CN111878457A - 具有降低噪音的送风组件及空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有降低噪音的送风组件及空调系统。送风组件包括：导流圈；风叶，设置于导流圈内，风叶的叶顶边沿与导流圈的内表面之间具有叶顶间隙；多个扰流齿结构，均设置于与叶顶间隙相对应的导流圈的内表面上，且所有扰流齿结构的齿顶指向风叶。本发明提供的具有降低噪音的送风组件及空调系统，在导流圈内部设置齿形的扰流齿结构，利用齿顶部分抑制涡流的产生，并且能够对产生的涡流进行分裂，从而减小了叶顶间隙的涡流产生的噪音，并且还能够利用扰流齿结构减小叶顶间隙的回流，增大了送风组件的风量，三个导流段能够减小气流的高速流动损失，增加了风叶进口处的进气量，减小了送风组件出口处的噪音。

Description

具有降低噪音的送风组件及空调系统
技术领域
本发明涉及气体输送装置的技术领域，特别是一种具有降低噪音的送风组件及空调系统。
背景技术
旋转机械所产生的噪声主要分为离散噪声与宽频噪声。其中，宽频噪声又称涡流噪声，主要是系统内的涡流所产生，占噪声总值比例较大，主要影响人耳听到的噪声大小。不仅如此，涡流还会给系统带来损失，降低送风组件的性能，现有技术中采用在导流圈的内壁和风叶上均设置凸台或凹槽结构来抑制叶顶间隙所产生的回流，但高速旋转的气流在凹凸狭缝中因高速流动而产生啸叫声的问题，并且还会因风叶高速旋转的原因在径向、轴向方向发生形变与颤振而产生干涉的问题。
发明内容
为了解决现有技术中涡流产生噪音并降低送风组件性能的技术问题，而提供一种能够抑制并分裂涡流从而减小噪音并增加送风组件性能的具有降低噪音的送风组件及空调系统。
一种送风组件，包括：
导流圈；
风叶，设置于所述导流圈内，所述风叶的叶顶边沿与所述导流圈的内表面之间具有叶顶间隙；
多个扰流齿结构，均设置于与所述叶顶间隙相对应的所述导流圈的内表面上，且所有所述扰流齿结构的齿顶指向所述风叶。
每一所述扰流齿结构包括多个条形齿，所有所述条形齿沿所述风叶的轴线方向并列设置，且所有所述条形齿的齿顶均指向所述风叶。
沿所述风叶的轴线方向，同一所述扰流齿结构中的所有所述条形齿的齿高逐渐减小。
所述扰流齿结构包括多个第一扰流齿组件和多个第二扰流齿组件，所有所述第一扰流齿组件和所有所述第二扰流齿组件间隔设置，且所述第一扰流齿组件的齿高变化方向与所述第二扰流齿组件的齿高变化方向相反。
所述第一扰流齿组件中的所述条形齿的齿高沿所述风叶的轴线的第一方向逐渐减小，所述第二扰流齿组件中的所述条形齿的齿高沿所述风叶的轴线的第二方向逐渐减小。
与所述叶顶间隙相对应的所述导流圈的内表面上形成有带状安装区域，所述带状安装区域的宽度为H，所述扰流齿结构的宽度为h，且h＜H＜2h，所有所述扰流齿结构均设置于所述带状安装区域中。
所述带状安装区域具有相对的第一边沿和第二边沿，所述第一扰流齿组件的边沿与所述第一边沿重合，所述第二扰流齿组件的边沿与所述第二边沿重合。
在同一个所述导流圈的轴线所处的平面上，所述第一扰流齿组件的投影和所述第二扰流齿组件的投影相重叠的部分尺寸小于一个所述条形齿的宽度。
所述条形齿的数量为三个。
所述扰流齿结构设置于与所述风叶的涡核相对应的导流圈上，其中所述风叶的涡核利用仿真软件获得。
所述带状安装区域的宽度大于或等于所述涡核的对应尺寸。
沿气流方向，所述导流圈包括依次设置的第一导流段和第二导流段，所述第一导流段呈喇叭状结构，且沿靠近所述第二导流段的方向，所述第一导流段的直径逐渐减小，所述第二导流段呈圆管状结构，且所述圆管状结构的直径与所述喇叭状结构的最小直径相等，所述扰流齿结构设置于所述第二导流段上。
所述第一导流段的截面为梯形，且所述第一导流段的梯形的底角角度范围为45°-90°。
所述第一导流段远离所述第二导流段的端部设置有第一倒圆结构，所述第一倒圆结构的半径范围为所述风叶的直径的0.26-0.3倍。
所述导流圈还包括第三导流段，所述第三导流段设置于所述第二导流段远离所述第一导流段的一端，且所述第三导流段呈喇叭状，且沿远离所述第二导流段的方向，所述第三导流段的直径逐渐增大。
所述第三导流段的截面为梯形，所述第三导流段的梯形的底角的角度范围为45°-90°。
所述第三导流段远离所述第二导流段的端部设置有第二倒圆结构，所述第二倒圆结构的半径为所述风叶的直径的0.08倍至0.15倍。
一种空调系统，包括上述的送风组件。
本发明提供的具有降低噪音的送风组件及空调系统，在导流圈内部设置齿形的扰流齿结构，利用齿顶部分抑制涡流的产生，并且能够对产生的涡流进行分裂，从而减小了叶顶间隙的涡流产生的噪音，并且还能够利用扰流齿结构减小叶顶间隙的回流，增大了送风组件的风量，三个导流段能够减小气流的高速流动损失，增加了风叶进口处的进气量，减小了送风组件出口处的噪音。
附图说明
图1为本发明提供的具有降低噪音的送风组件及空调系统的实施例的送风组件的结构示意图；
图2为本发明提供的具有降低噪音的送风组件及空调系统的实施例的送风组件的爆炸图；
图3为本发明提供的具有降低噪音的送风组件及空调系统的实施例的第一扰流齿组件和第二扰流齿组件的结构示意图；
图4为本发明提供的具有降低噪音的送风组件及空调系统的实施例的第一扰流齿组件和第二扰流齿组件的投影示意图；
图5为本发明提供的具有降低噪音的送风组件及空调系统的实施例的导流圈的单侧轮廓示意图；
图6为本发明提供的具有降低噪音的送风组件及空调系统的实施例的涡核的模拟示意图；
图中：
1、导流圈；2、风叶；3、扰流齿结构；4、条形齿；31、第一扰流齿组件；32、第二扰流齿组件；11、带状安装区域；12、第一导流段；13、第二导流段；14、第三导流段；15、第一倒圆结构；16、第二倒圆结构。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图6所示的送风组件，包括：
导流圈1；
风叶2，设置于所述导流圈1内，所述风叶2的叶顶边沿与所述导流圈1的内表面之间具有叶顶间隙，风叶2在旋转过程中对气流产生推动作用，而为了避免风叶2与导流圈1之间产生干涉而必须设置叶顶间隙，但是因为叶顶间隙的存在会产生涡流和回流，涡流就会产生涡流噪音，而回流会造成风叶2的风量损失；
多个扰流齿结构3，扰流齿结构3是刀刃形状的齿，从而能够利用刀刃的边沿的切割作用对涡流进行分裂，并且因齿是具有齿高的，能够减小风叶2和导流圈1之间的径向距离，也就是减小叶顶间隙的尺寸，产生篦齿封严的效果，从而实现扰流、抑制和分裂涡流以及减小回流产生的作用，所有所述扰流齿结构3均设置于与所述叶顶间隙相对应的所述导流圈1的内表面上，且所有所述扰流齿结构3的齿顶指向所述风叶2，也即多个扰流齿结构3均与所述风叶2进行对应，对叶顶间隙中的涡流进行抑制和分裂，从而有效的降低涡流产生的噪音，并且扰流齿结构3与风叶2的叶顶之间形成篦齿封严，从而有效的抑制回流的损失，从而增大送风组件的风量，提高效率。
所述风叶2优选为轴流风叶。
每一所述扰流齿结构3包括多个条形齿4，所有所述条形齿4沿所述风叶2的轴线方向并列设置，且所有所述条形齿4的齿顶均指向所述风叶2，特别的，每一所述条形齿4均为齿形状，具有齿顶、齿高、齿廓等结构，并且在齿顶部位构成刀刃形状。
沿所述风叶2的轴线方向，同一所述扰流齿结构3中的所有所述条形齿4的齿高逐渐减小，形成递减或递增形状，增加对涡流的分裂效果。
所述扰流齿结构3包括多个第一扰流齿组件31和多个第二扰流齿组件32，所有所述第一扰流齿组件31和所有所述第二扰流齿组件32间隔设置，且所述第一扰流齿组件31的齿高变化方向与所述第二扰流齿组件32的齿高变化方向相反。
所述第一扰流齿组件31中的所述条形齿4的齿高沿所述风叶2的轴线的第一方向逐渐减小，所述第二扰流齿组件32中的所述条形齿4的齿高沿所述风叶2的轴线的第二方向逐渐减小，也即按照第一方向来说，第一扰流齿组件31中的条形齿4的齿高是逐渐减小的，而第二扰流齿组件32中的条形齿4的齿高是逐渐增加的，从而使部分叶顶间隙是逐渐增加的，部分叶顶间隙是逐渐减小的，进一步的增加对涡流的分裂效果。
与所述叶顶间隙相对应的所述导流圈1的内表面上形成有带状安装区域11，所述带状安装区域11的宽度为H，所述扰流齿结构3的宽度为h，且h＜H＜2h，所有所述扰流齿结构3均设置于所述带状安装区域11中，带状安装区域11是指在导流圈1的内表面上划分出一个截面与导流圈1的端面相平行的环形，其宽度是指沿导流圈1的轴线方向上带状安装区域11的尺寸，扰流齿结构3的尺寸是指其内部所有条形齿4的齿根宽之和，或者说是扰流齿结构3沿导流圈1的轴线方向上的尺寸。
所述带状安装区域11具有相对的第一边沿和第二边沿，所述第一扰流齿组件31的边沿与所述第一边沿重合，所述第二扰流齿组件32的边沿与所述第二边沿重合，也即第一扰流齿组件31和第二扰流齿组件32呈上下交错式排布，拓宽了第一扰流齿组件31和第二扰流齿组件32的安装范围，使相邻的第一扰流齿组件31和第二扰流齿组件32能够产生剪切的形式，增加对涡流的分裂效果，并且上下交错式排布改变相位，减弱同相位的声波叠加，降低气流冲击内壁所产生的周期性涡流噪声。
在同一个所述导流圈1的轴线所处的平面上，所述第一扰流齿组件31的投影和所述第二扰流齿组件32的投影相重叠的部分尺寸小于一个所述条形齿4的宽度，从经过导流圈1的轴线的平面来看，能够看到四个独立的条形齿4和处于中部的两个条状凸起部分重叠的投影，并且投影的高度是逐渐增加然后逐渐减小的，增加对涡流的抑制和分裂的效果。
所述条形齿4的具体数量根据带状安装区域11和/或实际需要进行确定，优选为三个。
所述扰流齿结构3设置于与所述风叶2的涡核相对应的导流圈1上，其中所述风叶2的涡核利用仿真软件获得，如图6中的D表示的是仿真软件中模拟所获得的涡核位置，如利用数值模拟得出风叶2的吸力面表面的压力分布云图，从而确定风叶2的吸力面表面的压力最小处，也即涡核的所在位置，并且使扰流齿结构3与风叶2产生涡核的位置相对应，直接对涡核进行抑制和分裂，增加抑制和分裂的效果。
所述带状安装区域11的宽度大于或等于所述涡核的对应尺寸，即保证扰流齿结构3对涡流的抑制和分裂效果，同时避免扰流齿结构3对导流圈1内的气流产生影响。
沿气流方向，所述导流圈1包括依次设置的第一导流段12和第二导流段13，所述第一导流段12呈喇叭状结构，且沿靠近所述第二导流段13的方向，所述第一导流段12的直径逐渐减小，所述第二导流段13呈圆管状结构，且所述圆管状结构的直径与所述喇叭状结构的最小直径相等，所述扰流齿结构3设置于所述第二导流段13上，也即使导流圈1的进风部分(第一导流段12)形成渐缩形状，增加气流流速，从而增加风叶2的进风流量，减小附面层分离，而圆管状结构(第二导流段13)能够与扰流齿结构3相配合抑制叶顶间隙涡流和回流。
所述第一导流段12的截面为梯形，且所述第一导流段12的梯形的底角θ2角度范围为45°至90°，利用所呈的角度降低气流的损失，优选的底角θ2的角度范围为80°至82°。
所述第一导流段12远离所述第二导流段13的端部设置有第一倒圆结构15，所述第一倒圆结构15的半径范围为所述风叶2的直径的0.26-0.3倍，增加风机的进风量。
所述导流圈1还包括第三导流段14，所述第三导流段14设置于所述第二导流段13远离所述第一导流段12的一端，且所述第三导流段14呈喇叭状，且沿远离所述第二导流段13的方向，所述第三导流段14的直径逐渐增大，也即导流圈1的出风部分(第三导流段14)形成渐扩形状，气流在此处减速，动压逐渐转化成静压，减少了气流的高速流动损失。
所述第三导流段14的截面为梯形，所述第三导流段14的梯形的底角θ1的角度范围为45°至90°，降低风机的出口噪音，优选的，所述底角θ1的角度范围为86°至88°。
所述第三导流段14远离所述第二导流段13的端部设置有第二倒圆结构16，所述第二倒圆结构16的半径为所述风叶2的直径的0.08倍至0.15倍，降低风机的出口噪音。
一种空调系统，包括上述的送风组件。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种送风组件，其特征在于：包括：
导流圈(1)；
风叶(2)，设置于所述导流圈(1)内，所述风叶(2)的叶顶边沿与所述导流圈(1)的内表面之间具有叶顶间隙；
多个扰流齿结构(3)，均设置于与所述叶顶间隙相对应的所述导流圈(1)的内表面上，且所有所述扰流齿结构(3)的齿顶指向所述风叶(2)。
2.根据权利要求1所述的送风组件，其特征在于：每一所述扰流齿结构(3)包括多个条形齿(4)，所有所述条形齿(4)沿所述风叶(2)的轴线方向并列设置，且所有所述条形齿(4)的齿顶均指向所述风叶(2)。
3.根据权利要求2所述的送风组件，其特征在于：沿所述风叶(2)的轴线方向，同一所述扰流齿结构(3)中的所有所述条形齿(4)的齿高逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的送风组件，其特征在于：所述扰流齿结构(3)包括多个第一扰流齿组件(31)和多个第二扰流齿组件(32)，所有所述第一扰流齿组件(31)和所有所述第二扰流齿组件(32)间隔设置，且所述第一扰流齿组件(31)的齿高变化方向与所述第二扰流齿组件(32)的齿高变化方向相反。
5.根据权利要求4所述的送风组件，其特征在于：所述第一扰流齿组件(31)中的所述条形齿(4)的齿高沿所述风叶(2)的轴线的第一方向逐渐减小，所述第二扰流齿组件(32)中的所述条形齿(4)的齿高沿所述风叶(2)的轴线的第二方向逐渐减小。
6.根据权利要求4所述的送风组件，其特征在于：与所述叶顶间隙相对应的所述导流圈(1)的内表面上形成有带状安装区域(11)，所述带状安装区域(11)的宽度为H，所述扰流齿结构(3)的宽度为h，且h＜H＜2h，所有所述扰流齿结构(3)均设置于所述带状安装区域(11)中。
7.根据权利要求6所述的送风组件，其特征在于：所述带状安装区域(11)具有相对的第一边沿和第二边沿，所述第一扰流齿组件(31)的边沿与所述第一边沿重合，所述第二扰流齿组件(32)的边沿与所述第二边沿重合。
8.根据权利要求6所述的送风组件，其特征在于：所述扰流齿结构(3)设置于与所述风叶(2)的涡核相对应的导流圈(1)上。
9.根据权利要求8所述的送风组件，其特征在于：所述带状安装区域(11)的宽度大于或等于所述涡核的对应尺寸。
10.根据权利要求1所述的送风组件，其特征在于：沿气流方向，所述导流圈(1)包括依次设置的第一导流段(12)和第二导流段(13)，所述第一导流段(12)呈喇叭状结构，且沿靠近所述第二导流段(13)的方向，所述第一导流段(12)的直径逐渐减小，所述第二导流段(13)呈圆管状结构，且所述圆管状结构的直径与所述喇叭状结构的最小直径相等，所述扰流齿结构(3)设置于所述第二导流段(13)上。
11.根据权利要求10所述的送风组件，其特征在于：所述第一导流段(12)的截面为梯形，且所述第一导流段(12)的梯形的底角角度范围为45°至90°。
12.根据权利要求10所述的送风组件，其特征在于：所述第一导流段(12)远离所述第二导流段(13)的端部设置有第一倒圆结构(15)，所述第一倒圆结构(15)的半径范围为所述风叶(2)的直径的0.26-0.3倍。
13.根据权利要求10所述的送风组件，其特征在于：所述导流圈(1)还包括第三导流段(14)，所述第三导流段(14)设置于所述第二导流段(13)远离所述第一导流段(12)的一端，且所述第三导流段(14)呈喇叭状，且沿远离所述第二导流段(13)的方向，所述第三导流段(14)的直径逐渐增大。
14.根据权利要求13所述的送风组件，其特征在于：所述第三导流段(14)的截面为梯形，所述第三导流段(14)的梯形的底角的角度范围为45°至90°。
15.根据权利要求13所述的送风组件，其特征在于：所述第三导流段(14)远离所述第二导流段(13)的端部设置有第二倒圆结构(16)，所述第二倒圆结构(16)的半径为所述风叶(2)的直径的0.08倍至0.15倍。
16.一种空调系统，其特征在于：包括权利要求1至15中任一项所述的送风组件。
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