一种动调轴流送风机动叶叶顶造型结构的制作方法

1.本实用新型涉及燃煤电厂风烟系统所使用的动调轴流送风机，具体涉及一种动调轴流送风机动叶叶顶造型结构。


背景技术：

2.目前大型火电机组送风机广泛采用动叶可调式轴流风机，因其具有调节性能优、运行范围广和高效区宽广等优点。然而，动叶可调式轴流风机内部流场属于复杂三维粘性流动，常常伴随着二次流、旋涡等现象，在轴流风机端壁区由于叶顶与外壳之间的间隙存在，造成叶顶泄漏并产生泄漏涡，这会显著影响到风机的实际运行性能。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是保持动调轴流送风机动叶整体造型结构不变的前提下，提供一种动调轴流送风机动叶叶顶造型结构，通过优化动叶叶顶造型结构的方法，实现降低动叶叶顶与机壳之间的整体叶顶间隙，抑制叶顶间隙泄漏涡的产生与发展的效果，进而达到提高动调轴流送风机运行经济性与安全性的目的。
4.本实用新型采用如下技术方案来实现的：
5.一种动调轴流送风机动叶叶顶造型结构，该动调轴流送风机动叶包括叶盘、叶片和叶顶倒圆；
6.叶盘布置于叶片下方，用于将叶片固定于动调轴流风机轮毂上，叶盘与叶片之间通过光滑倒圆曲面连接；
7.叶顶倒圆位于叶片的叶顶，为一椭圆造型曲面。
8.本实用新型进一步的改进在于，叶盘设置有4～6个螺栓孔，通过螺栓将叶片固定于动调轴流风机轮毂上。
9.本实用新型进一步的改进在于，叶盘与叶片之间的倒圆曲面的曲率半径r
12
满足：10mm≤r
12
≤30mm。
10.本实用新型进一步的改进在于，叶片是由叶片压力面、叶根截面、叶片前缘圆弧曲面、叶片吸力面、叶片尾缘圆弧曲面和叶顶倒圆六个面所构成的实体。
11.本实用新型进一步的改进在于，椭圆造型曲面的椭圆中心o为叶片回转中心线与风机回转中心线的交点，椭圆的短半轴长为b，长半轴长度为a。
12.本实用新型进一步的改进在于，设定h
hub
为轮毂与叶盘结合面距风机回转中心的最小距离，h
12
为叶盘和叶片的总高度，则椭圆短半轴长b＝h
hub
+h
12
，长半轴长a＝α
·
b，α为椭圆曲线造型系数，且α∈[1.5,3]。
[0013]
本实用新型进一步的改进在于，以o为椭圆中心，以长半轴长a和短半轴长b绘制椭圆曲线，能够得到椭圆曲线c的造型，椭圆曲线方程为：
[0014]
本实用新型进一步的改进在于，椭圆造型曲面是以三维椭圆曲面修剪叶片叶身曲
面生成的三维椭圆曲面，其中三维椭圆曲面是以椭圆曲线c沿椭圆中心o及叶高方向回转得到的。
[0015]
本实用新型至少具有如下有益的技术效果：
[0016]
本实用新型实施后，动调轴流风机叶顶间隙由原来的6mm降低至2.5mm，送风机叶顶间隙沿气流方向更加均匀，所有叶顶间隙值均在2.5～3mm之间，送风机实际运行效率值提升了2％以上。因此，本实用新型的实施效果良好，显著地降低了动调轴流送风机动叶的叶顶间隙，并且使得叶顶间隙更加均匀，提高了风机的运行经济性，本实用新型实施效果良好。
附图说明
[0017]
图1为本实用新型动调轴流送风机动叶整体三维模型图；
[0018]
图2为本实用新型动调轴流送风机动叶叶片三维模型图；
[0019]
图3为本实用新型动调轴流送风机动叶叶顶造型曲线示意图。
[0020]
附图标记说明：
[0021]
1.叶盘，2.叶片，3.叶顶倒圆。
[0022]
21.叶片压力面，22.叶根截面，23，叶片前缘圆弧曲面，24.叶片吸力面，25.叶片尾缘圆弧曲面；c为椭圆造型曲线。
[0023]r12
为叶盘与叶片连接倒圆曲面的曲率半径，h
12
为叶盘和叶片的总高度，h
hub
为轮毂与叶盘结合面距风机回转中心的最小距离，a为椭圆曲线c长半轴长度，b为椭圆曲线c短半轴长度，以上单位均为mm。
[0024]
α为椭圆曲线c造型系数，单位为1；o为椭圆曲线c中心；x为椭圆曲线c长半轴方向坐标；y为椭圆曲线c短半轴方向坐标。
具体实施方式
[0025]
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0026]
如图1至图3所示，本实用新型提供的一种动调轴流送风机动叶叶顶造型结构，将动调轴流送风机动叶分为叶盘1、叶片2和叶顶倒圆3三个部分，每个部分的组成如下：
[0027]
1)叶盘1，布置于叶片2下方，设置有4～6个螺栓孔，通过螺栓将叶片2固定于动调轴流风机轮毂上，叶盘1与叶片2之间通过光滑倒圆曲面连接，倒圆曲面的曲率半径r
12
满足：10mm≤r
12
≤30mm。
[0028]
2)叶片2，由叶片压力面21、叶根截面22、叶片前缘圆弧曲面23、叶片吸力面24、叶片尾缘圆弧曲面25和叶顶倒圆3六个面所构成的实体。
[0029]
3)叶顶倒圆3，叶顶倒圆3位于叶片2的叶顶，为一椭圆造型曲面，由椭圆造型曲面修剪叶片2叶身曲面(包括叶片压力面21、叶片前缘圆弧曲面23、叶片吸力面24、叶片尾缘圆
弧曲面25)，生成的三维椭圆曲面。叶顶倒圆3的具体造型方法如下：
[0030]
①
椭圆曲线c造型。椭圆中心o为叶片2回转中心线与风机回转中心线的交点，椭圆的短半轴长为b，长半轴长度为a，具体选取方法为：h
hub
为轮毂与叶盘1结合面距风机回转中心的最小距离，h
12
为叶盘1和叶片2的总高度，则椭圆短半轴长b＝h
hub
+h
12
，长半轴长a＝α
·
b，α为椭圆曲线造型系数，且α∈[1.5,3]。确定了上述参数，以o为椭圆中心，以长半轴长a和短半轴长b绘制椭圆曲线，就完成了椭圆曲线c的造型，椭圆曲线方程为：
[0031]
②
椭圆曲面造型。第一步骤得到了椭圆曲线c，将该椭圆曲线沿椭圆中心o及叶高方向(y向)回转，就完成了三维椭圆曲面的造型。
[0032]
③
叶顶椭圆曲面造型。第二步骤得到了三维椭圆曲面，将该三维椭圆曲面修剪叶片2叶身曲面(包括叶片压力面21、叶片前缘圆弧曲面23、叶片吸力面24、叶片尾缘圆弧曲面25)，生成三维椭圆曲面，该三维椭圆曲面就是叶顶椭圆曲面。这样，就完成了叶顶倒圆3的造型。
[0033]
实施例
[0034]
国内某600mw机组送风机为动叶可调式轴流风机，风机动叶叶轮外径为2730mm，轮毂直径为1400mm，风机转速为990r/min，动叶叶片数为22片。风机设计参数为：风量237.95m3/s，全压4660pa，入口密度1.186kg/m3。送风机在运行过程中由于叶顶间隙过大，最大处叶顶间隙可达6mm，且叶顶间隙沿气流方向变化较大，影响到了风机实际运行经济性能。
[0035]
针对动调轴流送风机叶片叶顶间隙偏大且不均的问题，提出了一种动调轴流送风机动叶叶顶造型结构，在叶盘1和叶片2之间设置倒圆曲面，曲率半径r
12
＝20mm，叶顶倒圆3位于叶片2的叶顶，由椭圆造型曲面修剪叶片2叶身曲面(包括叶片压力面21、叶片前缘圆弧曲面23、叶片吸力面24、叶片尾缘圆弧曲面25)，生成的三维椭圆曲面，造型参数选取如下：
[0036]hhub
＝700mm，h
12
＝662.5mm，b＝1362.5mm，α＝2，a＝2725mm，椭圆中心为o，椭圆曲线c的方程为：
[0037]
确定了上述参数，按照本实用新型叶顶倒圆3的造型方法，就完成了叶顶倒圆3三维椭圆曲面的造型。
[0038]
本实用新型实施效果：本实用新型实施后，动调轴流风机叶顶间隙由原来的6mm降低至2.5mm，送风机叶顶间隙沿气流方向更加均匀，所有叶顶间隙值均在2.5～3mm之间，送风机实际运行效率值提升了2％以上。因此，本实用新型的实施效果良好，显著地降低了动调轴流送风机动叶的叶顶间隙，并且使得叶顶间隙更加均匀，提高了风机的运行经济性，本实用新型实施效果良好。
[0039]
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。