CN107956746A - 一种用于离心风机的降噪集流器、离心风机和空调系统 - Google Patents

一种用于离心风机的降噪集流器、离心风机和空调系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于离心风机的降噪集流器、离心风机和空调系统，所述降噪集流器包括：装配段(1)，与所述离心风机的蜗壳结构相配合，用于固定集流器；导流段(2)，与装配段相接，气流从集流器外部沿导流段被导流，且所述导流段(2)包括迎风面和背风面；凹槽结构(3)，开设于所述导流段(2)的所述背风面上、且所述凹槽结构(3)为盲槽。通过本发明能够使得回旋气流流经凹槽后，流动方向放生改变，脱离原有的轨迹，从而避免生成大的漩涡，离散漩涡强度，同时气流与凹槽内壁产生撞击和摩擦，降低涡流速度，消耗能量，从而有效降低离心风叶叶顶与集流器空间区域的涡流噪音，降噪效果得到有效提升，且结构简单、加工成本低。

Description

一种用于离心风机的降噪集流器、离心风机和空调系统
技术领域
本发明属于风机技术领域，具体涉及一种用于离心风机的降噪集流器、离心风机和空调系统。
背景技术
常规离心柜机空调风道结构中，为保证集流器良好的集流效果及防止运行过程中离心风叶与集流器发生碰撞，离心风叶叶顶与集流器之间常留有较大的空间间隙。空调运行时，多翼离心风叶在叶顶处常常发生气流卷吸，形成漩涡，产生较大的涡流噪音。
为降低该涡流噪音，专利CN105570201根据亥姆霍兹共振原理，利用空腔结构进行吸声降噪，该空腔结构复杂，制造工艺成本高，且占用空间较大，增加了产品体积。专利CN101592166A中，集流器采用下凹弧线结构，消除了风叶与集流器之间的空间区域，从而避免气流回旋，产生噪音。由于存在下凹面，气流从外部经集流器进入到风叶时，容易在集流器下凹面处汇聚，形成漩涡，一方面产生涡流噪音，另一方面降低进风效率。专利CN106321520A针对轴流风机导流圈，同样采用开通孔加空腔结构，调节导流圈周向方向静压的不平衡度，降低气流在导流圈周向方向上的湍动，同时利用亥姆霍兹共振腔进行消音降噪，其结构复杂，加工成本较高。
由于现有技术中的应用于离心风机的集流器结构存在消音降噪程度有限、且结构复杂、加工成本高等技术问题，因此本发明研究设计出一种用于离心风机的降噪集流器、离心风机和空调系统。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的应用于离心风机的集流器结构存在消音降噪效果不好的缺陷，从而提供一种用于离心风机的降噪集流器、离心风机和空调系统。
本发明提供一种用于离心风机的降噪集流器，其包括：
装配段，与所述离心风机的蜗壳结构相配合，用于固定集流器；
导流段，与装配段相接，气流从集流器外部沿导流段逐渐收缩集流，且所述导流段包括迎风面和背风面；
凹槽结构，开设于所述导流段的所述背风面上、且所述凹槽结构为盲槽。
优选地，
所述凹槽结构的形状为多面体结构。
优选地，
所述凹槽结构为部分球体结构、圆柱体结构、圆锥体结构、或长方体结构。
优选地，
所述凹槽结构为多个，多个所述凹槽结构在所述导流段的所述背风面上均匀排布或疏密间隔排布。
优选地，
所述集流器为具有中心轴线的回转体结构，多个所述凹槽结构围绕所述中心轴线沿周向均匀分布。
优选地，
所述凹槽结构在所述导流段的所述背风面上所占的总表面积不低于所述背风面总表面积的25％。
优选地，
所述凹槽结构为部分球体结构，且所述凹槽结构的直径取值范围在3～5mm。
优选地，
所述凹槽结构为部分球体结构，且所述凹槽结构的体积占该球体结构的总体积的1/3～2/3。
本发明还提供一种离心风机，其包括前述的降噪集流器，还包括所述蜗壳结构。
本发明还提供一种空调系统，其包括前述的离心风机。
本发明提供的一种用于离心风机的降噪集流器、离心风机和空调系统具有如下有益效果：
本发明的用于离心风机的降噪集流器、离心风机和空调系统，通过在集流器的导流段的背风面上设置的凹槽结构、且凹槽结构为盲槽，能够使得回旋气流流经凹槽后，流动方向放生改变，脱离原有的轨迹，从而避免生成大的漩涡，离散漩涡强度，同时气流与凹槽内壁产生撞击和摩擦，降低涡流速度，消耗能量，从而有效降低离心风叶叶顶与集流器空间区域的涡流噪音，降噪效果得到有效提升，且本发明的用于离心风机的降噪集流器结构简单、加工成本低、制作方便。
附图说明
图1是本发明的降噪集流器的立体结构示意图；
图2是图1中的降噪集流器的A方向的结构示意图；
图3是图2中的降噪集流器的B-B方向的半剖视图；
图4是图2中的C部分的放大结构示意图；
图5是图3中的D部分的放大结构示意图；
图6是本发明的降噪集流器与蜗壳结构配合的风机的主视图；
图7是图6的G-G方向的剖视图；
图8是图7的H部分的放大结构示意图。
图中附图标记表示为：
1、装配段；2、导流段；21、迎风面；22、背风面；3、凹槽结构；4、集流器；5、蜗壳结构；6、离心风叶。
具体实施方式
如图1-5所示，本发明提供一种用于离心风机的降噪集流器，其包括：
装配段1，与所述离心风机的蜗壳结构相配合，用于固定集流器；
导流段2，与装配段相接，气流从集流器外部沿导流段逐渐收缩集流，且所述导流段2包括迎风面21和背风面22；
凹槽结构3，开设于所述导流段2的所述背风面22上、且所述凹槽结构3为盲槽。
通过在集流器的导流段的背风面上设置的凹槽结构、且凹槽结构为盲槽，能够使得回旋气流流经凹槽后，流动方向放生改变，脱离原有的轨迹，从而避免生成大的漩涡，离散漩涡强度，同时气流与凹槽内壁产生撞击和摩擦，降低涡流速度，消耗能量，从而有效降低离心风叶叶顶与集流器空间区域的涡流噪音，降噪效果得到有效提升，且本发明的用于离心风机的降噪集流器结构简单、加工成本低、制作方便。而且，凹槽结构设置为盲槽、相对于通槽或通孔的结构形式而言，能够防止气流回流到入口段而造成气流混合而带来损失，有效地降低了气流混合带来的噪音；如果将凹槽结构设置为通孔或通槽的话，气流流经该凹槽结构会贯通流出，无法使得流动方向发生改变而离散漩涡、无法降低噪音，且无法使得气流与凹槽内壁产生撞击和摩擦而降低涡流速度、无法降低涡流噪音。
本发明涉及一种集流器结构及含有该结构的风机结构、空调器及其他生活电器和通风设备。基于相同的空调风机系统，分别采用本发明的集流器与现有技术中的集流器进行噪音实验对比，其送风模式、超强风档下实验数据如下：
集流器 测试模式 风档 转速rpm 总值dB(A) 峰值dB(A) 峰频Hz
现有方案 送风 超强 560 54.4 39.6 330
本发明 送风 超强 560 52.8 37.3 334
可见采用本发明集流器结构，其噪音整体基本可降低1～2dB。
如图1所示，该集流器结构主要包括：1.装配段，与蜗壳结构相配合，用于固定集流器；2.导流段，与装配段相接，气流从外部沿导流段逐渐收缩集流；3.凹槽结构，开置于导流段内表面(背风面)，用于改变回旋气流的流动方向，避免生成大的漩涡，同时回旋气流撞击凹槽结构，并发生摩擦，消耗回旋气流的能量。
现有离心风叶柜机，为保证集流器良好的导流效果，以及确保风叶转动时不与集流器内表面发生摩擦或碰撞，风叶叶顶与集流器内表面之间常留有较大的空间区域。
现有的集流器装配段内表面为光滑的平面结构，导流段内表面则为光滑的曲面结构，装配段与导流段内表面相切光滑过渡。
基于现有离心柜机风叶叶顶与集流器内表面留有较大空间区域、现有集流器内表面为光滑过渡结构，离心风叶运行时很容易发生气流回旋的现象，即风叶顶附近部分气流从风叶流出后，并未进入蜗壳风道，而是绕过叶顶沿着光滑的集流器内表面流动，再次流入风叶内，从而形成叶顶处气流漩涡，进而产生较大的涡流噪音。
为降低该处涡流噪音，本发明集流器在导流段内表面开置凹槽结构，如图1-5所示。采用本发明集流器，当空调运行时，回旋气流流经凹槽结构后，其流动方向发生变化，脱离原有的轨迹，即不再沿着光滑的集流器内表面进行流动，从而破坏了大漩涡生成的路径，将大漩涡气流进行离散后，由其引发的涡流噪音得到改善，大大降低。
另一方面，采用本发明集流器，回旋气流流经凹槽时，气体与凹槽内壁面发生碰撞和摩擦，其流动速度显著下降，大大消耗了回旋气流的能量，从而降低涡流噪音。
优选地，
所述凹槽结构3的形状为多面体结构。这是本发明的降噪集流器的凹槽结构的优选结构形式，通过多面体结构能够使得气流流经其中时能够产生多个方向的分向流动，进而从多个方向改变气流的回旋流动方向、而避免形成漩涡，同时还能从多个方向对气流产生撞击、形成摩擦、消耗能量，进而降低涡流噪音。
优选地，
所述凹槽结构3为部分球体结构、圆柱体结构、圆锥体结构、或长方体结构。这是本发明的降噪集流器的凹槽结构的优选结构形式。凹槽形状可为部分球体、圆柱体、圆锥体、长方体及其他规则的多面体结构，优选部分球体凹槽。
优选地，
所述凹槽结构3为多个，多个所述凹槽结构3在所述导流段2的所述背风面上均匀排布或疏密间隔排布。凹槽结构在导流段内表面(即背风面)布置可疏密间隔排布也可均匀排布，优选地选择周向对称均匀布置于集流器导流段内表面。
优选地，
所述集流器为具有中心轴线的回转体结构，多个所述凹槽结构3围绕所述中心轴线在周向上均匀分布。这是本发明的凹槽结构的优选布置形式，这样能够使得气流在集流器的周向方向均能够被阻挡、避免形成涡流，在四周方向均能够发生碰撞，进而最终在各个方向都能对气流进行降噪消音。
优选地，
所述凹槽结构3在所述导流段2的所述背风面上所占的总表面积不低于所述背风面总表面积的25％。这是本发明的降噪集流器的凹槽结构的开设总面积大小，将其在背风面上开设的总表面积设置为背风面总表面积的25％以上，能够有效地保证凹槽结构的开设面积，有效的保证涡流气流的不发生，保证足够的降噪消音的效果和作用。
进一步优选地，综合考虑降噪效果、强度要求和制造工艺，所述凹槽结构3在所述导流段2的所述背风面上所占的总面积为所述背风面总面积的30％。
优选地，
所述凹槽结构3为部分球体结构，且所述凹槽结构3的直径取值范围在3～5mm。优选为3mm。这样的凹槽结构的结构形式能够保证气流在其中不会发生气流涡流的作用、也保证气流在其中发生足够的碰撞，以降低气流噪音。
优选地，
所述凹槽结构为部分球体结构，且所述凹槽结构的体积占该球体结构的总体积的1/3～2/3。这是本发明的集流器的凹槽结构的优选结构形式，即其在背风面上开设的凹槽为球体结构的一部分，这样能够保证足够的进气气流，保证气流在凹槽中足够的碰撞作用、保证气流在凹槽中多个方向的流动而避免产生涡流，从而最大程度地减小了气流噪音。进一步优选为1/2。以在导流段内表面获得最大的开口面积。
如图6-8所示，本发明还提供一种离心风机，其包括前述的降噪集流器，还包括所述蜗壳结构。通过在集流器的导流段的背风面上设置的凹槽结构、且凹槽结构为盲槽，能够使得回旋气流流经凹槽后，流动方向放生改变，脱离原有的轨迹，从而避免生成大的漩涡，离散漩涡强度，同时气流与凹槽内壁产生撞击和摩擦，降低涡流速度，消耗能量，从而有效降低离心风叶叶顶与集流器空间区域的涡流噪音，降噪效果得到有效提升，且本发明的用于离心风机的降噪集流器结构简单、加工成本低、制作方便。而且，凹槽结构设置为盲槽、相对于通槽或通孔的结构形式而言，能够防止气流回流到入口段而造成气流混合而带来损失，有效地降低了气流混合带来的噪音；如果将凹槽结构设置为通孔或通槽的话，气流流经该凹槽结构会贯通流出，无法使得流动方向发生改变而离散漩涡、无法降低噪音，且无法使得气流与凹槽内壁产生撞击和摩擦而降低涡流速度、无法降低涡流噪音。
采用本发明集流器，当空调运行时，回旋气流流经凹槽结构后，其流动方向发生变化，脱离原有的轨迹，即不再沿着光滑的集流器内表面进行流动，从而破坏了大漩涡生成的路径，将大漩涡气流进行离散后，由其引发的涡流噪音得到改善，大大降低。
另一方面，采用本发明集流器，回旋气流流经凹槽时，气体与凹槽内壁面发生碰撞和摩擦，其流动速度显著下降，大大消耗了回旋气流的能量，从而降低涡流噪音。
本发明还提供一种空调系统，其包括前述的离心风机。采用本发明集流器，当空调运行时，回旋气流流经凹槽结构后，其流动方向发生变化，脱离原有的轨迹，即不再沿着光滑的集流器内表面进行流动，从而破坏了大漩涡生成的路径，将大漩涡气流进行离散后，由其引发的涡流噪音得到改善，大大降低。
另一方面，采用本发明集流器，回旋气流流经凹槽时，气体与凹槽内壁面发生碰撞和摩擦，其流动速度显著下降，大大消耗了回旋气流的能量，从而降低涡流噪音。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于离心风机的降噪集流器，其特征在于：包括：
装配段(1)，与所述离心风机的蜗壳结构相配合，用于固定集流器；
导流段(2)，与装配段相接，气流从集流器外部沿导流段被导流，且所述导流段(2)包括迎风面(21)和背风面(22)；
凹槽结构(3)，开设于所述导流段(2)的所述背风面(22)上、且所述凹槽结构(3)为盲槽。
2.根据权利要求1所述的降噪集流器，其特征在于：
所述凹槽结构(3)的形状为多面体结构。
3.根据权利要求2所述的降噪集流器，其特征在于：
所述凹槽结构(3)为部分球体结构、圆柱体结构、圆锥体结构、或长方体结构。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的降噪集流器，其特征在于：
所述凹槽结构(3)为多个，多个所述凹槽结构(3)在所述导流段(2)的所述背风面上均匀排布或疏密间隔排布。
5.根据权利要求4所述的降噪集流器，其特征在于：
所述集流器为具有中心轴线的回转体结构，多个所述凹槽结构(3)围绕所述中心轴线沿周向均匀分布。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的降噪集流器，其特征在于：
所述凹槽结构(3)在所述导流段(2)的所述背风面(22)上所占的总表面积不低于所述背风面总表面积的25％。
7.根据权利要求3所述的降噪集流器，其特征在于：
所述凹槽结构(3)为部分球体结构，且所述凹槽结构(3)的直径取值范围在3～5mm。
8.根据权利要求3所述的降噪集流器，其特征在于：
所述凹槽结构为部分球体结构，且所述凹槽结构的体积占该球体结构的总体积的1/3～2/3。
9.一种离心风机，其特征在于：包括权利要求1-8中任一项所述的降噪集流器(4)，还包括所述蜗壳结构(5)。
10.一种空调系统，其特征在于：包括权利要求9所述的离心风机。
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