[发明专利]微小型高效出口流场无畸变离心风机

说明书

技术领域

本发明涉及通风、散热及制冷领域，尤其涉及的是一种微型温度控制通风系统。

背景技术

图2为常规离心风机简图，离心风机是根据动能转换为势能的原理，利用高速旋转的叶轮将气体加速，然后减速改变流向，使动能转换为势能(压力)。在单级离心风机中，气体从轴向进入叶轮，气体流经叶轮时改变成径向，然后进入扩压器。在扩压器中，气体改变了流动方向造成减速，这种减速作用将动能转换成压力能。离心风机装置应用于散热制冷领域已经很多，相关技术与专利文献表明，对于离心风机出口流动畸变还没有很好的解决方案。

现有离心风机存在的缺点如下：

1.风机内气流速度在出口截面存在畸变；

2.三维叶型过于简单，存在流动损失；

3.离心风机多用于服务器、空调座椅等空间狭小的电子设备中，普通离心风机的厚度较大，所占空间较多。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种微小型高效出口流场无畸变离心风机。

本发明的技术方案如下：

一种微小型高效出口流场无畸变离心风机，包括蜗壳、位于蜗壳中心的电机、安装在电机输出轴的轮盘、沿周向均匀分布在轮盘上的叶片；其特征在于：

上述叶片为斜切叶片，所述斜切叶片是指叶片的叶顶前缘被斜切，叶顶切除叶片总长度的1/4～1，叶片前缘切除叶片总高度的1/8～1/2；

上述蜗壳出口通过相切平滑过渡方式连接蜗壳畸变矫正延长段；蜗壳畸变矫正延长段通过相切平滑过渡方式连接流动掺混段，蜗壳畸变矫正延长段出口截面与蜗壳出口截面所呈角度为75-85°，流动掺混段与蜗壳出口截面所呈角度为100-110°；

上述流动掺混段的出口均匀布置有2-3个弧形导流板；所述弧形导流板的弧度与所述流动掺混段对应位置的外侧壁面弧度保持一致；定义弧形导流板前端及后端：按照气流流动方向定义，气流先经过的端面为前端，后经过的端面为后端；上述弧形导流板沿对应位置的外侧壁面弧度方向均匀分布后，位于最内侧的弧形导流板保持后端位置不变，前端再向内侧偏转10-14°。

所述的微小型高效出口流场无畸变离心风机的运行原理与普通风机类似，在电机的带动下，轮盘与分布在其上的叶片一同高速旋转，在叶片与轮盘中部的空间中形成低气压，离心风机外部的气压较高，因此空气被压入轮盘中部的空间并受到向心力的作用一同旋转，经过叶片进入蜗壳，在旋转的作用下获得速度达到通风的目的。

所述的斜切叶片，在叶片没有斜切的蜗壳内，静压在蜗壳与延长段连接的位置处有大面积的低压区，有大量气流绕过这片区域流向出口，只有少部分流体流经此处，使这片区域的压力梯度不均匀容易形成涡流，降低出口的静压。叶片被斜切后，由于叶道长度变短了，气流所受的摩擦损失下降，使得气流获得的较高的静压能在叶道中维持一段距离，安装斜切叶片的离心风机高压区域更大，因此斜切叶片提高了离心风机的静压，改善了离心风机的性能。

所述的畸变矫正延长段和流动掺混段，主要的作用是仅有蜗壳畸变矫正延长段的蜗壳虽然对外侧气流的畸变改善起到了一定的作用，但是对于内侧流体来说，依然比外侧大很多，这一段蜗壳型线的添加，改变了其出口的方向，因此流体在这段型线蜗壳内将会进行一定程度的掺混，减小速度梯度，达到均匀速度大小的目的；另外，流动掺混段改变了流体流出离心风机的方向，没有出现流动拥挤的现象，所以出口方向的选取有利于流线均匀性的实现。流体在进入新添加的型线蜗壳内之后，靠近蜗壳外侧的流体和靠近蜗舌侧的流体之间相互挤压，原本能量较高的内侧流体将能量传递给外侧能量较低的流体，内侧流体速度降低，外侧流体速度上升，实现了速度大小的均匀性。同时，流线由于流道从原来出口端的转弯流动变为沿直线流动，流动受蜗壳形状的影响趋于稳定，所以流线之间相互挤压的现象也消失了，实现了流体速度方向的均匀性。

所述的弧形导流板，设置在内流场中具有引导流体流动的功能。流体流经导流板时，受到导流板形状的作用强迫流动，导流板的设置在符合流场内部流体流动规律的前提下，可以增强内部流动的稳定性，不符合流场内部流动规律时会打破流动的稳定性，起到扰流的作用。外侧导流板弧线的形状与外壳比较接近，弧线形状与流线的方向基本保持一致，因此与外壳保持相同的偏转方向对流动不会造成太大的影响；内侧导流板的位置则需要按照流动状态来确定的。弧形导流板前端速度增大，后端速度减小，使各部分流体之间的状态参数更加均匀。

本发明的有益效果：