CN104613007A - 带弧形支柱的无蜗壳离心风机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带弧形支柱的无蜗壳离心风机，包括旋转轴、及位于旋转轴上的轮盘和轮盖，在轮盘和轮盖间安装有叶片，该叶片为后向翼型叶片，所述弧形支柱位于两相邻叶片之间，该弧形支柱其中一端与前一叶片的叶面相固定，另一端与后一叶片的叶面相固定；所述弧形支柱的出口安装角为160～172°；各弧形支柱位于同一平面上，且该平面与旋转轴相垂直。本发明中，在功耗没有改变的前提下，带有弧形支柱的无蜗壳离心风机的额定工况效率比没有弧形支柱的无蜗壳离心风机提高了5％，特别是对于中型甚至大型无蜗壳离心风机而言，本发明所带来的经济效益是极其显著的。

Description

带弧形支柱的无蜗壳离心风机
技术领域
本发明涉及一种无蜗壳离心风机，尤其是一种带弧形支柱的无蜗壳离心风机。
背景技术
目前，无蜗壳离心风机又叫无蜗壳通风机，其具有风量大、压力高、噪声低、结构紧凑等优点，能满足客户对噪声、节能和空间布置的更高要求，被广泛应用于工矿企业、高级宾馆、写字楼、影剧院、高级商住楼、商场、医院等建筑物的压力送风换气，特别是在节能改造工程中，无蜗壳离心风机已经慢慢替代了有蜗壳离心风机。另外，由于无蜗壳通风机没有蜗壳，在无蜗壳通风机前向叶轮的出口全压中，其动压成份的比例相对后向叶轮要大。在没有蜗壳的情况下，前向叶轮出口动压只有很少部分转换为静压，而且箱式壳体的出口面积较之蜗壳的出口面积要大很多，到风机出口部分，动压损失掉很多，这就导致了无蜗壳时，前向通风机的压力较之有蜗壳时，有大幅度下降。后向通风机的动压没有像前向风机那样占相当大的比重，即使后向风机的动压有少部分转化为静压，也不会使压力大幅度降低，故无蜗壳通风机几乎都是后向风机。
然而，由于无蜗壳通风机没有蜗壳，叶轮出口处的动能没有转化为静压，当气流冲出叶轮后动能被全部损失掉，导致无蜗壳离心风机普遍存在静压效率偏低的缺陷。目前，各个风机研发团队对于无蜗壳离心风机的研发，也主要集中在如何提高静压效率方面。
在流体力学领域，CFX流体动力学模拟软件是英国AEA Technology公司为解决工业实际问题而开发的，而诞生在工业应用背景中的CFX具有精确的计算结果、丰富的物理模型、强大的用户扩展性等特性，因此被广泛应用于流体动力模型的模拟运算中。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种结构简单，制造成本低，且可有效提高静压效率的带弧形支柱的无蜗壳离心风机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带弧形支柱的无蜗壳离心风机，包括旋转轴、及位于旋转轴上的轮盘和轮盖，在轮盘和轮盖间安装有叶片，该叶片为后向翼型叶片，两相邻叶片之间均设有所述弧形支柱，该弧形支柱其中一端与前一叶片的叶面相固定，另一端与后一叶片的叶面相固定；
所述弧形支柱的出口安装角为160～172°；
各弧形支柱位于同一平面上，且该平面与旋转轴相垂直。
本发明的有益效果是：此处，弧形支柱的出口安装角与叶片的出口安装角概念相似，弧形支柱的出口安装角即弧形支柱后缘中线切线与额线的夹角(弧形支柱后缘骨线的切线与圆周方向的夹角)，本发明中弧形支柱的出口安装角大于90°，因此也可以将该类型弧形支柱定义为前向式弧形支柱(类似于前向型叶片)。叶片的前后定义与旋转轴转动方向有关，与转动方向相对的为前，与转动方向相背的为后。各弧形支柱位于同一平面上，且该平面与旋转轴相垂直，可有效保证弧形支柱随旋转轴转动后对空气的切割运动阻力小，切割顺滑，同时具有显著的静压增益效果。经由CFX软件的模拟测试，在功耗没有改变的前提下，带有弧形支柱的无蜗壳离心风机的额定工况效率比没有弧形支柱的无蜗壳离心风机提高了5％，特别是对于中型甚至大型无蜗壳离心风机而言，本发明所带来的经济效益是极其显著的。
进一步优选设置为：弧形支柱的出口安装角为168°。
两相邻叶片间设置的弧形支柱具有静压增益的效果，为了保证增益效果最大化，故任意两相邻叶片间均安装有弧形支柱。
由于弧形支柱的静压增益效果受叶片数量的影响，因此，叶片数量为6～8片。
进一步优选设置为：叶片数量为6片。
由于弧形支柱的静压增益效果还受轮盖形状的影响，因此，轮盖采用弧形轮盖或锥形轮盖。此处，弧形轮盖即轮盖的外侧呈弧形结构隆起，锥形轮盖即轮盖的外侧呈锥形结构隆起。
同样的，由于弧形支柱的静压增益效果还受轮盘和叶片间距离的影响，因此，轮盘和叶片间设有出口扩压边。该出口扩压边即：叶片上与轮盖接触的截面弦长短于叶片与轮盘接触的截面弦长。
再进一步优选设置为：轮盘为平面结构。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图，省略旋转轴。
图2为图1另一视角的结构示意图。
图3为图1另一视角的结构示意图。
图4为本发明实施例一去掉轮盖后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
实施例一：如图1～4所示，本实施例包括旋转轴(未画出)、及位于旋转轴上且相互配合的轮盘1和轮盖2，轮盖2为弧形轮盖，在轮盘1和轮盖2间安装有6片叶片3，该叶片3为后向翼型叶片，而在叶片3和轮盘1间设有出口扩压边。在任意两相邻叶片3之间还安装有一弧形支柱4，该弧形支柱4为条状圆弧，该弧形支柱4其中一端与前一叶片的叶面相固定，另一端与后一叶片的叶面相固定；各弧形支柱4位于同一平面上，且该平面与旋转轴相垂直。其中，弧形支柱4的出口安装角168°。
通过CFX流体动力学模拟软件，本实施例在流量为9372.33m3/h，静压为738.48Pa时，获得最优的静压效率为64.58％。上述测试结果均为三次模拟后所取的平均值，本说明书所涉及的所有数值结果均为平均值，且同一测试中各数值偏差在±5范围内。
实施例二：与实施例一的区别仅在于，弧形支柱4的出口安装角160°。
通过CFX流体动力学模拟软件，本实施例在流量为9372.39m3/h，静压为753.26Pa时，获得最优的静压效率为64.35％。
实施例三：与实施例一的区别仅在于，弧形支柱4的出口安装角172°。
通过CFX流体动力学模拟软件，本实施例在流量为9372.53m3/h，静压为758.18Pa时，获得最优的静压效率为64.19％。
实施例四：与实施例一的区别仅在于，叶片3数量为7片。
通过CFX流体动力学模拟软件，本实施例在流量为9372.33m3/h，静压为720.23Pa时，获得最优的静压效率为63.12％。
实施例五：与实施例一的区别仅在于，叶片3数量为8片。
通过CFX流体动力学模拟软件，本实施例在流量为9810.78m3/h，静压为570.37Pa时，获得最优的静压效率为59.14％。
其中，各实施例如若撤除弧形支柱4这一技术特征，通过CFX流体动力学模拟软件的模拟，则最终的静压效率将明显低于安装有弧形支柱的技术方案。则，实施例一撤除弧形支柱4后，最优静压效率只为59.27％；实施例二撤除弧形支柱后，最优静压效率只为59.13％；实施例三撤除弧形支柱后，最优静压效率只为59.23％；实施例四撤除弧形支柱后，最优静压效率只为55.11％。
本发明中，经由CFX软件的模拟测试，在功耗没有改变的前提下，带有弧形支柱4的无蜗壳离心风机的额定工况效率比没有弧形支柱4的无蜗壳离心风机提高了约5％，特别是对于中型甚至大型无蜗壳离心风机而言，约5％提高都能为本发明带来显著的经济效益。

Claims (7)

1.一种带弧形支柱的无蜗壳离心风机，包括旋转轴、及位于旋转轴上的轮盘和轮盖，在轮盘和轮盖间安装有叶片，该叶片为后向翼型叶片，其特征是，两相邻叶片之间均设有所述弧形支柱，该弧形支柱其中一端与前一叶片的叶面相固定，另一端与后一叶片的叶面相固定；
所述弧形支柱的出口安装角为160～172°；
各弧形支柱位于同一平面上，且该平面与旋转轴相垂直。
2.根据权利要求1所述的带弧形支柱的无蜗壳离心风机，其特征是：所述弧形支柱的出口安装角为168°。
3.根据权利要求1或2所述的带弧形支柱的无蜗壳离心风机，其特征是：所述叶片数量为6～8片。
4.根据权利要求1或2或3所述的带弧形支柱的无蜗壳离心风机，其特征是：所述叶片数量为6片。
5.根据权利要求1所述的带弧形支柱的无蜗壳离心风机，其特征是：所述轮盖采用弧形轮盖或锥形轮盖。
6.根据权利要求1所述的带弧形支柱的无蜗壳离心风机，其特征是：所述轮盘和叶片间设有出口扩压边。
7.根据权利要求1所述的带弧形支柱无蜗壳离心风机，其特征是：所述轮盘为平面结构。
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