CN102116314A - 一种复合型线叶片叶轮的贯流风机 - Google Patents

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本发明公开的一种复合型线叶片叶轮的贯流风机，涉及机电技术领域，是由电机1、联轴器2、叶轮、机壳组件7和轴承座8构成；叶轮是由左轮盘6、中轮盘4、右轮盘3和叶轮轴9以及两片以上的叶片5构成，所述叶片5的截面内型线为一段圆弧与外周直线段相切或一段圆弧与内周直线段相切的复合型线；具有风机全压效率有较大提高、而且噪声比A声级明显下降等特点，适用于各类设备的冷却散热，居室、公共场所、车辆的通风换气，恒温和干燥机械，冷暖房设备以及冷冻和陈列柜、冷气扇、暖风机、电壁炉、风幕机、嵌入式烤箱等家用电器。

Description

一种复合型线叶片叶轮的贯流风机
技术领域
本发明涉及机电技术领域，特别是一种复合型线叶片叶轮的贯流风机。
背景技术
贯流风机又称横流风机，是不同于离心风机、轴流风机和混流风机的第四种透平式通风机(Turbo-fan)，其叶轮为多叶叶轮、形状为筒形，气流沿与叶轮轴线垂直的方向，从叶轮一侧的叶栅进入叶轮，然后横穿叶轮转子内部，再次通过另一侧的叶栅后被排出，即叶轮对气流两次做功，故产生的总压系数较高，也就是说产生相同的压力情况下，所需的径向尺寸较小，加之可以根据风量的要求自由选择叶轮轴向长度，具有送风均匀集中和噪声低的特点，虽然其效率偏低，在家用电器、激光仪器、农业物料清选等方面得到了广泛的应用。
由于气流两次流经叶轮，在吸气口一侧，叶轮外周为叶栅进口、叶轮内周为叶栅出口，而在排气口一侧正好反过来，叶轮内周为叶栅进口、叶轮外周为叶栅出口，因而合理设计叶片，使得气流两次流经叶轮的流动更加顺畅，即叶轮对气流的做功能力最强，对提高叶轮出力和效率就至关重要了，前人经过长期研究得出结论，在没有内导叶片的情况下，叶轮的主要几何参数的最佳取值范围为：内周叶片角β1＝90°～97°，外周叶片角β2＝22°～30°，直径比D1/D2＝0.8～0.86，相对栅距t/b＝0.94～1.0。现有技术中，贯流风机叶轮的叶片大多采用单圆弧型线。近些年来，人们为了提高贯流风机的外特性性能和效率，贯流风机叶轮的各主要几何参数进行了大量的研究，期待了一些成效，但这些研究大都集中于内周叶片角、外周叶片角、直径比和相对栅距以及机壳组件等方面，由于叶片型线半径、叶片外周角、叶片内周角、叶片型线的弦长和叶轮外周节距、相对栅距及直径比值等主要几何参数之间相互关联，不能一一独立取值，难以保证各主要几何参数都能取得最合理的数值并保证叶轮的最佳出力和效率。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种风机全压效率有较大提高、而且噪声比A声级明显下降的贯流风机。
本发明所采取的技术方案是发明一种复合型线叶片叶轮的贯流风机：是由电机1、联轴器2、叶轮、机壳组件7和轴承座8构成；叶轮是由左轮盘6、中轮盘4、右轮盘3和叶轮轴9以及两片以上的叶片5构成，所述叶片5的截面内型线为一段圆弧与外周直线段相切或一段圆弧与内周直线段相切的复合型线。
叶片5的截面内型线为一段圆弧的两端同时与外周直线段相切和内周直线段相切的复合型线。
叶轮的叶片内周角β1＝86～118°、叶片外周角β2＝20～38°，叶轮直径比D1/D2＝0.7～0.86，相对栅距t/b＝0.84～1.08。
叶轮的叶片内周角β1＝110°、叶片外周角β2＝29°，叶轮直径比D1/D2＝0.75，相对栅距t/b＝0.97。
本发明的复合型线叶片叶轮的贯流风机，其贯流叶轮的叶片5的截面内型线采用一段圆弧的两端同时与外周直线段相切和内周直线段相切的三段复合型线，一定程度上解除了贯流风机叶片及叶轮主要几何参数之间的关联性约束，从而使得按照理论分析出的叶轮主要几何参数数值的实际叶片造型得以实现，并且，叶轮各主要几何参数数值的合理取值范围突破了现有的最佳取值范围，进而实现了贯流风机性能参数系列型谱的多样性。本发明的贯流风机叶轮与现有同规格尺寸的单圆弧型线叶片叶轮通过装配在同一机壳组件内、配用同一电机，其测试对照如下：
①相同转速下的性能对比：
测试转速：1576r/min，比较风量：81.21m3/h：
单圆弧型线叶片叶轮全压：PT单＝23.66Pa；
复合型线叶片叶轮的全压：PT复＝25.01Pa；
即在此风量(运行工作点)下的风机全压效率提高了5.7％。
同时，复合型线叶片叶轮时的风机性能曲线和单圆弧型线叶片叶轮时的风机性能曲线相比较，整体向上向右偏移，即风压、风量均显著上升，也即叶轮及风机的做功能力提高了。
②敞开运行时的噪声A声级对比测试：
单圆弧型线叶片叶轮LA单＝58.2dB(A)；
复合型线叶片叶轮：LA复＝56.6dB(A)；
即：A声级降低了1.6dB(A)。
从上述测试数据来看，本发明的复合型线叶片叶轮的贯流风机与相同规格的现有贯流风机相比，风机全压效率提高了5.7％，噪声比A声级降低了1.6dB(A)。
附图说明
图1是本发明的整机效果图；
图2是本发明的贯流叶轮的整机效果图；
图3是本发明的贯流叶轮的叶片截面内型线为一(内)段圆弧与外周直线段相切的复合型线时的叶片截面示意图；
图4是本发明的贯流叶轮的叶片截面内型线为一(外)段圆弧与内周直线段相切的复合型线时的叶片截面示意图；
图5是本发明的贯流叶轮的叶片截面内型线为一(中)段圆弧的两端同时与外周直线段相切和内周直线段相切的复合型线时的叶片截面示意图；
图6是本发明的贯流叶轮的叶片排列示意图。
图中：1是电机，2是联轴器，3是右轮盘，4是中轮盘，5是叶片，6是左轮盘，7是机壳组件，8是轴承座，9是叶轮轴；L1是内周直线段，L2是外周直线段，R是圆弧段，b是叶片压力面型线总弦长，t是叶轮外周叶片节距，β1是叶片内周角，β2是叶片外周角，D1是叶轮内直径，D2是叶轮外直径。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明作进一步的说明。下面的说明是采用例举的方式，但本发明的保护范围不应局限于此。
本实施例是由电机1、联轴器2、贯流叶轮、机壳组件7和轴承座8构成，机壳组件7的蜗板主要弧段型线为偏心圆弧，机壳组件7由蜗壳板、蜗舌板及两端侧板铆接而成一个整体。轴承座8装置在机壳组件7的两端侧板的中间孔中。贯流叶轮是由左轮盘6、中轮盘4、右轮盘3和叶轮轴9以及叶片5(叶片数量可为20～27片)构成，叶片5的截面内型线为一(中)段圆弧(即：圆弧段R)的两端同时与外周直线段L2相切和内周直线段L1相切的复合型线，叶片5与左轮盘6、中轮盘4、右轮盘3三个轮盘通过插片、辊铆而成一个整体，叶轮轴9穿装在左轮盘6、中轮盘4、右轮盘3三个轮盘的中间孔中。贯流叶轮装置在机壳组件7的两端侧板之间，其叶轮轴9的两端穿装于轴承座8中，其右端穿出轴承座8连接联轴器2，电机1装置在机壳组件7的右端部，其输出轴连接联轴器2。
下面以GL60×180型贯流风机为例，其贯流叶轮的主要几何参数如下：
叶轮外直径D2＝60mm，叶轮内直径D1＝45mm，叶轮直径比：D1/D2＝0.75；
叶片截面内型线为两端直线段与中间圆弧段相切过渡的复合型线(L1+R+L2)：内周直线段L1＝3mm，中间圆弧段R＝5.3mm，外周直线段L2＝1.5mm，叶片压力面型线总弦长：b＝8.7mm；
叶片外周角：β2＝29°，叶片内周角：β1＝110°；
叶片材料为优质铝合金冷轧板，厚度为0.5mm；叶片数量为22片，沿周向均匀分布；
叶轮外周叶片节距：t＝8.4mm，相对栅距：t/b＝0.97，
叶轮由上述22片复合型线叶片与三个轮盘通过插片、辊铆而成一个整体，叶轮轴向长度为181mm。
机壳组件的蜗板主要弧段型线为偏心圆弧，机壳组件由蜗壳板、蜗舌板及两端侧板铆接而成一个整体。
由上述叶轮、机壳组件、轴承座、电机和联轴器组装而成贯流风机整机。
使用时，启动电机后，气流由机壳组件上部的进风口被吸入，经由叶轮上的叶片两次做功后，由机壳组件侧边的出风口吹出。
本发明的复合型线叶片叶轮的贯流风机，适用于各类设备的冷却散热，居室、公共场所、车辆的通风换气，恒温和干燥机械，冷暖房设备以及冷冻和陈列柜、冷气扇、暖风机、电壁炉、风幕机、嵌入式烤箱等家用电器。

Claims (4)

1.一种复合型线叶片叶轮的贯流风机，是由电机(1)、联轴器(2)、叶轮、机壳组件(7)和轴承座(8)构成；叶轮是由左轮盘(6)、中轮盘(4)、右轮盘(3)和叶轮轴(9)以及两片以上的叶片(5)构成，其特征在于：所述叶片(5)的截面内型线为一段圆弧与外周直线段相切或一段圆弧与内周直线段相切的复合型线。
2.根据权利要求1所述的复合型线叶片叶轮的贯流风机，其特征在于：叶片(5)的截面内型线为一段圆弧的两端同时与外周直线段相切和内周直线段相切的复合型线。
3.根据权利要求2所述的复合型线叶片叶轮的贯流风机，其特征在于：叶轮的叶片内周角β1＝86～118°、叶片外周角β2＝20～38°，叶轮直径比D1/D2＝0.7～0.86，相对栅t/b＝0.84～1.08。
4.根据权利要求3所述的复合型线叶片叶轮的贯流风机，其特征在于：叶轮的叶片内周角β1＝110°、叶片外周角β2＝29°，叶轮直径比D1/D2＝0.75，相对栅距t/b＝0.97。
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