CN201963595U - 无分离流亚临界叶型的离心式前、后向叶轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无分离流亚临界叶型的离心式前、后向叶轮，它主要由叶片(1)、轮毂(2)、前盘(3)、后盘(4)组成，其中：前盘(3)和后盘(4)间固接有多个叶片(1)，轮毂(2)与后盘(4)固接，整流筒(5)与前盘(3)相接，导流槽(6)设在前盘(3)和后盘(4)的延伸部分，叶片(1)的型面是由两条反向弯曲的二次曲线组成，它与现有技术相比，加工容易，使用寿命长、效率更高、噪声更低，全压内效率可大于85％，噪声比一般同类风机低5～10分贝。

Description

无分离流亚临界叶型的离心式前、后向叶轮

技术领域

本实用新型涉及一种无分离流亚临界叶型的离心式前、后向叶轮，具体的说是一种用于中高压、中压和中低压范围离心式鼓风机、引风机上的离心式前向和后向叶轮，并且鼓风机、引风机工作时，在叶轮内部不会产生漩涡分离，属风机叶轮。

背景技术

目前工业中用中高压、中压和中低压离心式鼓风机、引风机中的前向和后向叶轮，其叶片剖面形状多为直板叶片、圆弧叶片、圆弧-直板组合叶片和飞机机翼型叶片等。除上述各种叶片之外，性能更好的叶片外形及叶轮，至今未见报道。实践已经证明，把带有直板式的叶片，圆弧型叶片和二者组合式叶片的离心式前向和后向叶轮，应用到工业上的中高压、中压和中低压锅炉鼓/引风机上时，由于它们本身的气动性能差，使风机的效率大为降低，平均效率一般为50～60％，如Y5-48系列引风机，而且噪声很大，一般A升级噪声LA大于90分贝，带有飞机机翼型叶片的叶轮，虽然其气动性能较好，效率较高，但噪声也较高，同时它加工困难，成本高，使用时叶片易被烟气中的微粒击穿，因此失去动平衡而报废，使用寿命短。

为此，本发明人经过多年的开发实践，研究出一种具有亚临界叶型的离心式前、后向叶轮，并申请了专利，专利号为90218673.6和97225678.3，该产品在中高压、中压、中低压范围锅炉鼓风机、引风机上的应用与同类风机相比，可节能30％以上，噪声下降5～10分贝。产生了较好的社会和经济效益。

当前，节能减排作为我国经济转型的基本国策，为更好的提高风机效率，降低噪声，本发明人在原发明的基础上，对产品进行了改进，比如在亚临界叶型的进口面上加一个整流筒(5)、在叶轮气 流出口圆周上加一个导流槽(6)、对叶片(1)的进出口角β1A和β2A进行了调整。这样就能确保叶轮内部无分离漩涡产生，从而能进一步提高风机的效率和降低噪声。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种启动性能更好、效率高且噪声更低的供中高压、中压和中低压离心式鼓风机、引风机用的无分离流亚临界叶型的离心式前、后向叶轮，以克服现有技术的不足。

本实用新型的目的是这样实现的，它主要由叶片(1)、轮毂(2)、前盘(3)、后盘(4)组成，其中：前盘(3)和后盘(4)间固接有多个叶片(1)，轮毂(2)与后盘(4)固接，整流筒(5)与前盘(3)相接，导流槽(6)设在前盘(3)和后盘(4)的延伸部分，叶片(1)的型面是由两条反向弯曲的二次曲线组成。

其中：所述叶片(1)的形状，其叶片型线可为一组具有反向弯曲的二次曲线族，这两条反向弯曲的二次曲线之间，可以由拐点直接连接，也可以通过一条过渡直线连接。

其中：二次曲线可以为圆弧、抛物线、双曲线及按泰勒级数展开的二次三项式。

其中：对前向叶轮，叶片(1)的进口安装角β1A＝40°-90°，出口安装角β2A＝90°-180°，对后向叶轮，叶片(1)的进口安装角β1A＝20°-70°，出口安装角β2A＝30°-85°。

其特征还在于：所述的多个叶片(1)的叶片个数可为6-18片。

本实用新型与现有技术相比，加工容易，使用寿命长、效率高、噪声低，全压内效率可大于85％，噪声比一般同类风机低5～10分贝，如果能够广泛推广，在该行业每年能为国家节省电量30％以上，可大量降低二氧化碳排量。

附图说明

附图1为无分离流亚临界叶型离心式后向叶轮的正视局部剖视结构示意图。

附图2为无分离流亚临界叶型离心式后向叶轮的左视剖视示意图。

附图3为无分离流亚临界叶型离心式前向叶轮的正视局部剖视结构示意图。

附图4为无分离流亚临界叶型离心式前向叶轮的左视剖视示意图。

附图5为无分离流亚临界叶型离心式前、后向叶轮的叶片型面曲线组合示意图。

具体实施方式

附图1和附图3中的箭头方向为叶轮旋转方向，R2为叶轮半径，由计算给出。

附图4中的D0为叶轮进口直径，b1为叶片进口宽度，b2为叶片出口宽度，t为叶轮宽度，ΔX表示整流筒(5)的高度，ΔR表示导流槽(6)的高度。这些值均由给定的R2，全压P，流量Q及转速n等已知参数计算出来。

附图5中的前向和后向叶片，均由正反弯曲的二次曲线弥合而成，这些二次曲线可以是圆弧线、抛物线、双曲线和由泰勒级数展开的二次三项式等，具体使用哪两种二次曲线弥合成叶片形状，可根据初始条件和性能要求来确定，一旦叶片型面设计成型，它的加工就需用样板和模具冲压成型。

以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

参见附图，本实用新型的目的是这样实现的，它主要由：叶片1、轮毂2、前盘3、后盘4组成，其中：前盘3和后盘4间固接有多个叶片1，轮毂2与后盘4固接，整流筒5与前盘3相接，导流槽6设在前盘3和后盘4的延伸部分，叶片1的型面是由两条反向弯曲的二次曲线组成，对于叶片1的形状，其叶片型线可为一组具有反向弯曲的二次曲线族，这两条反向弯曲的二次曲线之间，可以由拐点直接连接，也可以通过一条过渡直线连接，对于叶片1的二次曲线，可以为圆弧、抛物线、双曲线及按泰勒级数展开的二次三项式。

其中：对前向叶轮，叶片1的进口安装角β1A＝40°-90°，出口安装角β2A＝90°-180°，对后向叶轮，叶片1的进口安装角β1A＝20°-70°，出口安装角β2A＝30°-85°，叶片1的叶片个数可为6-18片。

因为叶轮是风机的心脏，而叶轮中流道与叶片形状又是影响叶轮和风机气动性能的关键。假设进入叶轮流道的气体为理想气体，从而可以在无粘流的基础上，建立起气体运动和叶型之间的微分方程。由于气体带有粘性，气流在流道内，叶片背风面某处会产生分离，在分离点(压力梯度为0点)以后，气流离开叶片表面形成漩涡，这是造成风机低效率、高噪声的主要原因。要使气流在分离点以后仍能在叶片背风面附着于表面流过，则必须改变分离点以后的叶片型面，使它与气流的流线重合。

同时，作为引风机，为了减少气体中含有不同质量微粒对叶片表面的摩擦、侵蚀和粘附作用，这些微粒最好是切于叶片表面流出，则方程中还应加进相切条件。一个叶片的形状要同时满足这两个条件，必须用一个协调方程来协调叶片的型面。这就形成了一个有两条反向弯曲的二次曲线组成的叶型，改变不同的风机设计条件，叶片型面可为一组具有反向弯曲的二次曲线族，这两条反向弯曲的二次曲线之间，可以直接由拐点连接，也可以通过一条直线过渡连接。根据此叶型的气动特性，在前两个实用新型的专利(90218673.6及97225678.3)中，都将它命名为亚临界叶型。

之后，十多年的使用经验证明，由于风机内部流动的复杂性，用上述数学处理的方法，所求出的压力梯度为零的临界点，即气流分离的起始点，在某些情况下，其理论计算值与实际值之间不一定会完全吻合，可能会出现一段距离，叶型的拐点与实际气流分离点就不会重合，这必然导致亚临界叶型风机性能的降低，即效率会有所下降，噪声也会有所提高。为使叶型的拐点能与实际的分离点吻合，确保风机性能不会下降，本次实用新型在亚临界叶轮进口增加一个整流筒5；在亚临界叶轮出口增加一个导流槽6；改变了叶片1的进口形状和增加进口处叶片1的面积；使叶轮内部与气流相接触的所有表面，从原始的未加工状态改变成较光滑的表面；将叶片1 的进出口角β1A和β2A及叶片个数做某些变化。这些改进，能够有效确保叶轮内部不会产生漩涡分离，增加了叶片进口处的有用功，进一步提高了风机效率和降低了噪声。

Claims (2)

1.一种无分离流亚临界叶型的离心式前、后向叶轮，它主要由叶片(1)、轮毂(2)、前盘(3)、后盘(4)组成，其特征在于：前盘(3)和后盘(4)间固接有多个叶片(1)，轮毂(2)与后盘(4)固接，整流筒(5)与前盘(3)相接，导流槽(6)设在前盘(3)和后盘(4)的延伸部分，叶片(1)的型面是由两条反向弯曲的二次曲线组成。

2.根据权利要求1所述的一种无分离流亚临界叶型的离心式前、后向叶轮，其特征在于：组成叶片(1)型面的两条反向二次曲线可以为圆弧、抛物线、双曲线及按泰勒级数展开的二次三项式。

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