[發(fā)明專(zhuān)利]一種離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向蝸殼

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910871490.5
• 申請(qǐng)日: 2019-09-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110608194B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王軍;蔣博彥;肖千豪;楊筱沛;梁鐘
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F04D29/42
• 分類(lèi)號(hào): F04D29/42
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 李智;張彩錦

本發(fā)明屬于流體機(jī)械領(lǐng)域，并具體公開(kāi)了一種離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向蝸殼，包括收集段和轉(zhuǎn)向段，收集段由環(huán)壁面、前螺旋面和后螺旋面包絡(luò)而成，環(huán)壁面下邊按型線設(shè)計(jì)而成，上邊按型線設(shè)計(jì)而成，前螺旋面和后螺旋面均垂直于環(huán)壁面，分別與環(huán)壁面下邊和上邊相連；轉(zhuǎn)向段是由大圓弧面、小圓弧面、環(huán)壁側(cè)平面和蝸舌側(cè)平面包絡(luò)成的肘形流道，大圓弧面、小圓弧面、環(huán)壁側(cè)平面分別與前螺旋面、后螺旋面、環(huán)壁面末端相切，蝸舌側(cè)平面連接大圓弧面和小圓弧面，且與環(huán)壁側(cè)平面平行。本發(fā)明蝸殼融合了傳統(tǒng)蝸殼及轉(zhuǎn)向通道，以緊湊的結(jié)構(gòu)、較小的尺寸和流動(dòng)損失實(shí)現(xiàn)氣流流向在蝸殼內(nèi)向特定方向的偏轉(zhuǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于流體機(jī)械領(lǐng)域，更具體地，涉及一種離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向蝸殼。

背景技術(shù)

離心風(fēng)機(jī)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通以及各種有通風(fēng)換氣需求的場(chǎng)所，設(shè)計(jì)大壓力、大風(fēng)量、高效率、低噪聲的離心風(fēng)機(jī)是相關(guān)技術(shù)的前沿發(fā)展方向。由于葉輪是離心式的，氣流沿軸向進(jìn)入葉輪后從四周徑向流出，若不經(jīng)過(guò)蝸殼的收集及擴(kuò)壓風(fēng)機(jī)就無(wú)法集中向指定方向進(jìn)行輸送，因此蝸殼是離心風(fēng)機(jī)的必不可少的組成部件，蝸殼的設(shè)計(jì)是離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。合適的蝸殼形狀設(shè)計(jì)不僅可以降低氣流在通過(guò)蝸殼時(shí)的流動(dòng)損失，甚至能反向促進(jìn)葉輪對(duì)氣流的能量傳遞，從而提升離心風(fēng)機(jī)整機(jī)氣動(dòng)性能。

一般情況下，離心式通風(fēng)機(jī)的蝸殼沒(méi)有復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，由一段二維蝸殼型線曲線沿軸向進(jìn)行拉伸一定寬度設(shè)計(jì)而成，通流截面一般為矩形。此時(shí)，氣流沿軸線進(jìn)入風(fēng)機(jī)，而蝸殼出口方向則沿葉輪切向，因此離心式通風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣方向和排氣方向存在90°的偏折角度。然而，一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)風(fēng)機(jī)的輸送方向有額外的要求，這就需要在風(fēng)機(jī)前方或后方連接額外的轉(zhuǎn)向管道以偏折出口氣流方向，但這種做法使得風(fēng)機(jī)系統(tǒng)尺寸大幅增大，同時(shí)也帶來(lái)了不必要的流動(dòng)損失，不利于風(fēng)機(jī)性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向蝸殼，其包括收集段和轉(zhuǎn)向段，在收集段引入軸向偏移量，并在其末端圓滑銜接肘形轉(zhuǎn)向通道，實(shí)現(xiàn)了氣流流向在蝸殼內(nèi)向特定方向的偏轉(zhuǎn)，且結(jié)構(gòu)緊湊、流動(dòng)損失小。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向蝸殼，包括收集段及轉(zhuǎn)向段，其中：

所述收集段由環(huán)壁面、前螺旋面和后螺旋面包絡(luò)而成，其中，所述環(huán)壁面下邊按型線設(shè)計(jì)而成，上邊按型線設(shè)計(jì)而成，為方位角，為型線上點(diǎn)與蝸殼軸線的距離，為軸向偏移量，其為連續(xù)單調(diào)增函數(shù)，且初始值B為環(huán)壁面寬度；所述前螺旋面和后螺旋面均垂直于所述環(huán)壁面，且前螺旋面與所述環(huán)壁面下邊相連，后螺旋面與所述環(huán)壁面上邊相連；使用時(shí)，該蝸殼中安裝有葉輪，葉輪出口面位于所述前螺旋面和后螺旋面之間，從而所述收集段和葉輪出口面共同形成一個(gè)收集流道；

所述轉(zhuǎn)向段是由大圓弧面、小圓弧面、環(huán)壁側(cè)平面和蝸舌側(cè)平面包絡(luò)構(gòu)成的肘形流道，且所述大圓弧面、小圓弧面、環(huán)壁側(cè)平面分別與所述前螺旋面、后螺旋面、環(huán)壁面的末端相切，所述蝸舌側(cè)平面連接所述大圓弧面和小圓弧面，且與所述環(huán)壁側(cè)平面平行。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述軸向偏移量的導(dǎo)函數(shù)連續(xù)單調(diào)不減。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述軸向偏移量最大值

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述收集段和葉輪出口面形成的收集流道的截面面積逐漸增大。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)向段流道截面面積逐漸減小。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述蝸舌側(cè)平面與蝸殼軸線距離最小處的距離值不大于該蝸殼中葉輪的半徑。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，該蝸殼整體軸向?qū)挾葹镠，且1.5BH2.5B。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述收集段和轉(zhuǎn)向段為一體成型。

總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：