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CN110529410A - 一种混流风机 - Google Patents

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Abstract

一种混流风机，包括电机、机匣、叶轮、导叶和集流器；机匣一端的内侧同轴固定设置有导叶，电机设置在导叶的轮毂中心；电机的输出轴固定连接叶轮的中心；机匣的另一端内侧设置有集流器，集流器与叶轮同侧；导叶的轮毂与叶轮的轮毂直径相同；本发明提出的变凹凸性机匣线由一段下凹圆弧与一段上凸圆弧相切组成，这样保证了进口处和出口处与转轴的夹角为零，同时能保证叶轮进出口有较大的直径差，充分利用离心力增大气流压力。采用这种设计，减少了非做功区域的体积，气流轴向进气，在叶轮内获得能量，并由斜上流动转为轴向流动，然后在导叶内，气流的一部份动能转化为压力能，提高气流压力。

Description

一种混流风机
技术领域
本发明属于风机技术领域，特别涉及一种混流风机。
背景技术
混流风机广泛用于矿山、纺织、冶金、电站、航空、建筑等行业。混流风机兼具了轴流风机与离心风机的优点，具有高的压力系数和流量系数。混流风机内空气既做离心运动又做轴向运动，由于其独特的结构特点使得内部充满复杂的二次流。
混流风机为轴向进气，在叶轮内流动方向发生变化为斜向上流动，流出叶轮后又需要改为轴向进入后导叶或径向进入蜗壳。气流方向改变阻力损失较大。本专利提出的变凹凸性子午流道形状，减少风机流动阻力，消除机匣侧进口漩涡区，提高风机流量和效率。
后置蜗壳形式的混流风机与离心风机类似，气流流出叶轮方向接近径向。由于使用了蜗壳，径向尺寸增加较多，而且对于许多需要轴向出气的情况，则需要再次改变气流流向，应用局限较大。
后置导叶形式的混流风机，气流流出叶轮方向接近轴向，通常还需要一段弯道将气流完全过渡为轴向然后进入后导叶实现进一步扩压。
传统混流风机子午流道机匣线轮毂线通常为直线型或圆弧形，直线型子午流道看似流动阻力比较小，但是进口与出口气流都需要进行转向，流道有明显转折，所以流动损失较大。
圆弧形机匣线轮毂线可以在叶轮内实现一定的气流转向作用。但是对于后置导叶型混流风机，为了使气流流出叶轮后尽可能接近轴向，圆弧形机匣线轮毂线出口为轴向。对于叶轮进出口直径变化较大的高压力混流风机，圆弧形机匣线轮毂线出口为轴向，则进口与轴夹角较大，气流流进叶轮后在机匣则容易形成低速涡流区，削弱叶轮做功能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混流风机，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种混流风机，包括电机、机匣、叶轮、导叶和集流器；机匣一端的内侧同轴固定设置有导叶，电机设置在导叶的轮毂中心；电机的输出轴固定连接叶轮的中心；机匣的另一端内侧设置有集流器，集流器与叶轮同侧；导叶的轮毂与叶轮的轮毂直径相同；
叶轮上等间距设置有若干叶片，叶片沿着叶轮的轮毂线设置；叶片相对于轮毂的边缘为两段凹凸性相反的相切圆弧，靠近集流器的一段为下凹段，另一段为上凸段，下凹段的圆弧与上凸段的圆弧的半径比为1：2。
进一步的，靠近集流器一端的叶片高度与另一端的叶片高度之比为1.35。
进一步的，集流器内侧壁为圆弧型，集流器内壁与机匣的内壁相切。
进一步的，集流器外径与机匣内径配合，集流器外侧边缘设置有集流器定位销，通过集流器定位销轴向限位。
进一步的，叶轮叶片靠近集流器一侧的边缘线前倾，并延转动方向前弯。
进一步的，叶轮叶片的另一侧边缘线与电机的输出轴垂直。
进一步的，电机通过电机固定架固定设置在导叶的轮毂中心；电机的输出轴通过叶轮定位螺母与叶轮的轮毂中心固定连接；叶轮的轮毂为中空半弧形。
进一步的，叶轮叶片数为10，导叶叶片数为13。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明提出的变凹凸性机匣线由一段下凹圆弧与一段上凸圆弧相切组成，这样保证了进口处和出口处与转轴的夹角为零，同时能保证叶轮进出口有较大的直径差，充分利用离心力增大气流压力。采用这种设计，减少了非做功区域的体积，气流轴向进气，在叶轮内获得能量，并由斜上流动转为轴向流动，然后在导叶内，气流的一部份动能转化为压力能，提高气流压力。
本发明采用后置导叶，较后置蜗壳的径向结构更加紧凑，产品尺寸小。
修改叶轮子午流道形状后，使气流轴向进入后导叶，没有弯道结构，轴向紧凑。
风机整体是沿轴向进气，沿轴向出气。更适合应用于管道等直线送风。减少了气流冲击，流动损失小，气流噪声低。
本发明保证了叶轮子午流道沿流动方向逐渐缩小，能减少流动分离，实现低噪声高效率。
叶轮进出口直径比大，可以有效利用离心力做功，风机增压能力强，可以有效克服流动阻力，可胜任长管道，浮躁流道等场合的送风任务。
下凹式圆弧进口段气流进气顺畅，减少了流道机匣侧的低速区。配合圆弧型集流器，流道斜率连续，减少流动阻力，增加风机风量，提高效率。
本发明方案合理，结构简单，容易实现，能充分发挥混流风机的优势。
附图说明
图1是本发明的侧剖面示意图。
图2是本发明的子午流道示意图。
其中：1-集流器，2-机匣，3-叶轮，4-导叶，5-电机，6-电机转轴，7-电机固定架，8-叶轮定位螺母，9-集流器定位销，10-轮盖线，11-叶轮出口，12-导叶进口，13-导叶出口，14-叶轮进口，15-叶轮叶片前缘，16-轮毂线，17-叶轮叶片后缘，18-导叶叶片前缘，19-导叶叶片后缘，20-转轴，21-叶轮叶片，22-导叶叶片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明：
请参阅图1和图2，一种混流风机，包括电机5、机匣2、叶轮3、导叶4和集流器1；机匣2一端的内侧同轴固定设置有导叶4，电机5设置在导叶4的轮毂中心；电机5的输出轴固定连接叶轮3的中心；机匣2的另一端内侧设置有集流器1，集流器1与叶轮3同侧；导叶4的轮毂与叶轮3的轮毂直径相同；
叶轮3上等间距设置有若干叶片，叶片沿着叶轮3的轮毂线设置；叶片相对于轮毂的边缘为两段凹凸性相反的相切圆弧，靠近集流器1的一段为下凹段，另一段为上凸段，下凹段的圆弧与上凸段的圆弧的半径比为1：2。
靠近集流器1一端的叶片高度与另一端的叶片高度之比为1.35。
集流器1内侧壁为圆弧型，集流器型线与机匣2的内壁相切。
集流器1外径与机匣2内径配合，集流器1外侧边缘设置有集流器定位销9，通过集流器定位销9轴向限位。
叶轮叶片靠近集流器1一侧的边缘线前倾，并延转动方向前弯。
叶轮叶片的另一侧边缘线与电机5的输出轴垂直。
电机5通过电机固定架7固定设置在导叶4的轮毂中心；电机5的输出轴通过叶轮定位螺母与叶轮3的轮毂中心固定连接；叶轮3的轮毂为中空半弧形。
叶轮叶片数为10，导叶叶片数为13。
本发明一种混流换气装置，包括集流器、叶轮、机匣、导叶和电气设备；
本发明的工作过程如下所示：
该混流风机在进行作业时，电机转轴5带动风机叶轮4一起运动，电机通过支架与导叶固定在一起。
开机后叶轮转动，气流经集流器轴向进入风机叶轮，平滑地进入叶轮。在叶轮内气体由于离心作用，气体沿流道斜向上流动。由于流道减缩，气体流速增加，并沿流道转为轴向流动，进入导叶，在导叶内气体的一部份动能转化为压力能。由于混流风机进出口直径差，能有效利用离心力做功，以及后导叶的扩压作用，风机出口气流静压高，克服流动阻力能力强，可以用于复杂流道，长管道等流动损失大的应用场景。
具体特征：轮盖线与两端凹凸性相反的相切圆弧组成，如图2所示，前端为下凹段，保证进口处斜率为零，使气流顺畅进入叶轮；前端为上凸段，保证出口处斜率为零，使气流顺畅流出叶轮，进入导叶；两端圆弧相切，半径比为1：2，同时配合圆弧型集流器，集流器型线与机匣线相切，进一步降低进口流动损失，提高效率，增大风量；轮毂线为圆弧线，配合机匣线形状，使子午流道截面沿着流动方向是减缩的。叶轮进出口外径比约为1.35，高的外径比，使气流流经叶轮时可以利用离心力对气体做工，提高出口气流压力。
叶轮前缘线前倾，并延转动方向前弯，抑制二次流，提高效率，降低噪声，
叶轮后缘线与转轴垂直，结构紧凑；
叶轮叶片数为10，导叶叶片数为13。

Claims (8)

1.一种混流风机，其特征在于，包括电机(5)、机匣(2)、叶轮(3)、导叶(4)和集流器(1)；机匣(2)一端的内侧同轴固定设置有导叶(4)，电机(5)设置在导叶(4)的轮毂中心；电机(5)的输出轴固定连接叶轮(3)的中心；机匣(2)的另一端内侧设置有集流器(1)，集流器(1)与叶轮(3)同侧；导叶(4)的轮毂与叶轮(3)的轮毂直径相同；
叶轮(3)上等间距设置有若干叶片，叶片沿着叶轮(3)的轮毂线设置；叶片相对于轮毂的边缘为两段凹凸性相反的相切圆弧，靠近集流器(1)的一段为下凹段，另一段为上凸段，下凹段的圆弧与上凸段的圆弧的半径比为1：2。
2.根据权利要求1所述的一种混流风机，其特征在于，靠近集流器(1)一端的叶片高度与另一端的叶片高度之比为1.35。
3.根据权利要求1所述的一种混流风机，其特征在于，集流器(1)内侧壁为圆弧型，集流器内壁与机匣(2)的内壁相切。
4.根据权利要求1所述的一种混流风机，其特征在于，集流器(1)外径与机匣(2)内径配合，集流器(1)外侧边缘设置有集流器定位销(9)，通过集流器定位销(9)轴向限位。
5.根据权利要求1所述的一种混流风机，其特征在于，叶轮叶片靠近集流器(1)一侧的边缘线前倾，并延转动方向前弯。
6.根据权利要求5所述的一种混流风机，其特征在于，叶轮叶片的另一侧边缘线与电机(5)的输出轴垂直。
7.根据权利要求1所述的一种混流风机，其特征在于，电机(5)通过电机固定架(7)固定设置在导叶(4)的轮毂中心；电机(5)的输出轴通过叶轮定位螺母与叶轮(3)的轮毂中心固定连接；叶轮(3)的轮毂为中空半弧形。
8.根据权利要求1所述的一种混流风机，其特征在于，叶轮叶片数为10，导叶叶片数为13。
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