[发明专利]一种离心式风机及其无叶扩压器

说明书

技术领域

本发明涉及离心式风机技术领域，特别涉及一种离心式风机及其无叶扩压器。

背景技术

离心式风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。

如图1所示，离心式风机包括壳体，叶轮3′、转轴4′和轴承5′，其中，壳体由蜗壳1′和形环2′通过螺栓组件固连形成，蜗壳1′开设有轴承孔和排风口O′_out，形环2′开设有进风口O′_in，且，该进风口O′_in与轴承孔同轴设置。

转轴4′通过轴承5′可转动且密封安装于蜗壳1′的轴承孔内，转轴4′伸入腔体内的伸入端与叶轮3′过盈配合同轴连接，其伸出于腔体的伸出端与驱动电机或者其他驱动装置连接，以使转轴4′在驱动装置作用下带动叶轮3′相对于壳体转动。

叶轮3′将腔体分割为进风腔和排风腔，其中，进风腔位于叶轮3′的入口侧并与进风口O′_in连通，排风腔位于叶轮3′的出口侧并与排风口O′_out连通，而根据功能，该排风腔再次被划分为沿气流流向依次设置的无叶扩压器S′和集流器。

启动驱动电机，转轴4′带动叶轮3′在腔体高速转动，叶道(叶片构成的流道)内的空气，受到离心力作用而向外运动，在叶轮3′中央产生真空度，因而从进风口O′_in轴向吸入空气。吸入的空气再叶轮3′入口处折转90°后进入叶道，在叶片作用下获得动能和压力能后，进入无叶扩压器S′减速增压，再经集流器后由排风口O′_out排出。

如前所述，叶轮3′可转动地安装于离心式风机的壳体内，而壳体又是由形环2′和蜗壳1′通过螺栓组件拼装而成。因此，为了保证叶轮3′相对于壳体的正常转动，叶轮3′与形环2′和蜗壳1′的内壁间必然具有适当的间隙。也就是说，在叶轮出口M′和无叶扩压器S′进口间势必存在一段过渡流道O′。

在叶轮3′轴向截面内，沿垂直于气流流向方向上，由于叶轮出口M′的宽度B等于无叶扩压器S′的宽度A，因此，过渡流道O′的最大宽度必然会大于叶轮出口M′的宽度B和无叶扩压器S′的宽度A，如图2所示，在叶轮3′的径向截面内，过渡流道O′和无叶扩压器S′的截面面积呈阶梯状变化。

当气流流经渡流道O′时，有一个急剧的扩压，形成一个较大的逆压梯度，不利于气流顺畅进入无叶扩压器S′，这样无叶扩压器S′内往往会因气流的分离形成较大的漩涡流动(如图3所示)。

这种漩涡流动将通过无谓的动能方式将能量耗散，引起较大的流动损失，导致离心式风机的气动效率的下降和能耗的提高，同时这种不稳定流动的存在也对机器的振动噪声等带来负面的影响。

有鉴于此，本领域技术人员亟需改进无叶扩压器结构，以规避气流在无叶扩压器内的漩涡流动等不稳定流动。

发明内容

为了解决上述缺陷，本发明提供一种离心式风机及其无叶扩压器。

这种无叶扩压器，位于所述离心式风机的叶轮出口和蜗壳进口的气流通道，在所述离心式风机的叶轮的轴向截面内，沿垂直于气流流向，所述无叶扩压器的宽度A小于所述叶轮出口的宽度B，以便气流在无叶扩压器入口处形成顺压梯度。

可选地，所述无叶扩压器的宽度A和所述叶轮出口的宽度B比例小于或等于1:10。

可选地，在叶轮轴向截面内，无叶扩压器和叶轮出口两者的中心线重合。

可选地，所述无叶扩压器包括平行设置的两个流道壁，每个所述流道壁环绕所述叶轮的轴线并沿所述叶轮的径向延伸。

可选地，两个所述流道壁中一者为所述离心式风机的形环的内壁，另一者为所述离心式风机的蜗壳的内壁。

这种离心式风机的无叶扩压器，位于所述离心式风机的叶轮出口和蜗壳进口的气流通道，在离心式风机的叶轮的轴向截面内，沿垂直于气流流向，无叶扩压器的宽度A小于叶轮出口的宽度B，以便气流在无叶扩压器入口处形成顺压梯度。

当气流流经转动地叶轮3时获得压力能和动能后，再在离心力作用下由叶轮3的叶道甩出，由于无叶扩压器S相对于叶轮出口M收缩，气流在无叶扩压器S入口处局部将会形成顺压梯度。

如此，可使气流比较顺畅地流入无叶扩压器S，同时还可降低因无叶扩压器S后部逆压梯度过大，而发生气流分离形成漩涡等不稳定流动的风险，从而降低了不稳定流动引起的能量损失，提高了离心式风机的气动效率，并减少了因此而引起的振动和产生的噪音。