CN1056437C - 离心式风扇的钟形进口罩 - Google Patents

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本发明涉及一种具有盖板(14，23)及叶轮(15，24)的离心风扇的钟形进口罩。所述的进口罩通到盖板内，它与盖板之间有一插入间隙(I)，用以二次流通空气进入。其中所述的进口罩(11，20)具有一个圆锥形的、锥端向着叶轮(15，24)的进口部分(12，21)，以及具有一个与上述进口部分相接的嘴口件(13，22)，并且在进口罩的进口部分及嘴口件之间设有圆筒形的流体导向器(16，23)。

Description

离心式风扇的钟形进口罩
本发明涉及一种用于离心式风扇的钟形进口罩，所述风扇具有一个叶轮及一个具有环形进口的盖板，所述进口罩通入盖板之内，它与盖板之间有一个插入间隙，以用于二次流通空气。
用于离心式风扇的钟形进口罩，已有许多设计方案，这些方案不是为了取得优良的风扇性能，就是为了取得最低的成本。
在已知技术中，为了取得优良的性能，进口罩历来是加工成非常光滑的，通常是采用旋压技术来加工进口罩的各零件，但这样做是很费钱的。图1中示出了这种进口罩，其出口端是用旋压技术加工的，该出口端通入离心风扇的叶轮部。
对于不允许高成本的情况下，进口罩就采用图2所示的圆筒形或图3所示的圆锥形，但性能就差，这是由于叶轮盖板进口处附近的回流区内形成了不希望的旋涡所造成的。
本发明的目的是要提供这样的一种钟形进口罩，它既具有优良的性能而同时其成本又低。
按本发明，实现上述目的的进口罩具有下述特征：该进口罩具有由部分地插入嘴口件中的进口部分的锥端在嘴口件中形成的环形唇边，该唇边用作流体导向器，设计成在流体的扰动最小的情况下产生流体与进口罩的进口部分的分离，并且该唇边设置在进口罩的进口部分及嘴口件之间的交汇处。或者，嘴口件为一向着出口端扩张的锥形，并且还包括为边缘的流体导向器，该边缘是在相应小端相互固定的嘴口件和进口部分之间形成的，上述两件的壁面间夹角(β)至少为230度，边缘在流体的扰动最小的情况下产生流体与进口罩的进口部分的分离。
按本发明，采用这种结构的进口罩可以达到相当优良的性能，而加工成本又较合理。流体导向器的目的是使来自进口罩进口部的流体分离对流动的干扰尽可能的小。
该流体导向器可用各种方式实现。
按本发明的第一实施例，该流体导向器是一个凸出的在嘴口件内的唇边，该唇边是通过锥形进口部的锥端部分地插入嘴口件中形成的。
对该凸出的唇边进行削角或圆角和/或把该唇边在边缘处加工成具有一小弯曲的样子可以进一步改善风扇的性能。采用这种设置，在表面处的流动分离点是固定的。在圆筒或锥形边缘削角、作成圆角或加工一个小弯曲的成本很低亦很容易。
按本发明一个优选实施例，该锥形进口部的锥角α是在25度到50度之间，以获得满意的流入风扇的空气流。
按本发明的另一个实施例，嘴口件是圆筒形的，而环形气流导向器的直径与嘴口件直径之比d/D(见图5)最好保持在0.8到1.0之间，且嘴口件的长度1与其直径D之比最好在0.1到0.28之间。
按本发明的第三个实施例，该嘴口件是锥形向外扩张的形式，而流体导向器是一在嘴口件中的凸出的唇边，该唇边是通过锥形进口部的锥端部分地插入嘴口件之中形成的。
按本发明的第四个实施例，该嘴口件有一锥形向外扩张的形式，而流体导向器是由所述的两个锥形件相互在各自的窄端固接在一起的边缘形成的，其夹角(β)至少为230度。
锥形嘴口件的优点之一是它对进入到进口嘴口件及叶轮盖板间的间隙内的二次流通空气的阻力较小，该二次流通空气的流动保持了风扇的压力稳定且能增加压力。
当采用凸出唇边的情形时，嘴口件的出口边缘可以被削角、圆角和/加工成一小弯曲形，以进一步改善流动特性并固定住在壁面处的流体分离点。
下面参照附图对本发明的各实施例进行详细叙述。
图1至图3是在前述介绍部分中讨论的以往技术钟形进口罩的剖面示意图；
图4是根据本发明钟形进口罩一实施例的剖视图，且局部放大了进口罩的一部分；
图5是相应图4，示出了该进口罩的某些重要特征尺寸；
图6是根据本发明进口罩的第二个实施例的剖视图，其中图6a及图6b是其相应两种结构的局部放大图；
图7A及图7B示出了流体导向器两种不同实施例的局部视图；以及
图8A，8B及8C示出了各种不同的流体导向器及嘴口件出口端结构的局部视图。
在图1所示以往技术的进口罩1具有一个光滑连续的出口部2，该出口部2通入到叶轮4的盖板3中，藉此获得了很好的性能而具有未受干扰的流动(如箭头F1所示)，但如前已述，这样的进口部分会很贵。
在图2中的进口罩5是圆筒形的，这种进口罩很便宜，但性能差，如图中所示沿叶轮7的盖板6的内侧壁形成旋涡F2。图3的进口罩是锥形的，该进口罩8通入叶轮10的盖板9内，结果同样会形成旋涡F3。
图4示出了本发明的第一个实施例，进口罩11有一锥形进口12吸一圆筒形嘴口件13，该嘴口件13通入叶轮15的盖板14。锥形进口12伸进嘴口件13且该两件是焊接成一体或以其它合适的方式结合。锥形进口12伸进嘴口件的部分形成作为流体导向器的唇边16。按唇边及锥形进口和嘴口件的交界处的局部放大图示于图4中，该唇边的边缘17及嘴口件的边缘18均是削角的，采用这种安排时的流体在表面的流动分离点是固定的。该流体以箭头F4表示，说明旋涡将会在流体分离点的下游形成。主流会越过这些旋涡而基本上不受干扰，从而获得优良性能。该唇边的长度是流动速度的函数并可在模型试验期间按最佳性能来确定之。关于临界尺寸的详细讨论将结合图5一起叙述。
在图5中，引入了各种重要尺寸。锥形进口的锥角α需在25度至50度之间。流体导向器(即唇边16)的直径d(即锥形进口的小开口端直径)应小于或等于作为进口罩嘴口件的圆筒段直径D，且比率d/D最好保持在0.8到1.0之间。最后，圆筒段的长度1与其直径D之比应在0.1到0.28之间，即0.1＜1/D＜0.28。
图6示出了本发明的另一实施例，该进口罩20包括了一个锥形进口21及锥形嘴口件22，锥形进口21沿流动方向是愈来愈窄而锥形嘴口件22沿流动方向是愈来愈宽，该两部分是焊在一起或用其它方式连接在一起形成一个如图4实施例中那样的唇边23或形成一个如图6b所示的边缘23b。这两个锥形件的锥角均在25度到50度之间，这样两锥形件的两壁间的夹角β(见图6a)至少为230度，这样的角度足以使流体从该两锥形件之间的连接点处的表面那里分离，所形成的边缘23b将作为流体导向器，因此不再需要凸出的唇边。角β在图6a中表示，而没有凸出唇边的实施例是示于图6b中。
在按图6的实施例中，锥形的嘴口件22具有这样的优点，它使在进口嘴口件22及叶轮24的盖板19的里面部分之间的二次流通区域I内的二次流动F1的阻力较小，这种二次流的流动维持了风扇的压力稳定并能增加压力。如前所述，这种实施例的性能优良，其流体流动方向用箭头F6表示。
如上述讨论，按本发明的进口罩的各零件结构可作变化，以在低制造成本的条件下取得可能的最佳性能。
作为举例，图7a示出了凸出唇边25的一部分，其中外边缘26在一侧是削了角的，而图7b的边缘27是圆角的。这两种替代方案基本上能取得同样的效果。
图8a示出了凸出唇边28，它有一个小的弯曲部，这很容易且廉价地通过扩张进口锥形件的小端来实现。在图8b中。凸出唇边29是直的，而圆筒形嘴口件31的外边缘30有一小的弯曲部分。通过改善二次流通空气的流动特性以及流经本发明进口罩的空气流动特性，从而加强了在二次流通区I内的压力稳定效果。如图8c所示的另一实施例，其凸出唇边28有一小弯曲部分，而嘴口件30的边缘亦有一小弯曲部分。这些实施例亦可适用于锥形的嘴口件的场合。

Claims (9)

1.一种用于具有带盖板(14，19)的叶轮(15，24)的离心风扇的钟形进口罩，所述的进口罩通入到盖板内，进口罩与盖板之间有一插入间隙(I)。用以二次流通空气，该进口罩(11，20)具有一个圆锥形的、锥缩方向向着叶轮(15，24)的进口部分(12，21)以及一个与上述进口部分相接的嘴口件(13，22)，其特征在于由部分地插入嘴口件中的进口部分的锥端在嘴口件(13，22)中形成的环形唇边(16，23)，该唇边用作流体导向器，设计成在流体的扰动最小的情况下产生流体与进口罩的进口部分的分离，并且该唇边设置在进口罩的进口部分及嘴口件之间的交汇处。
2.按权利要求1的进口罩，其特征在于：该唇边(16)在其一侧被削角(17，26)或圆角(27)，以增强该唇边的卸压性能。
3.按权利要求1的进口罩，其特征在于：所述唇边有一沿流动方向的小弯曲部分(28)。
4.按权利要求1的进口罩，其特征在于：嘴口件(22)为一向着出口端扩张的锥形，唇边(23)是由部分地插入到嘴口件中的进口部分(21)的锥端在嘴口件(22)中形成的。
5.按权利要求1的进口罩，其特征在于：嘴口件(13，22)的边缘在其一侧是削角或圆角的。
6.按权利要求1至5的任一项所述的进口罩，其特征在于：嘴口件边缘有一小的弯曲部(30)。
7.一种用于具有带盖板(14，19)的叶轮(15，24)的离心风扇的钟形进口罩，所述的进口罩通入到盖板内，进口罩与盖板之间有一插入间隙(I)以用以二次流通空气，该进口罩(11，20)具有一个圆锥形的、锥缩方向向着叶轮(15，24)的进口部分(12，21)，以及一个与上述进口部分相接的嘴口件(22)，其特征在于：嘴口件(22)为一向着出口端扩张的锥形，并且还包括为边缘(23b)的流体导向器，该边缘是在相应小端相互固定的嘴口件(22)和进口部分(21)之间形成的，上述两件的壁面间夹角(β)至少为230度，边缘(23b)在流体的扰动最小的情况下产生流体与进口罩的进口部分的分离。
8.按权利要求7的进口罩，其特征在于：嘴口件(22)的边缘在其一侧是削角或圆角的。
9.按权利要求7或8的进口罩，其特征在于：嘴口件边缘有一小的弯曲部(30)。
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