CN106122086B - 离心风轮和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种离心风轮和空调器，其中，离心风轮包括轮毂和连接所述轮毂的轮辐，所述轮辐包括间隔设置的多个辐条，所述辐条包括连接所述轮毂的第一端，以及与所述第一端相对的第二端，所述辐条还设有降噪孔，所述降噪孔自所述辐条的内侧面向所述辐条的外侧面呈向所述辐条的第二端倾斜延伸。本发明的技术方案大大降低了离心风轮的噪音。

Description

离心风轮和空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种离心风轮和空调器。

背景技术

空调器中通常设置有离心风轮，离心风轮在运转时会产生噪音，从而影响用户体验。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种离心风轮，旨在降低离心风轮在运行时产生的噪音。

为实现上述目的，本发明提出的离心风轮包括轮毂和连接所述轮毂的轮辐，所述轮辐包括间隔设置的多个辐条，所述辐条包括连接所述轮毂的第一端，以及与所述第一端相对的第二端，所述辐条设有降噪孔，所述降噪孔自所述辐条的内侧面向所述辐条的外侧面呈向所述辐条的第二端倾斜延伸。

优选的，所述辐条的外侧面设有位于所述降噪孔周缘的环形加强筋。

优选的，所述轮毂的外侧面还设置有沿所述轮毂的径向延伸的筋条，所述筋条的延伸末端连接所述环形加强筋。

优选的，每个所述辐条上设置有两所述降噪孔。

优选的，两所述降噪孔在所述辐条的延伸方向上并排设置。

优选的，两所述降噪孔在所述辐条的延伸方向上呈间隔排布。

优选的，两所述降噪孔在所述辐条的延伸方向上错开。

优选的，所述轮毂振动产生的机械波的波长为λ，两所述降噪孔在所述辐条的延伸方向上的间距为λ的奇数倍。

优选的，所述辐条的数量为奇数个。

优选的，所述辐条的数量为质数个。

优选的，所述降噪孔的倾斜角度在10°至45°之间。

本发明还公开一种空调器，所述空调器包括离心风轮，所述离心风轮包括轮毂和连接所述轮毂的轮辐，所述轮辐包括间隔设置的多个辐条，所述辐条包括连接所述轮毂的第一端，以及与所述第一端相对的第二端，所述辐条还设有降噪孔，所述降噪孔自所述辐条的内侧面向所述辐条的外侧面呈向所述辐条的第二端倾斜延伸。

本发明的技术方案通过在离心风轮的辐条上开设降噪孔，一方面降低了辐条的刚性，使振动的传导减弱，另一方面使离心风轮电机侧和叶片侧的空气相互流通，降低了涡流的形成，上述两个方面共同降低了离心风轮的噪音。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明离心风轮一实施例的结构示意图；

图2为图1离心风轮的俯视图；

图3为图2中离心风轮沿M-M线的剖视图；

图4为图3中A处放大结构示意图；

图5为本发明离心风轮第二实施例的结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为图5中离心风轮的轮毂振动产生的机械波经过两降噪孔后发生的干涉示意图；

图8为本发明离心风轮第三实施例的结构示意图；

图9为图8另一视角的平面结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种离心风轮，以及安装有该离心风轮的空调器。

参照图1和图2，离心风轮10通常包括引风圈11、叶片12和叶片座，叶片12的相对两端分别对应连接引风圈11和叶片座。叶片座包括轮毂13、轮辐和安装盘15，轮辐连接安装盘15和轮毂13。

在本发明实施例中，如图3和图4所示，离心风轮10包括轮毂13和连接所述轮毂13的轮辐，所述轮辐包括多个间隔设置的辐条14，所述辐条14上还贯设有降噪孔141，所述辐条14包括连接所述轮毂13的第一端，以及与所述第一端相对的第二端，所述辐条14还设有降噪孔141，所述降噪孔141自所述辐条14的内侧面向所述辐条14的外侧面呈向所述辐条14的第二端倾斜延伸(参照图3和图4)。

具体的，离心风轮10在运行时，噪源主要来自一下几个方面。一方面，电机轴与安装孔130的内壁是存在部分间隙的，离心风轮10旋转时，电机轴与轮毂13之间产生振动。另一方面，电网电压不稳，容易产生谐波，该谐波会对电机的运转造成影响，受到该谐波的影响，电机高速转动的过程中，电机轴与离心风轮10之间必然产生振动，该振动可以由轮毂13传导至轮辐，然后由轮辐传导至安装盘15，然后传导至叶片12，最终叶片12产生的噪音较大。又一方面，离心风轮10在运行时，离心风轮10的电机侧和叶片12侧均可进风，离心风轮10内部容易产生涡流，从而产生噪音。

本实施例中，在辐条14上开设降噪孔141，一方面可以降低辐条14的内应力，从而在设计强度允许范围内降低离心风轮10的刚性，使的离心风轮10具有更好的韧性，从而可以降低辐条14对振动的传导。

降噪孔141的开设可以提高电机侧和叶片侧的空气相互流通率，从而降低涡流的形成，进而减小涡流产生的噪音。进一步而言，由于电机侧的空气进入离心风轮10内部时，气流一方面从引风圈11进入离心风轮10内部，另一方面从电机侧进入离心风轮10内部；于是来自引风圈的气流与来自电机侧的气流会相遇，从而形成涡流，产生噪音。而在本实施例中，由于降噪孔131是自内侧面向外侧面贯设，并朝向辐条14的第二端倾斜，所以，来自电机侧的气流经过该降噪孔141后，具有朝向远离辐条14第一端的方向移动，从而可以避免与来自引风圈的气流直接交汇，也就降低了涡流的形成，从而可有效降低噪音。

为了验证本实施例中，降噪孔141对离心风轮10降噪的效果，以9台离心风轮10作测试，其中，3台离心风轮10没有开设降噪孔141；3台离心风轮10开设有贯设方向垂直于辐条的降噪孔141(后续简称垂直降噪孔)，3台离心风轮10的贯设方向朝向离心风轮10的旋转方向倾斜(后续简称倾斜降噪孔)。上述6台离心风轮10的降噪孔141开设数量、位置及尺寸均相同)，同时给电机输送220v恒定电压，并同时测定9台离心风轮10产生的噪音。

表1，开孔前后离心风轮噪音对比表

由表1可见，开设垂直降噪孔141后，离心风轮10的噪音平均降低了1.43dB。开设倾斜降噪孔141的离心风轮10相对于没有开设降噪孔141的离心风轮10，噪音平均降低了2.0dB。

本发明的技术方案通过在离心风轮10的辐条14上开设降噪孔141，一方面降低了辐条14的刚性，使振动的传导减弱，另一方面使离心风轮10电机侧和叶片侧的空气相互流通，降低了涡流的形成，上述两个方面共同降低了离心风轮10的噪音。

离心风轮10转速较高，在辐条14上开设降噪孔141可能会导致降噪孔141周边局部强度减弱，离心风轮10长期运转可能会导致降噪孔141周边开裂。在本实施例中，为了加强辐条14的强度，所述辐条14的外侧面(朝向电机的一面)，设有位于所述降噪孔141周缘的环形加强筋142。在本实施例中，同样，以6台离心风轮10作测试，6台离心风轮10均在辐条14上开设有降噪孔141(降噪孔141开设数量、位置及尺寸均相同)，其中3台的背面设置环形加强筋142，另外3台不设置环形加强筋142。

表2，设置环形加强筋前后离心风轮噪音对比表

由该表2可以看出，设置环形加强筋142后，离心风轮10的噪音略有升高。

原因分析：设置环形加强筋142前，这是由于环形加强筋142使得离心风轮10的整体刚性又加强了，本身开孔的益处很大的作用就是为了降低离心风轮10的整体刚性，降低振动的传递，设置环形加强筋142后在一定程度上相当于减弱了降噪孔141的有益效果。如果没有设置环形加强筋142，离心风轮强10度可能满足不了要求，导致离心风轮10在旋转的时候出现破裂的现象。所以在对噪音影响较小的情况下，设置环形加强筋142可以保障提高离心风轮10的使用寿命。

离心风轮10在高速旋转时，轮毂13与辐条14容易发生形变，如此便会导致进风部均匀，从而产生噪音。在本实施例中，所述轮毂13的外侧面设置有沿所述轮毂13的径向延伸的筋条131，所述筋条131的延伸末端连接所述环形加强筋141。如此，轮毂13与辐条14之间的连接强度更高，二者也不易发生形变。

参照图1和图2，在上一实施例的基础上，为了进一步降低辐条14对振动的传导，于本实施例中，每个所述辐条14上设置有两所述降噪孔141。两降噪孔141对振动传播的阻隔效果更佳。

两降噪孔141的排布方式可以是在所述辐条14的延伸方向上呈间隔排布(如图6和图7)，还可以是在辐条14延伸方向上并排设置(如图8)

两降噪孔141呈并排设置或间隔设置，相当于给振动施加了两道阻隔，可以进一步降低振动的传导。

参照图1和图2为了进一步降低噪音，两所述降噪孔141在所述辐条14的延伸方向上呈间隔设置，并且两降噪孔141在辐条14的延伸方向上错开。如此，轮毂13振动产生的机械波在辐条14上的传导路径加长，最终传导至叶片12上的机械波的振幅会减弱，从而达到降噪的效果。

另外，更进一步地，参照图5，在上一实施例的基础上，为了降低噪音，所述轮毂13产生的机械波的波长λ，两所述降噪孔141在所述辐条14的延伸方向上的间距为L间距为L(当辐条14为弧形时，L指代两通孔降噪孔之间的弧面距离)，其中L为λ的奇数倍。具体而言，振动由轮毂13向轮辐传导的过程中，降噪孔141会对机械波产生相位延迟，经过两降噪孔的机械波就会发生干涉，由于L为λ的奇数倍，所以，经过两降噪孔的机械波会发生叠加相消(波峰与波谷相遇)，从而可以大大降低振动的传导，噪音也大大降低。

在此，λ是可变的，不同的离心风轮10，其λ值是不同的，不同转速的电机，λ值也不同。所以，以空调器为例，空调器正常工作时，带动离心风轮10转动的电机的正常转速一般为850rpm，此时可以以850rpm的电机驱动离心风轮转动10，并测定此时离心风轮10产生的机械波的波长λ，然后以L为λ的奇数倍为基础，开设降噪孔141即可。

降噪孔141的形状可以是多种，例如腰型孔、圆孔、方形孔、三角形孔以及其他规则或不规则的都是可以的。

另外，考虑到离心风轮10在旋转时，辐条之间会产生共振，为此，本实施例中，所述辐条14的数量为奇数个(参照图1、图2，图6至图9，离心风轮中辐条14的数量为偶数个，图只是作为参考示意，并不代表最佳实施例)。因为奇数的辐条14组合能比偶数的辐条14组合带来更多的性能优势。如果辐条14的数量为偶数片设计，并形成对称的排列方式的话，那么不但使得辐条14自身的平衡性难以调整，而且辐条14会产生更多的共振发出噪音，甚至导致辐条14无法长时间承受共振产生的疲劳，最终出现辐条14断裂。因此，在本实施例中，辐条14的数量为奇数，例如：3个、5个、7个、9个甚至更多。

考虑到奇数辐条14即便为奇数个，例如9个，也就是三个辐条14为一组，一共有三组，而这三组辐条14之间也会发生共振而产生噪音。所以，在本实施例中，更进一步的，辐条14的数量为奇数个，例如7个、11个、13个等，如此，可以大大降低辐条14间的共振，噪音更低。

参照图3和图4，在一实施例中，为了使降噪孔141的降噪效果更佳，做如下实验：同时给电机输送220v恒定电压，并同时测定15台离心风轮10产生的噪音，降噪孔的倾斜角度α＝0°的离心风轮10有3台，15°的有3台，30°的有3台，45°的有3台，60°的3台。(15台离心风轮10的降噪孔开设位置、尺寸及形状都相同)

表4，降噪孔设置于离心风轮的中部和连接处的噪音对比表

由表4可知，α由0°增加至10°时，噪音降低不明显，α由10°增加至45°时，噪音明显降低，并且，噪音处于较低水平。α由45°增加至60°时，噪音又回升。

所以，在此取α范围为10°至45°为较佳实施例。也即降噪孔141的倾斜角度在10°至45°之间。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种离心风轮，包括轮毂和连接所述轮毂的轮辐，其特征在于，所述轮辐包括间隔设置的多个辐条，所述辐条包括连接所述轮毂的第一端，以及与所述第一端相对的第二端，所述辐条设有降噪孔，每个所述辐条上设置有两所述降噪孔,所述降噪孔自所述辐条的内侧面向所述辐条的外侧面呈向所述辐条的第二端倾斜延伸，所述降噪孔的倾斜角度在10°至45°之间；所述辐条的外侧面设有位于所述降噪孔周缘的环形加强筋。

2.如权利要求1所述的离心风轮，其特征在于，所述轮毂的外侧面设置有沿所述轮毂的径向延伸的筋条，所述筋条的延伸末端连接所述环形加强筋。

3.如权利要求1所述的离心风轮，其特征在于，两所述降噪孔在所述辐条的延伸方向上并排设置。

4.如权利要求1所述的离心风轮，其特征在于，两所述降噪孔在所述辐条的延伸方向上呈间隔排布。

5.如权利要求4所述的离心风轮，其特征在于，两所述降噪孔在所述轮毂的周向上呈间隔排布。

6.如权利要求5所述的离心风轮，其特征在于，所述轮毂振动产生的机械波的波长为λ，两所述降噪孔在所述辐条的延伸方向上的间距为λ的奇数倍。

7.如权利要求1所述的离心风轮，其特征在于，所述辐条的数量为奇数个。

8.如权利要求7所述的离心风轮，其特征在于，所述辐条的数量为质数个。

9.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的离心风轮。