CN103161764B - 工业用风扇蜗壳 - Google Patents

Abstract

一种工业用风扇蜗壳(100)，其特征在于，其几何轮廓(PG)具有：第一半圆(CIR1)，具有圆心(P1)和半径(R1)，其定义圆形出气区域；第二半圆(CIR2)，具有圆心(P2)和半径(R2)＝(7/200)(R1)，其定义在内部分割气流的“分水角”的外形；第三半圆(CIR3)，具有圆心(P3)和半径(R3)＝(2R1)，其定义将气流限制在叶轮区的圆形区域；以及半椭圆(E1)，具有中心(P4)、弧(AB)、主半轴(SM1)＝(3R1)、以及次半轴(SM2)＝(2.4R1)。

Description

工业用风扇蜗壳

技术领域

本发明涉及一种用于在诸如燃烧器通风系统的工业应用中使用的风扇的蜗壳(volute)。

背景技术

众所周知，风扇蜗壳的轮廓通过一个连接中心点和轮廓生成点的半径增大的例如是线性的或对数的方程式来定义。

但是，描绘这种轮廓有很大的困难。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种廉价的且易于制造的风扇蜗壳。

根据本发明，提供了一种工业用风扇蜗壳，其特征在于，所述蜗壳的几何轮廓包括：第一半圆CIR1，具有圆心P1和半径R1，所述第一半圆定义圆形出气区域；第二半圆CIR2，具有圆心P2和半径R2＝7/200R1，所述第二半圆定义在内部分割气流的“分水角”的外形；第三半圆CIR3，具有圆心P3和半径R3＝2R1，所述第三半圆定义将气流限制在叶轮区的圆形区域；以及半椭圆E1，具有中心P4、弧AB、主半轴SM1＝3R1、以及次半轴SM2＝2.4R1，所述半椭圆E1在一竖直线σ的右侧定义所述蜗壳的整体，所述竖直线与两个点A和B以及两个所述圆心P1和P3相交、且定义所述半椭圆E1的主轴。

进一步地，根据本发明的蜗壳还包括：内圆CIR4，定义容纳电动机的孔；以及外圆CIR5，具有与所述内圆CIR4相同的圆心P5，并定义容纳所述风扇叶轮的周界。

进一步地，所述外圆CIR5具有半径R5＝7/4R1，其中R1为所述第一半圆CIR1的半径。

进一步地，所述第三半圆CIR3上的点T表示这样的点，即，在该点处，所述风扇叶轮位于距离所述蜗壳的最小距离处。

进一步地，由所述竖直线σ与连接所述圆心P3和所述点T的直线τ的相交所形成的角α为30°。

进一步地，所述叶轮的几何中心P5与所述第三半圆CIR3的几何中心P3之间的水平距离SCO与所述半径R1的关系满足方程式：SCO＝7/50R1。

进一步地，所述叶轮的几何中心P5与所述第三半圆CIR3的几何中心P3之间的竖直距离SCV与所述半径R1的关系满足方程式：SCV＝4/25R1。

附图说明

将参考附图以实例的方式描述本发明的一优选的、非限定性的实施例，附图中：

图1示出了根据本发明的教导的风扇蜗壳的等视轴图；

图2示出了图1的蜗壳的几何轮廓的平面图；

图3示出了影响图1和图2的蜗壳的物理特性的几何参数之间的数值关系。

具体实施方式

图1中的标号100从整体上表示根据本发明的教导的风扇蜗壳。

在所示的实例中，蜗壳具有与较大的圆形区域垂直的进气(air inflow)(在离心式风扇中通常就是这样)以及与较小的圆形区域垂直的出气(airoutflow)(但是，通常并不是这样)。

如从关于该主题的技术文献可知，这种设计提供了蜗壳的更大的轴向紧密度(即，与圆形区域垂直)。

如以下更详细地说明的，位于较大圆形区域处的蜗壳的底部中的孔作为用于为风扇叶轮供电的电机的部件的支座。

图2示出了蜗壳100的几何轮廓(PG)的平面图。

几何轮廓(PG)包括：

-半圆(CIR1)，具有圆心(P1)和半径(R1)，所述半圆定义圆形出气区域；

-半圆(CIR2)，具有圆心(P2)和半径(R2)＝(7/200)(R1)，所述半圆定义在内部分割气流的“分水角(cut-water)”的外形；

-半圆(CIR3)，具有圆心(P3)和半径(R3)＝(2R1)，所述半圆定义将气流限制(confine)在叶轮区的圆形区域；以及

-半椭圆(E1)，具有中心(P4)、弧(AB)、主半轴(SM1)＝(3R1)、以及次半轴(SM2)＝(2.4R1)，所述半椭圆在竖直线(σ)的右侧定义蜗壳100的整体，所述竖直线与点(A)和(B)以及圆心(P1)和(P3)相交、且定义半椭圆(E1)的主轴。

图3示出了影响蜗壳100的其它部分的物理特性的几何参数之间的数值关系。

实线内圆(CIR4)，具有圆心(P5)，定义容纳电动机(未示出)的孔。

虚线外圆(CIR5)，具有与内圆(CIR4)相同的圆心(P5)，定义容纳风扇叶轮(未示出)的周界。

圆(CIR5)有利地具有半径(R5)＝(7/4R1)，其中(R1)为表示圆形出气区域的半圆(CIR1)(图1)的半径。

蜗壳100的半圆(CIR3)上的点(T)(图3)表示这样的点，即，在该点处，风扇叶轮位于距离蜗壳100的最小距离处。

在点(T)处，气流达到最大绝对速度和最小静压。

由竖直线(σ)与连接圆心(P3)和点(T)的直线(τ)的相交所形成的角(α)有利地为30°。

角(α)的这一值通过数值流体动力学分析来确定，以改善风扇的性能。

相同的分析还为叶轮的几何中心(P5)与蜗壳100的半圆(CIR3)的几何中心(P3)之间的水平距离(SCO)＝(7/50R1)和竖直距离(SCV)＝(4/25R1)给出了最佳的值。

根据本发明的风扇蜗壳的主要优点在于，减小了蜗壳的水平尺寸和竖直尺寸，同时如通过数值流体动力学分析所证实的那样，实现了高通风压力(静压)。

Claims (7)

1.一种工业用风扇蜗壳(100)，其特征在于，所述蜗壳的几何轮廓(PG)包括：

第一半圆(CIR1)，具有圆心P1和半径R1，所述第一半圆定义圆形出气区域；

第二半圆(CIR2)，具有圆心P2和半径R2＝7/200R1，所述第二半圆定义在内部分割气流的“分水角”的外形；

第三半圆(CIR3)，具有圆心P3和半径R3＝2R1，所述第三半圆定义将气流限制在叶轮区的圆形区域；以及

半椭圆(E1)，具有中心(P4)、弧(AB)、主半轴SM1＝3R1、以及次半轴SM2＝2.4R1，所述半椭圆(E1)在一竖直线(σ)的右侧定义所述蜗壳(100)的整体，所述竖直线与两个点A和B以及所述圆心P1和所述圆心P3相交、且定义所述半椭圆(E1)的主轴。

2.根据权利要求1所述的蜗壳(100)，其特征在于，还包括：内圆(CIR4)，定义容纳电动机的孔；以及外圆(CIR5)，具有与所述内圆(CIR4)相同的圆心P5，并定义容纳所述风扇叶轮的周界。

3.根据权利要求2所述的蜗壳(100)，其特征在于，所述外圆(CIR5)具有半径R5＝7/4R1，其中R1为所述第一半圆(CIR1)的半径。

4.根据前述权利要求中任一项所述的蜗壳(100)，其特征在于，所述第三半圆(CIR3)上的点T表示这样的点，即，在该点处，所述风扇叶轮位于距离所述蜗壳(100)的最小距离处。

5.根据权利要求4所述的蜗壳(100)，其特征在于，由所述竖直线(σ)与连接所述圆心P3和所述点T的直线(τ)的相交所形成的角(α)为30°。

6.根据权利要求5所述的蜗壳(100)，其特征在于，所述叶轮的几何中心(P5)与所述第三半圆(CIR3)的几何中心(P3)之间的水平距离SCO与所述半径R1的关系满足方程式：SCO＝7/50R1。

7.根据权利要求5或6所述的蜗壳(100)，其特征在于，所述叶轮的几何中心(P5)与所述第三半圆(CIR3)的几何中心(P3)之间的竖直距离SCV与所述半径R1的关系满足方程式：SCV＝4/25R1。