風機的分類與構造

風機的分類與構造

一、 風機分類

1、按風機工作原理分類

按風機作用原理的不同，有葉片式風機與容機式風機兩種類型。葉片式是通過葉輪旋轉將能量傳遞給氣體；容積式是通過工作室容積周期性改變將能量傳遞給氣體 。兩種類型風機又分別具有不同型式。

離心式風機

葉片式風機 軸流式風機      

混流式風機

往復式風機

容積式風機

回轉式風機

2、按風機工作壓力（全壓）大小分類

（1）風扇   標準狀態下，風機額定壓力范圍為98Pa(10 mmH2O）。此風機無機殼，又稱自由風扇，常用于建筑物的通風換氣。

（2）通風機   設計條件下，風機額定壓力范圍為98Pa14710Pa(1500 mmH2O)。一般風機均指通風機而言，也是本章所論述的風機。通風機是應用最為廣泛的風機。空氣污染治理、通風、空調等工程大多采用此類風機。

（3）鼓風機   工作壓力范圍為14710Pa196120Pa。壓力較高，是污水處理曝氣工藝中常用的設備。

（4）壓縮機  工作壓力范圍為196120Pa，或氣體壓縮比大于3.5的風機，如常用的空氣壓縮機。

二、通風機分類

通風機通常也按工作壓力進行分類。

                        低壓風機980Pa(100 mmH2O)

         離心式風機   中壓風機 980Pa2942Pa(300 mmH2O)

                      高壓風機 2942Pa14710Pa(1500 mmH2O）

通風機  

                      低壓風機 490Pa(50 mmH2O）

        軸流式風機

                      高壓風機 490Pa4900Pa(500 mmH2O）

三、離心式風機主要部件

離心風機的主要部件與離心泵類似。下面僅結合風機本身的特點進行論述。

   1.葉輪

葉輪是離心泵風機傳遞能量的主要部件，它由前盤、后盤、葉片及輪轂等組成。葉片有后彎式、徑向式和前彎式（見離心泵葉片形狀，圖2—16），后彎式葉片形狀又分為機翼型、直板型和彎板型。葉輪前盤的形式有平直前盤、錐形前盤和弧形前盤三種，如圖4—1所示。

（a）平直前盤 (b)錐形前盤 (c)弧形前盤      

圖4-1  前盤形式

2.集流器

將氣體引入葉輪的方式有兩種，一種是從大氣直接吸氣，稱為自由進氣；另一種是用吸風管或進氣箱進氣。不管哪一種進氣方式，都需要在葉輪前裝置進口集流器。集流器的作用是保證氣流能均勻地分布在葉輪入口斷面，達到進口所要求的速度值，并在氣流損失最小的情況下進入葉輪。集流器形式有圓柱形，圓錐形，弧形，錐柱形和錐弧形等，如圖4-2所示。弧形，錐弧形性能好，被大型風機所采用以提高風機效率，高效風機基本上都采用錐弧形集流器。

(a)圓柱形   (b)圓錐形     (c)弧形      (d)錐柱形     (e)錐弧形

                          圖4-2  集流器形式

3.渦殼

渦殼作用是匯集葉輪出口氣流并引向風機出口，與此同時將氣流的一部分動能轉化為壓能。渦殼外形以對數螺旋線或阿基米德螺旋線最佳，具有最高效率。渦殼軸面為矩形，并且寬度不變。

渦殼出口處氣流速度仍然很大，為了有效利用氣流的能量，在渦殼出口裝擴壓器，由于渦殼出口氣流受慣性作用向葉輪旋轉方向偏斜，因此擴壓器一般作成沿偏斜方向擴大，其擴散角通常為6。～8。，如圖4-3所示。

離心風機渦殼出口部位有舌狀結構，一般稱為渦舌（圖4-3）。渦舌可以防止氣體在機殼內循環流動。一般有渦舌的風機效率，壓力均高于無舌的風機。

圖4-3  渦殼                            圖4-4  進氣箱

4.進氣箱

氣流進入集流器有三種方式。一種是自由進氣；另一種是吸風管進氣，該方式要求保證足夠長的軸向吸風管長度；再一種是進氣箱進氣，當吸風管在進口前需設彎管變向時，要求在集流器前裝設進氣箱進氣，以取代彎管進氣，可以改善進風的氣流狀況。進風箱見圖4-4所示。

進氣箱的形狀和尺寸將影響風機的性能，為了使進氣箱給風機提供良好的進氣條件，對其形狀和尺寸有一定要求。

  （1）進氣箱的過流斷面應是逐漸收縮的，使氣流被加速后進入集流器。進氣箱底部應與進風口齊平，防止出現臺階而產生渦流（見圖4-4）。

  （2）進氣箱進口斷面面積與葉輪進口斷面面積之比不能太小，太小會使風機壓力和效率顯著下降，一般/≮1.5；最好應為/=1.25～2.0（見圖4-4）。

  （3）進風箱與風機出風口的相對位置以90。為最佳，即進氣箱與出風口呈正交，而當兩者平行呈180。時，氣流狀況最差。

    5.入口導葉

    在離心式風機葉輪前的進口附近，設置一組可調節轉角的導葉（靜導葉），以進行風機運行的流量調節。這種導葉稱為入口導葉或入口導流器，或前導葉。常見的入口導葉有軸向導流器和簡易導流器兩種，如圖4-5所示。入口導葉調節方式在離心風機中有廣泛的應用。

圖4-5  離心式風機的入口導流器

（a）軸向導流器結構示意圖             (b) 簡易導流器結構示意圖

1 入口導葉  2 葉輪進口風筒  3 入口導葉轉軸  4 導葉操作機構

四、離心風機結構型式

離心風機一般采用單級單吸或單級雙吸葉輪，且機組呈臥式布置。圖4-6所示為4-13.2（工程單位制為4-73）—11№16D型高效風機。該風機為后彎式機翼型葉片，其最高效率可達93%，風量為17000～68000m3/h，風壓為600～7000Pa，葉輪前盤采用弧形。風機進風口前裝有導流器，可進行入口導流器調節。

根據風機使用條件的要求不同，離心風機的出風口方向，規定了“左”或“右”的回轉方向，每一回轉方向分別有8種不同出風口位置，如圖4-7所示。另可補充15。、30。、60。、75。、105。、120。……角度。

圖4-6   4-13.2（4-73）—11№16D型風機

1 機殼  2 進風調節門  3 葉輪  4軸  5 進風口  6 軸承箱  7 地腳螺栓  8 聯軸器

         9、10地腳螺釘  11 墊圈  12 螺栓及螺母  13 銘牌  14 電動機

圖4-7  出風口位置

五、軸流式風機

軸流式風機與軸流式水泵結構基本相同。有主軸、葉輪、集流器、導葉、機殼、動葉調節裝置、進氣箱和擴壓器等主要部件。軸流風機結構型式見圖4-8所示。

圖4-8  軸流式（通）風機結構示意圖（兩級葉輪）

1 進氣箱  2 葉輪  3 主軸承  4動葉調節裝置  5 擴壓器  6 軸  7 電動機

由于軸流式風機（包括軸流式泵）具有較大的輪彀，故可以在輪彀內裝設動葉調節機構。動葉調節機構有液壓式調節和機械式調節兩種類型。該機構可以調節葉輪葉片的安裝角，進行風機運行工況調節。目前，國內外大型軸流風機與軸流泵都已實現了動葉可調。

導葉是軸流式風機的重要部件，它可調整氣流通過葉輪前或葉輪后的流動方向，使氣流

圖4-9  軸流泵與風機的基本型式

（a）單個葉輪機  (b) 單個葉輪后設置導葉 (c) 單個葉輪前設置導葉

(d) 單個葉輪前、后均設置導葉

以最小的損失獲得最大的能量；對于葉輪后的導葉，還有將旋轉運動的動能轉換為壓能的作

用。導葉設置如圖4-9所示。葉輪后設置導葉稱后導葉。后導葉設置在軸流風機和軸流泵中普遍采用。葉輪前設置導葉稱為前導葉。目前，中、小型軸流風機常采用前導葉裝置。在葉

輪前后均設置導葉是以上兩種型式的綜合，可轉動的前導葉還可進行工況調節。這種型式雖然工作效果好，但結構復雜，僅適用于軸流風機。