一、问题的提出 对旋式轴流通风机因其主要由两反向旋转的转子组成，多为无导叶式结构，其具有全压高，反风容易，效率高的特点，是近年来矿山、隧道工程通风机的理想设备。 现在我国国内近年来推广使用的对旋风机多为板式结构，虽具有成本低，制作方便的特点，但仍存在两级功率不匹配，效率低、工作范围窄的缺陷，与国外同类产品存在较大的差距。因此，对对旋风机进行理论设计与试验研究，提高其产品的设计质量与运行效率是改进对旋风机性能的根本途径。文献〔1〕系统介绍了这一产品的研制内容。 结合BDK63型对旋风机设计的主要问题，提出了改进的方法与途径，试验表明，其性能有很大的改善。 二、改进设计的混合设计方法 1.设计方法采用文献〔1〕将孤立翼型法与平面叶栅法结合，提出了对旋风机的混合设计方法及理论。采用这种方法在满足两级间气动匹配条件的前提下，对一、二级叶轮的叶片进行设计，改进前、后的叶轮叶片形状有很大不同，其主要差异是一级为正梯形，二级为倒梯形，图1、图2给出了两级叶片的剖面图。 图1 BDK63-2-69A一级叶轮的叶片视图 图2 BDK63-2-69A二级叶轮的叶片视图 2.叶片数不同，由于多为高压式风机，为保证风机的稠度和整体尺寸，采用的叶片数比常规叶片数多2～3片。 3.轴向间隙、径向间隙的改进。 设计时往往要求较高，问题是在制作中如何保证间隙的实现。 三、试验结果分析 1.两级功率匹配与性能的关系 良好的性能主要体现在两级功率的匹配上，在同一设计参数下，不改变电机和风筒内径时，图3、图4为改进设计前、后风机的两级功率匹配性能对比。 图3 改进后两级功率匹配性能 图4 改进前两级功率的匹配性能 对比说明： (1)在总功率不过载条件下，存在两电机不同时达满负荷； (2)两级功率差异愈大，最大效率差异愈明显，会给使用带来不便，节能效果差； (3)在两级电机的功率接近时，风机则处于高效区内。 2.性能对比 (1)单级运转性能的对比 在掘进初期，因送风距离短，虽两级工作可以使用，但其压力和风量均较大，会造成一定的浪费，此时可以取掉二级增加后导叶级使用。笔者对用现结构单级(一级)独立运行做了测试，二级仍用原叶轮，不改变叶轮的形状，也不采用固定叶轮的措施，测试性能见图5，虽能满足短期通风需要，但其运行效率较低，最高全压效率不超过70%，只能满足短期使用，长期使用时，必须采用加装后导叶，因此，使用时应慎重权衡。 (2)改进前、后的性能对比 图6为改进前、后的试验性能曲线，显然，工业利用区扩大了40%，最高全压效率由原76.5%提高到85.3%。 四、结论 用混合设计方法对风机的“心脏”部件—叶轮进行气动设计，使风机的叶轮与原风机的叶轮有很大差异，并严格保证风机的轴、径向间隙的大小，更换叶轮后风机的性能有很大改善，节能效果明显，这一方法是改进现有风机性能和进行技术改造的一种有效途径。 图5 DSFA5.6单级运转的性能 图6 BDK63改进设计前后的性能对比 (注：原性能测试是在现场用胶布风筒测试， 考虑到记录原始数据的准确性，对胶布 风阻作修正后得出)
