第三节　离心式通风机的工作原理及结构

一、离心式通风机的工作原理

空气在离心式通风机内的流动情况如图3-7所示。叶轮安装在蜗壳4内。当叶轮旋转时，气体经过进气口2轴向吸入，然后气体约折转90°流经叶轮叶片构成的流道间。当气体通过旋转叶轮的叶道间时，由于叶片的作用获得能量，即气体压力提高和动能增加。而蜗壳将叶轮甩出的气体集中导流，从通风机出气口6经出口扩压器7排出。当气体获得的能足以克服阻力时，则可将气体输送高处或远处。

1—进气室　2—进气口　3—叶轮　4—蜗壳　5—主轴　6—出气口　7—出口扩压器

二、离心式通风机的结构

离心式通风机一般由四个基本基件组成：集流器、叶轮、机壳、传动部件。

1.集流器　集流器也称喇叭进气口，是通风机的入口。它的作用是在流动损失较小的情况下将气体均匀地导入叶轮。图3-8示出了目前常用的四种类型的集流器。

圆筒形集流器本身损失较大，且引导气流进入叶轮的流动状况也不好。其优点是加工简便。圆锥形集流器的流动状况略比圆筒形好些，但仍不佳。圆弧形集流器的流动状况较前两种形式好些，实际使用也较为广泛。喷嘴形集流器流动损失小，引导气流进入叶轮的流动状况也较好，广泛采用在通风机上。但加工比较复杂，制造要求较高。

2.叶轮　叶轮是通风机的主要部件，它的尺寸和几何形状对通风机的性能有着重要影响。离心式通风机的叶轮由前盘、后盘、叶片和轮毂组成，一般采用焊接和铆接加工。叶轮前盘的形式如图3-9所示的平前盘、锥形前盘和弧形前盘等几种。平前盘叶轮制造简单，但对气流的流动有不良影响，效率降低。锥形前盘叶轮和弧形前盘叶轮虽然制造比较复杂，但效率和叶轮强度都比手前盘优越。双侧叶轮两侧各有一个相同的前盘，叶轮中间有一个铆接在轮毂上的中盘。双侧叶轮可两端同时进气，加大流量。

离心式通风机的叶轮，根据叶片出口角的不同，可分为如图3-10所示的前向、径向和后向三种。在叶轮圆周速度相同的情况下，叶片出口角β2越大，则产生的压力越低。而一般后叶轮的流动效率比前叶轮高，流动损失小，运转噪声也低。所以，前向叶轮常用于风量大而风压低的通风机，后向叶轮适用于中压和高压通风机。当流量超过某一数值后，后向叶轮通风机的轴功率具有随流量的增加而下降的趋势，表明它具有不过负荷的特性；而径向叶轮和前向叶轮通风机的轴功率随流量的增加而增大，表明容易出现超负荷的情况。如果在通风除尘系统工作情况不正常时，径向叶轮和前向叶轮的通风机容易出现超负荷以至烧坏电动机的事故。

叶片是叶轮最主要的部分，它的出口角、叶片形状和叶片数目等对通风机的工作有很大的影响。离心式通风机的叶片形状分板型、弧型和机翼型几种。板型叶片制造简单。机翼型叶片断面如图3-11所示。机翼型叶片具有良好的空气动力的性能，强度高，刚性大，通风机的效率高。但机翼型叶片的缺点是输送含尘气流浓度高的介质时，叶片磨穿后杂质进入内部，会使叶轮失去平衡而产生振动。

3.机壳　机壳的作用在于收集从叶轮甩出的气流，并将高速气流的速度降低，使其静压力增加，以此来克服外界的阻力将气流送出。

离心式通风机的螺线形外壳，其正确形状是对数螺线。但由于对数螺线作图较繁，在实际作图时常以阿基米德螺线来代替对数螺线。机壳断面沿叶轮转动方向呈渐渐扩大，在气流出口处断面为最大。随着蜗壳出口面积的增加，通风机的静压有所增加。当通风机的出口截面上速度仍很大时，为了对这部分能量有效地予以利用，在蜗壳出口后再加扩压器。经验表明，扩压器应向着蜗舌方向扩散。出口扩压器的扩散角θ=6°～8°为佳，有时为了减少其长度，也有取θ=10°～12°。

离心式通风机蜗壳出口附近设有蜗舌，其作用是防止部分气体在蜗壳内循环流动。蜗舌附近的流动较为复杂，其结构形状对通风机的性能和噪声影响较大。一般地，蜗舌越深，效率越高，噪声越大。平舌多用于低压低噪声通风机中。

离心式通风机的机壳出口方向，可以向任何方向。使用时所需要地方向一般由通风机叶轮旋转方向和机壳出口位置联合表示决定。图3-14示出八个基本出风口位置，分左、右两种情况。

4.传动部件　离心式通风机的传动部件包括轴和轴承，有的还包括联轴器或皮带轮，是通风机与电动机连接的构件。

通风机的叶轮用键或沉头螺钉固定在轴上，轴安装在机座上的轴承中，然后与电动机相连接。离心式通风机与电动机的连接方式共有六种，如图3-15所示。其中A、D、F三类传动方式的通风机转速等于电动机转速，且随所选电动机而各异。其余传动方式通过调整皮带轮传动比的大小，可灵活地选择离心式通风机的转速。

就可靠、紧凑、经济和噪声低而言，A式传动最好，但这种传动方式仅在离心式通风机尺寸较小时采用。当离心式通风机尺寸较大时，一般采用皮带或联轴器传动。B式传动与C式传动的区别在于，B式传动的皮带轮在两轴承之间，而C式则在轴承的外侧。一般较大型离心式通风机的传动采用B式。

离心式通风机按其全压的高低，可分为高压、中压、低压三类。在设计条件下，全压高于2940Pa的风机称为高压离心式通风机；全压在980Pa与2940Pa之间的风机称为中压离心式通风机；全压低于980Pa的风机称为低压离心式通风机。高压、中压、低压离心式通风机的基本构造也有差异。图3-16～图3-18分别为低压、中压和高压离心式通风机的构造形式。从比较中可以看到，它们的进口直径相对来讲，低压的最大，中压的居中，高压的最小。叶轮上的叶片数目一般随压力的大小和叶轮的形状而改变。压力愈高，叶片数目愈少且愈长。

1—机壳　2—叶轮　3—集流器

1—机壳　2—叶轮　3—集流器

1—通风机外形　2—叶轮

1—机壳　2—叶轮　3—集流器

图3-19所示的是排尘离心式通风机。其特点是叶轮的直径较大，叶轮上具有长而向前弯的叶片，没有前盖。这种叶轮的构造形式，可以减小或避免屑末、碎粉、纤维等杂质对通风机的堵塞。可用这种通风机来输送含有尘埃、碎屑、和纤维的空气。