CN107975496B - 一种离心风机蜗壳 - Google Patents

Abstract

一种离心风机蜗壳，其蜗壳型线的起始线AC与结束线MN之间依次设有第一螺旋线CD、切边DE和第二螺旋线EM，切边DE的D点和E点分别位于经过蜗壳中心点O的水平线OH的上下两侧，第一螺旋线CD为扩张角不变的等角螺旋线，第二螺旋线EM为扩张角渐缩的变角螺旋线。本发明的优点在于：该离心风机蜗壳型线通过将起始线AC与结束线MN之间的第一螺旋线CD设计成等角螺旋线，第二螺旋线EM为扩张角渐缩的变角螺旋线，使蜗壳的左右尺寸缩小，改善了蜗壳内部气流收集与通过的流畅度，较大的提升最大静压和有效风量段的静压，实现了在小尺寸下达到大蜗壳效果，同时降低了气动噪声，提升了用户体验。

Description

一种离心风机蜗壳

技术领域

本发明涉及一种风机，尤其是涉及一种离心风机蜗壳。

背景技术

离心风机以其吸力大、噪声低、结构紧凑等优点而在吸油烟机中得到了广泛引用。蜗壳是离心风机的核心部件之一，其作用是将离开叶轮的气体集中，导出至蜗壳出口，并将动压转变为静压。现有离心风机的蜗壳结构包括蜗壳顶板、蜗壳底板和连接蜗壳顶板、蜗壳底板的蜗壳围板，其中蜗壳顶板和蜗壳底板除蜗舌部位外其余型线一致。传统蜗壳设计一般按一元理论进行，有两个假设，即假设进口圆周上流动参数均匀分布并且蜗壳内气流动量矩不变，按一元理论设计的蜗壳型线通常为等角螺旋线。但实际上由于蜗壳形状非轴对称,特别是蜗舌的影响,在叶轮出口会形成一个非均匀的压力场,必然会使叶轮出口，即蜗壳进口流场不均匀。由于一元理论未考虑蜗壳周向平面内进口圆周流动参数的非均匀性与流场的影响，因而按此理论设计出来的蜗壳性能不佳，特别在高背压工作状态时恶化更为明显。

现有技术中也公开了各种离心风机的蜗壳结构，如专利号为ZL 201110118687.5(授权公告号为CN 102182707 B)的中国发明专利所公开的《一种吸油烟机用离心风机及其蜗壳型线生成方法》，该蜗壳包括蜗壳顶板、蜗壳底板和蜗壳围板，蜗壳围板内侧型面的轮廓线为蜗壳型线，蜗壳型线由第一直线DE、第一圆弧线EF、第二圆弧线FG、螺旋线GH、第二直线段HI光滑过渡连接而成，虽然，蜗壳采用上述蜗壳型线后，有利于提高离心风机风量、风压、效率并降低气动噪音，但该蜗壳结构还是没有充分考虑蜗壳周向平面内进口圆周流动参数的非均匀性与流场的影响，而且蜗壳的左右尺寸相对比较大，影响产品外形尺寸。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种能缩小蜗壳左右尺寸并能提升最大静压和有效风量段的离心风机蜗壳。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该蜗壳的蜗壳型线包括位于型线一端的起始线AC和位于型线另一端的结束线MN，所述起始线AC包括邻近风机出风口的直线AB和对应于蜗舌部位的曲线BC，所述结束线MN邻近风机出风口，特征在于：所述起始线AC与结束线MN之间依次设有第一螺旋线CD、切边DE和第二螺旋线EM，所述切边DE的D点和E点分别位于经过蜗壳中心点O的水平线OH的上下两侧，所述第一螺旋线CD为扩张角不变的等角螺旋线，所述第二螺旋线EM为扩张角渐缩的变角螺旋线。

优选地，所述第一螺旋线CD的极半径R_CD定义为：其中，R₂为叶轮外径，t为叶轮外圆周与蜗舌顶端的设计间隙，且t/R₂∈[0.01,0.15]，扩张角α∈[3°,8°]，θ₀为第一螺旋线CD的D点的起始角度，且θ₀∈[160°，180°)，θ为第一螺旋线CD上任意点的极坐标角度变量。

进一步优选，所述第二螺旋线EM的极半径R_EM定义为：其中，R₂为叶轮外径，t为叶轮外圆周与蜗舌顶端的设计间隙，且t/R₂∈[0.01,0.15]，可变扩张角α₁∈[3°,8°],α₂∈[3°,8°]且α₁≥α₂，/>调节项s∈[-0.5，0.5]，r∈[-5，5]且r≠1，θ为第二螺旋线EM上任意点的极坐标角度变量，α₁为E点的扩张角，α₂为M点的扩张角，/>为第二螺旋线EM的包角。

为了使蜗壳右侧部切除后对风机性能的影响降低到最小，所述E点与蜗壳中心点O之间的连线OE与所述水平线OH之间的夹角ω满足0<ω≤25。

作为上述任一方案的优选，所述结束线MN包括邻近出风口的直线段和邻近EM的曲线段。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该离心风机蜗壳型线设计时考虑了蜗壳进气周向不均匀性，通过将起始线AC与结束线MN之间的蜗壳型线设计成依次连接的第一螺旋线CD、切线DE和第二螺旋线EM，第一螺旋线CD为等角螺旋线，第二螺旋线EM为扩张角渐缩的变角螺旋线，切线DE相当于蜗壳右侧部进行局部切除，从而使蜗壳的左右尺寸进一步缩小，改善了蜗壳内部气流收集与通过的流畅度，明显提升了最大静压和有效风量段的静压，实现了在小尺寸下达到大蜗壳效果，同时降低了气动噪声，提升了用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的离心风机蜗壳的蜗壳型线包括位于型线一端的起始线AC和位于型线另一端的结束线MN，其中，起始线AC包括邻近风机出风口的直线AB和对应于蜗舌部位的曲线BC，结束线MN邻近风机出风口。

起始线AC与结束线MN之间依次设有第一螺旋线CD、切边DE和第二螺旋线EM。其中，切边DE的D点和E点分别位于经过蜗壳中心点O(即叶轮中心点)的水平线OH的上下两侧，该水平线相当于经过蜗壳基圆中心的水平线，在蜗壳型线上设置切边DE后，相当于对蜗壳的后侧进行了局部切除。第一螺旋线CD为扩张角不变的等角螺旋线，第二螺旋线EM为扩张角渐缩的变角螺旋线。另外，结束线MN包括邻近出风口的直线段和邻近EM的曲线段。

第一螺旋线CD的极半径R_CD定义为：其中，R₂为叶轮外径，t为叶轮外圆周与蜗舌顶端的设计间隙，且t/R₂∈[0.01,0.15]，扩张角α∈[3°,8°]，θ₀为第一螺旋线CD的D点的起始角度，且θ₀∈[160°，180°)，θ为第一螺旋线CD上任意点的极坐标角度变量。

第二螺旋线EM的极半径R_EM定义为：其中，R₂为叶轮外径，t为叶轮外圆周与蜗舌顶端的设计间隙，且t/R₂∈[0.01,0.15]，可变扩张角α₁∈[3°,8°],α₂∈[3°,8°]且α₁≥α₂，/>调节项s∈[-0.5，0.5]，r∈[-5，5]且r≠1，θ为第二螺旋线EM上任意点的极坐标角度变量，α₁为E点的扩张角，α₂为M点的扩张角，/>为第二螺旋线EM的包角。以图1中E点的扩张角为例，说明如下，L1垂直于OE，L2与第二螺旋线EM相切于E点，则L1与L2之间的夹角α₁即为蜗壳型线在E点的扩张角。

该离心风机蜗壳型线设计时考虑了蜗壳进气周向不均匀性，通过将起始线AC与结束线MN之间的蜗壳型线设计成依次连接的第一螺旋线CD、切线DE和第二螺旋线EM，第一螺旋线CD为等角螺旋线，第二螺旋线EM为扩张角渐缩的变角螺旋线，切线DE相当于蜗壳右侧部进行局部切除，从而使蜗壳的左右尺寸进一步缩小，改善了蜗壳内部气流收集与通过的流畅度，明显提升了最大静压和有效风量段的静压，实现了在小尺寸下达到大蜗壳效果，同时降低了气动噪声，提升了用户体验。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理前提下，可以对本发明进行多种改型或改进，这些均被视为本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种离心风机蜗壳，该蜗壳的蜗壳型线包括位于型线一端的起始线AC和位于型线另一端的结束线MN，所述起始线AC包括邻近风机出风口的直线AB和对应于蜗舌部位的曲线BC，所述结束线MN邻近风机出风口，特征在于：所述起始线AC与结束线MN之间依次设有第一螺旋线CD、切边DE和第二螺旋线EM，所述切边DE的D点和E点分别位于经过蜗壳中心点O的水平线OH的上下两侧，所述第一螺旋线CD为扩张角不变的等角螺旋线，所述第二螺旋线EM为扩张角渐缩的变角螺旋线；

所述第一螺旋线CD的极半径R_CD定义为：其中，R₂为叶轮外径，t为叶轮外圆周与蜗舌顶端的设计间隙，且t/R₂∈[0.01,0.15]，扩张角α∈[3°,8°]，θ₀为第一螺旋线CD的D点的起始角度，且θ₀∈[160°，180°)，θ为第一螺旋线CD上任意点的极坐标角度变量；

所述第二螺旋线EM的极半径R_EM定义为：其中，R₂为叶轮外径，t为叶轮外圆周与蜗舌顶端的设计间隙，且t/R₂∈[0.01,0.15]，可变扩张角α₁∈[3°,8°],α₂∈[3°,8°]且α₁≥α₂，/>调节项s∈[-0.5，0.5]，r∈[-5，5]且r≠1，θ为第二螺旋线EM上任意点的极坐标角度变量，α₁为E点的扩张角，α₂为M点的扩张角，/>为第二螺旋线EM的包角，所述E点与蜗壳中心点O之间的连线OE与所述水平线OH之间的夹角ω满足0<ω≤25°。

2.根据权利要求1所述的离心风机蜗壳，其特征在于：所述结束线MN包括邻近出风口的直线段和邻近EM的曲线段。