[发明专利]一种离心风机的蜗壳型线生成方法、蜗壳和离心风机

说明书

本发明公开了一种离心风机的蜗壳型线生成方法，包括如下步骤：1)确定蜗壳的原始型线：原始型线包括在周向上依次设置并且首尾相连的第一直线、螺旋线、蜗舌型线和第二直线，以蜗壳的出口张开度最大处径向截面为起始截面，蜗壳的任意径向截面与起始截面之间的夹角为α，得到螺旋线对应的任意径向截面的张开度；2)修正蜗壳型线：于圆周方向按度数将螺旋线均分为N等份，计算螺旋线对应的任意径向截面与蜗壳壁面的相交区域所受粘性力均值F_α，从而修正螺旋线对应的任意径向截面的张开度。还公开了上述方法得到的蜗壳，应用有该蜗壳的离心风机，以及应用有该离心风机的吸油烟机。

技术领域

本发明涉及动力系统，尤其是一种离心风机的蜗壳型线生成方法，以及由该方法得到的蜗壳，应用有该蜗壳的离心风机，以及应用有该离心风机的吸油烟机。

背景技术

多翼离心风机具有流量大、压力高、结构紧凑、噪声低等优点，广泛应用于吸油烟机、空调等与日常生活密切相关的领域。随着人们生活质量的提高以及行业对家电标准要求的提高，如何有效提升风量、风压，降低多翼离心风机噪声也受到越来越多的关注。

风机作为吸油烟机的不可或缺的核心部件，其在风机实际运行过程中，叶轮出口气流与蜗壳壁面间存在强烈的非定常干涉，使得蜗壳壁面成为风机的主要噪声源。提高蜗壳结构设计，优化流道，不仅能改善风机气动性能，还能达到降低噪声的效果。

现有蜗壳一般分为蜗壳前盖、蜗壳环壁、蜗舌、蜗壳后盖四部分，叶轮高速旋转下将机械能转化成气动能，叶轮出口气流因蜗舌和叶轮间的距离小，形成高压区，将气流从蜗舌除引导至出口处，实现离心风机吸烟排烟功能。

作为离心风机不可缺少的基本元件之一，蜗壳结构的不对称性及内部流动的复杂性将会造成气流的流动损失，对风机整体性能造成严重影响。

对于蜗壳径向截面型线的设计，目前较常用的方法为不考虑壁面粘性摩擦的影响，假设蜗壳内气流动量矩保持不变，运用不等边基圆法绘制多段圆弧，从而得出近似阿基米德螺旋线的蜗壳型线。但在实际流动过程中，气体粘性作用不容忽视，尤其是油烟环境下。而受粘性作用的影响，蜗壳内流体速度于整个流道空间内呈现不均匀分布现象，因此在实际流动过程中，流体动量矩并不是不变的，而是随流动的进行不断减小。因此，常用的蜗壳型线设计方法，无法匹配真实的蜗壳内流动状态，气动损失较大。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提供一种离心风机的蜗壳型线生成方法，能够提高蜗壳的气动性能。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种由上述方法得到的蜗壳。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种应用有上述蜗壳的离心风机。

本发明所要解决的第四个技术问题是提供一种应用有上述离心风机的吸油烟机。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种离心风机的蜗壳型线生成方法，离心风机包括蜗壳和设置在蜗壳内的叶轮，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

1)确定蜗壳的原始型线：原始型线包括在周向上依次设置并且首尾相连的第一直线、螺旋线、蜗舌型线和第二直线，所述第一直线的起始点与第二直线的终点分别对应蜗壳的出口的两端；以叶轮的圆心为坐标原点，通过原点的水平线为X轴，通过原点的竖直线为Y轴，以蜗壳的出口张开度最大处径向截面为起始截面，蜗壳的任意径向截面与起始截面之间的夹角为α，螺旋线对应的任意径向截面的张开度为：

上述公式中R₂为叶轮的出口半径，Q为离心风机流量，B为叶轮的宽度，c＇_2u为气流离开叶轮的叶道出口后的周向速度，n为离心风机转速，D₂为叶轮的出口直径；