一种叶片及具有该叶片的叶轮制造技术

本发明专利技术涉及一种叶片及具有该叶片的叶轮，叶片包括叶片本体，所述叶片本体的前端为叶片前缘，后端为叶片后缘；所述叶片本体的厚度由叶片前缘向叶片后缘先逐渐递增厚再逐渐递减，而形成一表面光滑的叶片本体；所述叶片本体的截面最大弯度位置位于叶片弦长的25%

【技术实现步骤摘要】
一种叶片及具有该叶片的叶轮
[0001]
本专利技术涉及一种轴流风机的组成结构，具体涉及一种叶片及具有该叶片的叶轮，属于风机

[0002]
技术介绍
设备厂家对于风机效率提出了更高的要求，作为风机核心部件的叶片的研发设计也显得更加重要。
[0003]叶片弯掠技术最早源于上世纪对航空机翼的研究，对叶片合理运用此技术可实现对整机的性能提升、噪声降低和稳定工作范围的扩大等目的，本技术在航空发动机、压气机和水轮机等工业领域的叶轮中已广泛应用，但在小型轴流通风机中的应用研究较少。
[0004]现有运用在小型轴流通风机的叶片弯掠技术都是通过压力面与吸力面前掠或后弯一定角度来确定的，这种方式设计叶片主体设计完成之后，为弥补损失的风量、风压以及考虑强度问题，需将叶片宽度增加20%
‑
40%，浪费材料。
[0005]因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的叶片及具有该叶片的叶轮，以克服现有技术中的所述缺陷。
[0006]
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种通过改变叶片截面最大弯度位置形成的前弯后掠式的叶片，其能有效节约材料，并降低噪音。
[0007]本专利技术的第二目的在于提供一种具有上述叶片的叶轮。
[0008]为实现上述第一目的，本专利技术采取的技术方案为：一种叶片，包括叶片本体，所述叶片本体的前端为叶片前缘，后端为叶片后缘；所述叶片本体的厚度由叶片前缘向叶片后缘先逐渐递增厚再逐渐递减，而形成一表面光滑的叶片本体；所述叶片本体的截面最大弯度位置位于叶片弦长的25%
‑
75%处。通过改变叶片截面最大弯度位置，能有效节约材料，并降低噪音。
[0009]本专利技术的叶片进一步设置为：所述叶片本体采用前弯式结构，前弯比例不大于75%，即a≤75%b，其中，a为叶片最大弯度位置与叶片前缘点在叶片弦长方向的距离；b为叶片弦长，增大叶片前弯比例可以有效的降低噪音。
[0010]本专利技术的叶片进一步设置为：所述叶片本体采用后掠式结构，后掠比例不小于25%，即a≥25%b，其中，a为叶片最大弯度位置与叶片前缘点在叶片弦长方向的距离；b为叶片弦长，可以节约材料。
[0011]本专利技术的叶片进一步设置为：所述叶片本体沿其延伸方向分为5个截面，各截面最大弯度所处位置为：截面1中a=25
‑
40%b、截面2中a=35
‑
50%b、截面3中a=40
‑
60%b、截面4中a=50
‑
70%b、截面5中a=60
‑
75%，使截面最大弯度所处位置适宜。
[0012]本专利技术的叶片进一步设置为：所述截面1和截面2应为前弯式结构；截面4和截面5截面为后掠式结构。
[0013]本专利技术的叶片进一步设置为：所述截面1位于叶片本体的叶顶部位，截面5位于叶片本体的叶根部位；截面3为叶片截面的分界截面。
[0014]本专利技术的叶片还设置为：所述截面之间通过圆弧光滑过度，使叶片表面光滑。
[0015]为实现上述第二目的，本专利技术采取的技术方案为：一种叶轮，其包括轮毂以及若干叶片，所述叶片的叶顶部位连接至轮毂上。
[0016]本专利技术的叶轮进一步设置为：所述叶轮直径450mm，叶片数为5。
[0017]本专利技术的叶轮还设置为：截面1最大弯度位置位于42%b处，弦长b=115mm，轮毂比：0.3，该截面1的叶片安装角：39
°
；截面2最大弯度位置位于46%b处，弦长b=99mm，轮毂比：0.563，该截面2的片安装角：22.45
°
；截面3最大弯度位置位于50%b处，弦长b=90mm，轮毂比：0.738，该截面3的叶片安装角：18.97
°
；截面4最大弯度位置位于53%b处，弦长b=85mm，轮毂比：0.878，该截面4的叶片安装角：17.49
°
；截面5最大弯度位置位于62%b处，弦长b=81mm，轮毂比：1，该截面5的叶片安装角：15.7
°
。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1. 本专利技术通过改变叶片截面最大弯度位置，只需满足常规加工工艺即可，无需特别加宽，能有效节约材料，并降低噪音。
[0019]2. 本专利技术的叶顶部位采用前弯设计，会抑制叶顶部位涡核弥散，减小涡的卷吸能力，从而降低叶根低速流对通道内的主流干涉流，减少叶顶流动损失，提高风机效率。
[0020]3.本专利技术的叶根部位采用后掠设计，会改善叶根尾缘附近的流动，抑制低速区的形成，避免轴向负值区的出现，从而提高叶轮的气动性能。
[0021]【附图说明】图1是本专利技术的叶片的立体图。
[0022]图2是本专利技术的叶片的正视图及各截面位置示意图。
[0023]图3至图7是图2中截面1
‑
5的截面图。
[0024]图8是本专利技术的叶片和常规叶片的空气性能对比图。
[0025]图9是本专利技术的叶片和常规叶片的效率对比图。
[0026]图10是本专利技术的叶轮的结构示意图。
[0027]图11是本专利技术的叶轮与常规叶轮在叶顶间隙处的湍流动能对比图。
[0028]【具体实施方式】请参阅说明书附图1至附图7所示，其为本专利技术的一种叶片，其包括一叶片本体A。所述叶片本体A的前端为叶片前缘B，后端为叶片后缘C。所述叶片本体A的厚度由叶片前缘B向叶片后缘C先逐渐递增厚再逐渐递减，而形成一表面光滑的叶片本体A，根据伯努利原理，该叶片的气流呈扩压状态，气流增速递减，压力损失减小。
[0029]本专利技术的最大改进之处在于：所述叶片本体A的截面最大弯度位置位于叶片弦长的25%
‑
75%处。现有技术的叶片主体设计完成之后，因为性能及强度的影响，宽度至少增加10%，浪费材料。本专利技术通过改变截面最大弯度位置，只需满足常规加工工艺即可，无需特别加宽，从而节约材料。
[0030]本实施方式中，所述叶片本体A采用前弯式结构，前弯式结构会抑制叶顶部位涡核
弥散，减小涡的卷吸能力，从而降低叶根低速流对通道内的主流干涉流，减少叶顶流动损失，提高风机效率。上述前弯比例不大于75%，即a≤75%b，其中，a为叶片最大弯度位置与叶片前缘点在叶片弦长方向的距离；b为叶片弦长。为规避前弯比例过大导致叶片成型后过度扭曲，导致该阶段强度降低，控制最大前弯比例不超过75%，可以有效的降低噪音。
[0031]所述叶片本体A采用后掠式结构，后掠式结构会改善叶根尾缘附近的流动，抑制低速区的形成，避免轴向负值区的出现，从而提高叶轮的气动性能。上述后掠比例不小于25%，即a≥25%b。由于叶根部位后掠比例过小会导致叶片主体厚度加厚，采用上述后掠比例，以避免叶片后掠导致的叶根突变，同时叶根部位只对低流量工况区域有明显改善，故在满足轴流风机的性能时，可以节约材料。
[0032]进一步的，将本实施例的叶片本体A沿其延伸方向分为5个截面（如图2所示），其中，截面1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：包括叶片本体，所述叶片本体的前端为叶片前缘，后端为叶片后缘；所述叶片本体的厚度由叶片前缘向叶片后缘先逐渐递增厚再逐渐递减，而形成一表面光滑的叶片本体；所述叶片本体的截面最大弯度位置位于叶片弦长的25%
‑
75%处。2.如权利要求1所述的叶片，其特征在于：所述叶片本体采用前弯式结构，前弯比例不大于75%，即a≤75%b，其中，a为叶片最大弯度位置与叶片前缘点在叶片弦长方向的距离；b为叶片弦长。3.如权利要求1所述的叶片，其特征在于：所述叶片本体采用后掠式结构，后掠比例不小于25%，即a≥25%b，其中，a为叶片最大弯度位置与叶片前缘点在叶片弦长方向的距离；b为叶片弦长。4.如权利要求2或3所述的叶片，其特征在于：所述叶片本体沿其延伸方向分为5个截面，各截面最大弯度所处位置为：截面1中a=25
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40%b、截面2中a=35
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50%b、截面3中a=40
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60%b、截面4中a=50
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70%b、截面5中a=60
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75%。5.如权利要求4所述的叶片，其特征在于：所述截面1和截面2应为前弯式结构；截面4和截面5截面为后掠式结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，
申请(专利权)人：卧龙电气驱动集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：