CN115342078B - 一种带模块扩压结构的高效离心风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带模块扩压结构的高效离心风机，离心风机安装于离心式通风设备的外壳内，离心风机由安装板、电机架、导流盘、叶轮、支架以及电机组成，叶轮外沿导流盘和电机架间形成导流通道，离心风机的导流通道上安装有扩压装置，扩压装置包括上盘和下盘，上盘和下盘固定于支架上，上盘承接导流盘，下盘承接电机架。本发明与现有风机对比在提高风机效率、降低噪音、提升风量上均有显著的提升；扩压装置结构简单，只有上盘模块和下盘模块两种不同零部件，加工制造成本较低；扩压装置只需螺栓紧固即可，对于目前在用的通风设备可以进行改造加装，加工实施方便；扩压装置安装在离心风机内部，对通风设备尺寸无要求，适用性更广。

Description

一种带模块扩压结构的高效离心风机

技术领域

本发明涉及室内离心式通风设备领域，尤其涉及一种带模块扩压结构的高效离心风机。

背景技术

在常用的离心式通风设备中气体从轴向被吸入叶轮X1，叶轮使其发生90°旋转径向排出，排出的径向气体经壳体内壁发生90°旋转排出，如图1所示。风轮上盘与壳体X2之间会形成较大的漩涡区域X3，这会导致较大的气流损失，降低了风机的效率，且气流直接碰撞壳体内壁会产生较大的噪音。

在现有技术中增加导流装置可以减少气流损失，导流装置主要以导板组居多，例如CN207033842U中公开的一种空气引导装置，如图2所示，通过导流装置X4可以更好的排出离心式通风机中被输送的气体，降低了的压力损失因此能够提高有效系数，目的在于使从离心式通风机吸入的气流尽可能无损地流出至通道形状的壳体。

但上诉方案体积较大，且零部件较多，安装复杂，对应不同通风设备均需非标定制，通风设备厂家为了节约设备成本壳体尺寸设计通常会比较紧凑，方案实施较为困难。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明设计了一种带模块扩压结构的高效离心风机。

本发明采用如下技术方案：

一种带模块扩压结构的高效离心风机，离心风机安装于离心式通风设备的外壳内，离心风机由安装板、电机架、导流盘、叶轮、支架以及电机组成，安装板上连接导流盘，支架连接安装板和电机架，电机架上安装电机，电机输出轴上安装叶轮，叶轮外沿导流盘和电机架间形成导流通道，离心风机的导流通道上安装有扩压装置，扩压装置包括上盘和下盘，上盘和下盘固定于支架上，上盘承接导流盘，下盘承接电机架，上盘与导流盘、下盘与电机架间设置有扩压角α，上盘和下盘的外沿分别设置有引导叶轮出口气流流动的波浪形结构，波浪形结构通过改变起始位置比、波峰高度和浪距比、波浪中线与叶片夹角三个参数优化引导叶轮出口气流流动的效果，减弱出口气流的边界层效应。该波浪形结构能以一定方向引导叶轮出口气流流动，减弱出口气流的边界层效应，达到提效降噪提效的目的。

作为优选，所述上盘和下盘的伸出长度分别为a，波浪形长度分别为b，波浪形结构的起始位置比b/a在1/3~1/2之间。若波浪形长度过长，起始位置比过大则会增加风阻，波浪形长度过短，起始位置比过小则无引流效果。

作为优选，所述波浪形结构的浪距为L,波峰高度为H，波峰高度和浪距比H/L在0.2~0.3之间。若波峰高度H过高，波峰高度和浪距比过大会额外增加阻力，波峰高度H过矮，波峰高度和浪距比过小，则无引流效果。

作为优选，所述波浪中线与叶片夹角为β，β在60°~80°之间。若夹角β偏大或偏小会与叶轮出口气流形成冲击，反而会增加冲击损失。

作为优选，所述上盘和下盘分别由多块上盘模块和多块下盘模块组成。方便安装和拆卸更换。

作为优选，所述多块上盘模块和多块下盘模块间分别通过螺栓连接，多块上盘模块和多块下盘模块与支架间分别通过螺栓连接。除螺栓连接外还可以使用卡扣、绑扎等连接方式。

作为优选，所述上盘与导流盘、下盘与电机架承接处的扩压角α分别在5°-15°之间。

作为优选，所述扩压装置采用塑料材质。扩压装置安装在离心风机内部，总体尺寸不超出离心风机外轮廓，适用于不同通风设备。

作为优选，所述扩压装置的上盘和下盘间安装有若干导流板，若干导流板沿圆周均匀分布。进一步提升风机的有效系数。

作为优选，所述上盘与导流盘、下盘与电机架承接处分别设置有迷宫结构。防止气体从承接处泄漏，进一步提升风机的有效系数。

本发明的有益效果是：（1）、本发明带模块扩压结构的高效离心风机与现有风机对比在提高风机效率、降低噪音、提升风量上均有显著的提升；（2）、扩压装置结构简单，只有上盘模块和下盘模块两种不同零部件，加工制造成本较低；（3）、扩压装置只需螺栓紧固即可，对于目前在用的通风设备可以进行改造加装，加工实施方便；（3）、扩压装置安装在离心风机内部，对通风设备尺寸无要求，适用性更广。

附图说明

图1是现有离心式通风设备的一种结构示意图；

图2是现有离心式通风设备加装导流装置的一种结构示意图；

图3是本发明离心风机安装于离心式通风设备外壳内的一种结构示意图；

图4是本发明的一种结构示意图；

图5是本发明离心风机和下盘的一种结构示意图；

图6是本发明中波浪形结构的一种结构示意图；

图7是本发明中叶片和波浪中线夹角的一种结构示意图；

图8是本发明中下盘模块间连接的一种结构示意图；

图9是本发明中上盘模块和支架连接的一种结构示意图；

图10是本发明中下盘模块和支架连接的一种结构示意图；

图11是本发明中扩压装置扩压角的一种结构示意图；

图12是本发明中扩压装置增加导流板的一种结构示意图；

图13是本发明中扩压装置无波浪形状的一种结构示意图；

图14是本发明中扩压装置和离心风机连接处的一种结构示意图；

图中：X1、叶轮，X2、壳体，X3、漩涡区域，X4、导流装置；

1、外壳，2、离心风机，2-1、叶轮，2-2、支架，2-3、电机，3、扩压装置，3-1上盘，3-2、下盘，3-1-a、上盘模块a，3-1-b、上盘模块b，3-1-c、上盘模块c，3-2-a、下盘模块a，3-2-b、下盘模块b，3-2-c、下盘模块c，3-3、螺栓，4、迷宫结构。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例：如附图3和图4所示，一种带模块扩压结构的高效离心风机，离心风机2安装于离心式通风设备的外壳1内，离心风机由安装板、电机架、导流盘、叶轮2-1、支架2-2以及电机2-3组成，安装板上连接导流盘，支架连接安装板和电机架，电机架上安装电机，电机输出轴上安装叶轮，叶轮外沿导流盘和电机架间形成导流通道，离心风机的导流通道上安装有扩压装置3，扩压装置包括上盘3-1和下盘3-2，上盘和下盘固定于支架上，上盘承接导流盘，下盘承接电机架，上盘和下盘的外沿分别设置有引导叶轮出口气流流动的波浪形结构，波浪形结构通过改变起始位置比、波峰高度和浪距比、波浪中线与叶片夹角三个参数优化引导叶轮出口气流流动的效果，减弱出口气流的边界层效应，达到提效降噪提效的目的。

如图5所示，上盘和下盘的伸出长度分别为a，波浪形长度分别为b。下表是关于波浪形长度b与上下盘伸出长度a之比b/a对产生噪音影响测试的相关试验数据：

b/a	转速RPM	噪音值db（A）
			＞1/2	1700	>83
1/2~1/3	1700	82.3~83
			＜1/3	1700	>83

可见，若起始位置比过大，增加风阻，会产生较大噪音，起始位置比过小，无引流效果，仍会产生较大噪音，只有在起始位置比b/a在1/3~1/2之间，产生的噪音效果最佳。

如图6所示，波浪形结构的浪距为L,波峰高度为H。下表是关于波峰高度和浪距比H/L对产生噪音影响测试的相关试验数据：

H/L	转速RPM	噪音值db（A）
			＞0.3	1700	>83
0.2~0.3	1700	82.4~83
			＜0.2	1700	>83

若波峰高度H过高，波峰高度和浪距比过大，会额外增加阻力，会产生较大噪音，波峰高度H过矮，波峰高度和浪距比过小，则无引流效果，仍会产生较大噪音，只有波峰高度和浪距比H/L在0.2~0.3之间，产生的噪音效果最佳。

如图7所示，波浪中线与叶片夹角为β。下表是关于波浪中线与叶片夹角β对产生噪音影响、额定点流量影响和最高静压效率影响测试的相关试验数据：

β°	转速RPM	噪音值db（A）	额定点流量m<sup>3</sup>/h	最高静压效率η
					＞80	1700	>82.8	＜13910	＜67.6%
60~80	1700	82.1~82.8	13910~14300	67.6%~68.5%
					＜60	1700	>82.8	＜13910	＜67.6%

若夹角β偏大或偏小会与叶轮出口气流形成冲击，反而会增加冲击损失。β在60°~80°之间，产生的噪音效果最佳，引导气流流通的效果最好，冲击损失最小，离心风机效率最高。

如图3、图4、图8、图9和图10所示，上盘和下盘分别由三块上盘模块和三块下盘模块组成。包括上盘模块a3-1-a，上盘模块b3-1-b，上盘模块c3-1-c，下盘模块a3-2-a，下盘模块b3-2-b，下盘模块c3-2-c；方便安装和拆卸更换。三块上盘模块和三块下盘模块间分别通过螺栓3-3连接，三块上盘模块和三块下盘模块与支架间分别通过螺栓连接。除螺栓连接外还可以使用卡扣、绑扎等连接方式。

如图11所示，上盘与导流盘、下盘与电机架承接处的扩压角为α，下表是上盘与导流盘、下盘与电机架承接处的扩压角α对产生噪音影响、额定点流量影响和最高静压效率影响测试的相关试验数据：

α°	转速RPM	额定点流量m<sup>3</sup>/h	噪音值db（A）	最高静压效率η
					＞15	1700	＜14000	＞82.6	＜67.8%
5~15	1700	14000~14300	82.3~82.6	67.8%~68.5%
					＜5	1700	＜14000	＞82.6	＜67.8%

上盘与导流盘、下盘与电机架承接处的扩压角α在5°-15°之间。产生的噪音效果最佳，引导气流流通的效果最好，冲击损失最小，离心风机效率最高。

扩压装置采用塑料材质。扩压装置安装在离心风机内部，总体尺寸不超出离心风机外轮廓，适用于不同通风设备。

如图12所示，扩压装置的上盘和下盘间安装有若干导流板，若干导流板沿圆周均匀分布。进一步提升风机的有效系数。

如图13所示，扩压装置的上盘和下盘的出口处也可以为平滑过渡，无波浪形状，也能提升风机效率、降低噪音、提升风量，适用于一定范围要求的离心风机的应用。

如图14所示，上盘与导流盘、下盘与电机架承接处分别设置有迷宫结构4。防止气体从承接处泄漏，进一步提升风机的有效系数。

本发明带模块扩压结构的高效离心风机与现有风机对比在提高效率、降低噪音、提升风量上均有显著的提升，对比数据如下：

对以上数据分析可以发现，本发明的带模块扩压结构的高效离心风机对比现有风机噪音值降低了3.2db,静压效率提升了3.1%，额定点流量提升了570m³/h。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种带模块扩压结构的高效离心风机，离心风机安装于离心式通风设备的外壳内，离心风机由安装板、电机架、导流盘、叶轮、支架以及电机组成，安装板上连接导流盘，支架连接安装板和电机架，电机架上安装电机，电机输出轴上安装叶轮，叶轮外沿导流盘和电机架间形成导流通道，其特征是，所述离心风机的导流通道上安装有扩压装置，扩压装置包括上盘和下盘，上盘和下盘固定于支架上，上盘承接导流盘，下盘承接电机架，上盘与导流盘、下盘与电机架间设置有扩压角α，上盘和下盘的外沿分别设置有引导叶轮出口气流流动的波浪形结构，波浪形结构通过改变起始位置比、波峰高度和浪距比、波浪中线与叶片夹角三个参数优化引导叶轮出口气流流动的效果，减弱出口气流的边界层效应；上盘和下盘的伸出长度分别为a，波浪形长度分别为b，波浪形结构的起始位置比b/a在1/3~1/2之间；波浪形结构的浪距为L,波峰高度为H，波峰高度和浪距比H/L在0.2~0.3之间；波浪中线与叶片夹角为β，β在60°~80°之间。

2.根据权利要求1所述的一种带模块扩压结构的高效离心风机，其特征是，所述上盘和下盘分别由多块上盘模块和多块下盘模块组成。

3.根据权利要求2所述的一种带模块扩压结构的高效离心风机，其特征是，所述多块上盘模块和多块下盘模块间分别通过螺栓连接，多块上盘模块和多块下盘模块与支架间分别通过螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的一种带模块扩压结构的高效离心风机，其特征是，所述上盘与导流盘、下盘与电机架承接处的扩压角α分别在5°-15°之间。

5.根据权利要求1所述的一种带模块扩压结构的高效离心风机，其特征是，所述扩压装置采用塑料材质。

6.根据权利要求1所述的一种带模块扩压结构的高效离心风机，其特征是，所述扩压装置的上盘和下盘间安装有若干导流板，若干导流板沿圆周均匀分布。

7.根据权利要求1所述的一种带模块扩压结构的高效离心风机，其特征是，所述上盘与导流盘、下盘与电机架承接处分别设置有迷宫结构。

Images