[实用新型]前部有孔的风机叶片

说明书

本实用新型涉及叶片式气体压缩和输送机械－风机，包括通风机、透平鼓风机和透平压缩机所使用的动叶片和静叶片。

引证材料

（1）苏联“SU.568.748”专利文献“打孔的轴流鼓风机叶片”。

（2）苏联“SU.964.255.A”专利文献、“离心通风机叶片”。

材料（1）的专利是在轴流风机叶片上距前缘0.2至0.24弦长和距后缘0.04至0.45弦长处有两排从工作面到非工作面向后斜的孔道。其作用是在大攻角时减少气流的反向游动，扩大稳定工作范围。因为孔影响区在叶片主要做功部分，在设计攻角范围内将会较大地影响叶片作功能力，降低压力系数。工艺上也较复杂。

材料（2）的专利是在离心风机动叶片上用一个空腔形成叶片前部叶型。空腔的非工作面有孔，在工作面与叶片主体相接处有锯齿形出口。它是利用离心力通过孔抽吸非工作面前部的附面层，阻止附面层分离减少紊流和压力损失。这种叶片在较大负攻角时，孔对前部工作面附面层分离不起改善作用。灰尘易积蓄在空腔内不好清除，影响动平衡。

本实用新型的目的在于提出一种在偏离设计状态工作时能减轻由于叶片前部出现的流动恶化所造成的损失，改善非设计点性能，又尽量减少对原有设计状态不利影响，有较佳孔分布的风机叶片。

本实用新型的前部有孔的风机叶片，用基元叶型来描述其构成。一条叶表流线按回转面与叶片相切成一个基元叶型，各基元叶型构成一个叶片。叶片上有多个连通工作面与非工作面的孔，分布在由各基元叶型距前缘为9％中线长处的叶型中线正交线之前。

孔的分布及孔径大小首先要考虑叶片强度要求。孔沿叶高方向排列成一排至多排，相邻排在叶高方向最好互相错开。同排孔的相邻孔中心距为2至4倍孔径，前一至二排最好取2至3倍孔径，以使气流均匀。

孔径为孔中心线与叶表相交的两点间距离的0.1至0.8倍。其中0.1倍是对叶片较厚处孔径的限制，0.8倍是对厚度较薄处孔径的限制。最小孔径最好大于0.5mm。

孔的形状最好为圆柱形孔。孔口边缘有半径为0至0.2倍孔径的圆角。其圆角不计入有孔区范围。

在孔的分布上，第一排孔最好与前缘半径线等距离或者等比例。第三排的孔径最好小于第二排的孔径或大于第二排的相邻孔距，以减轻对设计性能的不利影响。第二排和第二排以后的孔可以只在距叶尖或叶根1／4叶高范围内局部布置，以适应动叶片或静叶片的一个或两个端部气流攻角不合适时的需要。

叶片以气流流动方向为横的方向。离心通风机、离心鼓风机的动叶片与垂直回转轴的平面相切成横截面。在横截面上取中线法向与横截面垂直相切成沿叶高方向的叶片厚度截面。

对轴流式风机叶片和离心压缩机动叶片的导风轮部分及斜流式风机动叶片，用与叶片的径向设计基准线（重心线或前缘线等）所在的子午面及垂直回转轴的平面相正交的平面切出的截面为横截面。垂直回转轴的平面切出叶高方向的叶片厚度截面。

对于叶高方向非径向的静叶片，按垂直叶高方向取横截面。

孔在横截面上的角度范围是从工作面到非工作面与叶型中线法线方向成0°至后倾30°角。

对轴流风机叶片，孔在横截面上的角度范围最好取位于最前的孔中心线在叶型中线上交点处的法线与叶型外弦垂直线的夹角。对扭叶片，同排孔在有孔范围允许时还可以取一致的角度，即最接近叶根的孔所在横截面上孔中心线与叶型中线交点处的法向。

对以叶片凸面为工作面的离心式风机后向叶片，孔在横截面上的角度最好只取法向。

孔中心线在叶高方向的叶片厚度截面上投影与横截面投影线成0°±15°角。

本实用新型把前部有孔的风机叶片按叶型分成沿流程变厚度和等厚度两类。为了减少对叶片设计状态性能的不利影响，有孔区的最好范围是：

对叶型沿流程变厚度叶片，在各基元叶型上前缘半径圆心处的叶型中线正交线至距前缘为7％中线长处的叶型中线正交线之间；

对叶型沿流程等厚度和仅在叶型后部渐薄而其余大部分等厚的叶片，在各基元叶型上前缘半径圆心处或距前缘1／2叶厚处的叶型中线正交线至距前缘为8％中线长处的叶型中线正交线之间。

本实用新型的前部有孔风机叶片，孔分布在叶片压力分布随攻角变化的敏感区内，连通了一部份工作面与非工作面，高压力面的部份工质通过孔流到低压力面，使叶片有孔部份压力分布局部地趋于平衡，从而影响叶片前部以至下游的流动。在过大或过小攻角时孔的作用是分别改善两个叶表面的不良压力分布，推迟附面层的分离或减少分离损失。因而本实用新型比现有技术有如下优点：