CN105715570A - 一种前弯多翼式离心风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种前弯多翼式离心风机，包括蜗壳和叶轮；所述蜗壳包括蜗舌，及依次相切并光滑连接的第一弯曲表面、第二弯曲表面和第三弯曲表面；所述叶轮与所述蜗壳偏心设置用于使叶轮直径增大。本发明将叶轮相对蜗壳偏心安装增大了叶轮直径，明显提升风量风压等参数，降低了噪音，不会发生风机喘振，改善了风机性能；同时采用三段弧面构成蜗壳简化了蜗壳型线，节约空间体积，结构形式简单，无焊接工艺，加工成本低，使蜗壳制造更加方便。

Description

一种前弯多翼式离心风机

技术领域

本发明涉及空调通风领域，尤其涉及的是一种前弯多翼式离心风机，尤其适用于小型前弯多翼式双吸离心风机。

背景技术

多翼式离心通风机具有流量系数大、压力系数高、尺寸系数小以及噪音相对较低等优点，被广泛应用于空调行业中。前弯多翼式离心风机是离心式通风机的一种，属于叶片风机。这种风机叶轮的主要特点是采用轮径比大（0.8~0.95），相对宽度大（叶轮外径的0.4倍左右）的前弯叶片，而且叶片数量很多（32~64）。蜗壳进风口与叶轮为间隙式配合，轴向间隙值一般取叶轮外径的0.02~0.025倍。在多翼式离心风机中，通常采用内置电机，处于叶轮的中心区域，以节省空间。

多翼式离心风机的这种特殊结构使得它的工作特点不同于其它形式的通风机。它的工作效率相对较低，在一定程度上限制了其使用范围。为提高多翼式离心风机的效率，将传统等厚度单圆弧直叶片改成翼型叶片、梯形叶片或扭曲叶片，但确定合理的优化方案却不容易实现，而且造成结构复杂、加工困难、成本过高，实用价值不大。

空调用多翼式离心风机的蜗壳设计不能完全引用工业风机的设计方法和经验数据，叶轮与蜗壳几何中心重合未必是最佳安装位置，传统蜗壳型线也不一定是最合理的。然而，一些研究人员据此提出的蜗壳内壁型线二维设计理论、变螺旋角设计理论，又显得过于复杂，可操作性较差。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种前弯多翼式离心风机，偏心设置叶轮和蜗壳，增大叶轮直径，采用三段弧面构成蜗壳简化了离心风机机构。

本发明的技术方案如下：

一种前弯多翼式离心风机，包括蜗壳和叶轮；

所述蜗壳包括蜗舌，及依次相切并光滑连接的第一弯曲表面、第二弯曲表面和第三弯曲表面；

所述叶轮与所述蜗壳偏心设置用于使叶轮直径D′增大。

进一步地，所述前弯多翼式离心风机中，所述叶轮与所述蜗壳同心设置的叶轮直径为D，偏心设置的叶轮直径D′=1.1D。

进一步地，所述前弯多翼式离心风机中，所述叶轮与所述蜗壳的偏心值L=（D′-D）/2。

进一步地，所述前弯多翼式离心风机中，所述叶轮的轮径比为0.85，所述叶轮的相对宽度为0.75D。

进一步地，所述前弯多翼式离心风机中，所述叶轮的叶片数量为48。

本发明所提供的前弯多翼式离心风机，将叶轮相对蜗壳偏心安装增大了叶轮直径，离心风机功率随流量增大一直上升可过载，明显提升风量风压等参数，降低了噪音，不会发生风机喘振，改善了风机性能；同时采用三段弧面构成蜗壳简化了蜗壳型线，节约空间体积，结构形式简单，无焊接工艺，加工成本低，使蜗壳制造更加方便。

附图说明

图1为传统无偏心的离心风机结构示意图。

图2为传统四段圆弧的蜗壳结构示意图。

图3为本发明的前弯多翼式离心风机的结构示意图。

图4为本发明的前弯多翼式离心风机中叶轮的结构示意图。

图5为本发明的前弯多翼式离心风机的风机流场分布效果图。

图6为本发明的前弯多翼式离心风机的实测性能曲线图。

具体实施方式

本发明提供一种前弯多翼式离心风机，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1为传统无偏心的离心风机结构示意图，离心风机的蜗壳1的作用是将离开叶轮2的气体集中、导流，并将气体的部分动能扩压转变为静压。蜗壳1内壁型线如果设计不当，动能损失和噪音将增大，当离心风机偏离设计工况运行时尤其严重，叶轮2的直径为D。传统常规离心风机的叶轮2旋转中心与蜗壳1基方中心一致，即同心安装，其几何中心重合。传统常规离心风机的蜗壳1型线由四段圆弧近似而成，通常是等边基方或不等边基方。如图2所示，四段圆弧的半径分别为R1’、R2’、R3’和R4’。本发明设计思路基于保证风机性能不降低的前提下，优化风机结构，简化蜗壳1型线。即将蜗壳1内壁型线由传统的四段弧面缩减至三段相切弧面，蜗壳1尺寸相差不大，结构相对简易，且制造更加方便。

请参阅图3，本发明提供的前弯多翼式离心风机，包括蜗壳1和叶轮2；与现有技术相比，叶轮2的直径增大为D’，本发明中所述的蜗壳1包括第一弯曲表面3（其半径为R1）、第二弯曲表面4（其半径为R2）和第三弯曲表面5（其半径为R3）和蜗舌，所述第一弯曲表面3、第二弯曲表面4和第三弯曲5的表面依次相切并光滑连接，采用三段弧面构成蜗壳1简化了蜗壳1型线，简化了传统四段圆弧近似成型的蜗壳1，使蜗壳1制造更加方便，零部件制造由模具成型，具有无焊接工艺，制造方便，加工成本低的优点。

请参阅图2，图2为传统四段圆弧的蜗壳1结构示意图，传统常规离心风机的蜗壳1型线由四段圆弧近似而成，通常是等边基方或不等边基方。叶轮2是风机最终与气体介质接触并对其做功的部件，风机叶轮的主要结构参数包括叶轮外径、叶轮宽度、内外轮径比、叶片进出口安装角度、叶片数量等等，各个参数都会对风机性能产生影响。

根据风机相似性定律，风量与叶轮直径成三次方关系，风压与叶轮直径成二次方关系，可见叶轮直径对风机性能的影响之大。但因一些实际需求，风机外形尺寸受限，不可增大。在风机性能不满足的情况下，若增大叶轮直径，蜗壳尺寸却不能同步放大，即选用同系列大机号风机不可取。如果直接放大叶轮直径，将导致蜗舌间隙过小，效率下降，噪音增大，因为蜗壳内部空间有限，上述方案亦不可实施。

如图3所示，本发明基于上述技术问题提出的增大叶轮直径的技术方案为：将离心风机中的所述叶轮2与所述蜗壳1偏心设置，以用于使叶轮2直径D′增大。本发明中叶轮2与蜗壳1的安装位置有一定偏心，保证了离心风机的外形尺寸和蜗舌间隙；即叶轮2向蜗壳1内侧偏移以增大叶轮2直径，叶轮2直径的增加可明显提升风量风压等性能参数，使风机效率得以提高，并降低了噪音水平，提高风机性能。

具体的，如图1和图3所示，传统离心风机的叶轮2与蜗壳1同心设置时的叶轮2直径为D，本发明的离心风机叶轮2与蜗壳1偏心设置后，偏心设置的叶轮2直径D′=1.1D；叶轮2与蜗壳1的偏心值L=（D′-D）/2。离心风机外形尺寸可以保持不变，叶片的形式也无需修改，即可改善离心风机的性能。

进一步地，作为本发明的一个实施例，如图3和图4所示，本发明设置所述叶轮2的轮径比为0.85，设置所述叶轮2的相对宽度为0.75D，所述叶轮2的叶片数量为48。具有以上技术特征的离心风机，可明显提升风量风压等性能参数，使离心风机效率得以提高，并降低了离心风机的噪音水平。

将所述叶轮2的叶片设为等厚度单圆弧直叶片，使所述叶片呈刀刃状。

请参阅图5和图6，图5为本发明的前弯多翼式离心风机的风机流场分布效果图。图中气流从离心风机两侧进风口进入到离心风机内部，经过叶轮2高速旋转，对其做功，再由出风口输送到指定工作区域，可直观认识到风机内部流体流动状况，流体密度大，且流动效率很高。图6为本发明的前弯多翼式离心风机的实测性能曲线图。图中四条曲线从上到下分别是：效率—流量曲线，功率—流量曲线，全压—流量曲线和静压—流量曲线。可看出，本发明的离心风机最高静压效率达到30%，在前弯多翼领域、电机内置情况下，相对良好；功率随流量增大一直上升，可过载；压力曲线较平缓，驼峰不明显，不会发生风机喘振；明显提升风量风压等性能参数的情况下降低了噪音水平，提高风机性能。

综上所述，本发明所提供的前弯多翼式离心风机，将叶轮相对蜗壳偏心安装增大了叶轮直径，离心风机功率随流量增大一直上升可过载，明显提升风量风压等参数，降低了噪音，不会发生风机喘振，改善了风机性能；同时采用三段弧面构成蜗壳简化了蜗壳型线，节约空间体积，结构形式简单，无焊接工艺，加工成本低，使蜗壳制造更加方便。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，例如，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种前弯多翼式离心风机，其特征在于，包括蜗壳和叶轮；

所述蜗壳包括蜗舌，及依次相切并光滑连接的第一弯曲表面、第二弯曲表面和第三弯曲表面；

所述叶轮与所述蜗壳偏心设置。

2.根据权利要求1所述的前弯多翼式离心风机，其特征在于，所述叶轮与所述蜗壳同心设置的叶轮直径为D，偏心设置的叶轮直径D′=1.1D。

3.根据权利要求2所述的前弯多翼式离心风机，其特征在于，所述叶轮与所述蜗壳的偏心值L=（D′-D）/2。

4.根据权利要求3所述的前弯多翼式离心风机，其特征在于，所述叶轮的轮径比为0.85，所述叶轮的相对宽度为0.75D。

5.根据权利要求4所述的前弯多翼式离心风机，其特征在于，所述叶轮的叶片数量为48。