[發明專利]節能型礦井主通風機擴散器

無效

• 申請號: 200710035865.1
• 申請日: 2007-09-30
• 公開（公告）號: CN101135323A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 陳世強;王海橋;馮濤;劉德順;劉何清;劉榮華
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: F04D29/54
• 分類號: F04D29/54
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明屬于礦井通風技術領域，具體涉及一種礦井主通風機擴散器。

背景技術

目前的礦井主通風機擴散器主要有直立式擴散器、60度傾斜擴散器、45度傾斜改進型擴散器、傳統流線型擴散器等幾種形式。這幾種形式的礦井主通風機擴散器主要存在兩個方面的問題：一方面是擴散器內部渦流區過大，增加了擴散器的結構阻力，降低了主通風機可回收動能值；另一方面在擴散器出口斷面的內側存在反吸風現象，比如60度傾斜擴散器在出風斷面上約有1/3的吸風區，這樣就相對減少了擴散器的出風斷面，同時反向吸入的空氣增大了有效出風斷面的風速，出口動能損失大，降低了擴散器的能量回收效率，甚至增加了主通風機的能量消耗。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的上述缺陷，提供一種其結構形狀基于流函數設計、能避免擴散器內產生渦流而帶來的能量損失、消除擴散器出口吸風區從而提高礦井主通風機運行效率的節能型礦井主通風機擴散器。

本發明是通過如下的技術方案來實現上述目的的：該節能型礦井主通風機擴散器，是一個截面為方形的套筒狀構件，其前后兩面為平面，其上表面由內輪廓引線平面、流線型內輪廓線曲面及內輪廓延長線平面組成，其下表面由外輪廓引線平面、流線型外輪廓線曲面及外輪廓延長線平面組成；其左端是入口斷面，并與水平面垂直；其右端是出口斷面，并與水平面平行；出口斷面面積大于入口斷面面積；并且該擴散器的結構形狀具有如下特點：

其一，該擴散器的流線型外輪廓線與外輪廓引線和外輪廓延長線均相切，且流線型外輪廓線滿足如下方程式：

式中，θ的取值范圍是7π/25～8π/9，y₁表示流線型外輪廓線坐標函數，d₁表示流線型外輪廓線投影的擴散器高度，k(θ)為非均勻直線流修正系數；

其二，該擴散器的流線型內輪廓線與內輪廓引線和內輪廓延長線均相切，且流線型內輪廓線滿足如下方程式：

式中：θ的取值范圍是7π/25～36π/37，y₂表示流線型內輪廓線坐標函數，d₂表示流線型內輪廓線投影的擴散器高度，k(θ)為非均勻直線流修正系數；

其三，該擴散器的內輪廓延長線和外輪廓延長線的長度滿足如下條件：使所形成的擴散器的出口斷面面積與入口斷面面積之比為2.361。

上述發明的礦井主通風機擴散器，因其具有合理的內、外流線型輪廓線，合理的內、外輪廓延長線長度以及合理的出口斷面面積與入口斷面面積的比值即斷面擴大系數，能消除擴散器內部的渦流，降低擴散器的結構阻力，并能在6m/s～33m/s入口額定風機風速范圍內不出現出口斷面反吸風現象，能保持較高的能量回收效率，能高效地把礦井主通風機的出口動能轉化可利用的風機靜壓能，實現礦井主通風機的節能降耗運行。

附圖說明

圖1是本發明的擴散器的結構示意圖；

圖2是本發明的擴散器與礦井主通風機的安裝主視圖；

圖3是擴散器的內、外流線型輪廓線的生成示意圖；

圖4是本發明的擴散器和現有的三種擴散器在額定入口風速為6m/s時的擴散器出口斷面風速分布曲線圖；

圖5是本發明的擴散器和現有的三種擴散器在額定入口風速為8m/s時的擴散器出口斷面風速分布曲線圖；

圖6是本發明的擴散器和現有的三種擴散器在額定入口風速為20m/s時的擴散器出口斷面風速分布曲線圖；

圖7是本發明的擴散器和現有的三種擴散器在額定入口風速為28m/s時的擴散器出口斷面風速分布曲線圖；

圖8是本發明的擴散器和現有的三種擴散器的擴散效率與入口風速的關系曲線圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的描述。

參見圖1，本發明的擴散器是一個截面為方形的套筒狀構件，其前后兩面為平面，其上表面由內輪廓引線平面、流線型內輪廓線曲面及內輪廓延長線平面組成，其下表面由外輪廓引線平面、流線型外輪廓線曲面及外輪廓延長線平面組成；其左端是入口斷面7，并與水平面垂直；其右端是出口斷面8，并與水平面平行；出口斷面面積大于入口斷面面積。從圖中可見，外輪廓引線1、流線型外輪廓線2和外輪廓延長線3分別構成了外輪廓引線平面、流線型外輪廓線曲面和外輪廓延長線平面；同樣，內輪廓引線4、流線型內輪廓線5和內輪廓延長線6分別構成了內輪廓引線平面、流線型內輪廓線曲面和內輪廓延長線平面。參見圖2，本擴散器的入口處通過一個截面圓變方的構件9連接到主通風機10的出風口上。