一種雙涵道軸流通風機的制作方法

本發明涉及一種風機，尤其是一種雙涵道軸流通風機。

背景技術：

傳統軸流通風機主要由前后網罩、前后導葉、導流罩、葉輪、電機、整流錐、前后管道附件(如集流器、擴散筒)等幾個部件組成。在實際應用場景中，可根據需要進行結構上的簡化，比如電風扇、變壓器冷卻風機等就是典型軸流風機的一些常見簡化形式，軸流通風機通常用在流量要求較高而壓力要求較低的場合，通過葉輪轉動使空氣移動。

軸流通風機是工業生產中提供氣體動力的重要設備，特別是在礦山通風、冶金、石油化工、航空航天、航海、能源和軌道交通等領域廣泛應用。但是，受多種因素影響，通風機的運行效率往往不夠理想，實際消耗電能過大，因此，從節約能源、降低噪聲污染的角度考慮，對軸流風機進行優化在當今社會有著十分重要的現實意義。

Fluent是目前國際上比較流行的商用CFD軟件包，在美國的市場占有率為60％，凡是和流體、熱傳遞和化學反應等有關的工業均可使用。它具有豐富的物理模型、先進的數值方法和強大的前后處理功能，在航空航天、汽車設計、石油天然氣和渦輪機設計等方面都有著廣泛的應用。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種能提升風機性能，特別是在節約能源方面更加突出的雙涵道軸流通風機。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種雙涵道軸流通風機，包括機架、及架設于機架上的風機殼體和電機，該風機殼體為直筒結構，風機殼體包括有進風口、出風口、及位于進風口和出風口之間的內涵道，電機的電機軸位于內涵道內，該電機軸處安裝有葉輪，內涵道的直徑為D，內涵道的長度為L，還包括：

架設于機架上的外殼體，該外殼體為兩端開口的直筒結構，外殼體套設于風機殼體的外側，外殼體兩開口端分別為外進風口和外出風口，外進風口與進風口的位置相對應，外出風口與出風口的位置相對應；

所述外殼體內壁和風機殼體外壁之間為外涵道，外涵道的直徑為X，X＝1.1D～1.5D，外涵道的長度為Y，Y＝0.5L～1.3L；

外殼體內壁和風機殼體外壁間不相接觸，外殼體的中軸線與風機殼體的中軸線相互重合或平行。

本發明的有益效果是：通過Fluent軟件發現，在傳統軸流通風機的外側假設外殼體，在內涵道外形成與之相配合的外涵道，結果在內涵道處未發現的渦流，相對傳統軸流通風機而言，減少了能量損失，提高出氣口處的風壓，在一定程度上節約了能源，使得軸流通風機的性能得到提升。

優選設置為，外涵道的直徑X＝1.2D；外涵道的長度Y為1.1L，外出風口所在平面與出風口所在平面為同一平面；外殼體的中軸線與風機殼體的中軸線相互重合。

進一步優選設置為，外殼體處外進風口所在開口端呈朝外擴展的喇叭形狀，該朝外擴展的角度與外殼體中軸線成10～60°夾角設置。

另一種優選設置為，所述外殼體的中軸線與風機殼體的中軸線相互平行，兩中軸線間的偏移距離為0.1D～0.2D。

其中，外涵道的直徑X＝1.2D；外涵道的長度Y為1.1L，外出風口所在平面與出風口所在平面為同一平面。

為了固定外殼體，同時避免對外涵道產生氣流的干擾，故內涵道處設有內連接件，該內連接件與風機殼體內壁固定連接，且內連接件上開設有供電機軸穿設用的軸孔；所述外殼體的周壁處固定有外連接件，該外連接件與機架固定連接。

附圖說明

圖1為傳統軸流軸流通風機的剖視圖。

圖2為本發明實施例一的剖視圖。

圖3為本發明實施例二的剖視圖。

圖4為本發明實施例三的剖視圖。

圖5為傳統軸流軸流通風機的速度溜線圖。

圖6為本發明實施例一的速度溜線圖。

圖7為本發明實施例二的速度溜線圖。

圖8為本發明實施例三的速度溜線圖。

具體實施方式

圖1為傳統軸流軸流通風機的剖視圖；圖5為傳統軸流軸流通風機的速度溜線圖。下面結合附圖對本發明作進一步描述：

實施例一：長雙涵道軸流通風機，如圖2、6所示，本實施例包括機架(未畫出)、及架設于機架上的風機殼體1和電機2，該風機殼體1為直筒結構，風機殼體1包括有進風口11、出風口12、及位于進風口11和出風口12之間的內涵道13，電機2的電機軸位于內涵道13內，該電機軸處安裝有葉輪3，內涵道13的直徑為D(D＝120mm，下同)，內涵道13的長度為L(L＝52mm，下同)。本實施例中，轉子輪輞直徑為52mm，葉片高度為34mm(垂直于電機軸軸線的長度)，尾椎直徑為52mm，尾椎長度為105mm。機架上還架設有外殼體4，該外殼體4為兩端開口的直筒結構，外殼體4套設于風機殼體1的外側，外殼體4兩開口端分別為外進風口41和外出風口42，外進風口41與進風口11的位置相對應，外出風口42與出風口12的位置相對應。外殼體4內壁和風機殼體1外壁之間為外涵道43，外涵道43的直徑為X，X＝1.2D，外涵道43的長度為Y，Y＝1.1L，外出風口所在平面與出風口所在平面為同一平面。外殼體內壁和風機殼體外壁間不相接觸，外殼體4的中軸線與風機殼體1的中軸線相互重合，即同軸設置。其中，外殼體4處外進風口41所在開口端呈朝外擴展的喇叭形狀，該朝外擴展的角度與外殼體4中軸線成30°夾角設置。為了固定外殼體4，同時避免對外涵道43產生氣流的干擾，故內涵道13處設有內連接件(為桿狀，且未畫出)，該內連接件與風機殼體1內壁固定連接，且內連接件上開設有供電機軸穿設用的軸孔。外殼體4的周壁處固定有外連接件，該外連接件與機架固定連接。

通過Fluent軟件可以發現，當外進氣口41處氣流速度為10m/s時，圖1中出現了渦，存在能量損失；而本實施例中，未出現渦。此處，渦的產生將會造成涵道內空氣的在一定點行程漩渦，而該漩渦對于風機2而言不做功，屬于能量的損耗，會影響本實施例的工作效率。因此，通過外涵道43的設計，能提高各出氣口處的風壓，在一定程度上節約了能源，使得軸流通風機的性能得到提升。

實施例二：短雙涵道軸流通風機，如圖3、7所示，與實施例一的區別僅在于Y＝0.6L，外涵道43的外出風口42所在平面垂直于風機殼體1的中軸線、且位于風機殼體1長度的中央位置。外涵道43的直徑X＝1.2D；外涵道43的長度Y為1.1L。

通過Fluent軟件可以發現，當外進氣口41處氣流速度為10m/s時，本實施例中，未出現渦。

實施例三：偏心雙涵道軸流通風機，如圖4、8所示，與實施例二的區別僅在于外殼體4的中軸線與與風機殼體1的中軸線相互平行，兩中軸線間的偏移距離為0.1D。外涵道43的直徑X＝1.2D；外涵道43的長度Y為1.1L。

通過Fluent軟件可以發現，當外進氣口41處氣流速度為10m/s時，本實施例中，未出現渦。

特別指出的，本實施例一至三中，外進氣口41處氣流速度應該低于20m/s；若超過此速度，則內涵道13處還是會產生渦，影響效率。

同時，傳統軸流軸流通風機、長雙涵道軸流通風機、短雙涵道軸流通風機以及偏心雙涵道軸流通風機在進口速度為10m/s時，通過Fluent軟件觀察出風口12和外出風口42處的靜壓云圖，可發現四種風機模型的中心均存在對稱條形低壓區，其中傳統軸流通風機和偏心雙涵道軸流通風機比較明顯，而長雙涵道軸流通風機和短雙涵道軸流通風機的低壓區呈現的不太明顯。在內涵道13處存在高壓區，而傳統軸流通風機和偏心雙涵道軸流通風機的較小,長雙涵道軸流通風機和短雙涵道軸流通風機處則較明顯。

當進口速度為20m/s時，長雙涵道軸流通風機的低壓區最小，傳統軸流通風機、短雙涵道軸流通風機以及偏心雙涵道軸流通風機的低壓區大小相近。而內涵道13處高壓區，偏心雙涵道軸流通風機效果不明顯，其他三種模型比較相似。

綜上發現，傳統軸流通風機、長雙涵道軸流通風機、短雙涵道軸流通風機以及偏心雙涵道軸流通風機四種風機模型的壓力隨著流量的增加逐漸減小。但在同一流量下，長雙涵道軸流通風機、短雙涵道軸流通風機以及偏心雙涵道軸流通風機的總壓都要比傳統軸流風機的壓力大。當流量小于0.11kg/s時，在流量相同的工況下，長雙涵道通風機的壓力最大。各個風機模型的效率都是先隨著流量的增大先變大，到達最大值后，隨著流量的增加，效率開始逐漸減小。四種風機模型在Q＝0.11kg/s的工況時，其效率達到最大值。因此，在同一流量工況下，雙涵道風機的效率高于傳統軸流風機，其中長雙涵道風機的效率最高。