一种叶片压力面带小翼和叶顶有吹气结构的轴流风机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105736426A(43)申请公布日2016.07.06(21)申请号201610263041.9F04D29/68(2006.01)(22)申请日2016.04.26(71)申请人浙江理工大学地址310018浙江省杭州市江干区开发区2号大街(72)发明人窦华书徐金秋姜陈锋贾会霞许文倩王天垚陈小平魏义坤杨徽(74)专利代理机构杭州之江专利事务所(普通合伙)33216代理人朱枫(51)Int.Cl.F04D25/08(2006.01)F04D29/38(2006.01)F04D29/54(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图6页(54)发明名称一种叶片压力面带小翼和叶顶有吹气结构的轴流风机(57)摘要本发明公开了一种叶片压力面带小翼和叶顶有吹气结构的轴流风机，包括网罩、叶轮、导叶、内筒、外筒、电机；所述网罩是有铁丝编织而成，固定在外筒上；所述叶轮包括轮毂和叶片，在叶片叶顶加叶顶吹气结构，叶片吸力面尾部加小翼结构，导叶级出口端的内筒上加工矩形孔，可以改善叶顶的流动情况；减小叶顶泄漏损失、涡流损失；降低间隙产生的噪声；控制径向运动的二次流；控制叶片表面边界层厚度；抑制了叶片尾迹引起的涡流噪声；减小涡导叶级涡脱落频率，降低了出口噪声。通过对轴流风机不同位置的改进使该型轴流风机效率更高，噪声更低，更加节能环保。CN105736426ACN105736426A权利要求书1/1页1.一种叶片压力面带小翼和叶顶有吹气结构的轴流风机，包括网罩、叶轮、导叶、内筒、外筒、电机；所述网罩是有铁丝编织而成，固定在外筒上；其特征在于：所述叶轮包括轮毂和叶片，叶片吸力面尾部有小翼结构，叶片顶端有吹气孔结构；所述叶片是通过等环量孤立翼型法设计的翼型叶片，扭速随着变径的增大而减小，压强沿径向不变，叶片厚度分布与NACA四位数字翼型厚度分布相同，翼型相对厚度为10%-15%，叶片数量为5-9个，叶片叶顶间隙为叶片高度的1%-2%；所述叶片吸力面小翼均匀分布在叶片上，相对于叶高的位置分别在20%、40%、60%和80%四个位置，小翼的尾端垂直于叶片表面，前缘与叶片表面有30-60°，中间通过样条曲线过度，各截面小翼的弦长相等，占平均半径出弦长的1/4-1/3左右，小翼厚度为4-8mm，小翼高度为其弦长的30%-60%，小翼的尾缘距离叶片尾缘有5%-10%的叶片平均弦长；所述叶顶吹气结构，是从叶片顶部压力面开孔，使高压气体能流经叶顶间隙，吹气孔平均分布在叶顶翼型截面的中弧线上,孔的直径为弦长的5-10%，小孔之间的距离为弦长的10%-20%，压力面小孔主要均匀分布在叶高的85%-90%的区域内；所述导叶固定在内筒和外筒上面，导叶叶片为圆弧板型叶片，沿着径向没有扭转,导叶数量为7-17个，导叶叶轮与叶轮的轴向间隙的大小为5-10mm，导叶叶片的厚度为2-4mm；所述内筒在处气段尾部，开有矩形孔；所述矩形孔结构均匀的分布在内筒整个圆周上，矩形孔的长为内筒圆周长度的3%-5%，矩形锯齿的长宽比为2-4，矩形孔的数量在10-30个之间；所述电机为三相异步电机，电机固定在内筒的腹板上，叶轮通过轴套与电机轴相连。2CN105736426A说明书1/5页一种叶片压力面带小翼和叶顶有吹气结构的轴流风机技术领域[0001]本发明属于风机技术领域，特别涉及一种叶片压力面带小翼和叶顶有吹气结构的轴流风机。背景技术[0002]轴流风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械。它广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气的推进等，在国民经济各行业均有非常重要的应用。据统计，风机用电约占全国发电量的10%，煤矿主要通机平均电耗约占矿井电耗的16%；金属矿山的风机用电量占采矿用电的30%；钢铁工业的风机用电量占其生产用电的20%；煤炭工业的风机用电量占煤炭工业用电的17%。由此可见，风机节能在国民经济各部门中的地位和作用是举足轻重的。由于，轴流风机的比转速较高，这样它具有流量大、全压低的特点，在这些行业中都占有不可替代的地位。[0003]因此设计优化出效率高、性能好、噪声低、节能的轴流式通风机是很重要的。但是轴流风机中流动非常复杂性，主要体现在：1）流动的三维性；2）流体的粘性；3）流动的非定常性。在传统的风机设计中很难考虑到上面三点，就算现代设计方法中用了CFD做辅助设计，但是无法完全控制上面三个因素对风机性能的影响，其中最关键的因素是流体的粘性，粘性不仅仅影响到叶片出口边为满足库塔-茹科夫斯基条件而形成的叶片尾迹旋涡。由于粘性，叶片表面以及环壁通道表面均会存在