[发明专利]一种多翼离心风机蜗壳结构及其型线改型方法

说明书

本发明属于离心风机技术领域，公开了一种多翼离心风机蜗壳结构及其型线改型方法，其中多翼离心风机蜗壳的型线是由初始型线经过局部修改得到的，其中，初始型线具有控制点C、D、E、F、G、H，这6个控制点之间由非均匀有理B样条曲线依次相连；极坐标系下，这6个控制点的极角坐标θ、扩张角α在α‑θ坐标系中的映射点沿一条二阶贝塞尔曲线分布；蜗壳型线是由一段新的非均匀有理B样条曲线对初始型线进行局部替换得到的。本发明通过控制型线扩张角沿周向的分布规律来产生初始型线，并在此基础上，继续通过将某局部位置处的蜗壳截面积收缩，以达到较好的气动性能。

技术领域

本发明属于离心风机技术领域，更具体地，涉及一种多翼离心风机蜗壳结构及其型线改型方法。

背景技术

随着生活条件的不断改善，燃气热水器作为一种常见的家用电器，人们对其性能也提出了更高的要求。然而，作为燃气热水器核心部件之一的风机，常常存在高能耗、高噪声、低效率以及稳定工作范围小的不足，其中落后的设计方法是产生这一现象的原因之一。以蜗壳设计为例，传统设计理论将问题简化为动量矩守恒、无流动损失的流动，从而得到的是等角螺线，显然同实际流动情况相悖，因此有必要探索新的蜗壳型线设计方法，以改善风机整体的性能。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种多翼离心风机蜗壳结构及其型线改型方法，其中通过控制型线扩张角沿周向的分布规律来产生初始型线，并在此基础上，继续通过将某局部位置处的蜗壳截面积收缩，以达到缩小蜗壳尺寸，提升全压的目的。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种多翼离心风机蜗壳，其特征在于，其蜗壳型线是由初始型线局部修改得到的，其中，

所述初始型线由控制点A、B、C、D、E、F、G、H、I依次相连构成，其中，AB段、HI段均为直线段，BC段为圆弧蜗舌段，C、D、E、F、G、H这6个控制点之间依次由非均匀有理B样条曲线按逆时针方向相连；

以叶轮中心O为原点，以蜗壳出风口中心的设计风向为X轴方向，建立XOY直角坐标系；以原点O为起点做一条平行于Y轴且指向蜗壳出风口所在一侧的射线，以该射线为极轴，以逆时针为旋转正方向，建立极坐标系；同时记C、D、E、F、G、H这6个控制点在该极坐标系中的极角坐标θ依次增大，则，

点C所对应极角θ_C为53°～67°；

点D所对应极角θ_D∈[124°,132°]；

点E所对应极角θ_E∈[186°,194°]；

点F所对应极角θ_F∈[249°,255°]；

点G所对应极角θ_G∈[310°,316°]；

点H所对应极角θ_H满足θ_H-θ_C360°；

定义无量纲参数r＝R/R₂，其中，R为极坐标系中的极径坐标，R₂为叶轮外径，则C、D、E、F、G、H这6个控制点的极坐标均满足螺旋线方程其中α表示各个控制点所对应的扩张角，r_C＝R_C/R₂，R_C、θ_C分别为点C在极坐标系中的极径坐标和极角坐标；