[发明专利]一种双圆弧型线的离心风机集流器

说明书

本发明属于离心通风机技术领域，公开了一种双圆弧型线的离心风机集流器，该集流器的母线采用双圆弧型线，母线的外壁面型线ABCDE由进口段ABC、过渡段CD以及出口段DE组成，其中：进口段ABC由相切于B点的圆弧AB和圆弧BC组成，过渡段CD为一段圆弧，出口段DE为直线段DE；集流器母线的内壁面型线与母线的外壁面型线，两者形状相同。本发明通过控制母线的外壁面型线相较于叶轮进口端面、叶轮旋转轴及三条基准线的形状参数设定(如角度参数及距离参数)，如此对集流器的形状进行改进；通过对集流器的型线进行独特的形状设计及参数设置，改善了集流器内及叶轮入口的气流状态，从而减少了流动损失，最终提高了离心式通风机的效率，降低了能耗。

技术领域

本发明属于离心通风机技术领域，更具体地，涉及一种双圆弧型线的离心风机集流器，为离心式通风机的集流器提供了一种新的设计方法。

背景技术

离心式通风机(即，离心风机)广泛应用于工厂、矿井、隧道等工业生产的各个场合，是一种依靠输入的机械能来提高气体的压力并对其进行输送的流体机械。离心风机主要包括叶轮、蜗壳和集流器三部分，集流器引导气体进入叶轮，叶轮对气体加压做工，蜗壳引导气体排出。国内外学者对离心风机的研究主要集中于叶轮和蜗壳部分，对于集流器的研究较少。集流器作为离心风机的重要部件，其结构形式改变了风机的进气状态，直接影响气流流动平稳性和风机内部的流动状况，对于集流器背部涡流区域也有较深的影响，合理的集流器结构可以优化进气条件，减小流动损失和噪声。集流器的形状主要有圆筒形、圆锥形、锥弧形和喷嘴形四种，目前使用较多的是锥弧形集流器，这种集流器的结构及加工工艺简单，性能有较大的改进空间，对于锥弧形集流器，多数学者的研究主要集中于叶轮与集流器的安装间隙、集流器偏心安装、扩张角、收缩角等，对于集流器的提到的较少，集流器线型对主气流的流动性、集流器背部涡流区均会产生影响。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种双圆弧型线的离心风机集流器，其中通过对集流器的形状进行改进，即，通过控制母线的外壁面型线相较于叶轮进口端面、叶轮旋转轴及三条基准线的形状参数设定(如角度参数及距离参数)，如此对集流器的形状进行改进；通过对集流器的型线进行独特的形状设计及参数设置，改善了集流器内及叶轮入口的气流状态，从而减少了流动损失，最终提高了离心式通风机的效率，降低了能耗。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种双圆弧型线的离心风机集流器，其特征在于，该集流器的母线采用双圆弧型线，母线的外壁面型线ABCDE由进口段ABC、过渡段CD以及出口段DE这相连的三部分组成，其中：

进口段ABC为双圆弧，由相切于B点的圆弧AB和圆弧BC组成，圆弧AB和圆弧BC的半径分别记为R1和R2；

过渡段CD为一段圆弧，与圆弧BC相切于C点；

出口段DE为直线段DE；

并且，若记A点距离叶轮旋转轴的径向距离为R、距离叶轮进口端面的轴向距离为h1，叶轮前盘内壁型线与叶轮进口端面的交点为G点，叶轮前盘与集流器间的实际安装间隙为d_t，d_t的取值预先设定，记F点是由G点出发、沿垂直于叶轮旋转轴方向得到的与外壁面型线ABCDE的交点；同时在外壁面型线ABCDE所在平面内定义三条基准线的位置，记这三条基准线分别为第一基准线、第二基准线和第三基准线，其中，第二基准线过F点、且与叶轮旋转轴平行，第一基准线过F点、且与第二基准线之间的角度为α，第三基准线过A点、且与叶轮旋转轴成β角，所述第一基准线绕F点逆时针旋转α即达到与所述第二基准线相重合的位置，所述第三基准线绕A点顺时针旋转β即达到与所述叶轮旋转轴相平行的位置；并且，所述第二基准线与所述第三基准线相交于C点，所述过渡段CD与第一基准线相切于D点；此外，还记E点距离叶轮进口端面的轴向距离为h2，则：

R不超过0.7×D_out；

h1不超过0.40×D_out；