专利名称：导流散热立式罗茨鼓风机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种导流散热立式罗茨鼓风机，特别指一种能有效冷却马达转动及鼓风机压缩空气所产生的高温，及适时泄掉出风口过量压力，从而达到延长机件寿命，且提供出风口的稳定空气流量的革新构造。
然而，上述习用鼓风机1的构造组成却具有以下各项缺点1、习用的鼓风机，其马达11与本体12的组合采用横向排列，因此在空间使用上极为浪费，且其体积也因此而变大，于组装及搬运上更显笨重且难施工组装。
2、习用的鼓风机，其马达11与本体12间尚需以皮带13来加以带动，然而，其皮带13属消耗品极易磨损，需经常维修更换，不仅耗时费力，且需另外支出皮带耗材的费用，实不符合经济效益。
3、习用的鼓风机，其利用皮带传动常会因皮带日久弹性疲乏，而造成传动时的功率损耗，进而影响鼓风机风量的进入，降低产品的使用效果。
鉴于上述习用产品的缺点，本发明人特以其多年从事相关产品制造经验，秉持其一贯的优良设计理念，针对习用品不良处加以改进，终创作出本产品，期以更革新的结构提高鼓风机的使用功效。
本实用新型的另一主要目的在于，提供一种导流散热立式罗茨鼓风机，其可将出风口所产生的过量空气压力予以适时地泄至回流管，并经由回流管与连结管回流至叶轮室内重新利用，以保持管路内稳定的恒压状态，达到空气流量品质的一致性。
为实现上述目的，本实用新型提供一种导流散热立式罗茨鼓风机，由本体、马达、连结管、吸入口组件及排出口组件所组成；其中本体，固定于一底座之上，其下方为一油箱可盛装润滑油，于油箱上方为叶轮室，此叶轮室的二侧则各具有一入风口及一出风口，且叶轮室上方设一中空容室；马达，组设于上述本体上方，其下方以一马达座与本体顶端互相螺固，于其马达座内部设一中空容室与本体的中空容室互相连通，令由外界吸入的冷空气进入此处时，能达到冷却马达与叶轮间的轴承摩擦及鼓风机压缩空气所产生的高温；吸入口组件，通过一入口消音器螺设于一入风管上端，并将入风管的下端接通于本体的侧边；排出口组件，由一安全阀组设于本体叶轮室的出风口侧，于安全阀之后依序组设出口消音器及逆止阀，且逆止阀后方用以接头连接一出风管，另于安全阀上方连接一回流管衔接至连结管中段；连结管，其上端连通于马达座的中空容室，且下端连通于本体叶轮室的入风口。
通过上述构件组成的鼓风机，当叶轮室内排出的空气超出安全阀所设定时，安全阀便会打开将多余的空气由回流管排出，使其经连结管再度回流至叶轮室，以达到泄压及回流的功效。
图2习用鼓风机之组装示意侧视图。
图3本实用新型的构件组合侧视图。
图4本实用新型的构件组合正视图。
图5本实用新型的构件组合俯视图。
该排出口组件6，由一安全阀61组设于本体2叶轮室23的出风口232侧，于此安全阀61上方连接一回流管611通至连结管4中段，当叶轮室23内排出的空气量超出安全阀61所设定时，安全阀61便会打开将多余的空气由回流管611排出，使其经连结管4再度回流至叶轮室23，以达泄压及回流的功效，从而避免出风口232处的压力过大；并于安全阀61之后依序组设出口消音器60及逆止阀62，此逆止阀62具有逆转保护的功用，其可防止排出的空气再度逆流回叶轮室23之内，另于逆止阀62后方用以接头63连接一出风管64，将空气排至所需的场所；鼓风作动时，当马达3带动叶轮室23内的叶轮转动抽风时，叶轮便将叶轮室23及本体2及马达3内的中空容室24，311的空气抽真空，将外界的冷空气经由吸入口组件5抽入，此时抽入的冷空气进入本体2及马达3的中空容室24，311内可兼具冷却马达3与叶轮间轴承摩擦及鼓风机压缩空气所产生的高温，以提高机械元件的寿命，另当冷空气经连结管4被送至叶轮室23后，乃至到出风口232的风量过大而造成压力过高时，安全阀61便会将过量的空气泄至叶轮室23内重新利用，以保持管路内压力的稳定度。
据由上述构件分析，可得知本实用新型具有以下诸项优点1、本实用新型导流散热立式罗茨鼓风机，其本体2与马达3的组合采用直立式直接相邻固设，于体积上较习用品缩减甚多，具有容易搬运及不占空间的实用功效增进。
2、本实用新型导流散热立式罗茨鼓风机，其由马达3直接带动叶轮室23内的叶轮转动抽风，除了可提高抽风的效率外，尚可免去习用品须时常更换皮带的不便，且能节省皮带耗材的花费，充分符合经济效益及产品进步性。
3、本实用新型导流散热立式罗茨鼓风机，其马达心轴在带动叶轮转动及鼓风机压缩空气时所产生的高温，容易使马达的轴承失去润滑的作用，而造成损坏，此时，进入到本体2及马达3内中空容室24，311的冷空气使得以适时发挥冷却轴承与鼓风机的作用，进而提高机械元件的使用寿命。
4、本实用新型导流散热立式罗茨鼓风机，其因由马达3直接带动叶轮抽风，而马达3转动的转速有时过快，导致抽取至出风口232的风量过大而造成压力过高，此时，安全阀61在测知压力超过设定值时，便适时打开将过量的空气泄至回流管611，并经由回流管611与连结管4回流至叶轮室23内重新利用，以保持管路内恒压状态，达到所送出的空气量与状态能稳定流通。
5、本实用新型导流散热立式罗茨鼓风机，其排出口组件6中的逆止阀62具有逆转保护的功用，从而达到防止排出的空气逆流返回叶轮室23之内。
以上所述，仅为本实用新型的一较佳实施例而已，不能以之限定本实用新型实施的范围。大凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，都应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
综上所述，本实用新型具有进步性与创作性。
权利要求1.一种导流散热立式罗茨鼓风机，由本体、马达、连结管、吸入口组件及排出口组件所组成；其特征在于本体，固定于一底座之上，其下方为一油箱可盛装润滑油，于油箱上方为叶轮室，此叶轮室的二侧则各具有一入风口及一出风口，且叶轮室上方设一中空容室；马达，组设于上述本体上方，其下方以一马达座与本体顶端互相螺固，于其马达座内部设一中空容室与本体的中空容室互相连通，令由外界吸入的冷空气进入此处时，能达到冷却马达与叶轮间的轴承摩擦及鼓风机压缩空气所产生的高温；吸入口组件，通过一入口消音器螺设于一入风管上端，并将入风管的下端接通于本体的侧边；排出口组件，由一安全阀组设于本体叶轮室的出风口侧，于安全阀之后依序组设出口消音器及逆止阀，且逆止阀后方藉以接头连接一出风管，另于安全阀上方连接一回流管衔接至连结管中段；连结管，其上端连通于马达座的中空容室，且下端连通于本体叶轮室的入风口。通过上述构件组成的鼓风机，当叶轮室内排出的空气超出安全阀所设定时，安全阀便会打开将多余的空气由回流管排出，使其经连结管再度回流至叶轮室。
专利摘要本实用新型公开了一种导流散热立式罗茨鼓风机，其本体、马达、连结管、吸入口组件及排出口组件所组成；该本体固定于一底座之上，其具有一油箱、叶轮室及中空容室，叶轮室二侧各具一入风口及一出风口；该马达以一马达座组设于本体上方，且马达座内部也具一中空容室；该连结管上端连通于马达座的中空容室，而下端则连通于本体叶轮室的入风口；该吸入口组件，具由一入口消音器螺设于一入风管上端，并将入风管的下端接通于本体的中空容室侧边；该排出口组件由一安全阀组设于本体叶轮室的出风口侧，于安全阀上方连接一回流管通至连结管中段，并于安全阀之后依序组设出口消音器、逆止阀、接头及出风管。
文档编号F04C29/04GKSQ
公开日2003年8月20日 申请日期2002年8月2日 优先权日2002年8月2日
发明者魏豪廷 申请人:魏豪廷
罗茨鼓风机
罗茨真空泵
密集型罗茨鼓风机
高压型罗茨鼓风机
沼气增压鼓风机
多级离心鼓风机
回转风机
磁悬浮鼓风机
罗茨鼓风机的构件组成
任何机器都是由许多构件组合而成的。例如单缸内燃机是由汽缸、活塞、连杆、曲轴、轴承等构件组合而成的。各运动实体之间具有确定的相对运动。能实现能量的转换、代替或减轻人类的劳动，完成有用的机械功。例如:发电机可以把机械能转换为电能;运输机器可以改变物体在空间的位置;金属切削机床能够改变工件的尺寸、形状;计算机可以变换信息等。
根据上面的分析，可以对机器得到一个明确的概念:机器就是人为实体(构件)的组合，它的各部分之间具有确定的相对运动，并能代替或减轻人类的体力劳动，完成有用的机械功或实现能量的转换。按其用途，机器可分为发动机(原动机)和工作机。发动机是将非机械能转换成机械能的机器。例如电动机是将电能转换成机械能的机器，内燃机是将热能转换成机械能的机器。
工作机是用来改变被加工物料的位置、形状、性能、尺寸和状态的机器。工作机是利用机械能来做有用功的机器，例如车床、铣床等金属切削机床都是工作机。机构是用来传递运动和力的构件系统。构件系统中有一个构件为机架，构件系统是用运动副连接起来的。与机器相比较，机构也是人为实体(构件)的组合，各运动实体之间也具有确定的相对运动，但不能做机械功，也不能实现能量转换。
机器与机构的区别在于:机器的主要功用是利用机械能做功或实现能量的转换;机构的主要功用在于传递或转变运动的形式。例如航空发动机、机床、轧钢机、纺织机和拖拉机等都是机器，而钟表、仪表、千斤顶、机床中的变速装置或分度装置等都是机构。通常的机器必包含一个或一个以上的机构。如果不考虑做功或实现能量转换，只从结构和运动的观点来看，机器和机构二者之间没有区别，而将它们总称为机械，即机械是机器与机构的总称。
消声器只能消减进、排气管路中的噪声，而不能消除从机壳表面辐射出来的噪声。为了更有效地降低现场噪声，除安装消声器之外，通常给鼓风机组加装隔声罩，或者将机房改造成隔声间。
1、隔声罩
隔声罩是把噪声围在罩内，使之不外逸的噪声控制装置。对隔声罩的基本要求是:
①声学性能好，隔声量比较大;
②有换气装置，散热性能好;
③有观察装置，不开罩门可对鼓风机进行监视;
④有适当的空间，不拆罩可进行加油、换皮带等简单操作;
⑤运输及安装方便，价格适宜等。
隔声罩有两种换气方式，在自吸式换气方式中，鼓风机进气口位于罩子内部，罩体上设有进气用的消声通道，工作时利用鼓风机本身的进气需要，在眾内形成负压，以此将罩外的新鲜空气由消声通道吸人罩内；机械通风方式中，鼓风机进气口接有封闭管道，通常在罩体上安装一台专用的换气扇（或轴流风机），将罩内热空气及时吸走，同时在罩内造成负压，将罩外冷空气吸人。
从声学构造上讲，隔声罩通常分为单层与双层两种构造。单层隔声构件主要由罩板、阻尼涂料、吸声层及护面层组合而成，其隔声量一般可达20-30dB;双层隔声构件在两个单层构件中间夹有一定厚度的空气层，其隔声量比单层的更高。罩板一般采用厚的金属板材制作，阻尼层通常是5-10mm厚的沥青浆料，吸声层使用泡沫塑料或厚度为30-50mm、容量为15-25kg/m3的玻璃棉。使用散状玻璃棉时，护面层由玻璃布和金属网（或穿孔板)组成。当噪声的声波遇到罩板时，大部分被反射回去，只有一少部分透射出来。
另外，隔声罩大多为可拆式拼装结构，一般设有能敞开的小门及玻璃观察窗。拼缝及门窗往往是隔声的薄弱环节，应尽量将其数量限制到最少、尺寸控制到最小,并在接缝处垫衬乳胶或橡皮条密封。
为保持总体隔声效果,应对鼓风机进、排气管道（罩外部分)一同进行隔声处理。一般先将防振泥浆、沥青油毡等阻尼材料敷于管道外壁，以阻尼管壁振动，然后敷一层矿棉、玻璃棉等轻质材料层，再做钢丝网水泥粉刷层，进一步降低管壁辐射的噪声。
2、隔声间
如果鼓风机设有专门的机房，可以结合现场条件，将其改造成隔声间，以降低噪声对外界的影响。机房一般为砖砌结构，砖墙的灰缝要抹实，门、窗要按隔声要求进行处理。
为了降低机房里面的噪声，可对机房内部表面采取吸声措施，如贴吸声材料或悬挂吸声体。一般情况下，如果机房高度不超过6-8m,主要应对顶棚及墙壁上半部作吸声处理;如果机房既窄又髙，主要是对墙壁进行吸声处理。但吸声处理在降噪工程中通常只是一种辅助措施。因为它只能消除反射声，并不能消除直达声在机房内的影响。
为隔绝振动传播，减弱固体声的辐射，可在鼓风机(机座)下面安装减振器，或设计专门的隔振基础。同时，在鼓风机与管道之间安装弹性接头，可防止机体的振动向管路系统传递；在管路过墙处安放橡皮或石棉衬垫，可避免管道与墙体刚性连接。
3、水下消声
鼓风机通过壳体辐射出来的噪声，通常在很宽的频率范围内具有较高的强度。中、高频成分很容易用吸声材料进行消除，但低频噪声的消减比较困难。尽管人耳对低频声不太敏感，但当噪声达到一定强度，特别是当低频声与人体某些器官的固有频率接近时，会使人感到心慌头晕。Hd fj1 1.coM
作为一种有效的消声措施，可以将鼓风机置于2-5m深的水中。由于水能够隔声，并对低频声有良好的吸收性能，因而能够获得一般陆上消声设施难以达到的效果。此时，为了使低频噪声尽贵消散在水中，进、排气消声器尽可能采用薄壁结构。
水下消声不仅能降低鼓风机的辐射噪声，而且有利于加快噪声在大气中的衰减。因为空气对高频声吸收能力较强，而对低频声吸收能力较差。通过水下消声处理，使低频噪声大幅度消减之后，总的声级在大气中随距离衰减的速度得以加快。在离声源较近的地方，陆锦工风机的噪声(虚线)与水下鼓风机的噪声(实线)差距较小，随着距离的加大，两条曲线的差距有增大的趋势。并且，与陆上使用环境相比，水下鼓风机具有良好的散热性能，同时需要采取有效的防水措施。
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：罗茨鼓风机
风机包括通风机、透平鼓风机、罗茨鼓风机和透平压缩机，详细划分为离心式压缩机、轴流式压缩机、往复式压缩机、离心式鼓风机、罗茨鼓风机、离心式通风机、轴流式通风机和叶氏鼓风机等八大类。
一、离心式压缩机
离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机（即透平式压缩机）。在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。早期，由于这种压缩机只适于低，中压力、大流量的场合，而不为人们所注意。由于化学工业的发展，各种大型化工厂，炼油厂的建立，离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极其重要的地位。随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等技术关键的研制成功，解决了离心压缩机向高压力，宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机，而大锦工扩大了应用范围。
有些化工基础原料，如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等，可加工成塑料、纤维、橡胶等重要化工产品。在生产这种基础原料的石油化工厂中，离心式压缩机也占有重要地位，是关键设备之一。除此之外，其他如石油精炼，制冷等行业中，离心式压缩机也是极为关键的设备。我国在五十年代已能制造离心式压缩机，从七十年代初开始又以石油化工厂，大型化肥厂为主，引进了一系列高性能的中、高压力的离心式压缩机，取得了丰富的使用经验，并在对引进技术进行消化、吸收的基础上大大增强了自己的研究、设计和制造能力。
性能特点：
优点：
离心式压缩机之所以能获得这样广泛的应用，主要是比活塞式压缩机有以下一些优点。
1、离心式压缩机的气量大，结构简单紧凑，重量轻，机组尺寸小，占地面积小。
2、运转平衡，操作可靠，运转率高，摩擦件少，因之备件需用量少，维护费用及人员少。
3、在化工流程中，离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。
4、离心式压缩机为一种回转运动的机器，它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。对一般大型化工厂，常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力，为热能综合利用提供了可能。但是，离心式压缩机也还存在一些缺点。
缺点：
1、离心式压缩机还不适用于气量太小及压比过高的场合。
2、离心式压缩机的稳定工况区较窄，其气量调节虽较方便，但经济性较差。
3、离心式压缩机效率一般比活塞式压缩机低。
二、轴流式压缩机
轴流式压缩机是属于一种大型的空气压缩机，最大的功率可以达到KW，排气量是20000m3每分钟，它的压缩机能效比可以达到百分之90左右，比离心机要节能一些。它是由3大部分组成，一是以转轴为主体的可以旋转的部分简称转子，二是以机壳和装在机壳上的静止部件为主体的简称定子（静子），三是壳体、密封体、轴承箱、调节机构、联轴器、底座和控制保护等组成。轴流式压缩机也属于透平式或速度式压缩机，炼油厂多选用作催化裂化装置的主风机。
性能特点：
效率较高，单机效率可达86%～92%，比离心式压缩机高5%～10%，单位面积流通能力大，径向尺寸小，适宜流量大于1500m3/min的场合，单级压力比较低，单缸多级压力比可达11，与离心式压缩机相比，静叶不可调试式轴流压缩机的稳定工况区较窄，在恒定转速下，流量变化相对较少，压力变化较大。此外，结构较为简单，维护方便。因此，轴流压缩机对于中、低压、大流量，且载荷基本不变的情况较为理想。全静叶可调式轴流压缩机可以扩大压缩机的稳定工况区，弥补了静叶不可调式轴流压缩机的不足，而且可以提高压缩机的效率，降低起动功率。目前，炼油厂主要用全静叶可调式轴流压缩机。
三、往复式压缩机
曲轴带动连杆，连杆带动活塞，活塞做上下运动。活塞运动使气缸内的容积发生变化，当活塞向下运动的时候，汽缸容积增大，进气阀打开，排气阀关闭，空气被吸进来，完成进气过程；当活塞向上运动的时候，气缸容积减小，出气阀打开，进气阀关闭，完成压缩过程。通常活塞上有活塞环来密封气缸和活塞之间的间隙，气缸内有润滑油润滑活塞环。靠一个或几个作往复运动的活塞来改变压缩腔内部容积的容积式压缩机。目前往复式压缩机主要是活塞式空压机,化工工艺压缩机，石油，天然气压缩机，为主，而活塞式空压机现在主要向中压及高压方向发展，这个是螺杆机，离心机目前无法达到的一个高度。
性能特点：
由于设计原理的关系，就决定了活塞压缩机的很多特点。比如运动部件多，有进气阀、排气阀、活塞、活塞环、连杆、曲轴、轴瓦等；比如受力不均衡，没有办法控制往复惯性力；比如需要多级压缩，结构复杂；再比如由于是往复运动，压缩空气不是连续排出、有脉动等。
优点：
1、热效率高、单位耗电量少
2、加工方便 对材料要求低，造价低廉
3、装置系统较简单
4、设计、生产早，制造技术成熟
5、应用范围广
缺点：
1、运动部件多，结构复杂，检修工作量大，维修费用高
2、转速受限制
3、活塞环的磨损、气缸的磨损、皮带的传动方式使效率下降很快
4、噪音大
5、控制系统的落后，不适应连锁控制和无人值守的需要，所以尽管活塞机的价格很低，但是也往往不能够被用户接受。
四、离心式鼓风机
在设计条件下，风压为15kPa~0.2MPa或压缩比e=1.15~3的风机叫鼓风机，有两个或更多叶轮串联组成的离心鼓风机叫多级离心鼓风机，（相邻叶轮之间必须有导叶连接）。多级离心鼓风机广泛应用于各种冶炼高炉及化铁炉鼓风、洗煤跳汰机配套、矿山浮选、污水曝气、化工造气等需要输送空气的场合,亦可用于输送其它特殊气体。
性能特点：
该系列鼓风机具有效率高、噪声低、运行平稳、绝无脉冲、稳定区域广、输送的气体清洁、干燥且无油,易损件少和安装、操作、维护简便等特点。
五、罗茨鼓风机
罗茨鼓风机系属容积回转鼓风机。这种压缩机靠转子轴端的同步齿轮使两转子保持啮合。转子上每一凹入的曲面部分与气缸内壁组成工作容积，在转子回转过程中从吸气口带走气体，当移到排气口附近与排气口相连通的瞬时，因有较高压力的气体回流，这时工作容积中的压力突然升高，然后将气体输送到排气通道。两转子互不接触，它们之间靠严密控制的间隙实现密封，故排出的气体不受润滑油污染。下侧两“鞋底尖”分开时，形成低压，将气体吸入；上侧两“鞋底尖”合拢时，形成高压，将气体排出。
性能特点：
其最大的特点是使用时当压力在允许范围内加以调节时流量之变动甚微，压力选择范围很宽，具有强制输气的特点。输送时介质不含油。结构简单、维修方便、使用寿命长、整机振动小。罗茨鼓风机输送介质为清洁空气，清洁煤气，二氧化硫及其他惰性气体，特殊气体行业（煤气、天然气、沼气、二氧化碳、二氧化硫等）及高压工况的首选产品。鉴于具有上述特点，因而能广泛适应冶金、化工、化肥、石化、仪器、建材行业。
与离心风机的区别比较大：
⒈工作原理不同，离心风机用的是曲线风叶，靠离心力将气体甩到机壳处，而罗茨风机用的是两个8字形的风叶，它们间的间隙很小，靠两个叶片的挤压，将气体挤至出气口。
⒉由于工作原理不同，一般它们的工作压力不同，罗茨风机的出气压力比较高，而离心风机比较小。
⒊风量不同，一般罗茨风机用在风量要求不大但压力要求较高的地方，而离心风机用在压力要求低，风量要求大的地方。
⒋制造精度不一样，罗茨风机要求的精度很高，对装配要求也很严，而离心风机比较松。
六、离心式通风机
其原理与离心泵相同。叶轮上叶片的数目比离心泵的稍多，叶片比较短。中低压风机的叶片常向前弯，高压风机的叶片为后弯叶片。
性能特点：
优点：
1、通风换气效果好，非常适合用在管道抽风或者送风；
2、适用性强、无腐蚀、易燃易爆气体场所均可使用。
3、噪声低，离心式通风机根据空气流力学采用合理叶轮角度设计，运行时，无任何机械摩擦，合理叶片形线使噪声降为最低；离心式通风机产生的噪音是高频噪音，只要有障碍物，即可隔音。
4、运行平稳，优化设计的叶轮使轴向力减小到最低程度，且有高效的叶轮，并经静动平衡校正，使整机运行平稳，在不加任何减振装置的情况下，轴承振幅比较小。
5、维护方便，部分机型可配置清理门，勿须拆机维护清洁，省时省力。
缺点：
1、体积较为庞大，其进风与送风之方向垂直，在配置上，系统风管需要较妥当的配合。
2、无法逆向送风。
3、价格较贵。
七、轴流式通风机
送风方向与轴向相同。靠叶片的轴向倾斜，将轴向空气向前推进。
性能特点：
优点：
1、轴流式通风具有结构紧凑、体积小、质量轻、转速高。
2、可直接与电动机相连，风量调节较为方便、可以逆向送风。
3、价格便宜。
4、适用于低压、锦工量的情况。
5、由于风吹送的方向与轴平行，故可容易与管路相连接，成为管路统之套件。
缺点：
1、其缺点是噪音大、构造复杂、检修困难、并联工作稳定性差。它一般运用于风压变化较大，风量变化较小的矿井。
2、效率特性曲线陡直，略超出设计点之运转会产生激变的现象，效率迅速降低。
3、对尘埃及表面腐蚀的现象较为敏感，造成效率降低的现象。
八、叶氏鼓风机
叶氏鼓风机是另一种回转式鼓风机。它是由长圆筒形机壳、阻风翼、鼓风翼以及两根平行的轴所组成。图1为叶氏鼓风机的两个转子，它们的结构互不相同。两根平行轴的两端装有式样完全相同的两个活动齿轮，其中一个轴与电动机相联，叫主动轴，另一根叫从动轴。鼓风翼装在主动轴上，阻风翼装在从动轴上。
(a)—阻风翼 (b)—鼓风翼
图1叶式鼓风机的转子结构
叶氏鼓风机实际上是罗茨鼓风机的一种变形，其工作原理如图2所示；
1—阻风翼；2—鼓风翼；3—机壳；4—鼓风翼盖。
图2叶氏鼓风机的工作原理
来源于化工707和网络，编辑整理：桑尼。
本发明与风扇叶片的结构有关，特别是指一种叶片结构及由其组成的叶轮。
背景技术：
现有的离心式的叶轮结构，如图6所示，主要具有二相对称间隔设置的侧盘61，并于该二侧盘61之间的环设有数片弧形叶片62，然由于该等弧形叶片62皆仅具有单一弧度，而无法提供额外的加压之功能，因此在实际的运转使用上，其吸风力并不理想而无法达到较大吸风量及风压的需求。
再者，由于该等弧形叶片62的端部皆呈弯弧状，因此在运转时无法有效地将气体完全排出而容易在端部位置形成紊流，并进而导致叶片震动而会有较大的恼人噪音产生，且此等情形在叶片的转速越快时，其震动现象与噪音将会更为明显。
有鉴于此，故如何改进现有弧形叶片62的缺点，并提供一种吸风力大且可兼顾低噪音需求的叶片结构，即为本发明所欲解决的首要课题。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种叶片结构及由其组成的叶轮，其具有吸风力大，且可有效减少震动以降低噪音的功效。
为达成上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种叶片结构，它具有呈板片状的片体，并于该片体上形成有沿一延伸方向依序相接的一第一加压段、一第一导流段、一第二加压段、一第二导流段以及一第三加压段，其中该第一加压段、该第二加压段以及该第三加压段分别呈平直状，并于该第一加压段、该第二加压段以及该第三加压段的相对两侧分别凸伸形成有一呈平直状的连接部，而该第一导流段及该第二导流段则分别沿同一圆心弧线弯曲呈弯弧状。
一种叶轮，它包含有：
二圆形侧盘，呈同轴心间隔设置；
复数片的片体，等分环设于该二圆形侧盘之间，并于该各片体上分别形成有沿一延伸方向依序相接的一第一加压段、一第一导流段、一第二加压段、一第二导流段以及一第三加压段，其中该第一加压段、该第二加压段以及该第三加压段分别呈平直状，并于该第一加压段、该第二加压段以及该第三加压段的相对两侧分别凸伸形成有一呈平直状的连接部，且该各片体分别以其连接部对应嵌接于该二圆形侧盘上，而该第一导流段及该第二导流段则分别沿同一圆心弧线弯曲呈弯弧状。
所述第一加压段、所述第一导流段、所述第二加压段、所述第二导流段以及所述第三加压段分别具有一沿该延伸方向延伸的长度，且该第一导流段与该第二导流段的长度分别大于该第一加压段、该第二加压段以及该第三加压段的长度。
所述第一加压段与所述第三加压段分别位于该片体的两端位置，而该第二加压段位于该片体的中央位置。
所述叶轮具有十八片的片体，且各相邻的片体分别以20度夹角等分环设于该二圆形侧盘之间。
所述二圆形侧盘上分别开设有复数个对应该各片体的连接部的平直状嵌孔，而该各片体分别以其连接部对应嵌接于该二圆形侧盘的平直状嵌孔中，使该各片体定位于该二圆形侧盘之间。
本发明的有益效果：本发明通过增强其出风量而达成大幅提升吸风力的目的。而可有效地将气体加压排出，藉此即可使其运转时不易于其端部位置形成紊流，并进而即可有效减少叶片于运转时所产生的震动与噪音。具有容易加工、组装的优点。
附图说明
图1为本发明所提供叶片结构的立体外观图。
图2为本发明所提供叶片结构的侧视图。
图3为本发明所提供叶轮的分解示意图。
图4为本发明所提供叶轮于组装后立体外观图。
图5为本发明所提供叶轮的结构示意图。
图6为现有技术的离心式叶轮的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明提供一种叶片结构，具有呈一体板片状的片体11，并于该片体11上形成有沿一延伸方向依序相接的一第一加压段111、一第一导流段112、一第二加压段113、一第二导流段114以及一第三加压段115，其中：
该第一加压段111、该第二加压段113以及该第三加压段115分别呈平直状，并于该第一加压段111、该第二加压段113以及该第三加压段115的相对两侧分别一体凸伸形成有一呈平直状的连接部12，而该第一导流段112及该第二导流段114则分别沿同一圆心弧线R弯曲呈弯弧状。
该第一加压段111与该第三加压段115分别位于该片体11的两端位置，而该第二加压段113位于该片体11的中央位置，且该第一加压段111、该第一导流段112、该第二加压段113、该第二导流段114以及该第三加压段115分别具有一沿该延伸方向延伸的长度L1、L2、L3、L4、L5，该第一导流段112与该第二导流段114的长度L2、L4相等，而该第一导流段112与该第二导流段114的长度L2、L4分别大于该第一加压段111、该第二加压段113及该第三加压段115的长度L1、L3、L5。
而藉由上述结构特征所组成的叶片结构，通过其呈平直状的第一加压段111、第二加压段113及第三加压段115即可提供叶片在运转时，可有效地对气流进行一拍击加压的动作，并进而即可对气体进行多段加压的动作，以增强其出风量并进而即可达成大幅提升吸风力的目的；且由于该第一导流段112与该第二导流段114的长度L2、L4分别大于该第一加压段111、该第二加压段113以及该第三加压段115的长度L1、L3、L5，因此该第一加压段111、该第二加压段113以及该第三加压段115所提供的加压动作，并不致影响叶片运转时气体流动时的顺畅性。
接着如图3～图5所示，本发明更进一步提供一种利用上述叶片结构所组成的叶轮20，该叶轮20主要由二圆形侧盘21以及复数片环设于该二圆形侧盘21间的片体11所构成，其中：
该二圆形侧盘21，呈同轴心间隔对称设置，而该各片体11以同向曲面等分环设于该二圆形侧盘21之间，并分别以朝向该二圆形侧盘21的轴心方向呈环状配置，且于该二圆形侧盘21上分别开设有复数个对应该各片体11两侧连接部12的平直状嵌孔22，而该各片体11分别以其两侧的连接部12对应嵌接于该二圆形侧盘21的平直状嵌孔22中，使该各片体11定位于该二圆形侧盘21之间，且该二圆形侧盘21上对应该各连接部12所开设的平直状嵌孔21具有容易加工、组装的优点，而该叶轮20具有十八片的片体11，且各相邻的片体11分别以20度夹角等分环设于该二圆形侧盘21之间，使各相邻片体11之间可分别形成有一气流通道23。
而当该叶轮20被驱动而开始转动时，即可令气体进入各相邻片体11的气流通道23中，并通过该各片体11呈平直状的第一加压段111的拍击，以可对气体进行第一段加压，而经第一段加压后的气体接着再经由该第一导流段112的导流，而进入该第二加压段113中进行第二段的加压，最后再经由该第二导引段114的导流，而可由该第三加压段115拍击加压后迅速排出，如此一来，即可藉由增强其出风量而达成大幅提升吸风力的目的。
且由于本发明所提供的叶片结构，呈平直状的第一加压段111及第三加压段115是分别位于该片体11的两端位置，并藉由其呈平直状的形状，而可有效地将气体加压排出，藉此即可使其运转时不易于其端部位置形成紊流，并进而即可有效减少叶片于运转时所产生的震动与噪音。
再者，本发明所提供的叶轮20是以多达十八片的片体以20度夹角等分环设于该二圆形侧盘21之间，并藉由增加该各片体11的数量即可更进一步地增强本发明所提供叶轮10的出风量。
综上所述，当可使熟知本项技艺者明了本发明确可达成前述目的，实已符合专利法的规定，因此依法提出申请。
风电场安全生产及新项目生产准备培训班 风机叶片的原理、结构和运行维护
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风机叶片的原理、结构和运行维护
潘东浩
风机叶片报涉及的原理
风力机获得的能量
气流的动能
E=EQ EQ mv2=EQ EQ ρSv3
式中 m气体的质量
S风轮的扫风面积，单位为m2
v气体的速度,单位是m/s
ρ空气密度，单位是kg/m3
E 气体的动能，单位是W
二． 风力机实际获得的轴功率
P=ρSv3Cp
式中 P风力机实际获得的轴功率，单位为W；
ρ空气密度，单位为kg/m3;
S风轮的扫风面积，单位为m2;
v上游风速，单位为m/s.
Cp 风能利用系数
三． 风机从风能中获得的能量是有限的，风机的理论最大效率
η≈0.593
即为贝兹（Betz）理论的极限值。
第二节 叶片的受力分析
一．作用在桨叶上的气动力
上图是风轮叶片剖面叶素不考虑诱导速度情况下的受力分析。在叶片局部剖面上，W是来流速度V和局部线速度U的矢量和。速度W在叶片局部剖面上产生升力dL和阻力dD，通过把dL和dD分解到平行和垂直风轮旋转平面上，即为风轮的轴向推力dFn和旋转切向力dFt。轴向推力作用在风力发电机组塔架上，旋转切向力产生有用的旋转力矩，驱动风轮转动。
上图中的几何关系式如下：
Φ=θ+α
dFn=dDsinΦ+dLcosΦ
dFt=dLsinΦ-dDcosΦ
dM=rdFt=r(dLsinΦ-dDcosΦ)
其中，Φ为相对速度W与局部线速度U（旋转平面）的夹角，称为倾斜角；
θ为弦线和局部线速度U（旋转平面）的夹角，称为安装角或节距角；
α为弦线和相对速度W的夹角，称为攻角。
二．桨叶角度的调整（安装角）对功率的影响。（定桨距）
改变桨叶节距角的设定会影响额定功率的输出，根据定桨距风力机的特点，应当尽量提高低风速时的功率系数和考虑高风速时的失速性能。定桨距风力发电机组在额定风速以下运行时，在低风速区，不同的节距角所对应的功率曲线几乎是重合的。但在高风速区，节距角的变化，对其最大输出功率（额定功率点）的影响是十分明显的。事实上，调整桨叶的节距角，只是改变了桨叶对气流的失速点。根据实验结果，节距角越小，气流对桨叶的失速点越高，其最大输出功率也越高。这就是定桨距风力机可以在不同的空气密度下调整桨叶安装角的根据。
不同安装角的功率曲线如下图所示：
第三节
叶片的基本概念
1、叶片长度：叶片径向方向上的最大长度，如图1所示。
图1 叶片长度
图1 叶片长度
2、叶片面积
叶片面积通常理解为叶片旋转平面上的投影面积。
3、叶片弦长
叶片径向各剖面翼型的弦长。叶片根部剖面的翼型弦长称根弦，叶片尖部剖面的翼型弦长称尖弦。
图2叶片弦长、扭角示意图叶片弦长分布可以采用最优设计方法确定，但要从制造和经济角度考虑，叶片的弦长分布一般根据叶片结构强度设计
图2叶片弦长、扭角示意图
要求对最优化设计结果作一定的修正。
根据对不同弦长分布的 计算，梯形分布可以作为最好的近似。
4、叶片扭角
叶片各剖面弦线和风轮旋转平面的夹角，如上图所示。
5、风轮锥角
风轮锥角是指叶片相对于和旋转轴垂直的平面的倾斜度，如右图所示。锥角的作用是在风轮运行状态下减少离心力引起的叶片弯曲应力和防止叶尖和塔架碰撞的机会。
6、风轮仰角
风轮的仰角是指风轮的旋转轴线和水平面的夹角，如上图所示。仰角的作用是避免叶尖和塔架的碰撞。
第四节
叶片的设计与制造
在叶片的结构强度设计中要充分考虑到所用材料的疲劳特性。首先要了解叶片所承受的力和力矩，以及在特定的运行条件下风负载的情况。在受力最大的部位最危险，在这些地方负载很容易达到材料承受极限。
叶片的重量完全取决于其结构形式，目前生产的叶片，多为轻型叶片，承载好而且很可靠。
目前叶片多为玻璃纤维增强复合材料（GRP），基体材料为聚酯树脂或环氧树脂。环氧树脂比聚酯树脂强度高，材料疲劳特性好，且收缩变形小。聚酯材料较便宜，它在固化时收缩大，在叶片的连接处可能存在潜在的危险，即由于收缩变形在金属材料与玻璃钢之间可能产生裂纹。
水平轴风轮叶片一般近似是梯形的，由于它的曲面外形复杂，仅外表面结构就需要很高的制造费用。使用复合材料可以改变这种状况，只是在模具制造工艺上要求高些。叶片的模具由叶片上、下表面的反切面样板成型，在模具中
明阳1.5MW风机叶片设计 1. 叶片由上下两个半壳、组成，并以由两个单向梁帽和两个多向的由夹层结构构成的抗剪腹板组成的梁作为结构支撑。 2. 梁帽由单向环氧玻璃玻纤组成，抗剪腹板由二维（+45°/-45°）环氧玻纤组成，叶片外壳由双轴和三轴（+45°/-45°/0°）的E-玻纤复合成型。根部由三轴E-玻纤增强。由轻木和部分的PVC泡沫作为芯材。为了获得边缘应有的刚性，后缘单向增强。上壳、下壳、梁帽和梁腹由各自的模具制造。上、下壳由前缘和后缘粘接成一体，同时和梁帽粘接。 3. 挡雨环和人孔盖由各自的模具制造，再粘结在叶片型腔内外 4. 叶片根部的连接设计成T杆连接形式。 明阳1.5MW风机叶片的基本构造 风机叶片基本术语 叶片： 具有空气动力形状、接受风能，使风能绕其轴转动 的主要构件 叶根： 风轮中连接叶片和轮毂的构件 叶尖： 叶片距离风能回转轴线的最远点 前缘： 翼型在旋转方向的最前端 后缘： 翼型在旋转方向的最后端 叶片长度： 叶片在展向上沿压力中心连线测得的最大长度 0°标记： 叶尖弦的标记。0°标记位于翼根法兰的外表和内部 重心： 叶片配重的中心。重心要做标记，这是因为重心在 叶片搬运时至关重要。 逆风面： 压力面，即叶片迎风的一面。 顺风面： 负压面，即叶片背风的一面。由于空气动力学的轮 廓形状，这一侧产生提升力。 预弯曲度： 叶片逆风方向预弯曲，以防止运转过程中叶片朝 向塔架变形。 导雷系统： 接收和传导雷电的系统 接收器： 装进叶片表面的金属设备来传导电流以使叶片 避免电击破坏。 叶片扭旋： 所有叶片轮廓截面上的叶片扭旋。 叶片（blade） 预弯 叶片截面图 结构胶粘接PS及SS面 腹板粘接 后缘（ Trialing edge）前缘（Leadling edge） 叶尖（tip of blade） 叶根（root of blade） 0°标记 挡雨环 人孔盖 铭牌 雷电峰值卡卡片夹 避雷系统电阻 叶片固定工装示意图 叶片固定工装 Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006 避雷系统 人孔盖 挡雨环 梁帽 腹板 外壳 叶片 迎风面（Pressure side） 背风面（Suction side） 叶尖接闪器 排水口 起吊标志 重心位置 螺栓连接 0°标记
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