WO2009140854A1

WO2009140854A1 - 多功能离心风机

Info

Publication number: WO2009140854A1
Application number: PCT/CN2009/000515
Authority: WO
Inventors: 朱瑞富; 林均浩; 王建华
Original assignee: 山东大学
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2009-11-26

Description

多功能离心风机

技术领域

本发明是一种高效节能多功能离心风机，属于节能装备制造及自动化领域。

背景技术

众所周知，风机是用途广、批量大、耗能多的机械产品。从学科角度看，风机是流体力学的应用和发展。在火力发电厂中，风机是实现动力循环的重要组成部分，是重要的辅机之一。风机的安全、经济运行对电厂的安全经济发电起着重要作用。从能量角度看，风机是一类能将原动机的机械能转换成被输送流体的压力势能和动能的流体机械。风机在国民经济的各个部门中应用十分广泛，如在采矿工业中，坑道的通风；在冶金工业中，各种冶炼炉的鼓风以及气体的输送；在化学工业中，高温、腐蚀性气体的排送；在一般工业中，厂房、车间空调以及原子防护设备的通风等。据统计，风机和泵的用电量约占全国用电量的 28〜30%，并正在逐步向 40%过渡。然而，目前国内外普遍使用的离心风机，都是通过旋转叶轮对流体作功而实现能量传递的。当气体与高速旋转的叶轮或叶片接触和流过其表面时，气体不仅要与叶轮发生碰撞和摩擦，而且也要与机壳发生碰撞和摩擦，在这一过程中要消耗大量的能量，并产生较大的噪音和磨损。该种能量转换方式存在的主要问题是效率低（50~80% )，耗能大 (占全国总发电量的 10〜30% ), 噪音大（lOOdB以上），寿命短（机体通流部件磨损和腐蚀严重）。目前在我国风机行业生产的离心风机与轴流风机中， 40〜50年代的通风机约占 46% , 其余的约是 60~70年代的水平。如 8— 18型和 9一 27型两个系列的风机是 50年代的产品，效率只有 0. 65左右，比国外同类产品风机低 15%。根据淘汰落后产品，设计高效、性能好的新产品原则，目前制造厂、科研单位更新了许多风机产品，如研制成功的节能产品 9一 19 型和 9_26型离心风机效率 II =0. 81，比老产品提高了 16%。又如 Y5—47型风机 η =0. 80, 比老产品提高了 15%。应用广泛的 4一 13 (4-27) 、 4—13. 2 (4-73)型离心风机的效率可达 90%。但在风机的实际应用方面，椐有关资料统计表明，我国的在运转风机的实际运转效率比国际先进水平低 30%，再加上我国现在的电机市场合格率仅在 30%左右，风机的实际效率低下，能源浪费严重。虽然国内外众多学者进行了长期不懈的艰苦研究，并取得了一定的效果，但综观各种研宄结果，始终没有跳出用旋转叶轮进行能量传递的传统理论框架，因此在提高效率、减少耗能、降低噪音和延长寿命等方面，虽有提高和改善，均未取得突破性进展。发明内容

本发明的目的在于突破传统理论的能量传递方式（旋转叶轮传递能量)，创建一种新的能量传递方式一气体旋流场能量传递方式，即通过叶片、叶轮和机壳形状和结构的创新设计，提供高效节能多功能离心风机，使其同时具有 "节能、降耗、环保、高效、长寿"等特点，这一发明不仅具有重大的理论意义和现实意义，而且具有极高的经济价值和社会价值。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高效节能多功能离心风机，它包括机壳、叶轮、叶轮工作室、气体旋流室、进气口、出气口、电机，所述叶轮由至少一组单侧封闭、轴向放大的圆弧型流道叶片组成；所述机壳内部为带有进气口和出气口的圆形双室或多室。

所述叶轮包括相互连接的叶片与叶轮盘，叶轮盘则与电机轴连接，在叶轮盘的前端设有前封片。

所述机壳分为圆形气体旋流室和圆形叶轮工作室，叶轮安装在叶轮工作室内，并与置于机壳外部的电机连接；同时气体旋流室的侧面设有进气口，顶部设有出气口。

本发明的高效节能多功能离心风机，由机壳、叶轮、叶轮工作室、旋流室、进气口、出气口、电机等构成。其基本特征在于由单侧封闭、轴向放大的圆弧型流道叶片构成的叶轮和设有进出气口的独特的圆形双室（或多室）机壳。用该结构的离心风机实现了一种新的能量传递方式一气体旋流场能量传递方式。该种能量传递方式的风机比传统的旋转叶轮能量传递方式的风机，具有更高的效率、更低的能耗、更小的噪音、更长的寿命和更多的功能。

众所周知，目前国内外普遍使用的离心风机和轴流风机，都是通过旋转叶轮或叶片对流体作功而实现能量传递的。这种能量传递方式的风机在工作时会产生机械损失、容积损失和流动损失，其损失的大小分别用机械效率 n m、容积效率 n v和流动效率 iu来衡量。风机的总效率 η =. η πι η _ν η 。其中，一般离心风机的机械效率 η m=0. 92~0. 98; 容积效率比水泵的 η ν=0. 90〜0. 95还要低些；流动效率 n _h=0. 70~0. 85;离心风机的总效率 η =0. 70〜0. 90。由此可见，风机的流动损失和容积损失很大，因此如何有效地减小流动损失和容积损失，是大幅度提高效率、降低能耗的关键所在。

本发明的有益效果是：通过叶片、叶轮和机壳结构的特殊组合设计,一方面使被输送的气体极少与叶轮和机壳发生碰撞和摩擦，实现了气体（或物料）不经过叶轮，从而大幅度降低了容积损失和基本消除了流动损失，大量减少了机内能量消耗和显著延长了叶片寿命；另一方面在圆形双室机壳内用单侧封闭的圆弧型流道叶轮，诱导形成了绕轴快速旋转的增强辅合的气体旋流场，用该旋流场以 "气体带动气体"的方式输送气体（或物料)，而不是用旋转的叶轮或叶片输送气体（或物料)，从而实现了一种新的能量传递方式一气体旋流场能量传递方式。因而使高效节能多功能离心风机，同时具有高效率（80%以上〉、低能耗（节能 10%以上）、小噪音（低于 80dB)、少耗材（节材二分之一以上）、易加工（形状简单）、长寿命（叶轮基本不磨损）、多功能（物料不堵塞叶轮，可用于引风、送风、通风、排风、吸排物料等）等特点。

本发明高效节能多功能离心风机的主要技术指标是效率达 80%以上；节能 10%以上；噪音低于 80dB; 叶轮基本不磨损，并节材二分之一以上；具有通风、送风、引风、排烟、吸排物料等多种功能。其综合经济技术指标达到国内外领先水平，节能减排效果突出，经济和社会效益显著。

本发明原理和技术广泛用于鼓风助燃、排污除尘、通风换气、输送物料、吸排污液、清除江河湖海水面垃圾、吸排路面积雪、扫地机、吸油烟机、、吸尘器、干手器、空调专用、食品医药化工产品配料加工专用等多种产品的制造。

附图说明

图 1为叶轮示意图；

图 2为叶片 A— A向截面示意图；

图 3为机壳结构示意图；

图 4为图 3的正面结构示意图。

其中， 1.叶片， 2.叶轮盘， 3.前封片， 4.出气口， 5.气流旋流室， 6.叶轮工作室， 7.进气口， 8.机壳， 9.叶轮， 10.电机。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

一种高效节能多功能离心风机，它包括机壳 8、叶轮 9、叶轮工作室 6、气体旋流室 5、进气口 7、出气口 4、电机 10, 如图 3、图 4所示。图 1、图 2中，叶轮 9包括相互连接的叶片 1与叶轮盘 2，叶轮盘 2则与电机轴连接，在叶轮盘 2的前端设有前封片 3。机壳 8分为圆形气体旋流室 5和圆形叶轮工作室 6, 叶轮 9安装在叶轮工作室 6内，并与置于机壳 8外部的电机 10连接；同时气体旋流室 5的侧面设有进气口 7, 顶部设有出气口 4。

经用户现场装机试验证明，所研制的 4KW髙效节能多功能离心风机达到了 11KW的 9一 26 型节能风机的使用效果。同机对比试验结果表明：节能 10%以上，效率 80%以上，噪音 80dB 以下，叶轮基本不磨损，且叶轮体积减小、重量减轻、节材二分之一以上，同时实现了高效、节能、降噪、延寿的效果，经济和社会效益显著。

Claims

权利要求书

1. 一种高效节能多功能离心风机，它包括机壳、叶轮、叶轮工作室、气体旋流室、进气口、出气口、电机，其特征是，所述叶轮由至少一组单侧封闭、轴向放大的圆弧型流道叶片组成；所述机壳内部为带有进气口和出气口的圆形双室或多室。

2.如权利要求 1所述的高效节能多功能禽心风机，其特征是，所述叶轮包括相互连接的叶片与叶轮盘，叶轮盘则与电机轴连接，在叶轮盘的前端设有前封片。

3. 如权利要求 1或 2所述的高效节能多功能离心风机，其特征是，所述机壳分为圆形气体旋流室和圆形叶轮工作室，叶轮安装在叶轮工作室内，并与置于机壳外部的电机连接；同时气体旋流室的侧面设有进气口，顶部设有出气口。