CN109973431A - 一种离心风机的蜗壳结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种离心风机的蜗壳结构，包括前盖板、后盖板及连接在前盖板与后盖板之间的蜗壳围板，蜗壳的蜗壳型线包括位于蜗壳型线的一端并对应于蜗舌部位的起始线AC及位于蜗壳型线另一端并临近风机出风口的结束线GK，蜗壳型线还包括与起始线AC相连接的第一螺旋线CD、与结束线GK相连接的第二螺旋线EG以及连接在第一螺旋线CD与第二螺旋线EG之间的直线段DE。直线段DE可有效控制蜗壳的整体宽度，且在蜗壳整体宽度一定的前提下，对气流影响最小；本发明的第一螺旋线CD采用对数螺旋线的设计方法进行设计，第二螺旋线EG采用阿基米德螺旋线设计方法设计，与直线段DE配合可有效提高空气动力性能，降低离心风机的气动及噪声。

Description

一种离心风机的蜗壳结构
技术领域
本发明涉及离心风机技术领域，具体指一种离心风机的蜗壳结构。
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。
如专利号为ZL201110118687.5(授权公告号为CN102182707B)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，但该蜗壳结构受到吸油烟机宽度尺寸的限制，空气动力性能表现不佳，还有待作进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种通过使蜗壳型线合理利用直线段而降低气体流动阻力，提高空气动力性能的离心风机的蜗壳结构。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种离心风机的蜗壳结构，包括前盖板、后盖板及连接在前盖板与后盖板之间的蜗壳围板，蜗壳的蜗壳型线包括位于蜗壳型线的一端并对应于蜗舌部位的起始线AC及位于蜗壳型线另一端并临近风机出风口的结束线GK，其特征在于：所述蜗壳型线还包括与起始线AC相连接的第一螺旋线CD、与结束线GK相连接的第二螺旋线EG以及连接在第一螺旋线CD与第二螺旋线EG之间的直线段DE。
在上述方案中，水平穿过蜗壳型线中心O的直线为第一中心线，所述直线段DE垂直第一中心线布置。优选地，所述第一中心线穿过直线段DE的上部布置。该直线段DE可有效控制蜗壳的整体宽度，且在蜗壳宽度一定的前提下，采用该结构对气流影响最小。
优选地，所述起始线AC包括直线段AB及相切连接于直线段AB与第一螺旋线CD之间的蜗舌圆弧线BC。
优选地，所述圆弧线BC的半径为5mm～15mm。
进一步优选，竖直穿过蜗壳型线中心O的直线为第二中心线，蜗舌圆弧线BC上C点所在直径与第二中心线之间的夹角为δ＝15°～35°。
为了使设计出的蜗壳结构更符合离心风机的实际工作情况，所述第一螺旋线CD包括半径不同而依次相切连接的圆弧段CM、圆弧段MN、圆弧段NP及圆弧段PD。
优选地，竖直穿过蜗壳型线中心O的直线为第二中心线，该第二中心线穿过圆弧段MN的N点布置。
优选地，所述圆弧段CM、圆弧段MN上任一点到中心O的半径R＝140mm～150mm，且圆弧段CM的半径小于圆弧段MN的半径。
进一步优选，水平穿过蜗壳型线中心O的直线为第一中心线，所述圆弧段PD上D点与该第一中心线之间的夹角为180°＜θ≤210°。
为了使设计出的蜗壳结构更符合离心风机的实际工作情况，所述第二螺旋线EG包括半径不同而依次相切连接的圆弧段EQ、圆弧段QF、圆弧段FL及圆弧段LG。
优选地，水平穿过蜗壳型线中心O的直线为第一中心线，所述圆弧段EQ上E点与该第一中心线之间的夹角为180°＜θ≤210°。
再优选，所述直线段AB的长度为50mm＜L≤120mm，该直线段AB与第一中心线之间的夹角为45°≤α≤90°。
进一步优选，所述结束线GK为直线段，水平穿过蜗壳型线中心O的直线为第一中心线，该结束线GK第一中心线之间的夹角为75°≤β≤90°。
优选地，所述蜗壳在宽度方向上的尺寸为a＝320mm～360mm，所述蜗壳在长度方向上的尺寸为b＝340mm～365mm，所述前盖板与后盖板之间的距离为c＝165mm～185mm。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的离心风机蜗壳结构将蜗壳型线起始线与结束线之间的线段分成第一螺旋线CD、第二螺旋线EG及位于第一螺旋线CD与第二螺旋线EG中间的直线段DE，直线段DE可有效控制蜗壳的整体宽度，且在蜗壳整体宽度一定的前提下，对气流影响最小，同时，本发明的第一螺旋线CD采用对数螺旋线的设计方法进行设计，第二螺旋线EG采用阿基米德螺旋线设计方法设计，与直线段DE配合可有效提高空气动力性能，降低离心风机的气动及噪声。
附图说明
图1为本发明实施例的蜗壳结构示意图；
图2为本发明实施例中蜗壳型线的结构示意图。
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、2所示，本实施例的离心风机的蜗壳结构包括前盖板1、后盖板2及连接在前盖板1与后盖板2之间的蜗壳围板3，蜗壳的蜗壳型线包括位于蜗壳型线的一端并对应于蜗舌部位的起始线AC、位于蜗壳型线另一端并临近风机出风口的结束线GK、与起始线AC相连接的第一螺旋线CD、与结束线GK相连接的第二螺旋线EG以及连接在第一螺旋线CD与第二螺旋线EG之间的直线段DE。
定义水平穿过蜗壳型线中心O的直线为第一中心线L1，竖直穿过蜗壳型线中心O的直线为第二中心线L2。
本实施例的直线段DE垂直第一中心线L1布置。第一中心线L1穿过直线段DE的上部布置。该直线段DE可有效控制蜗壳的整体宽度，且在蜗壳宽度一定的前提下，采用该结构对气流影响最小。起始线AC包括直线段AB及相切连接于直线段AB与第一螺旋线CD之间的蜗舌圆弧线BC。圆弧线BC的半径为5mm～15mm。蜗舌圆弧线BC上C点所在直径与第二中心线之间的夹角为δ＝15°～35°。结束线GK为直线段，水平穿过蜗壳型线中心O的直线为第一中心线，该结束线GK第一中心线之间的夹角为75°≤β≤90°。
为了使设计出的蜗壳结构更符合离心风机的实际工作情况，第一螺旋线CD包括半径不同而依次相切连接的圆弧段CM、圆弧段MN、圆弧段NP及圆弧段PD。第二中心线L2穿过圆弧段MN的N点布置。圆弧段CM、圆弧段MN上任一点到中心O的半径R＝140mm～150mm，且圆弧段CM的半径小于圆弧段MN的半径。圆弧段PD上D点与该第一中心线L1之间的夹角为180°＜θ≤210°。第一螺旋线CD采用对数螺旋线的设计方法进行绘制，与风机中气体微团的运动轨迹保持一致，第一螺旋线CD上各点到中心O的半径R＝r×e(m-x)θ，其中，m是与风机的叶轮参数和额定流量有关的参数；x为修正系数，x不大于0.2；m＝Qn/(2πR2BCu2)，其中，B为蜗壳宽度；Cu2为风机中气体微团的半径周向分速度，为现有技术，在次不进行赘述；R2为叶道的出口半径，采用不同的x值可得到多段对数螺旋线。
在本实施例中，第二螺旋线EG包括半径不同而依次相切连接的圆弧段EQ、圆弧段QF、圆弧段FL及圆弧段LG。圆弧段EQ上E点与该第一中心线L1之间的夹角为180°＜θ≤210°。直线段AB的长度为50mm＜L≤120mm，该直线段AB与第一中心线L1之间的夹角为45°≤α≤90°。第二螺旋线EG采用阿基米德螺旋线设计方法设计，第二螺旋线EG上各点到中心O的半径R＝r+r(m-t)θ，其中，r为后进风口的半径，t为修正值，0≤t≤0.1。采用不同的t值即可得到多段阿基米德螺旋线。阿基米德螺旋线具有相比于对数螺旋线小的张开度，合理利用t值能达到更小的张开度，且使得对气流流动影响较小，任意角度θ处的张开度为Aθ＝R-R2。
本实施例的蜗壳在宽度方向上的尺寸为a＝320mm～360mm，蜗壳在长度方向上的尺寸为b＝340mm～365mm，前盖板1与后盖板2之间的距离为c＝165mm～185mm。
采用本实施例的设计方式，设计一款总宽度为353mm的顶吸式吸油烟机的离心风机蜗壳，在使用相同叶轮的情况下，与原有蜗壳相比，裸风机最大静压提升，在噪音维持原有水平的情况下风量提升1m3/min，具体参数为最大静压385Pa，风量18m3/min，实验室噪音57.5dB。

Claims (15)

1.一种离心风机的蜗壳结构，包括前盖板(1)、后盖板(2)及连接在前盖板(1)与后盖板(2)之间的蜗壳围板(3)，蜗壳的蜗壳型线包括位于蜗壳型线的一端并对应于蜗舌部位的起始线AC及位于蜗壳型线另一端并临近风机出风口的结束线GK，其特征在于：所述蜗壳型线还包括与起始线AC相连接的第一螺旋线CD、与结束线GK相连接的第二螺旋线EG以及连接在第一螺旋线CD与第二螺旋线EG之间的直线段DE。
2.根据权利要求1所述的离心风机的蜗壳结构，其特征在于：水平穿过蜗壳型线中心O的直线为第一中心线，所述直线段DE垂直第一中心线布置。
3.根据权利要求2所述的离心风机的蜗壳结构，其特征在于：所述第一中心线穿过直线段DE的上部布置。
4.根据权利要求1所述的离心风机的蜗壳结构，其特征在于：所述起始线AC包括直线段AB及相切连接于直线段AB与第一螺旋线CD之间的蜗舌圆弧线BC。
5.根据权利要求4所述的离心风机的蜗壳结构，其特征在于：所述圆弧线BC的半径为5mm～15mm。
6.根据权利要求4所述的离心风机的蜗壳结构，其特征在于：竖直穿过蜗壳型线中心O的直线为第二中心线，蜗舌圆弧线BC上C点所在直径与第二中心线之间的夹角为δ＝15°～35°。
7.根据权利要求1所述的离心风机的蜗壳结构，其特征在于：所述第一螺旋线CD包括半径不同而依次相切连接的圆弧段CM、圆弧段MN、圆弧段NP及圆弧段PD。
8.根据权利要求7所述的离心风机的蜗壳结构，其特征在于：竖直穿过蜗壳型线中心O的直线为第二中心线，该第二中心线穿过圆弧段MN的N点布置。
9.根据权利要求7所述的离心风机的蜗壳结构，其特征在于：所述圆弧段CM、圆弧段MN上任一点到中心O的半径R＝140mm～150mm，且圆弧段CM的半径小于圆弧段MN的半径。
10.根据权利要求7所述的离心风机的蜗壳结构，其特征在于：水平穿过蜗壳型线中心O的直线为第一中心线，所述圆弧段PD上D点与该第一中心线之间的夹角为180°＜θ≤210°。
11.根据权利要求1所述的离心风机的蜗壳结构，其特征在于：所述第二螺旋线EG包括半径不同而依次相切连接的圆弧段EQ、圆弧段QF、圆弧段FL及圆弧段LG。
12.根据权利要求11所述的离心风机的蜗壳结构，其特征在于：水平穿过蜗壳型线中心O的直线为第一中心线，所述圆弧段EQ上E点与该第一中心线之间的夹角为180°＜θ≤210°。
13.根据权利要求1～12中任一权利要求所述的离心风机的蜗壳结构，其特征在于：所述直线段AB的长度为50mm＜L≤120mm，该直线段AB与第一中心线之间的夹角为45°≤α≤90°。
14.根据权利要求1～12中任一权利要求所述的离心风机的蜗壳结构，其特征在于：所述结束线GK为直线段，水平穿过蜗壳型线中心O的直线为第一中心线，该结束线GK第一中心线之间的夹角为75°≤β≤90°。
15.根据权利要求1～12中任一权利要求所述的离心风机的蜗壳结构，其特征在于：所述蜗壳在宽度方向上的尺寸为a＝320mm～360mm，所述蜗壳在长度方向上的尺寸为b＝340mm～365mm，所述前盖板与后盖板之间的距离为c＝165mm～185mm。
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