[发明专利]一种采用轴盘降低静压损失的无蜗壳离心通风机

说明书

本发明公开了一种采用轴盘降低静压损失的无蜗壳离心通风机。普通无蜗壳离心通风机在电机侧面易形成涡旋，造成较大的能量损失。本发明在原有没有轴盘结构的无蜗壳离心通风机基础上添加轴盘型线，将轴盘固定在轮盘上，轮盖型线与轴盘侧型线的间距由流道入口至出口方向逐渐增大；根据离心通风机气体内部流速公式来确定轴盘型线，假设从叶轮入口处进入的气体质量流量是恒定的，根据质量流量与流道截面积、速度的关系式，当流量不变时，通过控制轴盘型线来控制流道截面积，进行控制速度分布，优化气流进入叶道前的速度分布，从而减少流动损失，提升风机的静压与效率。

技术领域

本发明属于风机设备领域，涉及离心通风机，具体涉及一种采用轴盘降低静压损失的无蜗壳离心通风机。

背景技术

作为通用机械的一种，无蜗壳离心通风机广泛应用于建筑行业中，其在通风与空调系统中的使用量巨大，消耗着大量的能源。因此，提升无蜗壳离心通风机的效率能够获得非常可观的经济和社会效益。

普通无蜗壳离心通风机的电机直接固定在轮盘上，旋转轴则固定在电机上。这样的设计导致无蜗壳离心通风机没有轴盘结构，从而使电机在叶轮内突出的圆台结构影响了风机的气动性能。尤其是大流量工况时，电机顶面垂直于气流方向，电机两侧可视为阶梯结构，此时在电机侧面易形成涡旋。涡旋的轴向高度近似于电机伸入叶轮的高度，该涡旋的存在会挤压正常流道，且由于涡旋处于流道中间位置，流道中部有效面积减小，则气流经由叶轮入口进入叶道前的过程中会发生明显的先加速后减速的过程，造成较大的能量损失。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种采用轴盘降低静压损失的无蜗壳离心通风机，在原有没有轴盘结构的无蜗壳离心通风机基础上添加轴盘型线，根据离心通风机气体内部流速公式来确定轴盘型线，假设从叶轮入口处进入的气体质量流量是恒定的，根据质量流量与流道截面积、速度的关系式，当流量不变时，通过控制轴盘型线来控制流道截面积，进行控制速度分布，优化气流进入叶道前的速度分布，从而减少流动损失，提升风机的静压与效率。

本发明一种采用轴盘降低静压损失的无蜗壳离心通风机，包括叶片、轮盖、轮盘和轴盘；轮盖和轮盘之间固定有沿周向均布的若干叶片；所述的轴盘固定在轮盘上；轮盖型线与轴盘侧型线的间距由流道入口至出口方向逐渐增大。

优选地，轴盘侧型线的确定步骤如下：

以轮盘中心轴线与轮盘内侧面的交点为原点(0，0)，建立笛卡尔坐标系，其中，轮盘中心轴线为旋转轴Z1；设轴盘侧型线位于流道入口处的起点为O，轴盘侧型线的终点为E，轮盖型线喉部端点为H_O，经过点O与点H_O的直线与旋转轴Z1交于点Z_O，设定终点E到原点的距离等于叶轮内径D₁的一半；起点O位置则由质量流量决定，具体如下：设质量流量为Q，质量流量Q除以叶轮喉部截面面积，得气流进入叶轮时的平均速度V，设定气流到达轴盘侧型线入口流道截面时平均速度v_O为V的一半，则轴盘侧型线入口流道截面面积然后设定起点O所在位置在旋转轴Z1上的坐标值，从而确定起点O位置；其中，点O与点H_O的连线OH_O绕旋转轴Z1旋转一周形成轴盘侧型线入口流道截面。

在确定点O与点E后，设n为将轴盘侧型线沿轴向等分成的段数，v_Z为第Z段起点所在流道截面气流平均速度，设定每段速度的比值保持恒定为c，则有：

从而计算得到点E所在流道截面气流平均速度v_E；其中，c取值范围为1-1.4；

又根据

计算得到第Z段起点所在流道截面气流平均速度v_Z；

由于