一种集流器及其后向离心通风机的制作方法

1.本实用新型属于离心通风机相关技术领域，具体涉及一种集流器及其后向离心通风机。


背景技术：

2.离心通风机主要由叶轮、机壳、集流器组成，集流器作为离心通风机的重要部件，是静止导流部件，其作用是将轴向进气平滑地导入叶轮，现有的离心通风机的集流器有圆筒形、圆锥形、圆弧形和锥弧形。对于低压后向离心通风机而言，其集流器多采用锥弧形，锥弧形集流器由进口收缩段和出口扩张段组成，即气流在集流器内沿中心轴线方向是先加速再减速的流动过程，在此过程中，势必存在有流动损失，因此集流器结构形式特别是其筒形体的母线形状和喉部在轴线方向的相对位置，直接影响入口气流的引导效率、气流进入叶轮前的流动平稳性，乃至通风机内部的流动状况。
3.重要的是，集流器与叶轮和机壳一起作为通风机的通流部分（相对于驱动部分和支撑部分）的组成部分，其母线形状的优劣和喉部在轴线方向的相对位置，对通风机气动性能参数、气动效率、功率能耗和噪声大小，均具有直接的关系。
4.通常，集流器喷嘴状的收缩段的轴向长度明显大于扩张段的轴向长度，即收缩段长度ls＞扩张段长度lk，通风机入口气流经过集流器时，必定存在流动损失并对叶轮内部的流动形成直接的影响，故尝试通过优化集流器截面弧线形状来优化集流器对通风机进口气流的导流效果以进一步提高叶轮和通风机的做功效率、提高通风机气动性能参数并降低功耗。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种集流器及其后向离心通风机，以进一步完善上述背景技术中提出的现有的离心通风机，即通过对高效的锥弧形集流器截面弧线进一步优化—即将其直径最小处的喉部位置向进口端移动，增加扩压段的轴向长度，以提高低压后向离心通风机的进风口对气流的导流效率，减小入口来流的流动损失并提高叶轮出口流量和压力以及通风机气动效率，即提高通风机出力并节能降耗。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种集流器，所述集流器为包括入口收缩段ab和出口扩张段bc的锥弧形中空筒体状，过b、c两点的第一截面弧度半径为r
2 ，过a、b两点的第二截面弧度半径为r1，所述第一截面弧度的圆弧线与所述第二截面弧度的圆弧线相切于b点。
7.优选地，所述集流器上b点处的直径最小，为集流器的喉部，a点处为集流器的进气口，c点处为集流器的出口末端部。
8.优选地，所述喉部在中心轴线上的位置向所述集流器入口侧平移，所述集流器的轴向长度为l，所述出口扩张段bc对应的轴向长度为lk,lk≧0.5*l。
9.优选地，其包括叶轮以及一种集流器，所述叶轮包括后盘和设置于后盘和前盘之
间的若干叶片，所述集流器安装于叶轮前端—与叶轮前盘内圈套口配合。
10.优选地，所述集流器的进气口直径为φd
in
，喉部直径为φdh，出口直径为φd
out
，φd
in
＞φd
out
＞φdh。
11.优选地，所述集流器的进气口至喉部的轴向距离为ls，喉部至出口外端部的轴向距离为lk，lk长度等于bc，ls与lk的长度总和等于集流器的横向宽度l。
12.与现有离心通风机技术相比，本实用新型提供了一种集流器及其后向离心通风机，具备以下有益效果：
13.（1）大比转速的低压后向离心通风机的高效锥弧形集流器，其截面形状为喷嘴状，前段为面积逐步缩小的收缩段，气流在其间呈加速形态，经过集流器喉部之后进入后段，其面积不断扩大，气流速度逐步降低后进入叶轮。
14.（2）通风机内主气流由集流器到叶轮内，使得其同时经过了两个弯转：一个是沿轴向到径向的90
°
转弯，同时还有沿圆周方向的偏转；
15.（3）集流器出口段长度的相对延长和较大的截面弧线半径，给主气流的转弯和偏转提供了较大的空间，使其更加顺畅，从而紊乱程度并使得叶轮入口处气流更加均匀，提高了叶轮对气体做功的效率，提高通风机的空气动力性能参数、气动效率并减小进口气流噪声。
附图说明
16.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制，在附图中：
17.图1为本实用新型的后向离心通风机的结构示意图；
18.图2为本实用新型的集流器的结构示意图；
19.图3为本实用新型的实施例一和对比样机一的静压对比曲线图；
20.图4为本实用新型的实施例一和对比样机一的静压效率对比曲线图；
21.图5为本实用新型的实施例二和对比样机二的静压对比曲线图；
22.图6为本实用新型的实施例二和对比样机二的静压效率对比曲线图。
23.图中：1、叶轮；101、后盘；2、集流器。
具体实施方式
24.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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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做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。
25.请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种后向离心通风机，其包括叶轮1以及一种集流器，叶轮1包括后盘101和设置于后盘101和前盘之间的若干叶片，集流器2安装于叶轮1前端—与叶轮1前盘内圈套口配合。
26.具体的，集流器2为包括入口收缩段ab和出口扩张段bc的锥弧形中空筒体状，出口扩张段bc的截面弧线为r2，圆弧形ab直径为r1，圆弧形bc直径为r2，集流器2上b点处的直径最小，为集流器2的喉部，a点处为集流器2的进气口，c点处为集流器2的出口末端部。与传统
的集流器相比，入口直径、喉部直径、出口直径均不变，分别对应a点、b点和c点，将喉部（直径最小处）在中心轴线方向上的位置（b点所示位置）向集流器入口侧平移，使得lk≧0.5*l；过a、b两点以半径 r2作圆弧，过b、c两点作圆弧，两圆弧相切于b点，b点所示处即为喷嘴状集流器的直径最小处，即喉部；扩张段截面弧线“bc”的半径 r2比较大，截面弧度较平坦，气流在集流器扩张段内可较为平缓稳定地减速。值得一提的是，与传统的集流器相比，本实用新型的所述集流器与所述叶轮之间的径向间隙和轴向重叠长度没有改变，与所述叶轮的相对位置没有改变，因而通风机整机外形与安装尺寸均保持不变。
27.集流器2的进气口直径为φd
in
，喉部直径为φdh，出口直径为φd
out
。集流器2的进气口至喉部的轴向距离为ls，喉部至出口外端部的轴向距离为lk，lk长度等于bc，ls与lk的长度总和等于集流器2的横向宽度l。
28.请参阅图2，为本实用新型的原始对比样机的集流器结构图，其集流器由前端收缩段ab和后端扩张段bc组成，b点处的直径最小，是集流器的喉部。集流器的进气口直径为φd
in
，喉部直径为φdh，出口直径为φd
out
，φd
in
＞φd
out
＞φdh。
29.后向离心通风机的高效锥弧形集流器2，其截面形状为喷嘴状，前段为面积逐步缩小的收缩段，气流在其间呈加速形态，经过集流器2喉部之后进入后段，其面积不断扩大，气流速度逐步降低后进入叶轮1。
30.通过实验测试本实用新型中的通风机和现有技术中通风机的性能，并分析对比。
31.本实用新型的两种实施例与对比样机的主要尺寸如下表：（单位：mm）
[0032][0033]
本实用新型的两种实施例及其对比样机最高效率工况点和主要性能的对比见下表。
[0034][0035]
本实用新型的两种实施例及其对比样机最大风量的对比见下表：
[0036][0037]
本实用新型的两种实施例及其对比样机的性能曲线对比图分别见图3-图6。
[0038]
从以上两表和性能曲线对比图3-图6可以看出，本专利的两个实施例分别与其对比样机相比较，在最高效率工况下，静压和静压效率均有明显的提升，最大风量也明显增大；改进后的两种实施例其性能曲线均在原对比样机的上方，证明通风机的出力和效率均有明显提高，尤其是在中间偏大流量区间范围内，提高的效果更显著。
[0039]
采用本实用新型的改进方案，集流器的材质、外形与安装尺寸和加工工艺并无改变，故简便易行。
[0040]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。