CN100340774C - 具有两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机，包括流道外筒、流道内筒、动叶和轮毂，在流道内筒和流道外筒之间、动叶和轮毂的两边设有一对相互平行的导叶，导叶的安装角度与轴流风机来流平行动叶和轮毂两边的两列导叶，无论正反向通风的哪种状态，只是动叶下游的导叶起导流作用，而上游的导叶对风机来流的流动方向基本不作调整。风机动叶和两列导叶都是完全反向对称叶型，即叶型的上下表面(压力面和吸力面)是以弦线上下反向对称；两列导叶分别安装在动叶的两边，为了保证风机完全可反风和风机的高性能，两列导叶弦线要基本与动叶转轴方向平行；该风机可以通过动叶直接反转实现反向通风，而且反风效率与正风效率一样高效。

Description

具有两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机

                        技术领域

本发明属于流体机械领域，涉及一种轴流风机，特别是一种具有两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机，该轴流风机可以通过动叶直接反转实现反向通风。

                        背景技术

轴流风机是广泛应用在各个工业系统中的通用机械，在许多应用场合，轴流通风机必须具有反向通风的能力，如木材干燥窑用风机。同时，还有许多行业、如地铁通风等，要求通风机在正常的情况下保持正向通风，在紧急情况下或短期内采用反向通风，但是，对反向通风的能力提出了较高的要求，而普通的轴流风机达不到要求。因此，采用反向对称叶型设计可反风轴流风机得到应用。申请人通过检索发现，中国专利ZL 91206340.8，公开了一种广泛应用于公路铁路隧道、地铁、仓库大型建筑物、船舶等场合的双向轴流风机，它包括一机壳及其内的轮毂，轮毂上配置有叶片，构成工作轮，叶片的翼型由两个相对厚度较小而底面为平面的两个完全相同的机翼原始翼型反向贴接而成，只要风机直接反转即可实现反风而不需要其它专门的调节装置且反向送风与正向送风具有基本相同的功能，具有结构简单、调节方便、工艺简易、成本低、维修方便等特点。申请人根据该专利开发的5#“直接反转反风双向轴流风机”在1989年10月由国家教委组织的鉴定会上认为是轴流风机反风技术的一个突破。但是，该专利只采用了单叶轮轴流风机设计方案，风机效率较低、压力也小，而且，其使用的叶型是由底部为平板的两个相同的原始叶型反向搭接而成，满足不了许多实际使用场合对完全可反风轴流风机的性能要求。

                            发明内容

为了解决上述动叶直接反转实现完全反向通风的双向轴流风机的不足，本发明的目的在于，提出一种具有两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是，包括流道外筒、流道内筒、动叶和轮毂，其特征在于，在流道内筒和流道外筒之间、动叶和轮毂的两边设有一对相互平行的导叶，导叶的安装角度与轴流风机来流平行，动叶和轮毂两边的两列导叶，无论正反向通风的哪种状态，只是动叶下游的导叶起导流作用，而上游的导叶对风机来流的流动方向基本不作调整。

本发明和现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著进步。以往直接反转完全可反风轴流风机不但不采用导叶，而且希望电机支架的干扰越小越好，以保证结构的完全对称和风机正反向性能的一致；而普通的轴流风机由于流动的单向性，导叶是单向叶型，而且如果有位于动叶前面的导叶，其前导叶总要起到预旋作用。而本发明提出的具有两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机，其导叶无论在正向还是反向运行中，都只是动叶下游的导叶起导流作用，而上游的导叶需要尽量减少对来流的干扰，因此，动叶两边的导叶在实际运行中，只有位于下游的一列导叶起导流作用，而且上下游导叶都是反向对称叶型，其安装角度也是一样的，即0度到7度之间。本发明通过风机动叶直接反转实现反向通风，而且反风效率与正风效率一样高效。

                           附图说明

图1是具有两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机结构简图，图中的标号为：1.流道外筒，2.流道内筒，3.动叶和轮毂，4.导叶。

图2是本发明所定义的反向对称叶型。图2a是有厚度变化的反向对称叶型，图中，A、B两点是叶型上下表面沿弦线的反对称点。图2b是有没有厚度变化的反向对称叶型。

图3是本发明的轴流风机某一半径截面上的两列平行于来流的导叶以及动叶的叶型和安装方式。

图4是本发明的导叶在垂直风机转轴切面的视图。

下面结合附图对本发明的结构和工作原理作详细说明。

                       具体实施方式

参见图1，具有两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机，包括流道外筒1、流道内筒2、动叶和轮毂3，在流道内筒2和流道外筒1之间、动叶和轮毂3的两边设有一对相互平行的导叶4，导叶4的安装角度与轴流风机来流平行。

上述导叶4的弦线与动叶转轴的夹角为0度到7度，导叶4的稠度为0.3-1.4。

风机的动叶和导叶都是采用完全反向对称叶型，即叶型的压力面和吸力面是以弦线上下反向对称。反向对称叶型是具有厚度变化的或没有厚度变化的叶型。

图2显示的是两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机的动叶、导叶可以采用的叶型的截面形状，图2a显示的是具有厚度变化的反向对称叶型，图2b显示的是没有厚度变化的反向对称叶型，两种叶型均可以用来设计导叶和动叶。

图3显示的是来流依次流过风机各个元件的情况。当流过第一个导叶时，气流方向基本没有变化，然后到达动叶，气流经过动叶加功，流动方向发生较大转折，以一定冲角流过第二个导叶，按轴向流出风机。如果动叶反向旋转、气流方向完全反向，从图中可以容易看出，该风机流动条件与动叶正向转动完全一致。

由图4可以看出，导叶在圆周方向均布，由于其弦线基本平行于转轴，所以，导叶的剖面是一条直线。

本发明的工作原理是，当风机正向转动时，位于动叶来流前方的导叶对风机来流的流动方向基本不作调整，使气流基本按轴向进入动叶，而动叶出口气流的绝对速度不再是轴向，这时，位于动叶下游的导叶将起到整流作用，强迫气流沿轴向流出风机；相反的，当风机叶轮反向转动时，原来的两列导叶的作用恰好相反，原来的位于动叶下游的导叶此时对反向流动的气流基本不作调整，而原来的位于动叶前方的导叶此时对动叶出口气流起到整流作用，强迫气流按轴向流出风机。

由于位于风机的动叶和轮毂3两边的两列导叶4无论在风机正反向通风的哪种状态，只有一个起导叶整流作用而另一个基本不起作用，因此，导叶的安装角度应该与风机的转轴一样，即为0度，以保证位于动叶上游的导叶基本不对来流起预旋的作用，而动叶下游的导叶在0度安装角下，依然可以对动叶出口气流起整流作用。考虑到不同的叶型弦线的定义略有差别，所以，将导叶的安装角度，即导叶弦线与动叶的转轴角度扩大到0-7度范围是合适的。

实施例1：按本发明的技术方案设计的一台带有两列平行于来流导叶的完全可反风轴流风机，按风机GB1236-2000标准测量，全压系数达到0.101，全压效率79.7％；而按专利91 2 06340.8，“双向轴流风机”设计鉴定的一台完全可反风轴流风机，按风机GB1236-85标准测量的全压系数为0.0734，全压效率76.4％。采用本发明设计的具有两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机，压力系数提高了30％以上，效率提高了3.4％。

实施例2：按本发明的技术方案设计的一台具有扩散筒的轴流风机，采用得到广泛应用的商业流场计算程序计算的全压系数达到0.11，全压效率为79.98％；而采用没有前后导叶的叶片设计出来的轴流风机全压系数为0.08，全压效率为76.41％。采用本发明设计的具有两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机，压力系数提高了37.5％，效率提高了3.5％。

Claims (4)

1.一种具有两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机，包括流道外筒(1)、流道内筒(2)、动叶和轮毂(3)，其特征在于，在流道内筒(2)和流道外筒(1)之间、动叶和轮毂(3)的两边设有一对相互平行的导叶(4)，导叶(4)的安装角度与轴流风机来流平行，动叶和轮毂(3)两边的两列导叶(4)，无论正反向通风的哪种状态，只是动叶下游的导叶起导流作用，而上游的导叶对风机来流的流动方向基本不作调整。

2.如权利要求1所述的具有两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机，其特征在于，所述导叶(4)的安装角度为：导叶(4)的弦线与动叶转轴的夹角为0度到7度，导叶(4)的叶栅稠度为0.3-1.4。

3.如权利要求1所述的具有两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机，其特征在于，所述的动叶和导叶(4)采用完全反向对称叶型，即叶型的压力面和吸力面是以弦线上下反向对称。

4.如权利要求3所述的具有两列平行于来流导叶的单叶轮完全可反风轴流风机，其特征在于，所述的反向对称叶型是具有厚度变化的或没有厚度变化的叶型。

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