[發明專利]一種仿生耦合軸流風機導風圈結構

有效

• 申請號: 202110343640.2
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113153822B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 劉小民;王雷;席光
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F04D29/54
• 分類號: F04D29/54;F04D29/66
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了一種仿生耦合軸流風機導風圈結構，進風段長度為導風圈整體長度的39％～41％，中間段長度為導風圈整體長度的21％～23％；進風段和出風段的內圈截面為翼型截面的上曲面部分，采用翼型截面的上曲面最大厚度表面處與進風段型線端點重合，翼型截面的尾部端點與中間段一端的型線端點重合型線作為進風段，翼型截面的尾部端點與出風段的型線端點重合，翼型截面的上曲面型線與中間段另一端的型線端點的距離為出風段垂直距離的1.85～2.1倍的型線作為出風段，進風段與出風段均采用具有優良降噪特性的翼型截面型線，在經歷不同工況的來流時能夠適應廣泛的流線型結構，能夠保證軸流風機低噪高效的穩定運行，實現軸流風機效率提升及噪聲進一步下降。

技術領域

本發明屬于風機降噪應用技術領域，具體涉及一種仿生耦合軸流風機導風圈結構。

背景技術

大型軸流風機在國民經濟生活領域廣泛應用，如礦井、隧道或大型辦公場所的通風換氣裝置。在運轉過程中的噪聲問題也愈來愈突出，若居民長期處于這種具有高噪聲的日常環境中，則會造成煩躁不安、聽力衰弱、心率加快及呼吸困難等一系列生理性及心理性疾病。為了保證居民的舒適性要求及促進國家節能減排政策，有必要從設計上減小軸流風機的運行氣動噪聲問題。對于目前彎掠及截面等已經非常成熟的葉輪設計來講，進一步優化極其困難。同時，導風圈的進風口及中間段對于軸流通風機而言，聲壓級貢獻比例較大，且葉頂間隙所形成的泄露渦噪聲占有不可忽略的比重，尤其是葉片與導風圈之間葉頂間隙的相互作用所形成的寬頻噪聲。因此，考慮到可實施性及便捷性，導風圈的設計對于改善葉頂泄露，減小葉尖渦流噪聲，提升軸流通風機效率進而減小能耗具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種仿生耦合軸流風機導風圈結構，以克服現有技術的不足。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種仿生耦合軸流風機導風圈結構，包括依次連接的進風段、中間段和出風段，進風段長度為導風圈整體長度的39％～41％，中間段長度為導風圈整體長度的21％～23％；進風段內圈截面為翼型截面的上曲面部分：翼型截面的上曲面最大厚度表面處與進風段型線端點重合，翼型截面的尾部端點與中間段一端的型線端點重合；出風段內圈截面為翼型截面的上曲面部分：翼型截面的尾部端點與出風段的型線端點重合，翼型截面的上曲面型線與中間段另一端的型線端點的距離為出風段垂直距離的1.85～2.1倍。

進一步的，翼型截面的中弧線坐標為Z_c，厚度為Z_t，翼型上曲面和翼型下曲面的坐標分別為Z_upp和Z_low：

Z_upp＝Z_(c)+Z_(t)

Z_low＝Z_(c)-Z_(t)

中弧線分布為：

厚度分布為：

最大厚度分布為：

其中：Z_(c)max為中弧線分布的最大值；Z_(t)max為中弧線分布的最大厚度；c為翼型弦長；η為弦的相對位置坐標；S_n與A_n均為待定系數，展弦比ξ＝0.4。

進一步的，進風段的最大直徑與中間段直徑比為1.15～1.2。

進一步的，出風段最大直徑與中間段直徑比為1.03～1.05。