[實(shí)用新型]一種高效前掠型地鐵隧道軸流風(fēng)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520587489.7
• 申請(qǐng)日: 2015-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN204921414U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣洪濤;徐建鋒;方勝良;趙建軍;謝云川;任華江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江上風(fēng)高科專風(fēng)實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): F04D25/08
• 分類號(hào): F04D25/08;F04D29/38
• 代理公司: 杭州裕陽(yáng)專利事務(wù)所(普通合伙) 33221
• 代理人: 應(yīng)圣義

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種軸流風(fēng)機(jī)，特別是涉及一種用于地鐵、隧道通風(fēng)用的高效前掠型地鐵隧道軸流風(fēng)機(jī)。

背景技術(shù)

隨著城市建設(shè)的推進(jìn)，許多大中型城市都推出地鐵項(xiàng)目，同時(shí)，在日益發(fā)展的高等級(jí)公路、高速鐵路的建設(shè)中，都會(huì)出現(xiàn)大量的地下隧道，而地鐵隧道通風(fēng)機(jī)是地下隧道必不可少的組成部分，負(fù)責(zé)對(duì)龐大的地下空間進(jìn)行通風(fēng)換氣。DTF型地鐵隧道軸流風(fēng)機(jī)是最常見的地鐵隧道通風(fēng)機(jī)，與普通軸流式通風(fēng)機(jī)相類似，其通常由風(fēng)筒、葉輪和電機(jī)三大件構(gòu)成，葉輪通常由鋁合金澆鑄的輪轂和若干個(gè)在輪款圓周邊均勻分布的葉片構(gòu)成。通過三維CAD設(shè)計(jì)的葉輪已經(jīng)具有較高的效率，但對(duì)于數(shù)量巨大的地鐵隧道通風(fēng)機(jī)，每提高一個(gè)百分點(diǎn)的效率都會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，為此，很有必要設(shè)計(jì)一種具有更高效率的地鐵隧道軸流風(fēng)機(jī)。

實(shí)用新型內(nèi)容

為克服現(xiàn)有的地鐵隧道軸流風(fēng)機(jī)效率還不夠高的缺陷，本實(shí)用新型旨在通過葉型設(shè)計(jì)、輪轂優(yōu)化等方面著手，來(lái)提供一種具有極高效率的地鐵隧道軸流風(fēng)機(jī)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種高效前掠型地鐵隧道軸流風(fēng)機(jī)，包括一個(gè)風(fēng)筒和置于風(fēng)筒內(nèi)的電機(jī)和葉輪，所述葉輪包括一個(gè)輪轂和沿輪轂圓周面均勻分布的若干個(gè)葉片，所述葉片的前緣尾端上具有一個(gè)前掠尖，所述葉片的葉尖與葉根之間具有一個(gè)扭轉(zhuǎn)的迎角a，a＝5－15度，所述葉片的尾緣厚度為前緣厚度的1/5－1/2，所述葉片的葉根底端具有一個(gè)端彎，所述端彎的弧度與輪轂的圓周面相匹配；所述輪轂的迎風(fēng)端具有一個(gè)呈半球狀的帽錐。

采用了本實(shí)用新型的高效前掠型地鐵隧道軸流風(fēng)機(jī)，通過對(duì)葉片形狀的優(yōu)化設(shè)計(jì)及對(duì)帽錐形狀的改良，具體的說(shuō)是在葉片的葉尖處加設(shè)前掠尖、葉尖與葉根進(jìn)行扭轉(zhuǎn)，葉根處設(shè)置端彎以及半球狀的帽錐，使風(fēng)機(jī)的整體效率大大提高，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的葉片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的葉片俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型的葉片截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1－風(fēng)筒，2－電機(jī)，3－葉輪，4－輪轂，5－葉片，6－前掠尖，8－端彎，9－帽錐，11－葉尖，12－葉根，13－尾緣，14－前緣。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種高效前掠型地鐵隧道軸流風(fēng)機(jī)，包括一個(gè)風(fēng)筒1和置于風(fēng)筒1內(nèi)的電機(jī)2和葉輪3，所述葉輪3包括一個(gè)輪轂4和沿輪轂4圓周面均勻分布的若干個(gè)葉片5，通常葉片5與輪轂4均采用鋁合金壓鑄方式制作，以方便制作出具有良好氣動(dòng)性能的形狀。

如圖2所示，本實(shí)用新型的高效前掠型地鐵隧道軸流風(fēng)機(jī)的創(chuàng)新點(diǎn)主要在于所述葉片5的前緣14尾端上具有一個(gè)前掠尖6，前掠尖6的設(shè)置，可以減小葉尖11局部設(shè)計(jì)迎角，實(shí)現(xiàn)尖部減功。雖然會(huì)犧牲尖部局部做功能力，但也會(huì)降低吸、壓力面的壓差，有效降低葉尖11間隙的泄漏流動(dòng)，降低氣動(dòng)損失,提高風(fēng)機(jī)整體效率,并有效提高風(fēng)機(jī)的工作范圍。提高整體效率，并且有效的降低噪聲。

如圖3所示，本實(shí)用新型的高效前掠型地鐵隧道軸流風(fēng)機(jī)的創(chuàng)新點(diǎn)還在于所述葉片5的葉尖11與葉根12之間具有一個(gè)扭轉(zhuǎn)的迎角a，a＝5－15度，通過迎角a的設(shè)置，可以減小葉尖11局部設(shè)計(jì)迎角，實(shí)現(xiàn)尖部減功。雖然會(huì)犧牲尖部局部做功能力，但也會(huì)降低吸、壓力面的壓差，有效降低葉尖11間隙的泄漏流動(dòng)，并降低氣動(dòng)損失。計(jì)算結(jié)果表明，本設(shè)計(jì)中采用的尖部減功設(shè)計(jì)可以在保證壓升需求的前提下提升效率。迎角a大小的選擇應(yīng)根據(jù)風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，通過計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)。

如圖4所示，本實(shí)用新型的高效前掠型地鐵隧道軸流風(fēng)機(jī)的創(chuàng)新點(diǎn)還在于所述葉片5的尾緣13厚度為前緣14厚度的1/5－1/2，研究表明，葉片尾緣13楔形角對(duì)葉片性能有著巨大的影響。本實(shí)用新型中特別針對(duì)葉片尾緣13進(jìn)行優(yōu)化，通過有意識(shí)的減小楔形角以減小尾緣13，降低葉型損失，經(jīng)實(shí)測(cè)，尾緣13減厚后的風(fēng)機(jī)效率能提高3%以上。

如圖2所示，本實(shí)用新型的高效前掠型地鐵隧道軸流風(fēng)機(jī)的又一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)在于所述葉片5的葉根12底端具有一個(gè)端彎8，所述端彎8的弧度與輪轂4的圓周面相匹配；通過端彎8的設(shè)置，可以降低葉根12部的進(jìn)口迎角，更好的適應(yīng)近端壁區(qū)域邊界層作用下來(lái)流速度降低的流動(dòng)條件。雖然端彎8會(huì)犧牲葉根12部局部做功能力，但也會(huì)降低吸、壓力面的壓差，并會(huì)減弱這一區(qū)域自壓力面向吸力面的遷移，抑制二次流動(dòng)，減弱三維分離。計(jì)算結(jié)果表明，本實(shí)用新型中采用的葉根12部端彎8設(shè)計(jì)可以在保證壓升需求的前提下提升效率3%左右。

如圖1所示，本實(shí)用新型的高效前掠型地鐵隧道軸流風(fēng)機(jī)的又一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)在于所述輪轂4的迎風(fēng)端具有一個(gè)呈半球狀的帽錐9。風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口帽錐9的有無(wú)及帽錐9形狀都會(huì)對(duì)進(jìn)口流場(chǎng)，特別是根部流場(chǎng)產(chǎn)生重大影響。此次設(shè)計(jì)將原有的半橢球（短軸與旋轉(zhuǎn)軸重合）帽錐9更改為半球形帽錐9。若帽錐9處曲率變化過快，有可能導(dǎo)致附近流體過度加速，進(jìn)入平直段時(shí)馬赫數(shù)明顯高于設(shè)計(jì)值，由此引發(fā)根部截面相對(duì)馬赫數(shù)增加，迎角偏離設(shè)計(jì)值，造成效率下降。