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国际领先水平——
弯掠组合正交型三维扭曲叶片技术
风机在我国是量大面广的通用耗能设备。煤矿主通风机是煤矿的四大主
要设备之一，但装备水平较低，有三分之一左右是50、60年代的老、旧、杂
设备，超期服役，均已达到或超过寿命期，急需更新换代。根据对61个国有
重点矿务局调查，41．1％的主通风机运行己接近20年，其中大多是50、60年
代的老设备，运行效率低，如BY型和708．型淘汰产品仍然在煤矿大量使用，
一般效率均在60％以下。当风机高效区与矿井网络参数不匹配时，这类风机
的实际运行效率更低，只有30％'-'-'50％，这不仅造成相当大的能源损失，还带
来严重的噪声，污染周围环境，已不能适应我国经济发展状况的需要。
轴流式通风机的气动设计和几何设计中，按常规设计理论，动、静叶片
的弯掠量不作为设计参数，而在叶片成型时，仅考虑叶片的强度条件，沿基
元叶栅中心积叠。这种设计方法和叶片成型方法无法通过改变叶片力的大小
。c^．
和方向来控制叶道中气流的速度分布，也就无法有效地控制流道内气流的分
离、涡流强度、二次流强度等与流动损失相关的次流流动。弯掠组合正交型
三维扭曲叶片高效低噪轴流通风机的设计是基于集中参数最优控制理论、分
布参数最优控制理论、全三维湍流流场正、反问题数值模拟等现代理论，以
流动损失和气动噪声最小为目标，通过叶片弯掠量等多参数控制，利用计算
机进行综合气动、结构优化设计的一种设计方法。
采用本技术所设计制造的弯掠组合正交型三维扭曲叶片高效超低噪轴流
通风机已达数百台之多，在煤矿使用的还不多，已投入使用的有神华集团公
国际领先水平——
弯掠组合正交型三维扭曲叶片技术
风机在我国是量大面广的通用耗能设备。煤矿主通风机是煤矿的四大主
要设备之一，但装备水平较低，有三分之一左右是50、60年代的老、旧、杂
设备，超期服役，均已达到或超过寿命期，急需更新换代。根据对61个国有
重点矿务局调查，41．1％的主通风机运行己接近20年，其中大多是50、60年
代的老设备，运行效率低，如BY型和708．型淘汰产品仍然在煤矿大量使用，
一般效率均在60％以下。当风机高效区与矿井网络参数不匹配时，这类风机
的实际运行效率更低，只有30％'-'-'50％，这不仅造成相当大的能源损失，还带来严重的噪声，污染周围环境，已不能适应我国经济发展状况的需要。
轴流式通风机的气动设计和几何设计中，按常规设计理论，动、静叶片
的弯掠量不作为设计参数，而在叶片成型时，仅考虑叶片的强度条件，沿基
元叶栅中心积叠。这种设计方法和叶片成型方法无法通过改变叶片力的大小
和方向来控制叶道中气流的速度分布，也就无法有效地控制流道内气流的分
离、涡流强度、二次流强度等与流动损失相关的次流流动。弯掠组合正交型
三维扭曲叶片高效低噪轴流通风机的设计是基于集中参数最优控制理论、分
布参数最优控制理论、全三维湍流流场正、反问题数值模拟等现代理论，以
流动损失和气动噪声最小为目标，通过叶片弯掠量等多参数控制，利用计算
机进行综合气动、结构优化设计的一种设计方法。
采用本技术所设计制造的弯掠组合正交型三维扭曲叶片高效超低噪轴流
通风机已达数百台之多，在煤矿使用的还不多，已投入使用的有神华集团公
司、山西晋城矿务局、山东枣庄矿务局等单位。采用这种方法设计的通
风机经计算机模拟、模型机的实验以及国家煤矿防尘通风安全产品质量监
督检验中心对样机的检测表明，这些风机综合性能参数均达到了国际领先
水平，其额定效率比国内外同类通风机提高了5％～l0％，实际运行效率平均
提高35％，LLA声级气动噪声比同类风机降低10～20dB。
弯掠正交叶片轴流通风机比同机号的普通矿用轴流风机结构更紧凑，
安装更加简单，不需机房，可节省基建投资90％以_Jz。可以预见，弯掠正交
叶片高效超低噪矿用轴流通风机的推广使用，对保护煤矿及周围的环境，
将起到良好的作用，同时，也将为煤矿带来可观的经济效益。
婆潭姜孝警专亨罂公里平安风机研壳所所长：
西 北工业 大学‘一一一………一Q
BD-Ⅱ系列弯掠组合正交型
隔爆对旋轴流式主通风机
一、主要用途及适用范围
BD—Il系列例积寸藏醋劫试丰诵风加果—}中专用于矿山的黼台镑剥丰{甬风柳．，是结合大、中型煤矿的
通风网络参数，由我公司与西北工业大学联合设计制造的。该风机适用于大、中型煤矿作地面抽出
式通风用，特别适用于目前综采机械为主的大风量矿井。该风机同样适用于金属矿山、化学矿山及
其它应用风机的厂矿。
1、风机型号表示方法：
主要规格及技术参数

№24——机号24，叶轮直径D=2．4m
8——8极电动机，转速n=740r／min
Ⅱ——改进型
D——对旋风机
B——防爆型 ‘
2、规格型号及性能
为适应于各种不同的大、中型煤矿的需要，该系列风机有№l2～№30共19个机号、25个规格。
规格型号与主要性能参数见表一，性能曲线如图二～图二十六，所给的性能曲线是通过管网实际模
拟实验得出，是以气体温度t=20℃、气体密度P--1．2k9／m'、大气压力P=101325Pa的标准条件换算绘
制的。
三、结构及其特点
BD—Il系列隔爆对旋轴流式主通风机是由一级风机、二级风机、扩散器、小托车等部分组成，如
图一，外形尺寸如表二。其结构特点是：
BD—Il系列风机性能参数表
系列名称 f机号f电动机型号i
1、该系列风机为肋系列风机的改进型，其叶片采用弯掠组合正交三维扭曲技术，大大改
善风机的性能参数：效率提高5％～l0％，噪音降低l0～20dB。
。． 2、该系列风机采用电机与叶轮直联的形式，结构紧凑简单，运转平稳，维护方便。摈弃了一般轴流主扇的长轴传动，消除了传动装置易于损坏变形的现象。
3、该风机采用了两级叶轮对旋式结构，两级叶轮分别由容量及型号相同或不同的隔爆专用电动机驱动，两叶轮旋转方向相反，即第一级叶轮顺时针方向旋转，第二级叶轮则逆时针方向旋转。当空气流入第一级叶轮获得能量后并经第二级叶轮排出，第二级叶轮兼备着普通轴流风机中静叶的功能，在获得整直圆周方向速度分量的同时，增加气流的能量，从而达到普通轴流式风机不能达到的高效率、高风压。
4、选用隔爆型电动机，电机安装在风机风筒中的隔流腔内，隔流腔具有一定的耐压性能，保证电机与风机流道中含有瓦斯的气体相互隔绝，同时还起了一定的散热导流作用。隔流腔中有偏管与大气相通，使新鲜空气不断进入，同时又使腔内空气在风机运行时保持正压状态。
5、采用了防火花摩擦铜环装置。保护环材料经摩擦火花试验证明，一旦出现意外，叶片与筒壁摩擦不会产生火花，符合防爆安全要求。
6、叶片安装角度可根据需要调节，有40‘／32。，43‘／35。，46。／38。，49‘／／41‘，52。／44。，55。／47。等六个角度。用户可根据矿井通风网络参数结合风机性能曲线图选择合适的叶片安装角度。在调节范围内，一般叶片安装角度增大时，风量增大，电机输出功率也随之增大，反之亦然。 ’
7、该机可以反转实现反风，在各种工况条件下反风率达到60％以上，不必另设反风道，具有节约基建投资和反风速度快的优点。该机对于安装场地面积小或有地面缺陷和滑坡危险的山地以及经常移动的隧道工程都能适应。
YBK5 6-Ⅱ系列弯掠组合正交型隔爆抽出式轴流主通风机
一、主要用途及适用范围
YBK56一Il系列矿用地面隔爆抽出式轴流主通风机是一种用途广泛的高效、节能新型主通风机，是结合中、小型煤矿的通风网络参数，由我公司与西北工业大学联合设计制造的。该风机适用于各类矿山作地面抽出式通风用，特别适用于目前综采机械为主的大风量矿井。该风机同样适用于金属矿山、化学矿山及其它应用风机的厂矿。
1、风机型号表示方法：
二、主要规格及技术参数

机号8，叶轮直径D--0．8m
4——4极电动机，转速n=1450r／min
改进型
56——轮毂LLd=0．56
K——矿用通风机
B——防爆型
Y——三相异步电动机
2、规格型号及性能
为适应于各种不同的大、中型煤矿的需要，该系列风机有№8～№l9共l2个机号、l6个规格。规格型号与主要性能参数见表一，性能曲线如图二～图二十六，所给的性能曲线是通过管网实际模拟实验得出，是以气体温度t=20 C、气体密度p=1．2k9／m3、大气压力P=101325Pa的标准条件换算绘制的。
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三、结构及其特点
1、该系列风机为YBK56系列风机的改进型，其叶片采用弯掠组合正交三维扭曲技术，大大改善风机的性能参数：效率提高5％～l0％，噪音降低l0～20dB。
2、该系列风机结构形式为矿用隔爆轴流式。该机由集流器1、隔流腔2、风管3、隔爆电机4、叶轮5、防摩擦火花铜环6、扩散器7等七部分组成(如图l)。风机外形尺寸见表二。
3、采用电机与叶轮直联的方法，简化了结构，提高了传动效率，维修方便，运转安全。
4、该风机配套电机为YB系列派生的YBF系列隔爆型三相异步电动机，电机置于具有一定耐压强度的隔流腔中，该腔与外部大气相通，使电机始终处于无瓦斯空气之中运作，取到了双重隔爆效果。
5、风机设置后导叶，提高了静压效率，节能效果显著，与目前使用的局扇群及离心风机相比可节电40％。
6、该机可以反转实现反风，不必另设反风道，具有节约基建投资和反风速度快的优点。该机对于安装场地小、有地面缺陷和滑坡危险的山地以及经常移动的隧道工程都能适应。
7、动叶片在停机状态下可实现无级调整。风机性能曲线中的角度系指动叶片根部的安装角。通过安装角的调整，可改变风机的风量风压。
YBK 5 6一Il系列风机性能参数表 表一

功率
高效区范围的

系列名称

机号

电动机型号

(KW)

风量(m3／S)

静压(Pa)
比A声级噪声

8
YBFl 32S-4
5.5
3.6～8.9
110～580
≤35
9
YBFl 60M-4
11
4.6～l2.8
130～710
≤35
YBK56一II
lO
YBFl 601。一4
15
6.7～17
150～920
≤38
一4一№
n=1 450r／min

ll

YBF2001,1—4

30

9.2～23.3

190～ll00

≤38
12
YBF225M-4
45
11～31
220～1350
≤38
13
YBF250M-4
55
13.8～38
250～1600
≤38

10
YBFl 60M——6
7.5
4～l2
75～400
≤38
11
YBFl 601。一6
1l
6～15
85～510
≤38
12
YBFl 801。一6
15
8～21
95～590
≤38
13
YBF2001,2-6
22
11～27
115～690
≤38
YBK56一II
一6一№

14

YBF225M-6

30

12.5～33

M5～800

≤38
n=980r／mi n

15

YBF280S-6

45

15～40

170～900

≤38
16
YBF280M-6
55
20～48
195～ll00
≤38
17
Ⅵ3F3 15S-6
75
21～57
205～1200
≤38
18
YBF315L1-6
110
26～70
215～1350
≤38
19
YBF3 1 51,2-6
132
31～80
230～l550
≤38

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