專利名稱：環(huán)形軸流式風(fēng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種把原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w能量的一種機(jī)械，特別是一種用于壓縮，輸送氣體的軸流式風(fēng)機(jī)。
通常的軸流式風(fēng)機(jī)的葉片一端為自由端，另一端固定在輪轂上葉輪安裝在機(jī)殼內(nèi)。


圖1是一種典型的單獨(dú)葉輪級的軸流式風(fēng)機(jī)的剖面圖。
這種形式的風(fēng)機(jī)，由于機(jī)殼和葉片端部的間隙存在，同時還由于在葉片凹凸面上形成的壓差，使氣流通過葉片頂端間隙，由凹面流向凸面，引起二次流損失。實踐證明，這種徑向間隙的存在，使級效率和壓頭受到很大影響。例如，當(dāng)△/l＝0.02時(△為間隙的大小，l為葉片長度)，級效率將下降2～3%，壓頭將減少4～6%這樣嚴(yán)重的程度。另一方面由于風(fēng)機(jī)機(jī)殼與轉(zhuǎn)子之間所形成的環(huán)形通道表面上的較厚的環(huán)形附面層，由氣流摩擦和渦流引起較大的環(huán)面損失。
除此之外，由于風(fēng)機(jī)中央輪轂的存在，氣流流動突然中斷，劇烈地折轉(zhuǎn)和膨脹產(chǎn)生了流體嚴(yán)重分離和旋渦，形成一個很大的尾渦區(qū)，它嚴(yán)重地影響主流區(qū)的流動，增加了流動阻力。旋渦動能經(jīng)過拖拽，滯止，以及和周圍汽體混合，消耗變成熱，被主氣流帶走。另外，當(dāng)葉片被焊在輪轂上時，葉片根部被輪轂遮擋的部分，白白消耗了能量，不僅沒有對主流產(chǎn)生貢獻(xiàn)，而且還加劇了旋渦沿徑向進(jìn)入主流區(qū)和在主流區(qū)的擴(kuò)散。主流區(qū)受到干擾和擠壓，所設(shè)計的速度分布被破壞。上述原因使得風(fēng)機(jī)的性能惡化，效率降低。
對于一個合理的設(shè)計，選取合適的葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)十分重要。在葉輪外徑確定后，輪轂比D2/D1(D2輪轂直徑，D1葉輪外徑)和葉柵稠度b/t(b葉片弦長，t葉柵柵距)對風(fēng)機(jī)的壓力、流量和效率影響很大。通常情況下，輪轂比與風(fēng)機(jī)的全壓成正比，與效率成反比。對于風(fēng)壓低、流量大的風(fēng)機(jī)，通常選取較小的輪轂比以獲得較高的效率。但小的輪轂比則意味著相對長的葉片(相當(dāng)于一根懸臂梁)和小的輪轂，這種結(jié)構(gòu)，從機(jī)械強(qiáng)度和制造工藝考慮，給葉片安裝布置帶來困難，并帶來機(jī)械強(qiáng)度和振動問題。另一方面，從氣動特性考慮，由于沿葉高從葉片根部到頂部的柵距t的變化很大，使設(shè)計者無法選定一個最佳葉柵稠度，結(jié)果使風(fēng)機(jī)的氣動性能變壞，使效率和全壓降低。尤其對于風(fēng)壓高，流量大的風(fēng)機(jī)，設(shè)計這種結(jié)構(gòu)的風(fēng)機(jī)變得十分困難，設(shè)計者必須放棄對效率或體積的要求。
本發(fā)明的目的是要提供一種高效率，大負(fù)荷的軸流式風(fēng)機(jī)，它能有效地減少二次流損失、環(huán)面損失及渦流損失，使進(jìn)行最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計成為可能，同時又使制造安裝、機(jī)械強(qiáng)度和振動問題得以解決。是一種壓力高，流量大，效率高的軸流風(fēng)機(jī)。特別地對于單獨(dú)葉輪級風(fēng)機(jī)，可降低成本。本發(fā)明可以應(yīng)用到輸送其它流體的機(jī)械上，例如軸流泵。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的在葉輪的葉片頂端安裝一個導(dǎo)流環(huán)，導(dǎo)流環(huán)上可安裝葉片，對于那些在葉輪下游一側(cè)沒有導(dǎo)葉的風(fēng)機(jī)，在其輪轂上安裝仿形錐。對于單獨(dú)葉輪級的風(fēng)機(jī)可省掉機(jī)殼。
本發(fā)明由于安裝了導(dǎo)流環(huán)，消除了間隙，因而也完全消除了這部分二次流損失。另外由于導(dǎo)流環(huán)進(jìn)口氣流處于加速過程中，特別是對于單獨(dú)葉輪級，因為省卻了機(jī)殼，使環(huán)形通道大大縮短，因而所形成的環(huán)形附面層很薄，減少了環(huán)面損失。導(dǎo)流環(huán)的安裝，還使得葉片安裝的機(jī)械強(qiáng)度增加(懸臂梁變成了簡支梁);而且很容易在導(dǎo)流環(huán)上安裝布置分葉片，這樣可以采用較小的輪轂比，解決了小輪轂的葉片安裝布置的困難。除此之外，導(dǎo)流環(huán)可以根據(jù)設(shè)計需要，安裝長度不同的分葉片，使整機(jī)的負(fù)荷大，而每個葉片的負(fù)荷不是太大，同時又可以選擇最佳的葉柵稠度，從而保證具有較好的氣動性能，即具有高效率，高壓，大流量的特點。
輪轂下游一側(cè)安裝了合適的仿形錐，使流動成為連續(xù)的，氣流也不會產(chǎn)生分離，大大地減少了尾渦區(qū)，而且使葉片根部不再白白消耗能量，其結(jié)果，減少了分離和渦流損失，節(jié)省了能量本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及附圖給出。
圖2 是根據(jù)本發(fā)明所提出的環(huán)形軸流式風(fēng)機(jī)的剖面圖。
圖3是圖2的A向視圖。
該環(huán)形軸流式風(fēng)機(jī)主要包括一個電動機(jī)(1)，機(jī)座(2)，電動機(jī)主軸(3)和一個葉輪，葉輪由輪轂(4)，葉片(5)，分葉片(6)，導(dǎo)流環(huán)(7)和仿形錐(8)所組成。通電后，電動機(jī)(1)驅(qū)動電動機(jī)主軸(3)，主軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn)(氣流方向如圖2所示)。從而把電動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體的能量，實現(xiàn)壓縮，輸送氣體的任務(wù)。
權(quán)利要求
1.一種壓縮，輸送氣體的環(huán)形軸流式風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)的葉輪由，輪轂(4)，葉片(5)，分葉片(6)，導(dǎo)流環(huán)(7)和仿形錐(8)所組成，其特征在于葉片(5)安裝在輪轂(4)上，導(dǎo)流環(huán)(7)安裝在葉片(5)頂端，分葉片(6)安裝在導(dǎo)流環(huán)(7)上，仿形錐(8)安裝在輪轂(4)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形軸流式風(fēng)機(jī)，其特征是導(dǎo)流環(huán)(7)呈流線形收縮，氣流從大口流入;并且與輪轂(4)同心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形軸流式風(fēng)機(jī)，其特征是仿形錐(8)在輪轂(4)下游一側(cè)，與輪轂(4)同心。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種把原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w能量的一種機(jī)械，特別是一種用于壓縮、輸送氣體的環(huán)形軸流式風(fēng)機(jī)。這種軸流式風(fēng)機(jī)的葉輪是由輪轂，葉片，分葉片，導(dǎo)流環(huán)和仿形錐組成，由于導(dǎo)流環(huán)和仿形錐的作用，增強(qiáng)了葉片的機(jī)械強(qiáng)度，消除了徑向間隙，大大減少了二次流損失，環(huán)面損失，分離和渦流損失。分葉片的安裝使得進(jìn)行風(fēng)機(jī)的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計成為可能，并提高了整機(jī)負(fù)荷能力。因此本發(fā)明是一種高效率，大負(fù)荷的軸流式風(fēng)機(jī)。
文檔編號F04D19/00GK1049217SQ8910448
公開日1991年2月13日 申請日期1989年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月10日
發(fā)明者俞大邦, 俞大錫, 俞大偉 申請人:俞大邦, 俞大錫, 俞大偉