[發(fā)明專利]一種復(fù)合翼型風(fēng)機(jī)葉片的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210275143.4
• 申請(qǐng)日: 2012-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN102943774A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王書勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王書勤
• 主分類號(hào): F04D29/26
• 分類號(hào): F04D29/26
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)機(jī)風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種復(fù)合翼型風(fēng)機(jī)葉片的設(shè)計(jì)方法，也就是利用航空氣動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)翼型為翼型葉片主體，在翼型葉片主體的前緣和后緣延伸添加翼型生成復(fù)合翼型，或在翼型葉片主體的吸力面上添加翼型生成復(fù)合翼型的方法。?

背景技術(shù)

透平機(jī)械的性能很大程度上取決于透平式葉輪葉片的結(jié)構(gòu)和形狀，現(xiàn)有的機(jī)翼型葉片技術(shù)往往采用模壓、模鍛、精密銑削、手工整形的方法進(jìn)行加工成型，加工難度大，制作成本高，難于形成規(guī)模化生產(chǎn)。為了解決透平式葉輪葉片的制作，相關(guān)文獻(xiàn)介紹了擠壓型材制造風(fēng)機(jī)葉輪葉片，但葉片多為軸流風(fēng)機(jī)矩形葉片，即葉片徑向各級(jí)元級(jí)截面相同。專利文獻(xiàn)公開號(hào)為CN1908444公開了擠壓截工藝成型的軸流式節(jié)能風(fēng)機(jī)葉片，葉片截面由空心的機(jī)翼型主體和實(shí)心的尾緣構(gòu)成，通過(guò)葉片尾緣隨邊的不同方式切割、改變?nèi)~片數(shù)、葉片弦長(zhǎng)、葉片安裝角度和轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)所需要的流型。這些文獻(xiàn)解決了一些軸流風(fēng)機(jī)的計(jì)算流型，但是還是存在一些不足，因?yàn)橥钙綑C(jī)械葉輪葉片計(jì)算流型較多，結(jié)構(gòu)上大體上歸為三類：軸流式、離心式、混流式，前面文獻(xiàn)中的葉片在應(yīng)用上就明顯不能滿足工程設(shè)計(jì)要求。軸流風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)為了降低噪聲，許多場(chǎng)合采用葉片前掠結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊o(wú)法采用前面文獻(xiàn)所提到的機(jī)翼型矩形葉片和帶尾緣的機(jī)翼型葉片實(shí)現(xiàn)這一計(jì)算流型和結(jié)構(gòu)，通常采用精密鑄造、注塑、壓鑄等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣使得風(fēng)機(jī)的制造成本高，模具投入費(fèi)用大，而且不同機(jī)號(hào)之間通用性差；而且常規(guī)的離心式、混流式葉輪多采用單板葉片，盡管簡(jiǎn)化了制作工藝，但同時(shí)也造成普遍運(yùn)行效率低、工況范圍窄、噪聲高的后果。盡管有些葉輪采用了機(jī)翼型葉片，但多限于手工拼湊焊接，翼型精度差，制作成本高，而且不適合大批量規(guī)模化生產(chǎn)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種復(fù)合翼型風(fēng)機(jī)葉片的設(shè)計(jì)方法。?

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是按以下方式實(shí)現(xiàn)的：采用航空氣動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)翼型作為翼型葉片主體，然后通過(guò)對(duì)翼型葉片主體的前緣、后緣進(jìn)行翼型疊加或者在翼型葉片主體的吸力面上進(jìn)行翼型疊加制成復(fù)合翼型葉片，該復(fù)合翼型葉片在透平機(jī)械葉輪的應(yīng)用中，葉柵葉道介質(zhì)進(jìn)行兩次或三加速，有效減小流動(dòng)損失，同時(shí)起到降低噪聲作用；具體包括以下設(shè)計(jì)?

1)在翼型葉片主體的前緣部分疊加一個(gè)向前延伸的前緣葉片組成復(fù)合翼型葉片，疊加的前緣葉片厚度小于翼型葉片主體厚度，通過(guò)復(fù)合翼型葉片壓力面前延，保證壓力面光滑過(guò)渡；?

2)在翼型葉片主體的后緣部分疊加一個(gè)向后延伸的后緣葉片組成復(fù)合翼型葉片，疊加的后緣葉片厚度小于翼型葉片主體厚度，通過(guò)復(fù)合翼型葉片壓力面后延，保證壓力面光滑過(guò)渡；?

3)在翼型葉片主體的前緣部分和后緣部分分別疊加前緣葉片和后緣葉片，組成復(fù)合翼型葉片，疊加的前緣葉片和后緣葉片的厚度均小于翼型葉片主體的厚度，通過(guò)復(fù)合翼型葉片壓力面前延和后延，保證整個(gè)壓力面光滑過(guò)渡；?

4)在翼型葉片主體上部的吸力面上疊加輔助翼面，組成輔助翼型葉片，通過(guò)疊加輔助翼面，對(duì)葉片吸力面曲線進(jìn)行修飾；?

5)在翼型葉片主體的前緣部分疊加一個(gè)向前延伸的前緣葉片、后緣部分疊加一個(gè)向后延伸的后緣葉片和上部的吸力面上疊加輔助翼面，組成輔助翼型葉片；?

6)用于疊加的前緣葉片、后緣葉片和輔助翼面型材采用空實(shí)心或中空的結(jié)構(gòu)形式，復(fù)合翼型葉片型材采用中空結(jié)構(gòu)時(shí)，孔形狀為D型梁、工字梁、長(zhǎng)圓孔、圓孔、三角形孔中的一種或兩種以上形狀的組合；?

7)前緣葉片、后緣葉片和輔助翼面作為分體結(jié)構(gòu)與翼型葉片主體的結(jié)合采用鋁型材整體拉伸工藝制程或通過(guò)卯榫結(jié)構(gòu)或者采用關(guān)節(jié)接頭進(jìn)行聯(lián)接。?

本發(fā)明的方法具有以下突出的有益效果：通過(guò)對(duì)航空氣動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)翼型進(jìn)行復(fù)合得到的葉片復(fù)合翼型，利用復(fù)合翼型制成的透平機(jī)械葉輪葉片可以更好的符合流體力學(xué)的工程計(jì)算，使得批量化、個(gè)性化的設(shè)計(jì)更容易實(shí)現(xiàn)。?

1)突出效果是在不同的透平葉輪葉片的應(yīng)用中成為通用葉片，既可以作為等截面的矩形葉片，也可以作為變截面、變翼型的葉片使用，葉片通用化程度高。?

2)在透平機(jī)械葉輪的葉片相對(duì)扭角可以為0，即無(wú)扭角的葉片結(jié)構(gòu)，也可以采用扭角工裝夾具設(shè)備對(duì)葉片進(jìn)行扭角，使葉片有一定的相對(duì)扭角，使得葉輪葉片更好的符合工程計(jì)算流型。?

3)葉片型材的材料可以根據(jù)介質(zhì)、環(huán)境條件的不同而不同。可以分為金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料。?

附圖說(shuō)明

附圖1是翼型葉片主體前緣疊加前緣葉片的結(jié)構(gòu)示意圖；?

附圖2為翼型葉片主體后緣疊加后緣葉片的結(jié)構(gòu)示意圖；?