CN2209231Y

CN2209231Y - 一种对旋轴流式通风机

Info

Publication number: CN2209231Y
Application number: CN 94221587
Authority: CN
Inventors: 李洛虎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-09-27
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2004-09-27

Abstract

本实用新型提供一种采用对旋结构，安装高效叶片的轴流式通风机，主要用于煤矿通风领域。该风机的特征是两级风机的叶轮叶片形状相同，但两叶轮的安装角方向相反，可在43°～23°范围内调整，高效叶片均为叶顶窄，叶根宽、叶顶薄、叶根厚，呈扭曲状的机翼型叶片，与电机直联，安装有稳流环和安全环，使风机具有效率高，节能显著，适应性好，结构紧凑，风机反转反风量高，可获得最佳工况。

Description

本实用新型涉及的是一种煤矿通用机械，主要用于煤矿通风，使井下污浊空气与地面新鲜空气实现对流。

轴流式通风机在煤矿用量很大，约有三分之一的风机运行效率偏低，均在45％以下，其中70B₂和2K60两个型号的轴流风机占40％左右，普遍存在着下列缺点：（1）效率低，耗电量大，以70B₂为例，统配煤矿的70B₂风机平均静压效率只有45％左右；（2）由于煤矿特殊的工作环境，在三个开采阶段所需的风量，风压变化较大，此类风机不能适应煤矿通风网络参数的变化；（3）故障率高，维修量大，由于采用长轴或皮带传动，不仅能量损耗大，而且传动装置易损坏；（4）安装复杂，基建投资大，需建主扇机房、反风道等增加了设备安装工作量。

本实用新型的目的就在于提供一种安装高效叶片可获最佳运行工况的对旋轴流式通风机。

本实用新型提供的高效叶片是一种叶顶窄、叶根宽、叶顶薄、叶根厚，并具有扭曲度的机翼型叶片，其结构参数为：叶顶与叶根的弦长比为0.8～0.85；叶顶与叶根的厚度比为0.41～0.46；叶片的最佳扭曲角度值为15.5°～16.1°；叶片重心位置的最佳值为0.46；本风机的两叶轮叶片形状相同但安装角方向相反，可根据需要在43°～23°范围内调整；叶片数一级风机为11或17片，二级风机为9或15片，但一级风机叶片数要比二级风机多两片，叶片固定在叶柄上，叶柄固定在轮毂上，轮毂装在电机轴上，电机装在筒体内。安全环固定在叶顶上方的机壳上，安全环宽度为叶顶截面弦长的0.25倍，与叶顶间隙为2mm～4mm，作用是防止叶顶与机壳摩擦产生火花；稳流环安装在叶顶的前方与机壳组成环形通道，环形通道宽度为进风口宽度，出风口宽度与稳流环宽度之和，亦即为3倍的叶顶截面弦长乘以系数（0.3～0.4），环形通道高度为叶片直径乘以系数（0.1～0.15），稳流环与叶顶间隙为10mm～12mm，其作用为隔离并抽吸叶顶外缘处形成的涡流，具有消除通风机驼峰、喘振的作用。

筒体装在机壳中通过沿筒体园周方向均布安装的三个扁平状管道与机壳相连，起支撑散热作用，同时可作为电机电源线的通道。扁管宽度不得小于电源线直径的1.5倍，其长度由电机的型号决定。

本实用新型具有以下优点：（1）提供了高效叶片的结构参数，确定了叶顶与叶根截面弦长和叶顶与叶根截面厚度的最佳比例及叶根到叶顶的最佳扭曲角度值和叶型重心的最佳位置，使风机效率高，节能显著。目前轴流通风机如70B₂采用上窄下宽的机翼形叶片，不利于提高叶片效率，其扭曲方式主要集中在叶根部，而不是整个叶片沿径向均匀的扭曲，这样叶根部负载系数加大，叶片损失增加，而本高效叶片为机翼形呈扭曲状由叶顶到叶根截面参数如叶片弦长、厚度均逐渐递增，确定了叶片的最佳结构，使叶片叶根的升力系数增大，改善了截面叶型的空气动力特征，降低了叶面损失，提高了风机效率并改善了叶片的强度及受力状况，减少了风机的起动力矩，（2）采用高效叶片与电机直联形式，安装有安全环和稳流环，在离心力和压力差的作用下，涡流经环形通道又流入风机的主风流中，使涡流能量衰减，基本消除了风机压力特性曲线上的驼峰，使风机能在广泛的工作区域内运行，适应性好。（3）利用对旋结构，双级叶片，结构紧凑，维修量少，可通过调节叶片安装角和叶片数目的方法，调节风机特征。

本实用新型与70B₂风机在同一矿井的对比实验数据如下：

项目本实用新型 70B₂单位

型号（叶片直径） 1.6 1.8 米

风机结构对旋长轴／

叶片结构高效叶片普通叶片／

电机功率 2×55 160 千瓦

输出功率N 108 110 千瓦

风量Q 37.5 29.5 立方米／秒

静压 235 190 毫米水柱

静压效率 80 43.8 ％

反风形式反转反风反风道／

由以上数据看出：70B₂主扇运行效率为43.8％，按此效率如达到静压为235毫米水柱，风量为37.5立方米／秒的运行参数时，电机输出功率为197.3千瓦，在同样的通风参数下，采用本实用新型可节省功率89.3千瓦，每年可节电78.2万度。

附图说明：

图1为风机结构示意图

图2为筒体安装示意图

图3为环形通道放大图

图4为叶片安装示意图

图5为叶片截面示意图

图6为叶片示意图

下面将结合附图对本实用新型作进一步详述：

如图1所示，本实用新型由两级叶轮A、B组成，A为一级风机B为二级风机它们分别由各自的电机4、4’拖动，两叶轮叶片形状相同，但安装角方向相反如图4所示，并可根据需要在43°～23°范围内任意调整，叶片数一级风机为11或17片，二级风机为9或15片，但一级风机叶片数要比二级风机多两片，叶片8、8’装在叶柄上，叶柄安装在轮毂9、9’上，轮毂9、9’以键连接固定在电机4、4’的轴上，电机4、4’安装在筒体3、3’内，筒体3、3’应具有一定的强度及耐压性，它可使电机与风机流道中含有瓦斯的气体隔绝，其尺寸由电机型号确定，筒体3、3’装在机壳5中通过园周方向均布安装的三个扁平管道10，与机壳5相连，如图图2所示扁管10不仅起支撑，散热作用，而且可作为电机电源线通道，扁管宽度为电机电源线直径的1.5～2倍，其长度由电机的型号决定，安全环7、7’固定在机壳5上，宽度为叶顶截面弦长的0.25倍，与叶顶间隙为2mm～4mm，材料为黄铜，作用是防止叶顶与机壳5摩擦产生火花，稳流环6、6’安装在叶片8、8’叶顶前方进气方向，与机壳5组成环形通道G，通道形状见图3的局部放大图，其结构参数为：环形通道宽度L＝e＋f＋g，其中e＝f＝g＝叶顶截面弦长×（0.3～0.4），e为出风口宽，f为稳流环宽，g为进风口宽，环形通道高P＝叶片直径×（0.1～0.1 5），稳流环与叶顶间隙t＝10mm～12mm，其作用为隔离并抽吸叶顶处形成的涡流。集流器1与整流罩2装在筒体3前，形或进气通道，保证气流均匀进入风机，扩散器11装在筒体3’’之后即排气方向，以进一步提高静压效率。若将叶片沿半径方向均分成五份，如图6所示即叶根截面1至叶顶截面Ⅵ，从图5中可看出叶片8、8’是一种叶顶窄、叶根宽，叶顶薄、叶根厚并呈扭曲状的机翼型叶片，由截面1至截面Ⅵ，叶片弦长B₁至B₆逐渐减小，形成上窄下宽的叶片，最佳比值为B₆／B₁＝0.8～0.85；由截面1至截面Ⅵ叶片厚度C₁至C₆逐渐减小，形成上薄下厚的叶片，其最佳比值为C₆／C₁＝0.41～0.46；由截面Ⅰ至截面Ⅵ，叶片安装角β₁至β₆逐渐减小，呈扭曲状，其最佳扭曲角度值为β₁－β₆＝15.5°～16.1°；叶型重心位置的最佳值为b₁／B₁＝b₆／B₆＝0.46，叶柄沿各截面重心连线插入叶片壳内高度的60％处，将叶片固定在叶柄上。由进气端看，一级风机旋转方向为逆时针，二级风机旋转方向为顺时针。

Claims

1、一种对旋轴流式通风机主要由叶片、轮毂、电机、筒体以及稳流环、安全环、机壳组成，其特征在于叶片是一种叶顶窄、叶根宽，叶顶薄、叶根厚并具有扭曲度的机翼型叶片，其叶顶与叶根弦长比为0.8～0.85，叶顶与叶根厚度比为0.41～0.46，扭曲度为15.5°～16.1°；一、二级风机叶片形状相同但安装角方向相反，可在43°～23°范围内任意调整；叶片数一级风机为11或17片，二级风机为9或15片，但一级风机叶片数要比二级风机多两片，叶片固定在叶柄上，叶柄固定在轮毂上，轮毂装在电机轴上，电机装在筒体内；安全环固定在叶顶上方的机壳上，宽度为叶顶截面弦长的0.25倍，与叶顶间隙为2mm～4mm；稳流环安装在叶顶的前方与机壳组成环形通道，环形通道宽度为，进风口宽度，出风口宽度与稳流环宽度之和，即等于3倍的叶顶截面弦长乘以系数(0.3～0.4)，环形通道高度为叶片直径乘以系数(0.1～0.15)，稳流环与叶顶间隙为10mm～12mm，。

2、根据权利要求1所述的一种对旋轴流式通风机，其特征在于沿筒体圆周方向均布安装三个扁平状管道与机壳相连，扁管宽度不得小于电源线直径的1.5倍。