CN112833049B - 一种消除啸叫声的集流器及离心风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除啸叫声的集流器，包括：进口段、出口段、凸点结构和凹孔结构，所述进口段处形成所述集流器的顶壁，所述集流器顶壁上设置集流器进口，所述气流从所述集流器进口流入；所述出口段处形成所述集流器的集流器壁面，所述凸点结构设置在所述出口段的集流器外侧壁面；所述凹孔结构设置在所述出口段的集流器壁面上。本发明通过在集流器出口与离心叶轮重叠区域设置凸点和凹孔，使得集流器与离心叶轮之间在重叠区域存在间隙，并使该间隙中的间隙气流通过凹孔后流入集流器内，可以很好地改善集流器出口与叶轮重叠部分间隙的流场分布，减小此处的涡流强度，消除异音，改善声品质。

Description

一种消除啸叫声的集流器及离心风机

技术领域

本发明涉及风机领域，具体涉及一种消除啸叫声的集流器及离心风机。

背景技术

在通风行业中，现有的离心风机集流器与离心叶轮采用套接，故而存在重叠区域，为了减小气体泄漏，两者之间的间隙很小，导致叶轮与集流器装配区域流场分布不均匀，使得此处的流场紊乱，产生涡流，容易产生啸叫声，也增大整机的噪声，同时重叠区域的间隙中仍然存在泄漏，从而进一步产生气动噪声。

公开号为CN207437452U的专利公开了一种用于离心风机的降噪集流器、离心风机和空调系统，所述降噪集流器包括：装配段，与所述离心风机的蜗壳结构相配合，用于固定集流器；导流段，与装配段相接，气流从集流器外部沿导流段被导流，且所述导流段包括迎风面和背风面；凹槽结构，开设于所述导流段的所述背风面上、且所述凹槽结构为盲槽。该专利中的凹槽结构为盲槽，因此集流器与离心叶轮之间的间隙气流并不能得到导流，无法解决叶轮进口附近流场分布不均匀的问题。

公开号为CN206958002U的专利涉及了一种降噪型径流式风机，包括蜗壳和设于蜗壳内的叶轮，叶轮的前后两端具有端圈，在蜗壳上安装有与风机进风口相对应的进风口圈，其特征在于：在端圈的外周设置有导流圈，并且，导流圈在叶轮的径向方向上外凸于端圈，在叶轮的轴线方向上向叶轮外部扩张。该降噪型径流式风机的导流圈在叶轮的径向方向上外凸于端圈，在叶轮轴线方向上向叶轮外侧部扩张，端圈处渐扩后可以减少局部损失和气流泄漏回流，同时，在高背压小流量工况下，导流圈处的高速射流还能进一步减少气流泄漏回流，进而提高风机效率。此外，在导流盘上设置通孔后，高速气流可以更好地导通风机轮盘与进风口圈之间的区域，减少叶轮进口与叶轮出口之间的压差，从而消除部分旋流以降低风机噪声。该专利中导流盘上虽然设置通孔，但是导流圈是应用在蜗壳结构上，且导流圈与端圈之间的装配方式与集流器和离心叶轮的装配方式并不相同，导流圈与端圈之间没有设置凸点结构用于增大导流圈与端圈之间的间隙，无法解决集流器与离心叶轮之间的间隙气流导出的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种消除啸叫声的集流器，通过在集流器出口与离心叶轮重叠区域设置凸点和凹孔，改善集流器与叶轮之间间隙的流场分布，使得该间隙中的气流可以通过小孔流入集流器，消弱间隙中的涡流，优化离心风机集流器出口和叶轮进口流场，降低离心风机啸叫声，改善风机的声品质。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种消除啸叫声的集流器，包括：进口段，所述进口段处形成所述集流器的顶壁，所述集流器顶壁上设置集流器进口，所述气流从所述集流器进口流入；出口段，所述出口段处形成所述集流器壁面，所述出口段与所述进口段的集流器进口圆弧过渡，所述出口段的末端为集流器出口，所述集流器壁面包括集流器外侧壁面和集流器内侧壁面，所述集流器外侧壁面与风轮套接，所述集流器内侧壁面形成所述集流器的流道；凸点结构，所述凸点结构设置在所述出口段的集流器外侧壁面；凹孔结构，所述凹孔结构设置在所述出口段的集流器壁面上。

优选地，所述顶壁为环形壁，所述顶壁包括内圈和外圈，所述集流器设置在所述顶壁的内圈中，所述集流器和所述顶壁的连接位置为集流器进风端，所述集流器的末端为集流器出风端，气流从所述集流器进风端流入，从所述集流器出风端流出。

优选地，所述顶壁为水平壁，所述顶壁的内圈朝着所述顶壁的中心沿轴向弯曲形成所述集流器，所述集流器包括单段圆弧壁或多段圆弧壁。

优选地，所述集流器外侧与离心叶轮相互重叠配合的区域为装配区，所述凸点结构和凹孔结构设置在所述装配区靠近集流器出口处的区域，这样的设置为了改善集流器与叶轮之间间隙的流场分布，使得该间隙中的气流可以通过小孔流入集流器，消弱间隙中的涡流强度，降低离心风机啸叫声，改善风机的声品质。

优选地，所述凸点结构和所述凹孔结构间隔设置，所述凸点结构和所述凹孔结构设置在所述出口段的同一水平横截面处。这样设计目的是为了改善集流器与离心叶轮之间间隙的流场分布，使得集流器与离心叶轮在装配区中存在的涡流能够通过凹孔流入到集流器流道内，同时凸点也能够把集流器外侧壁面附近的涡流打碎，降低间隙中涡流强度，从而达到降低离心风机啸叫声，改善风机声品质的目的。

优选地，所述凹孔结构为通孔，并贯穿所述集流器壁面。

优选地，所述出口段的型线为单圆弧、多圆弧、或样条曲线中的一种或多种组合。

优选地，所述出口段为管状，所述出口段的集流器呈流线型，所述出口段的厚度由气流入口向出口的方向保持不变或逐渐减薄。

优选地，所述出口段的内径由气流入口至出口的方向逐渐增大。

优选地，所述出口段的内径由气流入口至出口的方向先逐渐减小后逐渐增大

优选地，沿气流入口至出口方向所述出口段的轴向截面形式为单圆弧。

优选地，沿气流入口至出口方向所述出口段的轴向截面形式包括一水平段加一圆弧段。

优选地，所述出口段为多段圆弧，沿气流入口至出口方向其轴向截面形式包括多段圆弧段。

优选地，所述凸点结构在所述集流器外沿径向向外延伸突出设置，所述凸点结构沿气流流动方向的截面形状为圆形、椭圆形、菱形、三角形、多边形中的一种或者多种组合形状；所述凹孔结构为圆形、椭圆形、菱形、三角形、多边形中的一种或者多种组合形状。

优选地，所述凸点结构的形状为半球形，所述凹孔结构为圆形。

优选地，所述集流器与离心叶轮重叠的装配区高度为H，所述凸点结构在集流器上沿径向延伸突出的高度为h1和沿轴向延伸突出的高度为h2，0.2H＜h1＜H，0.2H＜h2＜H；所述凹孔结构的直径或沿轴向的最大高度为h3，0.2H＜h3＜H。

优选地，所述h1、h2和h3均相等或不相等。

更优选地，所述h1、h2和h3均相等。这样设置可以保证在出口段的同一水平横截面处，集流器和离心叶轮前盘之间的间隙距离与所述凹孔结构的孔径相同，从而进一步保证了间隙气流的流动。

优选地，所述凸点结构和凹孔结构设置一层。

优选地，在所述出口段的同一水平横截面处，所述凸点结构和所述凹孔结构依次等距或非等距间隔排布设置，每两个凸点结构之间设置一个凹孔结构。

优选地，在所述出口段的同一水平横截面处，相邻所述凸点结构和所述凹孔结构之间的间距逐渐增大或逐渐减小。

优选地，在所述出口段的同一水平横截面处，每两个凸点结构之间设置至少一个凹孔结构。

优选地，在所述出口段的集流器上沿轴向不同横截面上至少设置两层降噪结构，每层所述降噪结构包括若干个等距或非等距间隔排布设置的所述凸点结构和所述凹孔结构，每层所述降噪结构中的每两个凸点结构之间设置至少一个凹孔结构。

优选地，在所述出口段的集流器上沿轴向不同横截面上至少设置两层降噪结构，相邻两层降噪结构中的所述凸点结构和所述凹孔结构在轴向方向依次对应设置，即上层降噪结构中的凸点结构在轴向截面上与下层降噪结构中额度凹孔结构相对应设置，这样可以保证气流既可以从凸点结构位于同一横截面上的凹孔结构流出，也可以从位于其下方的同一轴向截面的凹孔结构流出。

优选地，所述凸点结构和所述凹孔结构的数量之和为m，则10≤m≤80。

优选地，所述凸点结构和所述凹孔结构的数量相同。

优选地，所述集流器材料为塑料或金属。

本发明的目的之二是提供一种离心风机，包括集流器、离心叶轮和电机，所述电机安装在所述离心叶轮的后盘中的电机安装孔中，所述集流器安装在所述离心叶轮的叶轮进口中，所述集流器为上述实施例所述的集流器。

本发明的有益效果：

本发明中的一种消除啸叫声的集流器，通过在集流器出口与离心叶轮重叠区域设置凸点和凹孔，所述凸点结构和凹孔结构设置在所述装配区靠近集流器出口处的区域，这样设置使得所述集流器出口与所述凸点结构和凹孔结构所处的位置存在一定的距离，同时所述凸点结构和所述凹孔结构设置在所述出口段的同一水平横截面处，设置凸点结构确保集流器和所述离心叶轮之间存在足够的间隙供气流流动，使得集流器与离心叶轮在装配区中存在间隙和供气流流动的凹孔，从而使得集流器与离心叶轮装配区域间隙中的气流可以通过凹孔结构流入集流器中，消弱间隙中的涡流强度，降低离心风机啸叫声，改善风机的声品质。

附图说明

图1为本发明一种消除啸叫声的集流器的结构示意图；

图2为本发明一种消除啸叫声的集流器的主视图；

图3为图2中的P处的局部示意图；

图4为本发明一种消除啸叫声的集流器和离心风轮装配后的结构示意图；

图5为本发明一种消除啸叫声的集流器和离心风轮装配后的局部结构示意图。

附图标记：

1—进口段，11—集流器进口，2—出口段，21—集流器出口，22—集流器外侧壁面，23—集流器内侧壁面，3—凸点结构，4—凹孔结构，5—离心叶轮；51—装配区。

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，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

如图1-3所示，一种消除啸叫声的集流器，所述集流器材料为塑料或金属，所述集流器包括：进口段1，所述进口段1处形成所述集流器的顶壁，所述集流器顶壁上设置集流器进口11，所述气流从所述集流器进口11流入；出口段2，所述出口段2处形成所述集流器壁面，所述出口段2与所述进口段1的集流器进口11圆弧过渡，所述出口段2的末端为集流器出口21，所述集流器壁面包括集流器外侧壁面22和集流器内侧壁面23，所述集流器外侧壁面22与风轮套接接触，所述集流器内侧壁面23形成所述集流器的流道；凸点结构3，所述凸点结构3设置在所述出口段2的集流器外侧壁面22；凹孔结构4，所述凹孔结构4设置在所述出口段2的集流器壁面上。

所述顶壁为环形壁，所述顶壁包括内圈和外圈，所述集流器设置在所述顶壁的内圈中，所述集流器和所述顶壁的连接位置为集流器进风端，所述集流器的末端为集流器出风端，气流从所述集流器进风端流入，从所述集流器出风端流出。所述顶壁为水平壁，所述顶壁的内圈朝着所述顶壁的中心沿轴向弯曲形成所述集流器，所述集流器包括单段圆弧壁或多段圆弧壁。所述出口段2为管状，所述出口段2的集流器呈流线型，所述出口段2的厚度由气流入口向出口的方向保持不变或逐渐减薄。所述出口段2的内径由气流入口至出口的方向先逐渐减小后逐渐增大。

所述出口段2的型线为单圆弧、多圆弧、或样条曲线中的一种或多种组合。

本实施例优化地，沿气流入口至出口方向所述出口段2的轴向截面形式为单圆弧。

如图4和5所示，所述集流器外侧与离心叶轮5相互重叠配合的区域为装配区51，所述凸点结构3和凹孔结构4设置在所述装配区51靠近集流器出口21处的区域。这样设置使得所述集流器出口21与所述凸点结构3和凹孔结构4所处的位置存在一定的距离，从而使集流器和所述离心叶轮5之间的气流能从凹孔结构4流到集流器流道内，降低叶轮与集流器装配区51内涡流强度，防止啸叫声的出现。

所述凸点结构3和所述凹孔结构4间隔设置，所述凸点结构3和所述凹孔结构4设置在所述出口段2的同一水平横截面处，所述凹孔结构4为通孔，并贯穿所述集流器。这样设计目的是为了改善集流器与离心叶轮5之间间隙的流场分布，使得集流器与离心叶轮5装配区51域间隙中的气流可以通过凹孔结构4流入集流器中，消弱间隙中的涡流，降低离心风机啸叫声，改善风机的声品质。

所述凸点结构3在所述集流器外沿径向向外延伸突出设置，所述凸点结构3沿气流流动方向的截面形状为圆形、椭圆形、菱形、三角形、多边形中的一种或者多种组合形状；所述凹孔结构4为圆形、椭圆形、菱形、三角形、多边形中的一种或者多种组合形状。本实施例优化地，所述凸点结构3的形状为半球形，所述凹孔结构4为圆形。

本实施例中，所述凸点结构3和凹孔结构4设置一层。所述集流器与离心叶轮5重叠的装配区51高度为H，所述凸点结构3在集流器上沿径向延伸突出的高度为h1和沿轴向延伸突出的高度为h2，0.2H＜h1＜H，0.2H＜h2＜H；所述凹孔结构4的直径或沿轴向的最大高度为h3，0.2H＜h3＜H。

所述h1、h2和h3均相等或不相等。本实施例优化地，所述h1、h2和h3均相等。这样设置可以保证在出口段2的同一水平横截面处，集流器和离心叶轮5前盘之间的间隙距离与所述凹孔结构4的孔径相同，从而进一步保证了间隙气流的流动。

在所述出口段2的同一水平横截面处，所述凸点结构3和所述凹孔结构4依次等距或非等距间隔排布设置，每两个凸点结构3之间设置一个凹孔结构4。

所述凸点结构3和所述凹孔结构4的数量相同。所述凸点结构3和所述凹孔结构4的数量之和为m，则10≤m≤80。

实施例2

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，所述出口段2的内径由气流入口至出口的方向逐渐增大。

实施例3

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，沿气流入口至出口方向所述出口段2的轴向截面形式包括一水平段加一圆弧段。

实施例4

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，所述出口段2为多段圆弧，沿气流入口至出口方向其轴向截面形式包括多段圆弧段。

实施例5

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，在所述出口段2的同一水平横截面处，相邻所述凸点结构3和所述凹孔结构4之间的间距逐渐增大或逐渐减小。

实施例6

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，在所述出口段2的同一水平横截面处，每两个凸点结构3之间设置至少一个凹孔结构4。

实施例7

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，在所述出口段2的集流器上沿轴向不同横截面上至少设置两层降噪结构(图中未示出)，每层所述降噪结构包括若干个等距或非等距间隔排布设置的所述凸点结构3和所述凹孔结构4，每层所述降噪结构中的每两个凸点结构3之间设置至少一个凹孔结构4。

本实施例优选地，在所述出口段2的集流器上沿轴向不同横截面上至少设置两层降噪结构，相邻两层降噪结构中的所述凸点结构3和所述凹孔结构4在轴向方向依次对应设置，即上层降噪结构中的凸点结构3在轴向截面上与下层降噪结构中额度凹点结构相对应设置，这样可以保证气流既可以从凸点结构3位于同一横截面上的凹孔结构4流出，也可以从位于其下方的同一轴向截面的凹孔结构4流出。

实施例8

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，所述凸点结构3和所述凹孔结构4的数量不相同。

如图4和5所示，一种离心风机，包括集流器、离心叶轮5和电机，所述电机安装在所述离心叶轮5的后盘中的电机安装孔中，所述集流器安装在所述离心叶轮5的叶轮进口中，所述集流器为上述实施例所述的集流器。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种消除啸叫声的集流器，其特征在于，包括：

进口段(1)，所述进口段(1)处形成所述集流器的顶壁，所述集流器顶壁上设置集流器进口(11)，气流从所述集流器进口(11)流入；

出口段(2)，所述出口段(2)处形成所述集流器壁面，所述出口段(2)与所述进口段(1)的集流器进口(11)圆弧过渡，所述出口段(2)的末端为集流器出口(21)，所述集流器壁面包括集流器外侧壁面(22)和集流器内侧壁面(23)，所述集流器外侧与风轮套接，所述集流器内侧壁面(23)形成所述集流器的流道；

凸点结构(3)，所述凸点结构(3)设置在所述出口段(2)的集流器外侧壁面(22)；

凹孔结构(4)，所述凹孔结构(4)设置在所述出口段(2)的所述集流器壁面上；

所述集流器外侧壁面(22)与离心叶轮相互重叠配合的区域为装配区(51)，所述凸点结构(3)和凹孔结构(4)设置在所述装配区靠近集流器出口(21)处的区域；

所述凹孔结构(4)为通孔，并贯穿所述集流器壁面。

2.根据权利要求1所述的一种消除啸叫声的集流器，其特征在于，所述凸点结构(3)和所述凹孔结构(4)间隔设置，所述凸点结构(3)和所述凹孔结构(4)设置在所述出口段(2)的同一水平横截面处。

3.根据权利要求1所述的一种消除啸叫声的集流器，其特征在于，所述出口段(2)的型线为单圆弧、多圆弧、或样条曲线中的一种或多种组合。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种消除啸叫声的集流器，其特征在于，所述凸点结构(3)在所述集流器外沿径向向外延伸突出设置，所述凸点结构(3)沿气流流动方向的截面形状为圆形、椭圆形、菱形、三角形、多边形中的一种或者多种组合形状；所述凹孔结构(4)为圆形、椭圆形、菱形、三角形、多边形中的一种或者多种组合形状。

5.根据权利要求4所述的一种消除啸叫声的集流器，其特征在于，所述集流器与离心叶轮重叠的装配区高度为H，所述凸点结构(3)在集流器上沿径向延伸突出的高度为h1和沿轴向延伸突出的高度为h2，0.2H＜h1＜H，0.2H＜h2＜H；所述凹孔结构(4)的直径或沿轴向的最大高度为h3，0.2H＜h3＜H。

6.根据权利要求1所述的一种消除啸叫声的集流器，其特征在于，在所述出口段(2)的同一水平横截面处，所述凸点结构(3)和所述凹孔结构(4)依次等距或非等距间隔排布设置，每两个凸点结构(3)之间设置一个凹孔结构(4)。

7.根据权利要求1所述的一种消除啸叫声的集流器，其特征在于，所述凸点结构(3)和所述凹孔结构(4)的数量之和为m，则10≤m≤80。

8.一种离心风机，包括集流器、离心叶轮(5)和电机，所述电机安装在所述离心叶轮(5)的后盘中的电机安装孔中，所述集流器安装在所述离心叶轮(5)的叶轮进口中，其特征在于，所述集流器为权利要求1～7任一项所述的集流器。

Images