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CN118008852B - 一种蜗壳离心通风机装置 - Google Patents

一种蜗壳离心通风机装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于通风设备领域，公开了一种蜗壳离心通风机装置，包括蜗壳装置、叶轮装置和进风口组件；蜗壳装置包括蜗板、第一侧板和第二侧板；蜗板设在所述第一侧板和所述第二侧板之间；蜗壳装置设有第一中腔；蜗板至少设有两个；若干个蜗板以第一中腔的中心轴为平面阵列中心，圆周阵列布置；相邻两蜗板之间构成流道，所述流道将所述第一中腔与外界连通；蜗板为螺旋线型，且蜗板的内侧端部上设有蜗舌；叶轮装置可转动设在第一中腔中，叶轮装置用于转动通风；叶轮装置设有第二中腔，第二中腔与流道连通，第二中腔中设有草帽型轮毂；进风口组件包括进风环道，进风环道设在蜗壳装置上，并与第二中腔连通；本发明具有结构稳定、振动小、通风效率高的优点。

Description

一种蜗壳离心通风机装置
技术领域
本发明属于通风设备领域，具体涉及一种蜗壳离心通风机装置。
背景技术
传统蜗壳的风机，单一出风口出风，出风集中在一个方向，噪声也是集中沿一个方向传播，有噪声辐射过于集中的问题；同时，单一方向出风，风机主轴单一方向受力，力都集中在一个方向上，主轴在力的作用下会产生一个挠度，会对轴承和电机的寿命产生不利的影响；另外，该受力的不均衡性，也是导致风机振动加大的原因。
传统的风机蜗壳，外形沿流动方向逐渐向外扩张，使得风机的机壳结构是严重不对称的，比转数越大的风机，结构不对称性就越大；结构上的不对称，就会造成机壳某些局部地方支撑过于薄弱，导致刚性较差，刚性较差就会带来振动大的问题；离风机出口越近的地方，则离风机轴心就越远，此处的刚性就越差；在使用过程中，此处的振动也就越明显，特别是装在箱体内使用的时候，其和箱体间产生的共振也就越大；同时，由于单一出风口风机整体外形的不对称性，使得风机无法布置和安装在箱体的中央，给系统的设计造成不必要的难度。
风机的高效性是风机设计者永恒的追求，同时随着技术进步，市场对产品设计也提出了更高的要求，设计一种结构对称的、刚性好的、高效节能的、没有明显喘振区的，同时噪声均匀向四周扩散的风机，已经成了一种现实的需求。
因此，需要一种新的技术以解决现有技术中缺少一种高效耐用的蜗壳离心通风机装置的问题。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种蜗壳离心通风机装置，其具有结构稳定、振动小、通风效率高的优点。
本发明采用了以下技术方案：
一种蜗壳离心通风机装置，包括蜗壳装置、叶轮装置和进风口组件；
所述蜗壳装置包括蜗板、第一侧板和第二侧板；
所述蜗板设在所述第一侧板和所述第二侧板之间；
所述蜗壳装置设有第一中腔；
所述蜗板至少设有两个；
若干个所述蜗板以所述第一中腔的中心轴为平面阵列中心，圆周阵列布置；
相邻两所述蜗板之间构成流道，所述流道将所述第一中腔与外界连通；
所述蜗板为螺旋线型，且所述蜗板的内侧端部上设有蜗舌；
所述叶轮装置可转动设在所述第一中腔中，所述叶轮装置用于转动通风；
所述叶轮装置设有第二中腔，所述第二中腔与所述流道连通，所述第二中腔中设有草帽型轮毂，所述草帽型轮毂能与外部驱动装置连接；
所述进风口组件包括进风环道，所述进风环道设在所述蜗壳装置上，并与所述第二中腔连通；所述进风环道与所述草帽型轮毂同一中心轴。
进一步地，所述螺旋线型通过螺线方程驱动生成；所述螺线方程为：ρ＝480+1.1θ；
式中，ρ为极径；θ为极角；
驱动生成时，以所述第一中腔的中心轴为平面坐标原点；
θ的角度区间范围为[θmin，θmax]，θmin和θmax在0°～360°的区间内取值，其中，θmin和θmax两者相差100°。
进一步地，所述蜗舌为水滴型蜗舌。
进一步地，所述水滴型蜗舌的平面线型轮廓包括半圆曲线和直线，所述半圆曲线一端与螺旋线型的所述蜗板的端部末端相切，所述半圆曲线的另一端与所述直线的一端相切，所述直线的另一端与所述螺旋线型的所述蜗板的背部相切。
进一步地，所述叶轮装置包括后盘、前盘和若干叶片；若干所述叶片设在所述后盘和所述前盘之间，相邻所述叶片之间构成风道；所述风道将所述第二中腔与所述流道连通；所述草帽型轮毂设在所述后盘上。
进一步地，所述前盘包括外围平环和进口弧面；所述外围平环与所述进口弧面连接，所述进口弧面与所述进风环道连通。
进一步地，所述叶片为“类S型”叶片。
进一步地，所述草帽型轮毂过中心轴的截面的外轮廓为钟形曲线形状。
进一步地，所述进风口组件还包括加强板；所述加强板设在所述进风环道上，用于对所述进风环道进行结构加强。
进一步地，所述加强板上设有吊装孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的一种蜗壳离心通风机装置至少设置有两个蜗板，相邻蜗板之间构成流道，流道将第一中腔与外界连通，用于供流体通过，克服了以往单一出风口风机的诸多弊端，更有利于通风与保持结构稳定；在一个实施例中，蜗板优选设置为四个；
本发明的蜗板为螺旋线型，更有利于流体在蜗壳装置内扩压流动，对风机的静压性能和通风效率都有提高；本发明若干个蜗板的布置是均匀的，更有利于保持结构的受力均衡、减少噪音、提高结构刚性；
同时，本发明蜗板的内侧端部上设有蜗舌，在迎风运动中，减少了流动阻力，提高了本发明的通风性能；本发明水滴型蜗舌是行业内首次使用，提高了风机的通风效率，减少了流体紊流带来的湍振影响；
同时，本发明结合实际的需要，创新性地设计了草帽型轮毂，草帽型轮毂设置在叶轮装置中，叶轮装置可转动设置在第一中腔中，草帽型轮毂更加符合流体动力学原理，能对进入叶轮装置的气流起到更好的导流作用，减少了流体冲击和摩擦损失；
综上，本发明的一种蜗壳离心通风机装置具有结构稳定、振动小、通风效率高的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术作进一步地详细说明：
图1是本发明蜗壳离心通风机装置整体结构示意图；
图2是本发明蜗壳离心通风机装置正视图；
图3是本发明叶轮装置设置在蜗壳装置第一中腔的结构示意图(未显示进风口组件)；
图4是本发明进风口组件的结构示意图；
图5是本发明进风口组件的侧视图；
图6是本发明蜗壳离心通风机装置的侧视图；
图7是本发明蜗壳离心通风机装置的第一剖面图；
图8是本发明叶轮装置设置在蜗壳装置第一中腔中的正视图；
图9是本发明蜗壳离心通风机装置的第二剖面图；
图10是本发明四蜗板蜗壳装置实施例的正视图；
图11是本发明蜗板和蜗舌平面设计时的结构示意图；
图12是本发明五蜗板蜗壳装置实施例的正视图；
图13是本发明六蜗板蜗壳装置实施例的正视图。
附图标记：
1-蜗壳装置；11-蜗板；12-第一侧板；13-第二侧板；14-第一中腔；15-流道；16-蜗舌；161-半圆曲线；162-直线；M-切点一；N-切点二；K-切点三；I-中心轴；
2-叶轮装置；21-第二中腔；22-草帽型轮毂；C-钟形曲线形状；23-后盘；24-前盘；241-外围平环；242-进口弧面；25-叶片；26-风道；
3-进风口组件；31-进风环道；32-封板；33-加强板；34-吊装孔。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。
参照图1至图13，一种蜗壳离心通风机装置，包括蜗壳装置1、叶轮装置2和进风口组件3；
所述蜗壳装置1包括蜗板11、第一侧板12和第二侧板13；
所述蜗板11设在所述第一侧板12和所述第二侧板13之间；
所述蜗壳装置1设有第一中腔14；
所述蜗板11至少设有两个；
若干个所述蜗板11以所述第一中腔14的中心轴I为平面阵列中心，圆周阵列布置(参照图10)，在一个实施例中，圆周阵列的阵列角度为360°；
相邻两所述蜗板11之间构成流道15，所述流道15将所述第一中腔14与外界连通；
所述蜗板11为螺旋线型，且所述蜗板11的内侧端部上设有蜗舌16；
所述叶轮装置2可转动设在所述第一中腔14中，所述叶轮装置2用于转动通风；
所述叶轮装置2设有第二中腔21，所述第二中腔21与所述流道15连通，所述第二中腔21中设有草帽型轮毂22，所述草帽型轮毂22能与外部驱动装置连接；在一个实施例中，所述第二侧板13上开设用供驱动装置(如电机)穿过的孔，驱动装置通过该孔进而与草帽型轮毂22连接，驱动装置与该孔连通处作密封处理；外部驱动装置转动带动草帽型轮毂22转动，草帽型轮毂22转动带动叶轮装置2转动通风，蜗壳装置1是固定不动的；
所述进风口组件3包括进风环道31，所述进风环道31设在所述蜗壳装置1上，并与所述第二中腔21连通；所述进风环道31与所述草帽型轮毂22同一中心轴I；所述第一中腔14与所述草帽型轮毂22也同一中心轴I；叶轮装置2转动通风时，风是从进风环道31中进入的，之后经流第二中腔、风道，再到流道，再到外界。
参照图10，优选的，所述蜗板11设有四个；参照图12，在一个实施例中，所述蜗板11设有五个；参照图13，在一个实施例中，所述蜗板11设有六个。
在一个实施例中，CAD平面设计时，蜗板11的所述螺旋线型通过螺线方程驱动生成；所述螺线方程为：ρ＝480+1.1θ；
式中，ρ为极径；θ为极角；
驱动生成时，以所述第一中腔14的中心轴I为平面坐标原点(参照图10)；
θ的角度区间范围为[θmin，θmax]，θmin和θmax在0°～360°的区间内取值，其中，θmin和θmax两者相差100°；在一个实施例中，所述θmin为0°，所述θmax为100°，即θ的角度区间范围为[0°,100°]。
在一个实施例中，CAD平面设计蜗板11时，若干个所述蜗板11其中的一个蜗板11，通过所述螺旋方程驱动生成，之后，其余蜗板11则以该已生成的蜗板11为母体通过圆周阵列的方式生成，圆周阵列的阵列中心为所述第一中腔14的中心轴I(即图10中的I)，圆周阵列的阵列角度为360°。
在一个实施例中，所述蜗舌11为水滴型蜗舌；所述水滴型蜗舌在迎风时，可以减少流体的流动阻力，同时，水滴型蜗舌可以减少流体紊流造成的反向回流现象，有利于流体顺着流道15流出。
参照图11，在一个实施例中，所述水滴型蜗舌的平面线型轮廓包括半圆曲线161和直线162，所述半圆曲线161一端与螺旋线型的所述蜗板11的端部末端相切(参见图11中的切点一M)，所述半圆曲线161的另一端与所述直线162的一端相切(参见图11中的切点二N)，所述直线162的另一端与所述螺旋线型的所述蜗板11的背部相切(参见图11中的切点三K)。
参照图3、图6至图9，在一个实施例中，所述叶轮装置2包括后盘23、前盘24和若干叶片25；若干所述叶片25设在所述后盘23和所述前盘24之间，相邻所述叶片25之间构成风道26；所述风道26将所述第二中腔21与所述流道15连通；所述草帽型轮毂22设在所述后盘23上。
参照1至图9，在一个实施例中，所述前盘24包括外围平环241和进口弧面242；所述外围平环241与所述进口弧面242连接，所述进口弧面242与所述进风环道31连通。
参照图8，在一个实施例中，所述叶片25为“类S型”叶片；所述“类S型”叶片的平面线型由多段渐开线(曲线)构设而成。
参照图8，在一个实施例中，所述叶片25设有十四片。
参照图6，在一个实施例中，所述草帽型轮毂22过中心轴I的截面的外轮廓为钟形曲线形状C。
参图1至图6，在一个实施例中，所述进风口组件3还包括封板32，所述进风环道31设在所述封板32上，所述封板32设在所述第一侧板12上，具体地，在一个实施例中，所述封板32与所述第一侧板12焊接，围蔽所述第一侧板12的开口。
参图1至图6，在一个实施例中，所述进风口组件3还包括加强板33；所述加强板33设在所述进风环道31上，用于对所述进风环道31进行结构加强；具体地，所述加强板33连接所述进风环道31和所述封板32。
参照图4，在一个实施例中，所述加强33上设有吊装孔34。
参照图1，在一个实施例中，所述进风环道31的进风口是变直径的。
本发明所述的一种蜗壳离心通风机装置的其它内容参见现有技术，在此不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种蜗壳离心通风机装置，其特征在于，包括蜗壳装置、叶轮装置和进风口组件；
所述蜗壳装置包括蜗板、第一侧板和第二侧板；
所述蜗板设在所述第一侧板和所述第二侧板之间；
所述蜗壳装置设有第一中腔；
所述蜗板至少设有两个；
若干个所述蜗板以所述第一中腔的中心轴为平面阵列中心，圆周阵列布置；
相邻两所述蜗板之间构成流道，所述流道将所述第一中腔与外界连通；
所述蜗板为螺旋线型，且所述蜗板的内侧端部上设有蜗舌；
所述叶轮装置可转动设在所述第一中腔中，所述叶轮装置用于转动通风；
所述叶轮装置设有第二中腔，所述第二中腔与所述流道连通，所述第二中腔中设有草帽型轮毂，所述草帽型轮毂能与外部驱动装置连接；
所述进风口组件包括进风环道，所述进风环道设在所述蜗壳装置上，并与所述第二中腔连通；
所述蜗舌为水滴型蜗舌；
所述水滴型蜗舌的平面线型轮廓包括半圆曲线和直线，所述半圆曲线一端与螺旋线型的所述蜗板的端部末端相切，所述半圆曲线的另一端与所述直线的一端相切，所述直线的另一端与所述螺旋线型的所述蜗板的背部相切。
2.根据权利要求1所述的蜗壳离心通风机装置，其特征在于，所述螺旋线型通过螺线方程驱动生成；所述螺线方程为：ρ＝480+1.1θ；
式中，ρ为极径；θ为极角；
驱动生成时，以所述第一中腔的中心轴为平面坐标原点；
θ的角度区间范围为[θmin，θmax]，θmin和θmax在0°～360°的区间内取值，其中，θmin和θmax两者相差100°。
3.根据权利要求1所述的蜗壳离心通风机装置，其特征在于，所述叶轮装置包括后盘、前盘和若干叶片；若干所述叶片设在所述后盘和所述前盘之间，相邻所述叶片之间构成风道；所述风道将所述第二中腔与所述流道连通；所述草帽型轮毂设在所述后盘上。
4.根据权利要求3所述的蜗壳离心通风机装置，其特征在于，所述前盘包括外围平环和进口弧面；所述外围平环与所述进口弧面连接，所述进口弧面与所述进风环道连通。
5.根据权利要求3所述的蜗壳离心通风机装置，其特征在于，所述叶片为“类S型”叶片。
6.根据权利要求1所述的蜗壳离心通风机装置，其特征在于，所述草帽型轮毂过中心轴的截面的外轮廓为钟形曲线形状。
7.根据权利要求1所述的蜗壳离心通风机装置，其特征在于，所述进风口组件还包括加强板；所述加强板设在所述进风环道上，用于对所述进风环道进行结构加强。
8.根据权利要求7所述的蜗壳离心通风机装置，其特征在于，所述加强板上设有吊装孔。
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