第三節　離心式通風機的工作原理及結構

一、離心式通風機的工作原理

空氣在離心式通風機內的流動情況如圖3-7所示。葉輪安裝在蝸殼4內。當葉輪旋轉時，氣體經過進氣口2軸向吸入，然后氣體約折轉90°流經葉輪葉片構成的流道間。當氣體通過旋轉葉輪的葉道間時，由于葉片的作用獲得能量，即氣體壓力提高和動能增加。而蝸殼將葉輪甩出的氣體集中導流，從通風機出氣口6經出口擴壓器7排出。當氣體獲得的能足以克服阻力時，則可將氣體輸送高處或遠處。

1—進氣室　2—進氣口　3—葉輪　4—蝸殼　5—主軸　6—出氣口　7—出口擴壓器

二、離心式通風機的結構

離心式通風機一般由四個基本基件組成：集流器、葉輪、機殼、傳動部件。

1.集流器　集流器也稱喇叭進氣口，是通風機的入口。它的作用是在流動損失較小的情況下將氣體均勻地導入葉輪。圖3-8示出了目前常用的四種類型的集流器。

圓筒形集流器本身損失較大，且引導氣流進入葉輪的流動狀況也不好。其優點是加工簡便。圓錐形集流器的流動狀況略比圓筒形好些，但仍不佳。圓弧形集流器的流動狀況較前兩種形式好些，實際使用也較為廣泛。噴嘴形集流器流動損失小，引導氣流進入葉輪的流動狀況也較好，廣泛采用在通風機上。但加工比較復雜，制造要求較高。

2.葉輪　葉輪是通風機的主要部件，它的尺寸和幾何形狀對通風機的性能有著重要影響。離心式通風機的葉輪由前盤、后盤、葉片和輪轂組成，一般采用焊接和鉚接加工。葉輪前盤的形式如圖3-9所示的平前盤、錐形前盤和弧形前盤等幾種。平前盤葉輪制造簡單，但對氣流的流動有不良影響，效率降低。錐形前盤葉輪和弧形前盤葉輪雖然制造比較復雜，但效率和葉輪強度都比手前盤優越。雙側葉輪兩側各有一個相同的前盤，葉輪中間有一個鉚接在輪轂上的中盤。雙側葉輪可兩端同時進氣，加大流量。

離心式通風機的葉輪，根據葉片出口角的不同，可分為如圖3-10所示的前向、徑向和后向三種。在葉輪圓周速度相同的情況下，葉片出口角β2越大，則產生的壓力越低。而一般后葉輪的流動效率比前葉輪高，流動損失小，運轉噪聲也低。所以，前向葉輪常用于風量大而風壓低的通風機，后向葉輪適用于中壓和高壓通風機。當流量超過某一數值后，后向葉輪通風機的軸功率具有隨流量的增加而下降的趨勢，表明它具有不過負荷的特性；而徑向葉輪和前向葉輪通風機的軸功率隨流量的增加而增大，表明容易出現超負荷的情況。如果在通風除塵系統工作情況不正常時，徑向葉輪和前向葉輪的通風機容易出現超負荷以至燒壞電動機的事故。

葉片是葉輪最主要的部分，它的出口角、葉片形狀和葉片數目等對通風機的工作有很大的影響。離心式通風機的葉片形狀分板型、弧型和機翼型幾種。板型葉片制造簡單。機翼型葉片斷面如圖3-11所示。機翼型葉片具有良好的空氣動力的性能，強度高，剛性大，通風機的效率高。但機翼型葉片的缺點是輸送含塵氣流濃度高的介質時，葉片磨穿后雜質進入內部，會使葉輪失去平衡而產生振動。

3.機殼　機殼的作用在于收集從葉輪甩出的氣流，并將高速氣流的速度降低，使其靜壓力增加，以此來克服外界的阻力將氣流送出。

離心式通風機的螺線形外殼，其正確形狀是對數螺線。但由于對數螺線作圖較繁，在實際作圖時常以阿基米德螺線來代替對數螺線。機殼斷面沿葉輪轉動方向呈漸漸擴大，在氣流出口處斷面為最大。隨著蝸殼出口面積的增加，通風機的靜壓有所增加。當通風機的出口截面上速度仍很大時，為了對這部分能量有效地予以利用，在蝸殼出口后再加擴壓器。經驗表明，擴壓器應向著蝸舌方向擴散。出口擴壓器的擴散角θ=6°～8°為佳，有時為了減少其長度，也有取θ=10°～12°。

離心式通風機蝸殼出口附近設有蝸舌，其作用是防止部分氣體在蝸殼內循環流動。蝸舌附近的流動較為復雜，其結構形狀對通風機的性能和噪聲影響較大。一般地，蝸舌越深，效率越高，噪聲越大。平舌多用于低壓低噪聲通風機中。

離心式通風機的機殼出口方向，可以向任何方向。使用時所需要地方向一般由通風機葉輪旋轉方向和機殼出口位置聯合表示決定。圖3-14示出八個基本出風口位置，分左、右兩種情況。

4.傳動部件　離心式通風機的傳動部件包括軸和軸承，有的還包括聯軸器或皮帶輪，是通風機與電動機連接的構件。

通風機的葉輪用鍵或沉頭螺釘固定在軸上，軸安裝在機座上的軸承中，然后與電動機相連接。離心式通風機與電動機的連接方式共有六種，如圖3-15所示。其中A、D、F三類傳動方式的通風機轉速等于電動機轉速，且隨所選電動機而各異。其余傳動方式通過調整皮帶輪傳動比的大小，可靈活地選擇離心式通風機的轉速。

就可靠、緊湊、經濟和噪聲低而言，A式傳動最好，但這種傳動方式僅在離心式通風機尺寸較小時采用。當離心式通風機尺寸較大時，一般采用皮帶或聯軸器傳動。B式傳動與C式傳動的區別在于，B式傳動的皮帶輪在兩軸承之間，而C式則在軸承的外側。一般較大型離心式通風機的傳動采用B式。

離心式通風機按其全壓的高低，可分為高壓、中壓、低壓三類。在設計條件下，全壓高于2940Pa的風機稱為高壓離心式通風機；全壓在980Pa與2940Pa之間的風機稱為中壓離心式通風機；全壓低于980Pa的風機稱為低壓離心式通風機。高壓、中壓、低壓離心式通風機的基本構造也有差異。圖3-16～圖3-18分別為低壓、中壓和高壓離心式通風機的構造形式。從比較中可以看到，它們的進口直徑相對來講，低壓的最大，中壓的居中，高壓的最小。葉輪上的葉片數目一般隨壓力的大小和葉輪的形狀而改變。壓力愈高，葉片數目愈少且愈長。

1—機殼　2—葉輪　3—集流器

1—機殼　2—葉輪　3—集流器

1—通風機外形　2—葉輪

1—機殼　2—葉輪　3—集流器

圖3-19所示的是排塵離心式通風機。其特點是葉輪的直徑較大，葉輪上具有長而向前彎的葉片，沒有前蓋。這種葉輪的構造形式，可以減小或避免屑末、碎粉、纖維等雜質對通風機的堵塞。可用這種通風機來輸送含有塵埃、碎屑、和纖維的空氣。