CN111536078A - 一种离心风机的螺旋蜗壳 - Google Patents

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    • F04D29/667—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps by influencing the flow pattern, e.g. suppression of turbulence

Abstract

一种离心风机的螺旋蜗壳，蜗壳宽度在蜗舌处最窄，沿流动方向逐渐增加，一定角度后与蜗壳出口宽度相同；蜗壳型线在蜗舌附近半径增大，即增大蜗壳径向高度；本发明通过采用变化的蜗壳宽度形成螺旋蜗壳结构，首先，径向高度增加使蜗壳出口的气流在径向不容易冲击蜗壳壁面，由于蜗舌附近的蜗壳宽度减小，也减小了气流由叶轮进入蜗壳时在宽度方向的扩压度，减少了扩压损失和冲击损失，最后恢复到原来的状态；本发明有助于提高离心风机的效率。

Description

一种离心风机的螺旋蜗壳
技术领域
本发明涉及风机技术领域，特别涉及一种离心风机的螺旋蜗壳。
背景技术
传统离心风机蜗壳结构如图1所示，蜗壳宽度B是定值。蜗壳宽度大约是叶轮出口宽度2.5倍。叶轮出口的高速流体进入蜗壳后，由于截面积突变，造成很大的扩压损失。而且蜗壳的轮盖一侧和轮盖之间的空腔会形成巨大的涡流区。
如图1所示，由于蜗壳径向高度Δr太小，蜗舌处的切线与水平方向的夹角α太大，叶轮出口的气流会冲击蜗壳侧板，造成冲击损失的同时还会使噪声增大。
理论计算和试验表明，离心风机叶轮的多变效率普遍在90％以上，蜗壳是离心风机损失最大的部件之一，蜗壳的不对称性以及扩压损失是主要原因。
在实际使用中，由于气流在流出叶轮出口时截面积突变，而且由于蜗壳径向高度过小，气流剧烈冲击蜗壳侧壁，在蜗壳两侧的空腔里形成巨大旋涡，以至于整个蜗壳流道内的流体呈螺旋形态前进，这会导致蜗壳的有效流通面积大大减少，而且扩压损失增大。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的一个目的在于提出一种离心风机的螺旋蜗壳，通过蜗壳宽度的螺旋变化使蜗壳内的气流扩压过程更加平缓，避免了蜗舌附近气流对蜗壳的冲击、以及轮盖与蜗壳之间空腔的巨大旋涡。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种离心风机的螺旋蜗壳，蜗壳宽度在蜗舌2处最窄，沿流动方向逐渐增加，一定角度后恢复至与蜗壳出口宽度相同；蜗壳型线在蜗舌2附近半径增大，即增大蜗壳径向高度。
所述的蜗壳的宽度是变化的，在蜗舌2处最窄，最窄处的宽度为叶轮出口宽度b2的1.2～1.4倍。
所述的一定角度后恢复至常规宽度是指以蜗舌为起始位置，周向转过角度θ后，蜗壳宽度与蜗壳出口宽度相同，角度θ为120°～180°。
所述蜗壳的宽度的变化是这样实现的：蜗舌2的上部蜗壳内设置有一竖直侧板4，将蜗舌2处的流通截面的一部分堵住；蜗壳与轮盖3之间的空腔用圆环挡板1隔开，竖直侧板4与蜗壳本体的上壁面6、蜗舌2以及环形挡板1相连，形成蜗舌2处宽度的突变，螺旋壁板5从竖直挡板4的最下端开始螺旋上升，使蜗壳宽度恢复至与蜗壳出口宽度相同。
所述的圆环挡板1是一个与叶轮同心的圆环，且固定在蜗壳上，与轮盖3之间存在间隙。
所述的竖直侧板4固定在蜗壳内，与轮盖3存在间隙。
所述的增大蜗壳径向高度，增大的程度是：保证蜗壳宽度在减小的情况下而流通面积恒定不变。
本发明的有益效果：
蜗壳宽度的变化减少了叶轮出口气流对蜗壳的冲击损失以及由于截面积突变造成的扩压损失。在蜗壳侧壁上固定一与叶轮同心的圆环挡板1，避免了蜗壳与轮盖3之间的空腔形成旋涡。
本发明可以应用于传统二元叶片离心风机，包括后弯叶片、径向叶片和前弯叶片，也可以应用于三元叶片的离心风机。
附图说明
图1是传统离心风机蜗壳型线示意图；其中图1(a)是主视图，图1(b)是侧视图。
图2是本发明的离心风机螺旋蜗壳结构型线示意图；其中：图2(a)是主视图，图2(b)是侧视图。
图3是图2(a)的A-A截面剖视图。
图4是本发明的离心风机蜗壳三维结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参照图4，一种离心风机的螺旋蜗壳，与传统蜗壳相比，蜗壳、蜗舌2位置与常规蜗壳一致，但是蜗壳的宽度不是固定的，而是变化的，蜗壳宽度在蜗舌2处最窄，沿流动方向逐渐增加，一定角度后恢复至与蜗壳出口宽度相同；蜗壳型线在蜗舌2附近半径增大，即增大蜗壳径向高度Δr’，以保证蜗壳截面积不变。在一定角度后恢复至常规蜗壳宽度。
参照图2、图3，所述的蜗壳宽度B’是变化的，在蜗舌2处最窄，最窄处的宽度减少为叶轮出口宽度b2的1.2～1.4倍；所述的一定角度后恢复至常规宽度是指以蜗舌为起始位置，周向转过角度θ后，蜗壳宽度恢复至与蜗壳出口宽度相同，角度θ为120°～180°。
所述的蜗壳宽度B’的变化是这样实现的：蜗舌2的上部蜗壳内设置有一垂直挡板4，将蜗舌2处的流通截面的一部分堵住，蜗壳与轮盖3之间的空腔用圆环挡板1隔开，竖直侧板4与蜗壳本体的上壁面6、蜗舌2以及环形挡板1相连，形成蜗舌2处宽度的突变，螺旋壁板5从竖直挡板4的最下端开始螺旋上升蜗壳宽度平缓恢复至常规宽度。
所述的圆环挡板1是一个与叶轮同心的圆环且固定在蜗壳上，与轮盖3之间存在间隙，一定的间隙距离用于避免碰撞；
所述的竖直侧板4与叶轮外径一致，固定在蜗壳内时与轮盖3存在间隙避免碰撞；
所述的增大蜗壳径向高度，增大的程度是：保证蜗壳宽度在减小的情况下而流通面积恒定不变。
所述的圆环挡板1上部用于固定离心风机进风口法兰。
所述的在蜗舌2处最窄，宽度减少为原叶轮出口宽度b2的1.2～1.4倍.
参照图3，环形挡板1作用有三个，第一是隔开蜗壳与轮盖3之间的空腔，避免此处空腔内形成漩涡；第二，环形挡板1上部用于固定离心风机进风口；第三是为了与蜗舌处的竖直侧板4以及螺旋壁板5密闭蜗壳内部空间。
本发明的工作原理如下：
首先，径向高度增加使蜗壳出口的气流在径向不容易冲击蜗壳壁面，由于蜗舌2附近的蜗壳宽度减小，也减小了气流由叶轮进入蜗壳时在宽度方向扩压度，减少了扩压损失和冲击损失，最后通过螺旋壁板5蜗壳恢复到原来的状态。
圆环挡板1的设计，隔断了轮盖3上部与蜗壳之间的空腔，避免了空腔产生的旋涡。
本申请中，未详细说明的结构及连接关系均为现有技术，其结构及原理已为公知技术，如传统离心风机的结构，在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种离心风机的螺旋蜗壳，其特征在于，蜗壳宽度在蜗舌(2)处最窄，沿流动方向逐渐增加，一定角度后与蜗壳出口宽度相同；蜗壳型线在蜗舌(2)附近半径增大，即增大蜗壳径向高度。
2.根据权利要求1所述的一种离心风机的螺旋蜗壳，其特征在于，所述的蜗壳的宽度是变化的，在蜗舌(2)处最窄，最窄处的宽度为叶轮出口宽度的1.2～1.4倍。
3.根据权利要求1所述的一种离心风机的螺旋蜗壳，其特征在于，所述的一定角度后恢复至常规宽度是指以蜗舌(2)为起始位置，周向转过角度θ后，蜗壳宽度与蜗壳出口宽度相同，角度θ为120°～180°。
4.根据权利要求1或2所述的一种离心风机的螺旋蜗壳，其特征在于，所述蜗壳的宽度的变化是这样实现的：蜗舌(2)的上部蜗壳内设置有一竖直侧板(4)，将蜗舌(2)处的流通截面的一部分堵住；蜗壳与轮盖(3)之间的空腔用圆环挡板(1)隔开，竖直侧板(4)与蜗壳本体的上壁面(6)、蜗舌(2)以及环形挡板(1)相连，形成蜗舌(2)处宽度的突变，螺旋壁板(5)从竖直挡板(4)的最下端开始螺旋上升，使蜗壳宽度平缓与蜗壳出口宽度相同。
5.根据权利要求4所述的一种离心风机的螺旋蜗壳，其特征在于，所述的圆环挡板(1)是一个与叶轮同心的圆环且固定在蜗壳上，与轮盖(3)之间存在间隙。
6.根据权利要求4所述的一种离心风机的螺旋蜗壳，其特征在于，所述的竖直侧板(4)固定在蜗壳内，与轮盖(3)存在间隙。
7.根据权利要求1所述的一种离心风机的螺旋蜗壳，其特征在于，所述的增大蜗壳径向高度，增大的程度是：保证蜗壳宽度在减小的情况下而流通面积恒定不变。
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