[發(fā)明專利]一種雙圓弧型線的離心風(fēng)機集流器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110041341.3
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112628205B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王軍;于佳鑫;詹婷軍;楊筱沛;凌杰達(dá)
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: F04D29/44
• 分類號: F04D29/44;F04D29/66
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

本發(fā)明屬于離心通風(fēng)機技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種雙圓弧型線的離心風(fēng)機集流器，該集流器的母線采用雙圓弧型線，母線的外壁面型線ABCDE由進口段ABC、過渡段CD以及出口段DE組成，其中：進口段ABC由相切于B點的圓弧AB和圓弧BC組成，過渡段CD為一段圓弧，出口段DE為直線段DE；集流器母線的內(nèi)壁面型線與母線的外壁面型線，兩者形狀相同。本發(fā)明通過控制母線的外壁面型線相較于葉輪進口端面、葉輪旋轉(zhuǎn)軸及三條基準(zhǔn)線的形狀參數(shù)設(shè)定(如角度參數(shù)及距離參數(shù))，如此對集流器的形狀進行改進；通過對集流器的型線進行獨特的形狀設(shè)計及參數(shù)設(shè)置，改善了集流器內(nèi)及葉輪入口的氣流狀態(tài)，從而減少了流動損失，最終提高了離心式通風(fēng)機的效率，降低了能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于離心通風(fēng)機技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種雙圓弧型線的離心風(fēng)機集流器，為離心式通風(fēng)機的集流器提供了一種新的設(shè)計方法。

背景技術(shù)

離心式通風(fēng)機(即，離心風(fēng)機)廣泛應(yīng)用于工廠、礦井、隧道等工業(yè)生產(chǎn)的各個場合，是一種依靠輸入的機械能來提高氣體的壓力并對其進行輸送的流體機械。離心風(fēng)機主要包括葉輪、蝸殼和集流器三部分，集流器引導(dǎo)氣體進入葉輪，葉輪對氣體加壓做工，蝸殼引導(dǎo)氣體排出。國內(nèi)外學(xué)者對離心風(fēng)機的研究主要集中于葉輪和蝸殼部分，對于集流器的研究較少。集流器作為離心風(fēng)機的重要部件，其結(jié)構(gòu)形式改變了風(fēng)機的進氣狀態(tài)，直接影響氣流流動平穩(wěn)性和風(fēng)機內(nèi)部的流動狀況，對于集流器背部渦流區(qū)域也有較深的影響，合理的集流器結(jié)構(gòu)可以優(yōu)化進氣條件，減小流動損失和噪聲。集流器的形狀主要有圓筒形、圓錐形、錐弧形和噴嘴形四種，目前使用較多的是錐弧形集流器，這種集流器的結(jié)構(gòu)及加工工藝簡單，性能有較大的改進空間，對于錐弧形集流器，多數(shù)學(xué)者的研究主要集中于葉輪與集流器的安裝間隙、集流器偏心安裝、擴張角、收縮角等，對于集流器的提到的較少，集流器線型對主氣流的流動性、集流器背部渦流區(qū)均會產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明的目的在于提供一種雙圓弧型線的離心風(fēng)機集流器，其中通過對集流器的形狀進行改進，即，通過控制母線的外壁面型線相較于葉輪進口端面、葉輪旋轉(zhuǎn)軸及三條基準(zhǔn)線的形狀參數(shù)設(shè)定(如角度參數(shù)及距離參數(shù))，如此對集流器的形狀進行改進；通過對集流器的型線進行獨特的形狀設(shè)計及參數(shù)設(shè)置，改善了集流器內(nèi)及葉輪入口的氣流狀態(tài)，從而減少了流動損失，最終提高了離心式通風(fēng)機的效率，降低了能耗。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種雙圓弧型線的離心風(fēng)機集流器，其特征在于，該集流器的母線采用雙圓弧型線，母線的外壁面型線ABCDE由進口段ABC、過渡段CD以及出口段DE這相連的三部分組成，其中：

進口段ABC為雙圓弧，由相切于B點的圓弧AB和圓弧BC組成，圓弧AB和圓弧BC的半徑分別記為R1和R2；

過渡段CD為一段圓弧，與圓弧BC相切于C點；

出口段DE為直線段DE；

并且，若記A點距離葉輪旋轉(zhuǎn)軸的徑向距離為R、距離葉輪進口端面的軸向距離為h1，葉輪前盤內(nèi)壁型線與葉輪進口端面的交點為G點，葉輪前盤與集流器間的實際安裝間隙為d_t，d_t的取值預(yù)先設(shè)定，記F點是由G點出發(fā)、沿垂直于葉輪旋轉(zhuǎn)軸方向得到的與外壁面型線ABCDE的交點；同時在外壁面型線ABCDE所在平面內(nèi)定義三條基準(zhǔn)線的位置，記這三條基準(zhǔn)線分別為第一基準(zhǔn)線、第二基準(zhǔn)線和第三基準(zhǔn)線，其中，第二基準(zhǔn)線過F點、且與葉輪旋轉(zhuǎn)軸平行，第一基準(zhǔn)線過F點、且與第二基準(zhǔn)線之間的角度為α，第三基準(zhǔn)線過A點、且與葉輪旋轉(zhuǎn)軸成β角，所述第一基準(zhǔn)線繞F點逆時針旋轉(zhuǎn)α即達(dá)到與所述第二基準(zhǔn)線相重合的位置，所述第三基準(zhǔn)線繞A點順時針旋轉(zhuǎn)β即達(dá)到與所述葉輪旋轉(zhuǎn)軸相平行的位置；并且，所述第二基準(zhǔn)線與所述第三基準(zhǔn)線相交于C點，所述過渡段CD與第一基準(zhǔn)線相切于D點；此外，還記E點距離葉輪進口端面的軸向距離為h2，則：

R不超過0.7×D_out；

h1不超過0.40×D_out；