一种轴流叶型制造技术

本发明专利技术公开了一种轴流叶型，该轴流叶型的表面包括吸力曲面、压力曲面、上曲面和下曲面，其中，上曲面和下曲面被两个圆柱体的侧面所覆盖，记上曲面和下曲面对应的圆柱体的半径分别为R2、R1，且R2>R1；以半径r从R1变为R2的一系列同轴圆柱体的侧面与该轴流叶型相交形成一系列相交面，再将一系列相交面沿平面展开得到一系列铺展截面；随着高度比比值的变化，叶片进口角的角度变化、叶片进口角的角度变化和弦长的长度变化均满足三次样条曲线关系。本发明专利技术通过对关键的形状参数(譬如叶片进口安装角、叶片出口安装角、弦长随叶片高度的具体变化形式等)进行改进，能够有效解决轴流叶片效率不高的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于风机叶轮
，更具体地，涉及一种轴流叶型，该叶型属于风机组成部件，尤其适用于轴流风机。
技术介绍
轴流风机被广泛应用于农业、工业、交通等个行业的通风换气场所，目前，大多数轴流风机存在效率低的问题，对能源浪费严重，不利于节能减排。叶片是轴流风机的重要组成部件，一款高效的叶型本身对于轴流风机效率提升具有重要的意义，以此来开发一款高效的轴流叶型具有重要的应用价值。轴流风机叶片设计参数多，且参数变化范围广，而不同类型的设计参数对叶片效率影响程度不一，合理的选取参数及参数取值范围对提升风机效率具有至关重要的作用。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术的目的在于提供一种轴流叶型，其中通过对其关键的形状参数(譬如叶片进口安装角、叶片出口安装角、弦长随叶片高度的具体变化形式等)进行改进，与现有技术相比能够有效解决轴流叶片效率不高的问题，并且该轴流叶型尤其可应用到单叶轮形式轴流风机中，使得轴流风机在较大范围流量下具有高效率(适用的流量可达1～4万立方米每小时)。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种轴流叶型，其特征在于，该轴流叶型用于传输气流，该轴流叶型的表面包括吸力曲面、压力曲面、上曲面和下曲面，其中，所述上曲面和所述下曲面分别被两个圆柱体的侧面所覆盖，这两个圆柱体的中心对称轴线相互重合，记所述上曲面对应的所述圆柱体的半径为R2，所述下曲面对应的所述圆柱体的半径为R1，则R2>R1；建立空间直角坐标系，则这两个圆柱体的中心对称轴线为该空间直角坐标系的Z轴；所述吸力曲面和所述压力曲面均与所述下曲面相交，其中，所述吸力曲面与所述下曲面相交形成的曲线相对于该轴流叶型为外凸曲线，所述压力曲面与所述下曲面相交形成的曲线相对于该轴流叶型为内凹曲线；所述Z轴的正方向由所述吸力曲面指向所述压力曲面；所述吸力曲面还与所述压力曲面相交，在所述吸力曲面与所述压力曲面相交形成的两条曲线中，记先与所述气流接触的相交曲线为叶片进口点轨迹线，另外一条相交曲线则为叶片出口点轨迹线；将所述下曲面沿平面展开得到下曲面铺展截面；记该下曲面铺展截面上，因所述下曲面与所述吸力曲面相交形成的对应曲线为下曲面第一曲线，因所述下曲面与所述压力曲面相交形成的对应曲线为下曲面第二曲线，因所述下曲面与所述叶片进口点轨迹线相交形成的对应点为下曲面进口点，因所述下曲面与与所述叶片出口点轨迹线相交形成的对应点为下曲面出口点；则根据所述下曲面第一曲线与所述下曲面第二曲线得到下曲面中弧线，所述下曲面进口点与所述下曲面出口点为该下曲面中弧线的两个端点；记位于该下曲面中弧线上、且与所述下曲面进口点之间的所述下曲面中弧线长度为整个所述下曲面中弧线长度的45％的点为下曲面积叠点，并且，记位于所述下曲面上、且与该下曲面积叠点对应的点为下曲面空间积叠点；记经过该下曲面空间积叠点、且与所述Z轴垂直的平面为所述空间直角坐标系的XOY平面，该XOY平面与所述Z轴的交点为所述空间直角坐标系的原点O；所述原点O与该下曲面空间积叠点所在的直线为所述空间直角坐标系的Y轴，该Y轴的正方向由所述原点O指向该下曲面空间积叠点；以半径从R1变为R2的一系列同轴圆柱体的侧面与该轴流叶型相交形成一系列相交面，再将所述一系列相交面均沿平面展开得到一系列铺展截面，所述一系列同轴圆柱体的中心对称轴线均为Z轴；对于任意一个所述铺展截面，记与该铺展截面对应的同轴圆柱体的半径为r，R1≤r≤R2，并且，记该铺展截面上，因所述同轴圆柱体与所述吸力曲面相交形成的对应曲线为第一曲线，因所述同轴圆柱体与所述压力曲面相交形成的对应曲线为第二曲线，因所述同轴圆柱体与所述叶片进口点轨迹线相交形成的点为进口点，因所述同轴圆柱体与与所述叶片出口点轨迹线相交形成的点为出口点，此外，根据所述第一曲线与所述第二曲线得到中弧线，所述进口点与所述出口点为该中弧线的两个端点，并且，记所述进口点与所述出口点之间的直线距离为弦长，记所述进口点处的所述中弧线的切线与平行于所述空间直角坐标系的X轴正方向的夹角为叶片进口角，记所述出口点处的所述中弧线的切线与平行于所述空间直角坐标系的X轴正方向的夹角为叶片出口角；则随着((r-R1)/(R2-R1))比值的变化，所述叶片进口角的角度变化满足三次样条曲线关系，所述叶片进口角的角度变化也满足三次样条曲线关系，所述弦长的长度变化也满足三次样条曲线关系。作为本专利技术的进一步优选，当r＝R1时，对应的所述叶片进口角的角度为18.46°～48.46°；当((r-R1)/(R2-R1))＝1/5时，对应的所述叶片进口角的角度为13.68°～33.68°；当((r-R1)/(R2-R1))＝2/5时，对应的所述叶片进口角的角度为7.87°～27.87°；当((r-R1)/(R2-R1))＝3/5时，对应的所述叶片进口角的角度为3.77°～23.77°；当((r-R1)/(R2-R1))＝4/5时，对应的所述叶片进口角的角度为1.35°～21.35°；当r＝R2时，对应的所述叶片进口角的角度为1.32°～21.32°。作为本专利技术的进一步优选，当r＝R1时，对应的所述叶片出口角的角度为51.62°～71.62°；当((r-R1)/(R2-R1))＝1/5时，对应的所述叶片出口角的角度为46.24°～66.24°；当((r-R1)/(R2-R1))＝2/5时，对应的所述叶片出口角的角度为41.87°～61.87°；当((r-R1)/(R2-R1))＝3/5时，对应的所述叶片出口角的角度为36.88°～56.88°；当((r-R1)/(R2-R1))＝4/5时，对应的所述叶片出口角的角度为25.32°～45.32°；当r＝R2时，对应的所述叶片出口角的角度为19.88°～39.88°。作为本专利技术的进一步优选，当r＝R1时，对应的所述弦长的长度为96.5mm～144.7mm；当((r-R1)/(R2-R1))＝1/5时，对应的所述弦长的长度为92.3mm～138.48mm；当((r-R1)/(R2-R1))＝2/5时，对应的所述弦长的长度为87.6mm～131.6mm；当((r-R1)/(R2-R1))＝3/5时，对应的所述弦长的长度为84.1mm～126.1mm；当((r-R1)/(R2-R1))＝4/5时，对应的所述弦长的长度为80.1mm～120.2mm；当r＝R2时，对应的所述弦长的长度为73.6mm～108.8mm。作为本专利技术的进一步优选，对于任意一个所述铺展截面，所述中弧线均为圆弧线。作为本专利技术的进一步优选，对于任意一个所述铺展截面，记位于所述中弧线上、且与所述进口点之间的所述中弧线长度为整个所述中弧线长度的45％的点为积叠点，并且，记位于所述轴流叶型上、且与该积叠点对应的点为空间积叠点；则随着r的变化，所述空间积叠点按直线分布。通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于对叶片进口角、叶片出口角和弦长进行控制以调整该轴流叶型的形状参数，而叶片进口角、叶片出口角和弦长对对叶片效率具有重要影响，使得该轴流叶型效率高，能够有效解决现有轴流通风机的叶轮效率低的问题。本专利技术中的轴流叶型，对应不同叶片高度比位置处的叶片进口角、叶片出口角、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴流叶型，其特征在于，该轴流叶型用于传输气流，该轴流叶型的表面包括吸力曲面、压力曲面、上曲面和下曲面，其中，所述上曲面和所述下曲面分别被两个圆柱体的侧面所覆盖，这两个圆柱体的中心对称轴线相互重合，记所述上曲面对应的所述圆柱体的半径为R2，所述下曲面对应的所述圆柱体的半径为R1，则R2>R1；建立空间直角坐标系，则这两个圆柱体的中心对称轴线为该空间直角坐标系的Z轴；所述吸力曲面和所述压力曲面均与所述下曲面相交，其中，所述吸力曲面与所述下曲面相交形成的曲线相对于该轴流叶型为外凸曲线，所述压力曲面与所述下曲面相交形成的曲线相对于该轴流叶型为内凹曲线；所述Z轴的正方向由所述吸力曲面指向所述压力曲面；所述吸力曲面还与所述压力曲面相交，在所述吸力曲面与所述压力曲面相交形成的两条曲线中，记先与所述气流接触的相交曲线为叶片进口点轨迹线，另外一条相交曲线则为叶片出口点轨迹线；将所述下曲面沿平面展开得到下曲面铺展截面；记该下曲面铺展截面上，因所述下曲面与所述吸力曲面相交形成的对应曲线为下曲面第一曲线，因所述下曲面与所述压力曲面相交形成的对应曲线为下曲面第二曲线，因所述下曲面与所述叶片进口点轨迹线相交形成的对应点为下曲面进口点，因所述下曲面与与所述叶片出口点轨迹线相交形成的对应点为下曲面出口点；则根据所述下曲面第一曲线与所述下曲面第二曲线得到下曲面中弧线，所述下曲面进口点与所述下曲面出口点为该下曲面中弧线的两个端点；记位于该下曲面中弧线上、且与所述下曲面进口点之间的所述下曲面中弧线长度为整个所述下曲面中弧线长度的45％的点为下曲面积叠点，并且，记位于所述下曲面上、且与该下曲面积叠点对应的点为下曲面空间积叠点；记经过该下曲面空间积叠点、且与所述Z轴垂直的平面为所述空间直角坐标系的XOY平面，该XOY平面与所述Z轴的交点为所述空间直角坐标系的原点O；所述原点O与该下曲面空间积叠点所在的直线为所述空间直角坐标系的Y轴，该Y轴的正方向由所述原点O指向该下曲面空间积叠点；以半径从R1变为R2的一系列同轴圆柱体的侧面与该轴流叶型相交形成一系列相交面，再将所述一系列相交面均沿平面展开得到一系列铺展截面，所述一系列同轴圆柱体的中心对称轴线均为Z轴；对于任意一个所述铺展截面，记与该铺展截面对应的同轴圆柱体的半径为r，R1≤r≤R2，并且，记该铺展截面上，因所述同轴圆柱体与所述吸力曲面相交形成的对应曲线为第一曲线，因所述同轴圆柱体与所述压力曲面相交形成的对应曲线为第二曲线，因所述同轴圆柱体与所述叶片进口点轨迹线相交形成的点为进口点，因所述同轴圆柱体与与所述叶片出口点轨迹线相交形成的点为出口点，此外，根据所述第一曲线与所述第二曲线得到中弧线，所述进口点与所述出口点为该中弧线的两个端点，并且，记所述进口点与所述出口点之间的直线距离为弦长，记所述进口点处的所述中弧线的切线与平行于所述空间直角坐标系的X轴正方向的夹角为叶片进口角，记所述出口点处的所述中弧线的切线与平行于所述空间直角坐标系的X轴正方向的夹角为叶片出口角；则随着((r‑R1)/(R2‑R1))比值的变化，所述叶片进口角的角度变化满足三次样条曲线关系，所述叶片进口角的角度变化也满足三次样条曲线关系，所述弦长的长度变化也满足三次样条曲线关系。...

【技术特征摘要】
1.一种轴流叶型，其特征在于，该轴流叶型用于传输气流，该轴流叶型的表面包括吸力曲面、压力曲面、上曲面和下曲面，其中，所述上曲面和所述下曲面分别被两个圆柱体的侧面所覆盖，这两个圆柱体的中心对称轴线相互重合，记所述上曲面对应的所述圆柱体的半径为R2，所述下曲面对应的所述圆柱体的半径为R1，则R2>R1；建立空间直角坐标系，则这两个圆柱体的中心对称轴线为该空间直角坐标系的Z轴；所述吸力曲面和所述压力曲面均与所述下曲面相交，其中，所述吸力曲面与所述下曲面相交形成的曲线相对于该轴流叶型为外凸曲线，所述压力曲面与所述下曲面相交形成的曲线相对于该轴流叶型为内凹曲线；所述Z轴的正方向由所述吸力曲面指向所述压力曲面；所述吸力曲面还与所述压力曲面相交，在所述吸力曲面与所述压力曲面相交形成的两条曲线中，记先与所述气流接触的相交曲线为叶片进口点轨迹线，另外一条相交曲线则为叶片出口点轨迹线；将所述下曲面沿平面展开得到下曲面铺展截面；记该下曲面铺展截面上，因所述下曲面与所述吸力曲面相交形成的对应曲线为下曲面第一曲线，因所述下曲面与所述压力曲面相交形成的对应曲线为下曲面第二曲线，因所述下曲面与所述叶片进口点轨迹线相交形成的对应点为下曲面进口点，因所述下曲面与与所述叶片出口点轨迹线相交形成的对应点为下曲面出口点；则根据所述下曲面第一曲线与所述下曲面第二曲线得到下曲面中弧线，所述下曲面进口点与所述下曲面出口点为该下曲面中弧线的两个端点；记位于该下曲面中弧线上、且与所述下曲面进口点之间的所述下曲面中弧线长度为整个所述下曲面中弧线长度的45％的点为下曲面积叠点，并且，记位于所述下曲面上、且与该下曲面积叠点对应的点为下曲面空间积叠点；记经过该下曲面空间积叠点、且与所述Z轴垂直的平面为所述空间直角坐标系的XOY平面，该XOY平面与所述Z轴的交点为所述空间直角坐标系的原点O；所述原点O与该下曲面空间积叠点所在的直线为所述空间直角坐标系的Y轴，该Y轴的正方向由所述原点O指向该下曲面空间积叠点；以半径从R1变为R2的一系列同轴圆柱体的侧面与该轴流叶型相交形成一系列相交面，再将所述一系列相交面均沿平面展开得到一系列铺展截面，所述一系列同轴圆柱体的中心对称轴线均为Z轴；对于任意一个所述铺展截面，记与该铺展截面对应的同轴圆柱体的半径为r，R1≤r≤R2，并且，记该铺展截面上，因所述同轴圆柱体与所述吸力曲面相交形成的对应曲线为第一曲线，因所述同轴圆柱体与所述压力曲面相交形成的对应曲线为第二曲线，因所述同轴圆柱体与所述叶片进口点轨迹线相交形成的点为进口点，因所述同轴圆柱体与与所述叶片出口点轨迹线相交形成的点为出口点，此外，根据所述第一曲线与所述第二曲线得到中弧线，所述进口点与所述出口点为该中弧线的两个端点，并且，记所述进口点与所述出口点之间的直线距离为弦长，记所述进口点处的所述中弧线的切线与平行于所述空间直角坐标系的X轴正方向的夹角为叶片进口角，记所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，唐俊，吴兰勇，隽智辉，解博超，李清泉，
申请(专利权)人：华中科技大学，广东绿岛风室内空气系统科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42