CN111075734B - 低噪音轴流风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低噪音轴流风机，包括壳体、安装在壳体上的固定架、安装在固定架上的驱动电机、以及安装在驱动电机的转轴上的风轮，壳体内设置有一受控于驱动电机转动的转筒，转筒位于风轮和壳体之间，且转筒于壳体的出风口延伸至进风口；风轮上至少设置有四个叶片，叶片的后缘呈锯齿状结构设置，叶片的前缘呈波状结构设置，叶片两端面表面呈脊状结构设置。设置一个随风轮转动的转筒，如此，在风轮转动过程中，转筒可以有效降低对风轮的叶顶位置形成气压的影响，使风轮沿其径向上的气压变化减小，从而能够减少旋流和扰流的产生。而叶片的设置中，脊状结构的表面可以减小近壁区边界层的速度脉动压力，从而达到降低噪声的效果。

Description

低噪音轴流风机

技术领域

本发明涉及轴流风机的技术领域，特别涉及一种低噪音轴流风机。

背景技术

轴流风机是指当叶轮旋转时，气体从进风口轴向进入叶轮，受到叶轮上叶片的推挤而使气体的能量升高，然后流入导叶。导叶将偏转气流变为轴向流动，同时将气体导入扩压管，进一步将气体动能转换为压力能，最后引入工作管路的风机。

公开号为CN108194387A的中国专利公开了一种轴流风机，本发明具有外转子电机、固定架和叶轮；所述固定架具有外环体；所述外转子电机固定连接在固定架的中心；所述叶轮固定连接在外转子电机的外转子上；所述叶轮转动设置在外环体内；所述叶轮包括轮毂；所述轮毂上沿旋转轴线圆周分布有多个叶片；轮毂的中心设有供外转子电机的外转子穿过的通孔，轮毂上围绕通孔圆周分布有固定孔；所述外转子电机的外转子的圆周面上设有环形法兰连接盘；所述轮毂套装在外转子电机的外转子的外部，并通过连接螺栓穿过固定孔与环形法兰连接盘固定连接。

轴流风机在使用过程必可避免的会产生噪音，现已知根据形成原因和频率分布的不同，可将轴流风机的气动噪声分为离散噪声和宽频噪声。离散噪声又称为旋转噪声，产生机理是旋转叶片与周围气体周期性作用而导致压力脉动，从而辐射噪声。宽频噪声是在一定范围内各个频率下都具有声波能量的一种噪声，又称为涡流噪声，因为它与流动过程中的涡流密切相关。这两个噪音在风机工作过程中不可避免的会产生，而上述轴流风机其并不存在相应的降噪设计，导致该结构的轴流风机其使用噪音较大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种低噪音轴流风机，具有使用噪音低的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种低噪音轴流风机，包括壳体、安装在壳体上的固定架、安装在固定架上的驱动电机、以及安装在驱动电机的转轴上的风轮，所述壳体内设置有一受控于驱动电机转动的转筒，所述转筒位于风轮和壳体之间，且所述转筒于壳体的出风口延伸至进风口；

所述风轮上至少设置有四个叶片，叶片的后缘呈锯齿状结构设置，所述叶片的前缘呈波状结构设置，所述叶片两端面表面呈脊状结构设置。

如此设置，设置一个随风轮转动的转筒，如此，在风轮转动过程中，转筒可以有效降低对风轮的叶顶位置形成气压的影响，使风轮沿其径向上的气压变化减小，从而能够减少旋流和扰流的产生。而叶片的设置中，脊状结构的表面可以减小近壁区边界层的速度脉动压力，从而达到降低噪声的效果；而锯齿状和波状结构的设置，能够提高边界层的稳定性，从而显著的降低噪声性能，最大能够降低20dB以上。

进一步优选为：所述风轮上的叶片的叶顶与转筒内壁固定连接；所述转筒的外壁与壳体的内壁间设置有两连接轴承，两所述连接轴承分别位于转筒的两端。

如此设置，通过风轮来带动转筒转动，如此可以避免再设置单独的连接结构来将转筒与驱动电机的转轴连接，从而避免连接结构产生风阻和噪音；而轴承实现对转筒的支撑，使其能够非常平稳的转动，从而避免产生较大的噪音。

进一步优选为：所述壳体包括固定连接的直筒部和扩筒部，所述固定架安装在直筒部开口处，所述转筒的形状与壳体相同。

如此设置，使出风口呈扩口设置，能够降低噪音的产生。

进一步优选为：所述转筒位于进风口所在端设置有一段消音段，所述消音段上布设有贯穿转筒的消音孔。

如此设置，通过在转筒的消音段上设置消音孔来降低出风噪音。

进一步优选为：所述固定架包括与壳体连接的固定环以及用于安装驱动电机的连接臂，所述连接臂沿壳体轴心线方向向壳体另一端倾斜设置。

如此设置，首先能够使驱动电机位于转筒内，使其位于消音段中，消除转筒和固定架间的相互干扰。

进一步优选为：所述壳体相对消音段位置的内侧壁上设置有消音腔，所述消音腔的腔口处安装有橡胶振动膜。

如此设置，在消音孔的基础上，再设置消音腔和橡胶振动膜，在气压发生波动时，橡胶振动膜可以做出回应来进行补偿，从而使得气压更稳定；同时，也能够过胶振动膜的振动来抵消部分在该过程中产生的噪音，从而达到更好地降噪效果。

进一步优选为：所述壳体的出风口所在端设置有吸音结构，所述吸音结构包括设置在壳体侧壁上的吸音腔、封闭吸音腔腔口的网板、以及填充在吸音腔中的多孔吸音材料。

如此设置，主要对转筒与壳体间转动所产生的噪音进行吸收，同时，也可以对壳体内产生风噪进行吸收。

进一步优选为：所述叶片的前缘和后缘均呈刀锋状，所述叶片的整体厚度从前缘至后缘呈渐小设置。

如此设置，减少风轮在转动过程中产生的涡流，从而达到降噪效果。此外，对前缘进行加厚，该设计会降低通风量，但尾缘处速度变化较大，叶片宽度方向上的速度分量较小，对后缘的射流现象具有一定的缓解作用，从而减少涡流的产生，速度场分布和压力场分布更合理，流场更稳定，噪音会更小。

进一步优选为：所述叶片呈直板状，所述后缘上设置有安装槽，所述安装槽位于后缘的锯齿间，所述安装槽内安装有填充块，所述填充块采用多孔材料制成。

如此设置，可以对后缘处产生的噪音进行吸收，从而达到减少噪音效果，与不加多孔材料的常规设计相比，可以降低1.5dB左右的噪音。

进一步优选为：所述填充块上设置有一插杆，所述插杆的上垂直设置有一插槽；所述安装槽上设置有与插杆配合的插孔，所述叶片的叶顶端面上设置有与插孔连通的安装孔，所述安装孔上插设有一限位杆，所述限位杆与插槽配合固定填充块；所述叶片的叶顶端面上设置有两螺纹连接孔，其中一个所述螺纹连接孔设于安装孔的开口端，所述转筒上贯穿设置有穿孔，每个所述叶片与转筒间通过两固定螺栓穿过穿孔与螺纹连接孔连接。

如此设置，将填充块安装到锯齿状的槽口内，使插杆插入到插孔中，然后从安装孔处将限位杆插入，使限位杆与插槽配合即可完成填充块的固定，最后将固定螺栓安装到螺纹连接孔上即可对限位杆进行固定，同时，固定螺栓还能实也叶片与转筒间的连接。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过转筒、消音腔和吸音结构等设置的配额和使用，使得使用噪音较低；

2、在转筒转动的同时，设置螺旋叶片，提高送风量大；

3、采用特定的叶片结构设置，使其具有显著的降低噪声的性能；

4、多孔材料制成的填充块能够进一步降低噪音的产生。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图；

图2是本实施例的主剖视图；

图3是本实施例中风轮的结构示意图；

图4是本实施例中风轮的主视图；

图5是本实施例中叶片的局部结构示意图；

图6是本实施例中叶片的爆炸结构示意图。

图中，100、壳体；110、扩筒部；120、直筒部；130、消音腔；140、橡胶振动膜；200、固定架；210、固定环；220、连接臂；300、驱动电机；400、风轮；410、轮毂；420、叶片；421、叶根；422、叶顶；423、前缘；424、后缘；425、安装槽；426、插孔；427、安装孔；428、螺纹连接孔；430、填充块；431、插杆；4311、插槽；440、限位杆；450、固定螺栓；500、转筒；600、轴承；700、吸音结构；710、吸音腔；720、网板；730、多孔吸音材料；800、消音段；810、消音孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种低噪音轴流风机，如图1所示，包括壳体100、固定架200、驱动电机300、风轮400和转筒500，壳体100呈筒状结构，且其沿轴向分为直筒部120和扩筒部110，直筒部120和扩筒部110间呈一体设置，其中，扩筒部110的直径大的一端开口作为出风口、直筒部120的开口作为进风口。

固定架200包括固定环210和连接臂220，固定环210通过螺栓固定安装在直筒部120的进风口处。连接臂220设置为四个。结合附图2，连接臂220的一端固定连接在固定环210的内壁上、另一端沿轴向向出风口方向倾斜并与驱动电机300连接。

参照图3，风轮400包括轮毂410和六个叶片420，本实施例中叶片420设置为六个，绕轮毂410的中心线等间距固定安装在轮毂410的侧壁上。其中，轮毂410整体呈圆柱形。

叶片420的端面与轮毂410上过轴心线平面间呈相交且不垂直设置，使叶片420在工作时形成攻角以提高送风量。

参照图3和4，叶片420呈直板状，且叶片420从叶根421至叶顶422的宽度呈渐大设置。

参照图3和5，叶片420的整体厚度从前缘423至后缘424呈渐小设置,且叶片420的前缘423和后缘424均呈刀锋状。

参照图5和图6，叶片420的后缘424呈锯齿状结构设置，叶片420的前缘423呈波状结构设置，叶片420两端面表面呈脊状结构设置。

参照图6，后缘424上设置有安装槽425，安装槽425呈四边形结构设置、并位于后缘424的锯齿间，在安装槽425上设置有沿叶片420宽度方向设置的插孔426。

在安装槽425内安装有填充块430，填充块430采用多孔材料制成。在填充块430上设置有一插杆431，通过插杆431插入插孔426中将填充块430安装在安装槽425内。

在插杆431的上垂直设置有一插槽4311，叶片420的叶顶422端面上设置有与插孔426连通的安装孔427，安装孔427上插设有一限位杆440，将限位杆440插入到安装孔427中后，限位杆440穿过插杆431上的插槽4311，从而将填充块430固定住。

在叶片420的叶顶422端面上设置有两螺纹安装孔427，其中一个螺纹连接孔428设于安装孔427的开口端，转筒500上贯穿设置有穿孔（图中未示出），每个叶片420与转筒500间通过两固定螺栓450穿过穿孔与螺纹连接孔428连接。

参照图1和图2，风轮400上的叶片420的叶顶422与转筒500内壁固定连接，转筒500的结构和形状与壳体100相同，且与壳体100间同轴心设置，转筒500的一端与壳体100的出风口持平、另一端沿轴心线向进风口方向延伸至靠近固定架200。

在转筒500的两端外壁上均设置有一轴承600，轴承600的外壁与外壳的内壁连接，以此确保转筒500稳定的在壳体100内稳定转动。

如图1和图2所示，在扩筒部110的内壁上设置有吸音结构700，吸音结构700包括吸音腔710、网板720和多孔吸音材料730，吸音腔710呈环状开设在扩筒部110上，网板720盖设在扩筒部110的开口处将扩筒部110开口封盖，在网板720上均布有若干网孔，多孔吸音材料730为吸音棉、矿棉、聚氨酯泡沫等吸音材料中的一种，多孔吸音材料730填充在吸音腔710内。

转筒500位于进风口所在端设置有一段消音段800，消音段800位于转筒500的直筒段上，且风轮400的叶片420与消音段800所在位置固定连接。

在外壳的直筒部120上设置有消音腔130，消音腔130与消音段800相对设置，在消音腔130的开口处安装有橡胶振动膜140。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低噪音轴流风机，包括壳体（100）、安装在壳体（100）上的固定架（200）、安装在固定架（200）上的驱动电机（300）、以及安装在驱动电机（300）的转轴上的风轮（400），其特征是：所述壳体（100）内设置有一受控于驱动电机（300）转动的转筒（500），所述转筒（500）位于风轮（400）和壳体（100）之间，且所述转筒（500）于壳体（100）的出风口延伸至进风口；

所述风轮（400）上至少设置有四个叶片（420），叶片（420）的后缘（424）呈锯齿状结构设置，所述叶片（420）的前缘（423）呈波状结构设置，所述叶片（420）两端面表面呈脊状结构设置；

所述风轮（400）上的叶片（420）的叶顶（422）与转筒（500）内壁固定连接；所述转筒（500）的外壁与壳体（100）的内壁间设置有两连接轴承（600），两所述连接轴承（600）分别位于转筒（500）的两端；

所述叶片（420）呈直板状，所述后缘（424）上设置有安装槽（425），所述安装槽（425）位于后缘（424）的锯齿间，所述安装槽（425）内安装有填充块（430），所述填充块（430）采用多孔材料制成；

所述填充块（430）上设置有一插杆（431），所述插杆（431）的上垂直设置有一插槽（4311）；所述安装槽（425）上设置有与插杆（431）配合的插孔（426），所述叶片（420）的叶顶（422）端面上设置有与插孔（426）连通的安装孔（427），所述安装孔（427）上插设有一限位杆（440），所述限位杆（440）与插槽（4311）配合固定填充块（430）；所述叶片（420）的叶顶（422）端面上设置有两螺纹连接孔（428），其中一个所述螺纹连接孔（428）设于安装孔（427）的开口端，所述转筒（500）上贯穿设置有穿孔，每个所述叶片（420）与转筒（500）间通过两固定螺栓（450）穿过穿孔与螺纹连接孔（428）连接。

2.根据权利要求1所述的低噪音轴流风机，其特征是：所述壳体（100）包括固定连接的直筒部（120）和扩筒部（110），所述固定架（200）安装在直筒部（120）开口处，所述转筒（500）的形状与壳体（100）相同。

3.根据权利要求1所述的低噪音轴流风机，其特征是：所述转筒（500）位于进风口所在端设置有一段消音段（800），所述消音段（800）上布设有贯穿转筒（500）的消音孔（810）。

4.根据权利要求2所述的低噪音轴流风机，其特征是：所述固定架（200）包括与壳体（100）连接的固定环（210）以及用于安装驱动电机（300）的连接臂（220），所述连接臂（220）沿壳体（100）轴心线方向向壳体（100）另一端倾斜设置。

5.根据权利要求4所述的低噪音轴流风机，其特征是：所述壳体（100）相对消音段（800）位置的内侧壁上设置有消音腔（130），所述消音腔（130）的腔口处安装有橡胶振动膜（140）。

6.根据权利要求1所述的低噪音轴流风机，其特征是：所述壳体（100）的出风口所在端设置有吸音结构（700），所述吸音结构（700）包括设置在壳体（100）侧壁上的吸音腔（710）、封闭吸音腔（710）腔口的网板（720）、以及填充在吸音腔（710）中的多孔吸音材料（730）。

7.根据权利要求1所述的低噪音轴流风机，其特征是：所述叶片（420）的前缘（423）和后缘（424）均呈刀锋状，所述叶片（420）的整体厚度从前缘（423）至后缘（424）呈渐小设置。

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