高效防喘振的二级轴流风机及其防喘振方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108425889A(43)申请公布日2018.08.21(21)申请号201810311407.4F04D29/66(2006.01)(22)申请日2018.04.09(71)申请人浙江理工大学上虞工业技术研究院有限公司地址312399浙江省绍兴市上虞区百官街道财富广场10号楼五楼申请人浙江理工大学(72)发明人窦华书毛涵韬魏义坤张炜杨徽程德磊(74)专利代理机构杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)33240代理人黄前泽(51)Int.Cl.F04D29/54(2006.01)F04D29/08(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称高效防喘振的二级轴流风机及其防喘振方法(57)摘要本发明公开了高效防喘振的二级轴流风机及其防喘振方法。现有轴流风机容易出现喘振现象。本发明包括防喘振装置、一级叶轮、导叶、风机外筒、二级叶轮、双输出轴电机和内筒；防喘振装置包括导流筒、整流环和防喘振外筒；一级叶轮的轮毂与内筒相对的端面之间、二级叶轮的轮毂与内筒相对的端面之间均设有迷宫密封结构。本发明通过防喘振装置将气流经若干翼型小导流板和整流环重新整流，阻止气流的回流，不仅避免了风机喘振现象的发生，同时也提高了风机的效率和运行范围；通过在轮毂与内筒的间隙加迷宫密封结构，产生很强的节流效应，起到非接触密封的作用，改善叶轮出口处气流的稳定性，降低气流的泄漏量，减小容积损失，提高效率。CN108425889ACN108425889A权利要求书1/2页1.高效防喘振的二级轴流风机，包括防喘振装置、一级叶轮、导叶、风机外筒、二级叶轮、双输出轴电机和内筒，其特征在于：所述的防喘振装置包括导流筒、整流环和防喘振外筒；防喘振外筒与风机外筒通过螺栓连接；整流环设置在防喘振外筒内，并与防喘振外筒焊接；所述的导流筒由外筒体、翼型小导流板和内筒体组成；外筒体和内筒体均与整流环入口端端面焊接，外筒体的内径小于整流环的内径；外筒体和内筒体之间设有沿周向均布的若干翼型小导流板，翼型小导流板的内、外端与内筒体外壁和外筒体内壁分别焊接；7～17片导叶沿内筒周向分布，导叶内、外端分别与内筒外壁和风机外筒内壁焊接；双输出轴电机的底座固定在内筒内壁上；一级叶轮和二级叶轮与双输出轴电机的两端输出轴分别通过轴套固定；一级叶轮和二级叶轮设置在导叶两侧，且一级叶轮比二级叶轮靠近整流环；一级叶轮的轮毂与内筒相对的端面之间、二级叶轮的轮毂与内筒相对的端面之间均设有迷宫密封结构；所述的迷宫密封结构由第一矩形锯齿和第二矩形锯齿组成；多个第一矩形锯齿等距设置在一级叶轮或二级叶轮的轮毂端面上；多个第二矩形锯齿等距设置在内筒上，且相邻第二矩形锯齿的间距等于相邻第一矩形锯齿的间距；第一矩形锯齿和第二矩形锯齿的高度均为d4，宽度均为d3，d3为d4的1/5～1/3；第一矩形锯齿的数量为4～7个，相邻两个第一矩形锯齿之间设置一个第二矩形锯齿；一级叶轮或二级叶轮的轮毂与内筒相对的端面之间的间距为10mm，d4取值为该间距的60％～80％；第二矩形锯齿与一级叶轮或二级叶轮的轮毂相对的端面之间的间距等于第一矩形锯齿与内筒相对的端面之间的间距；第一矩形锯齿与第二矩形锯齿侧部之间的间距为d4的1/8～1/5。2.根据权利要求1所述的高效防喘振的二级轴流风机，其特征在于：所述的双输出轴电机为三相异步电机，额定转速为720r/min，额定功率为4KW。3.根据权利要求1所述的高效防喘振的二级轴流风机，其特征在于：所述的导叶为圆弧翼型叶片，导叶的厚度为2～4mm。4.根据权利要求1所述的高效防喘振的二级轴流风机，其特征在于：所述一级叶轮上的叶片是通过等环量孤立翼型法设计的翼型叶片，叶片厚度分布与NACA四位数字翼型厚度分布相同，所受压强沿径向不变，一级叶轮的叶片相对厚度为10％～15％，数量为5～9个，叶顶间隙为叶片高度的1％～2％。5.根据权利要求1所述高效防喘振的二级轴流风机的防喘振方法，其特征在于：该方法具体如下：导流筒的翼型小导流板将漩涡气流搅碎和分解，降低漩涡气流对一级叶轮的叶片产生的前后压差应力，作用在一级叶轮的叶片上的不平衡力也减小；整流环阻隔搅碎后的漩涡气流，避免搅碎后的漩涡气流以超过30°的进气角进入一级叶轮的叶片前缘，消除喘振回流现象对一级叶轮的叶片产生的危害与气流紊乱现象；翼型小导流板和整流环也能降低漩涡气流对二级叶轮的叶片产生的前后压差应力，同时消除喘振回流现象对二级叶轮的叶片产生的危害与气流紊乱现象；一级叶轮或二级叶轮的轮毂与内筒相对的端面之间的迷宫密封结构产生节流效应，起到非接触密封的作用，改善一级叶轮或二级叶轮出口处气流的稳定性，降低气流的泄漏量，减小容积损失，提高效率；迷宫密封结构的内在机理是气