一種高效低噪聲蝸殼離心風(fēng)機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高效低噪聲蝸殼離心風(fēng)機(jī)，包括蝸殼、集流器、輪蓋、輪盤(pán)和葉輪；所述葉片的壓力面?zhèn)妊剌S向均勻分布三道翼型導(dǎo)流板，導(dǎo)流板相互之間間隔1/3葉片高度，所述導(dǎo)流板的外觀為翼型，且相對(duì)厚度為弦長(zhǎng)的10%～15%；所述葉片的吸力面靠近輪蓋側(cè)尾部沿半葉高開(kāi)縫，縫寬2～2.5mm，縫深1.5～2mm，縫的長(zhǎng)度由葉片的一半高度到輪蓋；所述縫距離葉片尾緣10～15mm；所述的蝸舌由兩段圓弧構(gòu)成，葉輪的輪廓圓與蝸舌的距稱為蝸舌間隙d，d=8～10mm。兩級(jí)過(guò)渡蝸舌機(jī)構(gòu)由于第一級(jí)蝸舌尺寸較小，減小了氣流直接沖擊的面積，起到緩沖的作用，第二級(jí)蝸舌與葉輪保持較小的間隙，防止氣體的回流，保證風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能。
【專利說(shuō)明】
一種高效低噪聲蝸殼離心風(fēng)機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于通風(fēng)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高效低噪聲蝸殼離心風(fēng)機(jī)。技術(shù)背景
[0002]離心風(fēng)機(jī)是風(fēng)機(jī)的主要類(lèi)型之一，廣泛應(yīng)用于通風(fēng)換氣、空調(diào)制冷設(shè)備，以及冶金、電力、煤炭、石油和化工等領(lǐng)域，是諸多工業(yè)部門(mén)輸送氣體介質(zhì)的核心機(jī)械和主要耗能設(shè)備。提高離心風(fēng)機(jī)的研究和設(shè)計(jì)水平，對(duì)加快國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，節(jié)約能源有著重要的意義。
[0003]離心通風(fēng)機(jī)主要由集流器、葉輪、蝸殼和擴(kuò)散器等結(jié)構(gòu)組成。氣體經(jīng)集流器導(dǎo)向葉輪，在葉輪的旋轉(zhuǎn)作用下，壓力升高。從葉輪出來(lái)的氣體，由蝸殼收集并引導(dǎo)至蝸殼出口，而后經(jīng)擴(kuò)散器再次擴(kuò)壓后，輸送到管道或排入大氣中。
[0004]在風(fēng)機(jī)眾多的組件中，葉輪是風(fēng)機(jī)最不可或缺的，葉輪質(zhì)量的好壞直接影響著風(fēng)機(jī)性能的發(fā)揮。作為離心通風(fēng)機(jī)的心臟，葉輪通過(guò)一個(gè)逆壓過(guò)程產(chǎn)生動(dòng)力，達(dá)到通風(fēng)換氣的目的。當(dāng)氣流流過(guò)風(fēng)機(jī)葉輪流道時(shí)，會(huì)由于黏性作用受到葉片表面摩擦阻力，產(chǎn)生流動(dòng)損失，進(jìn)而引起風(fēng)機(jī)全壓的降低，影響風(fēng)機(jī)性能。由于葉片吸力面和壓力面存在很大的壓差，葉輪流道內(nèi)一般會(huì)存在流體從葉片壓力面向吸力面的二次流動(dòng)，同時(shí)由于氣流由軸向流動(dòng)轉(zhuǎn)為徑向流動(dòng)，導(dǎo)致輪盤(pán)壓力大于輪蓋壓力也會(huì)形成二次流，導(dǎo)致葉輪的輪蓋和葉片吸力面處出現(xiàn)低速區(qū)甚至分離，形成射流-尾跡結(jié)構(gòu)，即靠近吸力面的相對(duì)速度低，靠近壓力面的相對(duì)速度高。由于射流-尾跡結(jié)構(gòu)的存在，導(dǎo)致離心風(fēng)機(jī)效率下降，噪聲增大。在葉片入口處，由于氣流接近90°轉(zhuǎn)彎，輪蓋處的流體速度高于輪盤(pán)處，使進(jìn)入葉片的氣流速度不均勻，影響氣流流動(dòng)的穩(wěn)定性。
[0005]總之，由于二次流的存在使同一個(gè)流道內(nèi)邊界層厚度不一，吸力面的邊界層明顯比壓力面邊界層厚得多，輪蓋邊界層又比輪盤(pán)邊界層厚得多，這樣不僅會(huì)導(dǎo)致葉輪出口速度不均形成“射流-尾跡”，降低了葉輪的效率和增大了噪聲，而且，邊界層的加厚會(huì)導(dǎo)致邊界層的分離，影響主流的流動(dòng)情況，造成很大的流動(dòng)損失和氣動(dòng)噪聲，這也是影響效率和噪聲的主要因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有帶有蝸殼的離心通風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部流動(dòng)較紊亂和同時(shí)在蝸舌處氣流沖擊較劇烈的問(wèn)題，提供一種新型高效降噪葉輪和兩級(jí)過(guò)渡蝸舌結(jié)構(gòu)。該新型葉輪的壓力面帶有翼型導(dǎo)流板，吸力面靠近輪蓋側(cè)尾部沿半葉高開(kāi)縫。壓力面?zhèn)鹊囊硇蛯?dǎo)流板能夠有效的控制由于葉輪輪蓋側(cè)和輪盤(pán)側(cè)的壓力差導(dǎo)致的氣體軸向流動(dòng)，吸力面?zhèn)鹊娜~輪開(kāi)縫可以改善離心葉輪出口的射流-尾跡結(jié)構(gòu)，削弱葉片吸力面尾緣的分離區(qū)域。兩級(jí)過(guò)渡蝸舌機(jī)構(gòu)由于第一級(jí)蝸舌尺寸較小，減小了氣流直接沖擊的面積，起到緩沖的作用，第二級(jí)蝸舌與葉輪保持較小的間隙，防止氣體的回流，保證風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能。
[0007]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的:一種高效低噪聲蝸殼離心風(fēng)機(jī)，包括蝸殼、集流器、輪蓋、輪盤(pán)和葉輪;蝸殼本體與其開(kāi)口處通過(guò)蝸舌平滑過(guò)渡；葉輪由九片葉片沿圓周均勻分布，且底部均固定在輪盤(pán)上，頂部均與輪蓋底面固定；葉片為圓弧板型葉片，厚度為4mm;其特征在于:
[0008]所述葉片的壓力面?zhèn)妊剌S向均勻分布三道翼型導(dǎo)流板，導(dǎo)流板相互之間間隔1/3葉片高度，所述導(dǎo)流板的外觀為翼型，且相對(duì)厚度為弦長(zhǎng)的10%?15%;所述葉片的吸力面靠近輪蓋側(cè)尾部沿半葉高開(kāi)縫，縫寬2?2.5_，縫深1.5?2mm，縫的長(zhǎng)度由葉片的一半高度到輪蓋;所述縫距離葉片尾緣10?15mm;所述的蝸舌由兩段圓弧構(gòu)成，葉輪的輪廓圓與蝸舌的距稱為蝸舌間隙d，d=8?I Omm。
[0009]進(jìn)一步地，所述的蝸舌由兩段圓弧分別構(gòu)成第一級(jí)蝸舌和第二級(jí)蝸舌，其中第一級(jí)蝸舌的曲率小于第二級(jí)蝸舌。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0011]本實(shí)用新型葉片壓力面的翼型導(dǎo)流板能夠有效的控制由于葉輪輪蓋側(cè)和輪盤(pán)側(cè)的壓力差導(dǎo)致的氣體軸向流動(dòng)，同時(shí)對(duì)于從葉片前緣過(guò)來(lái)的氣體，翼型導(dǎo)流板還能夠起到整流作用，讓氣體能夠沿著垂直于軸向的方向向著葉片尾緣運(yùn)動(dòng)，減弱葉道間二次流的影響。本實(shí)用新型吸力面靠近輪蓋側(cè)尾部沿半葉高開(kāi)縫可以改善離心葉輪出口的射流-尾跡結(jié)構(gòu)，從而提高葉輪效率。吸力面尾緣開(kāi)縫抽吸，可以吸除部分分離流體，控制和削弱葉片吸力面尾緣的分離區(qū)域，從而減少流動(dòng)損失，提高流場(chǎng)的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型蝸殼的蝸舌由傳統(tǒng)的蝸舌改變?yōu)閮杉?jí)過(guò)渡蝸舌，相比較傳統(tǒng)的蝸舌，兩級(jí)過(guò)渡蝸舌由于第一級(jí)蝸舌尺寸較小，減小了氣流直接沖擊的面積，起到緩沖的作用，第二級(jí)蝸舌與葉輪保持較小的間隙，防止氣體的回流，保證風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)立體圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型去除蝸殼后的結(jié)構(gòu)立體圖。
[0014]圖3為本實(shí)用新型葉片壓力面結(jié)構(gòu)立體圖。
[0015]圖4為本實(shí)用新型葉片吸力面結(jié)構(gòu)立體圖。
[0016]圖5為本實(shí)用新型蝸殼結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖6為傳統(tǒng)的蝸殼結(jié)構(gòu)不意圖。
[0018]圖中:1、蝸殼，2、集流器，3、葉片，4、簡(jiǎn)易防渦圈，5、葉輪輪蓋，6、葉輪輪盤(pán)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]如圖1和圖2所示，帶有蝸殼的離心通風(fēng)機(jī)包括蝸殼1、集流器2、葉片3、簡(jiǎn)易防渦圈4，葉輪輪蓋端5和葉輪輪盤(pán)端6;9片新型葉片沿圓周均勻分布，且底部均固定在輪盤(pán)6上，頂部均與輪蓋5底面固定，葉片為圓弧板型葉片，厚度為4mm。
[0021]如圖3所示，葉片的壓力面上沿軸向方向等距離分布三道翼型導(dǎo)流板3-1，導(dǎo)流板相互之間間隔為1/3葉片高度。所述導(dǎo)流板的外觀為翼型結(jié)構(gòu)，該翼型的前緣點(diǎn)與葉片的進(jìn)口邊重合，翼型的后緣點(diǎn)與葉片的出口邊重合，并且翼型的相對(duì)厚度為弦長(zhǎng)的10%?15%。
[0022]如圖4所示，葉片的吸力面靠近輪蓋側(cè)5尾部沿半葉高開(kāi)縫3-2，所述縫3-2的縫寬2?2.5mm，所述縫3-2的縫深1.5?2_，縫的長(zhǎng)度從葉片的一半高度延伸到輪蓋5，所述縫3-2距離葉片尾緣10?15mm。
[0023]如圖5和圖6所示，相比較傳統(tǒng)的蝸殼蝸舌結(jié)構(gòu)，所述風(fēng)機(jī)蝸殼蝸舌結(jié)構(gòu)由兩段圓弧1-1和1-2構(gòu)成。葉輪的輪廓圓與蝸舌的距稱為蝸舌間隙d，d=8?10mm。
[0024]現(xiàn)有的蝸殼離心通風(fēng)機(jī)，由于葉輪葉道內(nèi)二次流和“射流-尾跡”的存在，降低了葉輪的效率和增大了噪聲，而且，邊界層的加厚會(huì)導(dǎo)致邊界層的分離，影響主流的流動(dòng)情況，造成很大的流動(dòng)損失和氣動(dòng)噪聲，同時(shí)，對(duì)于傳統(tǒng)的蝸殼，氣流在蝸殼內(nèi)沿著蝸殼的型線做螺旋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)氣流流至風(fēng)機(jī)的出口時(shí)，蝸殼的限制突然消失，一部分氣流從出口流出，由于蝸殼在蝸舌處發(fā)生突變，另一部分氣流因慣性沿著葉輪旋轉(zhuǎn)的切線方向運(yùn)動(dòng)而直接撞擊在蝸舌上，導(dǎo)致該位置的空氣流動(dòng)更為復(fù)雜，振動(dòng)更為劇烈，這也是影響蝸殼離心通風(fēng)機(jī)效率和噪聲的主要因素。
[0025]本實(shí)用新型的離心通風(fēng)機(jī)壓力面翼型導(dǎo)流板3-1能夠有效的控制由于葉輪輪蓋側(cè)5和輪盤(pán)側(cè)6的壓力差導(dǎo)致的氣體軸向流動(dòng)，減弱葉道內(nèi)二次流的影響，同時(shí)對(duì)于從葉片進(jìn)口邊過(guò)來(lái)的氣體，翼型導(dǎo)流板3-1還能夠起到整流作用，使得氣體沿著葉片方向向葉片出口邊運(yùn)動(dòng)，從而使得葉道內(nèi)的氣體流動(dòng)更加均勻。本實(shí)用新型的離心通風(fēng)機(jī)吸力面靠近輪蓋側(cè)5尾部沿半葉高開(kāi)縫3-2，所述具有縫3-2的開(kāi)縫葉輪可以吸除部分分離流體，使得二次流低速區(qū)域變大，高速區(qū)域變小且最高速度降低，二次流的強(qiáng)度大幅減弱，這種影響一直持續(xù)到葉輪出口，這樣就控制和削弱葉片吸力面尾緣的分離區(qū)域，大大減弱了流道內(nèi)低俗流體的堆積現(xiàn)象，減弱射流-尾跡結(jié)構(gòu)，減少流動(dòng)損失，提高流場(chǎng)的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的蝸殼的蝸舌由傳統(tǒng)的蝸舌改變?yōu)閮杉?jí)過(guò)渡蝸舌，所述過(guò)渡蝸舌由兩段圓弧1-1和1-2繪制而成，第一級(jí)蝸舌1-2曲率較小，減小了氣流直接沖擊的面積，起到緩沖的作用，降低了風(fēng)機(jī)由于沖擊帶來(lái)的噪聲；第二級(jí)蝸舌1-1與葉輪保持較小的間隙，防止氣體回流到蝸殼中，保證風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效低噪聲蝸殼離心風(fēng)機(jī)，包括蝸殼、集流器、輪蓋、輪盤(pán)和葉輪;蝸殼本體與其開(kāi)口處通過(guò)蝸舌平滑過(guò)渡;葉輪由九片葉片沿圓周均勻分布，且底部均固定在輪盤(pán)上，頂部均與輪蓋底面固定;葉片為圓弧板型葉片，厚度為4mm;其特征在于: 所述葉片的壓力面?zhèn)妊剌S向均勻分布三道翼型導(dǎo)流板，導(dǎo)流板相互之間間隔1/3葉片高度，所述導(dǎo)流板的外觀為翼型，且相對(duì)厚度為弦長(zhǎng)的10%?15%;所述葉片的吸力面靠近輪蓋側(cè)尾部沿半葉高開(kāi)縫，縫寬2?2.5mm，縫深1.5?2mm，縫的長(zhǎng)度由葉片的一半高度到輪蓋;所述縫距離葉片尾緣10?15mm;所述的蝸舌由兩段圓弧構(gòu)成，葉輪的輪廓圓與蝸舌的距稱為蝸舌間隙d，d=8?I Omm。2.按照權(quán)利要求1所述的一種高效低噪聲蝸殼離心風(fēng)機(jī)，其特征在于:所述的蝸舌由兩段圓弧分別構(gòu)成第一級(jí)蝸舌和第二級(jí)蝸舌，其中第一級(jí)蝸舌的曲率小于第二級(jí)蝸舌。
【文檔編號(hào)】F04D29/42GK205639066SQ201620356969
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】姜陳鋒, 竇華書(shū), 徐金秋, 魏義坤, 陳小平, 楊徽, 遲劭卿, 王天垚, 李昆航, 張碩
【申請(qǐng)人】浙江理工大學(xué)