權(quán)利要求書: 1.一種無蝸殼后向離心通風機,其特征在于,包括電機、葉輪、進風口、支架和面板,所述支架的一端與面板固定連接,所述支架的另一端與電機的一端固定連接;葉輪包括后盤、葉片和前盤,葉輪的后盤和前盤之間設(shè)置有葉片,葉輪的后盤、葉片、前盤固定連接,葉輪的后盤與電機的另一端固定連接,葉輪的前盤與進風口套口配合;
葉輪前盤和進風口的配合段為弧線段,弧線段的曲線凸點朝向外徑一側(cè),弧線段的曲線凸點與葉輪前盤主體型線的弧線凸點朝向相反,兩者形成了駝峰型的曲線形狀;
所述葉輪的葉片出口外緣為一條弧線,經(jīng)過所述弧線中點的平行于軸線的直線與弧線和前盤形成的面積為第一面積,所述弧線中點的平行于軸線的直線與弧線和后盤形成的面積為第二面積,所述第一面積等于第二面積;
葉輪后盤的外徑設(shè)置有向外的翻邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無蝸殼后向離心通風機,其特征在于,葉輪前盤從外圈到內(nèi)圈依次為翻邊段、無葉擴壓段、葉片連接主體段、穩(wěn)流段和進風口配合段,所述穩(wěn)流段為直徑逐步增大的圓臺型空腔段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無蝸殼后向離心通風機,其特征在于,葉輪前盤與葉片連接的主體弧線段為由多個弧線和直線段形成的復合弧線,在子午面看,弧線主體向后盤側(cè)傾斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無蝸殼后向離心通風機,其特征在于,葉輪前盤和葉輪后盤的外徑部位沒有葉片的部分形成了旋轉(zhuǎn)的無葉擴壓器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無蝸殼后向離心通風機,其特征在于,所述的進風口為錐弧形進風口,進風口出口端弧線與緊隨其后的葉輪前盤弧線相適應。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的無蝸殼后向離心通風機,其特征在于,葉輪前盤穩(wěn)流段弧線半徑大于進風口出口段弧線半徑。
說明書: 一種無蝸殼后向離心通風機技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及通風機技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種無蝸殼后向離心通風機。背景技術(shù)[0002] 目前,離心通風機進風口和葉輪的配合關(guān)系中,由于進風口出口圈進入葉輪內(nèi)部,其外徑靠近前盤入口內(nèi)側(cè),兩者直徑有差異,會形成一個面積突變區(qū),加之外部氣流的內(nèi)泄露干擾,使得葉片入口流動惡化。發(fā)明內(nèi)容[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種無蝸殼后向離心通風機,減小了入口氣流流動損失,降低了入口渦流噪聲。[0004] 本發(fā)明公開了一種無蝸殼后向離心通風機,包括電機、葉輪、進風口、支架和面板,所述支架的一端與面板固定連接,所述支架的另一端與電機的一端固定連接;葉輪包括后盤、葉片和前盤,葉輪的后盤和前盤之間設(shè)置有葉片,葉輪的后盤、葉片、前盤固定連接,葉輪的后盤與電機的另一端固定連接,葉輪的前盤與進風口套口配合;[0005] 葉輪前盤和進風口的配合段為弧線段,弧線段的曲線凸點朝向外徑一側(cè),弧線段的曲線凸點與葉輪前盤主體型線的弧線凸點朝向相反,兩者形成了駝峰型的曲線形狀。[0006] 優(yōu)選的,所述葉輪的葉片出口外緣為一條弧線,經(jīng)過所述弧線中點的平行于軸線的直線與弧線和前盤形成的面積為第一面積,所述弧線中點的平行于軸線的直線與弧線和后盤形成的面積為第二面積,所述第一面積等于第二面積。[0007] 優(yōu)選的,葉輪前盤從外圈到內(nèi)圈依次為翻邊段、無葉擴壓段、葉片連接主體段、穩(wěn)流段和進風口配合段,所述穩(wěn)流段為直徑逐步增大的圓臺型空腔段。[0008] 優(yōu)選的,葉輪前盤與葉片連接的主體弧線段為由多個弧線和直線段形成的復合弧線,在子午面看,弧線主體向后盤側(cè)傾斜。[0009] 優(yōu)選的,葉輪后盤的外徑處設(shè)置有向外的翻邊。[0010] 優(yōu)選的,葉輪前盤和葉輪后盤的外徑部位沒有葉片的部分形成了旋轉(zhuǎn)的無葉擴壓器。[0011] 優(yōu)選的,所述的進風口為錐弧形進風口,進風口出口端弧線與緊隨其后的葉輪前盤弧線相適應。[0012] 優(yōu)選的,葉輪前盤穩(wěn)流段弧線半徑大于進風口出口段弧線半徑。[0013] 本發(fā)明實施例的無蝸殼后向離心通風機的葉輪前盤設(shè)置了與進風口配合的弧線段,并且弧線形狀的凸點朝向外徑一側(cè),與葉輪前盤的主題型線的弧線凸點朝向相反,形成了駝峰型的曲線形狀,避免了進口氣流面積的突變,減小了入口氣流流動損失,優(yōu)化了進口氣流的品質(zhì),提高了通風機風量、壓力和氣動效率,降低了入口渦流噪聲。附圖說明[0014] 圖1為本發(fā)明一種無蝸殼后向離心通風機的一種實施例的示意圖;[0015] 圖2?3為本發(fā)明一種無蝸殼后向離心通風機的葉輪示意圖;[0016] 圖4為本發(fā)明一種無蝸殼后向離心通風機的進風口的示意圖;[0017] 圖5為本發(fā)明一種無蝸殼后向離心通風機的葉輪的一種實施例的子午面視圖(即主視圖);[0018] 圖6為本發(fā)明一種無蝸殼后向離心通風機的葉輪的一種實施例的左視圖;[0019] 圖7為本發(fā)明一種無蝸殼后向離心通風機的進風口與葉輪配合的示意圖;[0020] 圖8為本發(fā)明一種無蝸殼后向離心通風機的圖7的Y部放大圖;[0021] 圖9為本發(fā)明一種無蝸殼后向離心通風機的葉輪入口氣流示意圖。[0022] 圖中:[0023] 1.電機,2.葉輪,3.進風口,4.支架,5.面板,23.后盤,22.葉片,21.前盤。具體實施方式[0024] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。[0025] 參考圖1,該圖是本發(fā)明一種無蝸殼后向離心通風機的一種實施例的示意圖,該通風機包括:電機1、葉輪2、進風口3、支架4和面板5,支架4的一端與面板5固定連接,支架4的另一端與電機1的一端固定連接;電機1的另一端與葉輪2的一端連接,葉輪2的另一端與進風口3的一端連接,進風口3的另一端與面板5固定連接,葉輪的后盤與電機的另一端固定連接,葉輪的前盤與進風口套口配合;[0026] 葉輪前盤21和進風口3的配合段為弧線段“kmn”,弧線段的曲線凸點“m”朝向外徑一側(cè),弧線段的曲線凸點“m”與葉輪前盤主體型線的弧線凸點“g”朝向相反,兩者形成了駝峰型的曲線形狀。[0027] 圖9所示,其中帶箭頭的虛線表示了氣流在子午面上從進風口出口到葉片前端的行進路徑。由于葉輪前盤21和進風口3的配合段的弧線凸點“m”與葉輪前盤主體型線的弧線凸點“g”朝向相反,凸點“m”朝向外徑一側(cè),且進風口3的“T”點處于弧線段“kmn”的中部,T點所在圓環(huán)面弧線半徑與K點所在的圓環(huán)面弧線半徑很接近,因此,進風口和葉輪前盤之間的面積過渡比較平緩,這樣,在一定程度上減小了氣流從進風口流入葉輪時因面積突然擴大導致的流動損失,優(yōu)化了進口氣流的品質(zhì),提高了通風機風量、壓力和氣動效率,降低了入口渦流噪聲。[0028] 如圖8所示,△X為進風口和葉輪前盤的軸向重疊長度,△Y為進風口與葉輪前盤之間的徑向間隙,D2m為葉片出口直徑,其中△X>0.01*D2m。因此,本實施例中進風口與葉輪前盤的重疊長度長、間隙小,從而可以使通風機的內(nèi)泄露量減少,且內(nèi)泄露氣流對主氣流的沖擊也減少了,從而提高了通風機的效率、優(yōu)化了入口氣流品質(zhì)。[0029] 電機1,為EC外轉(zhuǎn)子電機,EC外轉(zhuǎn)子電機(永磁無刷直流外轉(zhuǎn)子電機)驅(qū)動的無蝸殼后向離心通風機具有效率高、噪聲低、尺寸小、安裝維護簡單方便、運行自動調(diào)節(jié)性好、可遠程控制啟停和運行、安全環(huán)保等優(yōu)越性,近年來在商用和家用空調(diào)通風系統(tǒng)、精密通風系統(tǒng)、高端空氣凈化設(shè)備等領(lǐng)域的配套應用日益廣泛,對該類通風機通過結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化和通風機與電機的更加合理匹配,進而提高了通風機風量和壓力,降低了電力消耗、提高能源利用效率,降低噪聲等具有十分重要的現(xiàn)實意義,可帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。[0030] 葉輪2,如圖2?3所示,包括后盤23、葉片22和前盤21,葉輪的后盤23和前盤21之間設(shè)置有葉片22,葉輪的前盤21與進風口固定連接。葉輪2的后盤23內(nèi)部是通孔,沿后盤23內(nèi)部的通孔的圓周設(shè)置有一圈小的安裝孔,葉輪后盤的安裝孔和電機1轉(zhuǎn)子法蘭上的一圈安裝孔通過螺栓進行連接,從而將葉輪2和電機1牢固地連接在一起。[0031] 葉輪的前盤21,從外圈到內(nèi)圈依次為翻邊段“abc”、無葉擴壓段“cY1”、葉片連接主體段“Y1defgh”、穩(wěn)流段“hk”和進風口配合段“kmn”,穩(wěn)流段為直徑逐步增大的圓臺型空腔段。如圖5所示,葉輪前盤外徑“abc”段為翻邊段,明顯地加強了前盤的剛性、更精確地保證了前盤的弧面型線和平整度,對葉輪的組裝焊接精確度、減小葉輪的跳動、提高了葉輪動平衡精度、降低整機振動和噪聲、提高了運行可靠性及延長通風機使用壽命。[0032] 葉輪前盤21的無葉擴壓段為圖5所示的“cY1”段,也就是葉輪前盤和葉輪后盤的外徑部位沒有葉片的部分形成的旋轉(zhuǎn)無葉擴壓器。從圖5和圖7可以看出,葉片22的外徑小于輪盤(包括前盤21和后盤23)的外徑,這就形成了葉輪外徑部位無葉片的旋轉(zhuǎn)擴壓段(包括cY1段和zY3段),使得葉片出口的高速氣流在沒有葉片對其做功的前提下通過通流面積的不斷擴大,減小葉輪出口氣流速度,從而提高通風機靜壓和效率,降低渦流噪聲;同時因為從葉輪外徑處排出的氣體在無蝸殼離心通風機應用場合未設(shè)置蝸殼對氣體進行收集和引導,屬于面積突然擴大,減小氣流流出的速度可減小局部流動損失;本發(fā)明實施例中可以選1/40 1/10
取D2m=250~1000mm,輪盤(含前盤和后盤)直徑為:D3=(10 ~10 )*D2m。
[0033] 葉輪前盤21的葉片連接主體段為圖5所示的“Y1defgh”段,為由多個弧線和直線段形成的復合弧線,在子午面看,弧線主體向后盤側(cè)傾斜,該特定弧線的設(shè)計使得葉片之間的通流面積在不同半徑上的分布更加合理,明顯地減小了葉片通道內(nèi)的氣流分離損失,提高葉輪做功能力和氣動效率。[0034] 葉輪前盤21的穩(wěn)流段為圖5所示的“hk”段,該段為直徑逐漸增大的圓臺型空腔,而且具有一定的深度。使得從進風口導入的主氣流經(jīng)過進風口加速吸入后,通過穩(wěn)流段降低了速度,從而使葉片入口端的氣流更加穩(wěn)定,提高了整個葉輪對氣體做功的有效性;從另外一個角度講,在圓周面上看穩(wěn)流段“hk”所形成的空腔段,加大了主氣流的折轉(zhuǎn)弧線半徑,使得從進風口導入的主氣流不會直接沖擊葉片入口邊緣,因而可以獲得更加合理的入口沖角,減少了沖擊損失。這樣,可提高通風機做功能力和做功效果,提高了風量和壓力、降低了功率消耗及提高了氣動效率,減少了入口沖擊噪聲?;⌒味巍癶k”的軸向長度:Lg=(0.03~1/80
0.06)*D2m,其圓弧半徑Rh與進風口出口擴壓段弧線半徑RT(見圖8)之間的關(guān)系為:Rh=(10
1/20
~10 )*RT。
[0035] 進風口配合段“kmn”為葉輪前盤與進風口配合的配合段,設(shè)計成上翹弧形段(見圖8),其軸向長度:Lp=(0.015~0.02)*D2m;前盤21的入口直徑:D0=(0.65~0.69)*D2m。
[0036] 如圖5所示,本發(fā)明實施例中的葉片出口外緣的弧線,可以為能夠使第一面積S1和第二面積S2相等的任意弧線,現(xiàn)以該葉片出口外緣的弧線為仿鯨魚尾鰭雙側(cè)內(nèi)邊弧線為例進行說明,參考圖4,其中:[0037] 葉片外徑(即葉片平均外徑)為:ΦD2=ΦD2m=Φ360.5mm;[0038] 葉片靠前盤側(cè)外徑:ΦD21=Φ374mm;[0039] 葉片靠后盤側(cè)外徑:ΦD22=Φ347mm;[0040] 轉(zhuǎn)速為:2600r/min;[0041] 對比結(jié)果如下:[0042] (a)葉片外緣平直邊、未設(shè)置上翹弧形配合段和擴壓段的常規(guī)通風機:風量45223
m/h,靜壓930.2Pa,效率65.15%;
[0043] (b)葉片外緣為為弧線時、設(shè)置了上翹弧形配合段和擴壓段的改進通風機:風量3
4522m/h,靜壓979.5Pa,效率68.34%。
[0044] 從上述對比可以看出,改進方案的通風機比常規(guī)方案的通風機:靜壓提高了49.3Pa;效率提高了3.19%。[0045] 本發(fā)明實施例中所說的面積割補的情況進行詳細說明,所說的面積割補即經(jīng)過所述弧線中點的平行于軸線的直線與弧線和前盤形成的面積為第一面積,所述弧線中點的平行于軸線的直線與弧線和后盤形成的面積為第二面積,所述第一面積等于第二面積。如圖5?6所示,葉片出口部的魚鰭狀邊緣線在子午面視圖的投影為弧線“Y1Y2Y3”,Y1、Y2、Y3三點分別對應葉片出口直徑ΦD21、ΦD2m、ΦD22,子午面上的投影面積S1代表葉片出口部靠近前盤一側(cè)補上的面積、S2代表葉片出口部靠近后盤一側(cè)割去的面積,它們分別代表葉片弧線上從Y1點到Y(jié)3點的弧線段和從Y3點到Y(jié)2點的弧線段。
[0046] 本實施例為:Y3點位于葉輪出口寬度的一半的位置,S1和S2的面積相等;Y1Y3和Y3Y2的弧長相等。[0047] 一般地,(D21?D2m)/D2m=D2m/(D2m?D22)=1.038;[0048] 葉輪前盤21和后盤23的外徑處設(shè)置了向外的翻邊,加強了剛性,減小了葉輪的跳動、提高了葉輪動平衡精度、降低整機振動和噪聲、提高了運行可靠性及延長通風機使用壽命。[0049] 本發(fā)明實施例中所說的進風口3與葉輪2配合關(guān)系進行詳細說明:進風口3,其一端與葉輪2配合,另一端與面板連接。具體的,進風口3和葉輪2是屬于靜止件與旋轉(zhuǎn)件的配合關(guān)系,進風口3出口圈直徑小于葉輪2前盤21入口圈直徑,進風口3出口端部分伸入葉輪2內(nèi)部;具體實現(xiàn)時,需要對進風口3伸入葉輪2的軸向距離和進風口3與葉輪2之間的徑向間隙進行調(diào)整,使他們的間隙均勻分布,從而保證了葉片入口氣流的圓周對稱。另外,進風口3在與面板5的連接上,具體的實現(xiàn)方式為:面板5中間有一個大孔,其附近有一圈小的安裝孔,將進風口3從其中的大孔套入進去,通過面板5上的一組小孔和進風口3法蘭平面上的一組小孔,用螺栓將二者連接在一起。進風口3是靜止件沒有旋轉(zhuǎn),起到將外部氣體引導到葉輪2內(nèi)部的作用。[0050] 進風口3為錐弧形,其喉部直徑較大,可減小葉輪入口氣流速度,進而減小沖擊損失和沖擊噪聲;具有一定軸向長度的擴壓段“QT”弧線段,可以減小喉部直徑(Q點對應處)附近的分離損失;適當大小的弧線半徑RT與前盤21的過渡段弧線“hk”的弧線半徑Rh相適應(參見圖8),使得主氣流面積漸變,盡量在一定程度上保持入口氣流彎轉(zhuǎn)順暢不紊亂,減小流動損失,保證葉片入口氣流平穩(wěn)。[0051] 另外,離心通風機主氣流由軸向進入通風機葉輪內(nèi)部,再從葉輪外徑處葉片間通道出口排出,總體上說,主氣流的方向轉(zhuǎn)彎了90°,為減小氣流彎轉(zhuǎn)時的流動損失,本發(fā)明實施例的無蝸殼后向離心通風機改進設(shè)計并延長了從進風口到葉片前緣的穩(wěn)流段“hk”,另外,葉輪前盤穩(wěn)流段“hk”弧線半徑略大于進風口弧線半徑,氣流在兩個零部件之間銜接流暢,轉(zhuǎn)彎損失小,有利于穩(wěn)定入口氣流,提高通風機壓力和氣動效率。如圖8所示,其中:進風口出口端面至葉片前端的距離大于穩(wěn)流段“hk”的軸向長度Lg;>LG。[0052] 具體實施時,面板5一側(cè)(即進風口3平面法蘭一側(cè),相對于電機1尾部一側(cè))為通風機的入口。通過電機1通電運行帶動葉輪2高速旋轉(zhuǎn),將通風機內(nèi)部氣體從葉輪2的外徑四周排出,從而在葉輪2內(nèi)部形成類似真空的負壓狀態(tài),進而將通風機入口氣體吸入葉輪2內(nèi)部后再排出,形成了電機1和葉輪2連續(xù)運轉(zhuǎn)做功并吸入和排出氣體的過程,達到通風換氣的目的。[0053] 本發(fā)明的無蝸殼后向離心通風機的葉輪的葉片出口外緣為一條弧線,并且當采用經(jīng)過弧線中點的平行于軸線的直線對弧線進行切割時,平行于軸線的直線、弧線與前盤形成的面積與該直線、弧線和后盤形成的面積相等。實現(xiàn)了在保持葉片出口外緣的平均直徑與現(xiàn)有技術(shù)相同的情況下,對葉片出口部位的面積所在軸向位置進行了調(diào)整,從而提高了離心通風機葉片出口氣流速度的均勻性,減小了離心通風機的靜壓,提高了離心通風機的效率。[0054] 另外,由于葉輪前盤21和進風口3的配合段的弧線凸點“m”與葉輪前盤主體型線的弧線凸點“g”朝向相反,凸點“m”朝向外徑一側(cè),且進風口3的“T”點處于弧線段“kmn”的中部,T點所在圓環(huán)面弧線半徑與K點所在的圓環(huán)面弧線半徑很接近,因此,進風口和葉輪前盤之間的面積過渡比較平緩,這樣,在一定程度上減小了氣流從進風口流入葉輪時因面積突然擴大導致的流動損失,優(yōu)化了進口氣流的品質(zhì),提高了通風機風量、壓力和氣動效率,降低了入口渦流噪聲。[0055] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
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