯齿型叶片的轴流风机，其特征在于：叶片后缘可以从叶根到叶尖全部作成锯齿型，也可以部分作成锯齿型。
5.根据权利要求1所述的装有后缘锯齿型叶片的轴流风机，其特征在于：带有锯齿型后缘的叶片(2)的剖面可以是翼型形状的，也可以是弯板形状的。
6.根据权利要求1所述的装有后缘锯齿型叶片的轴流风机，其特征在于：带有锯齿型后缘的叶片(2)可以是扭曲的，也可以是不扭曲的。
7.根据权利要求1所述的装有后缘锯齿型叶片的轴流风机，其特征在于：带有锯齿型后缘的叶片(2)的弦长沿叶高可以是变化的，也可以是等弦长的。
8.根据权利要求1所述的装有后缘锯齿型叶片的轴流风机，其特征在于：带有锯齿型后缘的叶片(2)可以是实心叶片，也可以是两端封闭的空心叶片。
9.根据权利要求1所述的装有后缘锯齿型叶片的轴流风机，其特征在于：对于带有锯齿型后缘的叶片(2)如果是空心的，应保证锯齿的齿侧是封闭的，不能漏气。
10.根据权利要求1所述的装有后缘锯齿型叶片的轴流风机，其特征在于：带有锯齿型后缘的叶片(2)可以是一块整体材料制成的，也可以是单独制作锯齿型后缘后组装起来的。
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