CN102312848B - 高效多出风口节能防爆风机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效多出风口节能防爆风机，包括蜗壳（1）、叶轮（2）和电动机（3），所述蜗壳包括进风器（11）、前侧板（12）、风舌（13）和后侧板（14），风舌（13）连接于前侧板（2）内边缘与后侧板（4）外边缘之间，风舌（13）采用平板风舌或曲面板风舌，前侧板（12）、后侧板（14）与风舌（13）联结成空心圆柱体或空心多边体；所述叶轮采用后倾叶轮，叶轮（2）包括前盘（21）、叶片（22）、后盘（23）和轮毂（24），叶片（22）连接于前盘（21）与后盘（23）之间，叶片（22）采用单板两段弧叶片，所述两段弧叶片分别为第一段弧叶片和第二段弧叶片，所述第一段弧叶片和第二段弧叶片自叶轮边缘向中间延伸首尾相接布置。本发明具有体积较小、出风口总面积较大、静压效率高、噪声较低等优点。

Description

高效多出风口节能防爆风机
技术领域
本实用新型涉及一种风机。属于风力机械技术领域。
背景技术
在发明作出以前，所有风机只有一个进风口和一个出风口，没有只产生纯静压的、有多个出风口的风机。尤其是原来风机设计理念所形成的风机存在有体积较大、出风口总面积较小、静压效率低、噪声较高等不足。通常风机动压占全压的10~30%甚至更高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种能使得风机获得最大静压的效果，最大限度地通过减少出口动压，从而形成一种将能量全部转化为吸口静压的高效多出风口节能防爆风机。
本实用新型的目的是这样实现的：一种高效多出风口节能防爆风机，包括蜗壳、叶轮和电动机，所述蜗壳包括进风器、前侧板、风舌和后侧板，前侧板与后侧板前、后平行布置，进风器设置于前侧板前侧中间，加强圈设置于后侧板后侧中间，风舌连接于前侧板内边缘与后侧板外边缘之间，风舌采用平板风舌或曲面板风舌，前侧板、后侧板与风舌联结成空心圆柱体或空心多边体；所述叶轮采用后倾叶轮，叶轮包括前盘、叶片、后盘和轮毂，前盘与后盘前、后平行布置，轮毂设置于后盘中间，叶片连接于前盘与后盘之间，叶片采用单板两段弧叶片，所述两段弧叶片分别为第一段弧叶片和第二段弧叶片，所述第一段弧叶片和第二段弧叶片自叶轮边缘向中间延伸首尾相接布置。
本实用新型高效多出风口节能防爆风机，所述两段弧叶片的曲面半径与叶轮有效直径比值分别为1.2~1.5和0.16~0.2。
本实用新型高效多出风口节能防爆风机，所述叶片第一段弧叶片安装角度（即距离回转中心最远处的第一段弧叶片切向与该处旋转基圆的切向之间的最小夹角） 55~75°；第二段弧叶片安装角度（即距离回转中心最近处的第二段弧叶片切向与该处旋转基圆的切向之间的最小夹角） 20~25°。
本实用新型的高效多出风口节能防爆风机，所述风舌（即相当于安装在机壳上的导流板）的数量≥2，安装角度（风舌与此风舌最小回转半径方向之间的最小夹角）90~150°。
本实用新型高效多出风口节能防爆风机，所述叶轮的叶片出口宽度进口宽度与叶轮有效直径的比值分别为0.1~0.3和0.14~0.5。
本实用新型高效多出风口节能防爆风机，所述前盘椎体内夹角为15~170°，后盘为正圆平面。
本实用新型高效多出风口节能防爆风机，所述叶轮整体采用铸造铝合金。
本实用新型运用流体力学原理和CFD计算流体力学模拟研究成果，为获取最大静压高效风机，将风机出口总压设计成接近于0（Pa），使得风机全压绝大部分转化为风机进口静压，采用“多出风口蜗壳”的结构。
本实用新型将风机叶轮设计成两段弧、后倾扩张流道；蜗壳设计成空心圆柱体或多边体两种形式，其前后侧板边缘采用平板或曲面板风舌联结，形成具有“刨风板”、“导流板”双重功能的风舌，形成整体蜗壳的一面支撑驱动电机，另一面联结进风器，其形成的多出风口总面积是传统风机的15倍以上，流出叶轮的高速气流，被风舌迅速剥离、导出、分流，克服介质粘性的惯性运动规律后被甩出旋转风场，由于风速急剧衰减，形成出口动压Pd2接近于0的工况，实现“静压回收”的功效。在正常大气环境下，风机出口总压P2= Pd2+ PJ2∝0，而风机的全压P= Pd1+ Pj1（Pd1进口动压与Pj1静压之和），当进风口面积相等、风量（动压）相当的工况下，这种风机静压Pj1获得了最大值；将进风器、叶轮流道设计成流线型流道，放大了节能降噪的效果。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型具有体积小、静压效率高于常规风机18~30%（风机比转速大时静压指数向大趋势）、噪声的比A声级降低3~5dB等优势。同时将风机叶片设计成非单一简单型线（本实用新型为两段R1、R2型面，见图3）。当配用防爆电机，采用铸造铝合金叶轮，即形成了高效多出风口节能防爆风机。适用于吸口静压要求高、出风口为“类自由风场”的场合，尤其适用于纺织厂集聚纺的负压集束和笛管吸棉工况。
附图说明
图1为本实用新型高效多出风口节能防爆风机的正面结构示意图。
图2为图1的右视图。
图3为图1的左视图。
图4为图1的Ⅰ放大图。
图5为本实用新型高效多出风口节能防爆风机的蜗壳正面结构示意图。
图6为图5的右视图。
图7为本实用新型高效多出风口节能防爆风机的叶轮结构示意图。
图8为图7的左侧视图。
图中附图标记：
蜗壳1、进风器11、前侧板12、风舌13、后侧板14、加强圈15；
叶轮2、前盘21、叶片22、后盘23、轮毂24；
电动机3。
具体实施方式
参见图1~4，图1为本实用新型高效多出风口节能防爆风机的总体结构示意图。图2为图1的右视图。图3为图1的左视图。图4为图1的Ⅰ放大图。由图1~图4可以看出，本实用新型高效多出风口节能防爆风机，主要由蜗壳1、叶轮2和电动机3组成。
参见图5~6，图5为本实用新型高效多出风口节能防爆风机的蜗壳结构示意图。图6为图5的右视图。由图5和图6可以看出，本实用新型高效多出风口节能防爆风机的蜗壳1，包括进风器11、前侧板12、风舌13、后侧板14和加强圈15，前侧板12与后侧板14前后平行布置，风舌13采用平板风舌或曲面板风舌，风舌13连接于前侧板2内边缘与后侧板4外边缘之间，进风器11设置于前侧板12前侧中间，加强圈15设置于后侧板14后侧中间，前侧板12、后侧板14与风舌13联结成空心圆柱体或空心多边体，形成具有吸风、对介质做功、导流、分离、扩压等功能的蜗壳，完全区别于传统离心风机渐开线蜗壳结构。形成的多出风口总面积是传统风机的15倍以上，风舌3的数量n≥2，安装角度β（风舌与此风舌最小回转半径方向之间的最小夹角）=90~150°。
参见图7~8，图7为本实用新型高效多出风口节能防爆风机的叶轮结构示意图。图8为图7的左侧视图。由图7和图8可以看出，所述叶轮整体采用铸造铝合金后倾叶轮，叶轮2包括前盘21、叶片22、后盘23和轮毂24，前盘21与后盘23前后平行布置，叶片22连接于前盘21与后盘23之间，轮毂24设置于后盘23中间，叶片22采用单板两段弧叶片，所述两段弧叶片分别为第一段弧叶片和第二段弧叶片，所述第一段弧叶片和第二段弧叶片自叶轮边缘向中间延伸首尾相接布置，所述两段弧叶片的曲面半径R1、R2与叶轮有效直径D1比值R1/D1、R2/D1分别为1.2~1.5和0.16~0.2；所述叶片22第一段弧叶片安装角度α2=55~75°；第二段弧叶片安装角度α1=20~25°，叶轮的叶片出口宽度b、进口宽度a，与叶轮有效直径D1的比值b/D1、a/D1分别为0.1~0.3和0.14~0.5。叶片22数为偶数6、8、10、12、14，有等长和非等长两种类型，叶片22宽度为50~150mm，厚2~10mm。前盘21椎体内夹角为α3=15~170°。后盘23为正圆平面，厚4~8mm。轮毂24与后盘23强化（含钢轮芯和铝轮芯两种）铸造为整体流线型。

Claims (9)

1.一种高效多出风口节能防爆风机，包括蜗壳（1）、叶轮（2）和电动机（3），其特征在于：所述蜗壳包括进风器（11）、前侧板（12）、风舌（13）和后侧板（14），前侧板（12）与后侧板（14）前、后平行布置，进风器（11）设置于前侧板（12）前侧中间，加强圈（15）设置于后侧板（14）后侧中间，风舌（13）连接于前侧板（2）内边缘与后侧板（4）外边缘之间，风舌（13）采用平板风舌或曲面板风舌，前侧板（12）、后侧板（14）与风舌（13）联结成空心圆柱体或空心多边体；所述叶轮采用后倾叶轮，叶轮（2）包括前盘（21）、叶片（22）、后盘（23）和轮毂（24），前盘（21）与后盘（23）前、后平行布置，轮毂（24）设置于后盘（23）中间，叶片（22）连接于前盘（21）与后盘（23）之间，叶片（22）采用单板两段弧叶片，所述两段弧叶片分别为第一段弧叶片和第二段弧叶片，所述第一段弧叶片和第二段弧叶片自叶轮边缘向中间延伸首尾相接布置。
2.根据权利要求1所述的一种高效多出风口节能防爆风机，其特征在于：所述两段弧叶片的曲面半径（R1、R2）与叶轮有效直径（D1）比值（R1/D1、R2/D1）分别为1.2~1.5和0.16~0.2。
3.根据权利要求1或2所述的一种高效多出风口节能防爆风机，其特征在于：所述叶片（22）第一段弧叶片安装角度即距离回转中心最远处的第一段弧叶片切向与该处旋转基圆的切向之间的最小夹角（α2）为55~75°；第二段弧叶片安装角度即距离回转中心最近处的第二段弧叶片切向与该处旋转基圆的切向之间的最小夹角（α1）为20~25°。
4.根据权利要求1或2所述的一种高效多出风口节能防爆风机，其特征在于：所述风舌（3）的数量≥2，安装角度即风舌与此风舌最小回转半径方向之间的最小夹角（β）为90~150°。
5.根据权利要求1或2所述的一种高效多出风口节能防爆风机，其特征在于：所述叶轮的叶片出口宽度（b）、进口宽度（a）与叶轮有效直径（D1）的比值（b/D1、a/D1）分别为0.1~0.3和0.14~0.5。
6.根据权利要求1或2所述的一种高效多出风口节能防爆风机，其特征在于：所述前盘（21）椎体内夹角-（α3）为15~170°，后盘（23）为正圆平面。
7.根据权利要求1或2所述的一种高效多出风口节能防爆风机，其特征在于：所述叶轮整体采用铸造铝合金。
8.根据权利要求1或2所述的一种高效多出风口节能防爆风机，其特征在于：所述叶片（22）数为偶数，有等长和非等长两种类型，叶片（22）宽度为50~150mm，厚2~10mm。
9.根据权利要求1或2所述的一种高效多出风口节能防爆风机，其特征在于：所述轮毂（24）与后盘（23）为整体流线型，轮毂（24）与后盘（23）含钢轮芯和铝轮芯两种。
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