專利名稱：徑流式通風機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通風與空氣調(diào)節(jié)以及關(guān)于氣體輸送的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是涉及一種徑流式通風設備。
本發(fā)明最適用于雙吸式徑流通風機，這種通風機用在民用和工業(yè)建筑與結(jié)構(gòu)，計算機中心、劇場、影院、地下鐵道、火車站等公共場所，以及運輸工具、畜舍通風系統(tǒng)、各種生產(chǎn)設備的通風等多種應用領(lǐng)域進行通風與空氣調(diào)節(jié)時的送風與排風工作。
現(xiàn)代的徑流通風機包括帶有進風口與排風口的蝸殼。蝸殼中裝有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由軸與園盤組成，后者兩側(cè)表面的園周上固定有葉片，形成了兩個轉(zhuǎn)子內(nèi)腔。蝸殼中包括螺線部分與擴散部分。在蝸殼的螺線部分與擴散部分之連接部，轉(zhuǎn)子與蝸殼具有最小間隙處有一稱作“蝸殼喉部”的部分。
徑流通風機以下述方式工作當轉(zhuǎn)子被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子內(nèi)腔的空氣被排出。由于上述排氣作用空氣就經(jīng)過蝸殼的吸氣口進入轉(zhuǎn)子內(nèi)腔并被葉片兜住。借助氣流與葉片的相互作用，將機械能傳遞給氣體。這一相互作用的結(jié)果產(chǎn)生了風壓壓頭。流出轉(zhuǎn)子的氣體被蝸殼收攏再經(jīng)排風口送往用戶，在單位時間內(nèi)被徑流通風機送出的氣體量稱為排風量。風壓與排風量是徑流通風機的氣動力參數(shù)。
眾所周知，排風量與風壓的大小在徑流通風機中取決于蝸殼喉部與相鄰近的轉(zhuǎn)子葉片排氣外緣之間的間隙大小。如該間隙值減小，排風量與風壓即增大。這是由于大的間隙(正如眾所周知的，間隙量大于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線與葉片排氣外緣距離的0.2倍時)將有很大一部分位于轉(zhuǎn)子外部的氣體并不立刻流向蝸殼的排風口，而是流過該間隙，在蝸殼內(nèi)環(huán)繞轉(zhuǎn)子流動，此時由于氣體與殼體磨擦和在殼體內(nèi)改變運行方向而存在能量損耗。如果間隙量減小，則通過該間隙的氣體量亦相應減小，立刻送往蝸殼排風口的氣體量就增加，即增大了徑流通風機的排風量與風壓。此外，在通風機工作時，伴隨有對生物機體產(chǎn)生有害作用的氣動力特性噪聲。徑流通風機的噪聲總強度是它的聲學特性。在間隙值大的時候，總的噪聲強度取決于渦流噪聲，后者是由通風機中氣體流過任何部件時產(chǎn)生的，其頻率范圍很寬。在間隙值小時，噪聲強度取決于汽笛噪聲，后者強度超出渦流噪聲強度達10～15分貝。汽笛噪聲的生成與下述因素有關(guān)，即氣體流過葉片時在葉片后形成氣動力尾跡。氣動力尾跡在轉(zhuǎn)子葉片外端處與蝸殼喉部產(chǎn)生不穩(wěn)定的相互作用形成了汽笛噪聲源。其中汽笛噪聲表現(xiàn)為由下述方程式確定的葉片頻率的函數(shù)f＝ (n·z)/60 (赫芝)其中n-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，即轉(zhuǎn)子的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù);
z-徑流通風機的葉片數(shù)。
故考慮噪聲對生物機體的有害影響而使徑流通風機具有大的徑向間隙，此時總噪聲強度取決于渦流噪聲，但這樣的徑流通風機的排風量與風壓值不大。
已知的這種徑流通風機(GB-A-2123893)包括帶喉部及兩個進風口與一個排風口的蝸殼，在殼體內(nèi)的由軸與園盤組成的轉(zhuǎn)子，園盤兩側(cè)面的園周上固定有葉片，后者構(gòu)成了兩個轉(zhuǎn)子內(nèi)腔并形成喉部與相鄰近的葉片排氣外緣之間的間隙，兩個以懸臂形式固定在殼體上的擋板，其自由端位于轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中。
這種徑流通風機中，位于蝸殼喉部與相鄰近的葉片排氣外緣的每一個間隙值都大于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線與葉片排氣外緣距離的0.2倍。所以這種通風機的排風量與風壓不高，而噪聲總強度取決于渦流噪聲。這種結(jié)構(gòu)的徑流通風機具有兩塊擋板，其自由端位于通風機的轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中，各擋板的自由端為位于通過轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸與蝸殼的喉部的平面內(nèi)的平板。擋板的自由端降低了徑流通風機轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中各股氣流的渦動強度。這就使得，首先由于減少了徑流通風機轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中形成的渦流能量損耗，使得通風機的風壓與排風量有不多的增加;其次，由于徑流通風機的轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中渦流噪聲的下降而導致該通風機總噪聲水平的下降程度也不多。在轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中的渦流噪聲的降低與其中氣流渦流運動強度的降低有關(guān)。但上述的徑流通風機的結(jié)構(gòu)畢竟不能保證得到高的風壓與排風量，這是因為在轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中氣流的渦動強度小，因此所降低的由于形成渦流而造成的能量損失也不大。此外，甚至不能使徑流通風機的總的噪聲強度得到實質(zhì)上的降低，首先是因為氣體流過轉(zhuǎn)子葉片所產(chǎn)生的渦動的渦流噪聲相比，轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中產(chǎn)生的渦流噪聲在徑流通風機的總噪聲量中所占的份額是不大的;其次，由于在擋板后面出現(xiàn)的氣動力尾跡與轉(zhuǎn)子葉片進氣內(nèi)緣間的不穩(wěn)定的相互作用也導致葉片的頻率處的徑流通風機的總噪聲強度的增加。
在本發(fā)明的基礎(chǔ)上提出任務是要創(chuàng)造一種徑流通風機，蝸殼喉部與相鄰近的葉片排氣外緣之間的間隙與擋板的自由端相對于蝸殼喉部的位置可使通過上述間隙繞轉(zhuǎn)子的氣體的流量減少并同時消除轉(zhuǎn)子葉片后面的氣動力尾跡與蝸殼的喉部間不穩(wěn)定的相互作用，以改善其氣動力與聲學參數(shù)。
該項任務是這樣完成的在徑流通風機中包括有喉部、兩個進風口與一個排風口的蝸殼;在殼體內(nèi)部由軸與園盤組成的轉(zhuǎn)子，在園盤各側(cè)面的園周上固定有葉片，葉片構(gòu)成了兩個轉(zhuǎn)子內(nèi)腔并形成喉部與相鄰近的葉片排氣外緣之間的間隙;兩個懸臂地固定在殼體上的擋板，按照本發(fā)明其自由端位于轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中，并具有相對于喉部在轉(zhuǎn)子旋向的反方向上的位移量;而喉部與相鄰近的葉片排氣外緣的間隙為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線與葉片排氣外緣間距離的0.03至0.2倍。
在這種徑流通風機中采用位于喉部與相鄰近的葉片排氣外緣間的間隙為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線與葉片排氣外緣間距離的0.03至0.2倍保證了徑流通風機排氣量與風壓的提高，這是因為在流向用戶前先通過上述間隙而在蝸殼內(nèi)腔繞轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，由于在其中與殼體摩擦并不斷改變方向而造成的能量損失的那部分氣體量減少了。此時所產(chǎn)生的決定著徑流通風機總噪聲強度的汽笛噪聲和在轉(zhuǎn)子葉片后面的氣動力尾跡與蝸殼的喉部產(chǎn)生不穩(wěn)定的相互作用都被所安裝的擋板自由端減弱了。擋板自由端能降低噪聲總強度是由于氣體流過每個擋板的自由端在其后面都生成氣動力尾跡，在這一區(qū)域氣體流速低于該區(qū)域之外的氣體流速。因為每個擋板相對于喉部固定，故該擋板的自由端后方的氣動力尾跡與蝸殼的喉部的相互作用具有穩(wěn)定的特性。當每一塊葉片進入擋板自由端的氣動力尾跡區(qū)時，在葉片后面的氣動力尾跡由于在該氣體流過葉片處的速度下降而明顯衰退。由此而消除了造成了汽笛噪聲的在轉(zhuǎn)子葉片后面的氣動力尾跡與蝸殼的喉部之間的不穩(wěn)定的相互作用。應當了解，按氣體遠離葉片的程度，氣體流過葉片時氣動力尾跡的衰退程度而增大。
相對于蝸殼喉部有與轉(zhuǎn)子旋向的反方向位移的每個擋板的自由端安裝位置，應使得在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中，擋板自由端后面的氣動力尾跡被轉(zhuǎn)子推向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向。所以為了使在擋板后面氣動力尾跡與蝸殼喉部對準，必須按上述方式安裝。
當喉部與鄰近的葉片排氣外緣之間的間隙做成小于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線與葉片排氣外緣之間距離的0.03倍時，再度會產(chǎn)生汽笛噪聲，因為喉部又重新進入了在安裝擋板后仍存留有的轉(zhuǎn)子葉片后面氣動力尾跡區(qū)。
而當間隙大于0.2時風壓與排風量的值將下降，這是因為下述部分的氣流增加了這部分氣體不是立即被導向蝸殼的排氣口，而是穿過上述間隙后環(huán)繞轉(zhuǎn)子在蝸殼內(nèi)流動與殼體摩擦并在其中變換流向而造成能量損失。
如果徑流通風機的驅(qū)動裝置在靠近蝸殼的某一進風口的位置，則按照本發(fā)明，鄰近驅(qū)動機構(gòu)的擋板的自由端安裝成相對于另一擋板自由端在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的反方向上有位移量。
擋板的這種安裝方法使得擋板自由端后面的每條氣動力尾跡與蝸殼的喉部必然重合。一個擋板自由端相對另一擋板自由端彼此具有相對位移與通過相應的轉(zhuǎn)子內(nèi)腔的排風量不同有關(guān)。這種差別的造成是由于驅(qū)動機構(gòu)安裝兩在進風口之一的緣故。人所共知，較低的排風量對應于氣流離開轉(zhuǎn)子的較小的排氣角度，該角度為氣流的絕對速度矢量相對于轉(zhuǎn)子的園周速度矢量的夾角，并且還影響在擋板自由端后方由轉(zhuǎn)子排出的氣動力尾跡與蝸殼的喉部間的距離。氣流從轉(zhuǎn)子的排放角度越小，上述距離越大，而隨之擋板自由端相對于蝸殼的喉部的位移值也就越大。可見為了使擋板自由端后面各氣動力尾跡與蝸殼喉部重疊必須使鄰近驅(qū)動機構(gòu)的擋板的自由端的位移大于另一個擋板的位移。
下面參照附圖對本發(fā)明的徑流通風機作詳細說明，其中

圖1為本發(fā)明的徑流通風機的整體縱剖面圖，圖2為圖1的Ⅱ-Ⅱ剖面，圖3為圖1的Ⅲ-Ⅲ剖面，圖4為本發(fā)明的徑流通風機的另一實施方案的整體縱剖面圖，圖5為圖4的Ⅴ-Ⅴ局部剖去的剖面圖，圖6為圖4的Ⅵ-Ⅵ剖面。
下面是徑流通風機的一種實施方案，包括蝸殼1(圖1)，其上帶有喉部2(圖2)，蝸殼上開有兩個進風口3(圖1)、4與一個排風口5(圖2)。蝸殼1內(nèi)有由軸7與園盤8組成的轉(zhuǎn)子6;園盤8的一個側(cè)面9上固定有葉片10，形成轉(zhuǎn)子內(nèi)腔11及蝸殼1的喉部2與相鄰的葉片10的排氣外緣12之間的間隙σ1;在園盤8的另一側(cè)表面13(圖1)上固定有葉片14，形成另一個轉(zhuǎn)子內(nèi)腔15(圖3)以及蝸殼1的喉部2與相鄰近的葉片14的排氣外緣16之間的間隙σ2。轉(zhuǎn)子6由在遠離進風口4處安裝的電動機(圖中未示)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。在殼1上固定有兩塊懸臂式擋板17(圖1)、18。擋板17的自由端19位于轉(zhuǎn)子內(nèi)腔11中并沿與箭頭A所指的轉(zhuǎn)子旋向的反方向位移α1(圖2)。擋板18的自由端20(圖1)位于轉(zhuǎn)子內(nèi)腔15中并沿與箭頭A所指示的轉(zhuǎn)子6的旋向相反的方向位移α2(圖3)。在所見方案中位移量α1與α2是等值的。喉部2與相鄰近的葉片10、14的排氣外緣12、16之間的間隙σ1與σ2為轉(zhuǎn)子6的轉(zhuǎn)動軸線O1-O1與葉片10的外緣12間的距離R1(圖2)的0.03至0.2倍。
上述發(fā)明的實施方案僅作為舉例之用而對本發(fā)明不起限制作用，還可能存在另外的不偏離專利要求所確定實質(zhì)與范圍的本發(fā)明的實施方案。另一個本發(fā)明實施方案的徑流通風機包括帶有喉部22(圖5)的蝸殼21(圖4)。在蝸殼21上開有兩個進風口23(圖4)、24及一個排風口25(圖5)。在蝸殼21中裝置由軸27與園盤28組成的轉(zhuǎn)子26(圖4)、園盤28的側(cè)面29上沿園周固定有葉片30形成轉(zhuǎn)子內(nèi)腔31(圖5)以及蝸殼21上的喉部22與相鄰的葉片30的排氣外緣32之間的間隙σ3。在園盤28的另一個側(cè)面33上(圖4)固定有葉片34形成另一個轉(zhuǎn)子內(nèi)腔35(圖6)以及蝸殼21上的喉部22與相鄰近的葉片34的排氣外緣36之間的間隙。轉(zhuǎn)子26由電動機37驅(qū)動旋轉(zhuǎn)(圖4)，后者安裝在靠近進風口23或24的位置上，在本例中靠近進風口24。在殼21上懸臂地固定兩塊擋板38、39。擋板38的自由端40(圖5)位于轉(zhuǎn)子內(nèi)腔31中并具有與箭頭B所指方向的反方向的相對于喉部22的位移α3。擋板39的自由端41(圖6)位于轉(zhuǎn)子內(nèi)腔35中并具有與箭頭B所指示的轉(zhuǎn)子26的旋向反方向的位移α4?？拷鼈鲃友b置37安裝的擋板39的自由端41具有相對于另一個擋板38的自由端40沿箭頭β指示的轉(zhuǎn)子26的旋向的反方向的位移B(圖5)。喉部22與相鄰近的葉片30、34的排氣外緣32、36之間的間隙σ3與σ4為轉(zhuǎn)子26的轉(zhuǎn)動軸線O2-O2與葉片30的排氣外緣32之間的距離R2的0.03至0.2倍。
上述第一方案的徑流通風機以下列方式運行當設置于蝸殼1中的轉(zhuǎn)子6以箭頭A所指示的方向被驅(qū)動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，氣體如箭頭C1、C2所示沿軸向經(jīng)蝸殼1的進風口3、4被吸入相應的轉(zhuǎn)子內(nèi)腔11、15，由于葉片的轉(zhuǎn)動，在葉片10、14近旁產(chǎn)生的負壓作用下氣體的運動方向由軸向變換成為徑向后這兩股氣流被送向轉(zhuǎn)子6的葉片10、14。由于氣體流過擋板17、18的自由端19、20在其后面均形成氣動力尾跡。當氣體通過轉(zhuǎn)子6時，接受了由傳動裝置依次經(jīng)軸7、園盤8與葉片10、14傳給氣體的能量。在通過轉(zhuǎn)子6時，由擋板17、18的自由端19、20形成的氣動力尾跡，被帶到箭頭A所示的轉(zhuǎn)子旋向并流向蝸殼1的喉部2。兩股氣流在轉(zhuǎn)子后面被蝸殼1聚攏并通過排氣口5按箭頭D所指示的方向送至用戶。這時，在被提供給用戶之前兩股氣流中各有一部分分別相應地流入并穿過位于喉部2與葉片10或14的排氣外緣12或16之間的間隙σ1或σ2并在蝸殼1內(nèi)形成環(huán)繞轉(zhuǎn)子6的園形環(huán)流。擋板17、18的自由端19、20后面與蝸殼1的喉部2穩(wěn)定地相互作用的氣動力尾跡消除了在轉(zhuǎn)子6的葉片10、14后的氣動力尾跡與喉部2的不穩(wěn)定相互作用，從而保證了汽笛噪聲強度減小。
所述的本發(fā)明的第二實施方案的徑流通風機的工作方式與所述的本發(fā)明的第一實施方案的徑流通風機9相同。
下面給出徑流通風機實施例匯總表1，其中R1-轉(zhuǎn)子6的旋轉(zhuǎn)軸線O1-O1與葉片10的排氣外緣12間的距離。
σ1-喉部2與相鄰近的葉片10的排氣外緣12間的間隙。
σ2-喉部2與相鄰近的葉片14的排氣外緣16間的間隙。
Gmax-最大排風量。
H1-最大排風量Gmax時在徑流通風機出口處的總風壓。
Lf-葉片頻率的噪聲強度，在徑流通風機出口處氣流中測定。
Ls-在徑流通風機出口處氣流中測定的噪聲總強度。
徑流通風機中葉片10、14數(shù)為72塊，園盤8的側(cè)面9與13上各有36塊。
表1參量 R1(σ1)/(R1) ＝ (σ2)/(R2) Gmax H1Lf Ls序數(shù)毫米－千克／秒 帕 分貝 分貝1 92.5 0.050.76 4207576.52″0.190.69 3807576.53″0.050.75 41074764″0.190.69 38071735″0.190.69 3807172.56″0.050.75 42074767″0.050.76 42074768″0.190.73907384.59″0.190.7390737510 ″0.050.75 4207475.511 ″0.050.76 420757712 ″0.190.73907375在上述范圍內(nèi)制作蝸殼喉部與相鄰近的葉片排氣外緣之間的間隙及將擋板在轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中按上述形式配置可使徑流通風機的氣動力參數(shù)得到提高，同時通過把汽笛噪聲的強度降至渦流噪聲的強度水平來改良其聲學參數(shù)，還可同時縮小徑流通風機的外形尺寸。
權(quán)利要求
1.徑流通風機，包括帶有喉部(2、22)、兩個進風口(3、4、23、24)與一個排風口(5、25)的蝸殼(1、21)；安裝在殼(1、21)內(nèi)并由軸(7、27)與園盤(8、28)組成的轉(zhuǎn)子(6、26)；轉(zhuǎn)子側(cè)表面(9、13、29、33)的園周上固定有葉片(10、14、30、34)，該葉片構(gòu)成了轉(zhuǎn)子內(nèi)腔(11、15、31、35)并形成喉部(2、22)與相鄰近的葉片(10、14、30、34)的排氣外緣(12、16、32、36)之間的間隙(σ1、σ2、σ3、σ4)；兩個以懸臂形式固定在殼體(1、21)上的擋板(17、18、38、39)的自由端(19、20、40、41)位于轉(zhuǎn)子內(nèi)腔(11、15、31、35)中，其特征為擋板(17、18、38、39)的自由端(19、20、40、41)安裝成具有相對于喉部(2、22)向轉(zhuǎn)子(6、26)的旋轉(zhuǎn)方向的反方向位移(α1、α2、α3、α4)，而喉部(2、22)與相鄰近的葉片(10、14、30、34)的排氣外緣(12、16、32、36)的間隙(σ1、σ2、σ3、σ4)范圍為轉(zhuǎn)子(6、26)的旋轉(zhuǎn)軸線(o1-o1，o2-o2)與葉片(10、30)的排氣外緣(12、32)的距離(R1、R2)的0.03至0.2倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的徑流通風機，其驅(qū)動機構(gòu)(37)裝置在靠近蝸殼(21)的進風口(23、24)中之一的地方，其特征在于鄰近驅(qū)動機構(gòu)(37)的擋板(39)的自由端(41)安裝成具有相對于另一個擋板(38)的自由端(40)向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向的反方向位移(β)。
全文摘要
本發(fā)明為一徑流通風機，包括帶有喉部進風口與排風口的蝸殼；安裝于蝸殼的轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子由軸與圓盤構(gòu)成；在圓盤側(cè)面的圓周上固定有葉片并由此形成轉(zhuǎn)子內(nèi)腔。在蝸殼上以懸臂形式固定有擋板，擋板的自由端位于轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中，相對于喉部在轉(zhuǎn)子旋向相反的方向存在位移。喉部與相鄰近的葉片的排氣外緣的間隙寬度為轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸與葉片排氣外緣間的距離的0.03至0.2倍。
文檔編號F04D29/28GK1042590SQ8810788
公開日1990年5月30日 申請日期1988年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月5日
發(fā)明者伊高·弗拉基米諾維奇·埃弗梯夫, 阿納托列·弗拉基米諾維奇·帕戴爾金 申請人:巴特里沙·盧蒙巴人民友好大學