CN109707668A - 一种带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，包括叶轮本体，所述叶轮本体包括叶片和设于叶轮本体中心的轮毂；所述叶片和所述轮毂之间设有消声结构。本发明的有益效果：（1）该叶轮结构简单，适用于日常的风扇；（2）该叶轮在轮毂出构造消声结构，吸收叶片根部的湍动能，从而达到降低噪声的目的；（3）可在消声腔内填充吸音材料，增强消声想；（4）盖板与轮毂构成一腔体，且盖板四周与轮毂无缝连接，确保声波由小孔进入腔体内，在腔体内振荡，而不会通过盖板与轮毂之间的缝隙传播出去。

Description

一种带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构

技术领域

本发明涉及一种低噪声的叶轮结构，特别涉及一种带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构。

背景技术

叶轮是风扇中不可缺少的一部分，叶轮噪声主要由旋转噪声和涡流噪声组成，其中旋转噪声以低频的离散噪声为主，是影响风机音质的主要因素。随着转速的增加，以低频成分为主的旋转噪声相比于涡流噪声增速更为明显，这种低频“嗡嗡”的异音也凸显的更加明显。

在现有技术中，针对轴流式叶轮结构的降噪大都从改变叶片数量、叶片间距、叶片形状等方面入手，比如采用不等距多叶轴流风叶，这种方式相比于等距轴流风叶，可以将单一叶片通过频率变成多个叶片通过频率的噪声，这种方式相当于用宽频噪声替代单一噪声，音质虽然感觉有些许改善，但无法降低其幅值。因此可以从导风圈为突破点，通过降噪型导风圈为风机降噪提供了一种新降噪方向。

中国发明专利201811452348.8公开了一种降噪型风机导风圈及包括该导风圈的风机，风机包括风扇、导流叶片以及导风圈，其中导风圈包括导风圈侧壁和共振腔体，导风圈侧壁包括收缩段、过渡段、扩张段，导风圈侧壁靠近导流叶片一侧的内表面设计多个微小的通孔，共振腔侧壁为封闭面，导风圈侧壁面和共振腔侧壁之间形成共振腔室，共振腔室内设置隔板好竖板形成体积不同的单元共振腔，单元共振腔的腔体体积大小不同可得到不同的共振频率，当与共振频率相近的频率噪声通过单元共振腔表面的通孔时，由于在共振腔内不停地反射降低了该频率噪声的能量，最终达到降低中低频噪声的作用。针对高频噪声，在部分单元共振腔内填充吸音材料可以对高频噪声进行有效的降噪。

但是，这种风机导风圈结构复杂，在导风圈内要设计多个腔室，成本高，不适用于日常的风扇；并且共振腔只反射降低共振频率相近的频率噪声，降噪效果有限。

当叶轮旋转时，叶片压力面与吸面之间的压差，导致叶片前缘和后缘分别产生不同强度的湍动能，而这些湍动能，是气动噪声的主要来源。所以，如果降低了这些湍动能，也就降低了噪声。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种结构简单，适用于日常风扇、降噪效果好的低噪声轴流式叶轮结构。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，包括叶轮本体，所述叶轮本体包括叶片和设于叶轮本体中心的轮毂；所述叶片和所述轮毂之间设有消声结构。

进一步的，所述消声结构包括与所述轮毂一体成型的底板，所述底板上盖设有盖板，所述盖板包括带小孔的板面和所述板面边缘的盖板壁。

进一步的，所述盖板内表面与所述小孔对应位置设有凸柱。

进一步的，所述消声结构外侧设有导风圈，所述盖板卡设在所述轮毂与导风圈之间，且与所述轮毂和导风圈无缝连接。

进一步的，所述底板与所述盖板上设有定位连接结构。

进一步的，所述小孔由内圈向外侧呈辐射式排列。

进一步的，所述小孔直径为1.6毫米，所述小孔个数为150个。

进一步的，所述盖板和所述底板围成消声腔，所述消声腔内填充吸音材料。

进一步的，所述消声结构位于叶轮本体的进风侧或出风侧或进风侧和出风侧。

进一步的，所述叶片环设与所述导风圈外侧。

本发明在使用时与一般风扇叶轮一致，在此不做赘述。

本发明是基于亥姆霍茨原理，在传统轮毂的基础上，构造消声腔。

当叶轮旋转时，叶片根部的空气产生周期性振动，这个振动周期与叶轮的旋转同步。这个周期性振动所产生的波通过小孔强制压缩消声腔的空气，相应地，消声腔内的空气同步发生振动性的运动。此时，消声腔内的空气相当一个空气弹簧。因为消声腔内的每个小孔的几何尺度远小于声波波长，因此，腔内的空气动能集中于腔体内运动，从而吸收了叶片根部与旋转基频相关的湍动能，从而达到消声目的。

本发明的有益效果：（1）该叶轮结构简单，适用于日常的风扇；（2）该叶轮在轮毂出构造消声结构，吸收叶片根部的湍动能，从而达到降低噪声的目的；（3）可在消声腔内填充吸音材料，增强消声想；（4）盖板与轮毂构成一腔体，且盖板四周与轮毂无缝连接，确保声波由小孔进入腔体内，在腔体内振荡，而不会通过盖板与轮毂之间的缝隙传播出去。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图2是盖板内表面的结构图。

图3是实施例1的分解图。

图4是实施例2的分解图。

图5是实施例3的分解图。

附图上标注：100、叶片，200、轮毂，300、导风圈，400、盖板，500、底板，600、叶轮本体，401、板面，402、盖板壁，403、凸柱，404、沉槽，405、小孔，501、螺钉柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明。

实施例1

如图1~3所示，一种带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，包括叶轮本体600，所述叶轮本体600包括叶片100和设于叶轮本体600中心的轮毂200；所述叶片100和所述轮毂200之间设有消声结构。

本实施例中，所述消声结构包括与所述轮毂200一体成型的底板500，所述底板500上盖设有盖板400，所述盖板400包括带小孔405的板面401和所述板面401内圈和外圈边缘的盖板壁402。所述底板500和所述盖板400组装后，形成一个封闭的消声腔，空气可通过盖板400上的小孔405进入到消声腔内进行消声。

本实施例中，所述盖板400内表面与所述小孔405对应位置设有凸柱403。所述凸柱内设有与所述小孔连通的通风孔，保证从小孔405进入的空气大部分进入到消声腔内部，防止逸出。

本实施例中，所述消声结构外侧设有导风圈300，所述盖板400卡设在所述轮毂200与导风圈300之间，且与所述轮毂200和导风圈300无缝装配。确保声波从小孔405进入消声腔内，并且不会从缝隙中传播出去。

本实施例中，所述底板500与所述盖板400上设有定位连接结构。所述底板500上设有螺钉柱501，所述盖板400下表面设有与所述螺钉柱501配合的沉槽404，所述螺钉柱501卡设在所述沉槽404内并通过螺钉固接。

本实施例中，所述小孔405由内圈向外侧呈辐射式排列。

本实施例中，所述小孔405直径为1.6毫米，所述小孔个数为150个，根据亥姆霍茨原理，针对特定频率，合理设计空腔体积、小空空间、深度及个数，获得较好的降噪效果。

本实施例中，所述盖板和所述底板围成消声腔，所述消声腔内填充吸音材料。吸音材料可降低风扇中不能通过消声腔吸收的噪声，例如高频噪声。由于高频噪声的波长较短，无法在消声腔内进行降噪，因此需要用吸音材料进行有效的降噪。所述吸音材料为有机纤维、无机纤维、无机泡沫或泡沫塑料等的其中一种或多种。

本实施例中，所述消声结构位于叶轮本体600的进风侧。

实施例2

如图1、图2和图4所示，一种带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，包括叶轮本体600，所述叶轮本体600包括叶片100和设于叶轮本体600中心的轮毂200；所述叶片100和所述轮毂200之间设有消声结构。

本实施例中，所述消声结构包括与所述轮毂200一体成型的底板500，所述底板500上盖设有盖板400，所述盖板400包括带小孔405的板面401和所述板面401内圈和外圈边缘的盖板壁402。所述底板500和所述盖板400组装后，形成一个封闭的消声腔，空气可通过盖板400上的小孔405进入到消声腔内进行消声。

本实施例中，所述盖板400内表面与所述小孔405对应位置设有凸柱403。所述凸柱内设有与所述小孔连通的通风孔，保证从小孔405进入的空气大部分进入到消声腔内部，防止逸出。

本实施例中，所述消声结构外侧设有导风圈300，所述盖板400卡设在所述轮毂200与导风圈300之间，且与所述轮毂200和导风圈300无缝装配。确保声波从小孔405进入消声腔内，并且不会从缝隙中传播出去。

本实施例中，所述底板500与所述盖板400上设有定位连接结构。所述底板500上设有螺钉柱501，所述盖板400下表面设有与所述螺钉柱501配合的沉槽404，所述螺钉柱501卡设在所述沉槽404内并通过螺钉固接。

本实施例中，所述小孔405由内圈向外侧呈辐射式排列。

本实施例中，所述小孔405直径为1.6毫米，所述小孔个数为150个，根据亥姆霍茨原理，针对特定频率，合理设计空腔体积、小空孔径、深度及个数，获得较好的降噪效果。

本实施例中，所述盖板和所述底板围成消声腔，所述消声腔内填充吸音材料。吸音材料可降低风扇中不能通过消声腔吸收的噪声，例如高频噪声。由于高频噪声的波长较短，无法在消声腔内进行降噪，因此需要用吸音材料进行有效的降噪。所述吸音材料为有机纤维、无机纤维、无机泡沫或泡沫塑料等的其中一种或多种。

本实施例中，所述消声结构位于叶轮本体600的出风侧。

实施例3

如图1、图2和图5所示，一种带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，包括叶轮本体600，所述叶轮本体600包括叶片100和设于叶轮本体600中心的轮毂200；所述叶片100和所述轮毂200之间设有消声结构。

本实施例中，所述消声结构包括与所述轮毂200一体成型的底板500，所述底板500上盖设有盖板400，所述盖板400包括带小孔405的板面401和所述板面401内圈和外圈边缘的盖板壁402。所述底板500和所述盖板400组装后，形成一个封闭的消声腔，空气可通过盖板400上的小孔405进入到消声腔内进行消声。

本实施例中，所述盖板400内表面与所述小孔405对应位置设有凸柱403。所述凸柱内设有与所述小孔连通的通风孔，保证从小孔405进入的空气大部分进入到消声腔内部，防止逸出。

本实施例中，所述消声结构外侧设有导风圈300，所述盖板400卡设在所述轮毂200与导风圈300之间，且与所述轮毂200和导风圈300无缝装配。确保声波从小孔405进入消声腔内，并且不会从缝隙中传播出去。

本实施例中，所述底板500与所述盖板400上设有定位连接结构。所述底板500上设有螺钉柱501，所述盖板400下表面设有与所述螺钉柱501配合的沉槽404，所述螺钉柱501卡设在所述沉槽404内并通过螺钉固接。

本实施例中，所述小孔405由内圈向外侧呈辐射式排列。

本实施例中，所述小孔405直径为1.6毫米，所述小孔个数为150个，根据亥姆霍茨原理，针对特定频率，合理设计空腔体积、小孔孔径、深度及个数，获得较好的降噪效果。

本实施例中，所述盖板和所述底板围成消声腔，所述消声腔内填充吸音材料。吸音材料可降低风扇中不能通过消声腔吸收的噪声，例如高频噪声。由于高频噪声的波长较短，无法在消声腔内进行降噪，因此需要用吸音材料进行有效的降噪。所述吸音材料为有机纤维、无机纤维、无机泡沫或泡沫塑料等的其中一种或多种。

本实施例中，所述消声结构位于叶轮本体600的出风侧和进风侧。对进风侧和出风侧的风进行降噪，降噪效果更好。

实施例1~3在使用时与一般风扇叶轮一致，在此不做赘述。

本发明是基于亥姆霍茨原理，在传统轮毂的基础上，构造消声腔。

当叶轮旋转时，叶片根部的空气产生周期性振动，这个振动周期与叶轮的旋转同步。这个周期性振动所产生的波通过小孔强制压缩消声腔的空气，相应地，消声腔内的空气同步发生振动性的运动。此时，消声腔内的空气相当一个空气弹簧。因为消声腔内的每个小孔的几何尺度远小于声波波长，因此，腔内的空气动能集中于腔体内运动，从而吸收了叶片根部与旋转基频相关的湍动能，从而达到消声目的。

本实施例的好处在于（1）该叶轮结构简单，适用于日常的风扇；（2）该叶轮在轮毂出构造消声结构，吸收叶片根部的湍动能，从而达到降低噪声的目的；（3）可在消声腔内填充吸音材料，增强消声想；（4）盖板与轮毂构成一腔体，且盖板四周与轮毂无缝连接，确保声波由小孔进入腔体内，在腔体内振荡，而不会通过盖板与轮毂之间的缝隙传播出去。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，包括叶轮本体，所述叶轮本体包括叶片和设于叶轮本体中心的轮毂；其特征在于：所述叶片和所述轮毂之间设有消声结构。

2.根据权利要求1所述的带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，其特征在于：所述消声结构包括与所述轮毂一体成型的底板，所述底板上盖设有盖板，所述盖板包括带小孔的板面和所述板面内圈和外圈边缘的盖板壁。

3.根据权利要求2所述的带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，其特征在于：所述盖板内表面与所述小孔对应位置设有凸柱。

4.根据权利要求1~3所述的带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，其特征在于：所述消声结构外侧设有导风圈，所述盖板卡设在所述轮毂与导风圈之间，且与所述轮毂和导风圈无缝装配。

5.根据权利要求1所述的带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，其特征在于：所述底板与所述盖板上设有定位连接结构。

6.根据权利要求3所述的带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，其特征在于：所述小孔由内圈向外侧呈辐射式排列。

7.根据权利要求2或3所述的带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，其特征在于：所述小孔直径为1.6毫米，所述小孔个数为150个。

8.根据权利要求2所述的带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，其特征在于：所述盖板与所述底板围成消声腔，所述消声腔内填充吸音材料。

9.根据权利要求1所述的带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，其特征在于：所述消声结构位于叶轮本体的进风侧或出风侧或进风侧和出风侧。

10.根据权利要求1或4所述的带消声腔的低噪声轴流式叶轮结构，其特征在于：所述叶片环设与所述导风圈外侧。