CN104564832A - 用于风机的集流器以及清扫车用风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风机的集流器以及清扫车用风机，涉及工程机械技术领域。解决了现有技术存在风机性能较差的技术问题。该用于风机的集流器包括筒状的集流器本体，集流器本体轴向方向上的两个端口中其中一个端口形成集流器入风口，其中另一个端口形成集流器出风口；集流器本体的纵剖面的内轮廓线至少接近集流器入风口的部分为圆弧且集流器本体的内壁接近集流器入风口的部分沿从集流器入风口至集流器出风口的方向内径尺寸逐渐缩小。该清扫车用风机包括蜗壳、叶轮、入口部分以及本发明提供的用于风机的集流器。本发明用于提高风机的性能，降低用于风机的集流器的成本。

Description

用于风机的集流器以及清扫车用风机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种用于风机的集流器以及设置该用于风机的集流器的清扫车用风机。

背景技术

随着城镇化和高等级公路的建设，城市道路及各等级公路对机械化清扫需求越来越大。随着风机广泛应用于清扫车领域，这对风机本身的性能提出了更高的要求，风机集流器作为进风口的关键部件，希望对风机圆弧形集流器的半径范围进行设计。

目前对风机集流器的设计已有了一些参照标准，如图1～图4所示，一般认为锥形比筒形的好，弧形比锥形的好，组合型的比非组合型的好。考虑到加工的便利性，目前，大多数清扫车用风机集流器采用的是筒形结构，该形状的进气口涡流区比较大，不利于进风口的风流导向，对风机的性能产生较大影响。还有一部分采用了弧形向外敞口的喇叭状集流器，如矿用风机集流器等，但未能给出适合风机的最佳弧度半径。

目前对于清扫车用风机集流器的设计多采用筒形结构，部分采用弧形或者喇叭口形状或者弧形与锥形组合的形状。

本申请人发现：现有技术至少存在以下技术问题：

现有技术中筒形结构集流器进气口涡流区比较大，不利于进风口的风流导向，影响风机性能，对于一些弧形结构的集流器未给出合理的弧度范围，而组合型集流器因为加工不方便，成本高，不利于企业的降本增效，难以推广应用至清扫车专用风机。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种用于风机的集流器以及设置该用于风机的集流器的清扫车用风机，解决了现有技术存在风机性能较差的技术问题。

本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明实施例提供的用于风机的集流器，包括筒状的集流器本体，其中：

所述集流器本体轴向方向上的两个端口中其中一个端口形成集流器入风口，其中另一个端口形成集流器出风口；

所述集流器本体的纵剖面的内轮廓线至少接近所述集流器入风口的部分为圆弧且所述集流器本体的内壁接近所述集流器入风口的部分沿从所述集流器入风口至所述集流器出风口的方向内径尺寸逐渐缩小。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述集流器本体的纵剖面的内轮廓线包括相连的两段圆弧，两段圆弧的曲率互不相同。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述集流器本体的内壁远离所述集流器入风口的部分沿从所述集流器入风口至所述集流器出风口的方向内径尺寸逐渐增大。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述集流器本体的纵剖面的内轮廓线与所述集流器本体的纵剖面的外轮廓线形状相同。

本发明实施例提供的清扫车用风机，包括蜗壳、叶轮、入口部分以及本发明任一技术方案提供的用于风机的集流器，其中：

所述叶轮的前盘的其中一部分嵌于所述蜗壳之内，所述集流器本体的其中一部分沿从所述集流器入风口至所述集流器出风口的方向由所述叶轮的入口嵌于所述叶轮的前盘之内；

所述叶轮的前盘与所述蜗壳之间以及在所述集流器本体的径向方向上所述叶轮的前盘与所述集流器本体之间均存在间隙；

所述集流器本体沿从所述集流器入风口至所述集流器出风口的方向嵌于所述叶轮的前盘之内的部分的纵剖面的内轮廓线为曲线；

所述曲线的曲率与所述叶轮的前盘的纵剖面的内轮廓线接近所述集流器出风口的部分的曲率相同，或者，所述曲线的曲率与所述集流器本体的纵剖面的内轮廓线接近所述集流器入风口的部分的曲率相同。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述曲线为弧线，所述集流器本体的纵剖面的内轮廓线包括相连的两段圆弧，两段所述圆弧分别位于所述叶轮的前盘接近所述集流器入风口的一侧以及所述叶轮的前盘接近所述集流器出风口的一侧。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，两段所述圆弧中位于所述叶轮的前盘远离所述集流器入风口的一侧的圆弧的半径为所述叶轮的前盘上的所述叶轮的入口半径的0.8～1.2倍；

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述集流器本体沿从所述集流器入风口至所述集流器出风口的方向上嵌于所述叶轮的前盘之内的部分在所述集流器本体轴向方向上的尺寸为所述叶轮外径的0.02～0.05倍；

所述集流器本体沿所述集流器本体径向方向与所述叶轮的前盘之间的间隙为所述叶轮外径的0.005～0.025倍。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述集流器本体接近所述集流器入风口的部分的内径或外径(优选为内径)为300mm～1000mm，所述叶轮的外径为700mm～800mm，所述叶轮的入口的直径为310mm～320mm。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述集流器本体的集流器入风口的边棱与所述清扫车用风机的入口部分以及所述蜗壳的前盖板固定连接在一起。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

本发明实施例提供的用于风机的集流器的结构比较平滑，接近流线形，且集流器入风口类似于漏斗，由此更有利于气流顺畅流入、聚集、经过并最终流动至蜗壳内，气流流经本发明用于风机的集流器的过程中气压损失少、流速快，且流经本发明并流动至蜗壳内的气流泄露量少且不易发生紊乱，故而当将本发明应用于清扫车用风机上时，可以有效地提高清扫车用风机的性能，解决了现有技术存在风机性能较差的技术问题。另外，本发明结构简单，规则、便于加工制造，成本低廉。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中直筒型集流器的示意图；

图2为现有技术中圆锥型集流器的示意图；

图3为现有技术中圆弧型集流器的示意图；

图4为现有技术中弧筒型集流器的示意图；

图5为本发明实施例所提供的一种集流器的示意图；

图6为设置本发明图5所示集流器的清扫车用风机的局部结构的剖视示意图；

图7为本发明实施例所提供的另一种集流器与清扫车用风机的叶轮的前盘之间连接关系的示意图；

图8为设置本发明图7所示集流器的清扫车用风机的局部结构的剖视示意图；

附图标记：1、蜗壳；2、前盘；3、入口部分；4、集流器入风口；45、集流器本体；5、集流器出风口；6、圆弧；a、尺寸；b、间隙。

具体实施方式

下面可以参照附图图1～图8以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。

本发明实施例提供了一种便于气流经过、气动损失少，结构简单便于加工、制造的用于风机的集流器以及设置该用于风机的集流器的清扫车用风机。

下面结合图5～图8对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

如图5～图8所示，本发明实施例所提供的用于风机的集流器，包括筒状的集流器本体45，其中：

集流器本体45轴向方向上的两个端口中其中一个端口形成集流器入风口4，其中另一个端口形成集流器出风口5。

集流器本体45的纵剖面(纵剖面可以理解为沿与旋转体的轴心线平行的方向例如径向方向剖切而得到的剖面，沿与旋转体的径向方向剖切而得到的剖面经过旋转体的轴心线)的内轮廓线至少接近集流器入风口4的部分为圆弧6且集流器本体45的内壁接近集流器入风口4的部分沿从集流器入风口4至集流器出风口5的方向内径尺寸逐渐缩小。

本发明实施例提供的用于风机的集流器的结构比较平滑，接近流线形，且集流器入风口类似于漏斗，由此更有利于气流顺畅流入、聚集、经过并最终流动至蜗壳1内，气流流经本发明用于风机的集流器的过程中气压损失少、流速快，且流经本发明并流动至蜗壳1内的气流泄露量少且不易发生紊乱，故而当将本发明应用于清扫车用风机上时，可以有效地提高清扫车用风机的性能。另外，本发明结构简单，规则、便于加工制造，成本低廉。

如图7和图8所示，作为本发明任一技术方案的进一步优化，集流器本体45的纵剖面的内轮廓线包括相连的两段圆弧，两段圆弧的曲率互不相同。该结构接近流线形对经过的气流造成的损失较少，且形状较为规则，便于加工、制造。两段圆弧的曲率可以根据实际需要或数值模拟仿真计算(例如CFD数值模拟仿真计算)得出。

作为本发明任一技术方案的进一步优化，集流器本体45的内壁远离集流器入风口4的部分沿从集流器入风口4至集流器出风口5的方向内径尺寸逐渐增大。该结构不仅有利于气流迅速进入蜗壳1内，而且进入蜗壳1的气流不易从集流器本体45与风机的叶轮之间的间隙内泄露。

作为本发明任一技术方案的进一步优化，集流器本体45的纵剖面的内轮廓线与外轮廓线形状相同。该结构的集流器本体45各处壁厚均一，便于加工、制造。

如图5～图8所示，本发明实施例提供的清扫车用风机，包括蜗壳1、叶轮以及本发明任一技术方案提供的用于风机的集流器，其中：

叶轮的前盘2的其中一部分嵌于蜗壳1之内，集流器本体45的其中一部分沿从集流器入风口4至集流器出风口5的方向由叶轮的入口嵌于叶轮的前盘2之内。

叶轮的前盘2与蜗壳1之间以及在集流器本体45的径向方向上叶轮的前盘2与集流器本体45之间均存在间隙。

集流器本体45沿从集流器入风口4至集流器出风口5的方向嵌于叶轮的前盘2之内的部分的纵剖面的内轮廓线为曲线。

曲线的曲率如图7和图8所示与叶轮的前盘2的纵剖面的内轮廓线接近集流器出风口5的部分的曲率相同或接近，或者，曲线的曲率如图5和图6所示与集流器本体45的纵剖面的内轮廓线接近集流器入风口4的部分的曲率相同或接近，优选为如图7和图8所示曲线的曲率与叶轮的前盘2的纵剖面的内轮廓线接近集流器入风口4的部分的曲率相同或接近。

清扫车用风机适宜采用本发明任一技术方案提供的用于风机的集流器以改善其性能，提高使用寿命并减少能耗。

作为本发明任一技术方案的进一步优化，曲线为弧线，集流器本体45的纵剖面的内轮廓线包括相连的两段圆弧，两段圆弧分别位于叶轮的前盘2接近集流器入风口4的一侧以及叶轮的前盘2接近集流器出风口5的一侧。该结构中两段圆弧曲率可以根据叶轮的前盘2的形状分别设置，以保证本发明既能确保气流以较小的阻力顺畅的进入叶轮内，也可以有效地减少进入叶轮的气流的泄露，也能同时使气流进入叶轮后在蜗壳1的前盖板与叶轮的前盘2围成的空间内不会形成涡流，不会发生大的紊乱。

本发明可以针对清扫车专用的风机，将风机集流器设计为单圆弧或者双圆弧两种形式，通过CFD数值模拟仿真计算不同弧度半径下的风机性能，通过一定的优化方法最终得到集流器的最优弧度范围。

作为本发明任一技术方案的进一步优化，两段圆弧中位于叶轮的前盘2远离集流器入风口4的一侧的圆弧的半径为叶轮的前盘2上的所述叶轮的入口半径的0.8～1.2倍。该结构中集流器本体45远离集流器入风口4的部分与叶轮的前盘2内壁之间的间隙尺寸比较小，进而可以减少气流的泄露，同时使气流进入叶轮后在蜗壳1的前盖板与叶轮的前盘2围成的空间内不会形成涡流。

作为本发明任一技术方案的进一步优化，集流器本体45沿从集流器入风口4至集流器出风口5的方向上嵌于叶轮的前盘2之内的部分在集流器本体45轴向方向上的尺寸a为叶轮外径的0.02～0.05倍。

集流器本体45沿集流器本体45径向方向与叶轮的前盘2之间的间隙b为叶轮外径的0.005-0.025倍。

上述尺寸可以理想地实现本发明既能确保气流以较小的阻力顺畅的进入叶轮内，也可以有效地减少气流的泄露，同时也能使气流进入叶轮后不会在蜗壳1的前盖板与叶轮的前盘2围成的空间内形成涡流，发生气流紊乱。

作为本发明任一技术方案的进一步优化，集流器本体45接近集流器入风口4的部分的内径或外径(优选为内径)为300mm～1000mm，叶轮的直径(或称：叶轮的外径)为700mm～800mm，叶轮的入口的直径为310mm～320mm。

该尺寸下可以确保本发明取得更优的性能。

风机集流器采用单圆弧或者双圆弧集流器时，通过流体仿真计算，集流器弧度半径为300～1000mm时，在风机工作点流量处，风机风压提高了160-200Pa左右，风机效率提高3％-4.2％，而输出功率无影响，这极大改善了风机性能。该款风机应用在扫路车上，风压和流量的极大改善，使得风机的清扫效率提高了5％-10％。

作为本发明任一技术方案的进一步优化，集流器本体45的集流器入风口4的边棱与清扫车用风机的入口部分3以及蜗壳1的前盖板(或称：蜗壳1的前盘)固定连接(优选为焊接)在一起。该结构的集流器本体45在蜗壳1的前盖板的支撑作用下，集流器本体45的集流器入风口4方向性比较稳定，气流方向性也比较稳定，气压损失少、流速快。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种用于风机的集流器，其特征在于，包括筒状的集流器本体(45)，其中：

所述集流器本体(45)轴向方向上的两个端口中其中一个端口形成集流器入风口(4)，其中另一个端口形成集流器出风口(5)；

所述集流器本体(45)的纵剖面的内轮廓线至少接近所述集流器入风口(4)的部分为圆弧且所述集流器本体(45)的内壁接近所述集流器入风口(4)的部分沿从所述集流器入风口(4)至所述集流器出风口(5)的方向内径尺寸逐渐缩小。

2.根据权利要求1所述的用于风机的集流器，其特征在于，所述集流器本体(45)的纵剖面的内轮廓线包括相连的两段圆弧，两段圆弧的曲率互不相同。

3.根据权利要求1所述的用于风机的集流器，其特征在于，所述集流器本体(45)的内壁远离所述集流器入风口(4)的部分沿从所述集流器入风口(4)至所述集流器出风口(5)的方向内径尺寸逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的用于风机的集流器，其特征在于，所述集流器本体(45)的纵剖面的内轮廓线与所述集流器本体(45)的纵剖面的外轮廓线形状相同。

5.一种清扫车用风机，其特征在于，包括蜗壳(1)、叶轮、入口部分(3)以及权利要求1－4任一所述的用于风机的集流器，其中：

所述叶轮的前盘(2)的其中一部分嵌于所述蜗壳(1)之内，所述集流器本体(45)的其中一部分沿从所述集流器入风口(4)至所述集流器出风口(5)的方向由所述叶轮的入口嵌于所述叶轮的前盘(2)之内；

所述叶轮的前盘(2)与所述蜗壳(1)之间以及在所述集流器本体(45)的径向方向上所述叶轮的前盘(2)与所述集流器本体(45)之间均存在间隙；

所述集流器本体(45)沿从所述集流器入风口(4)至所述集流器出风口(5)的方向嵌于所述叶轮的前盘(2)之内的部分的纵剖面的内轮廓线为曲线；

所述曲线的曲率与所述叶轮的前盘(2)的纵剖面的内轮廓线接近所述集流器出风口(5)的部分的曲率相同，或者，所述曲线的曲率与所述集流器本体(45)的纵剖面的内轮廓线接近所述集流器入风口(4)的部分的曲率相同。

6.根据权利要求5所述的清扫车用风机，其特征在于，所述曲线为弧线，所述集流器本体(45)的纵剖面的内轮廓线包括相连的两段圆弧，两段所述圆弧分别位于所述叶轮的前盘(2)接近所述集流器入风口(4)的一侧以及所述叶轮的前盘(2)接近所述集流器出风口(5)的一侧。

7.根据权利要求6所述的清扫车用风机，其特征在于，两段所述圆弧中位于所述叶轮的前盘(2)远离所述集流器入风口(4)的一侧的圆弧的半径为所述叶轮的前盘(2)上的所述叶轮的入口半径的0.8～1.2倍。

8.根据权利要求5所述的清扫车用风机，其特征在于，所述集流器本体(45)沿从所述集流器入风口(4)至所述集流器出风口(5)的方向上嵌于所述叶轮的前盘(2)之内的部分在所述集流器本体(45)轴向方向上的尺寸为所述叶轮外径的0.02～0.05倍；

所述集流器本体(45)沿所述集流器本体(45)径向方向与所述叶轮的前盘(2)之间的间隙为所述叶轮外径的0.005～0.025倍。

9.根据权利要求5所述的清扫车用风机，其特征在于，所述集流器本体(45)接近所述集流器入风口(4)的部分的内径或外径为300mm～1000mm，所述叶轮的外径为700mm～800mm，所述叶轮的入口的直径为310mm～320mm。

10.根据权利要求5所述的清扫车用风机，其特征在于，所述集流器本体(45)的集流器入风口(4)的边棱与所述清扫车用风机的入口部分(3)以及所述蜗壳(1)的前盖板固定连接在一起。