CN101377209A - 贯流风机 - Google Patents

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周拨
姜凤华
张敏
程竑理
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Guangdong Midea Electric Appliances Co Ltd
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/02—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal
    • F04D17/04—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal of transverse-flow type

Abstract

本发明是一种贯流风机。包括有贯流风轮、底盘蜗壳、出风框蜗壳，其中底盘蜗壳的截面形状包括有底盘引流线、后导向蜗壳曲线以及底盘出风口型线，出风框蜗壳的截面形状包括蜗壳舌部和前导向蜗壳型，蜗壳舌部在平行于旋转轴的轴向方向上与贯流风轮的叶轮外缘之间的距离值为变化值。上述蜗壳舌部(4)在轴向做成齿状、波纹状或斜歪扭状。本发明通过蜗舌结构在轴向上的变化，与风轮作用，在轴向上产生不一致(趋势)的压力脉动，抑制与风轮产生的大的高次谐波成份，从而达到消除由这种谐波包含在噪音中变成的刺耳音的作用，同时通过贯流风机轴向结构变化使贯流风机内流场的轴向流动向有助于抑制端壁角隅涡、风轮间隙流中的涡旋等产生和发展，起到改善气动噪声的作用，最终改善整机的音质，控制整机的噪声水平。

Description

贯流风机
技术领域
本发明是一种贯流风机，属于贯流风机的改造技术。
背景技术
贯流风机由于在一定的流量系数下相对于轴流风机和离心风机，产生的总压系数较高，其对于风轮径向尺寸的要求很小(体积小)；可以根据对风量的要求自由的选择叶轮长度，而且送风均匀集中和噪声较低的特点，尽管它与轴流式和离心式通风机相比效率偏低，但在家用电器、激光仪器等低压通风换气场合，以及农业物料清选等方面得到了广泛应用。随着工业生产、科学技术，以及人们对工作和生活环境的洁净度和舒适度要求的提高，对于提高贯流风机的外特性性能，降低噪声提出了更高的要求。
现有贯流风机基本上属于在叶轮中只产生速度的冲动式叶轮，而这一速度又必须在出口蜗壳中才能转化为静压力，其性能在很大程度上决定于出口蜗壳的设计形式。而出口蜗壳一般可分为两部分，其一是后导向蜗壳，其二是前蜗舌关联蜗壳。对于后导向蜗壳的设计工程上一般用以贯流风机偏心涡涡心位置(实验数据确认)为圆心的同心圆来修正。而对于前蜗舌关连蜗壳，从结构上来分，又可以继续细分为蜗壳舌部(这里简称蜗舌)以及前导向蜗壳这两个主要部分；其中前导向蜗壳型线为一段与流动方向一致的大圆弧线或直线，问题集中在对于蜗舌的设计上，目前工程上广泛应用的是与叶轮形成一定包络的“口袋式”方案，采用此种蜗舌可以将回流限制在一个狭窄的空间中。蜗舌间隙大小对于风机的外特性性能、噪声控制有很大影响。舌部间隙较大时风机压头降低，流量减少，噪声变小；舌部间隙减小时，风机压头升高，流量变大，噪声增大。
贯流风机的噪声源主要可以分为两个部分，其一是宽频低幅的湍流噪声，其二是窄频带高幅值的通道噪声(旋转噪声)。一方面通道噪声作为贯流风机主要噪声源，另一方面湍流问题研究的复杂性，决定了目前对于贯流风机降噪的研究主要集中在如何离散通道噪声频谱上。对于离散通道噪声频谱措施的应用及研究，从径向方向错位离散和轴向方向错位离散两个方面来考虑，主要集中在对贯流风轮的改造上，采用模块化的多节风轮错位组合(轴向方向错位离散)除了加工的便利及结构强度改善外，能起到离散通道噪声频谱的作用；采用斜叶片(轴向方向错位离散)以及叶片的不等距随机分布(径向方向错位离散)，与谐波相干增强了基频脉动的等距直叶片相比，也能有效的离散通道噪声；中国专利申请号为99106786、95100629、00123848中分别记载了等距不等距叶片混合方式降噪、不等距斜叶片降噪、叶片分组，每组叶片均匀增大角度排列降噪。而对于探索通过修改贯流风机蜗壳结构降噪的途径，考虑到贯流风机内部流动的二元性以及蜗壳型线二维设计特性，通过优化蜗壳型线设计能抑制湍流的发生发展，从而改善噪声水平；但从离散通道噪声频谱的角度，蜗壳型线的二维设计显然是不够的，需要在轴向方向上对蜗壳型线进行再设计，考虑到蜗舌对风机性能及噪声控制的重要影响，因而可以首先对蜗舌在轴向上进行改造，使其具有三维设计特征，这里称之为异形蜗舌。目前工程上采用的蜗舌主要是平行旋转轴的蜗舌，此蜗舌在轴向方向上与叶轮外缘始终保持恒距，与风轮的“刮擦”为恒距直线式，是二维蜗壳型线设计沿轴向拉伸的结果。因而在蜗舌附近，采用常规风轮轴向上容易产生一致(趋势)的压力脉动，因此容易产生大的高次谐波成份，这种谐波若包含在噪音中具有容易变成刺耳音的特点。
目前应用的恒距蜗舌(统称为直线蜗舌)的贯流风机，随着舌部间隙减小时流量变大，但噪声也相应增加。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种改善贯流风机的外特性性能，降低噪声的贯流风机。
本发明的技术方案是：包括有贯流风轮、底盘蜗壳、出风框蜗壳，其中底盘蜗壳的截面形状包括有底盘引流线、后导向蜗壳曲线以及底盘出风口型线，出风框蜗壳的截面形状包括蜗壳舌部和前导向蜗壳型，蜗壳舌部在平行于旋转轴的轴向方向上与贯流风轮的叶轮外缘之间的距离值为变化值。
上述蜗壳舌部在轴向做成齿状、波纹状或斜歪扭状。
本发明由于采用蜗壳舌部在平行于旋转轴的轴向方向上与贯流风轮的叶轮外缘之间的距离值为变化值的结构，其主要作用是通过蜗舌结构在轴向上的变化，与风轮作用，在轴向上产生不一致(趋势)的压力脉动，抑制与风轮产生的大的高次谐波成份，从而达到消除由这种谐波包含在噪音中变成的刺耳音的作用，同时通过贯流风机轴向结构变化使贯流风机内流场的轴向流动向有助于抑制端壁角隅涡、风轮间隙流中的涡旋等产生和发展，起到改善气动噪声(主要指湍流噪声)的作用，最终改善整机的音质，控制整机的噪声水平。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的贯流风机。
附图说明
图1为空调用贯流风机风道二维平面结构示意图。
图2为图1结构中蜗壳的结构示意图。
图3为贯流风机单节风轮配常规直蜗舌A1或者异形斜蜗舌A2结构示意图。
图4-1为图3中的A向视图。
图4-2为图3中的B向视图。
图5-1为本发明实施例琴键式异形蜗舌的结构图。
图5-2为图5-1中琴键式异形蜗舌沟槽的截面图。
图6为本发明实施例异形蜗舌锯齿状的结构图。
图7为本发明实施例另一异形蜗舌锯齿状的结构图。
具体实施方式
实施例：
空调用贯流风机风道的结构示意图如图1所示，包括进风口处设置的进风格栅15，与进风格栅相连的还有底盘12，在进风格栅15贴近位置设有靠底盘支撑的条折状蒸发器16。从进风格栅15进入的空气，通过条折状蒸发器后，横贯贯流风机11，再由百叶导风板14引导送出至室内环境。与百叶导风板相连靠近风轮的位置设有出风框13及导风板支撑条14，贯流风机11包括有贯流风轮21、底盘蜗壳22、出风框蜗壳，其中底盘蜗壳的截面形状包括有底盘引流线1、后导向蜗壳曲线2以及底盘出风口型线3，出风框蜗壳的截面形状主要包括蜗壳舌部4和前导向蜗壳型5，蜗壳舌部4在平行于旋转轴的轴向方向上与贯流风轮的叶轮外缘之间的距离值为变化值。
本发明在贯流风机二维蜗壳型线设计的基础上，不做简单的轴向拉伸，而是使风道设计具有更多的三维特征，考虑轴向流动的变化；特别是对整机性能及噪声控制有着重要影响的蜗舌部分，采用在轴向方向上的变蜗舌技术(这里统称为异形蜗舌)，本发明采用蜗舌不是二维蜗壳型线设计沿轴向简单拉伸的结果，与传统的平行于旋转轴在轴向方向上与叶轮外缘始终保持恒距的结构不同，上述蜗壳舌部4在轴向做成齿状、波纹状或斜歪扭状等异形状态，如图5-1、图5-2、图6、图7所示。图3、图4为常规直蜗舌和一种简单斜蜗舌轴向形态的比较示例，图3为贯流风机单节风轮配常规直蜗舌A1或者异形斜蜗舌A2的结构示意图。本实施例中，机身长740mm；风轮由35个叶片组成，其结构尺寸为93mm(直径)×580mm(风轮长)；斜叶片的倾斜角为5度；原蜗舌间隙为7.5mm，斜蜗舌间隙范围为4mm～10mm；高风档风轮转速1050rpm。其主要作用是，通过蜗舌结构在轴向上的变化，与风轮作用，在轴向上产生不一致(趋势)的压力脉动，抑制与风轮产生的大的高次谐波成份，从而达到消除由这种谐波包含在噪音中变成的刺耳音的作用，同时通过贯流风机轴向结构变化使贯流风机内流场的轴向流动向有助于抑制端壁角隅涡、风轮间隙流中的涡旋等产生和发展，起到改善气动噪声(主要指湍流噪声)的作用，最终改善整机的音质，控制整机的噪声水平。
本发明由于通过贯流风机轴向结构变化使贯流风机内流场的轴向流动向有助于抑制低能流体在端壁处的聚集，控制由于端壁角隅涡、间隙涡、通道涡等产生和发展对流道产生的堵塞，从而达到提高风量，改善风机整体的外特性性能。
本发明采用异形蜗舌的贯流风机是一种设计独特，外特性性能优良，音质及噪声控制水平较佳的用于家用电器、激光仪器等低压通风换气场合，以及农业物料清选等方面的机构。

Claims (2)

1、一种贯流风机，包括有贯流风轮、底盘蜗壳、出风框蜗壳，其中底盘蜗壳的截面形状包括有底盘引流线(1)、后导向蜗壳曲线(2)以及底盘出风口型线(3)，出风框蜗壳的截面形状包括蜗壳舌部(4)和前导向蜗壳型(5)，其特征在于蜗壳舌部(4)在平行于旋转轴的轴向方向上与贯流风轮的叶轮外缘之间的距离值为变化值。
2、根据权利要求1所述的贯流风机，其特征在于上述蜗壳舌部(4)在轴向做成齿状、波纹状或斜歪扭状。
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