CN111156198A - 一种带阶梯变半径蜗舌的蜗壳及离心通风机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带阶梯变半径蜗舌的蜗壳，包括前盖板、后盖板、中间围板及蜗舌，在该宽度方向上，蜗舌被分割为五段，该蜗舌包括位于最中间的是第一变半径段蜗舌，两对称设置于第一变半径段蜗舌两侧的阶梯段蜗舌，及两对称设置于第一变半径段蜗舌两侧的第二变半径段蜗舌，第一变半径段蜗舌上中心位置的蜗舌半径为D2、且大于第一变半径段蜗舌上其他位置的蜗舌半径，则D＜D1＜1.5D，2D＜D2＜4D；蜗舌在宽度方向上的长度为L，第二变半径段蜗舌的长度为L1，则0.125L<L1<0.25L。通过该结构保证在P位置保持较小间隙，减小了气流在蜗舌两侧的扰动，保障空气的舒畅流动，增大风机效率，有效地缓冲气流冲击，降低噪音。本发明还涉及一种离心通风机。
Description
技术领域
本发明涉及一种蜗壳，尤其是一种带阶梯变半径蜗舌的蜗壳。
本发明涉及一种离心通风机，尤其是一种带阶梯变半径蜗舌的离心通风机。
背景技术
叶片式流体机械原理：叶片通过做旋转运动，将原动机产生的机械能传递给与之相互作用的气体，使提高压力。此类机械又分为离心式、轴流式、混流式几种。其中多翼离心式风机因具有较大的流量系数、高压力系数、小尺寸系数以及低噪声等突出优点，被广泛应用。
噪声是一种污染，会影响人们的日常生活与工作，降低劳动生产率。离心通风机在正常运转条件下的噪声为偶极子源，其主要由旋转噪声和涡流噪声组成。旋转噪声的产生机理：一由于气体在叶轮中流动时受叶片的打击，引起气体的压力脉动而产生噪声；二由于离心通风机叶道出口处会出现脱流区，气流不规律运动，且作用于蜗舌等部件产生压力脉动产生噪声。涡流噪声主要是由边界层的分离及径向间隙引起的噪声。
高速高压离心通风机噪声以旋转噪声为主，而传统离心式通风机一般为平直蜗舌结构，单一结构对噪声的降低限制较大，不利于产品的升级与进步。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种能有效降低运行噪音的带阶梯变半径蜗舌的蜗壳。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带阶梯变半径蜗舌的蜗壳，包括前盖板、后盖板、用于连接前盖板和后盖板的中间围板、及位于中间围板气流出口处的蜗舌，前盖板、后盖板和中间围板围成气流通道，所述蜗壳的宽度方向即为蜗舌的宽度方向，在该宽度方向上，蜗舌被分割为五段，该蜗舌包括位于最中间的是第一变半径段蜗舌，两对称设置于第一变半径段蜗舌两侧的阶梯段蜗舌，及两对称设置于第一变半径段蜗舌两侧、且与阶梯段蜗舌相接的第二变半径段蜗舌，第二变半径段蜗舌上与前盖板或后盖板相接处蜗舌半径为D，第二变半径段蜗舌上与阶梯段蜗舌相接处的蜗舌半径为D1，第一变半径段蜗舌上中心位置的蜗舌半径为D2、且大于第一变半径段蜗舌上其他位置的蜗舌半径，则D＜D1＜1.5D，2D＜D2＜4D；
蜗舌在宽度方向上的长度为L，第二变半径段蜗舌的长度为L1，则0.125L<L1<0.25L。
本发明的有益效果是：在蜗舌宽度方向上，从蜗舌一端至另一端，分别为第二变半径段蜗舌、阶梯段蜗舌、第一变半径段蜗舌、阶梯段蜗舌、第二变半径段蜗舌，且各蜗舌以第一变半径段蜗舌的中心位置对称。其中，第二变半径段蜗舌的蜗舌半径由D向D1渐变，阶梯段蜗舌的蜗舌半径始终保持为D1，而第二变半径段蜗舌的蜗舌半径两侧端部为D1且向中间D2渐变。蜗舌面向气流通道的表面为内表面，则蜗舌内表面的结构与蜗舌外表面的结构是对应的，即当蜗舌外表面结构隆起的时候、内表面结构相应凹陷。故第二变半径段蜗舌在蜗舌半径为D1位置距叶轮周缘的间隙为P1，在蜗舌半径D位置距叶轮周缘的间隙为P，则P1＞P。通过该结构保证第二变半径段蜗舌在P1位置保持较大间隙同时，保证在P位置保持较小间隙，减小了气流在蜗舌两侧的扰动，保障了空气的舒畅流动，增大风机效率。因此，在保证风机流量和风压不受损失的同时，有效地缓冲气流冲击，降低噪音。
进一步设置为：所述第一变半径段蜗舌由两侧端部向中心位置逐渐凸出、且形成平滑的曲面，第二变半径蜗舌有蜗舌半径D位置向蜗舌半径D1位置平滑过渡。蜗舌内表面和外表面在第一变半径段蜗舌和第二变半径蜗舌处平滑过渡，减少气流的冲撞，保障空气的舒畅流动，降低噪音，增大风机效率。
进一步设置为：在宽度方向上，所述蜗舌的厚度保持一致。保证蜗舌距离叶轮周缘的距离随蜗舌半径的尺寸结构变化而变化，进而改善蜗壳内在蜗舌位置的气流流动。
进一步设置为：在宽度方向上，所述蜗舌的厚度为0.5～6mm。
进一步设置为：所述蜗壳采用塑料一次注塑成型。因此加工难度和工艺大大降低，同时安装后也非常可靠。
进一步设置为：所述D为10mm，D1为12mm，D2为28mm，L为300mm，L1为45mm。此为优选的方案。
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种能有效降低运行噪音的带阶梯变半径蜗舌的离心通风机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种离心通风机，包括有蜗壳及安装于蜗壳内的叶轮，该蜗壳为前述的低噪蜗壳。
本发明的有益效果是：通过蜗舌上第二变半径段蜗舌结构的设置，保证第二变半径段蜗舌在P1位置保持较大间隙同时，保证在P位置保持较小间隙，减小了气流在蜗舌两侧的扰动，保障了空气的舒畅流动，增大风机效率。因此，在保证风机流量和风压不受损失的同时，有效地缓冲气流冲击，降低噪音。
再进一步设置为：所述离心通风机为双吸多翼离心通风机。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图。
图2为本发明实施例一另一视角的结构示意图。
图3为本发明实施例一另一视角的结构示意图，蜗舌部分为透视图。。
图4为本发明实施例一蜗舌的结构示意图。
图5为本发明实施例一蜗舌的主视图，以图3中气流出口为视角。
图6为本发明实施例一蜗舌的俯视图。
图7为本发明实施例一蜗舌的侧视图。
图8为本发明实施例一蜗舌的线条示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
如图1～7所示，本实施例为蜗壳1，该蜗壳1包括前盖板11、后盖板12、用于连接前盖板11和后盖板12的中间围板13、及位于中间围板13气流出口处的蜗舌2，前盖板11、后盖板12和中间围板13围成气流通道。蜗壳1的宽度方向即为蜗舌2的宽度方向，在该宽度方向上，蜗舌2被分割为五段，该蜗舌2包括位于最中间的是第一变半径段蜗舌21，两对称设置于第一变半径段蜗舌21两侧的阶梯段蜗舌22，及两对称设置于第一变半径段蜗舌21两侧、且与阶梯段蜗舌22相接的第二变半径段蜗舌23，第二变半径段蜗舌23上与前盖板11或后盖板12相接处蜗舌半径为D，第二变半径段蜗舌23上与阶梯段蜗舌22相接处的蜗舌半径为D1，第一变半径段蜗舌21上中心位置的蜗舌半径为D2、且大于第一变半径段蜗舌21上其他位置的蜗舌半径，则D＜D1＜1.5D，2D＜D2＜4D。本实施例中，D为10mm，D1为12mm，D2为28mm。蜗舌2在宽度方向上的长度为L，第二变半径段蜗舌23的长度为L1，则0.125L<L1<0.25L。本实施例中，L为300mm，L1为45mm。
本实施例中，第一变半径段蜗舌21由两侧端部向中心位置逐渐凸出、且形成平滑的曲面，第二变半径蜗舌23有蜗舌半径D位置向蜗舌半径D1位置平滑过渡。在加工过程中，因为知道某一段变半径蜗舌两端的蜗舌半径数值后，则两端之间自然弯曲、光滑过渡即可，只要关键点的蜗舌半径满足本实施例的需要，且由于整体尺寸较小，因此无需知道该段变半径蜗舌的曲率，只要顺势弯曲都能满足本方案需要。
在宽度方向上，蜗舌2的厚度保持一致，蜗舌2的厚度为2mm。其中，蜗舌2的厚度可以在0.5～6mm范围内选择。为了降低加工和工艺难度，蜗壳1采用塑料一次注塑成型。
如图8所示，叶轮3周缘采用一条直线表示，为了方便理解，采用线条示意蜗舌2的轮廓，结合图1～6以展示各段蜗舌的结构特点。第二变半径段蜗舌23在蜗舌半径为D1位置距叶轮周缘的间隙为P1，在蜗舌半径D位置距叶轮3周缘的间隙为P，则P1＞P。通过该结构保证第二变半径段蜗舌23在P1位置保持较大间隙同时，保证在P位置保持较小间隙，减小了气流在蜗舌两侧的扰动，保障了空气的舒畅流动，增大风机效率。因此，在保证风机流量和风压不受损失的同时，有效地缓冲气流冲击，降低噪音。
实施例二：本实施例为一种离心通风机，蜗壳1、叶轮3、框架、轴承、轴及电机，叶轮3包括叶片、中盘片，中盘片上设有轮毂，轴一端连接轮毂，另一端连接电机。其中蜗壳1采用实施例一所公开的蜗壳1。
噪音实验：针对实施例二与原模型(传统离心风机)的运转噪音，实验设计，将实施例二和原模型分别安置于同一隔音环境下，在风机对象的出口斜45度距离1m位置安放麦克风，通过麦克风采集测试对象在工作状态下的噪音值。
以上实验组中，组1、组2、组3均为实施例二的方案，唯一区别在于D、D1、D2、L、L1的选值上存在差异，而最终结果可发现，无论是组1、组2、还是组3所测得的噪声值均低于原模型的噪声值(至少3dB以上)。
Claims (8)
1.一种带阶梯变半径蜗舌的蜗壳，包括前盖板、后盖板、用于连接前盖板和后盖板的中间围板、及位于中间围板气流出口处的蜗舌，前盖板、后盖板和中间围板围成气流通道，其特征是：所述蜗壳的宽度方向即为蜗舌的宽度方向，在该宽度方向上，蜗舌被分割为五段，该蜗舌包括位于最中间的是第一变半径段蜗舌，两对称设置于第一变半径段蜗舌两侧的阶梯段蜗舌，及两对称设置于第一变半径段蜗舌两侧、且与阶梯段蜗舌相接的第二变半径段蜗舌，第二变半径段蜗舌上与前盖板或后盖板相接处蜗舌半径为D，第二变半径段蜗舌上与阶梯段蜗舌相接处的蜗舌半径为D1，第一变半径段蜗舌上中心位置的蜗舌半径为D2、且大于第一变半径段蜗舌上其他位置的蜗舌半径，则D＜D1＜1.5D，2D＜D2＜4D；
蜗舌在宽度方向上的长度为L，第二变半径段蜗舌的长度为L1，则0.125L<L1<0.25L。
2.根据权利要求1所述的带阶梯变半径蜗舌的蜗壳，其特征是：所述第一变半径段蜗舌由两侧端部向中心位置逐渐凸出、且形成平滑的曲面，第二变半径蜗舌有蜗舌半径D位置向蜗舌半径D1位置平滑过渡。
3.根据权利要求1所述的带阶梯变半径蜗舌的蜗壳，其特征是：在宽度方向上，所述蜗舌的厚度保持一致。
4.根据权利要求1所述的带阶梯变半径蜗舌的蜗壳，其特征是：在宽度方向上，所述蜗舌的厚度为0.5～6mm。
5.根据权利要求1所述的带阶梯变半径蜗舌的蜗壳，其特征是：所述蜗壳采用塑料一次注塑成型。
6.根据权利要求1所述的带阶梯变半径蜗舌的蜗壳，其特征是：所述D为10mm，D1为12mm，D2为28mm，L为300mm，L1为45mm。
7.一种离心通风机，包括有蜗壳及安装于蜗壳内的叶轮，其特征是：该蜗壳为权利要求1～6所述的低噪蜗壳。
8.根据权利要求7所述的离心通风机，其特征是：所述离心通风机为双吸多翼离心通风机。
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