CN105041682B - 蜗壳风机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种蜗壳风机，包括：蜗壳，具有内壁面，内壁面由多段渐开式弧线形成，多段渐开式弧线以基元曲线的多个基元点为圆心分别作弧形成；叶轮，设置于蜗壳内。将蜗壳的内壁面设置成由多段渐开式弧线形成的方式，多段渐开式弧线以基元曲线的多个基元点为圆心分别作弧形成，蜗壳内设置有叶轮。采用多段渐开式弧线设置蜗壳内壁面，能够减小流体在蜗壳内扩压引起的流动损失，保证了蜗壳内部流动稳定性，降低了出流时引起的噪声。
Description
技术领域
本发明涉及风机技术领域，具体而言，涉及一种蜗壳风机。
背景技术
现有技术中的风机由于结构、工况等各种原因，风机内部的流动均匀性难以得到保证，流动不均所带来的分离流与回流均在此列，从而影响了风机的性能和风机的噪声。常用的蜗壳结构形式也无法解决该问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种蜗壳风机，以解决现有技术中风机出流不均的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种蜗壳风机，包括：蜗壳，具有内壁面，内壁面由多段渐开式弧线形成，多段渐开式弧线以基元曲线的多个基元点为圆心分别作弧形成；叶轮，设置于蜗壳内。
进一步地，多个基元点至蜗壳的中心的距离呈等量递增，其中，相邻两个基元点之间形成弧线段，相邻的弧线段在基元点处相切。
进一步地，相邻的两个基元点与中心相连形成的基元线段之间的夹角为45°。
进一步地，蜗壳风机还包括蜗壳前侧板，前侧板的末端形成有与蜗壳相连接的蜗舌，蜗舌的靠近叶轮的蜗舌近端与叶轮之间的距离为t，其中，1％r1≤t≤50％r1，r1为叶轮的半径。
进一步地，蜗壳风机还包括蜗壳后侧板和蜗壳侧壁；蜗壳前侧板、蜗壳后侧板和蜗壳侧壁之间形成有蜗壳风机出风口，后侧板的靠近叶轮的后侧板近端与叶轮之间的距离为A，第i个基元点至蜗壳的中心的距离为ai，其中，ai＜ai+1，0.02A＜a1＜0.3A，ai+1-ai＜0.02A，ai+1-ai的值为定值常数，i为正整数。
进一步地，以第i个基元点为圆心的弧的半径为Ri，其中，Ri+1＜Ri，Ri+1-Ri＝a1，i为正整数。
进一步地，ai+1-ai的值为不固定的常数。
进一步地，基元点的个数为八个。
进一步地，蜗壳内的等压曲线为蜗壳的内壁面型线。
应用本发明的技术方案，将蜗壳的内壁面设置成由多段渐开式弧线形成的方式，多段渐开式弧线以基元曲线的多个基元点为圆心分别作弧形成，蜗壳内设置有叶轮。采用多段渐开式弧线设置蜗壳内壁面，能够减小流体在蜗壳内扩压引起的流动损失，保证了蜗壳内部流动稳定性，降低了出流时引起的噪声。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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示出了根据本发明的蜗壳风机的实施例的结构示意图；
图2示出了图1中的基元曲线图；以及
图3示出了相邻基元点至蜗壳的中心O的距离之差不是定值常数的基元曲线图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、蜗壳；11、蜗壳前侧板；12、蜗舌；121、蜗舌近端；13、蜗壳后侧板；14、蜗壳侧壁；15、蜗壳风机出风口；20、叶轮。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1和图2所示，本发明的第一实施例，提供了一种蜗壳风机，包括：蜗壳10和叶轮20。蜗壳10具有内壁面，内壁面由多段渐开式弧线形成，多段渐开式弧线以基元曲线的多个基元点为圆心分别作弧形成，叶轮20设置于蜗壳10内。
在本实施例中，将蜗壳10的内壁面设置成由多段渐开式弧线形成的方式，多段渐开式弧线以基元曲线的多个基元点为圆心分别作弧形成，蜗壳内设置有叶轮20。采用多段渐开式弧线设置蜗壳内壁面，能够减小流体在蜗壳内扩压引起的流动损失，保证了蜗壳内部流动稳定性，降低了出流时引起的噪声。
在本实施例中，多个基元点至蜗壳10的中心O的距离呈等量递增，其中，相邻两个基元点之间形成弧线段，相邻的弧线段在基元点处相切。这样设置保证了蜗壳10的内壁面具有很好的平滑度，能够减少出流时所引起的噪音。为了能够均匀地、很好地拟合出基元曲线，将相邻的两个基元点与中心O相连形成的基元线段之间的夹角设置成45°。
在本实施例中，蜗壳风机还包括蜗壳前侧板11、蜗壳后侧板13和蜗壳侧壁14。前侧板11的末端形成有与蜗壳10相连接的蜗舌12，蜗舌12的靠近叶轮20的蜗舌近端121与叶轮20之间的距离为t，其中，1％r1≤t≤50％r1，r1为叶轮20的半径。蜗壳前侧板11、蜗壳后侧板13和蜗壳侧壁14之间形成有蜗壳风机出风口15，后侧板13的靠近叶轮20的后侧板近端131与叶轮20之间的距离为A，第i个基元点至蜗壳10的中心O的距离为ai，其中，ai＜ai+1，0.02A＜a1＜0.3A，ai+1-ai＜0.02A，ai+1-ai的值为定值常数，以第i个基元点为圆心的弧的半径为Ri，其中，Ri+1＜Ri，Ri-Ri+1＝a1，i为正整数。这样设置有利于使蜗壳风机在保持较优气动性能的同时抑制蜗舌处气动噪声，即控制蜗舌12、风叶20之间的最小距离t，作用在于减小由蜗舌12回流至蜗壳10的流量，增大蜗壳风机的整体出风量，提高效率，从而降低风机噪音。
如图3所示，在本发明的第二实施例中，蜗壳风机还包括蜗壳前侧板11、蜗壳后侧板13和蜗壳侧壁14。前侧板11的末端形成有与蜗壳10相连接的蜗舌12，蜗舌12的靠近叶轮20的蜗舌近端121与叶轮20之间的距离为t，其中，1％r1≤t≤50％r1，r1为叶轮20的半径。蜗壳前侧板11、蜗壳后侧板13和蜗壳侧壁14之间形成有蜗壳风机出风口15，后侧板13的靠近叶轮20的后侧板近端131与叶轮20之间的距离为A，第i个基元点至蜗壳10的中心O的距离为ai，其中，ai＜ai+1，0.02A＜a1＜0.3A，ai+1-ai＜0.02A，ai+1-ai的值为不固定的常数，以第i个基元点为圆心的弧的半径为Ri，其中，Ri+1＜Ri，Ri-Ri+1＝a1，i为正整数。即当ai+1-ai的值为不固定的常数时，同样可以实现蜗壳风机在保持较优气动性能的同时可以抑制蜗舌处气动噪声。
在本发明的第三实施例中，基元点的个数为八个。在本实施例中，基元曲线构建方法采用多段弧线拼接而成，截取0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°八点作为基元点，基元点至中心距离ai呈等量递增，各段弧线在接口处相切，各基元长度ai有如下关系：
a1＜a2＜a3＜a4＜a5＜a6＜a7＜a8 (1)
0.02A＜a1＜0.3A (2)
ai-ai-1＝const(i＞1) (3)
ai-ai-1＜0.02A (4)
基元曲线以各个基元点作为圆心，半径分别为Ri，Ri满足以下关系：
R8＜R7＜R6＜R5＜R4＜R3＜R2＜R1 (5)
Ri-Ri+1＝a1 (6)
其中，式(3)表示的是ai+1-ai的值为定值常数。在本实施例中，蜗壳10内的等压曲线为蜗壳10的内壁面型线。基元曲线由八段弧组成，弧线构造方法利用渐开式圆弧拟合风机内壁面等压力线，以此减小流体在蜗壳内扩压引起的流动损失，保证蜗壳内部流动稳定性，在提高风机效率的同时实现出流噪声的降低。
采用等距式(即ai+1-ai的值为定值常数)渐开弧线构造方法，在叶轮20的直径为350mm，A＝65mm的蜗壳风机效果如下表所示：
表一
由结果可明显看出，相同功耗下，B方案较A方案风机风量平均提高20m3/h，C方案较A方案风机风量平均提高50m3/h；同时，相同风量下，B方案较A方案风机噪音平均降低0.2-0.7dB(A)，C方案较A方案风机噪音平均降低0.5-1.1dB(A)。证明新型线方案有利于优化气动性能与噪音性能。
相较于前一类蜗壳，非等距渐开式弧线蜗壳(即ai+1-ai的值为不固定的常数)，适应于旋转噪音较为明显的离心风机，通过改变叶轮20出口气流与蜗壳10的距离，离散气流冲击蜗壳10产生的某一频率峰值噪音，从而降低气流峰值噪音。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：。
在本实施例中，将蜗壳10的内壁面设置成由多段渐开式弧线形成的方式，多段渐开式弧线以基元曲线的多个基元点为圆心分别作弧形成，蜗壳内设置有叶轮20。采用多段渐开式弧线设置蜗壳内壁面，能够减小流体在蜗壳内扩压引起的流动损失，保证了蜗壳内部流动稳定性，降低了出流时引起的噪声。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种蜗壳风机，其特征在于，包括：
蜗壳(10)，具有内壁面，所述内壁面由多段渐开式弧线形成，多段所述渐开式弧线以基元曲线的多个基元点为圆心分别作弧形成；
叶轮(20)，设置于所述蜗壳(10)内；
所述蜗壳(10)内的等压曲线为所述蜗壳(10)的内壁面型线；
多个所述基元点至所述蜗壳(10)的中心(O)的距离呈等量递增，其中，相邻两个所述基元点之间形成弧线段，相邻的所述弧线段在所述基元点处相切。
2.根据权利要求1所述的蜗壳风机，其特征在于，相邻的两个所述基元点与所述中心(O)相连形成的基元线段之间的夹角为45°。
3.根据权利要求2所述的蜗壳风机，其特征在于，所述蜗壳风机还包括蜗壳前侧板(11)，所述前侧板(11)的末端形成有与所述蜗壳(10)相连接的蜗舌(12)，所述蜗舌(12)的靠近所述叶轮(20)的蜗舌近端(121)与所述叶轮(20)之间的距离为t，其中，1％r1≤t≤50％r1，r1为所述叶轮(20)的半径。
4.根据权利要求3所述的蜗壳风机，其特征在于，蜗壳风机还包括蜗壳后侧板(13)和蜗壳侧壁(14)；所述蜗壳前侧板(11)、所述蜗壳后侧板(13)和蜗壳侧壁(14)之间形成有蜗壳风机出风口(15)，所述后侧板(13)的靠近所述叶轮(20)的后侧板近端(131)与所述叶轮(20)之间的距离为A，第i个所述基元点至所述蜗壳(10)的中心(O)的距离为ai，其中，ai＜ai+1，0.02A＜a1＜0.3A，ai+1-ai＜0.02A，ai+1-ai的值为定值常数，所述i为正整数。
5.根据权利要求4所述的蜗壳风机，其特征在于，以所述第i个基元点为圆心的所述弧的半径为Ri，其中，Ri+1＜Ri，Ri-Ri+1＝a1，所述i为正整数。
6.一种蜗壳风机，其特征在于，包括：
蜗壳(10)，具有内壁面，所述内壁面由多段渐开式弧线形成，多段所述渐开式弧线以基元曲线的多个基元点为圆心分别作弧形成；
叶轮(20)，设置于所述蜗壳(10)内；
所述蜗壳(10)内的等压曲线为所述蜗壳(10)的内壁面型线；
其中，相邻两个所述基元点之间形成弧线段，相邻的所述弧线段在所述基元点处相切；
相邻的两个所述基元点与中心(O)相连形成的基元线段之间的夹角为45°；
所述蜗壳风机还包括蜗壳前侧板(11)，所述前侧板(11)的末端形成有与所述蜗壳(10)相连接的蜗舌(12)，所述蜗舌(12)的靠近所述叶轮(20)的蜗舌近端(121)与所述叶轮(20)之间的距离为t，其中，1％r1≤t≤50％r1，r1为所述叶轮(20)的半径；
所述蜗壳风机还包括蜗壳后侧板(13)和蜗壳侧壁(14)；所述蜗壳前侧板(11)、所述蜗壳后侧板(13)和蜗壳侧壁(14)之间形成有蜗壳风机出风口(15)，所述后侧板(13)的靠近所述叶轮(20)的后侧板近端(131)与所述叶轮(20)之间的距离为A，第i个所述基元点至所述蜗壳(10)的中心(O)的距离为ai，其中，ai＜ai+1，0.02A＜a1＜0.3A，ai+1-ai＜0.02A，ai+1-ai的值为不固定值常数，所述i为正整数。
7.根据权利要求1或2或6所述的蜗壳风机，其特征在于，所述基元点的个数为八个。
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