CN113236586A - 一种自冷却船用消防排烟轴流风机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自冷却船用消防排烟轴流风机，包括风机壳体、置于风机壳体内的电机外壳体、设置在电机外壳体内部的电机以及与电机相匹配的叶轮；其特征在于，电机外壳体尾部采用开放式外壳体结构，电机尾部设有电机冷却风扇，散热管道的双层菱形设计，以及风机壳体与电机外壳体的双层设计。电机外壳体采用尾部开放式外壳体，并且增设了电机冷却风扇,引导外部气流流过电机，实现了电机自行冷却散热；在此基础上，采用了双层壳体设计，一方面减少风机内部高温气流向用于冷却的常温气体传热，同时，减少高温气流向电机所在空间的传热，保证电机处于相对温度较低的工作环境，确保其安全可靠运行。
Description
技术领域
本发明涉及船舶消防排烟领域，尤其涉及一种自冷却船用消防排烟轴流风机。
背景技术
消防排烟轴流风机是专为高温排烟而设计的轴流风机，一方面要具备常规轴流风机的功能，能够输送具备气体到指定的位置，另一方面，又要具备在发生火灾时的高温环境下能够工作的特性，一般要求在280℃气流环境中可以至少工作30分钟。
目前现有的消防排烟轴流风机主要采用“配置高温电机+电机防护罩”的结构,如图1。由图中可以看到现有的消防排烟轴流风机内部电机通过电机外壳体与风机内部高温气流彻底隔离，并且，电机外壳体通过电机冷却管路与外界环境进行电机的散热。此类风机存在的不足为，电机外壳体为金属板材，由于金属非常容易导热，因此风机内部高温气流流过时，热量比较容易传到电机所在空间，同时，电机的散热主要靠散热管道与外界的自由热交换，散热效果不佳。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足提供一种散热效率高的一种自冷却船用消防排烟轴流风机。
本发明所采用的技术方案为：一种自冷却船用消防排烟轴流风机，包括风机壳体、置于风机壳体内的电机外壳体、设置在电机外壳体内部的电机、以及与电机相匹配的叶轮；所述风机壳体头部和尾部均与排气管相连，电机外壳体固定在风机壳体内部，电机固定在电机外壳体内部，叶轮位于电机外壳体的前部且与电机的输出轴相连，电机外壳体设有多条穿过风机壳体且与外部连接的散热管道；其特征在于：所述电机外壳体尾部采用开放式外壳体结构，且电机尾部设有电机冷却风扇；电机带动电机冷却风扇转动，引导外界常温空气通过散热管道进入电机外壳体内部，对电机冷却后从电机外壳体尾部的开放式结构排入与排气管相连的风机壳体，提高冷却效率。
按上述技术方案，所述电机冷却风扇的风压与叶轮的风压相匹配，电机冷却风扇的风压略大于叶轮的风压且不超过叶轮风压的120％。
按上述技术方案，所述散热管道的横截面采用菱形结构，散热管道周向布设在电机外壳体的前部。
按上述技术方案，所述菱形较小角的对角线与风机壳体的轴线平行。
按上述技术方案，所述菱形较小的角度的范围为20°～50°。
按上述技术方案，所述散热管道数量为2～8个。
按上述技术方案，所述风机壳体、电机外壳体和散热管道均采用双层壳体结构，以减少风机壳体内部热量向电机外壳体内部和风机壳体外部传导。
按上述技术方案，所述风机壳体与电机外壳体之间设有若干条支撑筋，用于增强风机的结构强度。
本发明所取得的有益效果为：
1、电机外壳体采用开放式外壳体结构并且在电机尾部设有电机冷却风扇，利用电机冷却风扇引导外部气流流过电机，增大外部气流流过电机的速率，利用电机外壳体尾部的开放式结构排出冷却电机后的过热气体，使得冷却效率更高。较现有技术电机外壳体尾部采用封闭结构，仅通过扇热通道自然扩散吸入和排出空气；本发明显著的增大了风机散热效率，实现了电机自行冷却散热，同时也冷却了电机外壳和散热管道，减少了电机外壳和散热管道对电机的传导热，保证电机处于相对温度较低的工作环境，确保其安全可靠运行。且本发明对散热管道的数量以及总横截面积需求小，可以减少风机管道内高温气流通过时的阻力。
2、散热管道的横截面采用菱形，减少了高温气流在风机通道内通过时所的生的阻力，且散热管道轴向布设在电机外壳体的前部，对电机的外壳体的结构有支撑作用。
3、风机壳体、电机外壳体以及散热管道采用双层壳体，双层壳体的结构通过空气作为绝热介质隔开两层外壳，最大限度地减少高温气流将热传导至电机和冷却电机的常温空气，变相降低了电机环境温度，延长了电机工作时间。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图
图2为本发明实施例的结构示意图；
图3为本发明实施例散热管道的剖面图C-C；
图4为本发明实施散热管道与支撑筋的分布图；
图中：1、风机壳体；2、电机外壳体；3、电机；4、叶轮；5、排气管；6、支撑筋；7、散热管道；8、电机冷却风扇；A、高温气流；B、常温气体；C-C、散热管道的截面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图2-4所示，本实施例提供了一种自冷却船用消防排烟轴流风机，包括风机壳体1、置于风机壳体1内的电机外壳体2，设置在电机外壳体2内部的电机3，以及与电机3相匹配的叶轮4。风机壳体1采用内腔为圆柱状的管柱结构，风机壳体1头部和尾部均与排气管5相连。电机外壳体2固定在风机壳体1内部，电机外壳体2的外壁面与风机壳体1的内壁面通过支撑筋6相连，支撑筋6周向布设在电机外壳体2的外壁面与风机壳体1的内壁面之间，支撑筋6用于增强风机的结构强度。电机3固定在电机外壳体2内部，且电机3设在风机壳体1管道内的轴心处；电机3的输出轴从电机外壳体2的前部伸出。电机外壳体2的头部采用密封结构，将电机3本体与电机3的输出轴分隔开，避免高温气流A进入到电机外壳体2的内部。叶轮4位于电机外壳体2的前部且与电机3的输出轴相连，电机外壳体2设有多条穿过风机壳体1且与外部连接的散热管道7，散热管道7将电机外壳体2的内部与风机外部接通，引入外界的常温气体B对电机、电机外壳体、散热通道进行冷却。散热管道7周向布设在电机外壳体2的前端，使常温气体B从电机的前端流动到电机的后端，保证电机的冷却效果。
本实施例的电机外壳体2尾部采用开放式外壳体结构，且在电机3的尾部还设有电机冷却风扇8，电机3在带动叶轮4的同时也带动电机冷却风扇8一起转动。电机冷却风扇8的风压PB需要与叶轮4的风压PA相匹配，且PA＜PB≤1.2PA。电机冷却风扇8引导风机外界的常温气体B通过散热管道7进入电机外壳体2内对电机、电机外壳体、散热通道进行冷却，随后将冷却后产生的过热气体通过电机外壳体2的尾部开放式结构排入到风机壳体1内，与高温气流A一起从排气管5排出。采用“电机冷却风扇+电机外壳体”的结构提升常温气体B的流通速率，显著的增大了风机散热效率，实现了电机自行冷却散热，同时也冷却了电机外壳和散热管道，减少了电机外壳和散热管道对电机的传导热，保证电机处于相对温度较低的工作环境，确保其安全可靠运行。
本实施例的散热管道7采用横截面为菱形的结构(见散热管道的截面C-C)，菱形的较小角的角度范围为20°～50°，菱形的较小角的对角线与风机壳体1的轴线平行，使得散热管道7在保证外界常温气体B进气量前提下，减少了散热管道7对风机壳体1内通过的高温气的阻力。散热管道7的数量可以根据风机壳体1的直径决定，其数量范围为2～8个。
本实施例的风机壳体1、电机外壳体2以及散热管道7均采用双层壳体结构，双层壳体的结构通过空气作为绝热介质隔开两层外壳，最大限度地减少高温气流A将热传导至风机壳体外部、散热管道内部以及电机外壳体内部；使得风机壳体1的外部常温气体B、进入散热管道7内常温气体B、以及电机外壳体2内部从高温气流A吸收的热量减少，变相降低了电机3环境温度，延长了电机3工作时间。
工作原理如下：
1、由于风机壳体1前部和尾部连接有排气管5，当火灾发生时，高温气流A和外界常温气流通过风机壳体1与排气管5隔离开来，由于散热管道采用菱形横截面，使得高温气流A通过风机壳体1时阻力较小；
2、电机3带动叶轮4将高温气流A从风机壳体1的前部排至尾部，同时电机3也带动电机散热风扇8，从风机壳体1、电机外壳体2和散热管道7所构成的通道中将外界常温气体B导流至电机3处，对电机3进行冷却；
在上述2中，风机壳体1、电机外壳体2和散热管道7均采用双层壳体结构，通过空气作为绝热介质隔开两层外壳，最大限度地减少高温气流A将热量传导至电机处。
以上实例仅用于本发明的设计思想和特点，其目的在与使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施实例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种自冷却船用消防排烟轴流风机，包括风机壳体、置于风机壳体内的电机外壳体、设置在电机外壳体内部的电机、以及与电机相匹配的叶轮；所述风机壳体头部和尾部均与排气管相连，电机外壳体固定在风机壳体内部，电机固定在电机外壳体内部，叶轮位于电机外壳体的前部且与电机的输出轴相连，电机外壳体设有多条穿过风机壳体且与外部连接的散热管道；
其特征在于：所述电机外壳体尾部采用开放式外壳体结构，且电机尾部设有电机冷却风扇；电机带动电机冷却风扇转动，引导外界常温空气通过散热管道进入电机外壳体内部，对电机冷却后从电机外壳体尾部的开放式结构排入与排气管相连的风机壳体，提高冷却效率。
2.根据权利要求1所述的自冷却船用消防排烟轴流风机，其特征在于：所述电机冷却风扇的风压与叶轮的风压相匹配，电机冷却风扇的风压略大于叶轮的风压且不超过叶轮风压的120％。
3.根据权利要求1或2所述的自冷却船用消防排烟轴流风机，其特征在于：所述散热管道的横截面采用菱形结构，散热管道周向布设在电机外壳体的前部。
4.根据权利要求3所述的自冷却船用消防排烟轴流风机，其特征在于：所述菱形较小角的对角线与风机壳体的轴线平行。
5.根据权利要求3所述的自冷却船用消防排烟轴流风机，其特征在于：所述菱形较小的角度的范围为20°～50°。
6.根据权利要求3所述的自冷却船用消防排烟轴流风机，其特征在于：所述散热管道数量为2～8个。
7.根据权利要求1或2所述的自冷却船用消防排烟轴流风机，其特征在于：所述风机壳体、电机外壳体和散热管道均采用双层壳体结构，以减少风机壳体内部热量向电机外壳体内部和风机壳体外部传导。
8.根据权利要求7所述的自冷却船用消防排烟轴流风机，其特征在于：所述风机壳体与电机外壳体之间设有若干条支撑筋，用于增强风机的结构强度。
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