CN107605766A - 一种设有锯齿尾缘叶片的低噪音离心风机、空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设有锯齿尾缘叶片的低噪音离心风机、空气净化装置，低噪音离心风机包括：叶轮、蜗壳和电机，所述叶轮和所述电机安装于所述蜗壳内，所述电机与所述叶轮相连，用以带动所述叶轮旋转，所述叶轮还包括：多个旋转叶片，在每个所述旋转叶片的尾部设置有尾缘，所述尾缘是锯齿状。采用本发明中的低噪音离心风机，通过设置锯齿尾缘叶片，可降低风机的涡流噪声。此外本发明中的低噪声离心风机可应用于空气净化器、新风系统的通风装置中。

Description

一种设有锯齿尾缘叶片的低噪音离心风机、空气净化装置

技术领域

本发明涉及流体机械领域、空气净化领域，特别涉及一种设有锯齿尾缘叶片的低噪音离心风机，可应用于空气净化器、新风系统的通风装置中。

背景技术

目前，经济社会的快速发展，汽车尾气和工业废气的排放量日益增多，由此导致的雾霾逐渐成为一种严重影响人们健康的因素。为了减小雾霾对人们的影响，空气净化器和新风系统开始如同电视一样成为当代家庭的生活必备。空气净化器和新风系统的基本原理都是将室内或者室外的空气吸入一个具有过滤功能的机器内，并将过滤过的空气排进室内，从而大幅度减少空气中的粉尘尤其是PM2.5的含量。其中，通风机便是实现将气体吸入空气净化器或者新风系统，并排出的关键部件之一。

目前市场上的通风机主要有：离心式通风机和轴流式通风机两种。

其中，离心式通风机是一种通过风机内部叶轮旋转，工作时使得叶轮附近的空气也随之旋转，由此产生离心运动。并且在风机蜗壳的阻挡作用下，可将离心运动转化为风机压力并由此产生一定的空气流量。与轴流式通风机相比，离心式通风机具有结构安装简单，通风量大和风压高等优点，从而被广泛应用于空气净化器和新风系统。但是，离心式通风机却具有一个明显的缺点，即工作噪声大。这种噪声对人们的生活、工作等有着不容忽视的影响，例如它可以降低人们睡眠质量，强烈的噪声甚至使人无法入睡。因此，2015年国家推出了GB/18801-2015《空气净化器》国家标准，以此对空气净化器的噪声进行了严格的限制。

离心风机的主要噪声源包括：气动噪声、电磁噪声以及机械噪声。其中，气动噪声远大于其他噪声，所以对风机的整体噪声起到决定性作用。而气动噪声又以涡旋噪声(又称涡流噪声或紊流噪声)为主。该噪声主要是由风机叶片表面的层流边界层(层流边界层，laminar boundary layer，由于边界面法向上的速度梯度较大，而在某一给定边界附近出现分子黏滞应力较大的附近层次。)涡脱落引起。具体而言是指，当风机的气动阻力较大时，叶片与气流的相对角度过大，由此会导致在叶片尾缘出现较强的漩涡分离。对于现有的普通离心风机而言，由于其缺乏任何流动控制措施，一方面使得叶片尾缘脱落涡(sheddingvortex)的强度较大，进而使得噪声的强度较大。另外一方面脱落涡的频率较为集中,由此形成特定频率的声音(又成为纯音)。当这种频率和人耳的固有频率产生共振时，会引起较强的不适，如烦躁等。

因此，需要有待提供一种低噪音离心风机，利用一定的技术手段降低气动噪声的影响，从而实现降噪。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供能够减小分离涡强度、避免产生纯音的的低噪音离心风机，通过设置锯齿尾缘叶片，可降低风机的涡流噪声。

解决上述技术问题，本发明提供了一种设有锯齿尾缘叶片的低噪音离心风机，包括：叶轮、蜗壳和电机，所述叶轮和所述电机安装于所述蜗壳内，所述电机与所述叶轮相连，用以带动所述叶轮旋转，所述叶轮还包括：多个旋转叶片，在每个所述旋转叶片的尾部设置有尾缘，所述尾缘是锯齿状。

由于叶片上存在尾缘锯齿，减少了集中涡的强度，进而降低了风机的噪声。实际实施时，本发明参考了参照猫头鹰翅膀尾缘的锯齿状结构，在风机旋转叶片的尾缘同样设置类似的锯齿尾缘。

更进一步，所述尾缘的齿根和齿尖角度均为30°。

更进一步，所述旋转叶片的截面为S1223翼型。

更进一步，所述叶轮包括：第一叶轮和第二叶轮，

所述第一叶轮与所述第二叶轮沿轴向方向相对设置，

在所述第一叶轮上安装的旋转叶片与所述第二叶轮上安装的旋转叶片，位置错开安装。实际实施时，在沿叶轮轴线方向，旋转叶轮由两个独立的叶轮组成，且两个叶轮上叶片的安装角度错开一定角度。

更进一步，所述叶轮通过一电机安装孔与所述电机固定连接，所述电机通过所述电机安装孔固定在一电机支架上，所述电机支架通过一机壳安装孔固定在所述蜗壳上。

更进一步，低噪音离心风机还包括：在用以引导气流的所述蜗壳设置的：一用以使得空气进入风机的风机进气口和一用以将空气排出的风机出气口，

所述叶轮在所述电机的带动下旋转，并使得所述蜗壳内中的空气产生离心力。

实际实施时，叶轮在电机的带动下快速旋转，并带动叶轮附近的空气也随之旋转，进而使得空气形成一定的离心力，在蜗壳的存在下，离心力转化为压力，从而使得空气从风机进气口进入风机，并在风机出气口将空气排出。

更进一步，所述叶轮还包括：多个叶片支撑片，

所述叶片支撑片位于所述叶轮的两端，且呈环状结构。

更进一步，低噪音离心风机还包括：一固定在蜗壳上的挡风圈，所述挡风圈为一环状结构，且在其内部开设有逐渐收缩的通气孔。

本发明还提供了一种空气净化装置，包括所述的低噪音离心式通风机。

更进一步，该空气净化装置包括：空气净化器和/或新风系统。

本发明的有益效果：

本发明中的设有锯齿尾缘叶片的低噪音离心风机，由于所述叶轮还包括：多个旋转叶片，在每个所述旋转叶片的尾部设置有尾缘，所述尾缘是锯齿状。所述尾缘锯齿一方面可以抑制旋转叶片尾缘的层流边界层分离，减小分离涡强度，以此实现风机降噪的目的。另一方面，锯齿尾缘还可以把频率较为集中的涡脱落变成离散的涡脱落，由此避免了纯音的产生，从而实现噪声调频的目的。

附图说明

图1是本发明一实施例中的低噪音离心风机中叶轮斜视图；

图2是图1中的叶片结构示意图；

图3是图1中的叶轮轴向示意图；

图4是本发明一实施例中的低噪音离心风机整体装配斜视图示意图；

图5是图4中的蜗壳斜视图；

图6是电机支架示意图；

图7是电机示意图；

图8是挡风圈示意图。

具体实施方式

现在将参考一些示例实施例描述本公开的原理。可以理解，这些实施例仅出于说明并且帮助本领域的技术人员理解和实施例本公开的目的而描述，而非建议对本公开的范围的任何限制。在此描述的本公开的内容可以以下文描述的方式之外的各种方式实施。

如本文中所述，术语“包括”及其各种变体可以被理解为开放式术语，其意味着“包括但不限于”。术语“基于”可以被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”可以被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”可以被理解为“至少一个其它实施例”。

请参考图1-图3，本实施例中的一种设有锯齿尾缘叶片的低噪音离心风机，包括：叶轮4、蜗壳1和电机3，所述叶轮4和所述电机3安装于所述蜗壳1内，所述电机3与所述叶轮4相连，用以带动所述叶轮4旋转，其特征在于，所述叶轮4还包括：多个旋转叶片11，在每个所述旋转叶片11的尾部设置有尾缘14，所述尾缘14是锯齿状。作为本实施例中的优选，所述尾缘14的齿根和齿尖角度均为30°。将叶轮旋转叶片的尾部设置锯齿尾缘14，且锯齿尾缘的齿根和齿尖角度均为30°，为了实现降低风机涡流噪声的目的，在本实施例中锯齿尾缘14参照猫头鹰翅膀尾缘的锯齿状结构，在风机旋转叶片的尾缘同样设置类似的锯齿尾缘14。由于尾缘的锯齿一方面可以抑制旋转叶片尾缘的层流边界层分离，减小分离涡强度，以此实现风机降噪的目的。另一方面，锯齿尾缘还可以把频率较为集中的涡脱落变成离散的涡脱落，由此避免了纯音的产生，实现噪声调频的目的。

在一些实施例中，所述旋转叶片的截面优选为S1223翼型。所述旋转叶片还可以是其它符合要求的截面。

在一些实施例中，所述叶轮4包括：第一叶轮41和第二叶轮42，所述第一叶轮41与所述第二叶轮42沿轴向方向相对设置，在所述第一叶轮41上安装的旋转叶片与所述第二叶轮42上安装的旋转叶片，位置错开安装。如图1所示，沿叶轮4的轴线方向，叶轮4由两个独立的小叶轮组成，且两个叶轮4上叶片11的安装角度错开一定角度；叶片11的结构如图7所示，在其尾部位置(也可以是远离旋转中心)设置有尾缘锯齿14，其齿根和齿尖均为30°；挡风圈5的结构示意图如图8所示，为一环状结构，在其内部为逐渐收缩的通气孔。

在一些实施例中，如图1所示，所述叶轮4还包括：多个叶片支撑片12，所述叶片支撑片12位于所述叶轮的两端，且呈环状结构。具体地，叶轮4的结构如图2和图3所示，由多个叶片11和4个叶片支撑片12组成，而叶片采用气动轮廓较好的S1223翼型。其中，位于叶轮两端的叶轮支撑片12为环状结构，而位于中间的叶片支撑片12为圆形铁片或者其它金属片结构，在其中心位置设置有电机安装孔13(如图3所示)。

请参考图3、4以及6所示，作为本实施例中的优选，所述叶轮通过一电机安装孔13与所述电机3固定连接，所述电机3通过所述电机安装孔13固定在一电机支架2上，所述电机支架2通过一机壳安装孔9固定在所述蜗壳1上。具体地，叶轮4通过电机安装孔13与电机3相固连，而电机3又通过电机安装孔13并利用螺钉固定在电机支架2上。电机支架2通过机壳安装孔9并利用螺钉固定在风机蜗壳1上。挡风圈利用螺钉固定在风机蜗壳1上，其主要功用是为气流提供一个逐渐收缩的通道，减少复杂空气漩涡的产生，进而起到降噪的目的。

请参考图2和图5，作为本实施例中的优选，低噪音离心风机还包括：在用以引导气流的所述蜗壳1设置的：一用以使得空气进入风机的风机进气口6和一用以将空气排出的风机出气口7，所述叶轮在所述电机3的带动下旋转，并使得所述蜗壳内中的空气产生离心力。叶轮4在电机3的带动下快速旋转，并带动叶轮附近的空气也随之旋转，进而使得空气形成一定的离心力，在蜗壳的存在下，离心力转化为压力，从而使得空气从风机进气口7进入风机，并在风机出气口6将空气排出。

请参考图8，作为本实施例中的优选，低噪音离心风机还包括：一固定在蜗壳上的挡风圈5，所述挡风圈5为一环状结构，且在其内部开设有逐渐收缩的通气孔。挡风圈5为一环状结构，在其内部为逐渐收缩的通气孔。所述挡风圈5利用螺钉固定在蜗壳1上，其主要功用是为气流提供一个逐渐收缩的通道，减少复杂空气漩涡的产生，进而起到降噪的目的。

请参考图4和图7所示，低噪音离心风机主要由蜗壳1、电机支架2、电机3、叶轮4、挡风圈5组成。其中，蜗壳1的主要功用为引导气流，在其上设置有风机进气口6和风机出气口7，电机支架2放入上面设置有电机安装槽口8和机壳安装孔9，电机3的结构如图4所示，在其上有电机轴10。

此外，在本申请的另一实施例中，还提供了一种空气净化装置，包括上述的低噪音离心式通风机，作为本实施例中的优选，低噪音离心式通风机了包括：叶轮、蜗壳和电机，所述叶轮和所述电机安装于所述蜗壳内，所述电机与所述叶轮相连，用以带动所述叶轮旋转，所述叶轮还包括：多个旋转叶片，在每个所述旋转叶片的尾部设置有尾缘，所述尾缘是锯齿状。

在一些实施例中，空气净化装置中所采用的低噪音离心式通风机的尾缘的齿根和齿尖角度均为30°。

在一些实施例中，空气净化装置中所采用的低噪音离心式通风机的旋转叶片的截面为S1223翼型。

在一些实施例中，空气净化装置中所采用的低噪音离心式通风机的叶轮包括：第一叶轮和第二叶轮，

所述第一叶轮与所述第二叶轮沿轴向方向相对设置，

在所述第一叶轮上安装的旋转叶片与所述第二叶轮上安装的旋转叶片，位置错开安装。

在一些实施例中，空气净化装置中所采用的低噪音离心式通风机的叶轮通过一电机安装孔与所述电机固定连接，所述电机通过所述电机安装孔固定在一电机支架上，所述电机支架通过一机壳安装孔固定在所述蜗壳上。

在一些实施例中，空气净化装置中所采用的低噪音离心式通风机还包括：在用以引导气流的所述蜗壳设置的：一用以使得空气进入风机的风机进气口和一用以将空气排出的风机出气口，

所述叶轮在所述电机的带动下旋转，并使得所述蜗壳内中的空气产生离心力。

在一些实施例中，空气净化装置中所采用的低噪音离心式通风机的叶轮还包括：多个叶片支撑片，

所述叶片支撑片位于所述叶轮的两端，且呈环状结构。

在一些实施例中，空气净化装置中所采用的低噪音离心式通风机还包括：一固定在蜗壳上的挡风圈，所述挡风圈为一环状结构，且在其内部开设有逐渐收缩的通气孔。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

总体而言，本公开的各种实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任意组合实施。一些方面可以以硬件实施，而其它一些方面可以以固件或软件实施，该固件或软件可以由控制器、微处理器或其它计算设备执行。虽然本公开的各种方面被示出和描述为框图、流程图或使用其它一些绘图表示，但是可以理解本文描述的框、设备、系统、技术或方法可以以非限制性的方式以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其它计算设备或其一些组合实施。

此外，虽然操作以特定顺序描述，但是这不应被理解为要求这类操作以所示的顺序执行或是以顺序序列执行，或是要求所有所示的操作被执行以实现期望结果。在一些情形下，多任务或并行处理可以是有利的。类似地，虽然若干具体实现方式的细节在上面的讨论中被包含，但是这些不应被解释为对本公开的范围的任何限制，而是特征的描述仅是针对具体实施例。在分离的一些实施例中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合地执行。相反对，在单个实施例中描述的各种特征也可以在多个实施例中分离地实施或是以任何合适的子组合的方式实施。

Claims (10)

1.一种设有锯齿尾缘叶片的低噪音离心风机，包括：叶轮、蜗壳和电机，所述叶轮和所述电机安装于所述蜗壳内，所述电机与所述叶轮相连，用以带动所述叶轮旋转，其特征在于，所述叶轮还包括：多个旋转叶片，在每个所述旋转叶片的尾部设置有尾缘，所述尾缘是锯齿状。

2.根据权利要求1所述的低噪音离心风机，其特征在于，所述尾缘的齿根和齿尖角度均为30°。

3.根据权利要求1所述的低噪音离心风机，其特征在于，所述旋转叶片的截面为S1223翼型。

4.根据权利要求2或3所述的低噪音离心风机，其特征在于，所述叶轮包括：第一叶轮和第二叶轮，

所述第一叶轮与所述第二叶轮沿轴向方向相对设置，

在所述第一叶轮上安装的旋转叶片与所述第二叶轮上安装的旋转叶片，位置错开安装。

5.根据权利要求1所述的低噪音离心风机，其特征在于，所述叶轮通过一电机安装孔与所述电机固定连接，所述电机通过所述电机安装孔固定在一电机支架上，所述电机支架通过一机壳安装孔固定在所述蜗壳上。

6.根据权利要求1所述的低噪音离心风机，其特征在于，还包括：在用以引导气流的所述蜗壳设置的：一用以使得空气进入风机的风机进气口和一用以将空气排出的风机出气口，

所述叶轮在所述电机的带动下旋转，并使得所述蜗壳内中的空气产生离心力。

7.根据权利要求1所述的低噪音离心风机，其特征在于，所述叶轮还包括：多个叶片支撑片，

所述叶片支撑片位于所述叶轮的两端，且呈环状结构。

8.根据权利要求1所述的低噪音离心风机，其特征在于，还包括：一固定在蜗壳上的挡风圈，所述挡风圈为一环状结构，且在其内部开设有逐渐收缩的通气孔。

9.一种空气净化装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的低噪音离心式通风机。

10.根据权利要求9所述的空气净化装置，其特征在于，该空气净化装置包括：空气净化器和/或新风系统。