一种离心通风机的进风口的制作方法

本发明涉及通风机技术领域，尤其涉及一种低压离心通风机的进风口。

背景技术：

离心式通风机的空气动力性能及噪声除了取决于叶轮内部的结构之外，还与通风机的进风口形状密切相关，进风口又称为集流器，其尺寸和形状对通风机的性能的影响不能忽视。气流通过进风口后，冲入叶轮内部，产生冲击、出现旋涡区及造成能量损失。可以预见，通过对进风口的合理设计，能够使流入叶轮的气流更加稳定，减小涡区，从而提高通风机的效率。

技术实现要素：

本发明公开了一种离心通风机的进风口，能有效减小入口气流流动损失，降低入口噪声、提高通风机的效率。

本发明通过以下技术方案实现：

一种离心通风机的进风口，为一体成型的锥弧形中空筒体，进风口包括：内径沿进风方向逐渐减小的锥形段，所述锥形段的出口通过最小直径处喉部与弧形段进口连接，所述弧形段的内径从喉部开始沿轴向逐渐扩大，弧形段的出口端内径一侧进行倒角处理，使弧形段出口端壁厚小于弧形段进口端壁厚，经倒角处理后的部分弧形段伸入所述离心通风机叶轮内部。

进一步的，弧形段倒角为不等边斜倒角，去除材料部分的壁厚方向的边长小于弧形段弧度方向的边长。

进一步的，弧形段倒角为光滑圆弧倒角，所述圆弧倒角的凸起方向与弧形段的凸起方向一致。

进一步的，倒角处理后的弧形段出口端壁厚不大于弧形段进口端壁厚的一半。

进一步的，锥形段进口端的收缩角大于45度小于50度。

进一步的，喉部到弧形段出口端的轴向长度大于叶轮直径的3.0％。

进一步的，弧形段伸入叶轮内部长度为叶轮直径的1.0％～2.0％。

进一步的，进风口喉部直径大于叶轮直径的60％。

进一步的，进风口入口还设置有一直筒段，所述直筒段为锥形段入口在水平方向的延伸。

进一步的，直筒段的长度为锥形段入口到弧形段出口轴向长度的7～11％。

进风口性能的优良对整个通风机的效率影响明显，评价进风口性能，主要看它使叶轮进口截面上气流充满的程度而定，从进风口流出的气流状况应该尽可能的符合叶轮入口附近气流的流动状况，避免涡流及其引起的损失。

本发明的有益效果在于：

本发明进风口为锥弧形，先锥形后弧形，并且在弧形段的出口处进行了倒角处理，出口端伸入叶轮内部，该处形状的微小变化都会对气流的流动状况产生明显的影响，采用倒角去除材料的方式可以使得进风口出口环形面积沿轴向进一步逐步扩大，减少了气流进入叶片时的入口冲击损失，可提高通风机压力和效率。本发明进风口入口处还设置有一直筒段“ab”，该直筒段有流体导向过程,能有效克服局部阻力而引的能量损失。

附图说明

图1为本发明一种离心通风机进风口及整机的结构示意图；

图2为本发明一种离心通风机一种实施例的进风口结构示意图；

图3为本发明进风口弧形段“cd”的一种实施例的倒角示意图；

图4为本发明进风口弧形段“cd”的一种实施例的倒角示意图；

图5为本发明实施例一与对比样机一的压力对比曲线图；

图6为本发明实施例一与对比样机一的效率对比曲线图；

图7为本发明实施例二与对比样机二的压力对比曲线图；

图8为本发明实施例二与对比样机二的效率对比曲线图。

图中，1.进风口，2.叶轮，3.电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外，还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例1

参考图1，该图为本发明一种离心通风机进风口及叶轮的结构示意图，进风口1的一端固定安装在面板上，进风口的另一端与叶轮2套口配合，进风口1是静止件，叶轮2是旋转件，进风口1的出口端部分伸入叶轮2内部，叶轮2的另一端与电机3固定连接，电机3的转动带动叶轮2转动，叶轮叶片的转动将通风机外部的气流通过进风口1吸入叶轮2内部，从而实现流体的定向流动，达到气体输送的目的。

具体的，参考图2，本发明进风口主体为一体成型的锥弧形中空圆筒，包括锥形段“bc”，弧形段“cd”，其中“c”点为喉部，进风口的入口“b”处为口径最大处，沿着进风方向内径逐渐缩小，一直到喉部“c”处为进风口内径最小处，从喉部“c”处开始继续延伸为弧形段“cd”，弧形段“cd”从喉部开始内径逐渐扩大，一直到进风口的出口端“d”处，由于锥形段“bc”和弧形段“cd”是一体成型，弧形段“cd”是材料向外拉伸而成，弧形段“cd”的轴向长度较小。由于弧形段“cd”的一部分长度伸入叶轮内部，弧形段“cd”的气流流动状况直接影响叶轮内的气流情况，弧形段“cd”形状微小的改变对通风机效率能够产生明显的影响，在弧形段“cd”内径一侧进行倒角，使弧形段出口端壁厚小于弧形段的进口端壁厚，相当于进风口出口环形面积沿轴向进一步逐步扩大，因而减小了从进风口出口流向叶片入口的气流速度，稳定了入口气体流动，减少了气流进入叶片时的入口冲击损失，经试验证明，能有效提高通风机效率。

参考图3，该图为本发明进风口弧形段“cd”处的倒角示意图，倒角优选为不等边斜倒角，“xz”为弧形段出口端倒角处理前的壁厚，“y”点为倒角的起始点，从“y”点沿弧形段内径一侧进行斜倒角，“yw”为平直段，为了使进风口出口环形面积尽量扩大，直线“zw”的长度大于直线“yz”的长度。如果直线“zw”的长度小于或者等于直线“yz”的长度，弧形段的内径扩张不明显，对通风机效率的改善比较有限。

本实施例中，弧形段“cd”处的倒角也可以为光滑圆弧倒角，参考图4，“xz”的长度为壁厚t，是弧形段倒角处理前的壁厚，“y”点为倒角的起始点，从“y”点沿弧形段内径一侧进行光滑圆弧倒角，“yw”为光滑曲线，为了使进风口出口环形面积尽量扩大，直线“zw”的长度大于直线“yz”的长度。圆弧倒角的凸起点与弧形段的凸起方向一致。

其中，倒角处理后的弧形段“cd”出口端壁厚方向“xy”的长度大于零小于进风口厚度的一半，“x”点也可以与“y”点重合，即弧形段“cd”出口端为锋利的薄片，理论上，弧形段“cd”出口端越薄越有利于通风机出口面积的扩张，实际工艺中，根据材料的材质和强度，“xy”的长度小于二分之一壁厚t，若“xy”的长度大于二分之一壁厚，倒角幅度过小，对通风机的效率改善不明显。

本实施例中，锥形段“bc”的收缩角θ不宜过大，也不宜过小，收缩角θ过大，锥形段“bc”的风道面积减小过快，风速急剧增大，产生的“回流”明显增多，能量损失严重。收缩角θ过小，锥形段“bc”的风道面积减小缓慢，进风口长度增加，导致通风机整机尺寸增加。经多次实验得出，收缩角θ大于45度小于50度，具有合理的锥形段长度，同时能有效减小气体的能量损失。

本实施例中，弧形段“cd”的轴向长度，即“c”处到“d”处的垂直距离lh大于通风机叶轮的3.0％。具有一定轴向长度的扩压段“cd”，可以减小喉部直径附近的分离损失。

本实施例中，进风口与叶轮套口配合，弧形段“cd”的出口端的一部分伸入叶轮内部，弧形段“cd”伸入叶轮内部长度为叶轮直径的1.0％～2.0％，该长度的弧形与叶轮入口的弧形匹配度良好，弧形能尽量接近，作为过渡段，保持入口气流弯转顺畅不紊乱，减小流动损失，保证叶片入口气流平稳。

进一步的，喉部的直径“c”处不易过小，避免减速段“bc”的当量扩散角过大，较大的喉部直径可减小叶轮入口气流速度，从而减小冲击损失和冲击噪声。经试验得出，进风口喉部直径“c”处大于通风机叶轮直径60％时，效果明显。

本实施例中，进风口入口还设置有一直筒段“ab”，为锥形段入口在水平方向的延伸。离心通风机的进风口最前端的吸入口为某一直径的圆面，受到通风机结构或通风空调系统结构尺寸的限制，该直径总是偏小，当进风口的直径小于吸入损失达到最小时所需的吸入口直径时，容易在吸入口外径内侧部位形成涡流区、造成压力损失、噪声加大、缩小了进气面积，随之湍流气体会被吸入叶轮内部导致叶轮做功效率降低。当空气流经进风口时,由于在边界急剧改变的区域将出现旋涡区和速度的重新分布,从而使流动阻力大大增加,此处局部阻力所造成的能量损失经常占很大的比例，如果进风口有流体导向过程,将克服局部阻力而引起的能量损失,在此处设置直筒段“ab”能有效克服局部阻力而引的能量损失。直筒段“ab”太长使通风机长度增大，太短效果不明显。直筒段“ab”的长度为锥形段入口到弧形段出口轴向长度的7～11％，既能有效提高通风机效率，同时，进风口的长度增大不明显，工艺简单，有明显的经济价值。

本发明实施例一的通风机实施例结构参数如下：

叶轮直径(叶片外径)：φd2＝φd2m＝φ226mm，

进风口入口直径：φdin＝φ188mm，

进风口喉部直径：φdh＝φ144mm，

进风口主体轴向高度：h＝31mm，

进风口直筒段轴向高度：h＝3mm，

进风口厚度：1.8mm，

进风口出口端内侧倒角：倒角为圆弧倒角，线段xy为1mm，角wyz为75°。

锥形段“bc”的收缩角θ为45°。

对比见表1，实施例一样机和对比样机一相比较而言，除了实施例一样机进风口增加了直筒段“ab”，出口端内侧进行了倒角这两个特征外，其余主要结构形状和尺寸以及匹配的电机和运行转速均相同。

表1

曲线对比见图5和图6。

实施例2

本发明实施例2的通风机实施例结构参数如下：

叶轮直径(叶片外径)：φd2＝φd2m＝φ570mm，

进风口入口直径：φdin＝φ464mm，

进风口喉部直径：φdh＝φ384mm，

进风口主体轴向高度：h＝82mm，

进风口直筒段轴向高度：h＝8mm，

进风口厚度：2.0mm，

进风口出口端内侧倒角：倒角为圆弧倒角，线段xy为1mm，角wyz为75°。

锥形段“bc”的收缩角θ为50°。

对比见表2，实施例二样机和对比样机二相比较而言，除了实施例二样机进风口增加了直筒段“ab”，出口端内侧进行了倒角这两个特征外，其余主要结构形状和尺寸以及匹配的电机和运行转速均相同。

表2

曲线对比见图7和图8。

从上表中可以看出，进风口增加了直筒段“ab”，出口端内侧进行了倒角后，通风机的效率有明显增加。

进风口的形状对通风机性能有明显的影响，尤其是进风形状与其他部件的匹配，只有很好地匹配，才能减少能量损失。通过优化分析，可以在对原机型改动较小的情况下，明显提高通风机的性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。