本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)機(jī)，尤其是一種雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)軸流通風(fēng)機(jī)主要由前后網(wǎng)罩、前后導(dǎo)葉、導(dǎo)流罩、葉輪、電機(jī)、整流錐、前后管道附件(如集流器、擴(kuò)散筒)等幾個(gè)部件組成。在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，可根據(jù)需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的簡(jiǎn)化，比如電風(fēng)扇、變壓器冷卻風(fēng)機(jī)等就是典型軸流風(fēng)機(jī)的一些常見簡(jiǎn)化形式，軸流通風(fēng)機(jī)通常用在流量要求較高而壓力要求較低的場(chǎng)合，通過(guò)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)使空氣移動(dòng)。

軸流通風(fēng)機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中提供氣體動(dòng)力的重要設(shè)備，特別是在礦山通風(fēng)、冶金、石油化工、航空航天、航海、能源和軌道交通等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但是，受多種因素影響，通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率往往不夠理想，實(shí)際消耗電能過(guò)大，因此，從節(jié)約能源、降低噪聲污染的角度考慮，對(duì)軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化在當(dāng)今社會(huì)有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

Fluent是目前國(guó)際上比較流行的商用CFD軟件包，在美國(guó)的市場(chǎng)占有率為60％，凡是和流體、熱傳遞和化學(xué)反應(yīng)等有關(guān)的工業(yè)均可使用。它具有豐富的物理模型、先進(jìn)的數(shù)值方法和強(qiáng)大的前后處理功能，在航空航天、汽車設(shè)計(jì)、石油天然氣和渦輪機(jī)設(shè)計(jì)等方面都有著廣泛的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種能提升風(fēng)機(jī)性能，特別是在節(jié)約能源方面更加突出的雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)，包括機(jī)架、及架設(shè)于機(jī)架上的風(fēng)機(jī)殼體和電機(jī)，該風(fēng)機(jī)殼體為直筒結(jié)構(gòu)，風(fēng)機(jī)殼體包括有進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口、及位于進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口之間的內(nèi)涵道，電機(jī)的電機(jī)軸位于內(nèi)涵道內(nèi)，該電機(jī)軸處安裝有葉輪，內(nèi)涵道的直徑為D，內(nèi)涵道的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，還包括：

架設(shè)于機(jī)架上的外殼體，該外殼體為兩端開口的直筒結(jié)構(gòu)，外殼體套設(shè)于風(fēng)機(jī)殼體的外側(cè)，外殼體兩開口端分別為外進(jìn)風(fēng)口和外出風(fēng)口，外進(jìn)風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口的位置相對(duì)應(yīng)，外出風(fēng)口與出風(fēng)口的位置相對(duì)應(yīng)；

所述外殼體內(nèi)壁和風(fēng)機(jī)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(zhǎng)度為Y，Y＝0.5L～1.3L；

外殼體內(nèi)壁和風(fēng)機(jī)殼體外壁間不相接觸，外殼體的中軸線與風(fēng)機(jī)殼體的中軸線相互重合或平行。

本實(shí)用新型的有益效果是：通過(guò)Fluent軟件發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)軸流通風(fēng)機(jī)的外側(cè)假設(shè)外殼體，在內(nèi)涵道外形成與之相配合的外涵道，結(jié)果在內(nèi)涵道處未發(fā)現(xiàn)的渦流，相對(duì)傳統(tǒng)軸流通風(fēng)機(jī)而言，減少了能量損失，提高出氣口處的風(fēng)壓，在一定程度上節(jié)約了能源，使得軸流通風(fēng)機(jī)的性能得到提升。

優(yōu)選設(shè)置為，外涵道的直徑X＝1.2D；外涵道的長(zhǎng)度Y為1.1L，外出風(fēng)口所在平面與出風(fēng)口所在平面為同一平面；外殼體的中軸線與風(fēng)機(jī)殼體的中軸線相互重合。

進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)置為，外殼體處外進(jìn)風(fēng)口所在開口端呈朝外擴(kuò)展的喇叭形狀，該朝外擴(kuò)展的角度與外殼體中軸線成10～60°夾角設(shè)置。

另一種優(yōu)選設(shè)置為，所述外殼體的中軸線與風(fēng)機(jī)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(zhǎng)度Y為1.1L，外出風(fēng)口所在平面與出風(fēng)口所在平面為同一平面。

為了固定外殼體，同時(shí)避免對(duì)外涵道產(chǎn)生氣流的干擾，故內(nèi)涵道處設(shè)有內(nèi)連接件，該內(nèi)連接件與風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)壁固定連接，且內(nèi)連接件上開設(shè)有供電機(jī)軸穿設(shè)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(jī)架固定連接。

附圖說(shuō)明

圖1為傳統(tǒng)軸流軸流通風(fēng)機(jī)的剖視圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的剖視圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二的剖視圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例三的剖視圖。

圖5為傳統(tǒng)軸流軸流通風(fēng)機(jī)的速度溜線圖。

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例一的速度溜線圖。

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例二的速度溜線圖。

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例三的速度溜線圖。

具體實(shí)施方式

圖1為傳統(tǒng)軸流軸流通風(fēng)機(jī)的剖視圖；圖5為傳統(tǒng)軸流軸流通風(fēng)機(jī)的速度溜線圖。下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：

實(shí)施例一：長(zhǎng)雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)，如圖2、6所示，本實(shí)施例包括機(jī)架(未畫出)、及架設(shè)于機(jī)架上的風(fēng)機(jī)殼體1和電機(jī)2，該風(fēng)機(jī)殼體1為直筒結(jié)構(gòu)，風(fēng)機(jī)殼體1包括有進(jìn)風(fēng)口11、出風(fēng)口12、及位于進(jìn)風(fēng)口11和出風(fēng)口12之間的內(nèi)涵道13，電機(jī)2的電機(jī)軸位于內(nèi)涵道13內(nèi)，該電機(jī)軸處安裝有葉輪3，內(nèi)涵道13的直徑為D(D＝120mm，下同)，內(nèi)涵道13的長(zhǎng)度為L(zhǎng)(L＝52mm，下同)。本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子輪輞直徑為52mm，葉片高度為34mm(垂直于電機(jī)軸軸線的長(zhǎng)度)，尾椎直徑為52mm，尾椎長(zhǎng)度為105mm。機(jī)架上還架設(shè)有外殼體4，該外殼體4為兩端開口的直筒結(jié)構(gòu)，外殼體4套設(shè)于風(fēng)機(jī)殼體1的外側(cè)，外殼體4兩開口端分別為外進(jìn)風(fēng)口41和外出風(fēng)口42，外進(jìn)風(fēng)口41與進(jìn)風(fēng)口11的位置相對(duì)應(yīng)，外出風(fēng)口42與出風(fēng)口12的位置相對(duì)應(yīng)。外殼體4內(nèi)壁和風(fēng)機(jī)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(zhǎng)度為Y，Y＝1.1L，外出風(fēng)口所在平面與出風(fēng)口所在平面為同一平面。外殼體內(nèi)壁和風(fēng)機(jī)殼體外壁間不相接觸，外殼體4的中軸線與風(fēng)機(jī)殼體1的中軸線相互重合，即同軸設(shè)置。其中，外殼體4處外進(jìn)風(fēng)口41所在開口端呈朝外擴(kuò)展的喇叭形狀，該朝外擴(kuò)展的角度與外殼體4中軸線成30°夾角設(shè)置。為了固定外殼體4，同時(shí)避免對(duì)外涵道43產(chǎn)生氣流的干擾，故內(nèi)涵道13處設(shè)有內(nèi)連接件(為桿狀，且未畫出)，該內(nèi)連接件與風(fēng)機(jī)殼體1內(nèi)壁固定連接，且內(nèi)連接件上開設(shè)有供電機(jī)軸穿設(shè)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(jī)架固定連接。

通過(guò)Fluent軟件可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外進(jìn)氣口41處氣流速度為10m/s時(shí)，圖1中出現(xiàn)了渦，存在能量損失；而本實(shí)施例中，未出現(xiàn)渦。此處，渦的產(chǎn)生將會(huì)造成涵道內(nèi)空氣的在一定點(diǎn)行程漩渦，而該漩渦對(duì)于風(fēng)機(jī)2而言不做功，屬于能量的損耗，會(huì)影響本實(shí)施例的工作效率。因此，通過(guò)外涵道43的設(shè)計(jì)，能提高各出氣口處的風(fēng)壓，在一定程度上節(jié)約了能源，使得軸流通風(fēng)機(jī)的性能得到提升。

實(shí)施例二：短雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)，如圖3、7所示，與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于Y＝0.6L，外涵道43的外出風(fēng)口42所在平面垂直于風(fēng)機(jī)殼體1的中軸線、且位于風(fēng)機(jī)殼體1長(zhǎng)度的中央位置。外涵道43的直徑X＝1.2D；外涵道43的長(zhǎng)度Y為1.1L。

通過(guò)Fluent軟件可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外進(jìn)氣口41處氣流速度為10m/s時(shí)，本實(shí)施例中，未出現(xiàn)渦。

實(shí)施例三：偏心雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)，如圖4、8所示，與實(shí)施例二的區(qū)別僅在于外殼體4的中軸線與與風(fēng)機(jī)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(zhǎng)度Y為1.1L。

通過(guò)Fluent軟件可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外進(jìn)氣口41處氣流速度為10m/s時(shí)，本實(shí)施例中，未出現(xiàn)渦。

特別指出的，本實(shí)施例一至三中，外進(jìn)氣口41處氣流速度應(yīng)該低于20m/s；若超過(guò)此速度，則內(nèi)涵道13處還是會(huì)產(chǎn)生渦，影響效率。

同時(shí)，傳統(tǒng)軸流軸流通風(fēng)機(jī)、長(zhǎng)雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)、短雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)以及偏心雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)在進(jìn)口速度為10m/s時(shí)，通過(guò)Fluent軟件觀察出風(fēng)口12和外出風(fēng)口42處的靜壓云圖，可發(fā)現(xiàn)四種風(fēng)機(jī)模型的中心均存在對(duì)稱條形低壓區(qū)，其中傳統(tǒng)軸流通風(fēng)機(jī)和偏心雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)比較明顯，而長(zhǎng)雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)和短雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)的低壓區(qū)呈現(xiàn)的不太明顯。在內(nèi)涵道13處存在高壓區(qū)，而傳統(tǒng)軸流通風(fēng)機(jī)和偏心雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)的較小,長(zhǎng)雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)和短雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)處則較明顯。

當(dāng)進(jìn)口速度為20m/s時(shí)，長(zhǎng)雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)的低壓區(qū)最小，傳統(tǒng)軸流通風(fēng)機(jī)、短雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)以及偏心雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)的低壓區(qū)大小相近。而內(nèi)涵道13處高壓區(qū)，偏心雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)效果不明顯，其他三種模型比較相似。

綜上發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)軸流通風(fēng)機(jī)、長(zhǎng)雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)、短雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)以及偏心雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)四種風(fēng)機(jī)模型的壓力隨著流量的增加逐漸減小。但在同一流量下，長(zhǎng)雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)、短雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)以及偏心雙涵道軸流通風(fēng)機(jī)的總壓都要比傳統(tǒng)軸流風(fēng)機(jī)的壓力大。當(dāng)流量小于0.11kg/s時(shí)，在流量相同的工況下，長(zhǎng)雙涵道通風(fēng)機(jī)的壓力最大。各個(gè)風(fēng)機(jī)模型的效率都是先隨著流量的增大先變大，到達(dá)最大值后，隨著流量的增加，效率開始逐漸減小。四種風(fēng)機(jī)模型在Q＝0.11kg/s的工況時(shí)，其效率達(dá)到最大值。因此，在同一流量工況下，雙涵道風(fēng)機(jī)的效率高于傳統(tǒng)軸流風(fēng)機(jī)，其中長(zhǎng)雙涵道風(fēng)機(jī)的效率最高。