[实用新型]一种超低噪音凹凸仿生型地铁隧道轴流通风机动叶片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种叶片，尤其涉及一种超低噪音凹凸仿生型地铁隧道轴流通风机动叶片。

背景技术

地铁/隧道轴流通风机主要应用于城市轨道交通及公路/铁路的地下或封闭空间的通风换气及消防排烟，一般风量与配用功率均很大（最大可达355kW左右），由于轴流通风机本身的噪声特点，在相同风量、风压下，噪声一般较离心通风机高10dB(A)左右，并且还存在着并联运行工况，此时噪声会在单台风机的基础上再增加3dB(A)，而地铁/隧道轴流通风机的安装布置地点通常离乘客及周边居住人员均很近，按GB 3096-2008《声环境质量标准》中表1规定的要求最高的0类地区要求地铁车站风亭出口：昼间声压级噪声≤50dB(A)，夜间声压级噪声≤40dB(A)。

（1）以地铁中日常运行的排热风机为例，典型参数为：叶轮直径1800mm，叶轮转速985rpm，风量50m³/s、全压800Pa，叶片采用常规直扭型结构，按GB 19761-2009《通风机能效限定值及能效等级》中效率最高的1级能效风机出口声压级噪声在96dB(A)左右，在风机出口加装2m长片式消声器及加上排热风道的自然衰减后，地铁车站风亭处噪声能达到45dB(A)左右，此时如果要满足噪声≤40dB(A)的要求，一般是单纯依靠再加长1m的风机出口消声器长度解决，但因此会带来较多的材料成本消耗，并且还给建筑布置设计带来难度，此时如何通过先进有效的气动设计优化在风机能效水平已经接近理论极限的情况下再有效降低噪声尤为重要。

（2）虽然在其它行业有采用弯掠组合设计或在叶片中进行仿生处理（如锯齿型尾缘或在叶片表面开孔）有效进行降噪的设计方案，但这些设计会极大降低叶片本身的安全性，因此在大负荷的轴流通风机中几乎没有采用。

目前已有的前型掠仿生叶片虽然较常规直扭型叶片噪声有所降低（绝对噪声能降低3dB(A)左右），同时也能有效提升效率水平，且防失速喘振的裕度也有所增大，但前掠叶片由于较常规直扭型叶片产生的重心偏移，进而产生一个较大的偏心力矩，因此导致叶片局部应力成倍增加，因此安全性不足成为妨碍其大量推广应用的最大障碍。

国外早期的喷气式战斗机的机翼及其发动机的压气机中也用过后型掠仿生叶片结构，虽然其较常规直扭型叶片降噪效果明显，但其整体做功能力与失速喘振裕度却有所降低，因此无论是航空行业还是通风机行业后期应用较少。

因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种超低噪音凹凸仿生型地铁隧道轴流通风机动叶片，在综合利用后掠与前掠仿生降低噪声的基础上，再有效提升风机运行效率，同时还将减小失速喘振区，提高安全可靠性的地铁隧道轴流通风机动叶片。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种超低噪音凹凸仿生型地铁隧道轴流通风机动叶片，它包括叶身，位于所述叶身首尾的叶尖和叶根，从所述叶根到叶尖的半径方向上分为若干个截面，各截面的重心积叠线采用后掠加前掠的复合布置，该叶片在气流方向上呈反“C”字型形状，所述叶根处设有法兰盘型叶柄，所述叶身与法兰盘型叶柄间设有流线型加强体。

该叶片前缘沿气流方向径向设置若干数量流线体的凹型前缘和凸型后缘。

具有凹型前缘和凸型后缘整体排布的叶片呈反“C”字型。

叶片各高度上的截面重心积叠线形状采用反“C”字设计：也就是从叶根往上到叶片中部附近，采取10°-20°的后掠设计，有效利用了叶根中下部翼型相对较厚时采用后掠结构降噪及安全的优点；在靠近中部往上一直到叶尖处采用10°-20°的前掠设计，达到降噪、增效、扩大失速喘振裕度的目的。

由于在叶片高度方向的中间位置附近上下分别为前掠与后掠结构，前掠重心积叠线型线产生的重心向前偏移量被后掠重心积叠线型线产生的向后偏移量所抵消，从而使叶片整体受力情况与常规直扭型叶片基本一致，重点解决了安全性不足的重大难题。