CN220248444U - 一种有效抑制入口处回流的离心风轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及离心风轮技术领域，特别是一种有效抑制入口处回流的离心风轮。一种有效抑制入口处回流的离心风轮，包括轮毂、边框组件和多个叶片；所述边框组件包括加强框和凸起部，多个所述叶片周向均匀排列于所述轮毂与所述加强框之间，所述加强框的一端与所述后缘相平齐，所述加强框的另一端延伸至所述后缘与所述前缘之间；所述凸起部的下端面与所述加强框的靠近所述轮毂的中心的上端面连接，所述凸起部朝上凸出于所述加强框设置。一种有效抑制入口处回流的离心风轮，有效地减少了所述离心风轮入口处从高压区回流到低压区的气流量，解决了离心风轮入口处的气流回流导致离心风轮的气动性能、效率低及噪音高的问题。

Description

一种有效抑制入口处回流的离心风轮

技术领域

本实用新型涉及离心风轮技术领域，特别是一种有效抑制入口处回流的离心风轮。

背景技术

离心风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械。离心风机广泛应用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却。目前市面上所使用的离心风机中，普遍都在排风过程中存在风回流的现象，导致离心风机的总体输出风量小，引起效率低下的缺陷，效率的降低必然会在不同程度下造成能源的浪费，所以提高离心风机效率至关重要。而风轮是离心风机的关键部件，在提高离心风机效率方面，优化设计的重点是风轮，带轮盖的封闭式风轮与导流圈形成天然的错位，虽然能够有效减少回流的气流，但是带轮盖的封闭式风轮的制作工艺繁杂，而半开放式风轮制造起来相对简单。由于导流圈和离心风轮之间存在间隙，导流圈和离心风轮之间的缝隙一边是离心风轮出口高压区，一边是离心风轮进口低压区，为了使工作部件互相不产生干涉，缝隙的大小有一个安全间隙的要求(一般为5mm)。但常规的半开放式风轮的顶部呈平直状态，容易泄露气流，气流从高压区回流到低压区形成二次流，使得常规的半开放式风轮容易在风轮进口处与蜗壳间隙之间产生回流，导致离心风轮的性能减低，还存在高噪音的问题。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种有效抑制入口处回流的离心风轮，在所述离心风轮的加强框上设置有凸起部，有效地减少了所述离心风轮入口处从高压区回流到低压区的气流量，达到了提高离心风轮的气动性能和降噪的效果，解决了离心风轮入口处的气流回流导致离心风轮的气动性能、效率低及噪音高的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种有效抑制入口处回流的离心风轮，包括轮毂、边框组件和多个叶片；

所述边框组件包括加强框和凸起部，所述轮毂设置于所述加强框的下方，多个所述叶片周向均匀排列于所述轮毂与所述加强框之间，所述叶片靠近所述轮毂的中心的一端为所述叶片的前缘，所述叶片远离所述轮毂的中心的一端为所述叶片的后缘，所述加强框的一端与所述后缘相平齐，所述加强框的另一端延伸至所述后缘与所述前缘之间；

所述凸起部的下端面与所述加强框的靠近所述轮毂的中心的上端面连接，所述凸起部朝上凸出于所述加强框设置。

值得说明的是，所述凸起部靠近所述轮毂的中心的一侧为所述凸起部的内侧，所述凸起部远离所述轮毂的中心的一侧为所述凸起部的外侧，所述凸起部的内侧与所述凸起部的外侧之间最大的厚度为a，所述凸起部的高度为b，a与b之间的关系满足：b＝a*X，X＝0.5～1。

值得说明的是，所述凸起部呈半椭圆状。

值得说明的是，所述加强框的横截面为曲面，所述加强框由远离所述轮毂的中心至靠近所述轮毂的中心的方向逐渐向上弯曲。

更进一步说明，所述加强框的厚度和所述凸起部的内侧与所述凸起部的外侧之间最大的厚度a相等。

更进一步说明，所述凸起部的内侧到所述叶片的前缘的长度为c，所述轮毂的中心到所述叶片的前缘的距离为r1，所述轮毂的中心到所述叶片的后缘的距离为r2，c、r1和r2之间的关系满足：c＝(r2-r1)/3。

更进一步说明，所述轮毂包括轮盘、轴套和多个中隔板，所述轴套设置于所述轮盘的中心，多个所述中隔板沿所述轮盘的轴心环形阵列分布，所述中隔板的一端与所述轮盘连接，所述中隔板的另一端与所述轴套连接，相邻的两个所述中隔板之间形成有导风孔；

所述轴套沿自身的延伸方向贯穿开设有通孔，所述通孔用于安装电机的驱动轴。

值得说明的是，所述轮毂、所述边框组件和多个所述叶片为一体成型结构。

与现有技术相比，本实用新型的实施例具有以下有益效果：在所述离心风轮的加强框上设置有所述凸起部，气流从所述高压区到所述低压区需要二次折弯才能从所述凸起部外侧的高压区流到所述凸起部内侧的低压区，二次折弯对回流气流的流动产生了阻力，有效地减少了所述离心风轮入口处从高压区回流到低压区的气流量，达到了提高离心风轮的气动性能和降噪的效果，解决了离心风轮入口处的气流回流导致离心风轮的气动性能、效率低及噪音高的问题。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的有效抑制入口处回流的离心风轮的立体结构示意图。

图2是本实用新型的一个实施例的有效抑制入口处回流的离心风轮的正视图。

图3是本实用新型的一个实施例的有效抑制入口处回流的离心风轮的正视结构示意图的D-D截面示意图。

图4是本实用新型的一个实施例的有效抑制入口处回流的离心风轮的俯视图。

图5是本实用新型的一个实施例的有效抑制入口处回流的离心风轮的俯视结构示意图的E-E截面示意图。

图6是图5的F处的局部放大图。

图7是本实用新型的一个实施例的有效抑制入口处回流的离心风轮的俯视图。

图8是现有半开放式离心风轮与蜗壳的导流圈的配合图。

图9是本实用新型一个实施例的有效抑制入口处回流的离心风轮与蜗壳的导流圈的配合图。

其中：轮毂1、轮盘11、轴套12、通孔121、中隔板13、导风孔131、边框组件2、加强框21、凸起部22、内侧221、外侧222、叶片3、前缘31、后缘32、蜗壳4、导流圈41、高压区5、低压区6。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

如图1至图9所示，一种有效抑制入口处回流的离心风轮，包括轮毂1、边框组件2和多个叶片3；

所述边框组件2包括加强框21和凸起部22，所述轮毂1设置于所述加强框21的下方，多个所述叶片3周向均匀排列于所述轮毂1与所述加强框21之间，所述叶片3靠近所述轮毂1的中心的一端为所述叶片3的前缘31，所述叶片3远离所述轮毂1的中心的一端为所述叶片3的后缘32，所述加强框21的一端与所述后缘32相平齐，所述加强框21的另一端延伸至所述后缘32与所述前缘31之间；

所述凸起部22的下端面与所述加强框21的靠近所述轮毂1的中心的上端面连接，所述凸起部22朝上凸出于所述加强框21设置。

现有技术中，在所述离心风轮与蜗壳4配合时，所述蜗壳4的进风口处的导流圈41与所述离心风轮之间存在间隙，间隙的一边为离心风轮出口的高压区5，间隙的另一边为离心风轮进口的低压区6，为了使工作部件之间不产生干涉，离心风轮与导流圈41之间的缝隙大小一般有安全间隙的要求(一般为5mm)，传统的半开放式离心风轮的顶部呈平直状态，容易发生泄漏，气流直接从所述高压区5回流到所述低压区6形成二次流(如图8所示)，离心风轮入口处的回流会造成静力学压力损失，同时会降低离心风轮的效率，从而降低了离心风轮的性能。本实用新型在所述离心风轮的加强框21上设置有所述凸起部22，气流从所述高压区5到所述低压区6需要经过所述凸起部22，即气流从所述高压区5到所述低压区6需要二次折弯才能从所述凸起部22外侧222的高压区5流到所述凸起部22内侧221的低压区6(如图9所示)，二次折弯对回流气流的流动产生了阻力，有效地减少了所述离心风轮入口处从所述高压区5回流到所述低压区6的气流量，达到了提高离心风轮的气动性能和降噪的效果，此外，由于所述凸起部22的下端面与所述加强框21的靠近所述轮毂1的中心的上端面连接，所述加强框21的一端与所述后缘32相平齐，所述加强框21的另一端延伸至所述后缘32与所述前缘31之间，使得所述叶片3的靠近所述前缘31的上端面可以与蜗壳4的导流圈41之间保持一定的安全间隙，同时，所述凸起部22的顶部与所述蜗壳4的导流圈41之间相互不接触，保证了所述凸起部22对所述离心风轮的入口处回流的抑制效果，解决了离心风轮入口处的气流回流导致离心风轮的气动性能、效率低及噪音高的问题。

值得说明的是，所述凸起部22靠近所述轮毂1的中心的一侧为所述凸起部22的内侧221，所述凸起部22远离所述轮毂1的中心的一侧为所述凸起部22的外侧222，所述凸起部22的内侧221与所述凸起部22的外侧222之间最大的厚度为a，所述凸起部22的高度为b，a与b之间的关系满足：b＝a*X，X＝0.5～1。

更进一步说明，所述凸起部22的厚度a没有固定值，a的实际厚度会根据离心风轮的材料、重量和尺寸等方面来确定，所述凸起部22的厚度a属于变量参数，a的取值不会影响离心风轮的设计。X的取值影响所述凸起部22的高度，由于所述凸起部22可能会与所述蜗壳4的导流圈41产生干涉，所以要在保证所述凸起部22在安全间隙的情况下，X取到的值越大，抑制气流泄漏的效果越好，但X的取值如果过大则会引起离心风轮的结构强度不足、挠度太高，会导致所述凸起部22容易断裂，X的最大值为1时能满足离心风轮的结构强度的要求；当X的值取0.5时，所述凸起部22已经满足不与所述蜗壳4的导流圈41干涉的要求，所以X的取值不需要取0.5以下，若X的取值太小，所述凸起部22抑制回流的效果也会减少。

值得说明的是，所述凸起部22呈半椭圆状。

所述凸起部22呈半椭圆状(以a为短轴，b为长轴作椭圆)，能够保证在气流从所述高压区5回流到所述低压区6的时候，所述凸起部22对回流气流的迎流效果更好，气动效果更好，不容易产生分离涡流，而且所述凸起部22呈半椭圆状能够保证所述离心风轮在生产中容易脱胶、拔模。

值得说明的是，所述加强框21的横截面为曲面，所述加强框21由远离所述轮毂1的中心至靠近所述轮毂1的中心的方向逐渐向上弯曲。

如图2、图5和6所示，所述加强框21的横截面为曲面，所述加强框21由远离所述轮毂1的中心至靠近所述轮毂1的中心的方向逐渐向上弯曲，能够让气流的流动更顺畅，气动效果更好。

在本实用新型的另一个实施例中，所述加强框21还可以设计为平面结构，实现与所述凸起部22的连接。

更进一步说明，所述加强框21的厚度和所述凸起部22的内侧221与所述凸起部22的外侧222之间最大的厚度a相等。

值得说明的是，所述加强框21的厚度a是根据离心风轮的材料、重量和尺寸等方面限定的，所述加强框21的厚度等于所述凸起部22的最大厚度a，保证了所述凸起部22和所述加强框21的之间连接的强度，使所述有效抑制入口处回流的离心风轮在工作时所述凸起部22不易断裂，若所述加强框21的厚度大于所述凸起部22的厚度，则所述凸起部22的强度不足，容易导致所述凸起部22断裂，若所述加强框21的厚度小于所述凸起部22的厚度，则所述凸起部22会堵塞进风，影响风机的整体性能。

更进一步说明，所述凸起部22的内侧221到所述叶片3的前缘31的长度为c，所述轮毂1的中心到所述叶片3的前缘31的距离为r1，所述轮毂1的中心到所述叶片3的后缘32的距离为r2，c、r1和r2之间的关系满足：c＝(r2-r1)/3。

c、r1和r2之间的关系满足：c＝(r2-r1)/3，能够确定所述凸起部22的位置，由于所述凸起部22的下端面与所述加强框21的靠近所述轮毂1的中心的上端面连接，所述加强框21的一端与所述后缘32相平齐，所述加强框21的另一端延伸至所述后缘32与所述前缘31之间，使得所述叶片3的靠近所述前缘31的上端面可以与所述蜗壳4的导流圈41之间保持一定的安全间隙，同时保证了所述凸起部22的顶部与所述蜗壳4的导流圈41之间相互不接触，使得气流从所述凸起部22的外侧222的高压区5流到所述凸起部22的内侧221的低压区6时，气流达到二次折弯的效果，有效地减少了所述离心风轮入口处从所述高压区5回流到所述低压区6的气流量。

更进一步说明，所述轮毂1包括轮盘11、轴套12和多个中隔板13，所述轴套12设置于所述轮盘11的中心，多个所述中隔板13沿所述轮盘11的轴心环形阵列分布，所述中隔板13的一端与所述轮盘11连接，所述中隔板13的另一端与所述轴套12连接，相邻的两个所述中隔板13之间形成有导风孔131；

所述轴套12沿自身的延伸方向贯穿开设有通孔121，所述通孔121用于安装电机的驱动轴。

通过设置多个所述中隔板13，以及在相邻的两个所述中隔板13之间设置所述导风孔131，采用轮毂开孔的设计，能够进一步提高风轮两侧进风的均匀性，改善风机内两侧气流压差，提升风机效率，通过设置所述轴套12，能够安装电机的驱动轴，实现电机驱动所述离心风轮转动。

值得说明的是，所述轮毂1、所述边框组件2和多个所述叶片3为一体成型结构。

所述有效抑制入口处回流的离心风轮采用一体成型结构，结构简单，加工便利，同时可改善因焊接方式导致的应力集中和弯曲变形的风险，能够降低所述离心风轮的应力，延长所述有效抑制入口处回流的离心风轮的有效使用时间。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种有效抑制入口处回流的离心风轮，其特征在于，包括轮毂、边框组件和多个叶片；

所述边框组件包括加强框和凸起部，所述轮毂设置于所述加强框的下方，多个所述叶片周向均匀排列于所述轮毂与所述加强框之间，所述叶片靠近所述轮毂的中心的一端为所述叶片的前缘，所述叶片远离所述轮毂的中心的一端为所述叶片的后缘，所述加强框的一端与所述后缘相平齐，所述加强框的另一端延伸至所述后缘与所述前缘之间；

所述凸起部的下端面与所述加强框的靠近所述轮毂的中心的上端面连接，所述凸起部朝上凸出于所述加强框设置。

2.根据权利要求1所述的有效抑制入口处回流的离心风轮，其特征在于，所述凸起部靠近所述轮毂的中心的一侧为所述凸起部的内侧，所述凸起部远离所述轮毂的中心的一侧为所述凸起部的外侧，所述凸起部的内侧与所述凸起部的外侧之间最大的厚度为a，所述凸起部的高度为b，a与b之间的关系满足：b＝a*X，X＝0.5～1。

3.根据权利要求1所述的有效抑制入口处回流的离心风轮，其特征在于，所述凸起部呈半椭圆状。

4.根据权利要求1所述的有效抑制入口处回流的离心风轮，其特征在于，所述加强框的横截面为曲面，所述加强框由远离所述轮毂的中心至靠近所述轮毂的中心的方向逐渐向上弯曲。

5.根据权利要求4所述的有效抑制入口处回流的离心风轮，其特征在于，所述加强框的厚度和所述凸起部的内侧与所述凸起部的外侧之间最大的厚度a相等。

6.根据权利要求1所述的有效抑制入口处回流的离心风轮，其特征在于，所述凸起部的内侧到所述叶片的前缘的长度为c，所述轮毂的中心到所述叶片的前缘的距离为r1，所述轮毂的中心到所述叶片的后缘的距离为r2，c、r1和r2之间的关系满足：c＝(r2-r1)/3。

7.根据权利要求1所述的有效抑制入口处回流的离心风轮，其特征在于，所述轮毂包括轮盘、轴套和多个中隔板，所述轴套设置于所述轮盘的中心，多个所述中隔板沿所述轮盘的轴心环形阵列分布，所述中隔板的一端与所述轮盘连接，所述中隔板的另一端与所述轴套连接，相邻的两个所述中隔板之间形成有导风孔；

所述轴套沿自身的延伸方向贯穿开设有通孔，所述通孔用于安装电机的驱动轴。

8.根据权利要求1所述的有效抑制入口处回流的离心风轮，其特征在于，所述轮毂、所述边框组件和多个所述叶片为一体成型结构。