CN101956730A - 蜗舌装置、包含其的贯流风机、降低贯流风机气动噪声的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蜗舌装置、包含其的贯流风机、以及降低贯流风机气动噪声的方法，提供了一种蜗舌装置，它包括：由蜗舌的折状壁板与无孔后壁板(20)围成的容腔(30)，以及冷凝水槽(40)，其中，所述折状壁板的迎风面(10)上分布有穿透壁板的小孔(50)，所述小孔的直径为0.3-1mm；所述折状壁板与无孔后壁板(20)密封粘结，使得容腔(30)的两端密封，气流仅通过所述迎风面(10)上的小孔(50)流入或流出容腔(30)。

Description

蜗舌装置、包含其的贯流风机、降低贯流风机气动噪声的方法

技术领域

本发明涉及贯流风机(或称横流风机)用的蜗舌装置，具体地说，涉及采用多孔壁板与容腔结构的蜗舌装置，以及包括该蜗舌装置的贯流风机。本发明还涉及降低贯流风机气动噪声的方法。

背景技术

贯流风机广泛应用于室内空调与通风系统。例如在分体式空调的室内机中，贯流风机担负着将冷量或热量散发到房间的任务，这时贯流风机的工作效率直接影响到空调器的功率消耗，而贯流风机的噪声则直接关系到室内环境的噪声水平。医学证据表明，空调室内机的噪声对人的心脑血管与免疫系统都有着重要的伤害，是造成室内环境噪声污染最主要的因素。因此控制和降低贯流风机的噪声，一直是贯流风机研究和空调研发与生产的重要课题。

为了抑制贯流风机的噪声，国内外研究者近年来提出了若干方案。几种有代表性的方案如下：

1)改变蜗舌(流动稳定器)的几何外形形状或位置；

2)在叶轮圆周方向使用非均匀分布的叶片；

3)在叶轮轴向方向将叶轮按旋转轴向分段，段与段之间叶片有错位角度；

4)使用叶片沿着轴向扭斜的叶轮。

这些降噪方案的出发点在于通过机械方式扰动流体改变压力的频谱特性，但是它们存在的不足之处是：

1)由于声源中单极子、偶极子和四极子声源的同时存在，即使对于单极子点声源的发声，各个频率分量同时存在、不同频率分量之间的相位差不可避免等等实际困难，试图使用机械方法干预流动以便使声波叠加、达到降低噪声振幅的目的，实现起来将十分困难，甚至是不可能的，因此这些降噪措施的有效性还需要进一步考核和检验；

2)与没有采用上述降噪方案的贯流风机相比，上述各种方案中，或要求在加工制作叶轮时采用更为复杂的工艺与更多工序(例如轴向分段、轴向扭斜、轴向非均匀叶片节距)，或者要求改变蜗舌的几何外形形状。这些要求使得单个空调贯流风机的制作成本大幅度提高。

总之，在现有贯流风机的降噪措施中存在着上述有效性有待进一步检验且制作成本的问题，迫切需要开发一种易于从声学理论解释同时又在实际生产中易于采用的贯流风机降噪措施，同时须考虑贯流风机的使用量巨大(例如广东美的家用空调每小时生产量以千台为计量单位)，单个降噪措施的制作成本须易于控制。

发明内容

本发明提供了一种新的贯流风机用蜗舌装置，从而解决了现有技术中存在的问题。

一方面，本发明提供了一种蜗舌装置，它包括：由蜗舌的折状壁板与无孔后壁板围成的容腔，以及冷凝水槽，其中，所述折状壁板的迎风面上分布有穿透壁板的小孔，所述小孔的直径为0.3-1mm；所述折状壁板与无孔后壁板密封粘结，使得容腔(30)的两端密封，气流仅通过所述迎风面上的小孔流入或流出容腔。

在一个优选的实施方式中，所述小孔在迎风面上均匀分布。

在另一个优选的实施方式中，所述小孔的数量为800-1000。

在另一个优选的实施方式中，所述容腔为三棱柱形。

另一方面，本发明提供了一种贯流风机，它包括上述蜗舌装置。

再一方面，本发明提供了一种降低贯流风机气动噪声的方法，该方法包括在贯流风机中使用上述蜗舌装置。

附图说明

图1A是根据本发明的一个实施方式的蜗舌装置的截面示意图。

图1B是根据本发明的一个实施方式的蜗舌装置的三维效果图。

图1C是图1A中A-A线所示的蜗舌装置的迎风面上小孔分布的示意图。

图2是根据本发明的一个实施方式的包括蜗舌装置的贯流风机的流道整体的截面示意图。

具体实施方式

本发明的发明人在经过了广泛而深入的研究之后发现，在贯流风机中，在气体流动经过的通道中，对某些存在气流与固体壁面发生冲击干涉的地方采用这样的蜗舌装置，其中使用多孔壁板与容腔结构组合替代常规的无孔壁板结构，从而可以有效地降低贯流风机的气动噪声，并且对贯流风机的压力与能源效率没有影响。基于上述发现，本发明得以完成。

本发明的原理如下：根据气动声学理论，气流噪声是由于旋涡运动而造成的；当气流与固体结构干涉冲击时，产生旋涡，因此就有气动噪声的发生；使用多孔壁板与容腔结构替代原有的无孔壁板结构后，当气流冲击壁面时，气流可以透过多孔壁板出入容腔，从而对气流的冲击起到缓冲作用，减弱气流旋涡，达到降低气动噪声的目的。因此，这个原理可以简单理解为通过减弱气流与固体壁面结构的冲击来减弱噪声源的强度，从而使噪声降低。

在本发明的第一方面，提供了一种蜗舌装置，它包括：以常规的固体壁板蜗舌为基础，在蜗舌迎风面布置贯通的小孔，小孔的直径为0.3-1mm；然后在蜗舌后增加一块无孔后壁板，使之与蜗舌折板之间围成一个容腔，容腔两端封死，气流只能通过蜗舌迎风面的小孔流入或流出容腔。

较佳地，所述小孔在迎风面上均匀分布。

较佳地，所述小孔的数量为800-1000。

较佳地，所述容腔为三棱柱形。

在本发明中，蜗舌折状壁板与无孔后壁板可以使用胶水密封粘结。

在本发明的第二方面，提供了一种贯流风机，它包括上述蜗舌装置。

在本发明的第三方面，提供了一种降低贯流风机气动噪声的方法，该方法包括在贯流风机中使用上述蜗舌装置。

以下参看附图。

图1A是根据本发明的一个实施方式的蜗舌装置的截面示意图。如图1A所示，该蜗舌装置包括：由蜗舌的折状壁板与无孔后壁板20围成的三棱柱形的容腔30，以及冷凝水槽40，在所述折状壁板的迎风面10上均匀分布有穿透壁板的小孔50，所述小孔的数量为800-1000，直径为0.3-1mm；所述折状壁板与无孔后壁板20密封粘结，使得容腔30的两端封死，气流仅通过所述迎风面10上的小孔50流入或流出容腔30。所述蜗舌装置是一个整体件，其安装和定位是通过螺钉和搭扣等与相邻的组件接触并固定来进行的。

图1B是根据本发明的一个实施方式的蜗舌装置的三维效果图。如图1B所示，迎风面多孔壁板上的小孔均匀布局。

图1C是图1A中A-A线所示的蜗舌装置的迎风面上小孔分布的示意图。如图1C所示，小孔在迎风面上均匀分布，其总数在800-1000个左右，小孔的直径在0.3-1毫米之间。

图2是根据本发明的一个实施方式的包括蜗舌装置的贯流风机的流道整体的截面示意图。如图2所示，该贯流风机包括旋转叶轮1，出口导流后板2，上述蜗舌装置3，条折状蒸发器4，以及进风格栅5组成，所述旋转叶轮1由位于贯流风机一侧的直连变频电机驱动。

本发明的主要优点在于：

1)能够有效地降低贯流风机的气动噪声；

2)本发明的贯流风机蜗舌装置能够具体实施，而且具有加工制作容易、工艺简单、经济性好、设备投资成本低的特点，容易推广实施；

3)采用本发明的贯流风机蜗舌装置，与未采用该蜗舌装置的贯流风机相比，噪声降低一般可以达到1-3分贝。

实施例

下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1：

将本发明的蜗舌装置用于贯流风机中，在符合GB-1236的风机标准实验台上进行了测试，其中，风机转速为1200rpm，小孔直径为0.3毫米，小孔数目为800。与未使用本发明蜗舌装置的常规贯流风机相比，本发明的贯流风机蜗舌装置对贯流风机的效率和压力特性未造成伤害。进一步在按照ISO-3745和GB-6882-86标准设计的半消声室内进行了声学测试(消声室本底噪声20分贝，截止频率100Hz)，结果显示使用本发明的蜗舌装置使得风机的噪声降低了3分贝。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种蜗舌装置，它包括：由蜗舌的折状壁板与无孔后壁板(20)围成的容腔(30)，以及冷凝水槽(40)，其中，所述折状壁板的迎风面(10)上分布有穿透壁板的小孔(50)，所述小孔的直径为0.3-1mm；所述折状壁板与无孔后壁板(20)密封粘结，使得容腔(30)的两端密封，气流仅通过所述迎风面(10)上的小孔(50)流入或流出容腔(30)。

2.如权利要求1所述的蜗舌装置，其特征在于，所述小孔(50)在迎风面(10)上均匀分布。

3.如权利要求1或2所述的蜗舌装置，其特征在于，所述小孔(50)的数量为800-1000。

4.如权利要求1所述的蜗舌装置，其特征在于，所述容腔(30)为三棱柱形。

5.一种贯流风机，它包括权利要求1-4中任一项所述的蜗舌装置。

6.一种降低贯流风机气动噪声的方法，该方法包括在贯流风机中使用权利要求1-4中任一项所述的蜗舌装置。

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