[其他]前傾鈑料扭曲葉片低壓軸流風機

無效

• 申請號: 87203532
• 申請日: 1987-03-16
• 公開（公告）號: CN87203532U
• 公開（公告）日: 1988-02-24
• 發明（設計）人: 陸亞鈞;韓明會
• 申請（專利權）人: 北京航空學院
• 主分類號: F04D19/30
• 分類號: F04D19/30;F04D29/38
• 代理公司: 北京第九專利代理事務所
• 代理人: 王家印,王志敏

本實用新型軸流風機屬于機械工程泵類技術領域。

現有技術的軸流風機其典型結構由外風筒、風輪和電機構成。風輪葉片是徑向放射式的扭曲葉片。其具有代表性技術如????JP59－54804專利。這些風機存在下列技術問題：

1.現有風機對風機內部流動中旋渦生成條件控制不嚴格。因而流場內出現有較強的旋渦，損失大，氣動噪音強。

2.葉片成型除少數用手工成型外，大多數用園柱面成型方法。但是，在氣動設計時，確定了各徑向截面上葉片的弦長情況下，要滿足葉片沿徑向的扭曲規律和彎角變化規律只能靠葉片在園柱面上安放姿態和園柱半徑大小來實現。這種園柱面成型方法常常導致氣動設計要求的葉片幾何參數與園柱面成型后實際葉片的幾何參數不一致。特別對沿葉高扭向和彎角變化劇烈的氣動設計，柱面成型不可避免造成葉片尖部和根部區域進氣沖角增大。不能使沖角沿葉高的變化控制在±2°之間。沖角沿葉高變化情況見附圖1曲線A。使葉片尖部和根部區域的流動狀態惡化，出現分離旋渦。造成損失增大，噪音增強。避免柱面成型這一缺陷的一種方法是采用沿葉高扭向和彎角變化比較緩慢的變環量設計規律進行設計。然而這項措施實際上仍不能解決上述矛盾。因為通風機葉片一般都較長，為了達到扭向和彎角變化緩慢這一目的。要求環量沿葉高變化非常劇烈才行。這就使加功量沿葉高大幅度變化。這樣除了沿葉高各基元級之間流層速度梯度增大之外，還由于轉子出口各基元半徑上不同能量的氣流層發生強烈的滲混，造成流場中存在較強的旋渦運動，消耗氣體的動能。所以仍不能進一步提高風機效率和降低風機的噪聲。

本實用新型風機的目的在于：使用一種新的軸流風機葉片——前傾式鈑料扭曲葉片，來更好地滿足氣動設計要求，控制葉片表面附面層的流動，減少氣體流過葉片時所產生的分離旋渦損失，提高風機效率、降低風機噪音，同時使葉片制造工藝簡單，成本低廉。

附圖2是本實用新型軸流風機結構示意圖。它由進氣集流器1、進氣帽罩2、前傾式鈑料扭曲葉片構成的風輪3、通道整流內筒4、電機5、尾錐6和外風筒7組成。本風機采用了由園錐面成型的帶有一定前傾角的扭曲葉片，同時使風機整個流道光滑流線形。

附圖1、是兩種成型方法所得的葉片前緣進氣沖角沿葉高分布曲線。A曲線：柱面成型。B曲線：園錐面成型。

附圖2、實用新型軸流風機結構簡圖

附圖3、葉片園錐面成型示意圖（一）

附圖4、前傾式扭曲葉片鈑料毛坯平面圖

附圖5、葉片園錐面成型示意圖（二）

下面結合附圖3說明本風機葉片的技術方案。

如附圖3所示，用一組平行平面Mj（j＝0、1、2、……n）截錐面得一組平行的橢園曲線（注：圖中限于表達清楚只畫了三個平行平面）。橢園曲線的數目與設計時選取的計算基元級的數目相同，平行橢園面之間的間隔要求滿足成型后各基元級平面所在徑向位置要求。定錐面上的曲線的兩端點連線A₀A_n為葉片成型后的徑向線，則根據基元級平面必須與徑向線垂直這一關系。橢園曲線所決定的平面其外法線方向應與A₀A_n線平行。錐面成型就是要在符合上述要求的各個橢園曲線上分別找到滿足以下各項條件的一段曲線：（1）曲線兩端點連線長度等于弦長；（2）曲線的兩端點的切線與連線（弦線）之間夾角分別等于葉型的前緣角和后緣角；（3）相鄰兩條曲線各自端點連線在空間的夾角應等于對應相鄰兩葉型的安裝角之差。各段曲線前端點和后端點分別連成一條光滑曲線與葉頂和葉根兩段葉型曲線構成一空間曲面。這個曲面形狀就是滿足氣動設計要求沒有厚度的葉片形狀。將一裁好的鈑料毛坯放置于由計算確定的位置上，把它沖壓貼合在這一空間曲面上，就完成了葉片成型。計算得到的葉片鈑料毛坯形狀見附圖4。

葉片在錐面上的安放方向是葉根靠近錐頂處，順應了一般葉片葉根彎角大，葉尖彎角小這一規律，從而使錐面成型方法更好地滿足任意氣動設計規律（見附圖1曲線B）。

前傾葉片成型計算方程為：

1.滿足弦長條件。

（x_j，2－x_j，1）²＋（y_j，2－y_j，1）²＋（z_j，2－z_j，1）²＝b²_j