[发明专利]一种带导叶的无蜗壳离心通风机集流器

说明书

本发明公开了一种带导叶的无蜗壳离心通风机集流器，由集流器壳体和沿周向均布固定在集流器壳体内的多片导叶组成；导叶的轮廓由首尾依次连接的型线A、型线B和型线C组成；型线C为锥弧形气流通道的型线；通过在集流器中设置与叶轮叶片数量相等的导叶，并设计导叶入口角为90度，出口角由预旋系数决定，得到圆弧形的型线A和型线B，结合集流器壳体的锥弧形气流通道型线，确定出导叶的轮廓。本发明设计的导叶能修正气流预旋作用的影响，减小预旋速度，在靠近叶轮的轮盖处，气流流出集流器后以沿半径方向的绝对速度直接流入叶道，基本消除了气流进入叶道时的冲击，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，具体涉及一种带导叶的无蜗壳离心通风机集流器设计方法。

背景技术

通风机是依靠输入机械能来提高气体压力并输运气体的机械，它是一种从动的流体机械，其用途非常广泛，几乎涉及国民经济各个领域，属于通用机械范畴。其中无蜗壳离心通风机，是一种新型节能风机产品，广泛应用于工矿企业、高级宾馆、写字楼、影剧院、高级商住楼、商场、医院等建筑物的压力送风换气。该风机结构简单、外形美观、安装维修方便，是变风量空调、中央空调和净化空调的理想配套换代产品。由于该类产品出现时间较短，各个部件具有较大优化空间。

无蜗壳离心通风机的集流器是一种轴向进气装置，其作用是将气体平稳地导入叶轮内部(叶道入口)。目前常用的集流器为锥弧形，先锥形后弧形的设计可以使集流器后段与风机轮盖起始段的形状贴近，这样的设计可以消除叶道入口的旋涡。但是，这种设计无法改善预旋作用对风机性能的影响。受气体粘性的影响，气体在进入叶片入口前会伴有预旋速度，该速度方向为叶轮旋转方向。预旋速度会影响设计流量工况下气流进入叶道的角度，偏离设计角度会使气流与叶片形成冲击作用，造成能量的冲击损失。预旋现象无法消除，但是可以通过合理设计导叶减小预旋作用对风机性能的影响。然而，目前还没有根据无蜗壳离心通风机叶轮专门配对设计导叶，以基本抵消预旋作用对风机性能影响的有效方法，无蜗壳离心通风机的集流器仍有很大改进空间。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种带导叶的无蜗壳离心通风机集流器，通过在集流器中增加导叶，并合理设计导叶角度，来修正气流进入叶轮内部的角度，改善气流预旋导致的冲击损失，从而减少流动损失，进而改善风机的性能。

本发明一种带导叶的无蜗壳离心通风机集流器，由集流器壳体和沿周向均布固定在集流器壳体内的多片导叶组成。所述的集流器壳体由一体成型的固定底板和锥弧形气流通道组成。

所述导叶的设计过程如下：

导叶的轮廓由首尾依次连接的型线A、型线B和型线C组成；型线C为锥弧形气流通道的型线；型线B为导叶入口处型线，型线A为导叶出口处型线；沿气流方向，导叶型线B的起点位于集流器的锥弧形气流通道壁面上，终点靠近集流器壳体的中心轴线。

设叶轮尺寸与叶轮旋转速度u给定，则叶片入口气流理论绝对速度c_m已知，再根据预旋系数求得气流在进入叶片入口前沿叶片旋转方向的预旋速度c_u，从而得：

|c|²＝|c_u|²+|c_m|²

其中，|·|为速度向量的模运算，c为叶片入口气流预旋后绝对速度，c_a为导叶型线B的终点处与叶轮旋转速度反向的速度c_ua和叶片入口气流理论绝对速度c_m的和速度，β为c_m与c_a的夹角。