CN106368983B - 一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机 - Google Patents

一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机 Download PDF

Info

Publication number
CN106368983B
CN106368983B CN201610848600.2A CN201610848600A CN106368983B CN 106368983 B CN106368983 B CN 106368983B CN 201610848600 A CN201610848600 A CN 201610848600A CN 106368983 B CN106368983 B CN 106368983B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bionical
spiral case
volute tongue
blower
nautilus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610848600.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106368983A (zh
Inventor
吕宏展
高德康
陈革
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DANDY HOLDING GROUP Co Ltd
Donghua University
Original Assignee
DANDY HOLDING GROUP Co Ltd
Donghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DANDY HOLDING GROUP Co Ltd, Donghua University filed Critical DANDY HOLDING GROUP Co Ltd
Priority to CN201610848600.2A priority Critical patent/CN106368983B/zh
Publication of CN106368983A publication Critical patent/CN106368983A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106368983B publication Critical patent/CN106368983B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/422—Discharge tongues
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02—Selection of particular materials
    • F04D29/023—Selection of particular materials especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4226—Fan casings
    • F04D29/4233—Fan casings with volutes extending mainly in axial or radially inward direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/663—Sound attenuation

Abstract

本发明涉及一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机，包括仿生蜗壳、叶轮、扩压器、仿生蜗舌和两块进口盖板，其中所述仿生蜗壳型线与鹦鹉螺外壳型线相对应，所述仿生蜗壳截面型线为0‑360°相位范围内的圆形特征，且各相位处圆的直径大小不同，所述仿生蜗舌截面型线为仿生翠鸟头部轮廓式结构，所述仿生蜗壳末端设有与仿生蜗舌对应的蜗舌支撑部位，所述仿生蜗舌安装在仿生蜗壳的蜗舌支撑部位上，所述两块进口盖板通过螺栓安装在风机的进口处，所述叶轮通过支架安装在仿生蜗壳上，所述扩压器安装在仿生蜗壳上端。本发明风机结构简单，利用鹦鹉螺外壳型线自然进化择优的原理，对多翼离心风机的蜗壳型线进行了创新设计，提高风机性能、降低能耗，降低成本。

Description

一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机
技术领域
本发明属离心风机技术领域，特别是涉及一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机。
背景技术
多翼离心风机是当前家电、汽车、环保装置、紧凑低噪使用环境要求的一种送风送压装置。虽然有很多生产企业，但对于高使用要求的低噪声、大流量、高效紧凑风机的设计生产技术，仍掌握在少数国外垄断企业手中。由于风机工作时的气动噪声、结构噪声等因素的影响，在一些使用场合，对风机的性能要求越来越高，因此，有关多翼离心风机的研究也是当前的研究热点问题。
对于多翼离心风机的设计主要设计三个方面，叶轮设计、蜗壳设计、蜗舌设计。这三部分的设计，目前主要停留在经验设计和近似设计阶段，尚无较好的设计指导方法，因此，很多风机的设计主要停留在优化设计方面，在结构上基本上没有大的突破或改进。以蜗壳设计为例，传统理论中的风机蜗壳理想型线是对数螺旋线，通过对数螺旋线方程的级数展开及舍去(一次近似)，得到严格的阿基米德螺旋结构曲线(二次近似)，由于该曲制造加工复杂，实际应用中，又采用的是等(不等)边基法绘制的近似阿基米德螺旋(三次近似)，这对风机内部流场及噪声会造成一定的影响。因此，探索多翼离心风机设计的叶轮设计、蜗壳设计和蜗舌设计，提高风机整机性能，对于高性能风机的设计具有重要的工程使用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机，在保证风机压力、流量、整机效率的前提下，通过仿生蜗壳改进设计，以达到高效、低噪环保的设计目的，解决目前多翼离心风机的设计主要停留在经验设计和近似设计阶段，尚无较好的设计指导方法的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机，包括仿生蜗壳、叶轮、扩压器、仿生蜗舌和两块进口盖板，其中所述仿生蜗壳型线与鹦鹉螺外壳型线相对应，所述仿生蜗壳截面型线为0-360°相位范围内的圆形特征，且各相位处圆的直径大小不同，所述仿生蜗舌截面型线为仿生翠鸟头部轮廓式结构，所述仿生蜗壳末端设有与仿生蜗舌对应的蜗舌支撑部位，所述仿生蜗舌安装在仿生蜗壳的蜗舌支撑部位上，所述两块进口盖板通过螺栓安装在风机的进口处，所述叶轮通过支架安装在仿生蜗壳上，所述扩压器安装在仿生蜗壳上端。
本发明的进一步技术方案是，所述仿生蜗壳截面型线在0-360°范围内圆的直径逐渐增大，且仿生蜗壳截面型线开始处直径最小。
本发明的又进一步技术方案是，所述仿生蜗壳型线为F(θ,ρ)＝69.98e0.1768θ。
本发明的再进一步技术方案是，所述仿生翠鸟头部轮廓式结构包括迎流面、外型面和内型面，所述迎流面为蜗舌前缘，所述蜗舌前缘的轮廓型线为样条曲线结构或圆弧曲线结构，所述外型面和内型面分别通过圆弧与蜗舌前缘的样条曲线或圆弧曲线切接，且外型面设置在后端、内型面设置在前端，所述外型面和内型面中间设有蜗壳卡槽，用于与蜗壳连接。
本发明的再进一步技术方案是，所述仿生蜗舌由合成微孔橡胶制成。
本发明的再进一步技术方案是，所述仿生蜗舌的安装角度为迎流部分正对叶轮出口的尾迹-射流流场的来流方向、呈俯冲状。
本发明的再进一步技术方案是，所述外型面安装在内侧，使气流在经分流后沿外型面进入扩压器风道。
本发明的再进一步技术方案是，所述蜗壳卡槽与蜗舌支撑部位的蜗壳型面轮廓相对应。
本发明的更进一步技术方案是，所述蜗舌支撑部位的制作方法为蜗壳与扩压器轮廓相交,然后通过相交线剪切，留取蜗壳型线部分作为仿生蜗舌的支撑部位。
有益效果
本发明与传统的等边基法或不等边基法的风机设计方法相比较，风机结构简单，利用鹦鹉螺外壳型线自然进化择优的原理，对多翼离心风机的蜗壳型线进行了创新设计，对风机的内部流场的压力、速度分布更加流畅均匀，并大大降低风机的离散噪声和宽频噪声，提高风机性能、降低能耗，降低成本；本发明省略了蜗舌部位传统的设计方式，采用卡槽安装式仿生蜗舌设计，在不改变风机蜗壳结构的前提下，极大的提高了风机蜗舌设计的灵活性，对于风机的试验改进提高了方便性，同时，来流俯冲式翠鸟头部仿生设计的仿生蜗舌，对于提高风机效率、降低风机整机噪声有利。综合整机，可以降低风机的生产成本、有效降低企业风险和运营成本。
附图说明
图1为本发明主视图。
图2为图1中A-A向剖视图。
图3为本发明立体图。
图4为图2中Z处局部放大图。
图5为本发明仿生蜗壳型线图。
图6和图7为本发明仿生蜗壳型线及参数示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，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。
实施例1
如图1至图3所示，一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机，包括仿生蜗壳1、叶轮2、扩压器3、仿生蜗舌4和两块进口盖板5，其中所述仿生蜗壳1型线与鹦鹉螺外壳型线相对应，所述仿生蜗壳1截面型线为0-360°相位范围内的圆形特征，且各相位处圆的直径大小不同，所述仿生蜗舌4截面型线为仿生翠鸟头部轮廓式结构，所述仿生蜗壳1末端设有与仿生蜗舌4对应的蜗舌支撑部位，所述仿生蜗舌4安装在仿生蜗壳1的蜗舌支撑部位上，所述两块进口盖板5通过螺栓安装在风机的进口处，所述叶轮2通过支架安装在仿生蜗壳1上，所述扩压器3安装在仿生蜗壳1上端。
如图5至图7所示，所述仿生蜗壳1截面型线在0-360°范围内圆的直径逐渐增大，且仿生蜗壳1截面型线开始处直径最小，所述仿生蜗壳型线为F(θ,ρ)＝69.98e0.1768θ。
如图4所示，所述仿生翠鸟头部轮廓式结构包括迎流面、外型面4-1和内型面4-3，所述迎流面为蜗舌前缘4-2，所述蜗舌前缘4-2的轮廓型线为样条曲线结构或圆弧曲线结构，所述外型面4-1和内型面4-3分别通过圆弧与蜗舌前缘4-2的样条曲线或圆弧曲线切接，且外型面4-1设置在后端、内型面4-3设置在前端，所述外型面4-1和内型面4-3中间设有蜗壳卡槽4-4，用于与蜗壳连接，所述蜗壳卡槽4-4与蜗舌支撑部位的蜗壳型面轮廓相对应。
所述仿生蜗舌4由合成微孔橡胶制成，所述仿生蜗舌4的安装角度为迎流部分正对叶轮出口的尾迹-射流流场的来流方向、呈俯冲状，所述外型面4-1安装在内侧，使气流在经分流后沿外型面4-1进入扩压器风道。
所述蜗舌支撑部位的制作方法为蜗壳与扩压器轮廓相交,然后通过相交线剪切，留取蜗壳型线部分作为仿生蜗舌的支撑部位。
实际工作时，叶轮2在电机的驱动下旋转，气流通过进口盖板5的进口进入到风机内腔，在持续叶轮2旋转的作用下，气流进入叶轮进口，在叶片流道内加速后从叶轮2出口高速流出，伴随着叶轮出口的尾迹-射流流场，气流在来流方向直接冲向仿生蜗舌4，在仿生蜗舌4的分流作用下，大部分气流在经分流后沿仿生蜗舌4的外型面进入扩压器3和风道，完成风机的送风工作。

Claims (8)

1.一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机，包括仿生蜗壳(1)、叶轮(2)、扩压器(3)、仿生蜗舌(4)和两块进口盖板(5)，其特征在于：所述仿生蜗壳(1)型线与鹦鹉螺外壳型线相对应，所述仿生蜗壳(1)截面型线为0-360°相位范围内的圆形特征，且各相位处圆的直径大小不同，所述仿生蜗舌(4)截面型线为仿生翠鸟头部轮廓式结构，所述仿生蜗壳(1)末端设有与仿生蜗舌(4)对应的蜗舌支撑部位，所述仿生蜗舌(4)安装在仿生蜗壳(1)的蜗舌支撑部位上，所述两块进口盖板(5)通过螺栓安装在风机的进口处，所述叶轮(2)通过支架安装在仿生蜗壳(1)上，所述扩压器(3)安装在仿生蜗壳(1)上端，所述仿生翠鸟头部轮廓式结构包括迎流面、外型面(4-1)和内型面(4-3)，所述迎流面为蜗舌前缘(4-2)，所述蜗舌前缘(4-2)的轮廓型线为样条曲线结构，所述外型面(4-1)和内型面(4-3)分别通过圆弧与蜗舌前缘(4-2)的样条曲线切接，且外型面(4-1)设置在后端、内型面(4-3)设置在前端，所述外型面(4-1)和内型面(4-3)中间设有蜗壳卡槽(4-4)，用于与仿生蜗壳(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机，其特征在于：所述仿生蜗壳(1)截面型线在0-360°范围内圆的直径逐渐增大，且仿生蜗壳(1)截面型线开始处直径最小。
3.根据权利要求1所述的一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机，其特征在于：所述仿生蜗壳型线为F(θ,ρ)＝69.98e0.1768θ，其中θ为极角，ρ是极径，e为自然对数的底。
4.根据权利要求1所述的一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机，其特征在于：所述仿生蜗舌(4)由合成微孔橡胶制成。
5.根据权利要求1所述的一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机，其特征在于：所述仿生蜗舌(4)的安装角度为迎流部分正对叶轮出口的尾迹-射流流场的来流方向、呈俯冲状。
6.根据权利要求1所述的一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机，其特征在于：所述外型面(4-1)安装在内侧，使气流在经分流后沿外型面(4-1)进入扩压器风道。
7.根据权利要求1所述的一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机，其特征在于：所述蜗壳卡槽(4-4)与蜗舌支撑部位的蜗壳型面轮廓相对应。
8.根据权利要求7所述的一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机，其特征在于：所述蜗舌支撑部位的制作方法为仿生蜗壳(1)与扩压器轮廓相交,然后通过相交线剪切，留取仿生蜗壳(1)型线部分作为仿生蜗舌(4)的支撑部位。
CN201610848600.2A 2016-09-23 2016-09-23 一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机 Expired - Fee Related CN106368983B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610848600.2A CN106368983B (zh) 2016-09-23 2016-09-23 一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610848600.2A CN106368983B (zh) 2016-09-23 2016-09-23 一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106368983A CN106368983A (zh) 2017-02-01
CN106368983B true CN106368983B (zh) 2019-03-08

Family

ID=57898096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610848600.2A Expired - Fee Related CN106368983B (zh) 2016-09-23 2016-09-23 一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106368983B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108626144A (zh) * 2017-03-24 2018-10-09 深圳市大雅医疗技术有限公司 小型离心风机及应用该离心风机的呼吸机
CN108304673B (zh) * 2018-02-27 2019-03-29 山东交通学院 一种增压器蜗壳的仿生设计方法
CN110966257A (zh) * 2018-09-29 2020-04-07 宁波方太厨具有限公司 一种蜗壳及其应用有该蜗壳的离心风机
CN110296810A (zh) * 2019-07-25 2019-10-01 重庆科技学院 一种下击暴流尾流段风场模拟装置
CN110932136A (zh) * 2019-10-25 2020-03-27 国网山西省电力公司运城供电公司 智能配变终端

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1282844A (zh) * 1999-07-28 2001-02-07 三星电子株式会社 离心式鼓风机
CN2767724Y (zh) * 2005-02-08 2006-03-29 宁波方太厨具有限公司 一种顶吸式吸油烟机的风机蜗壳结构
CN104454633A (zh) * 2013-09-13 2015-03-25 博西华电器（江苏）有限公司 吸油烟机及其风机系统
CN205014607U (zh) * 2015-09-08 2016-02-03 江苏美佳马达有限公司 一种鹦鹉螺暖风机

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102462451B (zh) * 2010-11-10 2015-04-22 财团法人工业技术研究院 吸尘器及其操作方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1282844A (zh) * 1999-07-28 2001-02-07 三星电子株式会社 离心式鼓风机
CN2767724Y (zh) * 2005-02-08 2006-03-29 宁波方太厨具有限公司 一种顶吸式吸油烟机的风机蜗壳结构
CN104454633A (zh) * 2013-09-13 2015-03-25 博西华电器（江苏）有限公司 吸油烟机及其风机系统
CN205014607U (zh) * 2015-09-08 2016-02-03 江苏美佳马达有限公司 一种鹦鹉螺暖风机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吸油烟机主流品牌免拆洗技术对比分析;麦子;《现代家电》;20080630(第11期);第49页

Also Published As

Publication number Publication date
CN106368983A (zh) 2017-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106368983B (zh) 一种高效低噪声鹦鹉螺仿生风机
CN206419269U (zh) 主动吸气的轴流复合涡轮
CN202266503U (zh) 一种多点位输出离心风机
CN101377209A (zh) 贯流风机
CN105065333B (zh) 一种立柱风扇
CN203189332U (zh) 风叶及风扇
CN203349451U (zh) 空调器的导风装置和空调器
CN103486009A (zh) 近风型无叶风扇
CN103671169A (zh) 一种双内叶轮的风扇
CN202612148U (zh) 一种涡流风扇
CN106015090A (zh) 一种离心风叶、离心风机及空调设备
CN205214538U (zh) 一种吹风机
CN207554310U (zh) 一种无叶防尘稳固风扇
CN203239628U (zh) 无叶风扇中的风机涡轮
CN106286400B (zh) 一种具有高效低噪多翼离心风机的仿生蜗舌
CN202118011U (zh) 无叶风扇
CN201934380U (zh) 一种换气扇的风叶
CN205126108U (zh) 吸尘器电机
CN103671240A (zh) 叶轮和具有该种叶轮的风扇
CN209041189U (zh) 一种无叶风扇
CN201281043Y (zh) 一种贯流风机
CN203671852U (zh) 导流圈、风道结构及空调器室内柜机
CN202789702U (zh) 叶轮和具有该种叶轮的风扇
CN209687800U (zh) 一种蜗壳面板、蜗壳、离心风机及吸油烟机
CN205805962U (zh) 高风压的轴流吹风机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190308

Termination date: 20210923