CN110005645B - 一种降噪型离心风机 - Google Patents
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Abstract
一种降噪型离心风机,包括风机架、蜗壳和叶轮,蜗壳包括前盖板、后盖板、下导流板和环壁,下导流板设于前盖板和后盖板底部,环壁设于前盖板与后盖板之间,其特征在于:环壁上开有降噪孔,环壁外周沿着周向被分隔为至少三个降噪腔,每个降噪腔均对应有相应的降噪孔单元,且各个降噪孔单元的降噪孔面积和与对应降噪腔容积的比值沿着蜗壳型线逆时针方向依次变小。由于该降噪型离心风机的各个降噪孔单元的降噪孔面积和与对应降噪腔容积的比值沿着蜗壳型线的逆时针方向依次变小,这样,降噪腔的共振频率便与风机的噪声频率的分布相适配,从而使风机系统可以对多频段的噪音进行降噪处理,实现分段分频降噪,得到良好的降噪效果,进而提升风机性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种离心风机,尤其是涉及一种降噪型离心风机。
背景技术
中式烹饪会产生大量的油烟,为保持厨房环境清洁及人体的健康,吸油烟机已成为现代家庭厨房必不可少的设备之一。吸油烟机在运行过程中,气流运动产生湍流而发出噪音,噪音的主要来源就是吸油烟机的风机,风机工作时,高速气流在叶轮上的分离以及在蜗壳上的撞击成为噪声的主要产生原因,用户烹饪时受噪声影响,可能产生头疼、烦躁或心慌等不适感,影响人们的烹饪体验及身体健康。现有吸油烟机的风机一般均采用离心风机,离心风机通常由蜗壳、蜗舌、叶轮和电机组成,其中,蜗壳由前盖板、后盖板和连接二者的环状中间环壁以及下导流板组成,蜗壳环壁型线对风机的空气性能及噪音起着至关重要的作用。
目前,人们已经提出了各种降噪型的离心风机,其降噪措施主要集中在对叶轮和蜗壳的形态进行调整,降噪效果较为有限。为此,专利号为201821063425.7(授权公告号为CN 208475419U)的中国实用新型专利所公开的《风机及油烟机》,该风机包括蜗壳,其蜗壳型线包括螺旋线,螺旋线上大半径一侧对应的围板上设有多个降噪孔,形成降噪区。虽然,风机中蜗壳的降噪区与蜗壳的中高频噪声产生区域相对应,降噪区的降噪孔对噪声中的中高频噪声污染降噪效果较好,能够有效对油烟气流在蜗壳内产生的中高频噪声污染进行降噪处理,相应减少风机运行过程产生的噪声污染。然后,该风机仅提供了一个降噪区,不能实现分段分频降噪,特别是对风机的低频噪声降噪效果不佳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状,提供一种能对风机系统多频段发出的噪音进行降噪处理,实现分段分频降噪的降噪型离心风机。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:该降噪型离心风机,包括风机架、安装在风机架内部的蜗壳和安装在蜗壳内部的叶轮,所述蜗壳包括前盖板、后盖板、下导流板和环壁,所述下导流板设于前盖板和后盖板的底部,所述环壁设于前盖板与后盖板之间,其特征在于:所述环壁上开有降噪孔,环壁的外周沿着周向被分隔为至少三个降噪腔,每个降噪腔均对应有相应的降噪孔单元,且各个降噪孔单元的降噪孔面积和与对应降噪腔容积的比值沿着蜗壳型线的逆时针方向依次变小。
作为一种优选方案,在所述环壁与风机架之间设有隔板,所述隔板沿着环壁的周向分布而使环壁外周被分割成至少三个所述的降噪腔。
进一步优选,所有隔板所在平面交汇于蜗壳的中轴线。这样,降噪孔指向叶轮圆心O,设置隔板指向圆心,两者指向圆心与由圆心处球状辐射的噪音相匹配,声波入射角度合理,共振效果好。
进一步优选,所述隔板包括第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板、第五隔板、第六隔板、第七隔板和第八隔板,对应地,所述降噪腔沿着蜗壳型线逆时针方向的容积依次为V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8和V9,所述降噪腔对应的降噪孔单元的面积和依次为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8和S9,并且满足S1/V1>S2/V2>S3/V3>S4/V4>S5/V5>S6/V6>S7/V7>S8/V8>S9/V9。
进一步优选,所述蜗壳型线沿着逆时针方向为依次衔接的直线段AB、曲线段BC、直线段CD、曲线段DE、EF、FG、直线段GH、曲线段HI、IJ、直线段JK、KL,并且,所述直线段AB对应体积V1的降噪腔,曲线段BC对应体积V2的降噪腔,直线段CD对应于体积V3的降噪腔,曲线段DE对应体积V4的降噪腔,曲线段EF对应体积V5的降噪腔,曲线段FG对应体积V6的降噪腔,直线段GH对应体积V7的降噪腔,曲线段HI对应体积V8的降噪腔,曲线段IJ、直线段JK、KL对应体积V9的降噪腔。
蜗壳型线起始段和结束段可以有多种具体结构,优选地,所述直线段JK自下而上向靠近蜗壳起始线方向延伸,叶轮圆心O与直线段JK的端点J之间的连线OJ相对于过叶轮圆心O的竖直线的偏转角度α为10°<α<15°,所述直线段JK相对于过叶轮圆心O的竖直线的偏转角度β为30°<β<40°,所述直线段AB相对于过叶轮圆心O的竖直线的偏转角度θ为5°<θ<10°。
作为另一种优选方案,所述蜗壳环壁前侧与风机架相接触而构成前接触部,蜗壳环壁后侧与风机架相碰而构成后接触部,所述降噪腔包括第一降噪腔、第二降噪腔和第三降噪腔,所述第一降噪腔设于前接触部上方,所述第二降噪腔设于前接触部和后接触部的下方,所述第三降噪腔设于后接触部的上方。
进一步优选,所述前接触部和后接触部均为面接触部。
为了进一步提高降噪效果,所述降噪腔内填充有吸音棉。除了吸音棉外,还可以采用其他降噪材料。
为了进一步提高降噪效果,所述环壁的外表面附着有防气压泄漏的隔离层。隔离层可以采用薄膜或者纤维布等。
与现有技术相比,本发明的优点在于:该降噪型离心风机在蜗壳的环壁上开有降噪孔,环壁的外周沿着周向被分隔为至少三个降噪腔,各个降噪孔单元的降噪孔面积和与对应降噪腔容积的比值沿着蜗壳型线的逆时针方向依次变小,这样,降噪腔的共振频率便与风机的噪声频率的分布相适配,从而使风机系统可以对多频段发出的噪音进行降噪处理,实现分段分频降噪,得到良好的降噪效果,进而提升风机性能。
附图说明
图1为本发明实施例一去掉风机架和隔板后的结构示意图;
图2为本发明实施例一的结构示意图;
图3为本发明实施例一的蜗壳型线示意图;
图4为本发明实施例一的蜗壳环壁展开后的结构示意图;
图5为本发明实施例一的吸油烟机的结构示意图;
图6为本发明实施例二的结构示意图;
图7为本发明实施例二的蜗壳环壁展开后的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一:
如图1至图5所示,本实施例中的降噪型离心风机包括风机架1、蜗壳2和叶轮3,其中,蜗壳2安装在风机架1内部,叶轮3安装在蜗壳2内部,蜗壳2包括前盖板21、后盖板22、下导流板23和环壁24,下导流板23设于前盖板21和后盖板22的底部,环壁24设于前盖板21与后盖板22之间。上述结构与现有离心风机结构相同,在此不再展开描述。
在蜗壳2的环壁24上开有降噪孔4,在环壁24与风机架1之间设有隔板,隔板沿着环壁24的周向分布,且隔板所在平面交汇于蜗壳2的中轴线,即隔板由内向外呈辐射状分布。具体地,隔板包括第一隔板61、第二隔板62、第三隔板63、第四隔板64、第五隔板65、第六隔板66、第七隔板67和第八隔板68,对应地,经过8块隔板的分隔,环壁24的外周沿着周向被分隔为9个降噪腔9,这9个降噪腔5沿着蜗壳型线逆时针方向的容积依次为V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8和V9,且这9个降噪腔5的容积各不相同。每个降噪腔5均各自对应有降噪孔单元,设降噪腔5对应的降噪孔单元的面积和依次为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8和S9。本实施例中,各个降噪孔单元的降噪孔面积和与对应降噪腔5容积的比值沿着蜗壳型线的逆时针方向依次变小,即满足S1/V1>S2/V2>S3/V3>S4/V4>S5/V5>S6/V6>S7/V7>S8/V8>S9/V9。
本实施例的蜗壳型线25沿着逆时针方向为依次衔接的直线段AB、曲线段BC、直线段CD、曲线段DE、EF、FG、直线段GH、曲线段HI、IJ、直线段JK、KL,并且,直线段AB对应体积V1的降噪腔,曲线段BC对应体积V2的降噪腔,直线段CD对应于体积V3的降噪腔,曲线段DE对应体积V4的降噪腔,曲线段EF对应体积V5的降噪腔,曲线段FG对应体积V6的降噪腔,直线段GH对应体积V7的降噪腔,曲线段HI对应体积V8的降噪腔,曲线段IJ、直线段JK、KL对应体积V9的降噪腔。
本实施例中,蜗壳型线25还满足如下要求:直线段JK自下而上向靠近蜗壳起始线方向延伸,叶轮圆心O与直线段JK的端点J之间的连线OJ相对于过叶轮圆心O的竖直线的偏转角度α为10°<α<15°,直线段JK相对于过叶轮圆心O的竖直线的偏转角度β为30°<β<40°,直线段AB相对于过叶轮圆心O的竖直线的偏转角度θ为5°<θ<10°。
另外,为了提高降噪效果,降噪腔5内填充有降噪材料,如吸音棉。蜗壳环壁的外表面附着有防气压泄漏的隔离层,如薄膜或者纤维布。
该离心风机的降噪原理如下:根据赫姆霍兹共振原理,每个独立降噪腔的共振频率为c为声速,S为降噪孔单元的降噪孔面积和,V为降噪腔容积,L为降噪孔有效颈长。由此可知,在其它参数不变的情况下,降噪腔5容积变大,共振频率f减小,反之,降噪腔5容积变小,共振频率f变大。利用赫姆霍兹共振消音原理,降噪孔4内的空气柱与降噪腔5内的空气构成了弹性共振系统,当吸油烟机的部分噪音频率和此共振系统的固有频率相同时,在降噪孔中的空气柱发生共振并与孔壁发生剧烈摩擦,摩擦使声能转化为热能,从而达到消声的目的,并用孔后的空腔容积来控制吸声峰值的共振频率。
根据本实施例的蜗壳型线,当叶轮3旋转做功时,蜗壳2内部风道的流量及风速沿蜗壳型线逆时针方向逐步变小,其对应的幅值较大的噪声频率也逐步变小,这样降噪腔的共振频率便与风机的噪声频率的分布相适配,从而使风机系统可以对多频段发出的噪音进行降噪处理,实现分段分频降噪,得到良好的降噪效果,进而提升风机性能。
另外,旋转部件叶轮3为风机的主要噪音来源,可近似认为噪音由叶轮3的几何中心向外呈球状辐射。本发明在同一个降噪腔5中设置多个降噪孔4,可近似认为是由多个单腔赫姆霍兹共振器并联而成。本实施例的降噪孔4指向叶轮圆心O,设置隔板指向圆心,两者指向圆心与由圆心处球状辐射的噪音相匹配,声波入射角度合理,这就使同个降噪腔中的毗邻的单个降噪孔所匹配的降噪腔近似相同,其传递损失小,且共振频率相近,有助于提高消声量,对于整个多孔降噪腔而言有更好的降噪吸音效果。
实施例二:
如图6和图7所示,本实施例的离心风机在外壳环壁24上也开有降噪孔4,与实施例一的不同之处在于省掉了隔板,且蜗壳环壁24前侧与风机架1相接触而构成前接触部7,蜗壳环壁24后侧与风机架1相碰而构成后接触部8,前接触部7和后接触部8均为面接触部,前接触部7即为图中S2′区域,后接触部8即为图中S4′区域。由于前接触部7和后接触部8的存在,蜗壳2与风机架1之间自然隔离出第一降噪腔51、第二降噪腔52和第三降噪腔53,第一降噪腔51设于前接触部7上方,第二降噪腔52设于前接触部7和后接触部8的下方,第三降噪腔53设于后接触部8的上方,对应的容积分别为V1′、V2′和V3′,每个降噪腔也对应有相应的降噪孔单元,第一降噪腔51对应第一降噪孔单元的降噪孔面积和为S1′,第二降噪腔52对应第二降噪孔单元的降噪孔面积和为S3′,第三降噪腔53对应第三降噪孔单元的降噪孔面积和为S5′。
本实施例中,蜗壳型线AC段对应第一降噪腔51,蜗壳型线DG段对应第二降噪腔52,蜗壳型线HJ段对应第三降噪腔53,蜗壳型线CD段对应前接触部7,蜗壳型线GH段对应后接触部8。
本实施例的离心风机取消隔板后,更容易制造和实现,其降噪原理与实施例一相同,在此不再展开描述。
Claims (10)
1.一种降噪型离心风机,包括风机架(1)、安装在风机架内部的蜗壳(2)和安装在蜗壳内部的叶轮(3),所述蜗壳(2)包括前盖板(21)、后盖板(22)、下导流板(23)和环壁(24),所述下导流板(23)设于前盖板(21)和后盖板(22)的底部,所述环壁(24)设于前盖板(21)与后盖板(22)之间,其特征在于:所述环壁(24)上开有降噪孔(4),环壁(24)的外周沿着周向被分隔为至少三个降噪腔(5),每个降噪腔(5)均对应有相应的降噪孔单元,且各个降噪孔单元的降噪孔面积和与对应降噪腔(5)容积的比值沿着蜗壳型线的逆时针方向依次变小。
2.根据权利要求1所述的降噪型离心风机,其特征在于:在所述环壁(24)与风机架(1)之间设有隔板,所述隔板沿着环壁(24)的周向分布而使环壁(24)外周被分割成至少三个所述的降噪腔(5)。
3.根据权利要求2所述的降噪型离心风机,其特征在于:所有隔板所在平面交汇于蜗壳(2)的中轴线。
4.根据权利要求2所述的降噪型离心风机,其特征在于:所述隔板包括第一隔板(61)、第二隔板(62)、第三隔板(63)、第四隔板(64)、第五隔板(65)、第六隔板(66)、第七隔板(67)和第八隔板(68),对应地,所述降噪腔(5)沿着蜗壳型线(25)逆时针方向的容积依次为V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8和V9,所述降噪腔(5)对应的降噪孔单元的面积和依次为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8和S9,并且满足S1/V1>S2/V2>S3/V3>S4/V4>S5/V5>S6/V6>S7/V7>S8/V8>S9/V9。
5.根据权利要求4所述的降噪型离心风机,其特征在于:所述蜗壳型线(25)沿着逆时针方向为依次衔接的直线段AB、曲线段BC、直线段CD、曲线段DE、EF、FG、直线段GH、曲线段HI、IJ、直线段JK、KL,并且,所述直线段AB对应体积V1的降噪腔,曲线段BC对应体积V2的降噪腔,直线段CD对应于体积V3的降噪腔,曲线段DE对应体积V4的降噪腔,曲线段EF对应体积V5的降噪腔,曲线段FG对应体积V6的降噪腔,直线段GH对应体积V7的降噪腔,曲线段HI对应体积V8的降噪腔,曲线段IJ、直线段JK、KL对应体积V9的降噪腔。
6.根据权利要求5所述的降噪型离心风机,其特征在于:所述直线段JK自下而上向靠近蜗壳起始线方向延伸,叶轮圆心O与直线段JK的端点J之间的连线OJ相对于过叶轮圆心O的竖直线的偏转角度α为10°<α<15°,所述直线段JK相对于过叶轮圆心O的竖直线的偏转角度β为30°<β<40°,所述直线段AB相对于过叶轮圆心O的竖直线的偏转角度θ为5°<θ<10°。
7.根据权利要求1所述的降噪型离心风机,其特征在于:所述环壁(24)前侧与风机架(1)相接触而构成前接触部(7),环壁(24)后侧与风机架(1)相碰而构成后接触部(8),所述降噪腔(5)包括第一降噪腔(51)、第二降噪腔(52)和第三降噪腔(53),所述第一降噪腔(51)设于前接触部(7)上方,所述第二降噪腔(52)设于前接触部(7)和后接触部(8)的下方,所述第三降噪腔(53)设于后接触部(8)的上方。
8.根据权利要求7所述的降噪型离心风机,其特征在于:所述前接触部(7)和后接触部(8)均为面接触部。
9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的降噪型离心风机,其特征在于:所述降噪腔(5)内填充有吸音棉。
10.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的降噪型离心风机,其特征在于:所述环壁(24)的外表面附着有防气压泄漏的隔离层。
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