[發明專利]一種應用于葉輪流動控制的仿生組合結構

在審

• 申請號: 202110361899.X
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN112943526A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 沈少祥;胡淵海;胡國軍
• 申請（專利權）人: 杭州頓力風機有限公司;杭州頓力電器有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 杭州華知專利事務所(普通合伙) 33235
• 代理人: 龍湖浩

本發明公開了一種應用于葉輪流動控制的仿生組合結構。該應用于葉輪流動控制的仿生組合結構包括葉片上類貝殼紋褶皺結構、葉頂類鳥頭結構或葉片上類鯨魚皮溝槽結構的一種或多種，三種結構根據不同流動控制需要，單獨或組合應用于風葉。該應用于葉輪流動控制的仿生組合結構具有提高結構強度，促進氣體有序集中流動，抑制氣體過早分離，降低噪音，控制氣體流動導向，控制葉輪變形方向和幅度。可應用于不同類型的軸流、離心、斜流（混流）等葉輪結構中。

技術領域

本發明涉及風機技術領域，尤其涉及了一種應用于葉輪流動控制的仿生組合結構。

背景技術

在風機領域，風機運行過程中不可避免的產生噪音，如何不損失性能的情況下，降低噪音是一直努力的方向。噪音在葉片上的產生往往伴隨著湍流、亂流、葉頂泄露流等等，主要集中在葉片頂部、葉片前緣、葉片尾緣等，在葉片頂部因為存在葉頂間隙，不可避免的存在泄露流，使得噪音的產生，如何減少泄露流使得氣流流動順暢是一個問題；在葉片前緣后尾緣位置也會產生較大的湍流、分離流等，在葉片旋轉、共振等其他問題的促進下，使得噪音加速產生，此外這些不被期望的二次流動不僅產生噪音，也對風機的其他性能造成負面影響。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明設計了一種應用于葉輪流動控制的仿生組合結構。

本發明采用如下技術方案：

一種應用于葉輪流動控制的仿生組合結構，包括葉片上類貝殼紋褶皺結構、葉頂類鳥頭結構或葉片上類鯨魚皮溝槽結構的一種或多種，三種結構根據不同流動控制需要，單獨或組合應用于風葉。

作為優選，所述葉片上類貝殼紋褶皺結構設置于葉片尾緣位置，葉頂類鳥頭結構設置于風葉葉頂位置，葉片上類鯨魚皮溝槽結構設置于葉片前緣位置。葉片上類貝殼紋褶皺結構包括但不僅限于應用在葉片尾緣位置，葉頂類鳥頭結構一般應用于葉輪葉頂位置，葉片上類鯨魚皮溝槽結構包括但不僅限于應用在葉片前緣位置，三種結構可以單獨應用于葉輪，也可以多個組合應用于葉輪。

作為優選，所述葉片上類貝殼紋褶皺結構屬于立體結構，在橫向和縱向平面上具有波浪形狀，自然過渡至葉片周邊，形成類貝殼紋褶皺的凹凸不平的表面。

作為優選，所述葉片上類貝殼紋褶皺結構是波浪形狀結構，其典型的波浪形狀是在橫向和縱向上的波浪形狀滿足正弦曲線公式A為振幅，D為風輪直徑；ω為角速度，為初相，k為偏距，單位毫米。

作為優選，所述葉片上類貝殼紋褶皺結構的典型的波浪形狀在橫向和縱向上，由一個正弦曲線公式控制或由多個不同正弦曲線公式各自控制一段曲線，最后一個或多個不同正弦曲線公式控制的波浪光滑過渡成一根完整波浪曲線。

作為優選，所述葉頂類鳥頭結構屬于立體結構，位于風葉葉頂，具有從風葉壓力面彎向吸力面的翻邊，呈類鳥頭形狀。

作為優選，所述葉頂類鳥頭結構在風葉葉尖與前緣圓滑過渡，葉尖圓滑段到翻邊初始位置最大弦向距離為a，單位毫米。

作為優選，所述葉頂類鳥頭結構的翻邊結尾處到翻邊尾巴最遠處的徑向距離為b，單位毫米。

作為優選，所述葉頂類鳥頭結構的由壓力面向吸力面的翻邊最大折彎高度為 h,單位毫米。

作為優選，所述葉頂類鳥頭結構在葉尖到翻邊初始處上截面最大厚度為Tmax，翻邊末尾截面最小厚度為Tmin，單位毫米。

作為優選，所述葉片上類鯨魚皮溝槽結構為條狀溝槽，根據風葉流動特性情況，條狀溝槽的溝截面半徑、凹坑深度、溝槽間距、溝槽數量、長短、分布方式因需要而調整。

作為優選，所述葉片上類鯨魚皮溝槽結構的條狀溝槽截面為圓的一部分圓弧，最大圓弧半徑為單位毫米。

作為優選，所述葉片上類鯨魚皮溝槽結構的條狀溝槽最大凹坑深度為t，單位毫米。