一种舰船用大轮毂比中频轴流风机的制作方法

专利2023-04-07  9



1.本实用新型涉及一种大轮毂比中频轴流通风机,属于舰船通风系统技术领域。


背景技术:

2.轴流风机是舰船通风系统的重要组成部分,它的主要作用是抽取外界空气,为舱室进行通风换气。一般,舰船通风系统中的机械通风系统是由轴流风机、通风管道、布风器组成,轴流风机需要提供大流量的空气用于通风换气,同时,也需要提供一定的风压,用以克服通风管道和布风器的空气阻力。
3.随着舰船设备的发展,对轴流风机的风量和风压提出更高要求,在常规船用领域,轴流风机使用三相50hz低频电制,其转速一般为1400~1500r/min或2800~3000r/min,此种转速下能够提供的风压较小,且叶轮尺寸较大,轮毂比较小,轴流风机结构笨重、性能低下。


技术实现要素:

4.本实用新型旨在提供一种舰船用大轮毂比中频轴流风机,结构紧凑、重量轻、风量风压大,满足舰船上日益增大的通风换气需求。
5.本实用新型是通过如下技术方案予以实现的:
6.一种舰船用大轮毂比中频轴流风机,包括;
7.筒体,所述筒体包括进气端和出气端;
8.中频电机,所述中频电机设置在筒体内,且中频电机的频率为400hz;
9.叶轮,所述叶轮设置在筒体内且位于筒体的进气端一侧,叶轮与中频电机的输出轴直联,叶轮的轮毂比为0.81;
10.导叶,所述导叶设置在筒体内且位于叶轮的出气端一侧,导叶与叶轮之间沿着中频电机的输出轴轴向有一个间隔距离,导叶的叶片数量大于叶轮的叶片数量且互为质数,导叶的叶片弦长小于叶轮的叶片弦长,导叶的叶片中至少有三块厚度大于其它叶片的第一加厚叶片,且第一加厚叶片末端端面开有螺纹孔;
11.前导流罩,所述前导流罩设置在叶轮的进气端,且与叶轮一体式装配;
12.后导流罩,所述后导流罩设置在中频电机靠近筒体出气端一侧,且与中频电机一体式装配;
13.螺钉,所述螺钉穿过筒体并与导叶中第一加厚叶片末端端面的螺纹孔连接。
14.进一步,所述筒体对应进气端和出气端的两个端面上设置有法兰结构。
15.进一步,所述叶轮的叶片数量为21片,叶轮的外径为281mm,轮毂直径为228mm,叶轮的叶片剖面为naca65族翼,叶顶弦长为55.9mm,叶顶处安装角为67
°1′
,叶根处弦长为61.1mm,叶根处安装角为58
°

16.进一步,所述导叶的叶片数量为26片,导叶的叶片剖面为naca65族翼,不扭曲,弦长为42.1mm。
17.进一步,舰船用大轮毂比中频轴流风机还包括厚度大于其它导叶叶片的第二加厚叶片,所述第二加厚叶片设置在导叶上,且与第一加厚叶片成组设计,每组中包括一块第一加厚叶片和一块第二加厚叶片,第一加厚叶片和第二加厚叶片的连线平行于中频电机的输出轴轴向。
18.进一步,所述前导流罩为流线形,且与叶轮一体化装配后符合g5.6级的动平衡精度,所述后导流罩为半球形。
19.进一步,所述叶轮与筒体的径向间隙为0.5~1mm,所述叶轮和导叶之间的沿着输出轴轴向的间隔距离为2~3mm。
20.本实用新型的轴流风机在设计时主要依据比转速进行设计计算,在三相400hz中频电制下,可将旋转速度提升至极限24000r/min,可使其比转速显著提升,有利于轴流风机的气动设计。同时,再将叶轮轮毂比和叶片弦长增大,能够使轴流风机风量较大的前提下提供更大的风压。在小型舰船上能够提供和配备中频电制,其通风系统轴流风机结构轻盈、性能优良,风量和风压都较大,很好地满足通风换气的使用要求。
附图说明
21.图1是舰船用大轮毂比中频轴流风机结构示意图;
22.图2和图3是叶轮结构图;
23.图4是导叶结构图;
24.图5是图4的左视图;
25.图中:1-筒体、2-前导流罩、3-叶轮、4-导叶、5-中频电机、6-后导流罩、7-螺钉、8-锁紧螺母。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明,但不应就此理解为本实用新型所述主题的范围仅限于以下的实施例,在不脱离本实用新型上述技术思想情况下,凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更,均包括在本实用新型的范围内。
27.本实施例中,如图1~图5所示,该舰船用大轮毂比中频轴流风机主要由筒体1、前导流罩2、叶轮3、导叶4、中频电机5、后导流罩6、螺钉7和锁紧螺母8组成。
28.中频轴流风机的整体结构为轴流式,轴向进气、轴向出气,图1中箭头方向代表气流进气方向。筒体1两端为法兰结构,便于与通风管道相连。进气方向端具有叶轮3,作为动叶的叶轮3采用纯轴流式结构。出气端具有导叶4,进气端的叶轮3安装在中频电机5上,连接形式为直联,采用锁紧螺母8连接在中频电机5的输出轴上,无机械功率损失,驱动效率高,整体结构紧凑。安装时可通过在叶轮3和导叶4连接处按需设置调距垫片,以保证叶轮3和导叶4轴向距离在2~3mm。通过调整筒体1与导叶4末端端面上多处螺纹孔里的螺钉7,使叶轮3与筒体1之间的径向间隙沿周均匀为0.5~1mm。
29.流线形的前导流罩2与叶轮3一体化安装(即二者先装配,然后再整体安装在中频电机5的输出轴上),前导流罩2与叶轮3整体进行动平衡校正,按照动平衡精度g5.6级进行控制,可靠性和安全性较高。前导流罩2的设置可将进气气流进一步整流和导流,使气流较
为均匀的进入叶轮3,减小进气损失,提高轴流风机的气动性能。
30.半球形的后导流罩6与中频电机5一体化安装,可将来自叶轮3、导叶4增压后的气流进一步整流,减小出气损失,提高轴流风机的气动性能。
31.如图2和图3所示,叶轮3由21个叶片组成,由高强度锻造铝合金ld5材料制造,叶轮3外径为281mm,轮毂直径为228mm,轮毂比为0.81,属大轮毂比范畴。叶片剖面为naca65族翼,叶顶弦长为55.9mm,叶顶处安装角为67
°1′
,叶根处弦长为61.1mm,叶根处安装角为58
°
,属大弦长大扭角范畴。叶轮3气动设计良好,能够提供较大的风量和风压。
32.如图4和图5所示,导叶4由26个叶片组成,叶片数量多于叶轮3的叶片数量,并且导叶4的叶片数量和叶轮3的叶片数量互为质数,可获得较好的气动性能。导叶4由高强度铝合金6061材料制造。如图4和图5,其中在图4左侧的一圈叶片中有3块叶片进行了增厚并且在末端端面设计有螺纹孔,为便于紧固安装和调整叶轮3以及导叶4与筒体1内壁之间的径向间隙,在出口端另设计有3块加厚叶片,如图1和图4,此处的3块加厚叶片与前述的3块加厚叶片两两一组,形成了图1中与螺钉7匹配的安装和调节结构。导叶4的叶片剖面为naca65族翼,不扭曲(直叶片),弦长为42.1mm,比叶轮3的弦长要小,旨在充分利用转动叶片的气流增压作用,提升风压。
33.上述实施例并不用于限定本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的技术方案基础上所做出的变形、修饰或等同替换等,均应落入本实用新型的保护范围内。


技术特征:
1.一种舰船用大轮毂比中频轴流风机,其特征在于:包括;筒体(1),所述筒体(1)包括进气端和出气端;中频电机(5),所述中频电机(5)设置在筒体(1)内,且中频电机(5)的频率为400hz;叶轮(3),所述叶轮(3)设置在筒体(1)内且位于筒体(1)的进气端一侧,叶轮(3)与中频电机(5)的输出轴直联,叶轮(3)的轮毂比为0.81;导叶(4),所述导叶(4)设置在筒体(1)内且位于叶轮(3)的出气端一侧,导叶(4)与叶轮(3)之间沿着中频电机(5)的输出轴轴向有一个间隔距离,导叶(4)的叶片数量大于叶轮(3)的叶片数量且互为质数,导叶(4)的叶片弦长小于叶轮(3)的叶片弦长,导叶(4)的叶片中至少有三块厚度大于其它叶片的第一加厚叶片,且第一加厚叶片末端端面开有螺纹孔;前导流罩(2),所述前导流罩(2)设置在叶轮(3)的进气端,且与叶轮(3)一体式装配;后导流罩(6),所述后导流罩(6)设置在中频电机(5)靠近筒体(1)出气端一侧,且与中频电机(5)一体式装配;螺钉(7),所述螺钉(7)穿过筒体(1)并与导叶(4)中第一加厚叶片末端端面的螺纹孔连接。2.根据权利要求1所述的一种舰船用大轮毂比中频轴流风机,其特征在于:所述筒体(1)对应进气端和出气端的两个端面上设置有法兰结构。3.根据权利要求1所述的一种舰船用大轮毂比中频轴流风机,其特征在于:所述叶轮(3)的叶片数量为21片,叶轮(3)的外径为281mm,轮毂直径为228mm,叶轮(3)的叶片剖面为naca65族翼,叶顶弦长为55.9mm,叶顶处安装角为67
°1′
,叶根处弦长为61.1mm,叶根处安装角为58
°
。4.根据权利要求1所述的一种舰船用大轮毂比中频轴流风机,其特征在于:所述导叶(4)的叶片数量为26片,导叶(4)的叶片剖面为naca65族翼,不扭曲,弦长为42.1mm。5.根据权利要求1所述的一种舰船用大轮毂比中频轴流风机,其特征在于:还包括厚度大于其它导叶(4)叶片的第二加厚叶片,所述第二加厚叶片设置在导叶(4)上,且与第一加厚叶片成组设计,每组中包括一块第一加厚叶片和一块第二加厚叶片,第一加厚叶片和第二加厚叶片的连线平行于中频电机(5)的输出轴轴向。6.根据权利要求1所述的一种舰船用大轮毂比中频轴流风机,其特征在于:所述前导流罩(2)为流线形,且与叶轮(3)一体化装配后符合g5.6级的动平衡精度,所述后导流罩(6)为半球形。7.根据权利要求1所述的一种舰船用大轮毂比中频轴流风机,其特征在于:所述叶轮(3)与筒体(1)的径向间隙为0.5~1mm,所述叶轮(3)和导叶(4)之间的沿着输出轴轴向的间隔距离为2~3mm。

技术总结
本实用新型提供了一种舰船用大轮毂比中频轴流风机,主要由筒体、前导流罩、叶轮、导叶、中频电机、后导流罩、螺钉和锁紧螺母组成。其中,叶轮与中频电机直联,叶轮的轮毂比为0.81,中频电机的频率为400Hz,导叶的叶片数量大于叶轮的叶片数量且互为质数,导叶的叶片弦长小于叶轮的叶片弦长,叶轮和导叶的叶片均为NACA65族翼。本实用新型在小型舰船上能够提供和配备中频电制,其通风系统轴流风机结构轻盈、性能优良,风量和风压都较大,很好地满足通风换气的使用要求。风换气的使用要求。风换气的使用要求。


技术研发人员:卢继方 肖笛 管新宇 罗永光 李冠雄
受保护的技术使用者:贵州永红航空机械有限责任公司
技术研发日:2022.08.23
技术公布日:2022/12/2
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