CN209925294U - 一种高效单吸离心风机叶轮及离心风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种结构简单、加工方便并提高气动效率的高效单吸离心风机叶轮及离心风机。一种高效单吸离心风机叶轮，包括轮毂、轮盖和设置于轮毂上的叶片，所述叶片为数量为n的沿轮毂周向均布于轮毂上的叶片，每个叶片的轴线均平行于轮毂的中轴线，n的取值范围为38~65，所述叶片的进口安装角为α，α的取值范围为55°~70°，所述叶片的出口安装角为β，β的取值范围为160°~175°，所述叶片的宽度为ω，ω的取值范围为80~120mm。本实用新型在现有技术的基础之上改进了单吸离心风机运行过程中存在的缺陷，增大了叶轮工作面积，有效提高离心风机整机的送风效率，叶轮叶片结构简单且易于加工制造，有利于控制生产制造成本。

Description

一种高效单吸离心风机叶轮及离心风机

技术领域

本实用新型涉及一种离心风机叶轮及离心风机，特别涉及一种高效单吸离心风机叶轮及离心风机，属于流体机械技术领域。

背景技术

离心风机的作用一般是为与其相连组件的空气循环提供动力。离心风机正常运行时，叶轮被电机带动着在蜗壳内旋转，空气经进气室从叶轮中心进入。由于叶片旋转的离心力使气体获得能量，气体压力和速度迅速提高，并在离心力作用下沿着叶道甩向机壳，从蜗壳出气口排出。离心风机依靠输入的机械能实现气体压力的提高和气体的排送，因此离心风机的气动效率是节省能耗的关键。

对于提升风机效率的研究，改进叶轮是重要的着眼点。因为叶轮是风机的重要部件之一，叶轮气动性能的优劣对风机的效率影响最大，故而叶轮在传递能量的过程中流动损失应该尽量达到最小。现有技术即研究中具有较多对叶轮结构的设计，如申请号为201820619178.8的中国实用新型专利公开了一种送风效率较高的砂型铸造风机叶轮，包括叶轮、轴孔、叶片、插销和安装孔，叶片包括内叶片和外叶片，并且内叶片与外叶片的角度错开设置，外叶片的叶片边缘相对于内叶片倾斜设置。通过在叶片外插接外叶片，使得外叶片与叶片按不同旋转涡流送风，两个风道交叉形成混流，有利于全方位无死角送风，增加送风的强度和送风推力并提高效率。但是，该叶轮的内叶片和外叶片功能位置不同，需要更高的装配精度，这对叶轮的加工尺寸要求非常严格，对加工工艺要求较高，显著提高其制造成本。

在合理的制造成本范围内并提升风机的气动效率，需要在传统叶轮结构的基础上对其进行改进研究。一方面，叶轮半径与蜗舌顶端之间的间隙是影响效率的主要因素，间隙越小，就对气体在蜗壳内的循环流动的阻止能力越大，风机性能越好；另一方面，叶轮上叶片的进出口安装角对风机的整体运行效率的影响也是显著的，叶片进口安装角越小，出口安装角越大，风机效率越高。因此，可以基于叶轮叶片进出口角的变化、蜗舌间隙的缩小以及增大叶轮的宽度这几个方向，对离心风机叶轮进行优化设计。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、加工方便并提高气动效率的高效单吸离心风机叶轮，解决以上背景技术中提出的问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种结构简单、加工方便并提高气动效率的高效单吸离心风机。

一方面，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高效单吸离心风机叶轮，包括轮毂、轮盖和设置于轮毂上的叶片，轮盖包括前盖板和后盖板，所述叶片为数量为n的沿轮毂周向均布于轮毂上的叶片，每个叶片的轴线均平行于轮毂的中轴线，n的取值范围为38~65，所述叶片的进口安装角为α，α的取值范围为55°~70°，所述叶片的出口安装角为β，β的取值范围为160°~175°，所述叶片的宽度为ω，ω的取值范围为80~120mm。

作为优选，所述叶片的进口安装角α的取值范围为55°~62°，所述叶片的出口安装角β的取值范围为170°~175°，所述叶片的宽度ω的取值范围为105~120mm，所述叶片的数量n的取值范围为43~55。

作为优选，所述叶片的进口安装角α为59.7°，所述叶片的出口安装角β为172.5°，所述叶片的宽度ω为110mm，所述叶片的数量n为49。

作为优选，所述叶片为瓦片状叶片，叶片靠近前盖板一端的端部厚度与叶片靠近后盖板一端的端部厚度相同。

作为优选，所述叶片靠近前盖板一端的曲率半径与叶片靠近后盖板一端的曲率半径相同。

作为优选，所述叶片的型线为圆弧型线或抛物线型线。

作为优选，所述的叶片是由热镀锌钢板制成的叶片。

另一方面，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高效单吸离心风机，包括蜗壳、集流圈和离心风机叶轮，集流圈设于蜗壳进口处，所述离心风机叶轮为以上任一项所述的高效单吸离心风机叶轮。

作为优选，所述离心风机叶轮的叶片与蜗壳之间的蜗舌间隙范围为14~20mm。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种高效单吸离心风机叶轮及离心风机，在现有技术的基础之上改进了单吸离心风机运行过程中存在的缺陷，增大了叶轮工作面积并大幅减小气流在蜗舌附件的循环流动，有效提高离心风机整机的送风效率及运行性能，并且叶轮叶片结构简单且易于加工制造，有利于控制生产制造成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例1和实施例2的立体结构示意图；

图2是本实用新型叶片的立体结构示意图；

图3是本实用新型实施例3的立体结构示意图；

图4是本实用新型实施例3的结构示意图；

图5是本实用新型实施例3的侧视结构示意图；

图6是本实用新型实施例3与现有产品的全压测试结果对比图。

图中：1、叶片，2、前盖板，3、后盖板，4、蜗壳，5、集流圈，6、离心风机叶轮，7、进气口，8、蜗壳环壁，9、蜗舌，10、出气口，11、出气室，12、进气室，13、蜗舌间隙。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本实用新型的实施并不局限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。

实施例1：

如图1和图2所示的一种高效单吸离心风机叶轮，包括轮毂、轮盖和设置于轮毂上的叶片1，轮盖包括前盖板2和后盖板3，所述叶片为数量为n的沿轮毂周向均布于轮毂上的叶片，每个叶片的轴线均平行于轮毂的中轴线，n的取值范围为38~65，所述叶片的进口安装角为α，α的取值范围为55°~70°，所述叶片的出口安装角为β，β的取值范围为160°~175°，所述叶片的宽度为ω，ω的取值范围为80~120mm。

在实现本实用新型的过程中实用新型人发现，一方面，叶轮半径与蜗舌顶端之间的间隙是影响效率的主要因素，间隙越小，就对气体在蜗壳内的循环流动的阻止能力越大；另一方面，叶轮上叶片的进出口安装角对离心风机的整体运行效率的影响也是显著的，叶片进口安装角越小，出口安装角越大，风机效率越高。对比现有产品的离心风机叶轮，本实施例在保持现有产品叶轮前盖板和后盖板间距不变动的基础上，将叶片进口安装角缩小，将叶片出口安装角增大，并将叶片宽度增大，同时合理的降低叶片数量，保证不增大叶轮的输入轴功率，这种改进增加了同一轴功率下的叶片的工作面积，因而提高了叶轮工作效率。

在本实施例中，优选叶片的进口安装角α为59.7°，叶片的出口安装角β为172.5°，叶片的宽度ω为110mm，叶片的数量n为49。

在本实施例中，叶片的出口安装角是通过在现有产品叶片的基础上对于叶片尾缘进行延长而得到相对于现有产品的增大，这样可以保证该离心风机叶轮仍然适配于原离心风机的蜗壳，并且，在原离心风机蜗壳不变的条件下，实现了叶片与蜗壳之间的蜗舌间隙的减小，起到防止气体在蜗壳内的循环流动的作用。

实施例2：

一种高效单吸离心风机叶轮，结构同实施例1，不同之处在于：

在本实施例中，每个叶片均为由韧性高、硬度大的热镀锌钢板制成的瓦片状叶片，叶片靠近前盖板一端的端部厚度与叶片靠近后盖板一端的端部厚度相同，叶片靠近前盖板一端的曲率半径与叶片靠近后盖板一端的曲率半径相同。这种形状的叶片为非渐变曲率叶片，易于加工制造。

叶片的型线为圆弧型线，圆弧型线的叶片能够较好的符合离心风机内部的流动特征，使风机流道内部不易产生分离漩涡，并且，圆弧型线的叶片的加工难度也较其它异形型线叶片低，利于控制加工成本在合理范围内。

实施例3：

如图3和图4所示的一种高效单吸离心风机，包括蜗壳4、集流圈5和离心风机叶轮6，集流圈设于蜗壳进口处，集流圈附近设有进气口7，蜗壳环壁8的根部设有蜗舌9，蜗舌附近设有出气口10，在出气口处设有出气室11，在集流圈处设有进气室12。离心风机叶轮为实施例2所述的高效单吸离心风机叶轮，如图5所示，离心风机叶轮的叶片与蜗壳之间的蜗舌间隙13范围为14~20mm。减小叶轮到蜗壳的蜗舌间隙可以降低蜗壳内部流动速度梯度，防止气体在蜗壳内的循环流动，降低离心风机的内部流动损失。但是，蜗舌间隙不能无限减小，否则会使离心风机的噪声增大，并减小离心风机整体的稳定性。减小后达到14~20mm的蜗舌间隙范围内最佳。

为了保证在同一轴功率下对比实施例3和现有产品的性能测试结果，现有产品的叶轮参数如下：叶片的进口安装角α为67.9°，叶片的出口安装角β为163.7°，叶片的宽度ω为100mm，叶片的数量n为60。现有产品的叶片面积较小，叶片质量也较小，所以具有较多的叶片数量，以维持同等的轴功率。全压测试结果对比如图6所示，从图中可以看出，在同一轴功率输入的条件下，实施例3对比现有产品具有更高的全压效率。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型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 (9)

1.一种高效单吸离心风机叶轮，包括轮毂、轮盖和设置于轮毂上的叶片，轮盖包括前盖板和后盖板，其特征在于：所述叶片为数量为n的沿轮毂周向均布于轮毂上的叶片，每个叶片的轴线均平行于轮毂的中轴线，n的取值范围为38~65，所述叶片的进口安装角为α，α的取值范围为55°~70°，所述叶片的出口安装角为β，β的取值范围为160°~175°，所述叶片的宽度为ω，ω的取值范围为80~120mm。

2.根据权利要求1所述的一种高效单吸离心风机叶轮，其特征在于：所述叶片的进口安装角α的取值范围为55°~62°，所述叶片的出口安装角β的取值范围为170°~175°，所述叶片的宽度ω的取值范围为105~120mm，所述叶片的数量n的取值范围为43~55。

3.根据权利要求1所述的一种高效单吸离心风机叶轮，其特征在于：所述叶片的进口安装角α为59.7°，所述叶片的出口安装角β为172.5°，所述叶片的宽度ω为110mm，所述叶片的数量n为49。

4.根据权利要求1所述的一种高效单吸离心风机叶轮，其特征在于：所述叶片为瓦片状叶片，叶片靠近前盖板一端的端部厚度与叶片靠近后盖板一端的端部厚度相同。

5.根据权利要求1所述的一种高效单吸离心风机叶轮，其特征在于：所述叶片靠近前盖板一端的曲率半径与叶片靠近后盖板一端的曲率半径相同。

6.根据权利要求1所述的一种高效单吸离心风机叶轮，其特征在于：所述叶片的型线为圆弧型线或抛物线型线。

7.根据权利要求1所述的一种高效单吸离心风机叶轮，其特征在于：所述的叶片是由热镀锌钢板制成的叶片。

8.一种高效单吸离心风机，包括蜗壳、集流圈和离心风机叶轮，集流圈设于蜗壳进口处，其特征在于：所述离心风机叶轮为权利要求1-7任一项所述的高效单吸离心风机叶轮。

9.根据权利要求8所述的一种高效单吸离心风机，其特征在于：所述离心风机叶轮的叶片与蜗壳之间的蜗舌间隙范围为14~20mm。

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