一种提效轴流风机集流器的制作方法

1.本实用新型涉及轴流风机领域，更具体地，涉及一种提效轴流风机集流器。


背景技术：

2.轴流风机的应用广泛，可用于一般工厂、仓库、办公室、住宅内等场所的通风换气，也可用于冷风机(空气冷却器)、蒸发器、冷凝器等等，也有矿用轴流风机。轴流风机的叶轮前端安装有集流器，气体经集流器导向叶轮，在叶轮的旋转作用下，给气体做功，压力升高。集流器的作用是将气体平滑地导向叶轮，保证叶轮入口气流均匀，达到提高叶轮效率的目的。当前，囿于工艺制作要求，叶轮的叶片顶端与集流器之间保持一定间隙，以便于气流通过以及防止叶轮在运行过程中的径向跳动对集流器产生干涉。由于径向间隙存在，叶片顶端气流将由压力面流向吸力面，随之会产生尖端涡流，尖端涡流形成后会随着主流带走，影响气流的均匀性，尖端涡的存在会降低轴流风机的压力和效率。实用新型专利一种风机集流器、离心风机及空调系统(cn201920256544.2 2019.10.29)虽然公开了一种迎风面设有凸起和/或凹槽的集流器，但该专利没有对环状凸起的具体布置方式和结构做详细描述，所申请保护的技术方案亦未能较好地解决尖端涡流对风机运行效率的影响。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种提效轴流风机集流器，该集流器能降低气流的无用功、减小涡流损失，有效提高风机整体效率。
4.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：
5.一种提效轴流风机集流器，包括集流器主体，所述集流器主体安装在导叶外围，所述导叶固定在导叶轮毂上，所述集流器主体上设有扩压段，所述扩压段由所述集流器主体的进气端向出气端延伸，所述扩压段的直径由所述集流器主体的进气端向出气端逐渐增大，所述扩压段内侧设有提效装置；
6.所述提效装置包括多个圆形提效环，多个所述提效环沿所述集流器的进气方向依次设置n圈，每个所述提效环的圆心均落在导叶轮毂的中轴线上，每个所述提效环均由多个凸点组成。
7.在本实用新型较佳的技术方案中，沿所述集流器的进气方向，第i圈的所述提效环所述凸点的高度为h
i
、底面宽为d
i
，每个所述提效环上所述凸点的高度沿所述集流器的进气方向依次递减，即h
i
＞h
i 1
；第i圈提效环直径的直径为d
i
，h
i
＝d
i
*[(1 i)/i]/100,d
i
与凸点高度d
i
之间存在以下关系：0.5mm≤d
i
≤0.02d
i
且d
i
＝d
i 1
；其中i＝1、2、3...n
‑
1，n是非零的自然数，n＝int(e/d
i
),若n＝0,则取n＝1；h
i
为m和n之间垂直距离，m为过凸点中心并与集流器内壁面型线相切直线，n为平行m并与所述凸点顶部相切的直线。
[0008]
在本实用新型较佳的技术方案中，所述提效环沿所述集流器的进气方向依次设置的圈数n≥1，n＝3时，沿所述集流器进气方向的3圈所述提效环上的所述凸点的宽度分别为d1、d2、d3；所述扩压段出口与第一圈所述提效环的所述凸点的中心距离为k1，第一圈所述提
效环的所述凸点中心与第二圈所述提效环的所述凸点的中心距离为k2，第二圈所述提效环的所述凸点中心与第三圈所述提效环的所述凸点的中心距离为k3，k1＞d1，k2＞d1 d2，k3＞d2 d3。
[0009]
在本实用新型较佳的技术方案中，第i
‑
1圈提效环所述凸点中心与第i圈提效环凸点中心距离为k
i
，k
i
＞d
i
‑1 d
i
。
[0010]
在本实用新型较佳的技术方案中，所述扩压段沿所述导叶轮毂轴线方向的最大距离为e，k1 k2 k3＜e。
[0011]
在本实用新型较佳的技术方案中，第i圈所述提效环中相邻两个所述凸点与其所在所述提效环的圆心连线的夹角为β
i
，第i圈提效环相邻两个所属凸点中心间弧长f
i
，1≤i≤n；其中β1＜β2＜
……
β
i
，β1、β2、β3……
β
i
均为3
°
的整倍数，且β
i
≥360*f
i
/(π*d
i
)。
[0012]
在本实用新型较佳的技术方案中，轴向视图中，相邻两个所述提效环上的所述凸点相互交错设置。
[0013]
在本实用新型较佳的技术方案中，每个所述提效环的所述凸点的形状、尺寸均一致。
[0014]
在本实用新型较佳的技术方案中，所述凸点垂直所述导叶轮毂轴线方向上的截面的形状为矩形、多边型、半圆形、椭圆形或翼型。
[0015]
本实用新型的有益效果为：
[0016]
本实用新型提供的一种提效轴流风机集流器，该集流器的扩压段设置有由多个提效环形成的提效装置，每个提效环上所述凸点的高度沿所述集流器的进气方向依次递减，提效装置一方面可以将导叶顶端与集流器间尖端涡打散，从而减小涡流损失，提高风机整体效率；另一方面能减小经过叶轮导叶主流端壁处旋转速度，将其尽可能转化为轴向速度，从而降低无用功，增大有用功，达到提效的目的。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]
其中：
[0019]
图1是本实用新型提供的一种提效轴流风机集流器的结构示意图；
[0020]
图2是本实用新型提供的提效轴流风机集流器的左视图；
[0021]
图3是图2中a:a剖视图；
[0022]
图4是图3中p处的局部放大图；
[0023]
图5是圆形凸点剖面示意图；
[0024]
图6是矩形凸点剖面示意图；
[0025]
图7是椭圆形凸点剖面示意图；
[0026]
图8是翼形凸点剖面示意图；
[0027]
图9是第i圈提效环中周向相邻两个所属凸点中心间圆弧长fi的示意图。
[0028]
附图标记：
[0029]
1—集流器主体，2—导叶轮毂，3—导叶，4—提效装置，11—扩压段，41—提效环，411—凸点。
具体实施方式
[0030]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0031]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”“第二”等的描述，则该“第一”“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
[0032]
如图1～图9所示，一种提效轴流风机集流器，包括集流器主体1，所述集流器主体1安装在导叶3外围，所述导叶3固定在导叶轮毂2上，所述集流器主体1上设有扩压段11，所述扩压段11由所述集流器主体1的进气端向出气端延伸，所述扩压段11的直径由所述集流器主体1的进气端向出气端逐渐增大，所述扩压段11内侧设有提效装置4；所述提效装置4的材料与所述集流器主体1的材料一致，可为塑料或金属或塑料与金属的混合物。所述提效装置4包括多个圆形提效环41，多个所述提效环41沿所述集流器主体1的进气方向依次设置n圈，每个所述提效环41的圆心均落在导叶轮毂的中轴线上，每个所述提效环41均由多个凸点411组成。
[0033]
多个所述提效环41沿所述集流器的进气方向依次设置的圈数为n，n≥1.进一步地，沿所述集流器的进气方向，第i圈的所述提效环所述凸点的高度为h
i
、底面宽为d
i
，每个所述提效环上所述凸点的高度沿所述集流器的进气方向依次递减，即h
i
＞h
i 1
；第i圈提效环直径的直径为d
i
，h
i
＝d
i
*[(1 i)/i]/100,d
i
与凸点高度d
i
之间存在以下关系：0.5mm≤d
i
≤0.02d
i
且d
i
＝d
i 1
；其中i＝1、2、3...n
‑
1，n是非零的自然数，n＝int(e/d
i
),若n＝0,则取n＝1；h
i
为m和n之间垂直距离，m为过凸点中心并与集流器内壁面型线相切直线，n为平行m并与所述凸点顶部相切的直线。更具体地，所述凸点411的高度为所述凸点411底部与所述扩压段11表面的切线与所述凸点411顶部的切线间的距离，所述提效装置4可与所述集流器主体1一体成型设计。
[0034]
上述的一种提效轴流风机集流器，该集流器的扩压段11设置有由多个所述圆形提效环41形成的所述提效装置4，每个所述提效环41上所述凸点411的高度沿所述集流器的进气方向依次递减，所述提效装置4一方面可以将所述导叶3顶端与集流器间尖端涡打散，从而减小涡流损失，提高风机整体效率；另一方面能减小经过所述导叶3主流端壁处旋转速度，将其尽可能转化为轴向速度，从而降低无用功，增大有用功，达到提效的目的。
[0035]
更具体地，集流器安装在叶轮进气端，叶轮启动，将气体吸入。集流器的作用是使气流能平混的进入叶轮内，囿于当今工艺限制，叶轮的叶片顶端与集流器之间存在一定的间隙，以便集流器和叶轮能平稳地运行。所述集流器主体1安装在所述导叶3外围，由于径向
间隙的存在，所述导叶3顶端气流将由压力面流向吸力面，随之会产生尖端涡流。尖端涡流形成后会被主流带走，影响气流的均匀性，尖端涡流的存在会降低轴流风机的压力和效率。增加了所述提效装置4后，所述提效装置4在所述集流器主体1的所述扩压段11对气流形成扰动作用，能在很大程度上改善尖端涡流，将尖端涡流打散，使大涡变小涡，有利于气流的均匀性流动，进而能提高风机效率。同时经过导叶之后的主流由于导叶的作用，部分气流会绕导叶的轴向做旋转运动，旋转的气流并不能给轴流风机产生积极的作用，反而成为无用功，降低轴流风机的效率。所述提效装置4可以减小旋绕速度，从而增大轴向速度，进而增加有用功，有利于提高风机效率。多个所述提效环41沿所述集流器的进气方向依次设置的圈数为n，n≥1。每个所述提效环41的圆心均落在所述导叶轮毂2的中轴线上，每个所述提效环41均由多个所述凸点411组成；每个所述凸点411的高度为h
i
，每个所述提效环41上所述凸点411的高度沿所述集流器的进气方向依次递减，即h
i
＞h
i 1
，因此靠近所述集流器进气端的所述提效环41对气流的扰动作用要大于远离所述集流器进气端的所述提效环41，尖端涡流被多个所述提效环41逐步改善，设置更多的所述提效环41对尖端涡流改善的效果更明显，因此提效也更明显。在现实生产中，为平衡生产成本与风机效益之间关系，所述提效环41的个数n较佳为3～6个。
[0036]
进一步地，n＝3时，沿所述集流器进气方向的3圈所述提效环41上的所述凸点411的宽度分别为d1、d2、d3；所述扩压段11最外侧与第一圈所述提效环41的所述凸点411的中心距离为k1，第一圈所述提效环41的所述凸点411与第二圈所述提效环41的所述凸点411的中心距离为k2，第二圈所述提效环41的所述凸点411与第三圈所述提效环41的所述凸点411的中心距离为k3，k1＞d1，k2＞d1 d2，k3＞d2 d3；第i
‑
1圈提效环所述凸点中心与第i圈提效环凸点中心距离为k
i
，k
i
＞d
i
‑1 d
i
。更进一步地，所述扩压段11沿所述导叶轮毂2轴线方向的最大距离为e，k1 k2 k3＜e。更进一步地，如图3所示，第i圈所述提效环41中相邻两个所述凸点411与其所在所述提效环41的圆心连线的夹角为β
i
，第i圈提效环相邻两个所属凸点中心间弧长f
i
，1≤i≤n；其中β1＜β2＜
……
β
i
，β1、β2、β3……
β
i
均为3
°
的整倍数，且β
i
≥360*f
i
/(π*d
i
)。相邻两个所述提效环41上的所述凸点411交错设置。为进一步提高进风效率，k1＞d1，k2＞d1 d2，k3＞d2 d3；第i
‑
1圈提效环所述凸点中心与第i圈提效环凸点中心距离为k
i
，k
i
＞d
i
‑1 d
i
，即所述凸点411的沿所述叶轮轴向之间的距离用大于所述凸点411的高度，以便使得凸点对出口区域流动起到较好的扰动，在所述扩压段11内降低此处的涡流强度，更有利于提高效率。而相邻两个所述提效环41上的所述凸点411交错设置，则使凸点对主流能够更好地发挥扰动作用，一定程度上起到阻止此处回流的作用，提高整个风机的进风效率。
[0037]
进一步地，每个所述提效环41的所述凸点411的形状、尺寸均一致。更进一步地，所述凸点411垂直所述导叶轮毂2轴线方向上的截面的形状为矩形、多边型、半圆形、椭圆形或翼型。形状、尺寸一致的所述凸点411的高度、底面积均相同，这样有利于降低生产成本，便于该集流器在市场上推广。
[0038]
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。