[发明专利]一种等厚度弯掠轴流叶片及轴流风机

权利要求书

1.一种等厚度弯掠轴流叶片，其特征在于，该轴流叶片的表面为空间三维曲面，包括上曲面（11）、下曲面（12）、压力曲面（15）、吸力曲面（16）、前缘曲面（13）和尾缘曲面（14），其中：

所述上曲面（11）和所述下曲面（12）与两个同轴圆柱体的侧面相重合，将所述两个同轴圆柱体的轴线记为Z轴，将所述上曲面（11）和所述下曲面（12）各自对应的圆柱体的半径分别记为R_S和 R_H，且R_SR_H，记X轴正方向为从所述下曲面指向所述上曲面的方向，与XOZ平面垂直的轴为Y轴，O为此空间直角坐标系的原点；

所述压力曲面（15）与所述上曲面（11）、所述下曲面（12）均相交，相交线记为压力面曲线ab；所述吸力曲面（16）与所述上曲面（11）、所述下曲面（12）均相交，相交线记为吸力面曲线cd；与所述压力面曲线ab和所述吸力面曲线cd共面且间距相等的线记为中弧线；所述Z轴正方向由所述吸力曲面（16）指向所述压力曲面（15）；

所述前缘曲面与所述上曲面（11）、所述下曲面（12）均相交，相交线记为前缘曲线；所述尾缘曲面与所述上曲面（11）、所述下曲面（12）均相交，相交线记为尾缘曲线；所述Y轴正方向由所述尾缘曲面指向所述前缘曲面；

沿所述X轴正方向以半径r从R_H到R_S变化的一系列同轴圆柱体的侧面与所述轴流叶片相交得到一系列截面，该系列截面按照（r-R_H）/（R_S-R_H）=0%~100%之间的不同比值选取，再将这一系列截面沿YOZ平面展开；

所述中弧线由四个控制点P₀~P₃控制的三次样条曲线生成，其中P₀为前缘点P₀，P₃为尾缘点，连线P₀P₃为叶弦，所述中弧线在前缘点P₀处的切线P₀P₁与所述叶弦的夹角记为前缘进口角β₁，所述中弧线在尾缘点P₃处的切线P₂P₃与所述叶弦P₀P₃的夹角记为尾缘出口角β₂，所述Y轴正方向与所述叶弦P₀P₃的夹角记为叶型安装角β，所述中弧线与所述叶弦P₀P₃的最大间距记为弯度f，其与所述叶弦P₀P₃的弦长l的比值记为相对弯度f/l；所述前缘曲线和所述尾缘曲线均为圆弧且均与所述压力面曲线和所述吸力面曲线相切；

取所述叶弦P₀P₃的中点作为积叠点，根据每个截面的所述积叠点形成一条空间积叠线，将该空间积叠线分别投影至XOZ平面和XOY平面，得到掠积叠线和弯积叠线；

在XOZ平面上，所述空间直角坐标系的原点O到叶顶截面的所述积叠点的连线与所述X轴正方向的夹角记为掠角，记沿Z轴负方向为前掠，记沿Z轴正方向为后掠；其中，当（r-R_H）/（R_S-R_H）=100%时对应截面为叶顶截面；

在XOY平面上，所述空间直角坐标系的原点O到叶顶截面的所述积叠点的连线与所述X轴正方向的夹角记为弯角，记沿Y轴正方向为前弯，记沿Y轴负方向为后弯；

所述轴流叶片为前掠和前弯；

随着（r-R_H）/（R_S-R_H）比值的变化，将所述前缘进口角、所述尾缘出口角和所述相对弯度设为固定的值，而将所述叶型安装角设为满足线性关系，将所述弦长设为满足三次样条曲线关系；

其中，所述前缘进口角的取值为15.0°~25.0°；所述尾缘出口角的取值为18.0°~28.0°；所述相对弯度的取值为0.06~0.08；

当（r-R_H）/（R_S-R_H）=0%时，对应截面的所述叶型安装角的取值为39.0°~45.0°；

当（r-R_H）/（R_S-R_H）=100%时，对应截面的所述叶型安装角的取值为29.0°~35.0°。