[實用新型]離心通風(fēng)機(jī)及包含該離心通風(fēng)機(jī)的空調(diào)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120007440.1
• 申請日: 2011-01-10
• 公開（公告）號: CN201916254U
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張輝;肖彪;肖忠弟;趙偉東;艾大云;葉務(wù)占;林金煌;劉北泉;肖芳斌
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: F04D29/44
• 分類號: F04D29/44
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳貴明

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及氣體輸送機(jī)械領(lǐng)域，具體而言，涉及一種離心通風(fēng)機(jī)及包含該離心通風(fēng)機(jī)的空調(diào)器。

背景技術(shù)

離心式通風(fēng)機(jī)是一種應(yīng)用廣泛的氣體輸送機(jī)械，廣泛應(yīng)用于工業(yè)通風(fēng)、除塵、化工、暖通等領(lǐng)域。多翼離心風(fēng)機(jī)因結(jié)構(gòu)緊湊、壓力系數(shù)高、噪音低而被廣泛應(yīng)用于空調(diào)器中。多翼風(fēng)機(jī)獨特的結(jié)構(gòu)特點、葉輪的高速旋轉(zhuǎn)以及流道復(fù)雜的、非對稱性的幾何形狀，再加上實際流體具有粘性，都使風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動呈現(xiàn)出很復(fù)雜的三維特性。多翼離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部的壓力脈動、尾流、邊界層分離和漩渦脫落對離心風(fēng)機(jī)的氣動特性和噪音特性有很大影響。

在實際運行中離心通風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動情況非常復(fù)雜，目前純理論的方法還很難精確地計算出其各流通部分的流動情況以及流動損失。特別是當(dāng)離心通風(fēng)機(jī)在流道阻力增大或部分負(fù)荷下運行時，流道內(nèi)會出現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)流，伴隨著非穩(wěn)態(tài)流的發(fā)生過程，風(fēng)機(jī)性能顯著降低，流道內(nèi)的氣流壓力脈沖幅值明顯增加，頻率減小，且脈動頻率為低頻。而葉片、風(fēng)機(jī)的固定裝置的固有頻率有倍數(shù)關(guān)系，非穩(wěn)態(tài)流會對風(fēng)機(jī)葉輪、葉片、風(fēng)機(jī)固定裝置以及系統(tǒng)管道產(chǎn)生非穩(wěn)態(tài)空氣動力激振，對葉片機(jī)械的性能和壽命造成極為嚴(yán)重的影響，引起整機(jī)振動大，導(dǎo)致異常噪聲。通常離心風(fēng)機(jī)的非穩(wěn)態(tài)流源有進(jìn)口渦流、旋轉(zhuǎn)失速、喘振，旋轉(zhuǎn)失速產(chǎn)生的振動比喘振小，但遠(yuǎn)比非穩(wěn)態(tài)進(jìn)口渦流要強(qiáng)烈，而旋轉(zhuǎn)失速與風(fēng)機(jī)的內(nèi)流特性密切相關(guān)。

通風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)是由進(jìn)口壓力、進(jìn)氣溫度、轉(zhuǎn)速和流量決定的，設(shè)計工況下，通風(fēng)機(jī)內(nèi)部氣體流向合理，流速穩(wěn)定。在機(jī)器運行中，如果離心通風(fēng)機(jī)進(jìn)口導(dǎo)流板開度調(diào)節(jié)不當(dāng)或葉輪流道、氣流流道、過濾網(wǎng)等阻塞，將會導(dǎo)致實際流量小于設(shè)計流量。這時進(jìn)入葉輪的氣流方向會發(fā)生改變，在葉片的非工作面附近形成氣流漩渦和脫體團(tuán)，氣流漩渦的存在及其對流道進(jìn)氣流的擠壓，使得相鄰流道葉片的氣流沖角交替增大和減小，氣流脫體團(tuán)依次循環(huán)發(fā)生，此時葉輪完全處于失速狀態(tài)，其運動方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反。研究和實驗表明，由于離心風(fēng)機(jī)固有的入口流速分布不均現(xiàn)象，旋轉(zhuǎn)失速會優(yōu)先出現(xiàn)在靠近出口的葉片流道中。旋轉(zhuǎn)失速引起流道和風(fēng)機(jī)整體振動的主要原因，是因為葉輪旋轉(zhuǎn)失速內(nèi)部流動狀態(tài)，導(dǎo)致葉輪做負(fù)功，葉片流道出口壓力達(dá)不到壓力要求，在葉輪出口和管道處產(chǎn)生壓力脈動。通過對離心風(fēng)機(jī)振動信號的小波包解調(diào)分解等振動信號處理技術(shù)，可以對旋轉(zhuǎn)失速產(chǎn)生的頻率進(jìn)行識別。研究表明，旋轉(zhuǎn)失速產(chǎn)生的基頻，葉輪失速在0.5～0.8旋轉(zhuǎn)頻率范圍內(nèi)，導(dǎo)流器失速在0.1～0.25轉(zhuǎn)頻范圍內(nèi)。在振動頻率上，不同于低頻喘振，也不同于高頻帶的非穩(wěn)定進(jìn)口渦流。旋轉(zhuǎn)失速是渦輪流體機(jī)械葉輪導(dǎo)流器區(qū)域的一種非穩(wěn)態(tài)流動，因此可以通過對導(dǎo)流器的優(yōu)化設(shè)計，避免葉輪進(jìn)入旋轉(zhuǎn)失速。

通常導(dǎo)流器的調(diào)節(jié)量不會使旋轉(zhuǎn)失速的頻率產(chǎn)生明顯變化，在一定開度下，失速頻率與流量成斜率極小的線性關(guān)系；在小流量的情況下，失速頻率會出現(xiàn)頻率階躍現(xiàn)象。如圖1和圖2所示，離心通風(fēng)機(jī)包括葉輪葉片1’，蝸殼2’，還可以包括導(dǎo)流器3’。在采用進(jìn)口導(dǎo)流器3’調(diào)節(jié)的離心通風(fēng)機(jī)中，隨著導(dǎo)流器3’調(diào)節(jié)量的增大，進(jìn)口渦流頻率明顯增大，對旋轉(zhuǎn)失速的延緩作用明顯加強(qiáng)。因此，如何設(shè)計離心通風(fēng)機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)流器結(jié)構(gòu)，對離心風(fēng)機(jī)的性能和噪聲有著很大的影響。目前離心風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口一般有圓筒形、圓錐形、弧形、錐弧形、弧筒形和錐弧形等幾種結(jié)構(gòu)型式，進(jìn)口導(dǎo)葉的形狀通常為軸向或徑向葉片狀，主要在壓縮機(jī)中使用，在單級通風(fēng)機(jī)中，幾乎是不用導(dǎo)葉的。在工程實際中，許多單級離心通風(fēng)機(jī)，由于特殊的流道結(jié)構(gòu)和阻力，也會發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速，對于有特殊振動和噪聲要求的工業(yè)通風(fēng)或空調(diào)暖通設(shè)備來講，就會降低風(fēng)機(jī)的性能。

在前向多翼離心風(fēng)機(jī)進(jìn)口導(dǎo)流圈的出口會產(chǎn)生渦流，其背面也有大量的回流渦流，同時由于葉輪內(nèi)部的周向靜壓分布不均，導(dǎo)致進(jìn)口氣流分布不均，氣流經(jīng)過導(dǎo)流圈后，通常會產(chǎn)生大尺度渦流涌入葉輪葉片前緣。在上述因素的綜合作用下，葉輪沿周向的葉片進(jìn)口氣流沖角大小存在巨大差異，特別是靠近蝸殼出口區(qū)域，氣流沖角紊亂，導(dǎo)致了葉片因沖角變化而引起的漸次失速擾動。當(dāng)葉片進(jìn)口角設(shè)計不夠合理或進(jìn)出風(fēng)口阻力過大時，葉輪產(chǎn)生嚴(yán)重的旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象，葉輪出口和風(fēng)道內(nèi)產(chǎn)生非穩(wěn)態(tài)流，噪聲、振動增大，音質(zhì)惡化。

實用新型內(nèi)容

本實用新型旨在提供一種離心通風(fēng)機(jī)，能夠有效避免離心通風(fēng)機(jī)葉片和導(dǎo)流器區(qū)域旋轉(zhuǎn)失速，改善導(dǎo)流圈出口氣流周向均勻性，使得離心風(fēng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)均勻穩(wěn)定，降低風(fēng)機(jī)噪聲，改善音質(zhì)，提高性能和可靠性，降低成本，同時也保證在較寬流量范圍內(nèi)高效可靠。