CN106907351A - 蜗壳、风机及空调器 - Google Patents

蜗壳、风机及空调器 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种蜗壳、风机及空调器，其中，所述蜗壳具有出风口、入风口以及连通于所述出风口和入风口的风道，其特征在于，所述蜗壳上设置有蜗舌，所述蜗舌与气流接触的面上设有一凹槽，所述凹槽内设有与所述凹槽耦合以形成降噪部的吸声结构。本发明技术方案通过采用吸声结构与所述凹槽耦合以形成用于消声降噪的降噪部，所述蜗壳内的气流流经蜗舌时，降噪部可减缓气流对蜗舌的冲击及蜗舌表面的气流分离，使气流的流动更加均匀，同时压力脉动的程度降低，进而减小所述蜗壳内的噪声。

Description

蜗壳、风机及空调器
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种蜗壳、风机及空调器。
背景技术
现有的空调器应用越来越广泛，需求也越来越大。现有空调器中的风机由叶轮旋转工作，空气在叶轮的引导下在蜗壳中流动，在蜗壳中设置蜗舌以防止气流在蜗壳中形成循环流动，风机在正常运转条件下会产生噪声，这些噪声主要由旋转噪声和涡流噪声组成，叶片与蜗舌的耦合对旋转噪声有影响，而气流流经蜗舌时，蜗舌表面的附面层发展到一定程度会在蜗舌的尾缘发生涡流脱落，增大了气流出口处的噪声；另外，蜗舌附近还会有压力脉动，这也将导致噪声的产生。因此，现有技术中空调器的风机存在噪声较大的问题。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种蜗壳，旨在通过降低蜗舌与气流产生的噪声，以降低蜗壳内产生的噪声。
为了实现上述目的，本发明提出一种蜗壳，所述蜗壳具有出风口、入风口以及连通于所述出风口和入风口的风道，其特征在于，所述蜗壳上设置有蜗舌，所述蜗舌与气流接触的面上设有一凹槽，所述凹槽内设有与所述凹槽耦合以形成降噪部的吸声结构。
进一步地，所述吸声结构包括由所述凹槽的开口位置往所述凹槽底部依次设置的第一吸声层和第二吸声层，所述第一吸声层和所述第二吸声层间隔设置，所述第一吸声层和所述第二吸声层与所述凹槽围合成第一空腔，所述第二吸声层与所述凹槽围合成第二空腔，所述第一空腔与所述风道连通，所述第二空腔与所述第一空腔连通。
进一步地，所述第一吸声层和所述第二吸声层上均分布有若干个通孔，所述第一空腔和所述第二空腔、所述风道和所述第一空腔分别通过所述通孔连通。
进一步地，所述第一吸声层上的通孔为微缝，所述微缝沿着所述蜗壳的纵向设置。
进一步地，所述第二吸声层上的通孔为圆孔，所述圆孔呈方形或三角形阵列。
进一步地，所述第一吸声层或所述第二吸声层朝向所述凹槽开口的面呈曲面设置。
进一步地，所述第一空腔小于所述第二空腔。
进一步地，所述凹槽设置于所述蜗舌朝向所述出风口的位置上，所述凹槽的开口朝向所述出风口。
为了实现上述目的，本发明还提出一种风机，其特征在于，所述风机包括蜗壳以及设置在所述蜗壳内的叶轮，其中，所述蜗壳具有出风口、入风口以及连通于所述出风口和入风口的风道，所述蜗壳上设置有蜗舌，所述蜗舌与气流接触的面上设有一凹槽，所述凹槽内设有与所述凹槽耦合以形成降噪部的吸声结构。
为了实现上述目的，本发明还提出一种空调器，其特征在于，所述空调器包括风机，其中，所述风机包括蜗壳以及设置在所述蜗壳内的叶轮，其中，所述蜗壳具有出风口、入风口以及连通于所述出风口和入风口的风道，所述蜗壳上设置有蜗舌，所述蜗舌与气流接触的面上设有一凹槽，所述凹槽内设有与所述凹槽耦合以形成降噪部的吸声结构。
本发明技术方案通过采用吸声结构与所述凹槽耦合以形成用于消声降噪的降噪部，所述蜗壳内的气流流经蜗舌时，降噪部可减缓气流对蜗舌的冲击及蜗舌表面的气流分离，使气流的流动更加均匀，同时压力脉动的程度降低，进而减小所述蜗壳内的噪声。
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为本发明蜗舌的结构示意图；
图2为本发明蜗舌中第二吸声层安装在凹槽的结构示意图；
图3为图1中蜗舌的侧面结构示意图；
图4为图1中A处的局部放大图；
图5为本发明蜗舌中的第一吸声层的结构示意图；
图6为本发明蜗舌中的第二吸声层的结构示意图；
图7为本发明提出的风机的其中一实施例的内部结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
1 蜗舌 11 降噪部
111 凹槽 112 吸声结构
1121 第一吸声层 1122 第二吸声层
1121a 微缝 1122a 圆孔
1123 第一空腔 1124 第二空腔
2 蜗壳 21 出风口
22 风道 3 叶轮
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。
本发明提出一种蜗壳，该蜗壳2用于离心式空调器上，该蜗壳2用以改善空调器的噪声。在本发明实施例中，参见图1至图4和图7，图1为本发明蜗舌的结构示意图；图2为本发明蜗舌中第二吸声层安装在凹槽的结构示意图；图3为图1中蜗舌的侧面结构示意图；图4为图1中A处的局部放大图；图7为本发明其中一种风机的实施例的内部结构示意图。
本发明提出一种蜗壳，所述蜗壳2具有出风口21、入风口(图中未标注)以及连通于所述出风口21和入风口的风道22，所述蜗壳2上设置有蜗舌1，所述蜗舌1与气流接触的面上设有一凹槽111，所述凹槽111内设有与所述凹槽111耦合以形成降噪部11的吸声结构112。
本发明实施例中，所述蜗舌1采用仿长耳鸮的羽翼组织降噪特征元素的原理设置吸声结构112，根据长耳鸮体表耦合结构的原理将所述吸声结构112与所述凹槽111耦合以形成降噪部11。其中，长耳鸮的羽翼组织为覆羽、绒毛及真皮层，长耳鸮体表耦合结构为覆羽、绒毛的间隙和真皮层的小孔之间的耦合。
可以理解的是，本实施例中的吸声结构112可以为根据长耳鸮覆羽、绒毛及真皮层的结构设置的多层吸声层，进而将吸声层设置于凹槽111内与所述凹槽111耦合形成降噪部11；还可以为根据长耳鸮覆羽、绒毛及真皮层的结构仿生生成的吸声薄膜，根据所述长耳鸮羽翼的分布机理将所述吸声薄膜贴敷于所述蜗舌1与气流接触的面上(更优地，贴敷于所述蜗舌1与气流接触最大的面上)，以实现仿生吸声薄膜吸声降噪作用，其中，在所述蜗舌1表面贴敷吸声薄膜时，气流流经所述蜗舌1表面时，速度分布比较均匀，速度变化较平缓，由于蜗舌1表面气流速度分布均匀，对出口气流干扰减少，进而使得离心风机出风口21处由于蜗舌1表面边界脉动压力产生的气流噪声降低。另外，贴敷吸声薄膜的蜗舌1外流场压力区段间过度较为平缓，压力突变较小，从而可以使紊流附面层压力脉动幅度降低，减少声能产生。
本发明技术方案通过采用吸声结构112与所述凹槽111耦合以形成用于消声降噪的降噪部11，所述蜗壳2内的气流流经蜗舌1时，降噪部11可减缓气流对蜗舌1的冲击及蜗舌1表面的气流分离，使气流的流动更加均匀，同时压力脉动的程度降低，进而减小所述蜗壳2内的噪声。
具体地，长耳鸮体表耦合结构吸声机理在于：声波产生振动引起覆羽、绒毛及真皮层的小孔或间隙内的空气运动而造成空气和孔壁的摩擦，靠近孔壁和纤维表面的空气受到孔壁的影响不易流动，因摩擦和黏滞力的作用，使相当一部分声能转化为热能，从而使声波衰减，反射声减弱，起到吸声作用；小孔中的空气在一定频率的声波的作用下发生共振，从而吸收能量起笑声降噪的效用；小孔中的空气和孔壁与纤维之间的热交换引起的热损失使声能衰减；长耳鸮飞行时，体表与空气摩擦产生的高频声波可使真皮层内部微孔间空气质点的振动速度加快，空气与真皮层内小孔孔壁的热交换加快，使皮肤组织具备吸声能力；长耳鸮覆羽和绒毛在气流或声波作用下弯曲变形并产生微振，将气流动能或声能转化为羽毛的变形能，从而降低了产生噪声的能量，达到整流降噪的目的。
本发明中，根据长耳鸮的羽翼组织降噪特征元素及长耳鸮体表耦合结构的原理设置蜗舌1结构，进一步地，继续参照图4至图6，所述吸声结构112包括由所述凹槽111的开口位置往所述凹槽111底部依次设置的第一吸声层1121和第二吸声层1122，所述第一吸声层1121和所述第二吸声层1122间隔设置，所述第一吸声层1121和所述第二吸声层1122与所述凹槽111围合成第一空腔1123，所述第二吸声层1122与所述凹槽111围合成第二空腔1124，所述第一空腔1123与所述风道22连通，所述第二空腔1124与所述第一空腔1123连通。所述蜗壳2中的气流流经所述蜗舌1时，气流经过第一吸声层1121后吸收部分噪音，气流进入所述第一空腔1123后与所述第二吸声层1122发生作用，通过所述第二吸声层1122消声降噪后进入所述第二空腔1124，气流经所述第二空腔1124缓冲后依次经过所述第二吸声层1122和第二吸声层1122排出。所述蜗壳2内的气流经过所述吸声结构112与所述凹槽111耦合形成的降噪部11后，噪声更小。
进一步地，所述第一吸声层1121和所述第二吸声层1122上均分布有若干个通孔，所述第一空腔1123和所述第二空腔1124、所述风道22和所述第一空腔1123分别通过所述通孔连通。其中，所述第一吸声层1121上的通孔为微缝1121a，所述微缝1121a沿着所述蜗壳2的纵向设置；所述第二吸声层1122上的通孔为圆孔1122a，所述圆孔1122a呈方形或三角形阵列，该圆孔1122a为微型圆孔。所述第一吸声层1121或所述第二吸声层1122朝向所述凹槽111开口的面呈曲面设置，更利于气流的导向和气流的过度。
所述第一吸声层1121和所述第二吸声层1122与所述凹槽111的耦合消声原理及效果：所述第一吸声层1121上设置多个微缝1121a以连通所述第一空腔1123与所述蜗舌1外部，所述微缝1121a可以减缓叶轮3排出的气流与蜗舌1的相互作用，气流流过微缝1121a时，气流和微缝1121a之间有摩擦和阻尼，在摩擦和阻尼的作用下将气体的声能转化为热能，以减少部分噪声；气流由微缝1121a进入所述第一空腔1123，气流作用于所述第二吸声层1122上，所述第二吸声层1122上的圆孔1122a中的空气在一定频率的声波下发生共振，气体的能量被吸收，进而消声降噪；所述气流由所述圆孔1122a进入所述第二空腔1124内，气流经所述第二空腔1124缓冲后排出所述蜗舌1外部，从而减缓气流对蜗舌1的冲击及蜗舌1表面的气流分离，使气流的流动更加均匀，同时压力脉动的程度降低，于是旋转噪声随之减小，因此蜗舌1上仿生形态设置的吸声结构112及与所述凹槽111的耦合，使得蜗壳2内的降噪效果更佳。
更进一步地，所述蜗舌1上设置凹槽111以及与所述凹槽111耦合的吸声结构112应用的仿生降噪机理为：减小了气流对蜗舌1的冲击，使蜗舌1表面紊流附面层压力脉动减弱并延续蜗舌1后部涡流分离脱落，使从风机叶轮3流出的脉动气流在流经仿生蜗舌1表面时，流速分布较为均匀，速度突变较少，气流稳定性的增强有利于降低气流噪声的产生。
所述吸声结构112的尺寸及及所述凹槽111的尺寸能够影响所述蜗舌1的降噪效果，为了获取更好的降噪效果，本发明根据相似原理，设计所述蜗舌1上的吸声结构112的几何尺寸以及所述凹槽111的尺寸，所述吸声结构112的几何尺寸主要包括所述第一吸声层1121的厚度、微缝1121a的宽度以及微缝1121a与微缝1121a之间的中心间距，第二吸声层1122的厚度、圆孔1122a的孔径以及圆孔1122a与圆孔1122a之间的中心间距，还有所述凹槽111由远离所述蜗壳2的位置开设至与所述蜗壳2连接处的深度。经数据比对及综合考虑加工条件的影响因素，所述吸声结构112及所述凹槽111的尺寸如下表1所示：
表1仿生的吸声结构112及凹槽111的大小尺寸
需要注意的是，上述所提供的吸声结构112及凹槽111的大小尺寸为本发明中的一种能够实现较好降噪效果的实施例，并不是本发明提出的唯一实施例。
为了提高所述第一吸声层1121和第二吸声层1122与所述凹槽111的耦合吸声效果，设置所述第一空腔1123为所述第二空腔1124的0.4-0.6倍，也即第一空腔1123的体积小于所述第二空腔1124的体积，气流进入所述第二空腔1124时，具有更大的空间缓冲。
更具体地，将所述凹槽111设置于所述蜗舌2朝向所述出风口21的位置上，所述凹槽111的开口朝向所述出风口21，该位置为所述蜗舌1与气流接触面的最大的面，更有利于降噪部11吸声降噪。
进一步地，所述第一吸声层1121或所述第二吸声层1122采用塑性材料制造，所述第一吸声层1121和所述第二吸声层1122在气流或声波的作用下可发生弯曲变形并产生微阵，进而有利于将气流的动能或声能转化为羽毛的变性能，从而降低了产生噪声的能量，达到降噪的目的。
进一步地，本发明中的蜗舌1的外形可以根据蜗壳2的结构及安装位置不同而设置成不同的形状。比如，本发明实施例中，所述蜗舌1仿长耳鸮羽翼外形结构，将所述蜗舌1设置成头部厚，尾部细小形，具体地，所述蜗舌1的厚度由设置有所述凹槽111的位置往远离所述凹槽111的位置依次减小。
继续参照图7，图7为本发明提出的风机的其中一种实施例的结构示意图，可以理解的是，根据蜗壳2结构的不同，所述蜗舌1的外形以及所述蜗舌1设置于所述蜗壳2的位置不同。本发明提出的一种风机，该风机包括叶轮3和蜗壳2，所述叶轮3设置在所述蜗壳2内，该蜗壳2的具体结构参照上述实施例，由于本风机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述蜗壳2具有出风口21、入风口以及连通于所述出风口21和入风口的风道22，所述蜗壳2上设置有蜗舌1，所述蜗舌1与气流接触的面上设有一凹槽111，所述凹槽111内设有与所述凹槽111耦合以形成降噪部11的吸声结构112。
本发明还提出一种空调器，该空调器包括风机，该风机的具体结构参照上述风机的实施例，由于本空调器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述风机包括叶轮3和蜗壳2，所述叶轮3设置在所述蜗壳2内，所述蜗壳2具有出风口21、入风口以及连通于所述出风口21和入风口的风道22，所述蜗壳2上设置有蜗舌1，所述蜗舌1与气流接触的面上设有一凹槽111，所述凹槽111内设有与所述凹槽111耦合以形成降噪部11的吸声结构112。
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 (10)

1.一种蜗壳，所述蜗壳具有出风口、入风口以及连通于所述出风口和入风口的风道，其特征在于，所述蜗壳上设置有蜗舌，所述蜗舌与气流接触的面上设有一凹槽，所述凹槽内设有与所述凹槽耦合以形成降噪部的吸声结构。
2.如权利要求1所述的蜗壳，其特征在于，所述吸声结构包括由所述凹槽的开口位置往所述凹槽底部依次设置的第一吸声层和第二吸声层，所述第一吸声层和所述第二吸声层间隔设置，所述第一吸声层和所述第二吸声层与所述凹槽围合成第一空腔，所述第二吸声层与所述凹槽围合成第二空腔，所述第一空腔与所述风道连通，所述第二空腔与所述第一空腔连通。
3.如权利要求2所述的蜗壳，其特征在于，所述第一吸声层和所述第二吸声层上均分布有若干个通孔，所述第一空腔和所述第二空腔、所述风道和所述第一空腔分别通过所述通孔连通。
4.如权利要求3所述的蜗壳，其特征在于，所述第一吸声层上的通孔为微缝，所述微缝沿着所述蜗壳的纵向设置。
5.如权利要求3所述的蜗壳，其特征在于，所述第二吸声层上的通孔为圆孔，所述圆孔呈方形或三角形阵列。
6.如权利要求3所述的蜗壳，其特征在于，所述第一吸声层或所述第二吸声层朝向所述凹槽开口的面呈曲面设置。
7.如权利要求2-6任意一项所述的蜗壳，其特征在于，所述第一空腔小于所述第二空腔。
8.如权利要求1所述的蜗壳，其特征在于，所述凹槽设置于所述蜗舌朝向所述出风口的位置上，所述凹槽的开口朝向所述出风口。
9.一种风机，其特征在于，所述风机包括如权利要求1-8所述的蜗壳以及设置在所述蜗壳内的叶轮。
10.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括如权利要求9所述的风机。
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