CN114458618A - 一种正反调节可逆多翼离心风机叶轮装置及风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正反调节可逆多翼离心风机叶轮装置及风机，采用叶轮后盘和叶轮前盘，叶轮后盘和叶轮前盘之间转动安装有叶片，叶片与叶轮前盘转动连接的端部固定有叶片转动齿轮，叶轮前盘上固定有齿盘电机支架，齿盘电机支架上固定有齿盘电机，齿盘电机的输出轴固定有齿盘法兰，齿盘法兰的外圈固定有与叶片转动齿轮啮合的齿轮盘，利用齿盘电机变换叶片的转动角度，能够有效保证正转和反转时风机的气动性能一致，并且能够使叶片转动至最佳的做功状态，提高做功能力；通过上述结构转动可逆多翼离心风机上的叶片来实现正反转两种风机叶轮切换，结构简单，安全可靠，运行稳定。

Description

一种正反调节可逆多翼离心风机叶轮装置及风机

技术领域

本发明属于流体机械技术领域，具体涉及一种正反调节可逆多翼离心风机叶轮装置及风机。

背景技术

卫浴取暖换气装置广泛应用于家庭室内卫生间这种小空间场所，为适应其小型化的发展，其内部搭载的风机逐渐由两个单向多翼离心风机变为一个可逆多翼离心风机。但可逆多翼离心风机性能远小于单向多翼离心风机，并不能满足取暖和换气的需求，因此提升其气动性能是十分必要的。

可逆多翼离心风机可通过电机正反转直接带动叶轮，实现叶轮的正转和反转实现不同风口的出风。风机结构如下图12所示，正转和反转时气体都是从同一个进口进气，叶轮正转时气流从上部出口吹出，经过PTC加热器加热吹出热风，供洗澡时供暖使用，称该出口为吹风口；反转时气流从下部出口吹出，直接吹到室外换气，称该出口为换气口。因此，对于叶轮和蜗壳来说，需要同时保证正转和反转的气动性能。单向多翼离心风机叶轮所采用的前弯型叶片，具有很好的气动性能，但这种叶片具有很强的单向性，直接反转性能会极具恶化。因此，可逆多翼离心风机普遍采用径向叶片，这种叶轮能保证正转和反转时风机的气动性能基本一致。但由于其叶片的型线特点，其风量只有前弯型叶片的一半，并且做工能力和其它气动性能也显著低于前向弯曲叶轮。并且由于径向叶轮的流道是全扩压流道，易使气流在流动中发生流动分离，产生漩涡，流动损失增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正反调节可逆多翼离心风机叶轮装置及风机，以克服现有技术的不足。

一种正反调节可逆多翼离心风机叶轮装置，包括叶轮后盘和叶轮前盘，叶轮后盘和叶轮前盘之间转动安装有叶片，叶片与叶轮前盘转动连接的端部固定有叶片转动齿轮，叶轮前盘上固定有齿盘电机支架，齿盘电机支架上固定有齿盘电机，齿盘电机的输出轴固定有齿盘法兰，齿盘法兰的外圈固定有与叶片转动齿轮啮合的齿轮盘。

进一步的，叶片采用前向弯曲叶片。

进一步的，叶片两端分别与叶轮后盘和叶轮前盘通过转轴连接，叶片与叶轮后盘和叶轮前盘转动连接处设置润滑槽或者安装轴承。

进一步的，叶轮后盘上固定有叶轮法兰盘，叶轮法兰盘用于与叶轮电机的输出轴固定连接。

一种正反调节可逆多翼离心风机装置，包括蜗壳及以设置于蜗壳内所述多翼离心风机叶轮装置，蜗壳的侧面开设有风机进气口，多翼离心风机叶轮装置的齿盘电机与风机进气口同轴设置，蜗壳的端部开设吹风口和换气口。

进一步的，蜗壳上位于吹风口和换气口之间设置有蜗舌。

进一步的，蜗壳内安装有转动蜗壳板，转动蜗壳板为弧形板，转动蜗壳板的弧形板对应轴线与齿盘电机轴线平行，转动蜗壳板嵌套于蜗壳内，蜗壳内两侧壁设有蜗壳上表面内壁滑槽，转动蜗壳板的两侧镶嵌于蜗壳上表面内壁滑槽内，转动蜗壳板的两端分别能够与蜗舌内壁和蜗壳的内壁接触。

进一步的，蜗壳的后端安装有蜗壳板电机，蜗壳板电机的输出轴穿过蜗壳侧壁，蜗壳板电机的输出轴上安装有蜗壳板驱动齿轮，转动蜗壳板的外圈设有蜗壳板底部齿条，蜗壳板驱动齿轮能够与蜗壳板底部齿条啮合。

进一步的，转动蜗壳板的弧形角度为165°。

进一步的，蜗壳的风机进气口处设置有集流器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种正反调节可逆多翼离心风机叶轮装置，采用叶轮后盘和叶轮前盘，叶轮后盘和叶轮前盘之间转动安装有叶片，叶片与叶轮前盘转动连接的端部固定有叶片转动齿轮，叶轮前盘上固定有齿盘电机支架，齿盘电机支架上固定有齿盘电机，齿盘电机的输出轴固定有齿盘法兰，齿盘法兰的外圈固定有与叶片转动齿轮啮合的齿轮盘，利用齿盘电机变换叶片的转动角度，能够有效保证正转和反转时风机的气动性能一致，并且能够使叶片转动至最佳的做功状态，提高做功能力；通过上述结构转动可逆多翼离心风机上的叶片来实现正反转两种风机叶轮切换，结构简单，安全可靠，运行稳定。

进一步的，叶片采用前向弯曲叶片，结构简单，双向调整风向稳定。

进一步的，叶片两端分别与叶轮后盘和叶轮前盘通过转轴连接，提高传动效率，减小摩擦。

本发明一种正反调节可逆多翼离心风机装置，通过设置于蜗壳内所述多翼离心风机叶轮装置，蜗壳的侧面开设有风机进气口，多翼离心风机叶轮装置的齿盘电机与风机进气口同轴设置，蜗壳的端部开设吹风口和换气口，利用多翼离心风机叶轮装置为可逆结构，利用叶片的转动调整不同方向，可快速实现蜗壳上吹风口或换气口的通风量调整，提高整体多翼离心风机装置的做功效率，叶片的方向角度调整方便，可靠，确保了蜗壳两侧对称设置的结构，提高了蜗壳的功效。

进一步的，蜗壳上位于吹风口和换气口之间设置有蜗舌，利用蜗舌结构，调整多翼离心风机蜗壳流道的稳定，同时配合叶片方向的调整，确保了输送的功率。

进一步的，本发明采用转动蜗壳板结构，利用转动蜗壳板结构，进一步配合叶片转动方向，进一步的确保了风从单一出口流出稳定性，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例中可逆多翼离心风机主视图。

图2为本发明实施例中可逆多翼离心风机后视图。

图3为本发明实施例中可逆多以离心风机上剖视图。

图4为本发明实施例中叶轮主视图。

图5为本发明实施例中叶轮后侧视图。

图6为本发明实施例中转动蜗壳板结构示意图，图6a为转动蜗壳板立体图，图6b转动蜗壳板主视图。

图7为本发明实施例中风机正转和反转状态下的内部结构，图7a为风机正转结构图，图7a为风机反转状态下结构示意图。

图8为本发明实施例中叶片局部结构。

图9为本发明实施例中风机内部局部结构视图。

图10为本发明实施例中正反转风机内部流动状态及叶片和蜗壳板调节过程，图10a为蜗壳板正转极限位置示意图，图10b为蜗壳板转动过程示意图，图10c为蜗壳板反转极限位置示意图。

图11为本发明实施例中蜗壳上表面内壁滑槽。

图12为现有可逆多翼离心风机结构。

图中：1-吹风口；2-叶轮电机；3-齿盘电机；4-蜗舌；5-换气口；6-蜗壳；7-叶轮法兰盘；8-齿盘电机支架；9-叶片；10-齿盘法兰；11-集流器；12-风机进气口；13-蜗壳板电机；14-叶片后盘转轴；15-叶轮后盘；16-叶轮前盘；17-齿轮盘；18-叶片转动齿轮；19-蜗壳板电机支架；20-叶片前盘转轴；21-转动蜗壳板；22-蜗壳板底部齿条；23-角度；24-蜗壳板驱动齿轮；25蜗壳板侧边1；26-蜗壳板侧边2；27-蜗壳上表面内壁滑槽。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1、图4所示，一种正反调节可逆多翼离心风机叶轮装置，包括叶轮后盘15和叶轮前盘16，叶轮后盘15和叶轮前盘16之间转动安装有叶片9，本申请叶片9采用前向弯曲叶片，叶片9与叶轮前盘16转动连接的端部固定有叶片转动齿轮18，叶轮前盘16上固定有齿盘电机支架8，齿盘电机支架8上固定有齿盘电机3，齿盘电机3的输出轴固定有齿盘法兰10，齿盘法兰10的外圈固定有与叶片转动齿轮18啮合的齿轮盘17，利用齿盘电机3变换叶片9的转动角度，能够有效保证正转和反转时风机的气动性能一致，并且能够使叶片9转动至最佳的做功状态，提高做功能力；通过上述结构转动可逆多翼离心风机上的叶片9来实现正反转两种风机叶轮切换，结构简单，安全可靠，运行稳定。

如图4、图5所示，叶片9两端分别与叶轮后盘15和叶轮前盘16通过转轴连接，叶片9的一端与叶轮后盘15通过叶片后盘转轴14连接，叶片9的另一端与叶轮前盘16通过叶片前盘转轴20连接，叶片9的另一端端部固定有叶片转动齿轮18，叶片9与叶轮后盘15和叶轮前盘16转动连接处设置润滑槽或者安装轴承，采用润滑油润滑或者轴承润滑，减小叶片9的转动摩擦力。由叶片9可绕其叶片后盘转轴14、叶片前盘转轴20转动。其中叶片9采用的前向弯曲叶片型线为单圆弧前向弯曲叶片。齿盘电机3的轴线与叶片9的转动轴线平行，即叶片9转动轴线与整个正反调节可逆多翼离心风机叶轮装置转动轴线平行。

叶轮后盘15上固定有叶轮法兰盘7，叶轮法兰盘7用于与叶轮电机2的输出轴固定连接，利用固定在蜗壳内的叶轮电机2通过叶轮法兰盘7带动叶轮后盘15和叶轮前盘16整体转动，而叶片9的角度通过与其一起转动的齿盘电机3控制调整，从而便于提高叶片9不同转动方向的做功能力。

齿盘电机支架8、齿盘法兰10和叶轮法兰盘7均采用镂空结构，用于气流进入，同时能够减轻整体叶轮装置的质量，降低能耗；具体的，齿盘电机支架8、齿盘法兰10和叶轮法兰盘7均均采用十字支架结构或者三角支架结构，外圈形成一圈连接结构，齿盘电机支架8、齿盘法兰10和叶轮法兰盘7同轴设置，且采用十字支架结构或者三角支架结构时，支架结构在同一直线上。齿盘电机3与叶轮电机2同轴设置。

基于上述正反调节可逆多翼离心风机叶轮装置的多翼离心风机装置，包括蜗壳6以及上述多翼离心风机叶轮装置，蜗壳6的侧面开设有风机进气口12，风机进气口12处设置有集流器11，多翼离心风机叶轮装置的齿盘电机3与风机进气口12同轴设置，蜗壳6的端部开设吹风口1和换气口5，吹风口1和换气口5分别位于齿盘电机3轴线上下两侧，蜗壳6上位于吹风口1和换气口5之间设置有蜗舌4；本申请蜗壳6与现有多翼离心风机蜗壳结构相同，采用的多翼离心风机叶轮装置结构不同，本申请采用的多翼离心风机叶轮装置为可逆结构，利用叶片9的转动调整不同方向，可快速实现蜗壳6上吹风口1或换气口5的通风量调整，提高整体多翼离心风机装置的做功效率。

如图6、图7、图11所示，蜗壳6内安装有转动蜗壳板21，转动蜗壳板21为弧形板，转动蜗壳板21的弧形板对应轴线与齿盘电机3轴线平行，转动蜗壳板21嵌套于蜗壳6内，蜗壳6内两侧壁设有蜗壳上表面内壁滑槽27，转动蜗壳板21的两侧镶嵌于蜗壳上表面内壁滑槽27内，能够相对蜗壳6滑动，转动蜗壳板21的两端分别与蜗舌4内壁和蜗壳6的内壁接触，转动蜗壳板21运动至两个极端位置时，能够设吹风口1和换气口5分别与风机进气口12隔离；具体如图7a所示，当转动蜗壳板21正转到极限位置时，转动蜗壳板21位于可逆多翼离心风机叶轮装置下端，此时，风机进气口12与吹风口1导通，可逆多翼离心风机叶轮装置的叶轮位于逆时针转动极限，此时正转可逆多翼离心风机叶轮装置，气体从吹风口1吹出；如图7b所示，当转动蜗壳板21反转到极限位置时，转动蜗壳板21位于可逆多翼离心风机叶轮装置上，此时，风机进气口12与换气口5导通，可逆多翼离心风机叶轮装置的叶轮位于顺时针转动极限，此时反转可逆多翼离心风机叶轮装置，气体从换气口5吹出；实现可逆多翼离心风机前向弯曲叶片的朝向转动调整，提高风机的效率。

具体的，转动蜗壳板21通过蜗壳板电机13驱动转动调整方向，蜗壳板电机13固定于蜗壳6的后端，蜗壳板电机13的输出轴穿过蜗壳6侧壁，蜗壳板电机13的输出轴上安装有蜗壳板驱动齿轮24，转动蜗壳板21的外圈设有蜗壳板底部齿条22，蜗壳板驱动齿轮24能够与蜗壳板底部齿条22啮合，利用蜗壳板电机13上的蜗壳板驱动齿轮24与蜗壳板底部齿条22啮合，使转动蜗壳板21在蜗壳6内转动，从而调整转动蜗壳板21位于不同位置。

如图6a、图6b所示，转动蜗壳板21型线为θ角度23的圆弧线，转动蜗壳板21根据可逆多翼离心风机叶轮装置大小调整。转动蜗壳板21绕可逆多翼离心风机叶轮装置转动，转动蜗壳板21两端的蜗壳板侧边26，转动到极限位置时，抵在蜗壳6的内壁上。

当风机正转时，风机内部的叶片9及转动蜗壳板21的位置如图7a所示，此时叶轮顺时针转动，叶片9位置调整至顺时针前向弯曲，转动蜗壳板21的位置在图7a所示的下方，气流由进气口12进入叶轮，由叶片9做功，进入由蜗壳6和转动蜗壳板21组成的渐扩式前向蜗壳，然后由吹风口1吹出，气流流动方向如图10a中的流动方向所示；

当风机反转时，转动至中间位置时如图10b所示，反转至极限时，风机内部叶片9及转动蜗壳板21的位置如图7b所示。此时叶轮逆时针转动，叶片9位置调整至逆时针前向弯曲，转动蜗壳板21的位置在图7b所示的上方。气流由进气口12进入叶轮，由叶片9做功，进入由蜗壳6和转动蜗壳板21组成的渐扩式前向蜗壳，然后由换气口5吹出，气流流动方向如图10c中的流动方向所示。

其中，叶片9的叶片型线为圆弧形叶片型线，其通过叶片后盘转轴14与叶轮后盘15连接；通过叶片前盘转轴20与叶轮前盘16连接，如图8所示。叶片9可通过叶片后盘转轴14和叶片前盘转轴20相对于叶轮后盘15和叶轮前盘16周向旋转。其中每个叶片前盘转轴20末端装有叶片转动齿轮18；叶轮前盘16夹在叶片转动齿轮18和叶片9中间。叶片转动齿轮18与齿轮盘17的内圈啮合，齿轮盘17的上表面固定连接有齿盘法兰10，齿盘法兰10与齿盘电机3连接。齿盘电机3固定在齿盘电机支架8上，齿盘电机支架8固定在叶轮前盘16上，因此，齿盘电机3相对于叶轮固定，随叶轮一起旋转。

当风机需要由正转前向弯曲叶轮调整为反转前向叶轮时，齿盘电机3接受指令开始转动，通过齿盘法兰10带动齿轮盘17转动，齿轮盘17转动带动叶片转动齿轮18转动，从而使叶片9转动调整，实现由正转前向弯曲叶轮到反转前向叶轮的切换；正转和反转状态下的叶片状态如图7中叶片位置状态。

其中，转动蜗壳板21的形状为圆弧形弯曲直板，其θ角度23为165°，转动蜗壳板21底部的内侧表面固定有高度为1mm的齿条22，如图6所示。转动蜗壳板21的下壁面分别与蜗壳6的下侧内壁滑动接触，转动蜗壳板21的上部固定在蜗壳上侧内表面的滑槽27内，蜗壳板21沿滑槽27的路径移动。转动蜗壳板21通过上面的齿条22与蜗壳板驱动齿轮24连接，蜗壳板驱动齿轮24与蜗壳板驱动电机13的电机轴连接，电机13通过电机支架19固定在蜗壳外表面。

当风机的叶轮由正转前向弯曲叶轮调整为反转前向叶轮后，蜗壳板驱动电机13开始转动，带动蜗壳板驱动齿轮24转动，齿轮24带动与它连接的齿条22，从而驱动蜗壳板21在滑槽27内沿滑槽轨迹移动，从而由正转状态下的蜗壳板调整为反转状态下的蜗壳板。

正转和反转状态下的蜗壳板状态如图7中蜗壳板位置状态，其中，在正转风机状态下，蜗壳板侧边125的位置对应于蜗舌4处，在反转风机状态下，蜗壳板侧边226的位置对应于蜗舌4处。

在叶片9和蜗壳板21两者位置调整的配合下，本发明中正转风机状态和反转风机状态均为标准前向弯曲多翼离心风机形式，图10中分别显示了正转风机下内部的气流流动方向、叶片9和蜗壳转动板21由正转状态向反转状态的调节过程、以及反转风机下内部的气流流动方向。

Claims (10)

1.一种正反调节可逆多翼离心风机叶轮装置，其特征在于，包括叶轮后盘(15)和叶轮前盘(16)，叶轮后盘(15)和叶轮前盘(16)之间转动安装有叶片(9)，叶片(9)与叶轮前盘(16)转动连接的端部固定有叶片转动齿轮(18)，叶轮前盘(16)上固定有齿盘电机支架(8)，齿盘电机支架(8)上固定有齿盘电机(3)，齿盘电机(3)的输出轴固定有齿盘法兰(10)，齿盘法兰(10)的外圈固定有与叶片转动齿轮(18)啮合的齿轮盘(17)。

2.根据权利要求1所述的一种正反调节可逆多翼离心风机叶轮装置，其特征在于，叶片(9)采用前向弯曲叶片。

3.根据权利要求1所述的一种正反调节可逆多翼离心风机叶轮装置，其特征在于，叶片(9)两端分别与叶轮后盘(15)和叶轮前盘(16)通过转轴连接，叶片(9)与叶轮后盘(15)和叶轮前盘(16)转动连接处设置润滑槽或者安装轴承。

4.根据权利要求1所述的一种正反调节可逆多翼离心风机叶轮装置，其特征在于，叶轮后盘(15)上固定有叶轮法兰盘(7)，叶轮法兰盘(7)用于与叶轮电机(2)的输出轴固定连接。

5.一种正反调节可逆多翼离心风机装置，其特征在于，包括蜗壳(6)及以设置于蜗壳(6)内如权利要求1所述多翼离心风机叶轮装置，蜗壳(6)的侧面开设有风机进气口(12)，多翼离心风机叶轮装置的齿盘电机(3)与风机进气口(12)同轴设置，蜗壳(6)的端部开设吹风口(1)和换气口(5)。

6.根据权利要求5所述的一种正反调节可逆多翼离心风机装置，其特征在于，蜗壳(6)上位于吹风口(1)和换气口(5)之间设置有蜗舌(4)。

7.根据权利要求6所述的一种正反调节可逆多翼离心风机装置，其特征在于，蜗壳(6)内安装有转动蜗壳板(21)，转动蜗壳板(21)为弧形板，转动蜗壳板(21)的弧形板对应轴线与齿盘电机(3)轴线平行，转动蜗壳板(21)嵌套于蜗壳(6)内，蜗壳(6)内两侧壁设有蜗壳上表面内壁滑槽(27)，转动蜗壳板(21)的两侧镶嵌于蜗壳上表面内壁滑槽(27)内，转动蜗壳板(21)的两端分别能够与蜗舌(4)内壁和蜗壳(6)的内壁接触。

8.根据权利要求7所述的一种正反调节可逆多翼离心风机装置，其特征在于，蜗壳(6)的后端安装有蜗壳板电机(13)，蜗壳板电机(13)的输出轴穿过蜗壳(6)侧壁，蜗壳板电机(13)的输出轴上安装有蜗壳板驱动齿轮(24)，转动蜗壳板(21)的外圈设有蜗壳板底部齿条(22)，蜗壳板驱动齿轮(24)能够与蜗壳板底部齿条(22)啮合。

9.根据权利要求7所述的一种正反调节可逆多翼离心风机装置，其特征在于，转动蜗壳板(21)的弧形角度为165°。

10.根据权利要求5所述的一种正反调节可逆多翼离心风机装置，其特征在于，蜗壳(6)的风机进气口(12)处设置有集流器(11)。

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