叶片及使用其的轴流叶轮制造技术

本申请公开一种叶片及使用其的轴流叶轮。所述叶片包括叶顶、叶根、前缘、尾缘、上表面和下表面。所述上表面和下表面相对设置，所述叶顶、所述叶根、所述前缘和所述尾缘设置在所述上表面和所述下表面的四周，并连接所述上表面和所述下表面。所述叶片能够绕一旋转轴线旋转，所述旋转轴线与一法向平面相垂直。所述叶顶包括叶顶基部和叶顶尾部，所述叶顶基部靠近所述前缘，所述叶顶尾部靠近所述尾缘，并且相对于所述叶顶基部朝上翘起。所述叶顶尾部的弦的攻角比所述叶顶基部的弦的攻角大，其中攻角是指弦与所述法向平面的锐夹角。本申请的叶片能够提供较大的风量，其静压更高，并且效率也更高。

【技术实现步骤摘要】
叶片及使用其的轴流叶轮
本申请涉及风机、泵和压缩机等旋转机械领域，更确切的说是一种叶片及使用其的轴流叶轮。
技术介绍
传统的叶片的前缘和尾缘通常为单调光滑的曲线，由于叶片表面流动分离严重，形成涡流，因此叶片气动性能较低，噪声较大。
技术实现思路
本申请的示例性实施例可以解决至少一些上述问题。根据本申请的第一方面，本申请提供一种叶片，包括叶顶、叶根、前缘、尾缘、上表面和下表面。所述上表面和下表面相对设置，所述叶顶、所述叶根、所述前缘和所述尾缘设置在所述上表面和所述下表面的四周，并连接所述上表面和所述下表面。所述叶片能够绕一旋转轴线旋转，所述旋转轴线与一法向平面相垂直。所述叶顶包括叶顶基部和叶顶尾部，所述叶顶基部靠近所述前缘，所述叶顶尾部靠近所述尾缘，并且相对于所述叶顶基部朝上翘起。所述叶顶尾部的弦的攻角比所述叶顶基部的弦的攻角大，其中攻角是指弦与所述法向平面的锐夹角。根据上述第一方面的叶片，所述上表面从所述叶顶至所述叶根平滑延伸。根据上述第一方面的叶片，所述叶顶尾部的弦的攻角的取值范围为大于等于20°并且小于等于30°。根据上述第一方面的叶片，所述叶顶尾部占所述叶顶的长度比例为大于等于1/8并且小于等于1/12。根据上述第一方面的叶片，所述前缘沿所述旋转轴线方向在所述法向平面上的投影为第一曲线，所述第一曲线具有偶数个拐点。根据上述第一方面的叶片，所述第一曲线上任意一点与所述垂足的连线为第一连线。所述叶根与所述前缘的交点沿所述旋转轴线方向在所述法向平面上的投影点与所述垂足的连线为第二连线。所述第一连线与所述第二连线的夹角称为前缘角θ。所述第一曲线上的任意一点的前缘角θ满足θ∈[0°,20°]。根据上述第一方面的叶片，所述尾缘具有数个槽，所述尾缘沿所述旋转轴线方向在所述法向平面上的投影为第二曲线，其中每一个槽的槽壁之间的夹角为α、槽深为H，第二曲线的长度为L。所述夹角与所述槽深满足：α∈[10°,110°]；H＝W×L，W∈[1.5％,20％]。根据上述第一方面的叶片，所述数个槽中最靠近所述叶顶的槽的槽壁之间的夹角α满足：α∈[80°,110°]。根据上述第一方面的叶片，相邻两个所述槽的槽壁之间的所述尾缘的长度相同。根据上述第一方面的叶片，在所述叶片的尾缘上，所述叶片的上表面比下表面沿周向延展的更远，并且所述尾缘在所述叶片的周向方向上的截面为圆弧形。根据本申请的第二方面，本申请提供一种轴流叶轮，包括轮毂和至少两片根据上述第一方面的叶片。所述轮毂具有旋转轴线，所述轮毂能够绕所述旋转轴线转动。所述至少两片叶片布置在所述轮毂的外圆周面上。本申请的叶片能够提供较大的风量，其静压更高，并且效率也更高。附图说明本申请特征和优点可通过参照附图阅读以下详细说明得到更好地理解，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：图1是使用本申请的一个实施例的叶片的轴流叶轮的立体图；图2是图1中的轴流叶轮所使用的叶片的立体图；图3是图1中叶片沿旋转轴线X方向在法向平面上的投影图；图4是叶片的沿旋转轴线X方向在法向平面上的投影图；图5A是图2所示的槽的沿旋转轴线X方向在法向平面上的放大的投影图；图5B是本申请的另一个实施例的槽的具体结构示意图；图6是图1中的一片叶片和轮毂的侧视图；图7是图6所示的叶顶尾部相对于叶顶基部的关系简图；图8A是图1中的一片叶片和轮毂的俯视图；图8B是图8A中线A-A的剖面图；图9为叶片的尾缘在周向方向上的剖面图；图10是本申请的叶片与传统叶片的静压-风量关系图；图11是本申请的叶片与传统叶片的效率-风量关系图；图12是本申请的叶片与传统叶片的噪声-风量关系图。具体实施方式下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。在以下的附图中，同样的零部件使用同样的附图号，相似的零部件使用相似的附图号。图1是使用本申请的一个实施例的叶片的轴流叶轮100的立体图。如图1所示，轴流叶轮100包括轮毂110和三个叶片112。轮毂110具有旋转轴线X，轮毂110垂直于旋转轴线X的截面为圆形。三个叶片112均匀地布置在轮毂110的外圆周面上，并与轮毂110连接成一体。轮毂110和叶片112能够一同绕旋转轴线X进行旋转。作为一个示例，本申请的轴流叶轮100按顺时针方向(即图1中箭头所示旋转方向)绕旋转轴线X进行旋转。本领域的技术人员可以理解，轮毂110也可以是其他形状，叶片112的个数为至少两个即可。轮毂110的形状可以与叶片112的个数配合设置。例如，当叶片112的个数为三个时，轮毂110垂直于旋转轴线X的截面为三角形；当叶片112的个数为四个时，轮毂110垂直于旋转轴线X的截面为四边形。图2是图1中的轴流叶轮100所使用的叶片112的立体图。如图2所示，叶片112包括上表面242、下表面244、叶顶216、叶根218、前缘222和尾缘220。上表面242和下表面244相对设置。其中，“前缘222”表示沿叶片旋转方向的前端边缘。“尾缘220”表示沿叶片旋转方向的后端边缘。“叶根218”表示叶片与轮毂相交的边缘。“叶顶216”表示与叶根相对的另一个边缘。叶顶216、叶根218、前缘222和尾缘220围绕在上表面242和下表面244的四周。也就是说，上表面242和下表面244分别从叶顶216延伸至叶根218，并且也分别从前缘222延伸至尾缘220。本申请的叶片112的尾缘220具有数个槽232，数个槽232中的每一个槽都朝向前缘222延伸。轴流叶轮100具有一个法向平面(未示出)，该法向平面垂直于旋转轴线X设置，并且该旋转轴线X与该法向平面的垂直的交点为垂足O(参见图3)。本领域的技术人员可以理解，所述法向平面为一虚拟平面，用于更好地示出叶片112的具体结构。图3是图1中叶片112沿旋转轴线X方向在法向平面上的投影图。叶片112的前缘222沿旋转轴线X方向在法向平面上的投影为第一曲线，其中第一曲线具有两个拐点。所述拐点为凹弧与凸弧的分界点。如图3所示，第一曲线具有两个拐点，分别为拐点a和拐点b。叶根218与前缘222的交点沿旋转轴线X方向在法向平面上的投影点为点A，叶顶216与前缘222的交点沿旋转轴线X方向在法向平面上的投影点为点B。从点A至拐点a的曲线以及从拐点b至点B的曲线为凹弧；拐点a至拐点b的曲线为凸弧。点P为第一曲线上任意一点，点P与垂足O的连线为第一连线。点A与垂足O的连线为第二连线。第一连线与第二连线的夹角为前缘角θ。在本申请的实施例中，第一曲线上的任意一点P的前缘角θ满足θ∈[0°,20°]，并且所述第一曲线上的任意一点P与垂足O的连线都在第二连线的同一侧。本领域的技术人员可以理解，本申请中的第一曲线可以具有偶数个拐点，而不限于本申请中所示出的两个拐点。本申请的专利技术人发现，当前缘角θ满本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种叶片(112)，包括：/n叶顶(216)、叶根(218)、前缘(222)、尾缘(220)、上表面(242)和下表面(244)，所述上表面(242)和下表面(244)相对设置，所述叶顶(216)、所述叶根(218)、所述前缘(222)和所述尾缘(220)设置在所述上表面(242)和所述下表面(244)的四周，并连接所述上表面(242)和所述下表面(244)，所述叶片(112)能够绕一旋转轴线(X)旋转，所述旋转轴线(X)与一法向平面相垂直；/n其特征在于：/n所述叶顶(216)包括叶顶基部(612)和叶顶尾部(610)，所述叶顶基部(612)靠近所述前缘(222)，所述叶顶尾部(610)靠近所述尾缘(220)并相对于所述叶顶基部(612)朝上翘起；/n其中，所述叶顶尾部(610)的弦的攻角比所述叶顶基部(612)的弦的攻角大，其中攻角是指弦与所述法向平面的锐夹角。/n

【技术特征摘要】
1.一种叶片(112)，包括：
叶顶(216)、叶根(218)、前缘(222)、尾缘(220)、上表面(242)和下表面(244)，所述上表面(242)和下表面(244)相对设置，所述叶顶(216)、所述叶根(218)、所述前缘(222)和所述尾缘(220)设置在所述上表面(242)和所述下表面(244)的四周，并连接所述上表面(242)和所述下表面(244)，所述叶片(112)能够绕一旋转轴线(X)旋转，所述旋转轴线(X)与一法向平面相垂直；
其特征在于：
所述叶顶(216)包括叶顶基部(612)和叶顶尾部(610)，所述叶顶基部(612)靠近所述前缘(222)，所述叶顶尾部(610)靠近所述尾缘(220)并相对于所述叶顶基部(612)朝上翘起；
其中，所述叶顶尾部(610)的弦的攻角比所述叶顶基部(612)的弦的攻角大，其中攻角是指弦与所述法向平面的锐夹角。


2.如权利要求1所述的叶片(112)，其特征在于：
所述上表面(242)从所述叶顶(216)至所述叶根(218)平滑延伸。


3.如权利要求1所述的叶片(112)，其特征在于：
所述叶顶尾部(610)的弦的攻角的取值范围为大于等于20°并且小于等于30°。


4.如权利要求1所述的叶片(112)，其特征在于：
所述叶顶尾部(610)占所述叶顶(216)的长度比例为大于等于1/8并且小于等于1/12。


5.如权利要求1所述的叶片(112)，其特征在于：
所述前缘(222)沿所述旋转轴线(X)方向在所述法向平面上的投影为第一曲线，所述第一曲线具有偶数个拐点；
所述旋转轴线(X)与所述法向平面垂直相交于垂足(O)；
所述第一曲线上任意一点...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁斌，吴成刚，马小魁，王利，朱剑，
申请(专利权)人：约克广州空调冷冻设备有限公司，江森自控科技公司，
类型：发明
国别省市：广东;44