CN104564828B - 用于扩大离心风机出口面积的降噪蜗壳 - Google Patents

用于扩大离心风机出口面积的降噪蜗壳 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于扩大离心风机出口面积的降噪蜗壳，包括蜗舌、第一段圆弧、第二段圆弧、第三段圆弧、第四段圆弧以及出口直线段，各部分间光滑连接。其特征在于，在传统的不等边基方法作出近似螺旋线四段圆弧的基础上，第四段圆弧提前开口，相切的出口直线段较传统设计方案向气流旋绕反方向倾斜，使得蜗壳型线出口径向方向上的宽度比传统蜗壳出口宽度增大，增幅比高达45.3％。由于在不影响风机气动性能的情况下有效地增大了离心风机出口面积，使得离心风机出口能更好的与管网连接，并在一定程度上降低了离心风机噪音。

Description

用于扩大离心风机出口面积的降噪蜗壳
技术领域
本发明涉及一种离心风机的蜗壳结构。
背景技术
蜗壳作为离心风机的主要部件之一，其主要作用是将离开叶轮的气体集中、导流，并将气体的部分动能扩压转变为静压。现有的离心风机蜗壳一般是按照阿基米德螺旋线或者对数螺旋线进行设计；在实际应用中，或用等边基方法，或用不等边基方法将其近似划分成第一段圆弧、第二段圆弧、第三段圆弧、第四段圆弧，各部分间光滑连接。蜗壳最后的出口直线段与蜗壳第四段圆弧在90°附近的终点相切后延伸，这属于离心风机传统的设计结构(参见图1、图2)。
离心风机作为一种通用机械，广泛应用于工厂、煤矿、隧道、冷却塔、船舶以及建筑物的通风、除尘和冷却当中。其出口往往与管网系统连接共同组成风道系统。但在实际应用中往往存在风机出口张开度尺寸小于风道对应长度、蜗壳出口面积小于风道进口面积的情况，需要使用额外的连接管道连接蜗壳出口和风道进口，这不仅造成流动损失的增加，而且会造成噪音的增大。特别是当整个风道系统的空间尺寸有一定限制时，额外的连接管道会对管网的布置造成很大不便；如果取消额外的连接管道，直接采用突扩型式连接蜗壳出口和管网，则会造成流动损失过大、噪音增大的不良后果。
发明内容
本发明的目的是提供一种在不影响风机气动性能的情况下能有效地增大离心风机出口面积，使离心风机出口能更好的与管网连接，并在一定程度上降低噪音的离心风机蜗壳。
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：
一种用于扩大离心风机出口面积的降噪蜗壳，包括蜗舌、第一段圆弧、第二段圆弧、第三段圆弧、第四段圆弧以及出口直线段，各部分间光滑连接，其特征在于，所述第四段圆弧通过一提前开口切点连接出口直线段，同时该出口直线段向气流旋绕的反方向倾斜一小于25°的偏转角β，形成倾斜出口直线段，使风机出口面积增大。
上述方案中，所述提前开口切点至蜗壳圆心的连线与过蜗壳圆心水平线的夹角γ为10°～30°。
所述倾斜出口直线段的偏转角β最好为16.7°。
本发明用蜗壳圆弧切线方式增大蜗壳出口的降噪蜗壳，在保证风机气动性能基本不变的前提下使蜗壳出口径向方向上的宽度由传统蜗壳的412.8mm增大到600mm，增幅高达45.3％，这为解决风机出口面积与管网尺寸不匹配的问题提出了新的思路。同时，由于不需要使用额外的连接管道，使得整个系统的空间尺寸更小，便于管网的布置、安装。在一些对所用风机尺寸大小有严格限制的场合，有着广泛的应用前景。新的蜗壳结构相较于传统蜗壳结构没有增大其加工、制造难度，但是提高了风机效率，同时还起到降低风机噪音的效果。
附图说明
图1为传统风机蜗壳带额外的连接管道的结构示意图。
图2为图1的立体图。
图3为本发明风机蜗壳的结构示意图。
图4为图3的立体图。
图1、图3中：1、第一段圆弧；2、第二段圆弧；3、第三段圆弧；4、第四段圆弧；5、出口直线段；6、过渡段(连接管道)；7、蜗舌；8、提前开口切点(第四段圆弧与倾斜出口直线段的切点)；9、倾斜出口直线段。
具体实施方式
参见图3、图4，本发明用于扩大离心风机出口面积的降噪蜗壳主要由以传统方法设计的蜗舌7、以阿基米德螺旋线或对数螺旋线设计的第一段圆弧1、第二段圆弧2、第三段圆弧3、第四段圆弧4以及出口直线段组成。为增大离心风机蜗壳的出口，第四段圆弧4比传统的第四段圆弧短，通过一10°到30°的提前开口切点8连接出口直线段(该提前开口切点8至蜗壳圆心连线与过蜗壳圆心水平线的夹角γ为10°-30°)，同时该直线段向气流旋绕反方向倾斜一偏转角β(小于25°)，形成倾斜出口直线段9。该倾斜出口直线段增大了蜗壳出口的面积，有利于蜗壳内气体的排出，便于同管网结构的连接，并且有助于进一步减小噪音。根据试验，偏转角β不大于25°。
参见图1、图3，对比本发明蜗壳与传统蜗壳可以发现：由于本发明在最大程度上保持了传统蜗壳结构(蜗舌、第一段圆弧、第二段圆弧、第三段圆弧)的合理性，并结合实际应用情况对蜗壳出口段进行了优化改进，使得蜗壳出口段直线较传统方案向气流旋绕反方向偏转了β角，取得了很好的增大蜗壳出口面积及降噪的效果。
为了说明这种效果，发明人给出了以下两个对比测试方案。其中根据6-31风机性能曲线选取转速1450rpm，流量2.14m3/s，密度1.2Kg/m3作为风机测试参数，噪音测试点位于风机进口集流器中心正上方1m处。
测试方案一(传统结构风机)：
根据6-31风机空气动力略图进行模化，模化比为8的风机模型，风机出口与额外的连接管道6相连，连接管道进口与风机出口(宽度W为412.8mm)相匹配，连接管道出口宽度L为600mm，连接管道扩张角α取120°，结果列于表1
测试方案二(本发明结构风机)
在根据6-31风机空气动力略图进行模化，模化比为8的风机模型基础上，保持蜗舌、第一段圆弧、第二段圆弧、第三段圆弧不变，采用提前开口切点、倾斜出口直线段的结构来增大蜗壳出口(宽度L)，使得倾斜出口段直线向气流旋绕反方向偏转角β为16.7°，结果列于表1。
表1
测试方案 全压(Pa) 效率 噪音(db)
方案一 2653.9 85％ 97.5
方案二 2668.6 85.40％ 96
通过表1中的对比数据可以看出，经过本发明优化了风机出口后的蜗壳与传统的带额外的连接管道的蜗壳相比，风机全压和效率提高了，风机噪音也降低了。因此本发明在保障风机性能的基础上解决了本发明要解决的技术问题。

Claims (2)

1.一种用于扩大离心风机出口面积的降噪蜗壳，采用圆弧切线方式增大蜗壳出口的降噪，在保证风机气动性能不变的前提下增大蜗壳出口径向方向上的宽度，所述蜗壳的外轮廓依次为蜗舌、第一段圆弧、第二段圆弧、第三段圆弧、第四段圆弧以及出口直线段，各部分间光滑连接，其特征在于，所述第四段圆弧通过一提前开口切点连接出口直线段，同时该出口直线段向气流旋绕的反方向倾斜一小于25°的偏转角β，形成倾斜出口直线段，使风机出口面积增大；所述提前开口切点至蜗壳圆心的连线与过蜗壳圆心水平线的夹角γ为10°～30°。
2.如权利要求1所述的用于扩大离心风机出口面积的降噪蜗壳，其特征在于，所述倾斜出口直线段的偏转角β为16.7°。
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