本發(fā)明涉及一種風(fēng)機，尤其是一種風(fēng)機動力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

動力系統(tǒng)用于各種工業(yè)的場合，中間的核心部件即是風(fēng)機，根據(jù)使用的管網(wǎng)的不同以選擇不同的風(fēng)機系統(tǒng)型式，當(dāng)使用場合要求動力強勁，并且噪聲較低，同時具有較高的效率，結(jié)構(gòu)緊湊，單一的風(fēng)機型式有很多時候很難達到使用的要求，因以可以通過一些新的設(shè)計型式，增加對氣流的做功能力，改善內(nèi)部流動情況。

如申請?zhí)枮?01410674277.2的中國專利公開的一種抽風(fēng)裝置，包括在進風(fēng)方向上相聯(lián)的離心風(fēng)機和軸流風(fēng)機，其中離心風(fēng)機用于增加進入抽風(fēng)裝置的空氣的風(fēng)壓，軸流風(fēng)機用于增加進入抽風(fēng)裝置的空氣的風(fēng)量。這種抽風(fēng)裝置，軸流風(fēng)機串聯(lián)設(shè)置在離心風(fēng)機的進風(fēng)口的目的是彌補離心風(fēng)機風(fēng)量不足的問題，但是由于普通的軸流風(fēng)機的特點是風(fēng)量大、風(fēng)壓低，當(dāng)進風(fēng)口的阻力較大的時候，軸流風(fēng)機會出現(xiàn)做功能力不足的情況，進而影響了后方離心風(fēng)機的運行，使得整個系統(tǒng)都處于不良運行工況。

又如申請?zhí)枮?01410640563.7的中國專利公開的一種軌道車輛冷卻系統(tǒng)用帶分流葉片的離心風(fēng)機葉輪，包括前盤、后盤以及夾設(shè)在前盤與后盤之間的主葉片和分流葉片，主葉片和分流葉片均呈圓周陣列排布，且相互間隔設(shè)置。這種離心風(fēng)機，具有寬的主葉片和窄的分流葉片，分流葉片的作用是減小進口堵塞，降低損失，但是由于分流葉片是設(shè)置在主葉片的流道中間的，因此分流葉片的葉片數(shù)是由主葉片數(shù)來決定的，并且分流葉片和主葉片是共用一個進口的，因此分流葉片對加強整個風(fēng)機系統(tǒng)的做功能力非常有限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種提高做功能力的風(fēng)機動力系統(tǒng)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種風(fēng)機動力系統(tǒng)，包括離心風(fēng)機、軸流風(fēng)機和蝸殼，所述軸流風(fēng)機設(shè)置在離心風(fēng)機的前側(cè)，所述離心風(fēng)機和軸流風(fēng)機均設(shè)置在所述蝸殼內(nèi)，其特征在于：所述離心風(fēng)機包括同軸地前、后并列布置的第一離心風(fēng)機和第二離心風(fēng)機；所述第一離心風(fēng)機包括第一葉片和用于布置所述第一葉片的第一底盤，所述第二離心風(fēng)機包括第二葉片和用于布置所述第二葉片的第二底盤，所述軸流風(fēng)機包括第三葉片和用于布置所述第三葉片的輪轂，所述輪轂的后端和第一底盤為一體或分體的結(jié)構(gòu)，所述輪轂的后端和第一底盤之間無間隙，并且在風(fēng)機動力系統(tǒng)的垂直軸向的投影上、所述第一葉片至少局部位于第三葉片的外側(cè)；所述輪轂呈前、后端開口的中空狀，所述輪轂的外周和蝸殼之間構(gòu)成第一空間、所述第一離心風(fēng)機的第一底盤前側(cè)和蝸殼之間構(gòu)成第二空間，所述第一空間和第二空間共同構(gòu)成主氣流通道，所述輪轂的內(nèi)部構(gòu)成第三空間、所述第一離心風(fēng)機的第一底盤和第二離心風(fēng)機的第二底盤之間的間隙構(gòu)成第四空間，所述第三空間和第四空間共同構(gòu)成輔助氣流通道。

為了減少離心風(fēng)機間隙泄漏損失，所述第三葉片設(shè)置在所述輪轂的外周，所述第一葉片周向、間隔地布置在靠近所述第一底盤邊緣的位置，所述第二葉片周向、間隔地布置在靠近所述第二底盤邊緣的位置、并且第二葉片位于第一底盤和第二底盤之間。

優(yōu)選的，所述輪轂和第一底盤為一體結(jié)構(gòu)，并且軸向截面呈“凸”字形。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，為了使得結(jié)構(gòu)較為緊湊，所述第二離心風(fēng)機的第二底盤的后側(cè)設(shè)置有第一電機，所述第一離心風(fēng)機的第一底盤與第二離心風(fēng)機的第二葉片固定，使得所述第一電機同步驅(qū)動第一離心風(fēng)機、第二離心風(fēng)機和軸流風(fēng)機。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，為便于根據(jù)風(fēng)量和風(fēng)壓得需求調(diào)整軸流風(fēng)機和離心風(fēng)機，所述第二離心風(fēng)機的第二底盤的后側(cè)設(shè)置有驅(qū)動第二離心風(fēng)機的第一電機，所述第一離心風(fēng)機的第一底盤與第二離心風(fēng)機的第二葉片固定，所述軸流風(fēng)機的輪轂內(nèi)設(shè)置有驅(qū)動軸流風(fēng)機的第二電機，所述第二電機與所述蝸殼固定，使得所述第一離心風(fēng)機、第二離心風(fēng)機由第一電機驅(qū)動，軸流風(fēng)機獨立地由第二電機驅(qū)動。

為加強軸流風(fēng)機的做功能力，所述輪轂的第一部分的第一部分的前端部的直徑逐漸向前增大，從而形成為噴管狀。

為了對氣流進行加速，進一步加強風(fēng)機對氣流的做功能力，所述輪轂的第一部分位于前端部后側(cè)部分的周壁和蝸殼之間的間隙由前至后逐漸減小。

優(yōu)選的，所述輪轂的第一部分位于前端部后側(cè)部分的周壁傾斜延伸、或呈曲線狀地延伸。為了有效的增加第一葉片的做功能力，同時減少內(nèi)部流場的漩渦，所述第一葉片為三元葉片，所述第一葉片沿與第一底盤的軸向平行的方向呈現(xiàn)扭曲，所述第一葉片的扭曲角小于15°。

為了保證氣流進入葉片之后氣流速度比較均勻，所述第一葉片的進口傾斜角為40°～45°。

為了有效的增加第二葉片的做功能力，減少內(nèi)部流場的漩渦，同時保證氣流進入葉片之后氣流速度比較均勻，所述第二葉片為三元葉片，所述第二葉片進口傾斜角為30～40°。

為了保證進入離心風(fēng)機的蝸殼中的氣流的均勻性和減小壓力脈動，第二葉片的數(shù)量和第一葉片的數(shù)量相同。

為了有效的增加第三葉片的做功能力，減少內(nèi)部流場的漩渦，所述第三葉片為三元葉片，所述第三葉片沿著輪轂的徑向扭曲，所述第三葉片的扭曲角為25°～35°。

為避免前置的軸流風(fēng)機的尾跡脈動的影響，所述第三葉片的數(shù)量與所述第一葉片的數(shù)量互質(zhì)。

為了保證主通道氣流的產(chǎn)生和壓力和輔助通道氣流產(chǎn)生的壓力相同，所述第一葉輪的第一葉片的寬度為第二葉輪的第二葉片的寬度的3～4倍。

蝸殼優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為，所述蝸殼包括前蓋板和后蓋板，所述前蓋板上開設(shè)有進風(fēng)口，所述前蓋板的前側(cè)、與進風(fēng)口對應(yīng)的位置設(shè)置有前、后端開口的集流器，所述軸流風(fēng)機設(shè)置在所述集流器內(nèi)，所述離心風(fēng)機設(shè)置在所述前蓋板和后蓋板之間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過將風(fēng)機系統(tǒng)設(shè)置成具有主氣流通道和輔助氣流通道兩個氣流通道，可以有效利用大輪轂體形成的一個無用的氣流的死區(qū)，提高風(fēng)量和風(fēng)壓，利用最小的空間獲得最大的空氣輸出；軸流風(fēng)機串聯(lián)在離心風(fēng)機的前側(cè)，離心風(fēng)機和軸流風(fēng)機共用一個輪轂，使得整個風(fēng)機動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常緊湊；主氣流通道采用扭曲的三元葉輪，性能良好，可以實現(xiàn)大風(fēng)量和高壓力，并且在進口串聯(lián)一個噴管狀的軸流風(fēng)機，使得空氣具有一個和葉輪轉(zhuǎn)向相一致的預(yù)旋，進一步加強離心葉輪的氣動性能；整個風(fēng)機系統(tǒng)符合空氣動力學(xué)原理，因而內(nèi)部流動狀況好，因而損失小，效率高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)第一個實施例的示意圖；

圖2為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)的前視圖；

圖3為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)的剖視圖；

圖4為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)的軸流風(fēng)機的葉片的示意圖；

圖6為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)的軸流風(fēng)機的葉片的示意圖；

圖7為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)的離心風(fēng)機的側(cè)視圖；

圖8為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)的離心風(fēng)機的前視圖；

圖9為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)的離心風(fēng)機的第二葉片的示意圖；

圖10為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)的離心風(fēng)機的第二葉片的示意圖；

圖11為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)的離心風(fēng)機局部前視圖；

圖12為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)的離心風(fēng)機的第三葉片的示意圖；

圖13為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)第二個實施例的輪轂的示意圖；

圖14為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)第三個實施例的輪轂的示意圖；

圖15為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)第四個實施例的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)第四個實施例的軸流風(fēng)機和集流器的示意圖；

圖17為本發(fā)明的風(fēng)機動力系統(tǒng)第四個實施例的軸流風(fēng)機和集流器的分解結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。

實施例一

參見圖1～圖4，一種風(fēng)機動力系統(tǒng)，包括離心風(fēng)機、軸流風(fēng)機3、第一電機41和蝸殼5，離心風(fēng)機包括同軸地前、后并列布置的第一離心風(fēng)機1和第二離心風(fēng)機2，軸流風(fēng)機3串聯(lián)在第一離心風(fēng)機1的前側(cè)，由此使得風(fēng)機動力系統(tǒng)形成兩個氣流通道：主氣流通道，圖3中箭頭A所示，以及輔助氣流通道，圖3中箭頭B所示。

上述的第一離心風(fēng)機1、第二離心風(fēng)機2和軸流風(fēng)機3由同一個第一電機41驅(qū)動。蝸殼5包括前蓋板51、后蓋板52、以及位于前蓋板51和后蓋板52之間的中間蓋板53，蝸殼5的前蓋板51上形成有進風(fēng)口511，前蓋板51的前側(cè)、與進風(fēng)口511對應(yīng)的位置設(shè)置有前后端開口的集流器54。第一電機41通過電機支架411與蝸殼5的后蓋板52固定。

參見圖3～圖7，軸流風(fēng)機3呈噴管狀，設(shè)置在集流器54內(nèi)，在本實施例中，軸流風(fēng)機3包括筒狀的輪轂31和第三葉片32，輪轂31的前、后兩端開口，并且呈中空。噴管狀的軸流風(fēng)機3，即輪轂31呈噴管狀，即輪轂31的前端部311的直徑逐漸向前增大，而集流器54也同樣的直徑逐漸向前增大。軸流風(fēng)機3的葉輪的第三葉片32間隔布置在輪轂31前部的周向上。第三葉片32為三元葉片，其前緣321(遠離第一離心風(fēng)機1的一側(cè)為前側(cè))呈后彎的形式、并且葉頂322與軸流風(fēng)機3的軸向呈傾斜。第三葉片32沿著輪轂31的徑向扭曲，其扭曲角(第三葉片32根部弦長與頂部弦長的夾角)為α，優(yōu)選的，α為25°～35°，更優(yōu)選的，為30°左右，扭曲角α過大容易造成葉片表面附面層分離，而扭曲角α過小不符合變環(huán)量的設(shè)計原則，容易導(dǎo)致做功能力不足。第三葉片32的數(shù)量優(yōu)選的為12～15片，更為優(yōu)選的為15片，葉片數(shù)過多，容易噪聲流道的堵塞，而葉片數(shù)過少，則會出現(xiàn)做功能力不足的情況。

采用上述這種噴管狀的軸流風(fēng)機3，可以加強做功能力，這種噴管狀的軸流風(fēng)機，其優(yōu)點在于：①葉輪內(nèi)氣流偏轉(zhuǎn)角較大，出口圓周速度的平均值也比進口的大，因此壓力較高；②效率較高，效率曲線較平坦，由于葉輪出，進口相對速度的比值較大，葉輪內(nèi)擴壓效應(yīng)較小，氣流不易發(fā)生附面層分離，所以損失較小，效率高；③葉輪進口對氣流流動條件不敏感。

離心風(fēng)機設(shè)置在蝸殼5的前蓋板51、后蓋板52之間，位于前蓋板51、后蓋板52和中間蓋板53構(gòu)成的空間內(nèi)。參見圖6～圖9，第一離心風(fēng)機1為半開式，包括第一葉片11和圓盤狀的第一底盤12，第一葉片11周向地、間隔布置在靠近第一底盤12邊緣的位置。第一底盤12的中心開設(shè)有第一中心孔121，軸流風(fēng)機3的輪轂31的后端部與第一中心孔121的周緣圓滑過渡，從而使得輪轂31和第一底盤12成為一體，輪轂31和第一底盤12軸向的截面呈“凸”字形。第一葉片11也為三元葉片，沿著與第二底盤12軸向平行的方向呈現(xiàn)扭曲的型式，其扭曲角β一般小于15°，這樣可以保證加工性。第一葉片11進口為傾斜進口，進口傾斜角γ為40°～45°，這樣可以保證氣流進入葉片之后氣流速度比較均勻。優(yōu)選的，第一葉片11的數(shù)量優(yōu)選的26～28左右，更為優(yōu)選的為28片，與軸流風(fēng)機3的第三葉片32的葉片數(shù)量互質(zhì)，避免前置的軸流風(fēng)機3的尾跡脈動的影響，此外葉片數(shù)過多，容易噪聲流道的堵塞，而葉片數(shù)過少，則會出現(xiàn)做功能力不足的情況。為了保證結(jié)構(gòu)緊湊，主氣流通道A的第一離心風(fēng)機1采用半開式葉輪的型式，即第一離心風(fēng)機1的前端部為開放式，后端部則封閉。

參見圖3、4、7、11和圖12，第二離心風(fēng)機2采用閉式葉輪，即第二離心風(fēng)機2的前端部和后端部均為封閉。第二離心風(fēng)機2包括第二葉片21和圓盤狀的第二底盤22，第二底盤22的中心開設(shè)有第二中心孔221，第二中心孔221內(nèi)設(shè)置有第一輪盤23，第一電機41的輸出軸與第一輪盤23固定，由此第一電機41運轉(zhuǎn)時，其輸出軸可帶動第一輪盤23帶動，從而帶動第二底盤22轉(zhuǎn)動。第二離心風(fēng)機2的前端部由第一離心風(fēng)機1的第一底盤12封閉，后端部由第二底盤22封閉。第二葉片21周向地、間隔布置在靠近第二底盤22邊緣的位置，并且朝向第二中心孔221延伸一定的距離，這樣可以利用主氣流通道A的第一離心風(fēng)機1的第一底盤12作為第二葉片21的前蓋，減小了間隙泄露損失。第二葉片21的徑向長度大于第一葉片11，并且軸向的寬度小于第一葉片11，第二葉片21的端部比第一葉片11的端部更為靠近中心。同樣地，為了有效的增加第二葉片21的做功能力，同時減少內(nèi)部流場的漩渦，第二葉片21也為三元葉片，第二葉片21進口為傾斜進口，傾斜角δ為30～40°，此時，傾斜進口能有效地改善離心風(fēng)機的過流通道通流品質(zhì)，提高離心風(fēng)機壓力。同時為了保證進入蝸殼5當(dāng)中的氣流的均勻性和減小壓力脈動，第二葉片21的數(shù)量和第一葉片11的數(shù)量相同。

軸流風(fēng)機3的輪轂31的外周和蝸殼5的集流器54之間構(gòu)成第一空間A1，第一離心風(fēng)機1的第一底盤11的前側(cè)和蝸殼5的前蓋板51之間構(gòu)成第二空間A2，上述第一空間A1和第二空間A2共同構(gòu)成上述的主氣流通道A。軸流風(fēng)機3的輪轂31的內(nèi)部構(gòu)成第三空間B1，第一離心風(fēng)機1的第一底盤12和第二離心風(fēng)機2的第二底盤22之間的間隙構(gòu)成第四空間B2，上述第三空間B1和第四空間B2共同構(gòu)成上述的輔助氣流通道B。

離心風(fēng)機安裝時，首先將第二離心風(fēng)機2的第二葉片21焊接到第二底盤22上，然后再將第二葉片21與第一離心風(fēng)機1的第一底盤12焊接，由此，第二離心風(fēng)機2的第二底盤22轉(zhuǎn)動時，可帶動第一離心風(fēng)機1的第一底盤12及軸流風(fēng)機3的輪轂31轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)離心風(fēng)機和軸流風(fēng)機3同步轉(zhuǎn)動。第一底盤12的外徑大于輪轂31的外徑，從而確保在風(fēng)機動力系統(tǒng)的垂直軸向的投影上，第一葉片11至少局部位于第三葉片32的外側(cè)，即第一葉片11和第三葉片32的投影有重疊或完全分離，以便形成主氣流通道A。

為了保證主氣流通道A的產(chǎn)生和壓力和輔助氣流通道B產(chǎn)生的壓力相同，第一離心風(fēng)機1的第一葉片11的寬度H1(軸向的尺寸)為第二離心風(fēng)機2的第二葉片21的寬度H2(軸向的尺寸)的3～4倍。

采用上述雙氣流通道的風(fēng)機動力系統(tǒng)，輔助氣流通道B中的第二離心風(fēng)機2具有和主氣流通道A中的第一離心風(fēng)機1相同的做功能力，可以達到和主氣流通道A相同的壓升，相對于傳統(tǒng)的單氣流通道的風(fēng)機系統(tǒng)，其風(fēng)量和風(fēng)壓都有大幅度的提升；同時相對于傳統(tǒng)的離心風(fēng)機系統(tǒng)，為了達到最小空間獲得最大的做功能力，將輪轂31設(shè)置成前后兩端開口的中空狀，氣流進入離心風(fēng)機后，可從輪轂31里邊通過，并且通過窄而長的第二葉片21，充分利用了因大輪轂帶來的死區(qū)空間。

實施例二

參見圖13，在本實施例中，與上述實施例一的不同之處在于，為了更好的匹配主氣流通道A和輔氣流通道B，進一步加強風(fēng)機對氣流的做功能力，輪轂31位于前端部311后側(cè)部分的周壁傾斜延伸，使得輪轂31的形狀為由前至后外徑逐漸增大的錐形，由此使得主氣流通道A的截面面積由前至后逐漸減小，從而氣流進入后可以加速，最大限度地提升前置的軸流風(fēng)機3的做功能力。

實施例三

參見圖14，在本實施例中，與上述實施例一的不同之處在于，為了更好的匹配主氣流通道A和輔氣流通道B，進一步加強風(fēng)機對氣流的做功能力，輪轂31位于前端部311后側(cè)部分的周壁曲線狀地延伸，使得輪轂31的形狀為由前至后外徑逐漸增大的仿生曲線型，由此使得主氣流通道A的截面面積由前至后逐漸減小，從而氣流進入后可以加速，最大限度地提升前置的軸流風(fēng)機3的做功能力。

實施例四

參見圖15～圖17，在本實施例中，與上述實施例一的不同之處在于，軸流風(fēng)機3的輪轂31和第一離心風(fēng)機1的第一底盤12不為一體結(jié)構(gòu)，而是分體式的結(jié)構(gòu)，第一底盤12的前端形成有與輪轂31的后端部緊密貼合、無間隙的連接部121。

軸流風(fēng)機3可以通過第二電機42獨立地驅(qū)動。第二電機42設(shè)置在軸流風(fēng)機3的輪轂31內(nèi)，輪轂31內(nèi)還設(shè)置有第二輪盤33，第二輪盤33呈鏤空狀，固定在輪轂31的內(nèi)部，第二電機42的輸出軸與第二輪盤33的中心固定，由此第二電機42運轉(zhuǎn)時，可帶動第二輪盤33、由此帶動輪轂31轉(zhuǎn)動。

第二電機42可通過法蘭34與蝸殼5的集流器54的后端部邊緣固定，同樣的，法蘭34也呈鏤空狀。鏤空狀的第二輪盤33和法蘭34上的開孔盡可能地大，以確保風(fēng)機動力系統(tǒng)的風(fēng)量較大。

通過將軸流風(fēng)機3使用獨立的第二電機42驅(qū)動(兩個離心風(fēng)機仍為焊接固定)，由此可以根據(jù)工況的場合選擇性的使用，如當(dāng)需要較大的風(fēng)量和風(fēng)壓時，可以將軸流風(fēng)機3連接使用，當(dāng)不需要提高較大的風(fēng)量和風(fēng)壓時可以選擇不用軸流風(fēng)機3，靈活多變。

可替代的，實施例一中，軸流風(fēng)機3的輪轂31內(nèi)也可以設(shè)置第二電機42，以驅(qū)動軸流風(fēng)機3和第一離心風(fēng)機1。而在本實施例中，也可以只設(shè)置一個第一電機41，將軸流風(fēng)機3的輪轂31和第一離心風(fēng)機1的第一底盤12緊密連接即可。