CN105756981A - 一种用于无壳离心风机的降噪风机墙 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于无壳离心风机的降噪风机墙，包括风机箱体、集流器、叶轮、导流板、多孔降噪波浪形隔板、蜗舌；所述箱体为无壳风机箱体，无壳离心风机放置于其内部；所述集流器进口端与进风口相互连接固定；所述叶轮为具有8个叶片的无蜗壳式离心通风机叶轮；所述导流板与叶轮轮罩相连，整体型线符合对数螺旋线法则，导流板整体结构相对于叶轮整体呈半包围结构；所述多孔降噪波浪形隔板由多孔降噪材料制成；所述蜗舌位于箱体出口处底部，与箱体底部和两侧相连。通过对三处改造可以得到一种高效、节能、低噪声的风机墙。

Description

一种用于无壳离心风机的降噪风机墙

技术领域

本发明属于离心风机领域，尤其涉及一种用于无壳离心风机的降噪风机墙。

背景技术

风机墙是由多个无壳离心风机组合而成的新型产品，其中组成部分之一的无壳离心通风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械。随着我国国民经济的快速发展，空调在各行各业中的应用日益广泛，典型的大型空调一般采用组合式空调机组，它为系统提供了所需的空气送风，为空气提供流动动力。目前我国的建筑空调能耗较大，一般宾馆、写字楼空调能耗约占建筑总能耗的30%—40%，大型商场空调能耗则高达50%，有的空调系统建筑物总能耗中空调能耗约占60%或者更多，组合式空调机组性能的优劣对整个空调系统的能耗影响较大，因此，提高空调机组的性能，降低机组的能耗是关系到组合式空调机组在我国进一步推广使用的关键性问题，并且对加快国民经济的发展，节约能源有着重要的意义。

风机墙组合式空调机组是由无蜗壳风机单元按照一定的规则并联排列组成，可通过关闭风机数量及采用变频技术2种途径实现节能，并且有独特的静音配置，与其他组合式空调机组的风机段相比具有很大优势。鉴于其在节能、静音、高效、稳定性强、便于安装维护等方面的特点，该机组将逐步取代传统组合式空调机组，具有广阔的市场前景和发展空间。

空调机组性能水平的高低对整个空调系统的影响是关键性的，而空调机组性能水平的高低很大程度上取决于无蜗壳离心风机的性能好坏，它不仅涉及到能否为系统输送符合参数要求的空气，而且关系到机组能否高效节能、低噪的运行。

因此设计优化出效率高、性能好、噪声低、节能的风机墙是很重要的。但是风机墙无蜗壳离心风机中流动存在非常复杂性，主要体现在：1）流动的三维性；2）流体的粘性；3）流动的非定常性。在传统的风机设计中很难考虑到上面三点，就算现代设计方法中用了CFD做辅助设计，但是无法完全控制上面三个因素对风机性能的影响，其中最关键的因素是流体的粘性，粘性不仅仅影响到叶片出口边为满足库塔-茹科夫斯基条件而形成的叶片尾迹旋涡。由于粘性，叶片表面以及环壁通道表面均会存在粘性边界层，它们之间以及与主流之间有强烈的相互作用，产生所谓的“二次流”现象。二次流动是风机损失上升、效率下降的主要根源。同时，由于粘性的影响，使无蜗壳离心风机中存在空气动力噪声，风机的空气动力噪声主要由两部分组成：旋转噪声和涡流噪声。如果风机出口直接排入大气，还有排气噪声。

综上所述，要想设计优化出效率高、性能好、噪声低、节能的风机墙组，就是要控制和减小二次流动、控制和减小边界层厚度、防止涡脱落、或是控制涡的形成。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术的不足，即无法通过传统的技术抑制漩涡的产生和降低噪声污染这两点进行改进，提供一种高效、节能、低噪声的风机墙。

为此采用如下的技术方案：一种用于无壳离心风机的降噪风机墙，包括风机箱体、集流器、叶轮、导流板、多孔降噪波浪形隔板、蜗舌；其特征在于：所述箱体为无壳风机箱体，无壳离心风机放置于其内部，一端带有进风口，另一端为开放式；所述集流器进口端与进风口相互连接固定，中心线保持重合而集流器的出口端则与叶轮相应，使得进风口，集流器，叶轮三者的中心线重合在一起；所述叶轮为无蜗壳式离心通风机叶轮，叶轮与外部动力装置组合在一起；所述导流板与叶轮轮罩相连，整体型线符合对数螺旋线法则，弧线相对于叶轮向外突出，型线由轮罩部位出发，初始的曲率较大，型线渐渐弯曲，曲率逐渐减小，最终与四周壁面保持平行，导流板的最大高度为叶轮直径的35%-—45%，最大长度为叶轮直径的75%—85%，导流板整体结构相对于叶轮整体呈半包围结构；所述多孔降噪波浪形隔板由多孔降噪材料制成，位于两台箱体正中央，整体从箱体顶端至箱体低端呈波浪形整体型线符合正弦函数，正弦函数分布周期以4cm—6cm为一周期，厚度为2-4cm，上下箱体紧密相连；所述蜗舌位于箱体出口处底部，与箱体底部和两侧相连，连接部位不存在间隙，蜗舌的整体形状为两侧高，中心低，两端高点与中心低点相连接，中间呈现出倒三角的空隙，且上沿部最高处部分，从上至下，宽度为1-3cm，向机箱外弯曲42%—45%，即从箱体内部向箱体外部弯曲42%—45%，蜗舌的板型厚度为0.1-0.3cm，位于箱体两侧的高度为叶轮直径的42%-47%，位于箱体中心处的高度为叶轮直径的32%—37%。

本发明的有益效果：

使用对数螺旋线法则设计的导流板则可以在减少叶顶泄漏涡的存在，在对流动混合、流动阻塞、叶片列的不稳定负载等负面效应都有明显抗性，在减少叶顶泄漏涡引起的作用压力损失的同时充分的使动压转换成静压，并且会产生较少的震动减少环境噪声污染。降噪材料中以多孔材料对高频率声音吸声效果明显，即在高频区吸声系数较大，能都大量的吸收由叶轮工作时所造成的前盘附近气流分离区域产生的中、高频噪声，而波浪型线能够干扰无壳风机的尾流轨迹让尾迹发生改变，使其尾迹紊流涡区流场发生变化，让涡分散和破碎，减少噪声的产生和扩散。蜗壳的存在可以大幅度地提高无壳离心风机的静压头及静压效率，扩大了无壳离心风机的运行工况范围。

附图说明

图1为本发明的风机墙三维图正面示意图。

图2为本发明的风机墙背部示意图。

图3为本发明的叶轮处导流板结构平面示意图。

图4为本发明的风机墙半开式示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1、2所示，本实施例由6部分组成，包括1、箱体，2、集流器，3、叶轮，4、导流板，5、多孔降噪波浪形隔板，6、蜗舌；集流器2与箱体1的进口通过焊接相互固定一起；叶轮3与外部动力装置相互对接；导流板4与叶轮3的轮罩通过焊接连接在一起；多孔降噪波浪形隔板5被固定在两台机组之间与箱体的上下部分紧固接；蜗舌6焊接在箱体出口处，底部和两侧均需焊接固定牢靠。图中1为箱体整体结构，即外部有一进风口，集流器2与箱体的进风口相连，无壳离心风机放置于其内部，尾端为开放式；叶轮3为具有8个叶片的无蜗壳式离心通风机叶轮；如图3所示，导流板4与叶轮3的轮罩相连，整体型线符合对数螺旋线法则，靠近轮罩部位的曲率较大，最大高度约为叶轮直径的35%，最大长度约为叶轮直径的75%，对于叶轮整体呈半包围结构，使用对数螺旋线法则设计的导流板可以准确的拟合气流的运动轨迹，让大量气体不能碰撞在导流板表面造成能量损耗并造成震动引发噪声，减少流体机械内流的叶片尾迹脱落，降低叶尖处的边界层分离与涡结构的湍流流动及其相互作用，提高了整体的效率减少了不必要的能量的损失；

如图4所示，多孔降噪波浪形隔板5由多孔降噪材料制成，整体型线符合正弦函数，正弦函数分布周期以4cm为一周期，厚度为3cm，位于两台风机箱体之间，取代原有的隔板，与上下箱体紧密相连，此结构能都大量的吸收由叶轮工作时所造成的前盘附近气流分离区域产生的中、高频噪声，而波浪型线能够干扰无壳风机的尾流轨迹让尾迹发生改变，使其尾迹紊流涡区流场发生变化，让涡分散和破碎，减少噪声的产生和扩散；蜗舌6位于箱体出口处底部，与箱体底部和两侧相连，两侧高，中心低，蜗舌厚为0.2cm，两侧高为叶轮直径42%，中心处高度为叶轮直径的32%，且上沿部最高处部分，从上至下，宽度为2cm，向机箱外弯曲45%，它的存在可以大幅度地提高无壳离心风机的静压头及静压效率，扩大了无壳离心风机的运行工况范围。

本实施例通过将一种用对数螺旋线法设计的改良导流板加入无壳离心风机的结构当中，尽可能的降低了气流经过叶轮卷吸至叶轮出口后叶道中出现的旋涡流动，以及轴流叶轮中由转子的刮擦作用引起的刮擦涡，由端壁边界层引起的通道涡和马蹄涡，由叶顶与机壳间隙内的泄漏气流引起的叶顶泄漏涡、由叶片前缘形状和压力变化导致气流分离产生的前缘分离涡和由沿展向的叶片环量变化引起的尾缘脱落涡等一系列造成能量及产生噪声的漩涡。使用多孔降噪波浪形隔板来降低由多股风机尾迹会相互交汇形成的紊流周期地作用于周围介质，产生压力脉动而形成的噪声，涡流噪声又称漩涡噪声，它主要是由于气流流经叶片时，产生紊流附面层及旋涡与旋涡脱体，气流紊乱而产生的低、中频噪声；而前盘附近气流分离区域产生的中、高频噪声，即旋转噪声是由于工作轮上均匀分布的叶片打击周围的气体介质，引起周围气体压力而产生的噪声，这些噪声都能够被多孔降噪形波浪隔板充分吸收。使用蜗舌结构来大幅度地提高无壳离心风机的静压头及静压效率，扩大无壳离心风机的运行工况范围。通过对该型风机墙进行三处改造可以得到一种高效、节能、低噪声的风机墙。

Claims (1)

1.一种用于无壳离心风机的降噪风机墙，包括风机箱体、集流器、叶轮、导流板、多孔降噪波浪形隔板、蜗舌；其特征在于：所述箱体为无壳风机箱体，无壳离心风机放置于其内部，一端带有进风口，另一端为开放式；所述集流器进口端与进风口相互连接固定，中心线保持重合而集流器的出口端则与叶轮相应，使得进风口，集流器，叶轮三者的中心线重合在一起；所述叶轮为无蜗壳式离心通风机叶轮，叶轮与外部动力装置组合在一起；所述导流板与叶轮轮罩相连，整体型线符合对数螺旋线法则，弧线相对于叶轮向外突出，型线由轮罩部位出发，初始的曲率较大，型线渐渐弯曲，曲率逐渐减小，最终与四周壁面保持平行，导流板的最大高度为叶轮直径的35%-—45%，最大长度为叶轮直径的75%—85%，导流板整体结构相对于叶轮整体呈半包围结构；所述多孔降噪波浪形隔板由多孔降噪材料制成，位于两台箱体正中央，整体从箱体顶端至箱体低端呈波浪形整体型线符合正弦函数，正弦函数分布周期以4cm—6cm为一周期，厚度为2-4cm，上下箱体紧密相连；所述蜗舌位于箱体出口处底部，与箱体底部和两侧相连，连接部位不存在间隙，蜗舌的整体形状为两侧高，中心低，两端高点与中心低点相连接，中间呈现出倒三角的空隙，且上沿部最高处部分，从上至下，宽度为1-3cm，向机箱外弯曲42%—45%，即从箱体内部向箱体外部弯曲42%—45%，蜗舌的板型厚度为0.1-0.3cm，位于箱体两侧的高度为叶轮直径的42%-47%，位于箱体中心处的高度为叶轮直径的32%—37%。