[发明专利]一种离心风机的蜗壳型线生成方法

说明书

本发明公开了一种离心风机的蜗壳型线生成方法，包括如下步骤：1)根据对数螺旋线方程得到基础型线：Q：蜗壳的设计流量，Rsubgt;2/subgt;：蜗壳基圆半径，c′subgt;2u/subgt;：实际情况下有限叶片的切向分速度，θ：极角；其特征在于：还包括如下步骤：2)使得由此得到基础型线R＝Rsubgt;2/subgt;esupgt;mθ/supgt;；3)增大基圆半径和/或改变m、从而增大蜗壳的蜗舌间隙而得到蜗壳型线。与现有技术相比，本发明的优点在于：通过增大蜗壳型线的基圆半径或改变m，能在增大蜗舌间隙降低噪音的同时，还能使得整体宽度不变保证流量，结合流体力学知识和蜗壳设计理论，与实际紧密结合，在原有螺旋线的基础上生成一段光滑过渡曲线，流场顺畅。

技术领域

本发明涉及动力装置，尤其是一种离心风机的蜗壳型线生成方法。

背景技术

离心风机蜗壳的作用包括两点，其一，将从叶轮内流出的流体进行收集，其二，将从叶轮流出的高速流体的动能转化为所需的势能。蜗壳型线是约束蜗壳内部流体运动的边界，其同时也决定了蜗舌的位置及蜗舌间隙的大小，对蜗壳的扩压性能有着极大的影响。

蜗舌作为影响整个风机系统的噪音和回流的关键部分，一般设计方法里面只有一个推荐的间隙值为：对于家用电器，常用的蜗壳基圆直径D₂的尺寸在50～500mm之间，蜗舌顶端与叶轮外圆周向间隙值为t:t＝(0.05～0.1)D₂，蜗舌顶端圆弧半径为r:r＝(0.03～0.05)D₂。对于小型风机系统而言，很多时候间隙值只能取到推荐范围的最小值，为了能够进一步降低噪音，必须取更大的蜗舌间隙。

现有的蜗壳型线，如申请号为201910333583.2的中国专利公开的一种用于吸油烟机的离心风机蜗壳，蜗壳的型线包括起始线AP和结束线HG，起始线AP和结束线HG之间设有相对于叶轮的圆心偏心设置的圆弧段PE，圆弧段PE的起始点P点位于蜗舌处，且该圆弧段PE上具有能与叶轮外圆周之间形成最小间隙的位置点D。又如申请号为201611052545.2的中国专利公开的一种离心风机蜗壳型线设计方法，包括：确定A、B、C三个控制点；计算确定A、B、C三个控制点在角度θ-距离d坐标系上的坐标，并在角度θ-距离d的坐标系中描绘出三个控制点，将三个控制点拟合成一条连续曲线；将A、B、C三点在角度θ-距离d坐标系上的坐标转化为极坐标系下的坐标；绘制蜗壳外型线。

上述的蜗壳型线，通过使用多段拼接式、或者使用三点法来绘制一个光滑的曲线而得到，但是多段拼接式拼接处流场不顺畅，产生不规则噪音；三点法是纯几何方法，不易与实际设计相结合，对蜗壳实际设计指导意义较小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提供一种离心风机的蜗壳型线生成方法，能使得蜗壳内的流场顺畅又便于实际应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种离心风机的蜗壳型线生成方法，包括如下步骤：1)根据对数螺旋线方程得到基础型线：

Q：蜗壳的设计流量，R₂：蜗壳基圆半径，c′_2u：实际情况下有限叶片的切向分速度，θ：极角；

其特征在于：还包括如下步骤：

2)使得由此得到基础型线R＝R₂e^mθ；

3)增大基圆半径和/或改变m、从而增大蜗壳的蜗舌间隙而得到蜗壳型线。

根据本发明的一个方面，在步骤3)中，增大基圆半径，使得蜗壳型线方程为：

C为常数，并且满足0C0.02*D₂，D₂为蜗壳基圆直径。