[发明专利]一种轴流风机

说明书

技术领域

本发明属于风机领域，尤其涉及一种叶片吸力面有仿鲨鱼鳍破涡结构和导叶有双排圆孔凹槽的轴流风机。

背景技术

轴流风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械。它广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气的推进等，在国民经济各行业均有非常重要的应用。据统计，风机用电约占全国发电量的10%，煤矿主要通机平均电耗约占矿井电耗的16%；金属矿山的风机用电量占采矿用电的30%；钢铁工业的风机用电量占其生产用电的20% ；煤炭工业的风机用电量占煤炭工业用电的17%。由此可见，风机节能在国民经济各部门中的地位和作用是举足轻重的。由于，轴流风机的比转速较高，这样它具有流量大、全压低的特点，在这些行业中都占有不可替代的地位。

因此设计优化出效率高、性能好、噪声低、节能的轴流风机是很重要的。但是轴流风机中流动非常复杂性，主要体现在：1）流动的三维性；2）流体的粘性；3）流动的非定常性。在传统的风机设计中很难考虑到上面三点，就算现代设计方法中用了CFD做辅助设计，但是无法完全控制上面三个因素对风机性能的影响，其中最关键的因素是流体的粘性，粘性不仅仅影响到叶片出口边为满足库塔-茹科夫斯基条件而形成的叶片尾迹旋涡。由于粘性，叶片表面以及环壁通道表面均会存在粘性边界层，它们之间以及与主流之间有强烈的相互作用，产生所谓的“二次流”现象。二次流动是轴流风机损失上升、效率下降的主要根源。同时，由于粘性的影响，使轴流风机中存在空气动力噪声，轴流风机的空气动力噪声主要由两部分组成：旋转噪声和涡流噪声。如果风机出口直接排入大气，还有排气噪声。

综上所述，要想设计优化出效率高、性能好、噪声低、节能的轴流风机，就是要控制和减小二次流动、控制和减小边界层厚度、防止涡脱落、或是控制涡的形成。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种轴流风机，改进轴流风机的叶片结构，使轴流风机效率更高，噪声更低，更加节能环保。

为此本发明的技术方案是这样的：

一种轴流风机，包括网罩、叶轮、导叶、内筒、外筒、电机、轴套；所述网罩固定在外筒上，呈同心圆结构，由铁丝编织而成，起到整流和防止异物进入损坏风机的作用；

所述叶轮包括轮毂和叶片，所述叶片是通过等环量孤立翼型法设计的翼型叶片，扭速随着变径的增大而减小，压强沿径向不变，叶片厚度分布与NACA四位数字翼型厚度分布相同，翼型相对厚度为10%—15%，叶片数量为5—9个，叶片叶顶间隙为叶片高度的1%—2%；

所述叶片的吸力面靠近根部有一个鱼鳍状涡破碎结构，其截面形状为圆弧形，涡破碎结构的长为所在位置叶片弦长的25%-35%，宽度为长度的1/4-1/3，厚度为3-8mm，涡破碎结构的尾部距离所在翼型截面尾缘的距离为弦长的25%-35%；

叶片顶部加工成翼型凹槽结构，所述的翼型凹槽结构的形状与叶顶截面完全相同且等比例缩小，缩小倍数为0.95-0.8，翼形凹槽深度为3-8mm；

在叶轮轮毂与内筒的间隙有迷宫密封结构；所述迷宫密封结构是由矩形锯齿组成，在轮毂与内筒上都有矩形锯齿，锯齿的大小和间距相等，两边矩形锯齿的数量为4-7个，轮毂与内筒之间的间距为8-15mm，锯齿的高度为间距的60%-80%，锯齿的宽度为高度的1/5-1/3，齿间间隙为齿搞的1/8-1/5；

所述导叶沿着径向固定在内筒和外筒上面，数量为7—17个，导叶叶片为圆弧板型叶片，导叶叶片的厚度为2—4mm，导叶靠近尾缘的吸力面尾部有双排的圆孔凹槽；所述的圆孔凹槽均匀分布在吸力面尾缘部分，沿径向排成两排，两排圆孔圆心之间的距离为导叶叶根弦长的15%—25%，圆孔的大小相等，单排上的圆孔圆心之间的距离为20-30mm,单排上的圆孔与导叶尾缘距离相同，靠近尾缘一排的圆孔凹槽圆心到叶片尾缘的距离为导叶叶根弦长的5%—10%，圆孔凹槽的深度为导叶厚度的1/3—1/2，圆孔凹槽的直径与导叶厚度相同，靠近叶片尾缘的圆孔凹槽与叶片尾缘的距离为导叶叶根弦长的3%—5%，单排圆孔凹槽的数量为9-10个，双排圆孔凹槽的数量为18-20个；

所述电机为三相异步电机，电机固定在内筒的腹板上，叶轮通过轴套与电机轴相连。

本发明的有益效果：