叶片及使用其的轴流叶轮制造技术

本申请公开一种叶片，包括叶尖、叶根、前缘和尾缘，其中所述前缘和所述尾缘分别从所述叶尖延伸至所述叶根；所述叶片能够绕一旋转轴线旋转，所述旋转轴线与所述旋转轴线的一法向平面垂直相交于垂足；所述前缘沿所述旋转轴线在所述法向平面上的投影为第一曲线，所述第一曲线具有偶数个拐点。本申请的叶片能够在叶片转动时降低噪声，并且提升气动性能。

Blades and axial flow impellers

【技术实现步骤摘要】
叶片及使用其的轴流叶轮
本申请涉及风机、泵和压缩机等旋转机械领域，更确切的说是一种叶片及使用其的轴流叶轮。
技术介绍
传统的叶片的前缘和尾缘通常为单调光滑的曲线，由于叶片表面流动分离严重，形成涡流，因此叶片气动性能较低，噪声较大。
技术实现思路
本申请的示例性实施例可以解决至少一些上述问题。根据本申请的第一方面，本申请提供一种叶片，包括叶尖、叶根、前缘和尾缘，其中所述前缘和所述尾缘分别从所述叶尖延伸至所述叶根；所述叶片能够绕一旋转轴线旋转，所述旋转轴线与所述旋转轴线的一法向平面垂直相交于垂足；所述前缘沿所述旋转轴线在所述法向平面上的投影为第一曲线，所述第一曲线具有偶数个拐点。根据上述第一方面的叶片，所述拐点的个数为2个、4个或6个。根据上述第一方面的叶片，所述拐点的个数的选择能够减小涡流的形成。根据上述第一方面的叶片，所述第一曲线上任意一点与所述垂足的连线为第一连线；所述叶根与所述前缘的交点沿所述旋转轴线在所述法向平面上的投影点与所述垂足的连线为第二连线；所述第一连线与所述第二连线的夹角称为包角θ；所述第一曲线上的任意一点的包角θ满足θ∈[0°,40°]。根据上述第一方面的叶片，所述尾缘具有数个槽。根据上述第一方面的叶片，所述尾缘沿所述旋转轴线在所述法向平面上的投影为第二曲线，其中每一个槽的槽壁之间的夹角为α、槽深为H，第二曲线的长度为L；所述夹角与所述槽深满足：α∈[10°,100°]；H＝K×L，K∈[1.5％,20％；并且所述叶尖与所述尾缘的交点沿所述旋转轴线在所述法向平面上的投影点位于所述槽壁上。根据上述第一方面的叶片，所述数个槽之间的间距相同。根据上述第一方面的叶片，所述数个槽的开口宽度相同，并且所述槽深成等差递增。根据上述第一方面的叶片，所述数个槽中的每一个槽的底部为圆弧形。根据本申请的第二方面，本申请提供一种轴流叶轮，包括轮毂，所述轮毂具有旋转轴线，所述轮毂能够绕所述旋转轴线转动；和至少两片叶片，所述至少两片叶片布置在所述轮毂的外圆周面上，并且所述至少两片叶片中的每一片包括叶尖、叶根、前缘和尾缘，其中所述前缘和所述尾缘分别从所述叶尖延伸至所述叶根；所述叶片能够绕一旋转轴线旋转，所述旋转轴线与所述旋转轴线的一法向平面垂直相交于垂足；所述前缘沿所述旋转轴线在所述法向平面上的投影为第一曲线，所述第一曲线具有偶数个拐点。根据本申请的第三方面，本申请提供一种叶片，包括叶尖、叶根、前缘和尾缘，其中所述前缘和所述尾缘分别从所述叶尖延伸至所述叶根；所述叶片的所述尾缘具有数个槽。根据上述第三方面的叶片，所述叶片能够绕一旋转轴线旋转，所述旋转轴线与所述旋转轴线的一法向平面垂直相交于垂足；所述尾缘沿所述旋转轴线在所述法向平面上的投影为第二曲线，其中每一个槽的槽壁之间的夹角为α、槽深为H，第二曲线的长度为L；所述夹角与所述槽深满足：α∈[10°,100°]；H＝K×L，K∈[1.5％,20％；并且所述叶尖与所述尾缘的交点沿所述旋转轴线在所述法向平面上的投影点位于所述槽壁上。根据上述第三方面的叶片，所述数个槽之间的间距相同。根据上述第三方面的叶片，所述数个槽的开口宽度相同，并且所述槽深成等差递增。根据上述第三方面的叶片，所述数个槽中的每一个槽的底部为圆弧形。根据本申请的第四方面，本申请提供一种轴流叶轮，所述轴流叶轮包括轮毂，所述轮毂具有旋转轴线，所述轮毂能够绕所述旋转轴线转动；和至少两片叶片，所述至少两片叶片布置在所述轮毂的外圆周面上，并且所述至少两片叶片中的每一片包括叶尖、叶根、前缘和尾缘，其中所述前缘和所述尾缘分别从所述叶尖延伸至所述叶根；所述叶片的所述尾缘具有数个槽。本申请的叶片能够提高叶片性能，降低运行噪声。附图说明本申请特征和优点可通过参照附图阅读以下详细说明得到更好地理解，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：图1示出了使用本申请的一个实施例的叶片的叶轮的立体图；图2示出了图1中的叶轮所使用的叶片的立体图；图3A示出了图1中的叶片沿旋转轴线X方向在法向平面上的投影图；图3B示出了本申请的另一个实施例的叶片沿旋转轴线X方向在法向平面上的投影图；图3C示出了本申请的再一个实施例的叶片沿旋转轴线X方向在法向平面上的投影图；图4A-4B分别示出了普通叶片与本申请的叶片的涡量分布对比图、以及叶片上表面流线对比图；图5示出了叶片的沿旋转轴线X方向在法向平面上的投影图；图6A示出了图3A所示的槽的沿旋转轴线X方向在法向平面上的放大的投影图；图6B示出了本申请的槽的另一个实施例的沿旋转轴线X方向在法向平面上的放大的投影图；图7示出了图3A的局部放大图；图8示出了本申请的叶片112与普通叶片的静压及总效率对比图；图9示出了本申请的叶片112与普通叶片的噪声对比图。具体实施方式下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。在以下的附图中，同样的零部件使用同样的附图号，相似的零部件使用相似的附图号，以避免重复描述。图1是使用本申请的一个实施例的叶片的叶轮100的立体图。如图1所示，叶轮100包括轮毂110和三个叶片112。轮毂110具有旋转轴线X，轮毂110垂直于旋转轴线X的截面为圆形。三个叶片112均匀地布置在轮毂110的外圆周面上，与叶片112连接成一体。轮毂110和叶片112能够一同绕旋转轴线X进行旋转。作为一个示例，本申请的叶轮100按顺时针方向(即图1中箭头所示旋转方向)绕旋转轴线X进行旋转。本领域的技术人员可以理解，轮毂110也可以是其他形状，叶片112的个数为至少两个即可。轮毂110的形状可以与叶片112的个数配合设置。例如，当叶片112的个数为三个时，轮毂110垂直于旋转轴线X的截面为三角形；当叶片112的个数为四个时，轮毂110垂直于旋转轴线X的截面为四边形。图2是图1中的叶轮100所使用的叶片112的立体图。如图2所示，叶片112包括上表面、下表面、叶尖216、叶根218、前缘222和尾缘220。其中，“前缘222”表示沿叶片旋转方向的前端边缘。“尾缘220”表示沿叶片旋转方向的后端边缘。“叶根218”表示叶片与轮毂相交的边缘。“叶尖216”表示与叶根相对的另一个边缘。上表面和下表面分别从叶尖216延伸至叶根218，并且也分别从前缘222延伸至尾缘220。本申请的叶片112的尾缘220具有数个槽232，数个槽232中的每一个槽都朝向前缘222延伸。叶轮100具有一个法向平面(未示出)，该法向平面垂直于旋转轴线X设置，并且该旋转轴线X与该法向平面的垂直的交点为垂足O(参见图3A-3C)。本领域的技术人员可以理解，所述法向平面为一虚拟平面，用于更好地示出叶片112的前缘222和尾缘220的具体结构。本申请的叶片112的前缘222沿旋转轴线X方向在法向平面上的投影为第一曲线，其中第一曲线具有偶数个拐点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种叶片(112)，包括：/n叶尖(216)、叶根(218)、前缘(222)和尾缘(220)，其中所述前缘(222)和所述尾缘(220)分别从所述叶尖(216)延伸至所述叶根(218)；所述叶片(112)能够绕一旋转轴线(×)旋转，所述旋转轴线(×)与所述旋转轴线(×)的一法向平面垂直相交于垂足(O)；/n其特征在于：/n所述前缘(222)沿所述旋转轴线(×)方向在所述法向平面上的投影为第一曲线，所述第一曲线具有偶数个拐点。/n

【技术特征摘要】
1.一种叶片(112)，包括：
叶尖(216)、叶根(218)、前缘(222)和尾缘(220)，其中所述前缘(222)和所述尾缘(220)分别从所述叶尖(216)延伸至所述叶根(218)；所述叶片(112)能够绕一旋转轴线(×)旋转，所述旋转轴线(×)与所述旋转轴线(×)的一法向平面垂直相交于垂足(O)；
其特征在于：
所述前缘(222)沿所述旋转轴线(×)方向在所述法向平面上的投影为第一曲线，所述第一曲线具有偶数个拐点。


2.如权利要求1所述的叶片(112)，其特征在于：
所述拐点的个数为2个、4个或6个。


3.如权利要求1所述的叶片(112)，其特征在于：
所述拐点的个数的选择能够减小涡流的形成。


4.如权利要求3所述的叶片(112)，其特征在于：所述第一曲线上任意一点与所述垂足(O)的连线为第一连线；
所述叶根(218)与所述前缘(222)的交点沿所述旋转轴线(×)方向在所述法向平面上的投影点(A)与所述垂足(O)的连线为第二连线；
所述第一连线与所述第二连线的夹角称为包角θ；
所述第一曲线上的任意一点的包角θ满足θ∈[0°，40°]。


5.如权利要求1所述的叶片(112)，其特征在于：
所述尾缘(220)具有数个槽(232)。


6.如权利要求5所述的叶片(112)，其特征在于：
所述尾缘(220)沿所述旋转轴线(×)方向在所述法向平面上的投影为第二曲线，其中每一个槽的槽壁之间的夹角为α、槽深为H，第二曲线的长度为L；
所述夹角与所述槽深满足：
α∈[10°，100°]；
H＝K×L，K∈[1.5％，20％]；并且
所述叶尖(216)与所述尾缘(220)的交点沿所述旋转轴线(×)方向在所述法向平面上的投影点(C)位于所述槽壁上。


7.如权利要求5所述的叶片(112)，其特征在于：
所述数个槽(232)之间的间距相同。


8.如权利要求6所述的叶片(112)，其特征在于：
所述数个槽(232)的开口宽度相同，并且所述槽深成等差递增。


9.如权利要求5所述的叶片(112)，其特征在于：
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁斌，王利，吴成刚，朱剑，
申请(专利权)人：约克广州空调冷冻设备有限公司，江森自控科技公司，
类型：发明
国别省市：广东;44