多翼型离心风机及风电设备的制作方法

1.本实用新型属于发电设备技术领域，特别地，涉及一种多翼型离心风机及风电设备。


背景技术：

2.由于多翼型离心风机具有流量系数大、压力系数高和结构紧凑等特点，在风力发电机机仓冷却器外风路通常采用多翼型离心风机。其中，大中型冷却器一般采用内转子电机驱动的多翼型离心风机，多翼型离心风机大多采用外转子电机。当前，内转子电机驱动的多翼型离心风机，由于外形尺寸的限制，其驱动电机一般安装在蜗壳的一侧，存在叶轮两侧进风存在较大差异，导致蜗壳中的气流呈现极大的不均匀性，造成大量的流动损失，减小风量及风压，降低运行效率及气动性能。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例的目的在于提供一种通过将侧进风口集中到蜗壳背离电机的一侧，消除因叶轮两侧进风存在差异而引起流动损失的缺陷，并优化叶轮出口宽度b与叶轮外径d、集流器的直径d与叶轮外径d以及叶轮出口宽度b与蜗壳宽度b的尺寸比例关系，以增大风量及风压，提升整机的运行效率及气动性能的多翼型离心风机。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种多翼型离心风机，用于风电设备之风力发电机机仓冷却器外风路通风散热，所述多翼型离心风机包括：
5.蜗壳，内部具有叶轮腔，所述蜗壳上设有与所述叶轮腔连通的出风口，所述蜗壳平行且相对设置的两侧壁分别为第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁上开设有与所述叶轮腔连通的侧进风口，所述第二侧壁上内凹形成有电机安装筒；
6.叶轮，转动安装于所述叶轮腔中；
7.电机，至少部分容置于所述电机安装筒中，所述叶轮与所述电机的输出轴相连，以通过所述电机驱动所述叶轮旋转；以及
8.集流器，设于所述侧进风口处；
9.其中，所述叶轮出口宽度b与所述叶轮外径d的尺寸比例关系为：b:d＝1：(1.9～2.1)；所述集流器的直径d与所述叶轮外径d的尺寸比例关系为：d:d＝1:(1.2～1.3)；所述叶轮出口宽度b与所述蜗壳宽度b的尺寸比例关系为：b:b＝1:(1.8～2)。
10.进一步地，所述蜗壳的外形尺寸满足以下关系：l1：l2:l3:l4＝(27～30):(62～68):(30～36):(60～65)；其中，在所述蜗壳的中心轴线平行于水平面且所述出风口所在的平面垂直于水平面时，l1为所述蜗壳沿水平方向的最大尺寸，l2为所述蜗壳沿竖直方向的最大尺寸，l3为所述侧进风口中心位置到出风口方向的最大尺寸，l4为所述侧进风口中心位置到所述蜗壳高度最低的位置的尺寸。
11.进一步地，所述叶轮外径d与所述电机安装筒的筒径d1相等。
12.进一步地，所述出风口所在的平面垂直于所述侧进风口所在的平面。
13.进一步地，沿所述蜗壳的轴向方向，所述出风口的宽度与所述蜗壳的宽度相等。
14.进一步地，所述电机安装筒的圆形面上设有法兰，所述电机通过所述法兰固定于所述电机安装筒中，且所述电机的输出轴穿过所述法兰的法兰孔与所述叶轮相连。
15.进一步地，所述出风口呈沿气流方向口径逐渐变大的扩口型设置。
16.进一步地，所述电机为7.5kw四极内转子电机。
17.进一步地，所述电机为盘式电机，所述盘式电机容置于所述电机安装筒内。
18.本实用新型实施例的另目的在于提供一种具有上述任一方案提供的多翼型离心风机的风电设备。
19.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种风电设备，包括上述任一方案提供的所述的多翼型离心风机。
20.本实用新型实施例中的上述一个或多个技术方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果之一：
21.本实用新型实施例中的多翼型离心风机及风电设备，多翼型离心风机通过将侧进风口集中到蜗壳背离电机的一侧，可消除因叶轮两侧进风存在差异而引起流动损失的缺陷，并优化叶轮出口宽度b与叶轮外径d、集流器的直径d与叶轮外径d以及叶轮出口宽度b与蜗壳宽度b的尺寸比例约束关系，使得本实用新型实施例提供的多翼型离心风机相对于现有技术结构的风机，全压提高60％～70％，全压效率提高57％～142％，从而增大风量及风压，提升整机的运行效率及气动性能，进而增强了风电设备之风力发电机机仓冷却器外风路通风散热能力，提高了风电设备之风力发电机机仓冷却器冷却效果。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例提供的多翼型离心风机的立体结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例提供的多翼型离心风机的侧视结构示意图；
25.图3为图2中a
‑
a线的剖视结构示意图；
26.图4为本实用新型实施例提供的多翼型离心风机的主视结构示意图；
27.图5为本实用新型另一实施例提供的多翼型离心风机的剖视结构示意图；
28.图6为现有技术结构的风机的仿真分析测试验证获取的全压及全压效率分布曲线图；
29.图7为本实用新型实施例提供的多翼型离心风机的仿真分析测试验证获取的全压及全压效率分布曲线图。
30.其中，图中各附图标记：
[0031]1‑
蜗壳；11
‑
出风口；12
‑
第一侧壁；13
‑
第二侧壁；14
‑
电机安装筒；
[0032]2‑
叶轮；3
‑
电机；4
‑
集流器；5
‑
法兰。
具体实施方式
[0033]
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0034]
需要说明的是，当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0035]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0036]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0037]
在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”或“在一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。
[0038]
请一并参阅图1至图4，现对本实用新型实施例提供的多翼型离心风机进行说明。本实用新型实施例提供的多翼型离心风机，适用于风电设备之风力发电机3机仓冷却器外风路通风散热。本实用新型实施例提供的多翼型离心风机包括蜗壳1、叶轮2、电机3和集流器4，蜗壳1的内部具有叶轮腔，蜗壳1上设有与叶轮腔连通的出风口11，蜗壳1平行且相对设置的两侧壁分别为第一侧壁12和第二侧壁13，第一侧壁12上开设有与叶轮腔连通的侧进风口，第二侧壁13上内凹形成有电机安装筒14。叶轮2转动安装于叶轮腔中，电机3至少部分容置于电机安装筒14中，叶轮2与电机3的输出轴相连，以通过电机3驱动叶轮2旋转。可以理解，在其中一些实施例中，电机3可以是但不限于7.5kw四极内转子电机3。集流器4设于侧进风口处，集流器内孔内端为锥弧形，采用内嵌方式与蜗壳连接，具有气流流动性能好、效率高优点，并减小气流进入侧进风口的气阻。其中，请结合参阅图2、图3和图4，叶轮2出口宽度b与叶轮2外径d的尺寸比例关系为：b:d＝1：(1.9～2.1)；集流器4的直径d与叶轮2外径d的尺寸比例关系为：d:d＝1:(1.2～1.3)；叶轮2出口宽度b与蜗壳1宽度b的尺寸比例关系为：b:b＝1:(1.8～2)。本实用新型实施例提供的多翼型离心风机的基本工作过程为：电机3驱动叶轮2旋转，空气经由侧进风口的集流器4进入叶轮2的内部，并通过叶轮2旋转的离心作用，将由沿叶轮2轴向方向进入叶轮2内部的气流，沿叶轮2的径向流出，最终从蜗壳1的出风口11以一定的风量与风压流出。叶轮2出口是指叶轮2的出风风口，多翼叶轮2属于离心叶轮2的一种，离心叶轮2都是径向出风，气流从叶轮2轴向进去、径向出来，即气流从叶轮2的轴向进气，请结合参阅图3，气流经叶轮2离心换向后并从以b为宽度，d为直径的圆柱面流出，b就是出气圆柱面的宽度，通常称叶轮出口宽度。电机安装筒14的深度l以结构上不发生干
涉，使电机3轴向尽可能紧凑为宜。
[0039]
请结合参阅图6和图7，本实用新型实施例提供的多翼型离心风机，在叶轮2出口宽度b与叶轮2外径d、集流器4的直径d与叶轮2外径d以及叶轮2出口宽度b与蜗壳1宽度b存在以上的约束关系时，经仿真分析及试验验证，在本实用新型实施例提供的多翼型离心风机外形与现有技术结构的风机外形基本保持一致的前提条件下，本实用新型实施例提供的多翼型离心风机相对于现有技术结构的风机，全压提高60％～70％，全压效率提高57％～142％，充分发挥了电机3的做功能力，增大风量及风压，提升整机的运行效率及气动性能，进而增强了风电设备之风力发电机3机仓冷却器外风路通风散热能力，提高了风电设备之风力发电机3机仓冷却器冷却效果。
[0040]
本实用新型实施例中的多翼型离心风机，与现有技术相比，通过将侧进风口集中到蜗壳1背离电机3的一侧，可消除因叶轮2两侧进风存在差异而引起流动损失的缺陷，并优化叶轮2出口宽度b与叶轮2外径d、集流器4的直径d与叶轮2外径d以及叶轮2出口宽度b与蜗壳1宽度b的尺寸比例约束关系，使得本实用新型实施例提供的多翼型离心风机相对于现有技术结构的风机，全压提高60％～70％，全压效率提高57％～142％，从而增大风量及风压，提升整机的运行效率及气动性能，进而增强了风电设备之风力发电机3机仓冷却器外风路通风散热能力，提高了风电设备之风力发电机3机仓冷却器冷却效果。
[0041]
请结合参阅图2，在其中一些实施例中，蜗壳1的外形尺寸满足以下关系：l1：l2:l3:l4＝(27～30):(62～68):(30～36):(60～65)；其中，在蜗壳1的中心轴线平行于水平面且出风口11所在的平面垂直于水平面时，l1为蜗壳1沿水平方向的最大尺寸，l2为蜗壳1沿竖直方向的最大尺寸，l3为侧进风口中心位置到出风口11方向的最大尺寸，l4为侧进风口中心位置到蜗壳1高度最低的位置的尺寸。若风机在图示位置旋转90
°
安装，则上述尺寸跟随旋转90
°
。该实施例中，通过采用上述方案，进一步优化蜗壳1的外形尺寸的尺寸比例约束关系，达到优化本实用新型实施例提供的多翼型离心风机的外形尺寸，进一步增大风量及风压，提升整机的运行效率及气动性能。
[0042]
请结合参阅图3，在其中一些实施例中，叶轮2外径d与电机安装筒14的筒径d1相等。该实施例中，通过采用上述方案，使得叶轮2外径d与电机安装筒14的筒径d1保持一致，减小叶轮2旋转带动气流离心运动产生的涡流损失，从而降低流动损失，增大风量及风压，提升整机的运行效率及气动性能。
[0043]
请结合参阅图2，在其中一些实施例中，出风口11所在的平面垂直于侧进风口所在的平面。该实施例中，通过采用上述方案，使得出风口11所在的平面垂直于侧进风口所在的平面，即出风口11所在的平面与侧进风口所在的平面之间的夹角为90
°
，有利于降低流动损失，增大风量及风压，提升整机的运行效率及气动性能。当然，可以理解地，出风口11所在的平面与侧进风口所在的平面之间的夹角包括90
°
但不限于90
°
，例如，出风口11所在的平面与侧进风口所在的平面之间的夹角可以是小于90
°
的任意夹角。
[0044]
请结合参阅图4，在其中一些实施例中，沿蜗壳1的轴向方向，出风口11的宽度与蜗壳1的宽度相等。该实施例中，通过采用上述方案，沿蜗壳1的轴向方向，将出风口11的宽度与蜗壳1的宽度保持一致，有利于降低流动损失，增大风量及风压，提升整机的运行效率及气动性能。
[0045]
请结合参阅图1和图3，在其中一些实施例中，电机安装筒14的圆形面上设有法兰
5，电机3通过法兰5固定于电机安装筒14中，且电机3的输出轴穿过法兰5的法兰孔与叶轮2相连。该实施例中，通过采用上述方案，在电机安装筒14的圆形面上设有法兰5，电机3通过法兰5固定于电机安装筒14中，有利于电机3的安装，并使得电机3的至少部分荣置于内凹的电机安装筒14内，使得多翼型离心风机的结构更加紧凑，体型更小。
[0046]
请结合参阅图2，在其中一些实施例中，出风口11呈沿气流方向口径逐渐变大的扩口型设置，流动方向改变的气流随着出风口11断面面积增大使气流减速，这种减速作用将动能转换成压力能，从而有效增大风压。
[0047]
请结合参阅图5，在其中一些实施例中，电机3为盘式电机3(扁平电机3)，盘式电机3(扁平电机3)容置于电机安装筒14内，使得多翼型离心风机整体结构更加紧凑，有利于减小多翼型离心风机的体型。
[0048]
本实用新型实施例还提供一种风电设备，该风电设备包括上述任一实施例提供的多翼型离心风机。由于本实用新型实施例提供的风电设备，具有上述任一实施例提供的多翼型离心风机的全部技术特征，故其具有与上述任一实施例提供的多翼型离心风机相同的技术效果，在此不作赘述。
[0049]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。