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專利名稱：導流散熱立式羅茨鼓風機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種導流散熱立式羅茨鼓風機，特別指一種能有效冷卻馬達轉(zhuǎn)動及鼓風機壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫，及適時泄掉出風口過量壓力，從而達到延長機件壽命，且提供出風口的穩(wěn)定空氣流量的革新構(gòu)造。
然而，上述習用鼓風機1的構(gòu)造組成卻具有以下各項缺點1、習用的鼓風機，其馬達11與本體12的組合采用橫向排列，因此在空間使用上極為浪費，且其體積也因此而變大，于組裝及搬運上更顯笨重且難施工組裝。
2、習用的鼓風機，其馬達11與本體12間尚需以皮帶13來加以帶動，然而，其皮帶13屬消耗品極易磨損，需經(jīng)常維修更換，不僅耗時費力，且需另外支出皮帶耗材的費用，實不符合經(jīng)濟效益。
3、習用的鼓風機，其利用皮帶傳動常會因皮帶日久彈性疲乏，而造成傳動時的功率損耗，進而影響鼓風機風量的進入，降低產(chǎn)品的使用效果。
鑒于上述習用產(chǎn)品的缺點，本發(fā)明人特以其多年從事相關(guān)產(chǎn)品制造經(jīng)驗，秉持其一貫的優(yōu)良設計理念，針對習用品不良處加以改進，終創(chuàng)作出本產(chǎn)品，期以更革新的結(jié)構(gòu)提高鼓風機的使用功效。
本實用新型的另一主要目的在于，提供一種導流散熱立式羅茨鼓風機，其可將出風口所產(chǎn)生的過量空氣壓力予以適時地泄至回流管，并經(jīng)由回流管與連結(jié)管回流至葉輪室內(nèi)重新利用，以保持管路內(nèi)穩(wěn)定的恒壓狀態(tài)，達到空氣流量品質(zhì)的一致性。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種導流散熱立式羅茨鼓風機，由本體、馬達、連結(jié)管、吸入口組件及排出口組件所組成；其中本體，固定于一底座之上，其下方為一油箱可盛裝潤滑油，于油箱上方為葉輪室，此葉輪室的二側(cè)則各具有一入風口及一出風口，且葉輪室上方設一中空容室；馬達，組設于上述本體上方，其下方以一馬達座與本體頂端互相螺固，于其馬達座內(nèi)部設一中空容室與本體的中空容室互相連通，令由外界吸入的冷空氣進入此處時，能達到冷卻馬達與葉輪間的軸承摩擦及鼓風機壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫；吸入口組件，通過一入口消音器螺設于一入風管上端，并將入風管的下端接通于本體的側(cè)邊；排出口組件，由一安全閥組設于本體葉輪室的出風口側(cè)，于安全閥之后依序組設出口消音器及逆止閥，且逆止閥后方用以接頭連接一出風管，另于安全閥上方連接一回流管銜接至連結(jié)管中段；連結(jié)管，其上端連通于馬達座的中空容室，且下端連通于本體葉輪室的入風口。
通過上述構(gòu)件組成的鼓風機，當葉輪室內(nèi)排出的空氣超出安全閥所設定時，安全閥便會打開將多余的空氣由回流管排出，使其經(jīng)連結(jié)管再度回流至葉輪室，以達到泄壓及回流的功效。
圖2習用鼓風機之組裝示意側(cè)視圖。
圖3本實用新型的構(gòu)件組合側(cè)視圖。
圖4本實用新型的構(gòu)件組合正視圖。
圖5本實用新型的構(gòu)件組合俯視圖。
該排出口組件6，由一安全閥61組設于本體2葉輪室23的出風口232側(cè)，于此安全閥61上方連接一回流管611通至連結(jié)管4中段，當葉輪室23內(nèi)排出的空氣量超出安全閥61所設定時，安全閥61便會打開將多余的空氣由回流管611排出，使其經(jīng)連結(jié)管4再度回流至葉輪室23，以達泄壓及回流的功效，從而避免出風口232處的壓力過大；并于安全閥61之后依序組設出口消音器60及逆止閥62，此逆止閥62具有逆轉(zhuǎn)保護的功用，其可防止排出的空氣再度逆流回葉輪室23之內(nèi)，另于逆止閥62后方用以接頭63連接一出風管64，將空氣排至所需的場所；鼓風作動時，當馬達3帶動葉輪室23內(nèi)的葉輪轉(zhuǎn)動抽風時，葉輪便將葉輪室23及本體2及馬達3內(nèi)的中空容室24，311的空氣抽真空，將外界的冷空氣經(jīng)由吸入口組件5抽入，此時抽入的冷空氣進入本體2及馬達3的中空容室24，311內(nèi)可兼具冷卻馬達3與葉輪間軸承摩擦及鼓風機壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫，以提高機械元件的壽命，另當冷空氣經(jīng)連結(jié)管4被送至葉輪室23后，乃至到出風口232的風量過大而造成壓力過高時，安全閥61便會將過量的空氣泄至葉輪室23內(nèi)重新利用，以保持管路內(nèi)壓力的穩(wěn)定度。
據(jù)由上述構(gòu)件分析，可得知本實用新型具有以下諸項優(yōu)點1、本實用新型導流散熱立式羅茨鼓風機，其本體2與馬達3的組合采用直立式直接相鄰固設，于體積上較習用品縮減甚多，具有容易搬運及不占空間的實用功效增進。
2、本實用新型導流散熱立式羅茨鼓風機，其由馬達3直接帶動葉輪室23內(nèi)的葉輪轉(zhuǎn)動抽風，除了可提高抽風的效率外，尚可免去習用品須時常更換皮帶的不便，且能節(jié)省皮帶耗材的花費，充分符合經(jīng)濟效益及產(chǎn)品進步性。
3、本實用新型導流散熱立式羅茨鼓風機，其馬達心軸在帶動葉輪轉(zhuǎn)動及鼓風機壓縮空氣時所產(chǎn)生的高溫，容易使馬達的軸承失去潤滑的作用，而造成損壞，此時，進入到本體2及馬達3內(nèi)中空容室24，311的冷空氣使得以適時發(fā)揮冷卻軸承與鼓風機的作用，進而提高機械元件的使用壽命。
4、本實用新型導流散熱立式羅茨鼓風機，其因由馬達3直接帶動葉輪抽風，而馬達3轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速有時過快，導致抽取至出風口232的風量過大而造成壓力過高，此時，安全閥61在測知壓力超過設定值時，便適時打開將過量的空氣泄至回流管611，并經(jīng)由回流管611與連結(jié)管4回流至葉輪室23內(nèi)重新利用，以保持管路內(nèi)恒壓狀態(tài)，達到所送出的空氣量與狀態(tài)能穩(wěn)定流通。
5、本實用新型導流散熱立式羅茨鼓風機，其排出口組件6中的逆止閥62具有逆轉(zhuǎn)保護的功用，從而達到防止排出的空氣逆流返回葉輪室23之內(nèi)。
以上所述，僅為本實用新型的一較佳實施例而已，不能以之限定本實用新型實施的范圍。大凡依本實用新型申請專利范圍所作的均等變化與修飾，都應仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
綜上所述，本實用新型具有進步性與創(chuàng)作性。
權(quán)利要求1.一種導流散熱立式羅茨鼓風機，由本體、馬達、連結(jié)管、吸入口組件及排出口組件所組成；其特征在于本體，固定于一底座之上，其下方為一油箱可盛裝潤滑油，于油箱上方為葉輪室，此葉輪室的二側(cè)則各具有一入風口及一出風口，且葉輪室上方設一中空容室；馬達，組設于上述本體上方，其下方以一馬達座與本體頂端互相螺固，于其馬達座內(nèi)部設一中空容室與本體的中空容室互相連通，令由外界吸入的冷空氣進入此處時，能達到冷卻馬達與葉輪間的軸承摩擦及鼓風機壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫；吸入口組件，通過一入口消音器螺設于一入風管上端，并將入風管的下端接通于本體的側(cè)邊；排出口組件，由一安全閥組設于本體葉輪室的出風口側(cè)，于安全閥之后依序組設出口消音器及逆止閥，且逆止閥后方藉以接頭連接一出風管，另于安全閥上方連接一回流管銜接至連結(jié)管中段；連結(jié)管，其上端連通于馬達座的中空容室，且下端連通于本體葉輪室的入風口。通過上述構(gòu)件組成的鼓風機，當葉輪室內(nèi)排出的空氣超出安全閥所設定時，安全閥便會打開將多余的空氣由回流管排出，使其經(jīng)連結(jié)管再度回流至葉輪室。
專利摘要本實用新型公開了一種導流散熱立式羅茨鼓風機，其本體、馬達、連結(jié)管、吸入口組件及排出口組件所組成；該本體固定于一底座之上，其具有一油箱、葉輪室及中空容室，葉輪室二側(cè)各具一入風口及一出風口；該馬達以一馬達座組設于本體上方，且馬達座內(nèi)部也具一中空容室；該連結(jié)管上端連通于馬達座的中空容室，而下端則連通于本體葉輪室的入風口；該吸入口組件，具由一入口消音器螺設于一入風管上端，并將入風管的下端接通于本體的中空容室側(cè)邊；該排出口組件由一安全閥組設于本體葉輪室的出風口側(cè)，于安全閥上方連接一回流管通至連結(jié)管中段，并于安全閥之后依序組設出口消音器、逆止閥、接頭及出風管。
文檔編號F04C29/04GKSQ
公開日2003年8月20日 申請日期2002年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月2日
發(fā)明者魏豪廷 申請人:魏豪廷
羅茨鼓風機
羅茨真空泵
密集型羅茨鼓風機
高壓型羅茨鼓風機
沼氣增壓鼓風機
多級離心鼓風機
回轉(zhuǎn)風機
磁懸浮鼓風機
羅茨鼓風機的構(gòu)件組成
任何機器都是由許多構(gòu)件組合而成的。例如單缸內(nèi)燃機是由汽缸、活塞、連桿、曲軸、軸承等構(gòu)件組合而成的。各運動實體之間具有確定的相對運動。能實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換、代替或減輕人類的勞動，完成有用的機械功。例如:發(fā)電機可以把機械能轉(zhuǎn)換為電能;運輸機器可以改變物體在空間的位置;金屬切削機床能夠改變工件的尺寸、形狀;計算機可以變換信息等。
根據(jù)上面的分析，可以對機器得到一個明確的概念:機器就是人為實體(構(gòu)件)的組合，它的各部分之間具有確定的相對運動，并能代替或減輕人類的體力勞動，完成有用的機械功或?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。按其用途，機器可分為發(fā)動機(原動機)和工作機。發(fā)動機是將非機械能轉(zhuǎn)換成機械能的機器。例如電動機是將電能轉(zhuǎn)換成機械能的機器，內(nèi)燃機是將熱能轉(zhuǎn)換成機械能的機器。
工作機是用來改變被加工物料的位置、形狀、性能、尺寸和狀態(tài)的機器。工作機是利用機械能來做有用功的機器，例如車床、銑床等金屬切削機床都是工作機。機構(gòu)是用來傳遞運動和力的構(gòu)件系統(tǒng)。構(gòu)件系統(tǒng)中有一個構(gòu)件為機架，構(gòu)件系統(tǒng)是用運動副連接起來的。與機器相比較，機構(gòu)也是人為實體(構(gòu)件)的組合，各運動實體之間也具有確定的相對運動，但不能做機械功，也不能實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。
機器與機構(gòu)的區(qū)別在于:機器的主要功用是利用機械能做功或?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換;機構(gòu)的主要功用在于傳遞或轉(zhuǎn)變運動的形式。例如航空發(fā)動機、機床、軋鋼機、紡織機和拖拉機等都是機器，而鐘表、儀表、千斤頂、機床中的變速裝置或分度裝置等都是機構(gòu)。通常的機器必包含一個或一個以上的機構(gòu)。如果不考慮做功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，只從結(jié)構(gòu)和運動的觀點來看，機器和機構(gòu)二者之間沒有區(qū)別，而將它們總稱為機械，即機械是機器與機構(gòu)的總稱。
消聲器只能消減進、排氣管路中的噪聲，而不能消除從機殼表面輻射出來的噪聲。為了更有效地降低現(xiàn)場噪聲，除安裝消聲器之外，通常給鼓風機組加裝隔聲罩，或者將機房改造成隔聲間。
1、隔聲罩
隔聲罩是把噪聲圍在罩內(nèi)，使之不外逸的噪聲控制裝置。對隔聲罩的基本要求是:
①聲學性能好，隔聲量比較大;
②有換氣裝置，散熱性能好;
③有觀察裝置，不開罩門可對鼓風機進行監(jiān)視;
④有適當?shù)目臻g，不拆罩可進行加油、換皮帶等簡單操作;
⑤運輸及安裝方便，價格適宜等。
隔聲罩有兩種換氣方式，在自吸式換氣方式中，鼓風機進氣口位于罩子內(nèi)部，罩體上設有進氣用的消聲通道，工作時利用鼓風機本身的進氣需要，在眾內(nèi)形成負壓，以此將罩外的新鮮空氣由消聲通道吸人罩內(nèi)；機械通風方式中，鼓風機進氣口接有封閉管道，通常在罩體上安裝一臺專用的換氣扇（或軸流風機），將罩內(nèi)熱空氣及時吸走，同時在罩內(nèi)造成負壓，將罩外冷空氣吸人。
從聲學構(gòu)造上講，隔聲罩通常分為單層與雙層兩種構(gòu)造。單層隔聲構(gòu)件主要由罩板、阻尼涂料、吸聲層及護面層組合而成，其隔聲量一般可達20-30dB;雙層隔聲構(gòu)件在兩個單層構(gòu)件中間夾有一定厚度的空氣層，其隔聲量比單層的更高。罩板一般采用厚的金屬板材制作，阻尼層通常是5-10mm厚的瀝青漿料，吸聲層使用泡沫塑料或厚度為30-50mm、容量為15-25kg/m3的玻璃棉。使用散狀玻璃棉時，護面層由玻璃布和金屬網(wǎng)（或穿孔板)組成。當噪聲的聲波遇到罩板時，大部分被反射回去，只有一少部分透射出來。
另外，隔聲罩大多為可拆式拼裝結(jié)構(gòu)，一般設有能敞開的小門及玻璃觀察窗。拼縫及門窗往往是隔聲的薄弱環(huán)節(jié)，應盡量將其數(shù)量限制到最少、尺寸控制到最小,并在接縫處墊襯乳膠或橡皮條密封。
為保持總體隔聲效果,應對鼓風機進、排氣管道（罩外部分)一同進行隔聲處理。一般先將防振泥漿、瀝青油氈等阻尼材料敷于管道外壁，以阻尼管壁振動，然后敷一層礦棉、玻璃棉等輕質(zhì)材料層，再做鋼絲網(wǎng)水泥粉刷層，進一步降低管壁輻射的噪聲。
2、隔聲間
如果鼓風機設有專門的機房，可以結(jié)合現(xiàn)場條件，將其改造成隔聲間，以降低噪聲對外界的影響。機房一般為磚砌結(jié)構(gòu)，磚墻的灰縫要抹實，門、窗要按隔聲要求進行處理。
為了降低機房里面的噪聲，可對機房內(nèi)部表面采取吸聲措施，如貼吸聲材料或懸掛吸聲體。一般情況下，如果機房高度不超過6-8m,主要應對頂棚及墻壁上半部作吸聲處理;如果機房既窄又髙，主要是對墻壁進行吸聲處理。但吸聲處理在降噪工程中通常只是一種輔助措施。因為它只能消除反射聲，并不能消除直達聲在機房內(nèi)的影響。
為隔絕振動傳播，減弱固體聲的輻射，可在鼓風機(機座)下面安裝減振器，或設計專門的隔振基礎(chǔ)。同時，在鼓風機與管道之間安裝彈性接頭，可防止機體的振動向管路系統(tǒng)傳遞；在管路過墻處安放橡皮或石棉襯墊，可避免管道與墻體剛性連接。
3、水下消聲
鼓風機通過殼體輻射出來的噪聲，通常在很寬的頻率范圍內(nèi)具有較高的強度。中、高頻成分很容易用吸聲材料進行消除，但低頻噪聲的消減比較困難。盡管人耳對低頻聲不太敏感，但當噪聲達到一定強度，特別是當?shù)皖l聲與人體某些器官的固有頻率接近時，會使人感到心慌頭暈。Hd fj1 1.coM
作為一種有效的消聲措施，可以將鼓風機置于2-5m深的水中。由于水能夠隔聲，并對低頻聲有良好的吸收性能，因而能夠獲得一般陸上消聲設施難以達到的效果。此時，為了使低頻噪聲盡貴消散在水中，進、排氣消聲器盡可能采用薄壁結(jié)構(gòu)。
水下消聲不僅能降低鼓風機的輻射噪聲，而且有利于加快噪聲在大氣中的衰減。因為空氣對高頻聲吸收能力較強，而對低頻聲吸收能力較差。通過水下消聲處理，使低頻噪聲大幅度消減之后，總的聲級在大氣中隨距離衰減的速度得以加快。在離聲源較近的地方，陸錦工風機的噪聲(虛線)與水下鼓風機的噪聲(實線)差距較小，隨著距離的加大，兩條曲線的差距有增大的趨勢。并且，與陸上使用環(huán)境相比，水下鼓風機具有良好的散熱性能，同時需要采取有效的防水措施。
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：羅茨鼓風機
風機包括通風機、透平鼓風機、羅茨鼓風機和透平壓縮機，詳細劃分為離心式壓縮機、軸流式壓縮機、往復式壓縮機、離心式鼓風機、羅茨鼓風機、離心式通風機、軸流式通風機和葉氏鼓風機等八大類。
一、離心式壓縮機
離心式壓縮機是一種葉片旋轉(zhuǎn)式壓縮機（即透平式壓縮機）。在離心式壓縮機中，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴壓通道中給予氣體的擴壓作用，使氣體壓力得到提高。早期，由于這種壓縮機只適于低，中壓力、大流量的場合，而不為人們所注意。由于化學工業(yè)的發(fā)展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機就成為壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵機器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動力學研究的成就使離心壓縮機的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術(shù)關(guān)鍵的研制成功，解決了離心壓縮機向高壓力，寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心式壓縮機的應用范圍大為擴展，以致在很多場合可取代往復壓縮機，而大錦工擴大了應用范圍。
有些化工基礎(chǔ)原料，如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等，可加工成塑料、纖維、橡膠等重要化工產(chǎn)品。在生產(chǎn)這種基礎(chǔ)原料的石油化工廠中，離心式壓縮機也占有重要地位，是關(guān)鍵設備之一。除此之外，其他如石油精煉，制冷等行業(yè)中，離心式壓縮機也是極為關(guān)鍵的設備。我國在五十年代已能制造離心式壓縮機，從七十年代初開始又以石油化工廠，大型化肥廠為主，引進了一系列高性能的中、高壓力的離心式壓縮機，取得了豐富的使用經(jīng)驗，并在對引進技術(shù)進行消化、吸收的基礎(chǔ)上大大增強了自己的研究、設計和制造能力。
性能特點：
優(yōu)點：
離心式壓縮機之所以能獲得這樣廣泛的應用，主要是比活塞式壓縮機有以下一些優(yōu)點。
1、離心式壓縮機的氣量大，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，重量輕，機組尺寸小，占地面積小。
2、運轉(zhuǎn)平衡，操作可靠，運轉(zhuǎn)率高，摩擦件少，因之備件需用量少，維護費用及人員少。
3、在化工流程中，離心式壓縮機對化工介質(zhì)可以做到絕對無油的壓縮過程。
4、離心式壓縮機為一種回轉(zhuǎn)運動的機器，它適宜于工業(yè)汽輪機或燃汽輪機直接拖動。對一般大型化工廠，常用副產(chǎn)蒸汽驅(qū)動工業(yè)汽輪機作動力，為熱能綜合利用提供了可能。但是，離心式壓縮機也還存在一些缺點。
缺點：
1、離心式壓縮機還不適用于氣量太小及壓比過高的場合。
2、離心式壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，其氣量調(diào)節(jié)雖較方便，但經(jīng)濟性較差。
3、離心式壓縮機效率一般比活塞式壓縮機低。
二、軸流式壓縮機
軸流式壓縮機是屬于一種大型的空氣壓縮機，最大的功率可以達到KW，排氣量是20000m3每分鐘，它的壓縮機能效比可以達到百分之90左右，比離心機要節(jié)能一些。它是由3大部分組成，一是以轉(zhuǎn)軸為主體的可以旋轉(zhuǎn)的部分簡稱轉(zhuǎn)子，二是以機殼和裝在機殼上的靜止部件為主體的簡稱定子（靜子），三是殼體、密封體、軸承箱、調(diào)節(jié)機構(gòu)、聯(lián)軸器、底座和控制保護等組成。軸流式壓縮機也屬于透平式或速度式壓縮機，煉油廠多選用作催化裂化裝置的主風機。
性能特點：
效率較高，單機效率可達86%～92%，比離心式壓縮機高5%～10%，單位面積流通能力大，徑向尺寸小，適宜流量大于1500m3/min的場合，單級壓力比較低，單缸多級壓力比可達11，與離心式壓縮機相比，靜葉不可調(diào)試式軸流壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，在恒定轉(zhuǎn)速下，流量變化相對較少，壓力變化較大。此外，結(jié)構(gòu)較為簡單，維護方便。因此，軸流壓縮機對于中、低壓、大流量，且載荷基本不變的情況較為理想。全靜葉可調(diào)式軸流壓縮機可以擴大壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)，彌補了靜葉不可調(diào)式軸流壓縮機的不足，而且可以提高壓縮機的效率，降低起動功率。目前，煉油廠主要用全靜葉可調(diào)式軸流壓縮機。
三、往復式壓縮機
曲軸帶動連桿，連桿帶動活塞，活塞做上下運動。活塞運動使氣缸內(nèi)的容積發(fā)生變化，當活塞向下運動的時候，汽缸容積增大，進氣閥打開，排氣閥關(guān)閉，空氣被吸進來，完成進氣過程；當活塞向上運動的時候，氣缸容積減小，出氣閥打開，進氣閥關(guān)閉，完成壓縮過程。通常活塞上有活塞環(huán)來密封氣缸和活塞之間的間隙，氣缸內(nèi)有潤滑油潤滑活塞環(huán)。靠一個或幾個作往復運動的活塞來改變壓縮腔內(nèi)部容積的容積式壓縮機。目前往復式壓縮機主要是活塞式空壓機,化工工藝壓縮機，石油，天然氣壓縮機，為主，而活塞式空壓機現(xiàn)在主要向中壓及高壓方向發(fā)展，這個是螺桿機，離心機目前無法達到的一個高度。
性能特點：
由于設計原理的關(guān)系，就決定了活塞壓縮機的很多特點。比如運動部件多，有進氣閥、排氣閥、活塞、活塞環(huán)、連桿、曲軸、軸瓦等；比如受力不均衡，沒有辦法控制往復慣性力；比如需要多級壓縮，結(jié)構(gòu)復雜；再比如由于是往復運動，壓縮空氣不是連續(xù)排出、有脈動等。
優(yōu)點：
1、熱效率高、單位耗電量少
2、加工方便 對材料要求低，造價低廉
3、裝置系統(tǒng)較簡單
4、設計、生產(chǎn)早，制造技術(shù)成熟
5、應用范圍廣
缺點：
1、運動部件多，結(jié)構(gòu)復雜，檢修工作量大，維修費用高
2、轉(zhuǎn)速受限制
3、活塞環(huán)的磨損、氣缸的磨損、皮帶的傳動方式使效率下降很快
4、噪音大
5、控制系統(tǒng)的落后，不適應連鎖控制和無人值守的需要，所以盡管活塞機的價格很低，但是也往往不能夠被用戶接受。
四、離心式鼓風機
在設計條件下，風壓為15kPa~0.2MPa或壓縮比e=1.15~3的風機叫鼓風機，有兩個或更多葉輪串聯(lián)組成的離心鼓風機叫多級離心鼓風機，（相鄰葉輪之間必須有導葉連接）。多級離心鼓風機廣泛應用于各種冶煉高爐及化鐵爐鼓風、洗煤跳汰機配套、礦山浮選、污水曝氣、化工造氣等需要輸送空氣的場合,亦可用于輸送其它特殊氣體。
性能特點：
該系列鼓風機具有效率高、噪聲低、運行平穩(wěn)、絕無脈沖、穩(wěn)定區(qū)域廣、輸送的氣體清潔、干燥且無油,易損件少和安裝、操作、維護簡便等特點。
五、羅茨鼓風機
羅茨鼓風機系屬容積回轉(zhuǎn)鼓風機。這種壓縮機靠轉(zhuǎn)子軸端的同步齒輪使兩轉(zhuǎn)子保持嚙合。轉(zhuǎn)子上每一凹入的曲面部分與氣缸內(nèi)壁組成工作容積，在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過程中從吸氣口帶走氣體，當移到排氣口附近與排氣口相連通的瞬時，因有較高壓力的氣體回流，這時工作容積中的壓力突然升高，然后將氣體輸送到排氣通道。兩轉(zhuǎn)子互不接觸，它們之間靠嚴密控制的間隙實現(xiàn)密封，故排出的氣體不受潤滑油污染。下側(cè)兩“鞋底尖”分開時，形成低壓，將氣體吸入；上側(cè)兩“鞋底尖”合攏時，形成高壓，將氣體排出。
性能特點：
其最大的特點是使用時當壓力在允許范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)時流量之變動甚微，壓力選擇范圍很寬，具有強制輸氣的特點。輸送時介質(zhì)不含油。結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、使用壽命長、整機振動小。羅茨鼓風機輸送介質(zhì)為清潔空氣，清潔煤氣，二氧化硫及其他惰性氣體，特殊氣體行業(yè)（煤氣、天然氣、沼氣、二氧化碳、二氧化硫等）及高壓工況的首選產(chǎn)品。鑒于具有上述特點，因而能廣泛適應冶金、化工、化肥、石化、儀器、建材行業(yè)。
與離心風機的區(qū)別比較大：
⒈工作原理不同，離心風機用的是曲線風葉，靠離心力將氣體甩到機殼處，而羅茨風機用的是兩個8字形的風葉，它們間的間隙很小，靠兩個葉片的擠壓，將氣體擠至出氣口。
⒉由于工作原理不同，一般它們的工作壓力不同，羅茨風機的出氣壓力比較高，而離心風機比較小。
⒊風量不同，一般羅茨風機用在風量要求不大但壓力要求較高的地方，而離心風機用在壓力要求低，風量要求大的地方。
⒋制造精度不一樣，羅茨風機要求的精度很高，對裝配要求也很嚴，而離心風機比較松。
六、離心式通風機
其原理與離心泵相同。葉輪上葉片的數(shù)目比離心泵的稍多，葉片比較短。中低壓風機的葉片常向前彎，高壓風機的葉片為后彎葉片。
性能特點：
優(yōu)點：
1、通風換氣效果好，非常適合用在管道抽風或者送風；
2、適用性強、無腐蝕、易燃易爆氣體場所均可使用。
3、噪聲低，離心式通風機根據(jù)空氣流力學采用合理葉輪角度設計，運行時，無任何機械摩擦，合理葉片形線使噪聲降為最低；離心式通風機產(chǎn)生的噪音是高頻噪音，只要有障礙物，即可隔音。
4、運行平穩(wěn)，優(yōu)化設計的葉輪使軸向力減小到最低程度，且有高效的葉輪，并經(jīng)靜動平衡校正，使整機運行平穩(wěn)，在不加任何減振裝置的情況下，軸承振幅比較小。
5、維護方便，部分機型可配置清理門，勿須拆機維護清潔，省時省力。
缺點：
1、體積較為龐大，其進風與送風之方向垂直，在配置上，系統(tǒng)風管需要較妥當?shù)呐浜稀?/p>
2、無法逆向送風。
3、價格較貴。
七、軸流式通風機
送風方向與軸向相同。靠葉片的軸向傾斜，將軸向空氣向前推進。
性能特點：
優(yōu)點：
1、軸流式通風具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、轉(zhuǎn)速高。
2、可直接與電動機相連，風量調(diào)節(jié)較為方便、可以逆向送風。
3、價格便宜。
4、適用于低壓、錦工量的情況。
5、由于風吹送的方向與軸平行，故可容易與管路相連接，成為管路統(tǒng)之套件。
缺點：
1、其缺點是噪音大、構(gòu)造復雜、檢修困難、并聯(lián)工作穩(wěn)定性差。它一般運用于風壓變化較大，風量變化較小的礦井。
2、效率特性曲線陡直，略超出設計點之運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生激變的現(xiàn)象，效率迅速降低。
3、對塵埃及表面腐蝕的現(xiàn)象較為敏感，造成效率降低的現(xiàn)象。
八、葉氏鼓風機
葉氏鼓風機是另一種回轉(zhuǎn)式鼓風機。它是由長圓筒形機殼、阻風翼、鼓風翼以及兩根平行的軸所組成。圖1為葉氏鼓風機的兩個轉(zhuǎn)子，它們的結(jié)構(gòu)互不相同。兩根平行軸的兩端裝有式樣完全相同的兩個活動齒輪，其中一個軸與電動機相聯(lián)，叫主動軸，另一根叫從動軸。鼓風翼裝在主動軸上，阻風翼裝在從動軸上。
(a)—阻風翼 (b)—鼓風翼
圖1葉式鼓風機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)
葉氏鼓風機實際上是羅茨鼓風機的一種變形，其工作原理如圖2所示；
1—阻風翼；2—鼓風翼；3—機殼；4—鼓風翼蓋。
圖2葉氏鼓風機的工作原理
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本發(fā)明與風扇葉片的結(jié)構(gòu)有關(guān)，特別是指一種葉片結(jié)構(gòu)及由其組成的葉輪。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的離心式的葉輪結(jié)構(gòu)，如圖6所示，主要具有二相對稱間隔設置的側(cè)盤61，并于該二側(cè)盤61之間的環(huán)設有數(shù)片弧形葉片62，然由于該等弧形葉片62皆僅具有單一弧度，而無法提供額外的加壓之功能，因此在實際的運轉(zhuǎn)使用上，其吸風力并不理想而無法達到較大吸風量及風壓的需求。
再者，由于該等弧形葉片62的端部皆呈彎弧狀，因此在運轉(zhuǎn)時無法有效地將氣體完全排出而容易在端部位置形成紊流，并進而導致葉片震動而會有較大的惱人噪音產(chǎn)生，且此等情形在葉片的轉(zhuǎn)速越快時，其震動現(xiàn)象與噪音將會更為明顯。
有鑒于此，故如何改進現(xiàn)有弧形葉片62的缺點，并提供一種吸風力大且可兼顧低噪音需求的葉片結(jié)構(gòu)，即為本發(fā)明所欲解決的首要課題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于提供一種葉片結(jié)構(gòu)及由其組成的葉輪，其具有吸風力大，且可有效減少震動以降低噪音的功效。
為達成上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種葉片結(jié)構(gòu)，它具有呈板片狀的片體，并于該片體上形成有沿一延伸方向依序相接的一第一加壓段、一第一導流段、一第二加壓段、一第二導流段以及一第三加壓段，其中該第一加壓段、該第二加壓段以及該第三加壓段分別呈平直狀，并于該第一加壓段、該第二加壓段以及該第三加壓段的相對兩側(cè)分別凸伸形成有一呈平直狀的連接部，而該第一導流段及該第二導流段則分別沿同一圓心弧線彎曲呈彎弧狀。
一種葉輪，它包含有：
二圓形側(cè)盤，呈同軸心間隔設置；
復數(shù)片的片體，等分環(huán)設于該二圓形側(cè)盤之間，并于該各片體上分別形成有沿一延伸方向依序相接的一第一加壓段、一第一導流段、一第二加壓段、一第二導流段以及一第三加壓段，其中該第一加壓段、該第二加壓段以及該第三加壓段分別呈平直狀，并于該第一加壓段、該第二加壓段以及該第三加壓段的相對兩側(cè)分別凸伸形成有一呈平直狀的連接部，且該各片體分別以其連接部對應嵌接于該二圓形側(cè)盤上，而該第一導流段及該第二導流段則分別沿同一圓心弧線彎曲呈彎弧狀。
所述第一加壓段、所述第一導流段、所述第二加壓段、所述第二導流段以及所述第三加壓段分別具有一沿該延伸方向延伸的長度，且該第一導流段與該第二導流段的長度分別大于該第一加壓段、該第二加壓段以及該第三加壓段的長度。
所述第一加壓段與所述第三加壓段分別位于該片體的兩端位置，而該第二加壓段位于該片體的中央位置。
所述葉輪具有十八片的片體，且各相鄰的片體分別以20度夾角等分環(huán)設于該二圓形側(cè)盤之間。
所述二圓形側(cè)盤上分別開設有復數(shù)個對應該各片體的連接部的平直狀嵌孔，而該各片體分別以其連接部對應嵌接于該二圓形側(cè)盤的平直狀嵌孔中，使該各片體定位于該二圓形側(cè)盤之間。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過增強其出風量而達成大幅提升吸風力的目的。而可有效地將氣體加壓排出，藉此即可使其運轉(zhuǎn)時不易于其端部位置形成紊流，并進而即可有效減少葉片于運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的震動與噪音。具有容易加工、組裝的優(yōu)點。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所提供葉片結(jié)構(gòu)的立體外觀圖。
圖2為本發(fā)明所提供葉片結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖3為本發(fā)明所提供葉輪的分解示意圖。
圖4為本發(fā)明所提供葉輪于組裝后立體外觀圖。
圖5為本發(fā)明所提供葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為現(xiàn)有技術(shù)的離心式葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供一種葉片結(jié)構(gòu)，具有呈一體板片狀的片體11，并于該片體11上形成有沿一延伸方向依序相接的一第一加壓段111、一第一導流段112、一第二加壓段113、一第二導流段114以及一第三加壓段115，其中：
該第一加壓段111、該第二加壓段113以及該第三加壓段115分別呈平直狀，并于該第一加壓段111、該第二加壓段113以及該第三加壓段115的相對兩側(cè)分別一體凸伸形成有一呈平直狀的連接部12，而該第一導流段112及該第二導流段114則分別沿同一圓心弧線R彎曲呈彎弧狀。
該第一加壓段111與該第三加壓段115分別位于該片體11的兩端位置，而該第二加壓段113位于該片體11的中央位置，且該第一加壓段111、該第一導流段112、該第二加壓段113、該第二導流段114以及該第三加壓段115分別具有一沿該延伸方向延伸的長度L1、L2、L3、L4、L5，該第一導流段112與該第二導流段114的長度L2、L4相等，而該第一導流段112與該第二導流段114的長度L2、L4分別大于該第一加壓段111、該第二加壓段113及該第三加壓段115的長度L1、L3、L5。
而藉由上述結(jié)構(gòu)特征所組成的葉片結(jié)構(gòu)，通過其呈平直狀的第一加壓段111、第二加壓段113及第三加壓段115即可提供葉片在運轉(zhuǎn)時，可有效地對氣流進行一拍擊加壓的動作，并進而即可對氣體進行多段加壓的動作，以增強其出風量并進而即可達成大幅提升吸風力的目的；且由于該第一導流段112與該第二導流段114的長度L2、L4分別大于該第一加壓段111、該第二加壓段113以及該第三加壓段115的長度L1、L3、L5，因此該第一加壓段111、該第二加壓段113以及該第三加壓段115所提供的加壓動作，并不致影響葉片運轉(zhuǎn)時氣體流動時的順暢性。
接著如圖3～圖5所示，本發(fā)明更進一步提供一種利用上述葉片結(jié)構(gòu)所組成的葉輪20，該葉輪20主要由二圓形側(cè)盤21以及復數(shù)片環(huán)設于該二圓形側(cè)盤21間的片體11所構(gòu)成，其中：
該二圓形側(cè)盤21，呈同軸心間隔對稱設置，而該各片體11以同向曲面等分環(huán)設于該二圓形側(cè)盤21之間，并分別以朝向該二圓形側(cè)盤21的軸心方向呈環(huán)狀配置，且于該二圓形側(cè)盤21上分別開設有復數(shù)個對應該各片體11兩側(cè)連接部12的平直狀嵌孔22，而該各片體11分別以其兩側(cè)的連接部12對應嵌接于該二圓形側(cè)盤21的平直狀嵌孔22中，使該各片體11定位于該二圓形側(cè)盤21之間，且該二圓形側(cè)盤21上對應該各連接部12所開設的平直狀嵌孔21具有容易加工、組裝的優(yōu)點，而該葉輪20具有十八片的片體11，且各相鄰的片體11分別以20度夾角等分環(huán)設于該二圓形側(cè)盤21之間，使各相鄰片體11之間可分別形成有一氣流通道23。
而當該葉輪20被驅(qū)動而開始轉(zhuǎn)動時，即可令氣體進入各相鄰片體11的氣流通道23中，并通過該各片體11呈平直狀的第一加壓段111的拍擊，以可對氣體進行第一段加壓，而經(jīng)第一段加壓后的氣體接著再經(jīng)由該第一導流段112的導流，而進入該第二加壓段113中進行第二段的加壓，最后再經(jīng)由該第二導引段114的導流，而可由該第三加壓段115拍擊加壓后迅速排出，如此一來，即可藉由增強其出風量而達成大幅提升吸風力的目的。
且由于本發(fā)明所提供的葉片結(jié)構(gòu)，呈平直狀的第一加壓段111及第三加壓段115是分別位于該片體11的兩端位置，并藉由其呈平直狀的形狀，而可有效地將氣體加壓排出，藉此即可使其運轉(zhuǎn)時不易于其端部位置形成紊流，并進而即可有效減少葉片于運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的震動與噪音。
再者，本發(fā)明所提供的葉輪20是以多達十八片的片體以20度夾角等分環(huán)設于該二圓形側(cè)盤21之間，并藉由增加該各片體11的數(shù)量即可更進一步地增強本發(fā)明所提供葉輪10的出風量。
綜上所述，當可使熟知本項技藝者明了本發(fā)明確可達成前述目的，實已符合專利法的規(guī)定，因此依法提出申請。
風電場安全生產(chǎn)及新項目生產(chǎn)準備培訓班 風機葉片的原理、結(jié)構(gòu)和運行維護
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風機葉片的原理、結(jié)構(gòu)和運行維護
潘東浩
風機葉片報涉及的原理
風力機獲得的能量
氣流的動能
E=EQ EQ mv2=EQ EQ ρSv3
式中 m氣體的質(zhì)量
S風輪的掃風面積，單位為m2
v氣體的速度,單位是m/s
ρ空氣密度，單位是kg/m3
E 氣體的動能，單位是W
二． 風力機實際獲得的軸功率
P=ρSv3Cp
式中 P風力機實際獲得的軸功率，單位為W；
ρ空氣密度，單位為kg/m3;
S風輪的掃風面積，單位為m2;
v上游風速，單位為m/s.
Cp 風能利用系數(shù)
三． 風機從風能中獲得的能量是有限的，風機的理論最大效率
η≈0.593
即為貝茲（Betz）理論的極限值。
第二節(jié) 葉片的受力分析
一．作用在槳葉上的氣動力
上圖是風輪葉片剖面葉素不考慮誘導速度情況下的受力分析。在葉片局部剖面上，W是來流速度V和局部線速度U的矢量和。速度W在葉片局部剖面上產(chǎn)生升力dL和阻力dD，通過把dL和dD分解到平行和垂直風輪旋轉(zhuǎn)平面上，即為風輪的軸向推力dFn和旋轉(zhuǎn)切向力dFt。軸向推力作用在風力發(fā)電機組塔架上，旋轉(zhuǎn)切向力產(chǎn)生有用的旋轉(zhuǎn)力矩，驅(qū)動風輪轉(zhuǎn)動。
上圖中的幾何關(guān)系式如下：
Φ=θ+α
dFn=dDsinΦ+dLcosΦ
dFt=dLsinΦ-dDcosΦ
dM=rdFt=r(dLsinΦ-dDcosΦ)
其中，Φ為相對速度W與局部線速度U（旋轉(zhuǎn)平面）的夾角，稱為傾斜角；
θ為弦線和局部線速度U（旋轉(zhuǎn)平面）的夾角，稱為安裝角或節(jié)距角；
α為弦線和相對速度W的夾角，稱為攻角。
二．槳葉角度的調(diào)整（安裝角）對功率的影響。（定槳距）
改變槳葉節(jié)距角的設定會影響額定功率的輸出，根據(jù)定槳距風力機的特點，應當盡量提高低風速時的功率系數(shù)和考慮高風速時的失速性能。定槳距風力發(fā)電機組在額定風速以下運行時，在低風速區(qū)，不同的節(jié)距角所對應的功率曲線幾乎是重合的。但在高風速區(qū)，節(jié)距角的變化，對其最大輸出功率（額定功率點）的影響是十分明顯的。事實上，調(diào)整槳葉的節(jié)距角，只是改變了槳葉對氣流的失速點。根據(jù)實驗結(jié)果，節(jié)距角越小，氣流對槳葉的失速點越高，其最大輸出功率也越高。這就是定槳距風力機可以在不同的空氣密度下調(diào)整槳葉安裝角的根據(jù)。
不同安裝角的功率曲線如下圖所示：
第三節(jié)
葉片的基本概念
1、葉片長度：葉片徑向方向上的最大長度，如圖1所示。
圖1 葉片長度
圖1 葉片長度
2、葉片面積
葉片面積通常理解為葉片旋轉(zhuǎn)平面上的投影面積。
3、葉片弦長
葉片徑向各剖面翼型的弦長。葉片根部剖面的翼型弦長稱根弦，葉片尖部剖面的翼型弦長稱尖弦。
圖2葉片弦長、扭角示意圖葉片弦長分布可以采用最優(yōu)設計方法確定，但要從制造和經(jīng)濟角度考慮，葉片的弦長分布一般根據(jù)葉片結(jié)構(gòu)強度設計
圖2葉片弦長、扭角示意圖
要求對最優(yōu)化設計結(jié)果作一定的修正。
根據(jù)對不同弦長分布的 計算，梯形分布可以作為最好的近似。
4、葉片扭角
葉片各剖面弦線和風輪旋轉(zhuǎn)平面的夾角，如上圖所示。
5、風輪錐角
風輪錐角是指葉片相對于和旋轉(zhuǎn)軸垂直的平面的傾斜度，如右圖所示。錐角的作用是在風輪運行狀態(tài)下減少離心力引起的葉片彎曲應力和防止葉尖和塔架碰撞的機會。
6、風輪仰角
風輪的仰角是指風輪的旋轉(zhuǎn)軸線和水平面的夾角，如上圖所示。仰角的作用是避免葉尖和塔架的碰撞。
第四節(jié)
葉片的設計與制造
在葉片的結(jié)構(gòu)強度設計中要充分考慮到所用材料的疲勞特性。首先要了解葉片所承受的力和力矩，以及在特定的運行條件下風負載的情況。在受力最大的部位最危險，在這些地方負載很容易達到材料承受極限。
葉片的重量完全取決于其結(jié)構(gòu)形式，目前生產(chǎn)的葉片，多為輕型葉片，承載好而且很可靠。
目前葉片多為玻璃纖維增強復合材料（GRP），基體材料為聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂比聚酯樹脂強度高，材料疲勞特性好，且收縮變形小。聚酯材料較便宜，它在固化時收縮大，在葉片的連接處可能存在潛在的危險，即由于收縮變形在金屬材料與玻璃鋼之間可能產(chǎn)生裂紋。
水平軸風輪葉片一般近似是梯形的，由于它的曲面外形復雜，僅外表面結(jié)構(gòu)就需要很高的制造費用。使用復合材料可以改變這種狀況，只是在模具制造工藝上要求高些。葉片的模具由葉片上、下表面的反切面樣板成型，在模具中
明陽1.5MW風機葉片設計 1. 葉片由上下兩個半殼、組成，并以由兩個單向梁帽和兩個多向的由夾層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的抗剪腹板組成的梁作為結(jié)構(gòu)支撐。 2. 梁帽由單向環(huán)氧玻璃玻纖組成，抗剪腹板由二維（+45°/-45°）環(huán)氧玻纖組成，葉片外殼由雙軸和三軸（+45°/-45°/0°）的E-玻纖復合成型。根部由三軸E-玻纖增強。由輕木和部分的PVC泡沫作為芯材。為了獲得邊緣應有的剛性，后緣單向增強。上殼、下殼、梁帽和梁腹由各自的模具制造。上、下殼由前緣和后緣粘接成一體，同時和梁帽粘接。 3. 擋雨環(huán)和人孔蓋由各自的模具制造，再粘結(jié)在葉片型腔內(nèi)外 4. 葉片根部的連接設計成T桿連接形式。 明陽1.5MW風機葉片的基本構(gòu)造 風機葉片基本術(shù)語 葉片： 具有空氣動力形狀、接受風能，使風能繞其軸轉(zhuǎn)動 的主要構(gòu)件 葉根： 風輪中連接葉片和輪轂的構(gòu)件 葉尖： 葉片距離風能回轉(zhuǎn)軸線的最遠點 前緣： 翼型在旋轉(zhuǎn)方向的最前端 后緣： 翼型在旋轉(zhuǎn)方向的最后端 葉片長度： 葉片在展向上沿壓力中心連線測得的最大長度 0°標記： 葉尖弦的標記。0°標記位于翼根法蘭的外表和內(nèi)部 重心： 葉片配重的中心。重心要做標記，這是因為重心在 葉片搬運時至關(guān)重要。 逆風面： 壓力面，即葉片迎風的一面。 順風面： 負壓面，即葉片背風的一面。由于空氣動力學的輪 廓形狀，這一側(cè)產(chǎn)生提升力。 預彎曲度： 葉片逆風方向預彎曲，以防止運轉(zhuǎn)過程中葉片朝 向塔架變形。 導雷系統(tǒng)： 接收和傳導雷電的系統(tǒng) 接收器： 裝進葉片表面的金屬設備來傳導電流以使葉片 避免電擊破壞。 葉片扭旋： 所有葉片輪廓截面上的葉片扭旋。 葉片（blade） 預彎 葉片截面圖 結(jié)構(gòu)膠粘接PS及SS面 腹板粘接 后緣（ Trialing edge）前緣（Leadling edge） 葉尖（tip of blade） 葉根（root of blade） 0°標記 擋雨環(huán) 人孔蓋 銘牌 雷電峰值卡卡片夾 避雷系統(tǒng)電阻 葉片固定工裝示意圖 葉片固定工裝 Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006 避雷系統(tǒng) 人孔蓋 擋雨環(huán) 梁帽 腹板 外殼 葉片 迎風面（Pressure side） 背風面（Suction side） 葉尖接閃器 排水口 起吊標志 重心位置 螺栓連接 0°標記
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