CN215171054U - 离心风机、空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种离心风机、空调器，其中的离心风机，包括离心风叶以及用于容纳离心风叶的蜗壳，沿离心风叶的轴向在离心风叶的任一径向面上投影，蜗壳具有的周向蜗壳至少包括第一型线、第二型线，且在同一螺旋渐开角φ下，周向蜗壳的型线半径沿着第一型线到第二型线的方向越来越小，第一型线所处区域对应的离心风叶的气流流量大于第二型线所处区域对应的离心风叶的气流流量，其中40°≤φ≤360°。根据本实用新型，蜗壳在其轴向上具有多条介于第一型线、第二型线之间且型线半径越来越小的蜗壳型线，由于第一型线与第二型线分别与离心风叶的气流流量相匹配，从而能够有效克服现有技术中蜗壳型线与风叶流量不匹配导致的效率低下的不足。

Description

离心风机、空调器

技术领域

本实用新型属于空气调节技术领域，具体涉及一种离心风机、空调器。

背景技术

根据风机蜗壳设计理论，按照动量矩不变原理，风机的蜗壳型线是一条对数螺旋线，其方程为

当风机直径R₂、设计流量q、风叶出口周向速度c_2u和蜗壳宽度B确定后，在不同φ角处的蜗壳型线的R也就确定了，根据前述型线做简单的拉伸就生成了蜗壳三维。这种蜗壳设计方法基于假设：在蜗壳内部，气流分布均匀，风叶上各截面的流量是相同的，然而风叶在实际运转过程中，风叶各截面上的流量并不一致，其变化形式是从集风器(气流入口处)到叶片中盘(例如对应于双进口离心风机中风叶轴向中点径向面(也即轴向居中位置的叶片端盘)，对应于单进口离心风机中对应距离进口最远的叶片端盘)逐渐增大，在叶片中盘附近最高，这就导致了原始蜗壳型线和实际运行工况不匹配，风机运行效率降低。

实用新型内容

因此，本实用新型提供一种离心风机、空调器，能够克服相关技术中的蜗壳的型线单一，与风叶的实际运行工况中的流量不匹配导致风机运行效率不高的不足。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种离心风机，包括离心风叶以及用于容纳所述离心风叶的蜗壳，沿所述离心风叶的轴向在所述离心风叶的任一径向面上投影，所述蜗壳具有的周向蜗壳至少包括第一型线、第二型线，且在同一螺旋渐开角φ下，所述周向蜗壳的型线半径沿着所述第一型线到第二型线的方向越来越小，所述第一型线所处区域对应的所述离心风叶的气流流量大于所述第二型线所处区域对应的所述离心风叶的气流流量，其中40°≤φ≤360°。

优选地，在螺旋渐开角φ下，所述第一型线对应的型线半径为R_a，

其中，R₂为所述离心风叶的直径，单位为m；e为自然对数，q为所述离心风机的设计流量，单位为m³/s；c_2u为所述离心风叶的出口周向速度，单位为m/s；B为所述蜗壳的轴向宽度，单位为m。

优选地，在与所述第一型线相同的螺旋渐开角φ下，所述第一型线对应的型线半径为R_b，

优选地，沿所述离心风叶的轴向在所述离心风叶的任一径向面上投影，所述周向蜗壳还包括第三型线，所述第三型线处于所述第一型线与所述第二型线之间，在与所述第一型线相同的螺旋渐开角φ下，所述第三型线对应的型线半径为R_c，

优选地，所述离心风机为单进口离心风机，所述蜗壳具有与所述离心风叶的第一轴端盘对应的第一轴端板以及与所述离心风叶的第二轴端盘对应的第二轴端板，所述第一轴端板与第二轴端板之间为所述周向蜗壳，所述第一轴端板上构造有第一进口，所述第二型线邻近所述第一进口设置且所述第一型线邻近所述第二轴端板设置。

优选地，在所述离心风机的轴向上，所述第一型线所在的径向截面与所述第二型线所在的径向截面的轴线间距为b，所述第一型线所在的径向截面与所述第三型线所在的径向截面的轴线间距为b1，b1＝(0.4～0.6)b。

优选地，所述离心风机为双进口离心风机，所述蜗壳具有与所述离心风叶的第一轴端盘对应的第一轴端板以及与所述离心风叶的第二轴端盘对应的第二轴端板，所述第一轴端板与第二轴端板之间为所述周向蜗壳，所述第一轴端板上构造有第一进口，所述第二轴端板上构造有第二进口，所述第一轴端板与所述第二轴端板关于第一径向面对称，所述第二型线具有两条，两条所述第二型线关于所述第一型线对称设置。

优选地，在所述第一型线与所述第一轴端板之间的所述离心风机的轴向区域上，所述第一型线所在的径向截面与所述第二型线所在的径向截面的轴线间距为b，所述第一型线所在的径向截面与所述第三型线所在的径向截面的轴线间距为b1，b1＝(0.4～0.6)b。

本实用新型还提供一种空调器，包括离心风机，所述离心风机为上述的离心风机。

本实用新型提供的一种离心风机、空调器，蜗壳在其轴向上具有多条介于所述第一型线、第二型线之间且型线半径越来越小的蜗壳型线，由于所述第一型线与第二型线分别与所述离心风叶的气流流量相匹配，从而能够有效克服现有技术中蜗壳型线与风叶流量不匹配导致的效率低下的不足。

附图说明

图1为本实用新型实施例的离心风机的立体结构示意图；

图2为图1中的蜗壳的结构示意图(轴侧图)；

图3为图2中的蜗壳的一轴截面结构示意图(局部)；

图4为图2中的蜗壳的轴向投影的结构示意图。

附图标记表示为：

1、蜗壳；11、第一轴端板；111、第一进口；12、第二轴端板；121、第二进口；13、周向蜗壳；131、第一型线；132、第二型线；133、第三型线；134、出口；2、离心风叶。

具体实施方式

结合参见图1至图4所示，根据本实用新型的实施例，提供一种离心风机，包括离心风叶2以及用于容纳所述离心风叶2的蜗壳1，所述蜗壳1具有与所述离心风叶2的第一轴端盘对应的第一轴端板11以及与所述离心风叶2的第二轴端盘对应的第二轴端板12，所述第一轴端板11与第二轴端板12平行且两者之间为所述周向蜗壳13，沿所述离心风叶2的轴向在所述离心风叶2的任一径向面上投影，所述蜗壳1具有的所述周向蜗壳13至少包括第一型线131、第二型线132(如图4所示出)，且在同一螺旋渐开角φ下，所述周向蜗壳13的型线半径沿着所述第一型线131到第二型线132的方向越来越小，所述第一型线131所处区域对应的所述离心风叶2的气流流量大于所述第二型线132所处区域对应的所述离心风叶2的气流流量，其中40°≤φ≤360°，而可以理解的是，0°≤φ＜40°所对应的所述周向蜗壳13的区域为所述离心风机的出口134所在区域，而螺旋渐开角φ的起始位置则可以参照图4所示出的方位予以限定，具体的，以所述离心风叶2的轴心在所述任一径向面上的投影为坐标原点O，而以与所述出口134的口部在所述任一径向面上的投影的唇口投影线平行且经过所述O点的直线为X轴(正方向朝向气流出口一侧)，经过O点且垂直于所述X轴的直线为Y轴(正方向朝向气流出口一侧)，从而构建了所述第一型线131、第二型线132的定义坐标系，而所述φ则是所述第一型线131以及所述第二型线132上的点与所述O点的连线与所述X轴之间的夹角，此部分关于φ的限定作为本领域的公知常识不做进一步赘述。该技术方案中，与现有技术中的蜗壳具有的轴向单一型线不同的是，本实用新型中的蜗壳在其轴向上具有多条介于所述第一型线131、第二型线132之间且型线半径越来越小的蜗壳型线，由于所述第一型线131与第二型线132分别与所述离心风叶2的气流流量相匹配，从而能够有效克服现有技术中蜗壳型线与风叶流量不匹配导致的效率低下的不足。

在一些实施方式中，在螺旋渐开角φ下，所述第一型线131对应的型线半径为R_a，

其中，R₂为所述离心风叶2的直径，单位为m；e为自然对数，q为所述离心风机的设计流量，单位为m³/s；c_2u为所述离心风叶2的出口周向速度，单位为m/s；B为所述蜗壳1的轴向宽度，单位为m，需要说明的是，经仿真验证，前式中q的系数取1.1～1.3能够保证风机效率处于一个较高的水平。进一步地，在与所述第一型线131相同的螺旋渐开角φ下，所述第一型线131对应的型线半径为R_b，

需要说明的是，经仿真验证，前式中q的系数取0.7～0.9能够保证风机效率处于一个较高的水平。需要说明的是，所述第一型线131对应于所述离心风叶2流量最大的位置设置，而所述第二型线132则对应于所述离心风叶2流量最小的位置设置，此时对应的，在所述周向蜗壳13的同一轴截面上，所述第一型线131的位置高于所述第二型线132的位置。进一步地，沿所述离心风叶2的轴向在所述离心风叶2的任一径向面上投影，所述周向蜗壳13还包括第三型线133，所述第三型线133处于所述第一型线131与所述第二型线132之间，在与所述第一型线131相同的螺旋渐开角φ下，所述第三型线133对应的型线半径为R_c，

也即此时，在所述周向蜗壳13的同一轴截面上，所述第一型线131的位置最高，所述第二型线132的位置最低，而所述第三型线133的位置具有所述第一型线131与第二型线132的位置之间，需要说明的是，经仿真验证，前式中q的系数取1～1.05能够保证风机效率处于一个较高的水平。

所述第一型线131至所述第二型线132之间例如可以为沿着所述周向蜗壳13的轴向延伸的线性渐变连接关系，而最好的，两者之间为圆滑曲线渐变连接关系，从而使所述周向蜗壳13能够与所述离心风叶2的轴向流量大小更加匹配。而当还包括所述第三型线133时，所述第一型线131、第三型线133、第二型线132三者之间也为圆滑曲线连接关系。

在一个实施方式中，所述离心风机为单进口离心风机，此时所述第一轴端板11上构造有第一进口111，所述第二型线132邻近所述第一进口111设置且所述第一型线131邻近所述第二轴端板12设置，也即此时，所述周向蜗壳13的型线半径沿着其轴向由所述第二轴端板12向所述第一轴端板11的方向越来越小。需要说明的是，对于单进口离心风机而言，所述第一型线131的设置位置对应于所述离心风叶2的内侧轴端盘(其也与所述第二轴端板12对应设置)，且此处的风叶气流流量最大，所述第二型线132的设置位置则对应于与所述第一进口111邻近的离心风叶2的外侧轴端盘，此处的风叶气流流量最小。

对应的，在所述离心风机的轴向上，所述第一型线131所在的径向截面A与所述第二型线132所在的径向截面B的轴线间距为b，所述第一型线131所在的径向截面A与所述第三型线133所在的径向截面C的轴线间距为b1，b1＝(0.4～0.6)b，如此，相应位置处的流速与风机设计流量时产生的流速更相近。。

在另一个实施方式中，所述离心风机为双进口离心风机，所述第一轴端板11上构造有第一进口111，所述第二轴端板12上构造有第二进口121，所述第一轴端板11与所述第二轴端板12关于第一径向面对称，所述第二型线132具有两条，两条所述第二型线132关于所述第一型线131对称设置，而可以理解的是，所述第一型线131处于所述第一径向面上，所述第三型线133也具有两条，两条所述第三型线133分别处于第一型线131与第二型线132之间且关于所述第一型线131对称。需要说明的是，对于双进口离心风机而言，所述第一型线131的设置位置对应于所述离心风叶2的中央轴端盘(其为所述离心风叶2的轴向长度的中间位置的端盘，也称叶片中盘)，此处的风叶气流流量最大，所述第二型线132的设置位置则分别对应于与所述第一进口111、第二进口121邻近的离心风叶2的边侧轴端盘，此处的风叶气流流量最小。

在所述第一型线131与所述第一轴端板11之间的所述离心风机的轴向区域上，所述第一型线131所在的径向截面A与所述第二型线132所在的径向截面B的轴线间距为b，所述第一型线131所在的径向截面A与所述第三型线133所在的径向截面C的轴线间距为b1，b1＝(0.4～0.6)b。

根据本实用新型的实施例，还提供一种空调器，包括离心风机，所述离心风机为上述的离心风机。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种离心风机，包括离心风叶(2)以及用于容纳所述离心风叶(2)的蜗壳(1)，其特征在于，沿所述离心风叶(2)的轴向在所述离心风叶(2)的任一径向面上投影，所述蜗壳(1)具有的周向蜗壳(13)至少包括第一型线(131)、第二型线(132)，且在同一螺旋渐开角φ下，所述周向蜗壳(13)的型线半径沿着所述第一型线(131)到第二型线(132)的方向越来越小，所述第一型线(131)所处区域对应的所述离心风叶(2)的气流流量大于所述第二型线(132)所处区域对应的所述离心风叶(2)的气流流量，其中40°≤φ≤360°。

2.根据权利要求1所述的离心风机，其特征在于，在螺旋渐开角φ下，所述第一型线(131)对应的型线半径为R_a，

其中，R₂为所述离心风叶(2)的直径，单位为m；e为自然对数，q为所述离心风机的设计流量，单位为m³/s；c_2u为所述离心风叶(2)的出口周向速度，单位为m/s；B为所述蜗壳(1)的轴向宽度，单位为m。

3.根据权利要求2所述的离心风机，其特征在于，在与所述第一型线(131)相同的螺旋渐开角φ下，所述第一型线(131)对应的型线半径为R_b，

4.根据权利要求3所述的离心风机，其特征在于，沿所述离心风叶(2)的轴向在所述离心风叶(2)的任一径向面上投影，所述周向蜗壳(13)还包括第三型线(133)，所述第三型线(133)处于所述第一型线(131)与所述第二型线(132)之间，在与所述第一型线(131)相同的螺旋渐开角φ下，所述第三型线(133)对应的型线半径为R_c，

5.根据权利要求4所述的离心风机，其特征在于，所述离心风机为单进口离心风机，所述蜗壳(1)具有与所述离心风叶(2)的第一轴端盘对应的第一轴端板(11)以及与所述离心风叶(2)的第二轴端盘对应的第二轴端板(12)，所述第一轴端板(11)与第二轴端板(12)之间为所述周向蜗壳(13)，所述第一轴端板(11)上构造有第一进口(111)，所述第二型线(132)邻近所述第一进口(111)设置且所述第一型线(131)邻近所述第二轴端板(12)设置。

6.根据权利要求5所述的离心风机，其特征在于，在所述离心风机的轴向上，所述第一型线(131)所在的径向截面与所述第二型线(132)所在的径向截面的轴线间距为b，所述第一型线(131)所在的径向截面与所述第三型线(133)所在的径向截面的轴线间距为b1，b1＝(0.4～0.6)b。

7.根据权利要求4所述的离心风机，其特征在于，所述离心风机为双进口离心风机，所述蜗壳(1)具有与所述离心风叶(2)的第一轴端盘对应的第一轴端板(11)以及与所述离心风叶(2)的第二轴端盘对应的第二轴端板(12)，所述第一轴端板(11)与第二轴端板(12)之间为所述周向蜗壳(13)，所述第一轴端板(11)上构造有第一进口(111)，所述第二轴端板(12)上构造有第二进口(121)，所述第一轴端板(11)与所述第二轴端板(12)关于第一径向面对称，所述第二型线(132)具有两条，两条所述第二型线(132)关于所述第一型线(131)对称设置。

8.根据权利要求7所述的离心风机，其特征在于，在所述第一型线(131)与所述第一轴端板(11)之间的所述离心风机的轴向区域上，所述第一型线(131)所在的径向截面与所述第二型线(132)所在的径向截面的轴线间距为b，所述第一型线(131)所在的径向截面与所述第三型线(133)所在的径向截面的轴线间距为b1，b1＝(0.4～0.6)b。

9.一种空调器，其特征在于，包括离心风机，所述离心风机为权利要求1至8中任一项所述的离心风机。

Images