CN104564742A - 一种离心式轴流风机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种离心式轴流风机，包括两端分别设有进风口和出风口的机壳风筒，所述机壳风筒包括形成环形风道的外壳和内筒，所述的进风口处设有集流器和叶轮，其特征在于，驱动叶轮的电动机安装在机壳风筒外部，所述内筒中设有用于安装叶轮的传动轴，电动机通过传动带与传动轴传动配合；所述集流器的截面直径沿气流方向逐渐收敛，出口截面直径与所述叶轮的内径比为1～1.1；所述的机壳风筒内还设有环叶轮前盘布置的环形导风板。本发明根据空气动力学原理，对风机结构进行优化，增加环形导风板，出口设置出风导叶，用于改善气流流动，提高风压；结构简单合理，降低制作成本；外置电机安装在可调节支架上，便于调节皮带长度，使风机结构更加简单。

Description

一种离心式轴流风机
技术领域
本发明涉及风机制造技术领域，尤其涉及一种离心式轴流风机。
背景技术
通用离心风机具有小流量、高压力的特点，但体积大，重量重，制造成本高等缺点；通用轴流风机虽然流量大、体积小，重量小，结构简单，但压力小，适用范围小。离心式轴流风机是介于上述两者之间一种新型产品，它吸收了离心式和轴流式风机的优点，其性能曲线平坦，风压比轴流风机高，而其效率又高于前弯多翼型风机，比离心式风机结构简单，成本低，占地空间小，同时噪音有比轴流和离心风机低。故此类风机适用于空调、各种设备和干燥设备、机器冷却以及各类高温炉子的送排风等方面。
如申请号为201020246513.8的专利文献提供了一种离心式轴流通风机，包括机体、电机腔、扩压导叶、电机、离心叶轮、集流器、导风器和支架等部件结构构成，其特征在于，机体为圆筒形通体结构，前部开口为进风口，后部开口为出风口，电机腔位于机体内部，与机体之间通过扩压导叶连接固定，电机设置于电机腔内部，离心叶轮位于电机腔前端，离心叶轮与电机横向连接，机体前部进风口出设置有集流器，集流器外壁与机体内部结合面设置有向内斜坡开口状导风器，支架位于机体外壁下部，通过对原先轴流风机结构特点中的进风口和叶轮结构进行技术改进和通过离心叶轮的应用使其拥有离心风机和轴流风机两者的各自优点特性。
同时，申请号为201420281376.X的专利文献公开了一种轴流式离心风机，包括壳体，所述壳体的上下两端分别设置有进风口和出风口，所述壳体包括可形成风道的外壁和内壁，所述进风口的下方设置有与风道连通的离心叶轮，内壁围成的空腔内的设置有支撑板，支撑板上固定有电机，电机的电机轴穿过支撑板与离心叶轮连接。通过采用喇叭状的进风口和与其配合的离心叶轮，离心叶轮进行特定设计、制作，与相应的喇叭状的进风口装配，解决了轴流式风机静压太低的问题,增大了风压的调节范围，风压调节范围从10Pa到3000Pa，解决了隧道排烟等场合不能顺畅排烟的困扰，解决了离心风机体积庞大，不能以轴流的方式进行送排风的问题。
上述两篇文献所公开的离心式轴流风机，电机安装在机壳内与叶轮同轴，减少了风道的流径，减小风机流量，同时电机置于风道中密闭的腔内，影响散热，缩短电机的使用寿命。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种离心式轴流风机，采用外置电机的方式，避免电机过度占用风道空间，具有大流量、高压力、重量小且效率高的特点。
一种离心式轴流风机，包括两端分别设有进风口和出风口的机壳风筒，所述机壳风筒包括形成环形风道的外壳和内筒，所述的进风口处设有集流器和叶轮，驱动叶轮的电动机安装在机壳风筒外部，所述内筒中设有用于安装叶轮的传动轴，电动机通过传动带与传动轴传动配合；
所述集流器的截面直径沿气流方向逐渐收敛，出口截面直径与所述叶轮的内径比为1～1.1；
所述的机壳风筒内还设有环叶轮前盘布置的环形导风板。
在本发明中，通过集流器的气流进入叶轮，出口截面直径与叶轮的内径比决定叶轮对气流的利用率，若此比值小于1，虽然增加了对主气流的利用，但是内部侧泄漏气流对主气流的有很大流动影响，从而影响风机内流场分布特性以及风机整体性能；在此比值大于1时，可以获得较大的风量及全压，风机内流场分布均匀，风机整体性能好。
同时，控制出口截面直径与叶轮的内径比为1～1.1，通过平衡主气流的利用率与风量、全压，来提升风机的整体性能，优选出口截面直径与叶轮的内径比为1.4～1.6。
其中，所述的集流器包括依次连接的斜面段和弧面段，出口截面直径位于弧面段围成的最小缩口处；斜面段在轴向上的倾斜度为30～50度，且斜面段的深度占整个集流器的1/2～2/3。
在主气流的利用率恰当的情况下，主气流进入集流器的导向阻力，影响风机的效率，本发明通过将斜面段在轴向上的倾斜度为30～50度，以降低斜面段对主气流的流动阻力；并根据主气流的速度分布和流场，控制斜面段的深度占整个集流器的1/2～2/3，使经集流器的主气流流场的进入环形风道中。
优选的，所述的弧面段在越过最小缩口处后具有逐渐外翻的扩口部，且该弧面段相对出口截面呈对称结构，所述弧面段所处圆弧的直径等于整个集流器深度的1/3～1/2。
逐渐外翻的扩口部用于气流的导向，符合气流的分布状态，并设置弧面段相对出口截面呈对称结构，同时使弧面段所处圆弧的直径等于整个集流器深度的1/3～1/2，以减少气流的流动阻力。
优选的，所述内筒中设有安装台，传动轴通过轴承座装配在安装台上。
优选的，所述的环形导风板为固定在外壳内壁的弧形板，该环形导风板的内径小于叶轮的外径。
环形导风板具有气流导向作用，引导离心式叶轮转动形成的气流进入环形风道内，弧形板符合气流的流动状态，可减少对气流的引导阻力，保持高的风压。
进一步优选的，所述环形导风板所处的圆的半径等于环形风道的宽度，对于风向的流动具有很好的导流作用，可最大程度减少气流碰触环形导风板后的发散，减少风压的损耗。
优选的，所述的环形风道中安装有出口导叶。
出口导叶安装在叶轮出口位置，由于出口导叶是一种扩压型叶栅，其圆弧形设计作用是流出叶轮的偏转气流旋回轴向，同时将偏转气流的动能转变成静压能。因此安装出口导叶后风机整体静压效率显著提高，并使风机最高全压效率工况点和最高静压效率工况点彼此接近。
优选的，所述的内筒在出风口处呈锥台形。
相当于增加出风口处的风道流径，使气流向内筒的中部扩散，逐步形成实心状的气流，避免由于经环形风道流出环装气流，影响风机的使用性能。
优选的，所述电动机通过高度可调的风机支架安装在外壳顶部。
电动机通过三角带带动传动轴，且电动机的高度可调，便于三角带的安装和更换，也可适用于不同大小的三角带。
优选的，所述的环形风道中设有传动带防护罩，该传动带防护罩朝向风流的面为楔形面。
环形风道中的传动带防护罩可减少气流对传动带的影响，降低传动带的阻力，提高传动效率，同时也防止气流吹向传动带，避免两者相对运动产生噪音，并设置传动带防护罩朝向风流的面为楔形面，降低气流阻力，提高风压。
本发明根据空气动力学原理，对风机结构进行优化，增加环形导风板，出口设置出风导叶，用于改善气流流动，提高风压；结构简单合理，降低制作成本；外置电机安装在可调节支架上，便于调节皮带长度，使风机结构更加简单。
附图说明
图1为离心式轴流风机的结构示意图；
图2为图1中离心式轴流风机的左视图。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种离心式轴流风机由集流器1、机壳风筒2、环形导风板3、轴承4、电动机调节支架5、电动机6、电机轮7、三角带防护罩8、三角带9、内筒10、主轴11、风机轮12、出口导叶13、风机支架14、叶轮组件15等组成。
叶轮组件15安装在主轴11上，主轴11安装在两轴承4上，主轴一端安装风机轮12通过三角带9与电机轮6相连，电机轮6安装在电动机6上，电动机6安装在可调节的电机调节支架5上，在三角9处设备三角带防护罩8，在叶轮组件设置集流器1，集流器1安装在机壳风筒2进口处，主轴11和轴承4及风机轮12统一安装在内筒10内，内筒10通过出口导叶13与机壳风筒2连接，机壳风筒2配置两风机支架14以便于风机在安装与支撑。
机壳风筒2的两端分别设有进风口和出风口，机壳风筒包括形成环形风道的外壳和内筒10，进风口处安装集流器1和叶轮，驱动叶轮的电动机6安装在机壳风筒2外部，内筒10中设有用于安装叶轮的传动轴(即主轴11)，电动机通过传动带与传动轴传动配合。内筒2中设有安装台，传动轴通过轴承座装配在安装台上。
在本实施例中，集流器的截面直径沿气流方向逐渐收敛，出口截面直径与叶轮的内径比为1.4～1.6，以平衡主气流的利用率与风量、全压，来提升风机的整体性能。
其中，集流器包括依次连接的斜面段和弧面段，出口截面直径位于弧面段围成的最小缩口处。在主气流的利用率恰当的情况下，主气流进入集流器的导向阻力，影响风机的效率，通过将斜面段在轴向上的倾斜度为30～50度，以降低斜面段对主气流的流动阻力；并根据主气流的速度分布和流场，控制斜面段的深度占整个集流器的1/2～2/3，使经集流器的主气流流场的进入环形风道中。
弧面段在越过最小缩口处后具有逐渐外翻的扩口部，且该弧面段相对出口截面呈对称结构。逐渐外翻的扩口部用于气流的导向，符合气流的分布状态，并设置弧面段相对出口截面呈对称结构，同时使弧面段所处圆弧的直径等于整个集流器深度的1/3～1/2，以减少气流的流动阻力。
环形导风板为固定在外壳内壁的弧形板，环形导风板具有气流导向作用，引导离心式叶轮转动形成的气流进入环形风道内，弧形板符合气流的流动状态，可减少对气流的引导阻力，保持高的风压，且该环形导风板的内径小于叶轮的外径，使所有气流处于环形导风板的作用范围内。环形导风板所处的圆的半径等于环形风道的宽度，对于风向的流动具有很好的导流作用，可最大程度减少气流碰触环形导风板后的发散，减少风压的损耗。
环形风道中安装有出口导叶，出口导叶安装在电机内筒外侧，电机内筒外径与叶轮直径相同，出口导叶分别与电机内筒和机壳风筒进行焊接连接。由于出口导叶是一种扩压型叶栅，其圆弧形设计作用是流出叶轮的偏转气流旋回轴向，同时将偏转气流的动能转变成静压能。因此安装出口导叶后风机整体静压效率显著提高，并使风机最高全压效率工况点和最高静压效率工况点彼此接近。内筒在出风口处呈锥台形，相当于增加出风口处的风道流径，使气流向内筒的中部扩散，逐步形成实心状的气流，避免由于经环形风道流出环装气流，影响风机的使用性能。
环形风道中设有传动带防护罩，可减少气流对传动带的影响，减少传动带的阻力，提高传动效率，同时也防止气流吹向传动带，避免两者相对运动产生噪音，并设置传动带防护罩朝向风流的面为楔形面，降低气流阻力，提高风压。

Claims (10)

1.一种离心式轴流风机，包括两端分别设有进风口和出风口的机壳风筒，所述机壳风筒包括形成环形风道的外壳和内筒，所述的进风口处设有集流器和叶轮，其特征在于，驱动叶轮的电动机安装在机壳风筒外部，所述内筒中设有用于安装叶轮的传动轴，电动机通过传动带与传动轴传动配合；
所述集流器的截面直径沿气流方向逐渐收敛，出口截面直径与所述叶轮的内径比为1～1.1；
所述的机壳风筒内还设有环叶轮前盘布置的环形导风板。
2.如权利要求1所述的离心式轴流风机，其特征在于，所述的集流器包括依次连接的斜面段和弧面段，出口截面直径位于弧面段围成的最小缩口处；斜面段在轴向上的倾斜度为30～50度，且斜面段的深度占整个集流器的1/2～2/3。
3.如权利要求2所述的离心式轴流风机，其特征在于，所述的弧面段在越过最小缩口处后具有逐渐外翻的扩口部，且该弧面段相对出口截面呈对称结构，所述弧面段所处圆弧的直径等于整个集流器深度的1/3～1/2。
4.如权利要求1所述的离心式轴流风机，其特征在于，所述内筒中设有安装台，传动轴通过轴承座装配在安装台上。
5.如权利要求4所述的离心式轴流风机，其特征在于，所述的环形导风板为固定在外壳内壁的弧形板，该环形导风板的内径小于叶轮的外径。
6.如权利要求5所述的离心式轴流风机，其特征在于，所述环形导风板所处的圆的半径等于环形风道的宽度。
7.如权利要求1所述的离心式轴流风机，其特征在于，所述的环形风道中安装有出口导叶。
8.如权利要求1所述的离心式轴流风机，其特征在于，所述的内筒在出风口端呈锥台形。
9.如权利要求1所述的离心式轴流风机，其特征在于，所述电动机通过高度可调的风机支架安装在外壳顶部。
10.如权利要求9所述的离心式轴流风机，其特征在于，所述的环形风道中设有传动带防护罩，该传动带防护罩朝向风流的面为楔形面。
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