[发明专利]一种前缘仿生的叶片及包括该叶片的轴流风轮

说明书

本发明公开了一种前缘仿生叶片及包括该叶片的轴流风轮，所述叶片前缘处设置至少两种不同的降噪结构，所述降噪结构包括锯齿结构、凸点结构、凹点结构中的两种或两种以上结构。本发明通过在叶片的前缘设置锯齿结构和凸点结构/凹点结构，使叶片前缘的边界面上形成仿生非光滑前缘锯齿结构，非光滑前缘锯齿结构可以起到整流作用，使叶片表面气流速度分布均匀，对叶片尾缘气流干扰减少，进而导致叶片表面紊乱边界层压力脉动强度降低，增强边界层稳定性，降低由于边界层压力脉动引起的气动噪声，以解决因光滑翼型前缘表面流动速度分布不均匀而在尾缘处呈现堆积状紊乱气流会增大气流噪声的问题。

技术领域

本发明涉及风机领域，具体涉及一种前缘仿生的叶片及包括该叶片的轴流风轮。

背景技术

在通风行业中，现有的轴流风机普遍存在噪声比较高的现象。对于轴流风机叶片，无论材料是金属还是塑料，由于气体粘性的存在，气体与固体之间会形成粘滞阻力，从而会在叶片的表面形成紊流边界层。紊流边界层会沿叶片展向逐渐增厚，到一定程度脱落形成涡流，并且由于叶片厚度的存在会在叶片的尾部形成尾迹。边界层的紊流压力脉动、涡流压力脉动及尾迹压力脉动，作用在叶片的表面上会形成宽频噪声，边界层越厚、涡流强度越大及尾迹现象越严重，叶轮的气动噪声越大。

公开号为CN107850083A的专利涉及一种叶轮，该叶轮具有作为旋转中心的轮毂和设置于该轮毂的外周面的多个叶片以及结构物，该结构物相对于空气流配置于叶轮的上游侧。其中，叶片在仅作为前缘的负压面侧的部分配置多个具有长度方向的两边的长方形状的凹部，从而能够抑制叶片的升力变动，抑制离散频率噪声。所述凹部在与所述前缘垂直的方向上延伸。

公开号为JP2019052539A的专利涉及了一种轴流风扇。叶轮包括多个叶片，多个叶片将叶片的前缘的外端和圆形圆周线连接到虚拟VCL Ar辅助翼的旋转轴在旋转前进方向上形成的位置。副叶片部从前缘顶端部与假想的圆周线相交的根部具有延伸到前缘的VCL副。所述虚拟直线VSL与所述虚拟圆周线VCL中靠近所述弯曲形状的根部端部相比至少是线性的。所述辅助前缘部在所述尖端部位侧的所述切线角度小于所述根部部位侧的所述切线角度。在上述前缘部，设置了产生纵涡的三角形状的多个凸起部。所述辅助翼部设置在所述前缘部中，使得位于所述前缘部的最外周侧的凸起的一侧和所述辅助前缘部形成V形凹部。

公开号为CN106104007A的专利涉及一种用于车辆的轴向冷却风扇，包括电动马达，该电动马达能够操作成使风扇叶片旋转而使空气运动，以冷却车辆的部件或配件。定子位于马达处，并且具有将马达固定地支承在车辆处的多个支柱。定子的支柱包括前缘表面，比如，在给马达提供动力以使风扇叶片旋转时，该前缘表面大体上面向流向支柱并且经过支柱和定子的空气。支柱的前缘表面包括设置在此处的空气动力学设计或式样或结构，比如，位于支柱的前缘表面处的带齿的式样或结构。

上述方案采用的是在叶片前缘设置长方形状的凹部来抑制叶片的升力变动，其叶片前缘的边缘表面为光滑的，无法解决光滑翼型前缘表面流动速度分布不均匀，在尾缘处呈现堆积状紊乱气流，会增大气流噪声产生的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种前缘仿生的叶片，通过在叶片的前缘设置锯齿结构和凸点结构/凹点结构，使叶片前缘的边界面上形成仿生非光滑前缘锯齿结构，非光滑前缘锯齿结构可以起到整流作用，使叶片表面气流速度分布均匀，对叶片尾缘气流干扰减少，进而导致叶片表面紊乱边界层压力脉动强度降低，增强边界层稳定性，降低由于边界层压力脉动引起的气动噪声，以解决光滑翼型前缘表面流动速度分布不均匀，在尾缘处呈现堆积状紊乱气流，会增大气流噪声产生的问题。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种前缘仿生的叶片，所述叶片前缘处设置至少两种不同的降噪结构，所述降噪结构包括锯齿结构、凸点结构、凹点结构中的两种或两种以上结构。

优选地，所述锯齿结构由叶片压力面穿透至吸力面。