[发明专利]叶片外缘前折的轴流通风机

说明书

技术领域

本发明属于流体机械领域，涉及板状叶片型式的轴流通风机，具体为通过对轴流通风机板状叶片部分的改进设计与制造，达到提高效率、降低噪声的目的。

背景技术

轴流通风机的应用广泛，几乎涵盖了国民经济的各个领域，其主要作用是将其输入的能量转化为气体的压力和动能。现有的轴流通风机，尤其是板状叶片型式的轴流通风机普遍存在效率低、气动噪声大的缺点，在我国政府大力倡导节能、环保的今天，发明高效率、低噪声、低制造成本的轴流风机具有良好的经济效益和社会效益。

在影响通风机的效率和噪声的各方面因素中，轴流通风机的叶片型式是关键因素之一。一般的板状叶片有扭曲型、弧线型和平面型三种，其采取提高效率、降低噪声的方法主要是在叶片的流道内进行优化设计，目前这些优化设计的手段已基本成熟，很难再在此基础上有所突破，而有效地改善气体在叶片与机壳之间的实际流动状况是提高轴流通风机效率、降低轴流通风机噪声的可行途径。

附图1为现有技术中的普通板状叶片轴流通风机运行时的叶片内气流流动图。其中叶片工作面5为气流流动的正压区，叶片非工作面6为负压区，理论上叶片外缘和机壳内壁之间的气体压力为零。在此处以及下文将叶片工作面5侧称之为“前”，而将叶片非工作面6侧称为“后”。当轴流通风机工作时，普通板状叶片内的气流流动将如图1中的箭头3和4所示，由于气体的流动是沿着气体压力下降的方向进行，这样在通风机工作时叶片工作面5上压力高的气体会如箭头3所示流向叶片外缘和机壳内壁之间的零压区，从而形成径向流；并且叶片工作面5上还有一部分压力高的气体如箭头4所示流向压力低的叶片非工作面6，从而形成旋涡流。而普通板状叶片内所产生的上述径向流和旋涡流，导致了轴流通风机内产生压力损失，并使得轴流风机的效率下降、噪声增加。

为了尽可能地减小上述径向流和旋涡流对轴流通风机压力所造成的损失，有效地提高轴流通风机的效率和降低轴流通风机的噪声，必须对轴流通风机工作时气体的气流状况加以合理的诱导与控制。

发明内容

本发明的目的即是为了解决上述技术问题而提出的。其中本发明对板状叶片型式的轴流通风机的叶片进行了改进设计，有效地减小了叶片与圆筒形机壳之间的径向流动损失和叶片工作面与非工作面之间的旋涡流损失，从而达到了提高效率、降低噪声的目的。本发明对叶片进行改进设计的主要从以下两个方面着手：一.将轴流通风机的叶片外缘向叶片工作面垂直前折，随着通风机叶轮的旋转，叶片前折部分将形成一个平行于通风机轴线的包络面，使叶片工作面上压力高的气体与叶片外缘和机壳内壁之间的零压区形成的径向流、叶片工作面与叶片非工作面之间的旋涡流得到了控制，能有效地提高效率、降低噪声；二.轴流通风机叶片外缘前折部分制作成机翼型，既能够将其自身旋转时需克服的气体阻力降至最低，又能够产生一定的和气流运动方向一致的轴向气动力，这部分与气流运动方向一致的轴向气动力对叶片外缘气体的径向流和旋涡流也有一定的抑制作用，从而达到提高效率、降低噪声的目的。

具体实现本发明的技术手段如下：

一种叶片外缘前折的轴流通风机，包括：

机壳、叶轮、电动机；

其中叶轮由叶片、叶柄、轮毂组成；

轮毂的外径与叶轮的外径之比在0.1～0.65之间；叶轮安装于电动机驱动轴端；

叶柄与轮毂间采用铆接、焊接或螺栓连接为一体；

叶片与叶柄间采用铆接、焊接或螺栓连接为一体；

叶片为扭曲型、弧线型或平面板状，叶片由本体部分和外缘前折部分组成；

所述叶片的外缘前折部分在叶轮直径最大处垂至于叶片工作面前折。

其中通风机叶片的外缘前折部分旋转后形成的包络面与通风机叶轮旋转的轴线平行。

其中通风机叶片的外缘前折部分在其垂直平面的投影呈机翼型。

其中通风机叶片的外缘前折部分在叶片展开为平面后呈机翼型。

其中通风机叶片的外缘前折部分在其垂直平面的投影所呈现的机翼型或在叶片展开为平面后所呈现的机翼型为RAF-6E型、CLARK y型、LS型或葛廷根型；

机翼翼型的相对厚度C在0.02～0.18之间，其中C＝C/b  C：叶片翼型内切圆最大直径，b：叶片翼型的弦长。

其中通风机叶片的外缘前折部分的底边长度小于或等于叶片外缘的工作长度。

其中通风机叶片的外缘前折部分和叶片本体一同下料成型；或者外缘前折部分与叶片本体各自独立制作成型，然后采用铆接或焊接的方式将二者制作成一体。

附图说明

图1为普通板状叶片内的气流流动示意图；