CN118030556A - 一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及离心风机技术领域，具体公开了一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机，包括蜗壳、叶轮以及若干涡流发生器，蜗壳设置有出风口；叶轮可转动地设置于蜗壳的内部，若干涡流发生器等间距地分布于出风口的内侧壁，涡流发生器呈流线型结构；在出风口的任一内侧壁上，相邻两个涡流发生器的体积大小按照比例进行缩放。本发明解决了现有的离心风机中，蜗壳出风口处每个位置的涡流发生器尺寸大小都相同，但由于蜗壳出风口处每个位置受到的二次流影响不同，导致在抑制蜗壳整个出风口处二次流方面有一定局限性的问题。
Description
技术领域
本发明涉及离心风机技术领域，具体是一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机。
背景技术
小型高速离心风机是目前清洁电器领域的主要通风设备，其广泛应用于扫地机器人、吸尘器和洗地机等除尘场合，蜗壳作为离心风机的扩压部件，具备回收气流能量的重要作用，其风道结构对于风机的气动及噪声性能具有极大影响。由于蜗壳风道的变截面及非对称设计，使得气流的轴向不均匀性所导致了二次流的生成，加剧了叶轮出口流动的轴向不平衡，促使离心风机压力系数下降，从而降低了风机的气动性能。
为了解决上述问题，有现有技术公开了一种带涡流发生器的蜗壳，具体是在蜗壳的出风口处设置若干尺寸大小一致的涡流发生器，能够有效抑制蜗壳出风口处的二次流，但由于蜗壳出风口处每个位置受到的二次流影响不同，在蜗壳出风口处每个位置的涡流发生器尺寸大小都是相同的，使得蜗壳出风口处有些位置的涡流发生器不能有效应对对应位置受到的二次流影响，导致在抑制蜗壳整个出风口处二次流方面有一定的局限性。
发明内容
针对上述缺陷，本发明提出了一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机，目的在于解决现有的离心风机中，蜗壳出风口处每个位置的涡流发生器尺寸大小都相同，但由于蜗壳出风口处每个位置受到的二次流影响不同，导致在抑制蜗壳整个出风口处二次流方面有一定局限性的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机，包括蜗壳、叶轮以及若干涡流发生器，所述蜗壳设置有出风口；
所述叶轮可转动地设置于所述蜗壳的内部，若干所述涡流发生器等间距地分布于所述出风口的内侧壁，所述涡流发生器呈流线型结构；所述涡流发生器的高度通过单位长度D的七控制点5阶B样条曲线控制；在x-y-z坐标系中，所述涡流发生器的宽度通过单位长度D的一直线段与三控制点2阶B样条曲线相连接并关于y轴对称实现控制；
在所述出风口的任一内侧壁上，相邻两个所述涡流发生器的体积大小按照比例进行缩放，其中，比例/>满足/>=/>，h 1、h 2表示相邻两个所述涡流发生器的高度。
优选地，所述出风口的任一内侧壁上相邻两个所述涡流发生器的间距L满足以下公式：
；
其中，A表示蜗壳的出风口的任一内侧壁的最大宽度；表示蜗壳的出风口的任一内侧壁上涡流发生器的数量。
优选地，令控制所述涡流发生器高度的七个控制点分别为、/>、/>、/>、/>、/>和，控制点/>、/>和/>共线，/>与y轴共线，控制点/>位于z轴，且/>∥/>∥/>；
在所述出风口的任一内侧壁上，所述涡流发生器位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线的高度变化满足以下公式：
；
其中，h表示涡流发生器位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线的高度；H表示涡流发生器的最大高度，当涡流发生器的数量为奇数时，则H=/>，当涡流发生器的数量为偶数时，则H=/>且/>；A表示蜗壳的出风口的任一内侧壁的最大宽度；/>表示蜗壳的出风口的任一内侧壁的宽度。
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优选地，令和/>在y轴的投影点分别为/>和/>，控制所述涡流发生器宽度的三控制点分别为/>、/>和/>，控制点/>、/>和/>共线，控制点/>位于x轴，/>⊥y轴；
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优选地，所述涡流发生器位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线通过五控制点4阶B样条曲线关于z轴对称实现控制，令五控制点分别为/>、/>、/>、/>和/>，/>在y轴的投影点为/>，/>位于x-y平面，/>⊥/>，/>∥x-y平面；
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优选地，所述涡流发生器位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线通过四控制点3阶B样条曲线关于z轴对称实现控制，令四控制点分别为/>、/>、/>和/>，/>在y轴的投影点为/>，/>位于x-y平面，/>∥x-y平面；
的长度/>=/>，/>的长度=/>。
本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本方案中所述涡流发生器的尺寸大小随着位置的变化成规律变化，且在所述蜗壳的出风口的每个位置的涡流发生器尺寸大小都可根据对应位置受到的实际工况进行调整，使所述蜗壳的出风口的每个位置的涡流发生器都能有效抑制对应位置的二次流情况，避免了整个所述蜗壳的出风口在抑制二次流方面的局限性。
附图说明
图1是一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机的结构示意图；
图2是图1中A区域的局部放大图；
图3是本发明中涡流发生器三维型线示意图；
图4是本发明中涡流发生器数量为奇数时，涡流发生器位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线的高度变化函数图；
图5是本发明中涡流发生器数量为偶数时，涡流发生器位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线的高度变化函数图；
图6是本发明中涡流发生器高度型线示意图；
图7是本发明中涡流发生器宽度型线示意图；
图8是本发明中涡流发生器位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线示意图；
图9是本发明中涡流发生器位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线示意图。
其中，1、蜗壳；2、叶轮；3、涡流发生器；10、出风口；L、出风口的任一内侧壁上相邻两个涡流发生器的间距。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机，包括蜗壳1、叶轮2以及若干涡流发生器3，所述蜗壳1设置有出风口10；
所述叶轮2可转动地设置于所述蜗壳1的内部，若干所述涡流发生器3等间距地分布于所述出风口10的内侧壁，所述涡流发生器3呈流线型结构；所述涡流发生器3的高度通过单位长度D的七控制点5阶B样条曲线控制；在x-y-z坐标系中，所述涡流发生器3的宽度通过单位长度D的一直线段与三控制点2阶B样条曲线相连接并关于y轴对称实现控制；
在所述出风口10的任一内侧壁上，相邻两个所述涡流发生器3的体积大小按照比例进行缩放，其中，比例/>满足/>=/>，h 1、h 2表示相邻两个所述涡流发生器3的高度。
本方案的一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机，如图1和图3所示，由于若干所述涡流发生器3等间距地分布于所述出风口10的内侧壁，且在所述出风口10的任一内侧壁上，相邻两个所述涡流发生器3的体积大小按照比例进行缩放，使得所述涡流发生器3的尺寸大小随着位置的变化成规律变化。在所述蜗壳1的出风口10的每个位置的涡流发生器3尺寸大小都可根据对应位置受到的实际工况进行调整，使所述蜗壳1的出风口10的每个位置的涡流发生器3都能有效抑制对应位置的二次流情况，避免了整个所述蜗壳1的出风口10在抑制二次流方面的局限性。
进一步说明，所述涡流发生器3的高度通过单位长度D的七控制点5阶B样条曲线控制，本实施例中，七个控制点分别为、/>、/>、/>、/>、/>和/>，控制点/>、/>和/>共线，与y轴共线，控制点/>位于z轴，且/>∥/>∥/>。所述涡流发生器3的宽度通过单位长度D的一直线段与三控制点2阶B样条曲线相连接并关于y轴对称实现控制，本实施例中，/>和/>在y轴的投影点分别为/>和/>，三控制点分别为/>、/>和/>，控制点/>、/>和共线，控制点/>位于x轴，/>⊥y轴，所述涡流发生器3的宽度由单位长度D的直线段与/>、/>和/>三控制点2阶B样条曲线相连接并关于y轴对称实现。
优选的，所述出风口10的任一内侧壁上相邻两个所述涡流发生器3的间距L满足以下公式：
；
其中，A表示蜗壳1的出风口10的任一内侧壁的最大宽度；表示蜗壳1的出风口10的任一内侧壁上涡流发生器3的数量。
本实施例中，所述蜗壳1的出风口10的每个内侧壁上所述涡流发生器3的数量都不同，均为5-12个。如图2所示，通过设置相邻两个所述涡流发生器3的间距L满足以上公式，能够使所述涡流发生器3更好地抑制所述蜗壳1的出风口10的二次流。
优选的，令控制所述涡流发生器3高度的七个控制点分别为、/>、/>、/>、/>、/>和/>，控制点/>、/>和/>共线，/>与y轴共线，控制点/>位于z轴，且/>∥/>∥/>；
在所述出风口10的任一内侧壁上，所述涡流发生器3位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线的高度变化满足以下公式：
；
其中，h表示涡流发生器3位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线的高度；H表示涡流发生器3的最大高度，当涡流发生器3的数量为奇数时，则H=/>，当涡流发生器3的数量为偶数时，则H=/>且/>；A表示蜗壳1的出风口10的任一内侧壁的最大宽度；/>表示蜗壳1的出风口10的任一内侧壁的宽度。
本实施例中，当所述蜗壳1的出风口10任一内侧壁上涡流发生器3的数量为奇数时，所述涡流发生器3位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线的高度变化函数如图4所示；当所述蜗壳1的出风口10任一内侧壁上涡流发生器3的数量为偶数时，所述涡流发生器3位于过控制点/>且与x-z平面平行的截面型线的高度变化函数如图5所示。通过设置所述涡流发生器3的高度满足上述变化的规律，有利于使所述涡流发生器3更好地抑制所述蜗壳1的出风口10的二次流。
优选的，与y轴的距离/>=/>mm，/>与z轴的距离/>=mm，/>与y轴的距离/>=/>mm，/>与z轴的距离/>=mm，/>的长度/>=/>mm，/>的长度/>=/>mm，的长度/>=/>mm，其中，D=2~5mm。
本实施例中，如图6所示，通过对与y轴的距离、/>与z轴的距离、/>与y轴的距离、/>与z轴的距离、/>的长度、/>的长度以及/>的长度的限制，能够使所述涡流发生器3呈流线型结构，有利于空气流动，通过产生诱导涡抑制所述蜗壳1的出风口10的二次流，从而有效地降低气流噪声，提高风机工作性能。
优选的，令和/>在y轴的投影点分别为/>和/>，控制所述涡流发生器3宽度的三控制点分别为/>、/>和/>，控制点/>、/>和/>共线，控制点/>位于x轴，/>⊥y轴；
的长度/>=/>mm，/>的长度/>=/>mm。
本实施例中，如图7所示，通过对的长度以及/>的长度的限制，进一步使所述涡流发生器3呈流线型结构，从而有效地抑制所述蜗壳1的出风口10的二次流。
优选的，所述涡流发生器3位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线通过五控制点4阶B样条曲线关于z轴对称实现控制，令五控制点分别为/>、/>、/>、/>和/>，/>在y轴的投影点为/>，/>位于x-y平面，/>⊥/>，/>∥x-y平面；
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本实施例中，如图8所示，通过限制的长度、/>的长度以及/>的长度，进一步使所述涡流发生器3呈流线型结构，从而有效地抑制所述蜗壳1的出风口10的二次流。
优选的，所述涡流发生器3位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线通过四控制点3阶B样条曲线关于z轴对称实现控制，令四控制点分别为/>、/>、/>和/>，/>在y轴的投影点为/>，/>位于x-y平面，/>∥x-y平面；
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本实施例中，如图9所示，通过限制的长度以及/>的长度，进一步使所述涡流发生器3呈流线型结构，从而有效地抑制所述蜗壳1的出风口10的二次流。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机，其特征在于：包括蜗壳、叶轮以及若干涡流发生器，所述蜗壳设置有出风口；
所述叶轮可转动地设置于所述蜗壳的内部，若干所述涡流发生器等间距地分布于所述出风口的内侧壁，所述涡流发生器呈流线型结构；所述涡流发生器的高度通过单位长度D的七控制点5阶B样条曲线控制；在x-y-z坐标系中，所述涡流发生器的宽度通过单位长度D的一直线段与三控制点2阶B样条曲线相连接并关于y轴对称实现控制；
在所述出风口的任一内侧壁上，相邻两个所述涡流发生器的体积大小按照比例进行缩放，其中，比例/>满足/>= />，h 1、h 2表示相邻两个所述涡流发生器的高度。
2.根据权利要求1所述的一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机，其特征在于：所述出风口的任一内侧壁上相邻两个所述涡流发生器的间距L满足以下公式：
；
其中，A表示蜗壳的出风口的任一内侧壁的最大宽度；表示蜗壳的出风口的任一内侧壁上涡流发生器的数量。
3.根据权利要求1所述的一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机，其特征在于：令控制所述涡流发生器高度的七个控制点分别为、/>、/>、/>、/>、/>和/>，控制点/>、/>和共线，/>与y轴共线，控制点/>位于z轴，且/>∥/>∥/>；
在所述出风口的任一内侧壁上，所述涡流发生器位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线的高度变化满足以下公式：
；
其中，h表示涡流发生器位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线的高度；H表示涡流发生器的最大高度，当涡流发生器的数量为奇数时，则H=/>，当涡流发生器的数量为偶数时，则H=/>且/>；A表示蜗壳的出风口的任一内侧壁的最大宽度；/>表示蜗壳的出风口的任一内侧壁的宽度。
4.根据权利要求3所述的一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机，其特征在于：与y轴的距离/>=/>mm，/>与z轴的距离/>=/>mm，/>与y轴的距离/>=/>mm，/>与z轴的距离/>=/>mm，/>的长度/>=mm，/>的长度/>=/>mm，/>的长度/>=/>mm，其中，D=2~5mm。
5.根据权利要求4所述的一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机，其特征在于：令和/>在y轴的投影点分别为/>和/>，控制所述涡流发生器宽度的三控制点分别为/>、/>和/>，控制点/>、/>和/>共线，控制点/>位于x轴，/>⊥y轴；
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6.根据权利要求5所述的一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机，其特征在于：所述涡流发生器位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线通过五控制点4阶B样条曲线关于z轴对称实现控制，令五控制点分别为/>、/>、/>、/>和/>，/>在y轴的投影点为/>，/>位于x-y平面，/>⊥/>，/>∥x-y平面；
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7.根据权利要求6所述的一种使用带涡流发生器的蜗壳的离心风机，其特征在于：所述涡流发生器位于过控制点且与x-z平面平行的截面型线通过四控制点3阶B样条曲线关于z轴对称实现控制，令四控制点分别为/>、/>、/>和/>，/>在y轴的投影点为/>，/>位于x-y平面，/>∥x-y平面；
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