风机发展历史教案资料

1、仪器科学与光电工程学院风机发展历史仪器科学与光电工程学院也不知公元前多少年，我国祖先就发明了简单的木制砻谷风车，在南方沿用也不知公元前多少年，我国祖先就发明了简单的木制砻谷风车，在南方沿用至今。它有一个等宽像现代多叶离心通风机机壳那样的木板风箱，上面有可至今。它有一个等宽像现代多叶离心通风机机壳那样的木板风箱，上面有可放进谷子的方形口，左水平前面有方口，木轮子置于风箱中，轮子木轴伸出，放进谷子的方形口，左水平前面有方口，木轮子置于风箱中，轮子木轴伸出，装有摇把，靠摇把下侧设有斜口，轮子前后与风箱均有空隙可进空气。当手装有摇把，靠摇把下侧设有斜口，轮子前后与风箱均有空隙可进空气。当手摇动轮子时，

2、将谷子由上口倒进，由于轮子对由轮子与风箱之空隙进去的空摇动轮子时，将谷子由上口倒进，由于轮子对由轮子与风箱之空隙进去的空气做功，提高了气体压力，将谷壳和稻草末由前方口吹送出去，谷子因为比气做功，提高了气体压力，将谷壳和稻草末由前方口吹送出去，谷子因为比重大，就由左下侧斜口流到谷袋里。这种木质砻谷风车也就是现代离心通风重大，就由左下侧斜口流到谷袋里。这种木质砻谷风车也就是现代离心通风机、鼓风机和压缩机的鼻祖。机、鼓风机和压缩机的鼻祖。 中国古代风机发展史中国古代风机发展史仪器科学与光电工程学院 鼓风器至迟发明于商、西周时。早期是用牛皮或马皮制成的一种皮囊，古时称鼓风器至迟发明于商、西周时。早期是

3、用牛皮或马皮制成的一种皮囊，古时称之为橐之为橐(tuo)。橐是最早的鼓风器，也是风箱的前身。橐是最早的鼓风器，也是风箱的前身。中国古代风机发展史中国古代风机发展史仪器科学与光电工程学院仪器科学与光电工程学院仪器科学与光电工程学院水排是我国古代一种冶铁用的水力鼓风装置。一座炉子用几个橐排成一排，称为水排是我国古代一种冶铁用的水力鼓风装置。一座炉子用几个橐排成一排，称为“排排囊囊”。用水力推动这种排橐，便称。用水力推动这种排橐，便称“水排水排”。水排的发明是人类利用自然力的一次成。水排的发明是人类利用自然力的一次成功典例。功典例。我国古代水排构造的详细记述最早见于元代的王祯我国古代水排构造的详细记

4、述最早见于元代的王祯农书农书，依水轮放置方式的差别，依水轮放置方式的差别，水排分成立轮式和卧轮式两种。它们都是通过轮轴、拉杆以及绳索把圆周运动变成直水排分成立轮式和卧轮式两种。它们都是通过轮轴、拉杆以及绳索把圆周运动变成直线往复运动，以此达到启闭风扇和鼓风的目的。水轮每转动一次，风扇可以启闭多次，线往复运动，以此达到启闭风扇和鼓风的目的。水轮每转动一次，风扇可以启闭多次，所以鼓风效能大大提高。高大的炉子和强大的鼓风能力，是冶炼生铁的必要条件所以鼓风效能大大提高。高大的炉子和强大的鼓风能力，是冶炼生铁的必要条件。中国古代风机发展史中国古代风机发展史仪器科学与光电工程学院在在1634年明代宋应星著

5、的古代科技名著年明代宋应星著的古代科技名著天工开物天工开物中记载有木风箱，它是古中记载有木风箱，它是古老的活塞式鼓风器，一直沿用至今，可称之为现代往复式压缩机的鼻祖。木风箱老的活塞式鼓风器，一直沿用至今，可称之为现代往复式压缩机的鼻祖。木风箱两端各设有一个进风口，口上设有活瓣。箱侧设有一风道，风道侧端各设一个出两端各设有一个进风口，口上设有活瓣。箱侧设有一风道，风道侧端各设一个出风口，口上亦装有活瓣。通过伸出箱外的杆，驱动活塞往复运动，促使活瓣一启风口，口上亦装有活瓣。通过伸出箱外的杆，驱动活塞往复运动，促使活瓣一启一闭，以达到鼓风的目的。木风箱的动力有人力和水力等。一闭，以达到鼓风的目的。木

6、风箱的动力有人力和水力等。 中国古代风机发展史中国古代风机发展史仪器科学与光电工程学院水力风箱水力风箱，又称水排、水力鼓风机、鼓风水排。公元水力风箱，又称水排、水力鼓风机、鼓风水排。公元31年中国人发明了水力年中国人发明了水力风箱。风箱。后汉书后汉书记载了南阳太守杜诗发明以水为动力、用于铸造铁制农具记载了南阳太守杜诗发明以水为动力、用于铸造铁制农具的水力风箱（鼓风水排）的事情。并精辟评价说：它的水力风箱（鼓风水排）的事情。并精辟评价说：它“用力少而建功多，百用力少而建功多，百姓便之。姓便之。”。后来发明家杜预对这种风箱作了大量改进，鼓风水排代代流传，。后来发明家杜预对这种风箱作了大量改进，鼓风

7、水排代代流传，越来越广泛地传遍了全中国。而欧洲直到公元越来越广泛地传遍了全中国。而欧洲直到公元13世纪，才开始使用鼓风水排，世纪，才开始使用鼓风水排，这比中国晚这比中国晚1200年。年。仪器科学与光电工程学院水力风箱 - 机械构造 水力风箱水力风箱 程序如图程序如图3所示：水激下轮，通过立轴，上轮随转，上轮绳索（弦索）所示：水激下轮，通过立轴，上轮随转，上轮绳索（弦索）带动小鼓轮（旋鼓），小鼓轮旋转时带动曲柄（掉枝）、连杆（行桄）、进而推带动小鼓轮（旋鼓），小鼓轮旋转时带动曲柄（掉枝）、连杆（行桄）、进而推动卧轴（鼓木）左右之曲柄（攀耳），从而带动第二连杆（其一端接攀耳，另一动卧轴（鼓木）左右

8、之曲柄（攀耳），从而带动第二连杆（其一端接攀耳，另一端接箱），供箱内面罗来回运动，小鼓轮旋转一周，卧轴来往一次，面罗也就被端接箱），供箱内面罗来回运动，小鼓轮旋转一周，卧轴来往一次，面罗也就被推动来往一次。这是利用曲柄连杆将旋转运动改为直线往复运动之例（人力砻磨推动来往一次。这是利用曲柄连杆将旋转运动改为直线往复运动之例（人力砻磨则相反，它是利用曲柄连杆将直线运动改为旋转运动之例）。则相反，它是利用曲柄连杆将直线运动改为旋转运动之例）。仪器科学与光电工程学院中国近现代风机展史中国近现代风机展史 新中国成立后，风机制造工业获得迅速发展。在第一个五年计划期间，先新中国成立后，风机制造工业获得迅速发

9、展。在第一个五年计划期间，先后建立了一些专业工厂，开始大量生产风机。后建立了一些专业工厂，开始大量生产风机。1958年后，在沈阳、上海、北京、年后，在沈阳、上海、北京、天津、广州、重庆、武汉等地又陆续兴建了一批风机制造厂。天津、广州、重庆、武汉等地又陆续兴建了一批风机制造厂。50年代我国风机行年代我国风机行业基本上是采用苏联产品或按苏联图纸生产。业基本上是采用苏联产品或按苏联图纸生产。60年代我国开始自行设计和仿苏产品的制造，在国务院科学规划委员会机械年代我国开始自行设计和仿苏产品的制造，在国务院科学规划委员会机械组的指导下，分工协作、设计新品种、进行定型与标准化工作，同时迅速采取措组的指导下

10、，分工协作、设计新品种、进行定型与标准化工作，同时迅速采取措施以提高现有产品质量，大大地促进了我国风机设计制造技术的提高。施以提高现有产品质量，大大地促进了我国风机设计制造技术的提高。70年代我国自行研制了许多风机产品，联合设计水平不断提高，引进国外风年代我国自行研制了许多风机产品，联合设计水平不断提高，引进国外风机专利生产技术，消化吸收、试制，使风机产品水平大幅度提高。机专利生产技术，消化吸收、试制，使风机产品水平大幅度提高。80年代，引进国外风机先进技术见成效，使我国的透平压缩机和大型通风机年代，引进国外风机先进技术见成效，使我国的透平压缩机和大型通风机跨入世界八十年代先进行列。跨入世界八

11、十年代先进行列。进入进入90年代以来，我国风机行业得到更大的发展，风机行业完成的总产值迅年代以来，我国风机行业得到更大的发展，风机行业完成的总产值迅速增长。速增长。1999年国家机械工业局系统内年国家机械工业局系统内61家生产企业不变价工业总产值为家生产企业不变价工业总产值为26.14亿元，出口交货值亿元，出口交货值17587万美元，实现销售收入万美元，实现销售收入25.45亿元。风机的产量和技术亿元。风机的产量和技术基本上满足了国民经济各部门的需要，有些产品已达到或接近国际先进水平。基本上满足了国民经济各部门的需要，有些产品已达到或接近国际先进水平。我国风机行业的产品主要有离心压缩机、轴流压

12、缩机、离心鼓风机、罗茨鼓我国风机行业的产品主要有离心压缩机、轴流压缩机、离心鼓风机、罗茨鼓风机、离心通风机、轴流通风机、叶式鼓风机风机、离心通风机、轴流通风机、叶式鼓风机7大类产品及其它一些特殊的风机。大类产品及其它一些特殊的风机。目前共有目前共有200多个系列、多个系列、2000多个品种。多个品种。仪器科学与光电工程学院 18世纪，欧洲发生工业革命，蒸汽机车的出现，钢铁工业、煤炭世纪，欧洲发生工业革命，蒸汽机车的出现，钢铁工业、煤炭工业的突飞猛进，通风机、鼓风机、压缩机也就随波逐流地发展工业的突飞猛进，通风机、鼓风机、压缩机也就随波逐流地发展起来了。有的国家的风机产品随着钢铁产量的起落而起落

13、；有的起来了。有的国家的风机产品随着钢铁产量的起落而起落；有的国家的风机产品则又随着石油、石油化工产品的产量的升降而升国家的风机产品则又随着石油、石油化工产品的产量的升降而升降。降。 1862年，英国的圭贝尔发明离心风机，其叶轮、机壳为同心圆年，英国的圭贝尔发明离心风机，其叶轮、机壳为同心圆型，机壳用砖制，木制叶轮采用后向直叶片，效率仅为型，机壳用砖制，木制叶轮采用后向直叶片，效率仅为40%左右，左右，主要用于矿山通风。主要用于矿山通风。 国外风机发展史国外风机发展史仪器科学与光电工程学院1880年，人们设计出用于矿井排送风的蜗形机壳，和后向弯曲叶片的离心风机，年，人们设计出用于矿井排送风的蜗

14、形机壳，和后向弯曲叶片的离心风机，结构已比较完善了。结构已比较完善了。 国外风机发展史国外风机发展史仪器科学与光电工程学院 1892年法国研制成横流风机；年法国研制成横流风机；1898年，爱尔兰人设计出前向叶片的西罗柯年，爱尔兰人设计出前向叶片的西罗柯式离心风机，并为各国所广泛采用；式离心风机，并为各国所广泛采用；19世纪，轴流风机已应用于矿井通风和世纪，轴流风机已应用于矿井通风和冶金工业的鼓风，但其压力仅为冶金工业的鼓风，但其压力仅为100300帕，效率仅为帕，效率仅为1525%，直到二十，直到二十世纪世纪40年代以后才得到较快的发展。年代以后才得到较快的发展。 1935年，德国首先采用轴流

15、等压风机为锅炉通风和引风；年，德国首先采用轴流等压风机为锅炉通风和引风；1948年年,丹麦制丹麦制成运行中动叶可调的轴流风机；旋轴流风机、子午加速轴流风机、斜流风机成运行中动叶可调的轴流风机；旋轴流风机、子午加速轴流风机、斜流风机和横流风机也都获得了发展。和横流风机也都获得了发展。 国外风机发展史国外风机发展史仪器科学与光电工程学院国外风机发展史国外风机发展史按气体流动的方向，风机可分为离心式、轴流式、斜流式和横流式等类型。离心风机工作时，动力机(主要是电动机)驱动叶轮在蜗形机壳内旋转，空气经吸气口从叶轮中心处吸入。由于叶片对气体的动力作用，气体压力和速度得以提高，并在离心力作用下沿着叶道甩向

16、机壳，从排气口排出。因气体在叶轮内的流动主要是在径向平面内，故又称径流风机。随着时代的进步和发展，人们不满足于离心风泵的压力及风量要求，并且，离心风泵的噪音也愈发成为工厂内部比较头疼的事。 仪器科学与光电工程学院所以，日本首先推出全封闭式测流式风机，也就是如今的高压风机（旋涡式真空泵）。此风机以其精小的外观和噪音，首次满足了当时社会对高压风机的需求。后来，相继对此风机进行升级，先后发展至单段，双段，三段叶轮的高压风机，并将高压风机的最大压力一度刷新至230kpa，但这只作为风机的极限压力。此时的风机已经呈现出百家争鸣的现象。 国外风机发展史国外风机发展史仪器科学与光电工程学院风机行业现状风机行

17、业现状n风机行业工业产值持续平稳增长，十一五期间的产值是十五产值的风机行业工业产值持续平稳增长，十一五期间的产值是十五产值的2 2倍多。倍多。Unit：Billion RMB来源：通用机械工业年鉴来源：通用机械工业年鉴236.9%仪器科学与光电工程学院17风机行业现状风机行业现状 出口概况出口概况 n风机出口量不多，占整个行业的比重在风机出口量不多，占整个行业的比重在3% - 5% 3% - 5% 之间。基本针对国内市场需求。之间。基本针对国内市场需求。Unit：Billion RMB来源：通用机械工业年鉴来源：通用机械工业年鉴仪器科学与光电工程学院18风机行业现状风机行业现状 下游行业分布下

18、游行业分布 n建筑，环保，地铁和隧道行业应用量位居前三。建筑，环保，地铁和隧道行业应用量位居前三。n从从 2006 2006 到到 2008 2008 年，地铁，隧道所用风机的数量逐年翻番，按照目前地铁施工里程的年，地铁，隧道所用风机的数量逐年翻番，按照目前地铁施工里程的递增，在递增，在2011 2011 年该行业的风机使用量的占比应进一步提高。年该行业的风机使用量的占比应进一步提高。2008 2008 年风机应用行业分布年风机应用行业分布仪器科学与光电工程学院风机行业现状风机行业现状 类型分布类型分布 n空调用风机属于离心通风机分类，该风机的产量巨大，导致离心通过风机的产量占据了整个行业空调用风机属于离心通风机分类，该风机的产量巨大，导致离心通过风机的产量占据了整个行业的的90%90%以上。以上。n按产值来看，重点还是应关注离心压缩机，轴流压缩机，离心鼓风机，罗茨鼓风机。按产值来看，重点还是应关注离心压缩机，轴流压缩机，离心鼓风机，罗茨鼓风机。风机各类型占比，风机各类型占比， 按按 2010 2010 年产量年产量风机各类型占比，风机各类型占比， 按按 2010 2010 年产值年产值来源：通用机械工业年鉴来源：通用机械工业年鉴仪器科学与光电工程学院20风机行业现状风机