壁挂炉罩极风机的设计特点

罗劲生

摘 要：介绍壁挂炉罩极风机主要部件的材料、结构及设计等方面的特点

关键词：罩极风机 材料 结构 设计

引言：罩极式交流离心风机在壁挂炉的作用是以一定流速将烟气强制排出炉体，同时使燃烧室与室外之间形成稳定压差，保证适量新鲜空气进入燃烧室与喷嘴喷出的燃气以一定的比例混合，达到最佳过剩空气系数，使燃气进行完全燃烧；燃烧室内保持微负压，烟气不会通过家用燃气壁挂炉壳体间的缝隙散入室内，避免烟气中毒现象的发生。对产品的安全性及稳定性有着较高要求。

壁挂炉罩极风机主要由电机部分及风机部分构成，风机部分主要包刮风轮、蜗壳、风压管等，电机部分主要包刮定子、绕组、转子、前后支架、减震圈、轴承、散热风叶等。

1.风机部分的材料、结构、设计特点

壁挂炉正常排烟温度达到160℃～180℃，由于天然气完全燃烧时是二氧化碳和水，壁挂炉停止工作时会有冷凝水和沙尘从排烟管进入到风机蜗壳里面，所以风机部分的材料除了要耐高温还要耐湿热腐蚀。

㈠风机蜗壳：使用压铸铝合金或者电镀铁板。压铸铝壳有较强的机械性能、耐腐蚀性能和更好的隔音性能，而电镀铁板具有加工方便，使用灵活等特性，可以根据安装及使用要求进行选择；

㈡风轮：使用铝合金板或者电镀铁板。铝合金密度低，强度较高，质量较轻，具有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度，但有些铝合金的耐腐蚀性差，高温软化快，所以需要注意选用合适牌号的铝合金；电镀铁板重量较重，对于电机轴承的负荷较大会影响轴承寿命，并且叶片切口容易锈蚀，在使用过程中叶片容易积聚沙尘使风机整机的动平衡性能越来越差而引起风机的振动噪音，其优点是风轮叶片铆接牢靠，不会松动；

㈢风压管：使用铁管或者塑料管，其作用是连接风压开关，起到启停壁挂炉的作用。铁管一般只能做成单负管形状，风压值较低，对于壁挂炉的匹配性能要求较高。塑料管一般采用PPS塑料，耐温可以達到265℃，可以做成喇叭形状，并可以设计成双取样管形式（一正一负），对风压有放大作用，风压值较高，通用性较好，但塑料模具的加工精度要求较高，一致性较差；

2. 电机部分的材料、结构、设计特点

电机部分作为整个风机的驱动部分，所使用的材料需要用H级（最高级）的绝缘材料。

㈠散热风叶：采用电镀铁板，安装在电机轴前端与蜗壳之间，由于风机部分受到温度较高，电机部分温度相对较低，风叶起到一定的隔断热空气的作用，采用离心式设计使电机后面的空气往前轴端流动并向外扩散，能降低绕组温升，起到最大的降温效果；

㈡减震圈：电机与蜗壳的连接部分要用减震圈连接，采用硅橡胶材料，其设计结构、硬度要求要合理，一方面需固定电机位置，支撑电机重量，不能让风轮的位置相对风压管的位置发生偏移而影响风压值，另一方面防止电机的振动传递到蜗壳而产生振动噪音，设计时应避免用紧固件压住减震圈使减震作用失效；

㈢前后支架：常用的材料有压铸铝合金、压铸锌合金等。由于铝的密度比锌的密度小，压铸铝合金相对压铸锌合金材料成本低，压铸铝合金熔化温度较高，压铸工艺较难，压铸锌合金则相反，但机械强度不如铝合金，热变形量较大，在壁挂炉里面使用压铸铝合金支架较适宜。由于压铸铝合金韧性差，延伸率不高，对于需要铆接压圈来固定轴承的结构应避免直接铆支架，对于必须对支架进行铆接的设计，应尽量减少支架变形量并采用韧性高的压铸铝合金，延伸率高的有6系的如6061、6063，可以达到20%，并对支架进行热处理可以提高韧性，但由于其强度不如普通ADC12，只能用作受力不大后支架。

㈣转子：转子结构为笼型斜槽铸铝转子，由矽钢片冲压叠片再压铸纯铝而成，一般端环体积越大，转速越高，但起动性能稍差。由于罩极电机的转子外径较小，其不平衡振动噪声一般不严重，但如果转子压铸缺陷（气孔缩孔）严重时，以及转子端环跳动大于0.2mm时将出现振动，为了减少这种情况，压铸应采用三板模，转子压铸进水从端面多点进水，提高压铸质量，提高转子的平衡性，必要时需全检转子重量及对转子端环整形。

㈤转子与定子：转子与定子内孔配合的气隙均匀性会影响电机噪音，气隙越小，精加工要求以及零配件配合的精度越高，易造成偏心值（相对值）增加，使制造和运行都增加困难，加大气隙可以降低大批量装机时的返修率，削弱谐波磁场，减少谐波漏抗，减少谐波磁场引起的附件转矩和附加损耗，降低温升，提高电机起动性能，气隙一般取δ=0.35mm较佳。

㈥轴承：轴承有滚珠轴承及含油轴承两种，由于风机运行时，电机轴是水平放置的，前支架轴承需要支撑转子及风轮重力，为了避免轴承与轴单边摩擦，要用滚珠轴承，后支架轴承可以用滚珠轴承或含油轴承。含油轴承具有结构简单、成本低、噪音小等优点，但轴承与轴的配合公差比较难掌握，它们之间容易发生抖动产生异音，当油脂用完或有灰尘进入后轴承很快会被轴磨损而发生转子偏心不转现象。两者比较起来滚珠轴承应用更方便，更适合在较恶劣的环境中使用。由于北方地区冬天的气温低，壁挂炉运行时的炉温又高，所以需选用使用温度范围为-40℃～200℃的长寿命高温轴承（油脂）。

结语：

针对我厂多年生产壁挂炉罩极风机的实践，风机上面所用的材料、结构必须能长期在高温坏境中使用而不发生变形松动，零部件之间配合要牢靠，尤其是铝合金风轮叶片、轴套有很轻微松动的都会产生高频异音，影响客户使用体验，铝合金风轮叶片的铆接工艺仍是生产罩极风机的难点。

参考文献：

[1] GB 25034-2010《燃气采暖热水炉》标准；

[2] GB12350-2000《小功率电动机的安全要求》；