CN108005956B - 一种汽车空调用蜗壳结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车空调用蜗壳结构，包括蜗壳和出风口处设置的翼型蜗舌，所述翼型蜗舌的轮廓线由翼型下缘线、翼型上缘线和两个过渡圆弧线组成，所述翼型下缘线一端通过第一渡圆弧与蜗壳线相连接，另一端与翼型上缘线相连接，翼型上缘线的另一端通过第二过渡圆弧与扩压段直线相连接。本发明结构合理，翼型蜗舌的前缘具有分流效果好、冲击损失低、降低蜗舌处气体流动分离的优点的同时，又采用扩口结构倾斜蜗舌，使蜗舌上的脉冲气流相位错开，具有减小蜗舌上脉冲力的优点，从而可以大大降低风机的旋转噪声，提升风量。
Description
技术领域
本发明涉及空调离心风机技术领域，具体涉及一种汽车空调用蜗壳结构。
背景技术
离心风机由于其压头大，噪音低等优点，广泛应用与汽车空调总成壳体中，离心风机机壳主要由蜗壳、叶轮、及蜗舌组成，带有多个叶片的叶轮在蜗壳内高速旋转，对进入叶片的气体进行加速，增加气体动压；蜗壳收集从叶轮出来的气体，并引导到蜗壳的出口，将气体的一部分动压通过蜗壳转变为静压，经过出风口，把气体输送到管道中。蜗舌的作用是将蜗壳出口处的气体进行分流，防止气体在蜗壳内循环流动，但旋转的叶片通过掠过较窄的蜗舌处时，会出现周期性的压力和速度脉动所产生的噪声，即离心风机的旋转噪声。
参见附图1-2，现有的蜗壳的蜗舌的轮廓线是由蜗壳线a、扩压段直线b、设置于蜗壳线a和扩压段直线b之间的半径为r1组成的圆弧线c，蜗壳上设置有扩压角α，所述蜗壳的扩压角α为与圆弧线c的圆弧最高点连接的水平直线和扩压线段直线之间的夹角，此种蜗舌结构是利用扩压段直线与蜗壳型线圆弧过渡连接而成，容易造成流动分离，形成气体回流，降低风机的风量、产生气动噪音。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构合理，提升汽车空调离心风机风量的同时降低气动噪音的汽车空调用蜗壳结构。
本发明的任务是这样完成的，一种汽车空调用蜗壳结构，包括蜗壳和出风口处设置的翼型蜗舌，其特征在于：所述翼型蜗舌的轮廓线由翼型下缘线、翼型上缘线和两个过渡圆弧线组成，所述翼型下缘线一端通过第一渡圆弧与蜗壳线相连接，另一端与翼型上缘线相连接，翼型上缘线的另一端通过第二过渡圆弧与扩压段直线相连接。
优选的，所述翼型下缘线与翼型上缘线连接处的弧的直径为φ，所述φ的取值范围为：r1-4mm ≦φ≦ r1+4mm。
优选的，所述翼型上缘线为NACA翼型曲线，所述翼型蜗舌的进气角β与扩压角α之间的关系为：α-5°≤β≤α+5°，所述进气角β为翼型上缘线上的翼型中弧线MSN一侧端部的切线与弦MN之间的夹角，所述弦MN的弦长为L。
优选的，所述翼型下缘线、翼型上缘线两弧线的总长≤0.1倍弦长L。
优选的，所述翼型下缘线与靠近蜗壳线的圆弧线的最大距离为d，所述d≤0.3mm。
优选的，所述翼型蜗舌延其轴向方向的翼型下缘线和翼型上缘线口径为逐渐变大的扩口结构，蜗舌的倾斜角δ的范围是3-12°，所述倾斜角δ为蜗壳正视图的投影上蜗壳圆心至其一端口径处的切线与蜗壳圆心至其另一端大口径处的切线的夹角。
本发明结构合理，翼型蜗舌的前缘具有分流效果好、冲击损失低、降低蜗舌处气体流动分离的优点的同时，又采用扩口结构倾斜蜗舌，使蜗舌上的脉冲气流相位错开，具有减小蜗舌上脉冲力的优点，从而可以大大降低风机的旋转噪声，提升风量。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图；
图2是图1的局部放大图A；
图3为本发明的主视图；
图4为本发明的立体图；
图5为本发明蜗舌的轮廓线图；
图6为图5的局部放大图B；
图7为翼型上弧线的结构示意图；
图8现有技术中蜗舌轮廓线与本发明中蜗舌轮廓线的对比示意图；
图9为图8的局部放大图C。
图面说明：1.蜗壳线，2、第一过渡圆弧，3、翼型下缘线，4、翼型上缘线，5、第二过渡弧，6、扩压段直线，7、扩口结构。
具体实施方式
结合附图详细描述本发明的技术方案，一种汽车空调用蜗壳结构，包括蜗壳和出风口处设置的翼型蜗舌，所述翼型蜗舌的轮廓线由翼型下缘线3、翼型上缘线4和两个过渡圆弧线组成，所述翼型下缘线一端通过第一渡圆弧2与蜗壳线1相连接，另一端与翼型上缘线相连接，翼型上缘线的另一端通过第二过渡圆弧5与扩压段直线6相连接，通过此种翼型蜗舌结构后，风机向下游的暴露高度大于现有技术中的暴露高度，所述暴露高度为叶轮外轮廓线最高点与蜗舌轮廓线最高点之间的垂直线的距离，翼型蜗舌且相对于圆形蜗舌，翼型蜗舌的分流点（蜗舌处气流流向蜗壳出口及流入蜗壳内的分界点）提前，因而流向蜗壳出口的气流增加；由于暴露高度地增加及分流点的提前，风机风量增大。
所述翼型下缘线与翼型上缘线连接处的弧的直径为φ，所述φ的取值范围为：r1-4mm ≦φ≦ r1+4mm，结合现有技术中蜗舌轮廓线与本发明中蜗舌轮廓线的对比示意图，能确保翼型蜗舌前缘在现有技术中圆形蜗舌型线内，保证风机向下游的暴露高度大于现有技术中的暴露高度, 随着叶轮暴露高度的增加，蜗舌处的静压会减小，风机噪声也因此降低。
参照附图7，所述翼型上缘线为取自NACA翼型曲线上的一部分的弧线，所述翼型蜗舌的进气角β与扩压角α之间的关系为：α-5°≤β≤α+5°，所述进气角β为NACA翼型曲线上的翼型中弧线MSN一侧端部的切线与弦MN之间的夹角，进气角β与扩压角α的差保持在5°之内，以降低气流在翼型上缘产生的气流冲击。
为了避免翼型下缘线、翼型上缘线的弧长过长而容易造成扩压段处气流的分离，将所述翼型下缘线、翼型上缘线两弧线的总长≤0.1倍弦长L，所述翼型下缘线与靠近蜗壳线的圆弧线的最大距离为d，如果蜗舌间隙过小，则风机噪音增大；反之如果蜗舌间隙过大则风机效率降低，所述d≤0.3mm，以保证蜗舌间隙（蜗舌与叶轮外径之间的距离）基本不变，d为0.12mm时能最大效率降低噪音且能保证风机效率。
所述翼型蜗舌延其轴向方向的翼型下缘线和翼型上缘线口径为逐渐变大的扩口结构7，蜗舌的倾斜角δ的范围是3-12°，以保证两个叶片出来的气流可以同时作用在蜗舌上，减噪效果较好，所述倾斜角δ为蜗壳正视图的投影上蜗壳圆心至其一端口径处的切线与蜗壳圆心至其另一端大口径处的切线的夹角，当倾斜角δ为9°时，其减噪效果最佳。
本发明将气动性能较好的翼型蜗舌与扩口结构结合应用在汽车空调总成壳体中，在利用翼型蜗舌前缘分流效果好、冲击损失低、降低蜗舌处气体流动分离的优点的同时，又采用扩口结构，使蜗舌上的脉冲气流相位错开，具有减小蜗舌上脉冲力的优点，从而可以大大降低风机的旋转噪声，提升风量。
通过将原有的蜗舌结构和采用本发明结构蜗舌的汽车空调离心风机进行风量及噪音对比实验，证明了本发明在提升风量及降噪方面的优势。具体实验结果如下表所示：
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。
Claims (3)
1.一种汽车空调用蜗壳结构，包括蜗壳和出风口处设置的翼型蜗舌，其特征在于：所述翼型蜗舌的轮廓线由翼型下缘线、翼型上缘线和两个过渡圆弧线组成，所述翼型下缘线一端通过第一渡圆弧与蜗壳线相连接，另一端与翼型上缘线相连接，翼型上缘线的另一端通过第二过渡圆弧与扩压段直线相连接；所述翼型下缘线与翼型上缘线连接处的弧的直径为φ，所述φ的取值范围为：r1-4mm≤φ≤r1+4mm；所述翼型上缘线为NACA翼型曲线，所述翼型蜗舌的进气角β与扩压角α之间的关系为：α-5°≤β≤α+5°，所述进气角β为翼型上缘线上的翼型中弧线MSN一侧端部的切线与弦MN之间的夹角，所述弦MN的弦长为L；现有的蜗壳的蜗舌的轮廓线是由蜗壳线a、扩压段直线b、设置于蜗壳线a和扩压段直线b之间的半径为r1组成的圆弧线c，蜗壳上设置有扩压角α，所述蜗壳的扩压角α为与圆弧线c的圆弧最高点连接的水平直线和扩压线段直线之间的夹角；所述翼型下缘线、翼型上缘线两弧线的总长≤0.1倍弦长L。
2.根据权利要求1所述的一种汽车空调用蜗壳结构，其特征在于：所述翼型下缘线与靠近蜗壳线的圆弧线的最大距离为d，所述d≤0.3mm。
3.根据权利要求1所述的一种汽车空调用蜗壳结构，其特征在于：所述翼型蜗舌延其轴向方向的翼型下缘线和翼型上缘线口径为逐渐变大的扩口结构，蜗舌的倾斜角δ的范围是3-12°，所述倾斜角δ为蜗壳正视图的投影上蜗壳圆心至其一端口径处的切线与蜗壳圆心至其另一端大口径处的切线的夹角。
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