Quạt ly tâm có cấu tạo tương tự bơm ly tâm. Những bộ phận chính cấu thành nên quạt ly tâm bao gồm guồng động (cánh quạt), vỏ quạt, trục, cơ cấu truyền động, và ống dẫn ra/vào.

Guồng động

Guồng động[13], hay còn gọi là "bánh guồng"[14], "bánh công tác" (tiếng Anh: impeller), là nhóm những cánh dẫn làm việc của quạt có nhiệm vụ tạo áp lực và chuyển khí vào trong mạng cánh. Bánh công tác được gắn vào hai đĩa gồm đĩa sau (đĩa chính) và đĩa trước (đĩa phụ). Hai đĩa chính–phụ giúp đảm bảo độ cứng cho mạng cánh. Số lượng cánh quạt trong bánh công tác có thể từ 6 đến hơn 60 cánh, tùy vào thiết kế của guồng.[15] Kiểu dáng của bánh công tác quyết định đến đặc tính hoạt động của quạt ly tâm.[16] Có ba cách thiết kế bánh công tác đối với quạt ly tâm.

1. Bánh công tác có cánh cong về phía trước (Forward-curved – FC): Các cánh quạt có thiết kế cong theo hướng quay của bánh công tác. Loại quạt ly tâm cánh công phía trước này không phù hợp với không khí nhiều tạp rắn và thường chỉ được dùng cho các hệ thống không khí sạch như điều hòa không khí.[17] Bánh guồng cánh cong về phía trước có ưu điểm là tạo ra lưu lượng gió lớn với áp lực nhỏ; kích thước quạt nhỏ gọn; ít gây tiếng ồn (do vận tốc nhỏ) nên phù hợp với các hệ thống điều hòa không khí. Nhược điểm của loại bánh công tác FC là có hiệu suất tương đối thấp (55–65%), chỉ phù hợp với những ứng dụng có không khí ít tạp bẩn rắn, và khó điều chỉnh năng suất quạt[lower-alpha 1] chính xác.[18]
2. Bánh công tác có cánh thẳng (Straight blade, radial blade, hoặc paddle wheel[16]): Các cánh guồng thẳng vuông góc với trục guồng. Ưu điểm của bánh guồng cánh thẳng là phù hợp với ứng dụng cần áp lực và nhiệt độ cao, có khả năng tự làm sạch[19], thiết kế đơn giản, có thể vận hành ở lưu lượng khí thấp mà không gây rung động, có độ bền cao. Ngoài ra, khoảng hở động giữa vỏ quạt và cánh guồng lớn nên quạt ly tâm loại này có thể sử dụng cho các loại tạp chất rắn lớn trong không khí (như bụi, vỏ bào gỗ, vụn kim loại...). Nhược điểm của loại bánh công tác này là chỉ có thể áp dụng khi cần lưu lượng gió trung bình hoặc thấp. Quạt ly tâm cánh thẳng thường được ứng dụng trong những ngành công nghiệp, khai khoáng, hóa dầu, những ứng dụng cần áp lực gió cao, hoặc làm quạt hút bụi.[18]
3. Bánh công tác có cánh cong về phía sau (Backward-curved – BC): Các cánh quạt có thiết kế cong ngược lại hướng quay của bánh công tác. Ngoài ra, còn có hai kiểu thiết kế tương tự là loại có cánh thẳng về phía sau (Backward-inclined – BI) và loại có cánh khí động (hay còn gọi là cánh máy bay, cánh air-foil, aerofoil blade) Đây là nhóm thiết kế quạt ly tâm có hiệu suất cao nhất (trên 85%) với thứ tự hiệu suất giảm dần từ cánh aerofoil, cánh cong phía sau BC, và cánh thẳng phía sau BI.[18] Những ưu điểm khác của những loại bánh công tác này là có thể hoạt động ổn định khi điều kiện áp suất và lưu lượng thay đổi, có thể cung cấp áp lực và lưu lượng lớn mà không bị quá tải[lower-alpha 2].[16] Do những ưu điểm này mà loại bánh công tác phía sau thường được dùng trong rất nhiều ngành công nghiệp (khai khoáng, hóa dầu, điều hòa không khí) và có thể được dùng làm quạt thổi gió cưỡng bức (forced-draft fan). Tuy nhiên, những loại quạt này thường có kết cấu phức tạp dẫn đến giá thành cao hơn loại FC hoặc cánh thẳng; đồng thời không phù hợp cho những điều kiện khí nhiễm tạp rắn vì dễ bị bám vào các cánh quạt. Loại cánh guồng air-foil dễ bị mài mòn.[18]

Vỏ quạt

Vỏ quạt (tiếng Anh: housing, casing) là phần bao quanh bánh guồng, có nhiệm vụ dẫn khí và chuyển động năng (vận tốc khí) thành thế năng (áp lực khí) nên biên dạng (contour) của vỏ thường có hình dạng xoắn ốc.[20] Vỏ quạt thường bao gồm ống dẫn vào (inlet duct) và ống dẫn ra (outlet duct). Vỏ quạt được thiết kế sao cho giảm thiểu tổn thất áp suất thủy tĩnh của lưu thể khi đi vào và ra khỏi quạt. Tổn thất áp suất trong vỏ phụ thuộc vào kích thước, hình dạng vỏ,[21] và khoảng cách giữa ống dẫn vào và bánh guồng. Thông thường, khoảng hở giữa ống vào và bánh guồng nhỏ hơn hoặc bằng 1% đường kính bánh guồng. Khi khoảng hở lớn sẽ gây tổn hao áp suất lớn cho lưu chất khi đi vào quạt.[20] Đối với quạt nhỏ, vỏ có thể được gắn trực tiếp vào giá quạt; tuy nhiên, đối với những loại quạt kích thước lớn, vỏ quạt phải được đặt trên một bệ đỡ riêng biệt.

Trục và cơ cấu dẫn động

Trục (drive shaft) và cơ cấu dẫn động (drive mechanism) là những bộ phận giúp truyền động từ động cơ quạt đến bánh guồng để thực hiện quá trình sinh công của quạt ly tâm. Trục quạt thường được làm bằng thép carbon trung bình (EN8), thép không gỉ, hoặc hợp kim nền nickel chịu nhiệt.[22] Trục quạt và cơ cấu dẫn động quyết định đến vận tốc của quạt và khả năng điều chỉnh vận tốc. Có ba loại cơ cấu dẫn động chính của quạt ly tâm là cơ cấu trực tiếp, gián tiếp, và biến thiên.[23]

• Cơ cấu dẫn động trực tiếp (direct): Trong cơ cấu dẫn động này, bánh công tác của quạt được liên kết trực tiếp với trục của động cơ. Điều này có nghĩa là tốc độ bánh công tác sẽ bằng với tốc độ quay của động cơ. Kiểu truyền động này có ưu điểm thiết kế đơn giản, hiệu suất cao; tuy nhiên, tốc độ quạt cố định, không thể thay đổi được.[24]
• Cơ cấu dẫn động gián tiếp (indirect): Trong cơ cấu này, bánh công tác và động cơ được nối với nhau bằng dây đai (dây curoa) đặt trên những puli (bánh có rãnh). Những dây đai truyền cơ năng từ động cơ đến quạt để làm quay bánh công tác. Tốc độ của bánh công tác được tính theo tỷ số giữa đường kính puli của bánh công tác với đường kính puli động cơ.

RPM quạt = RPM động cơ ( D động cơ D quạt ) {\displaystyle {\text{RPM}}_{\text{quạt}}={\text{RPM}}_{\text{động cơ}}\,{\bigg (}{\frac {\,D_{\text{động cơ}}}{D_{\text{quạt}}}}{\bigg )}}

Cơ cấu dẫn động gián tiếp bằng dây đai có ưu điểm là có thể thay đổi vận tốc quay của quạt. Có một số loại dây đai chính là đai kiểu truyền thống (không có rãnh hoặc răng cưa), đai thang (đai chữ V), đai chữ V có răng, và đai đồng bộ (đai răng). Đai đồng bộ là loại có hiệu suất truyền động tốt nhất nhưng đai chữ V lại là loại được dùng phổ biến nhất.[24]

• Cơ cấu dẫn động biến thiên (variable): Cơ cấu này sử dụng các khớp trục (coupling) thủy lực hoặc từ tính cho phép người vận hành có thể điều khiển tốc độ bánh công tác độc lập với tốc độ của động cơ. Các bộ điều khiển tốc độ quạt thường được tích hợp vào các hệ thống tự động để duy trì hiệu suất hoạt động mong muốn của quạt trong nhiều điều kiện hoạt động của quy trình.