叶片及使用其的轴流风机制造技术

本申请公开了一种叶片，包括：压力面和吸力面，叶顶、叶根、前缘和尾缘，所述叶片包括波形部分，所述波形部分包括至少两个波峰和至少两个波谷，所述至少两个波峰和所述至少两个波谷在所述叶片的径向上交错设置，并且每个所述波峰和每个所述波谷沿所述叶片的周向延伸。本申请的叶片和使用该叶片的轴流风机通过在叶片的径向方向上设置连续的至少两对波峰和波谷，来增加叶片的强度，防止在功率过大时，叶片从叶根处断裂。本申请控制波峰波谷的位置和拱高，使得叶片表面的气流分离得到很好的控制，不会对轴流风机的工作效率造成影响。同时，由于增加了波峰和波谷，叶片的表面积增大，做功面积增加，轴流风机的工作效率反而得到了提升。升。升。

【技术实现步骤摘要】
叶片及使用其的轴流风机


[0001]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风机。

技术介绍

[0002]一般风机等旋转机械都是由数量不同的叶片沿周向间隔布置组成，而叶片是由若干个叶型截面沿前缘和尾缘展向延展生成。叶片具有输送介质流入的前缘和介质流出的尾缘，以及凹面压力面和凸面吸力面，叶片靠近轮毂位置称为叶根，叶片最大直径位置称为叶顶。现有的叶片在转动时，受到离心力的作用，叶片强度不够，叶尖处容易变形。

技术实现思路

[0003]为了解决以上问题，本申请在第一方面的至少一个目的是提供一种叶片，所述叶片包括：压力面和吸力面，所述压力面和所述吸力面形成所述叶片的相对的两个表面；叶顶、叶根、前缘和尾缘，所述叶顶、所述叶根、所述前缘和所述尾缘限定所述压力面和所述吸力面的外边缘，其中所述前缘和所述尾缘分别从所述叶顶延伸至所述叶根；其中，所述叶片包括波形部分，所述波形部分包括至少两个波峰和至少两个波谷，所述波谷由在从所述压力面向所述吸力面的方向上凹陷的至少一个凹陷部形成，所述波峰由在从所述吸力面向所述压力面的方向上拱起的至少一个拱起部形成，所述至少一个凹陷部和至少一个拱起部相接形成所述波形部分；其中，所述至少两个波峰和所述至少两个波谷在所述叶片的径向上交错设置，并且每个所述波峰和每个所述波谷沿所述叶片的周向延伸。
[0004]根据上述第一方面，所述叶片能够绕一旋转轴线旋转，所述旋转轴线与一法向平面相垂直；每个所述波峰，在所述叶片的所述法向平面的投影上形成波峰圆弧线；并且每个所述波谷在所述叶片的所述法向平面的投影上形成波谷圆弧线；其中，每个所述波峰圆弧线和每个所述波谷圆弧线为以所述旋转轴线的投影中心为圆心的同心圆弧。
[0005]根据上述第一方面，在从所述叶顶到所述叶根的径向方向上，所述至少两个波峰和所述至少两个波谷依次包括第一波谷、第一波峰、第二波谷和第二波峰，其中所述第一波谷最靠近所述叶顶。
[0006]根据上述第一方面，所述叶片具有叶片径向高度，所述叶片径向高度为，在所述叶片的所述法向平面的投影上，所述叶根与所述叶顶的距离；其中，所述第一波谷距离所述叶根的距离为(0.9～0.95)L；所述第一波峰距离所述叶根的距离为(0.7～0.8)L；所述第二波谷距离所述叶根的距离为(0.45～0.55)L；所述第二波峰距离所述叶根的距离为(0.2～0.3)L。
[0007]根据上述第一方面，所述第一波谷距离所述叶根的距离为0.9375L；所述第一波峰距离所述叶根的距离为0.75L；所述第二波谷距离所述叶根的距离为0.5L；所述第二波峰距离所述叶根的距离为0.25L。
[0008]根据上述第一方面，在所述叶片的任一周向截面上，所述尾缘和所述前缘之间的
周向锐夹角形成周向包角；其中，在所述第一波谷所在的周向截面上，所述尾缘和所述前缘之间的周向锐夹角形成周向包角，所述第一波谷的周向锐夹角为0.6θ1；在所述第一波峰所在的周向截面上，所述尾缘和所述前缘之间的周向锐夹角形成周向包角，所述第一波峰的周向锐夹角为0.9θ2；在所述第二波谷所在的周向截面上，所述尾缘和所述前缘之间的周向锐夹角形成周向包角，所述第二波谷的周向锐夹角为0.7θ3；在所述第二波峰所在的周向截面上，所述尾缘和所述前缘之间的周向锐夹角形成周向包角，所述第二波峰的周向锐夹角为0.8θ4。
[0009]根据上述第一方面，所述叶片上的任一点具有周向位置角，在所述点的周向截面上，所述周向位置角为所述点与所述前缘之间的周向锐夹角；所述第一波谷的起始位置的周向位置角为θ1，所述第一波谷的终止位置的周向位置角为0.4θ1；所述第一波峰的起始位置的周向位置角为θ2，所述第一波峰的终止位置的周向位置角为0.1θ2；所述第二波谷的起始位置的周向位置角为θ3，所述第二波谷的终止位置的周向位置角为0.3θ3；所述第二波峰的起始位置的周向位置角为θ4，所述第二波峰的终止位置的周向位置角为0.2θ4。
[0010]根据上述第一方面，所述叶片具有叶片半径，所述叶片的叶片半径为所述叶顶与所述旋转轴线的距离；在所述叶片的各个径向截面上，所述第一波谷的最大拱高为(0.6～4)％R；所述第一波峰的最大拱高为(1.4～12)％R；所述第二波谷的最大拱高为(0.6～4)％R；所述第二波峰的最大拱高为(0.6～3)％R。
[0011]根据上述第一方面，所述波峰和所述波谷为圆角。
[0012]本申请在第二方面的至少一个目的是提供一种轴流叶轮，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；和至少两片根据第一方面中任意一项所述的叶片，所述至少两片叶片布置在所述轮毂的外圆周面上。
附图说明
[0013]图1为本申请的轴流风机的一个实施例的立体结构图；
[0014]图2A为图1所示轴流风机中的轮毂和一个叶片的立体结构图；
[0015]图2B为图2A所示的叶片的法向平面的投影图；
[0016]图2C为图2A所示的叶片的一个径向截面图；
[0017]图3A和图3B为本申请轴流风机和现有技术的叶片变形量对比图；
[0018]图4A和图4B为本申请轴流风机和现有技术的叶片应力对比图。
具体实施方式
[0019]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。应该理解的是，虽然在本申请中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等描述本申请的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。
[0020]图1为本申请的轴流风机100的一个实施例的从上往下看的立体结构图。如图1所示，轴流风机100包括环形导风圈101、轮毂110和三个叶片102，轮毂110和三个叶片102设置在环形导风圈101中。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，并
且环形导风圈101绕旋转轴线x旋转对称。三个叶片102均匀地布置在轮毂110的外圆周面上，并与轮毂110连接成一体。轮毂110和叶片102能够一同绕旋转轴线x在环形导风圈101的容腔105内进行旋转。作为一个示例，本申请的轴流风机100按逆时针方向(即图1中箭头所示旋转方向)绕旋转轴线x进行旋转，叶片102的上表面形成压力面111，叶片102的下表面形成吸力面112。本领域的技术人员可以理解，轮毂110也可以是其它形状，叶片102的个数为至少两个。轮毂110的形状可以与叶片102的个数配合设置。例如，当叶片102的个数为四个时，轮毂110垂直于旋转轴线x的截面为也可以为四边形。
[0021]当轴流风机100运行时，轮毂110带动各个叶片102一起转动。但是叶片102在离心力的作用下，叶片102和轮毂110的连接部位容易断裂。并且叶片102的叶尖处承受较大压力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叶片，其特征在于：所述叶片(102)包括：压力面(111)和吸力面(112)，所述压力面(111)和所述吸力面(112)形成所述叶片(102)的相对的两个表面；叶顶(215)、叶根(216)、前缘(213)和尾缘(214)，所述叶顶(215)、所述叶根(216)、所述前缘(213)和所述尾缘(214)限定所述压力面(111)和所述吸力面(112)的外边缘，其中所述前缘(213)和所述尾缘(214)分别从所述叶顶(215)延伸至所述叶根(216)；其中，所述叶片包括波形部分，所述波形部分包括至少两个波峰(241,243)和至少两个波谷(240,242)，所述波谷(240,242)由在从所述压力面(111)向所述吸力面(112)的方向上凹陷的至少一个凹陷部(220,222)形成，所述波峰(241,243)由在从所述吸力面(112)向所述压力面(111)的方向上拱起的至少一个拱起部(221,223)形成，所述至少一个凹陷部(220,222)和至少一个拱起部(221,223)相接形成所述波形部分；其中，所述至少两个波峰(241,243)和所述至少两个波谷(240,242)在所述叶片(102)的径向上交错设置，并且每个所述波峰(241,243)和每个所述波谷(240,242)沿所述叶片(102)的周向延伸。2.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于：所述叶片(102)能够绕一旋转轴线(x)旋转，所述旋转轴线(x)与一法向平面相垂直；每个所述波峰(241,243)，在所述叶片(102)的所述法向平面的投影上形成波峰圆弧线(231,233)；并且每个所述波谷(240,242)在所述叶片(102)的所述法向平面的投影上形成波谷圆弧线(230,232)；其中，每个所述波峰圆弧线(231,233)和每个所述波谷圆弧线(230,232)为以所述旋转轴线(x)的投影中心(O)为圆心的同心圆弧。3.根据权利要求2所述的叶片，其特征在于：在从所述叶顶(215)到所述叶根(216)的径向方向上，所述至少两个波峰(241,243)和所述至少两个波谷(240,242)依次包括第一波谷(240)、第一波峰(241)、第二波谷(242)和第二波峰(243)，其中所述第一波谷(240)最靠近所述叶顶(215)。4.根据权利要求3所述的叶片，其特征在于：所述叶片(102)具有叶片径向高度(L)，所述叶片径向高度为，在所述叶片(102)的所述法向平面的投影上，所述叶根(216)与所述叶顶(215)的距离；其中，所述第一波谷(240)距离所述叶根(216)的距离为(0.9～0.95)L；所述第一波峰(241)距离所述叶根(216)的距离为(0.7～0.8)L；所述第二波谷(242)距离所述叶根(216)的距离为(0.45～0.55)L；所述第二波峰(243)距离所述叶根(216)的距离为(0.2～0.3)L。5.根据权利要求4所述的叶片，其特征在于：所述第一波谷(240)距离所述叶根(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴成刚，袁斌，马小魁，王利，朱剑，
申请(专利权)人：江森自控泰科知识产权控股有限责任合伙公司，
类型：发明
国别省市：