CN109505788A - 可逆轴流风机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可逆轴流风机，包括动叶轮，所述动叶轮包括多个动叶，所述动叶采用对称的S型叶型，动叶以其最大内切圆的圆心呈中心对称；所述最大内切圆圆心位于距离动叶前缘50％轴向弦长处；所述动叶的叶高505mm至555mm，动叶弦长为295mm至305mm。本发明结构设计可使风机在达到一定的流量和压升的同时，实现气流流动的高效性。

Description

可逆轴流风机
技术领域
本发明涉及轴流风机技术领域，尤其涉及一种可逆轴流风机。
背景技术
可逆轴流风机是一种旋向可逆的轴流式风机，可以通过旋向的逆转实现其通风方向的改变，多使用于地铁及隧道通风中。可逆轴流风机的使用环境要求其在正转和反转的运行工况下均能达到一定的流量和压升，并保持一定的通流效率。
可逆轴流风机的转动方式包括风机基座转动法和叶轮反转法。其中采用基座转动法的可逆轴流风机结构相对复杂，其风向切换周期长，对叶轮的结构设计相对简单；而采用叶轮反转法的风机结构中，对叶轮的设计要求相对较高，需要叶轮在正反转时均能保持较高的气动性能，设计难度较大；因此，气动设计成了叶轮反转法主要的技术瓶颈。
因此，针对以上不足，需要设计一种可逆轴流风机，使其叶轮在正反转时均能保持气流流动的高效性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中可逆轴流风机很难使叶轮正反转时的气动性能均保持高效的缺陷，提供一种可逆轴流风机。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可逆轴流风机，包括动叶轮，
所述动叶轮包括多个动叶，所述动叶采用对称的S型叶型，动叶以其最大内切圆的圆心呈中心对称；所述最大内切圆圆心位于距离动叶前缘50％轴向弦长处；
所述动叶的叶高505mm至555mm，动叶弦长为295mm至305mm。
在根据本发明所述的可逆轴流风机中，所述最大内切圆直径为动叶弦长的5％至12％。
在根据本发明所述的可逆轴流风机中，所述动叶的前缘和尾缘厚度相同，均为动叶弦长的3％至11％。
在根据本发明所述的可逆轴流风机中，所述动叶的进口几何角和出口几何角相等。
在根据本发明所述的可逆轴流风机中，所述动叶的叶顶间隙为所述叶高的1％至3％。
在根据本发明所述的可逆轴流风机中，所述动叶采用重心积叠的方式获得。
在根据本发明所述的可逆轴流风机中，所述风机的进口轮缘半径为990mm至1010mm，进口轮毂比为0.45至0.49，子午流道水平无收缩。
在根据本发明所述的可逆轴流风机中，所述动叶轮包括8至10个动叶。
实施本发明的可逆轴流风机，具有以下有益效果：本发明以完全对称的动叶叶型设计为基础，使可逆轴流风机的正反转性能达到一致。
本发明结构设计可使风机在达到一定的流量和压升的同时，实现气流流动的高效性。因此，可更大程度上实现节能环保。
附图说明
图1为根据本发明的可逆轴流风机的示例性三维图；
图2为根据本发明的动叶的对称S型叶型示例性造型图；
图3为根据本发明的动叶的气流流动示意图；图中箭头表示气流折转方向；
图4为根据本发明的可逆轴流风机的子午截面几何示意图及不同叶高截面的叶型示意图；
图5为根据本发明的可逆轴流风机的动叶进出口的速度三角形示意图；
图6为根据本发明的可逆轴流风机的速度三角形示意图；
图7为根据本发明的可逆轴流风机在设计转速下的体积流量-全压效率特性曲线图；
图8为根据本发明的可逆轴流风机在设计转速下的体积流量-全压特性曲线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式一、本发明提供了一种可逆轴流风机，结合图1至图4所示，它包括动叶轮，
所述动叶轮包括多个动叶1，所述动叶1采用对称的S型叶型，动叶1以其最大内切圆的圆心呈中心对称；所述最大内切圆圆心位于距离动叶前缘50％轴向弦长处；所述轴向弦长如图5中bz所示。
所述动叶的叶高505mm至555mm，动叶弦长为295mm至305mm。所述叶高，如图4中所示，长度为Rshroud-Rhub。
图1所示，本实施方式所述风机不包括导叶。
本实施方式中对称叶型以最大内切圆位置为限，分为叶型前部和叶型后部。结合图2所示，叶型前部以最大内切圆圆心为轴，旋转180度，与叶型后部完全重合，从而可实现正反转一致的流动及气动特性。在所述的对称叶型中，气流的折转主要发生在叶型前部，叶型中后部气流几乎没有折转，如图3所示。
图4中，a表示叶顶，b表示叶根，c表示前缘点，d表示尾缘点，e为叶顶叶型，f为叶根叶型。
作为示例，所述最大内切圆直径为动叶弦长的5％至12％。所述动叶弦长为动叶截面上前缘点至尾缘点的距离。所述最大内切圆直径与动叶弦长的比例关系，可更好的满足叶片强度设计要求。
作为示例，所述动叶的前缘和尾缘厚度相同，均为动叶弦长的3％至11％。所述前缘和尾缘厚度分别为前缘圆及尾缘圆直径。所述前缘和尾缘厚度与动叶弦长的设计比例，同样为了更好的满足叶片的强度设计要求。
作为示例，结合图5所示，所述动叶的进口几何角和出口几何角相等。所述进口几何角为动叶叶片中弧线在前缘点处的切线与前缘额线夹角，所述叶片中弧线如图5中g所示。所述出口几何角为图5中叶片中弧线g在尾缘点处的切线与尾缘额线夹角。图5中h表示动叶最大内切圆直径，即动叶厚度。
本实施方式中，使动叶的进口几何角和出口几何角相等，确保了风机正反转运行时可获得相同的性能。
作为示例，所述动叶的叶顶间隙为所述叶高的1％至3％。所述叶顶间隙与叶高的比例关系选择是为了满足实际工程应用的要求。
进一步，结合图4所示，所述动叶采用重心积叠的方式获得。
使用重心积叠方式获得动叶，能减小与气流接触的叶栅表面面积，从而有效减小叶栅壁面摩擦损失。
进一步，结合图1及图4所示，所述风机的进口轮缘半径Rshroud为990mm至1010mm，进口轮毂比Rhub/Rshroud为0.45至0.49，子午流道水平无收缩。
进一步，所述动叶轮包括8至10个动叶。
所述动叶个数的选择与稠度b/t有关，其中b为动叶叶片弦长，t为叶栅节距。动叶叶片个数过多则稠度大，叶栅通道宽度少，增强扩压能力。但叶片个数过多也会造成叶片太密，摩擦阻力剧增，降低风机性能。因此，在实际使用中，根据需要进行选择。
本实施方式中，可逆轴流风机的中径处的速度三角形如图5所示，风机轴向进气，但并非轴向出气。图中的标号为；切线速度u，动叶进口绝对速度c1，动叶进口相对速度w1，动叶出口绝对速度c2，动叶出口相对速度w2；
图6中标号为：动叶相对气流折转角△β，扭速△wu；由图6可知，轴流风机的扭速△wu远小于切线速度u，气流在所述动叶中实现的气流折转很小。气流折转小，则流量大，表明风机通流能力强。
本实施方式在使用中，可设置风机转速为950至1000转每分，设计点全压1000至1050Pa。经实验验证，本发明在180000至260000m3/h的流量范围内能保持全压效率0.80以上的高效流动，以及600Pa以上的压升；在180000至230000m3/h流量范围内的全压达到1000Pa以上，如图7和图8所示。
综上所述，本发明适用于可逆轴流风机，对叶轮正反转时气动性能均要求高效的情况下使用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种可逆轴流风机，其特征在于包括动叶轮，
所述动叶轮包括多个动叶，所述动叶采用对称的S型叶型，动叶以其最大内切圆的圆心呈中心对称；所述最大内切圆圆心位于距离动叶前缘50％轴向弦长处；
所述动叶的叶高505mm至555mm，动叶弦长为295mm至305mm。
2.根据权利要求1所述的可逆轴流风机，其特征在于：所述最大内切圆直径为动叶弦长的5％至12％。
3.根据权利要求2所述的可逆轴流风机，其特征在于：所述动叶的前缘和尾缘厚度相同，均为动叶弦长的3％至11％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的可逆轴流风机，其特征在于：所述动叶的进口几何角和出口几何角相等。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的可逆轴流风机，其特征在于：所述动叶的叶顶间隙为所述叶高的1％至3％。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的可逆轴流风机，其特征在于：所述动叶采用重心积叠的方式获得。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的可逆轴流风机，其特征在于：所述风机的进口轮缘半径为990mm至1010mm，进口轮毂比为0.45至0.49，子午流道水平无收缩。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的可逆轴流风机，其特征在于：所述动叶轮包括8至10个动叶。
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