支撑架为翼型叶片的无动力风机

摘要

本发明公开了支撑架为翼型叶片的无动力风机。现有无动力风机在板件支撑架后方会形成较强的涡流，加剧了流场的湍流程度。本发明的下端支撑架为多片下端翼型叶片，下端翼型叶片的一端固定在中心轴底部，另一端固定于变角管径内壁；上端支撑架为多片上端翼型叶片，上端翼型叶片的一端固定在定位套上，另一端固定于圆柱管径内壁；定位套通过轴承支承在中心轴上；上端翼型叶片的弦长大于下端翼型叶片的弦长；多片切风叶片的底部均焊接于圆柱管径顶部端面，顶部均与涡轮顶板焊接；中心轴的顶部通过轴承支承在涡轮顶板开设的支承孔内。本发明改善风机内部流场的流动扰动，减弱复杂湍流状况对风机造成的振动，延长风机的使用寿命。

主权项

支撑架为翼型叶片的无动力风机，由切风叶片、中心轴、轴承、定位套、圆柱管径、上端支撑架、变角管径、下端支撑架和涡轮顶板组成，其特征在于：所述的下端支撑架为多片下端翼型叶片，下端翼型叶片的一端固定在中心轴底部，另一端固定于变角管径内壁；所述的上端支撑架为多片上端翼型叶片，上端翼型叶片的一端固定在定位套上，另一端固定于圆柱管径内壁；定位套通过轴承支承在中心轴上；所述圆柱管径的内径大于变角管径的顶端内径；上端翼型叶片的弦长大于下端翼型叶片的弦长；多片切风叶片的底部均焊接于圆柱管径顶部端面，顶部均与涡轮顶板焊接；中心轴的顶部通过轴承支承在涡轮顶板开设的支承孔内；所述的上端翼型叶片和下端翼型叶片的数量相等，根据圆柱管径的内径在3～9片之间选择，周向均布，且旋向均与切风叶片一致；上端翼型叶片的长度方向与该上端翼型叶片在定位套上的安装位置处切线之间的夹角为60～90°，下端翼型叶片的长度方向与该下端翼型叶片在中心轴上的安装位置处切线之间的夹角为60～90°；上端翼型叶片的安装角取值范围为30～60°，下端翼型支撑架的安装角取值范围为50～90°，且端翼型叶片的安装角大于下端翼型支撑架的安装角；所述上端翼型叶片的尾缘开设有沿叶片长度方向等距排布的多个槽口；槽口的形状为半圆形；上端翼型叶片两端与定位套和圆柱管径内壁距离小于2C1处不开设槽口，相邻槽口的中心距为C1～3C1，C1为上端翼型叶片的弦长，槽口的直径为0.1C1～0.3C1；下面通过ANSYS优化仿真软件建立支撑架为翼型叶片的无动力风机模型，根据无动力风机的静压效率、噪声、有效气动面积和流量对上、下端翼型叶片的弦长及安装角，上、下端翼型叶片的叶片数、上端翼型叶片的槽口进行优化，具体如下：1、将上、下端翼型叶片的弦长及安装角，上端翼型叶片相邻槽口的中心距、槽口的直径作为设计变量优化静压效率和噪声，求解出上、下端翼型叶片的弦长及安装角的初选区间，以及上端翼型叶片相邻槽口的中心距、槽口直径的推荐区间；2、以有效气动面积为优化目标缩小上、下端翼型叶片的弦长及安装角的初选区间，并初选上、下端翼型叶片的叶片数区间；3、以流量为优化目标确定上、下端翼型叶片的弦长及安装角，上、下端翼型叶片的叶片数的最优区间；4、在上、下端翼型叶片的弦长及安装角，上、下端翼型叶片的叶片数的最优区间内，上端翼型叶片相邻槽口的中心距、槽口直径的推荐区间内选值，使得综合考量气动性符合风机运行要求；综合考量气动性包括中心轴振动、轴承寿命、叶片启动速度、风机内部流体流线的平滑程度。