CN203570691U - 一种用于离心通风设备的扩压器及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及离心通风设备技术领域，特别涉及一种用于离心通风设备的扩压器；包括扩压器本体，扩压器本体上端面设有数个导流叶片，扩压器本体外周套接有周向定位环，周向定位环与扩压器本体具有间隙，其外侧壁设有消音槽，消音槽从周向定位环的上端面向周向定位环的下端面延伸，其深度为四分之一需降噪噪声的波长；本实用新型还提出一种电机，包括叶轮外罩以及如上述的扩压器，扩压器中周向定位环的外侧壁贴合于叶轮外罩的内侧壁，扩压器中消音槽与叶轮外罩的内侧壁形成上端开口的消音容腔；根据四分之一波长管消音原理，从而达到减小传统离心通风机气动噪声中叶轮通过频率离散噪声的目的。

Description

一种用于离心通风设备的扩压器及电机

技术领域

本实用新型涉及离心通风设备技术领域，特别涉及一种用于离心通风设备的扩压器及电机。

背景技术

一般现有的离心通风电机(吸尘器电机)的零件主要有叶轮外罩、叶轮、扩压器、轴承架、定子、转子、电机外壳等。高转速的离心通风电机噪声很大，一般在95dB，噪声一直是吸尘器亟待解决的问题之一；其噪声主要分为气动噪声、机械噪声和电磁噪声；而离心风机因叶轮旋转而产生的气动噪声较电磁噪声、机械噪声大很多，是其主要的噪声。在保证相同的输出功率下，想减小离心风机的气动噪声通常会很困难，且采取的降噪措施通常会造成风机效率的下降。

离心风机的气动噪声可分为叶轮通过频率离散噪声（即BPF）和宽频噪声。离散噪声在噪声频谱图上表现出较高的峰值，听起来很尖锐，对整体噪声的贡献最大。

离心通风电机的扩压器主要有叶片扩压器及无叶扩压器。叶片扩压器是利用叶片形成一定截面逐渐扩大的扩压流道，其可以起到很好的扩压效果，使得离心风机在工作点的效率有较大的提高。但是也因为扩压叶片的存在，会产生较大的离散气动噪音；无叶扩压器就是没有叶片而通过其他方式形成扩压流道，其气动噪声主要是宽频噪声，即不会出现明显的离散噪音频率，但其扩压效果通常较差，离心风机在工作点的效率较低。

离心风机为了保证流体按照一定的流道流动，会装配形成一定的管道。而气动噪声产生后也会按照这个流道传播，即可以按管道声学分析。管道噪声通常可使用各种阻抗式消音器来消音，以达到降噪的目的。但传统离心通风机因结构或者空间大小限制，使得阻抗式消音器不易布置。

实用新型内容

针对现有技术不足，本实用新型提出一种用于离心通风设备的扩压器，其与叶轮外罩配合使用，利用管道消音的原理，旨在解决如何减小传统离心通风机气动噪声中叶轮通过频率离散噪声的问题。

本实用新型提出的技术方案是：

一种用于离心通风设备的扩压器，包括扩压器本体，所述扩压器本体上端面设有数个导流叶片，所述扩压器本体外周套接有周向定位环，所述周向定位环与所述扩压器本体具有间隙，其外侧壁设有消音槽，所述消音槽从所述周向定位环的上端面向所述周向定位环的下端面延伸，其深度为四分之一需降噪噪声的波长。

进一步地，相邻所述导流叶片之间形成导流槽，所述消音槽设于所述周向定位环的外侧壁且位于所述导流槽出口处。

进一步地，所述消音槽环绕所述周向定位环的外侧壁分布。

进一步地，所述周向定位环与所述导流叶片之间设置有挡流板，所述挡流板一端连接于所述导流片的末端，另一端连接于所述周向定位环的内侧壁。

进一步地，所述扩压器本体下端面设有支撑轴承的轴承座。

进一步地，所述消音槽横截面呈矩形，其宽度≥1mm。

进一步地，所述间隙形成所述扩压器本体上端面的流体流向所述扩压器本体下端面的主流道，所述扩压器本体上端面的流体流入所述消音槽形成旁支流道，所述旁支流道与所述主流道相互平行。

进一步地，所述消音槽槽口处设有缺口，所述缺口在竖直方向的高度低于所述导流叶片上端面的高度。

根据上述的技术方案，本实用新型的扩压器有益效果：增加周向定位环，扩压器本体置于周向定位环内，扩压器本体与叶轮外罩配合使用，周向定位环的外侧壁紧贴于叶轮外罩的内侧壁，由于周向定位环的外侧壁设有消音槽，其深度为四分之一需降噪噪声的波长，消音槽与叶轮外罩的内侧壁形成上端开口的消音容腔，根据四分之一波长管消音原理，从而达到减小传统离心通风机气动噪声中叶轮通过频率离散噪声的目的。此外，将周向定位环融合到扩压器本体结构中，不增加原有扩压器本体结构空间，且对整机气动性能、效率均无影响。

本实用新型还提出一种电机，包括叶轮外罩以及如上述的扩压器，所述扩压器中的所述周向定位环的外侧壁贴合于所述叶轮外罩的内侧壁，所述扩压器中所述消音槽与所述叶轮外罩的内侧壁形成上端开口的消音容腔。

根据上述的技术方案，本实用新型的电机有益效果：周向定位环与叶轮外罩配合，周向定位环的消音槽与叶轮外罩的内侧壁形成上端开口的消音容腔，根据四分之一波长管消音原理，减小传统离心通风机气动噪声中叶轮通过频率离散噪声。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的扩压器正面的立体图；

图2是本实用新型实施例提供的电机的剖视图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是本实用新型实施例提供的扩压器反面的立体图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1～4所示，为本实用新型提供的一较佳实施例。

如图1所示，本实用新型实施例提出一种用于离心通风设备的扩压器100，包括扩压器本体1，扩压器本体1上端面设有数个导流叶片11，扩压器本体1外周套接有周向定位环2，周向定位环2与扩压器本体1具有间隙3，其外侧壁设有消音槽21，消音槽21从周向定位环2的上端面向周向定位环2的下端面延伸，其深度为四分之一需降噪噪声的波长。

参照图2，结合图1所示，扩压器100与叶轮外罩4配合使用，扩压器100中周向定位环2的外侧壁紧贴于叶轮外罩4的内侧壁，周向定位环2中的消音槽21与叶轮外罩4的内侧壁形成上端开口的消音容腔5，根据四分之一波长管消音原理，从而达到减小传统离心通风机气动噪声中叶轮通过频率离散噪声的目的。此外，将周向定位环2融合到扩压器本体1结构中，不增加原有扩压器本体1结构空间，且对整机气动性能、效率均无影响。

本实用新型实施中在扩压器本体1上增加了周向定位环2，周向定位环2内连接有扩压器本体1，在传统离心通风机中扩压器与叶轮外罩就具有空隙，为此，周向定位环2不会增加扩压器本体1在装配时所需的结构空间。

管道消音有阻式消音器、抗式消音器与混合消音器。抗式消音器通常包括赫尔姆兹消音器和四分之一波长管。赫尔姆兹消音器通常用来消除低频噪声，而四分之一波长管用来消除频率比较高的噪声。因叶轮通过频率BPF较高，故选用四分之一波长管消音。该种消音器只需是主管路旁支即可，其管长需为所消音频率波长的四分之一。四分之一波长消音管是安装在主管道上的一个封闭的管子，当声波传到旁支抗式消音器后，一部分入射波被反射回主管形成反射波，一部分入射波继续在主管传播形成透射波，还有一部分声波进入旁支消音器。在消音器内，入射进来的声波遇到边界时会将一部分波反射回消音器。在主管与消音器接口处，消音器内某些频率的反射声波与主管的入射声波相位相反，两个波相互抵消形成一个声压的节点或者使得入射波的幅值降低，从而起到消音的目的。

消音槽21的深度h计算公式为：h＝1/4λ。上述公式中，λ＝c/f，λ为所要降低噪音的波长，c为声波的声速，f为消音频率。扩压器100上消音槽21深度h是根据所要消音的频率确定，本实用新型实施例中，消音槽21对噪声最大成分消音，即叶片通过频率BPF，因一阶BPF频率为6200Hz左右，故可计算得消音槽21的深度h为13.5mm。

本实用新型实施例中，消音槽21的数量为14个。

如表1所示，采用14个消音槽21与没有消音槽21的电机测试噪声对比。

表1

	转速基频	1BPF（dB）	6300Hz中心频率（1/3倍频程）	SPL（dB）
					没有消音槽	573.4Hz	83.5	89.6	93.3
14个消音槽	568.8Hz	75.4	85.5	92.1

上述表1中1/3倍频程，6300Hz中心频率的频带范围为5620Hz～7080Hz；由表1可知，噪音最大的1BPF下降了8.1dB，整体噪音下降了1.2dB。

参照图1，结合图2所示，相邻导流叶片11之间形成导流槽111，消音槽21设于周向定位环2的外侧壁且位于导流槽111出口处。在电机200工作时，叶轮随电机主轴一起高速旋转，叶轮内的流体在离心力的作用下被甩向扩压器100，扩压器本体1中的导流槽111是流体流动的通道，并且流体流经扩压器后，速度下降，动能转换为静压能，最后流体经过电机外壳6流出。

离心风机的气动噪声主要在叶轮及叶轮出口处产生，其气动噪声源主要分布在叶轮与导流槽111的交界面上。将消音槽21设置在周向定位环2上并且位于导流槽111出口处，既可以使得消音槽21离气动噪声源较近，起到较好的消音效果，又不会影响导流槽111的扩压效果，即不会影响到性能。

如图1所示，消音槽21环绕周向定位环2的外侧壁分布。消音槽21设置在周向定位环2上，消音槽21环绕周向定位环2的外侧壁分布，正好为位于导流槽111的出口位置，即使得每个导流槽111出口处均有至少1个消音槽21。

如图1所示，周向定位环2与导流叶片11之间设置有挡流板22，挡流板22一端连接于导流叶片11的末端，另一端连接于周向定位环2的内侧壁。周向定位环2通过挡流板22固定连接在导流叶片11上，从而固定在扩压器本体1外周，导流叶片11还增加了导流叶片11的强度，并且减少了涡流区域，从而减少涡流量，一定程度上减少了噪声。

如图2和图4所示，扩压器本体1下端面设有支撑轴承7的轴承座12。在扩压器本体1外周增加周向定位环2：并轴承座12设于到扩压器本体1上，周向定位环2直接与电机外壳6配合实现轴向和径向定位，这样就可以省略传统的轴承架，减少了配合的累计误差，定位精度要比采用轴承架要高。去掉传统的轴承架，缩短了电机200轴向空间，减少零件数量，降低成本。

消音槽21横截面呈矩形，其宽度≥1mm。消音槽21槽口截面尺寸会对消音效果有一定的影响，本实用新型实施例中，因空间限制，消音槽21槽口截面尺寸取为2mmX10mm。

当然，消音槽21槽口截面也可以为其他尺寸，如3mmX6mm、3mmX3mm。

参照图3，结合图1所示，间隙3形成扩压器本体1上端面的流体流向扩压器本体1下端面的主流道31，扩压器本体1上端面的流体流入消音槽21形成旁支流道5a，旁支流道5a与主流道31相互平行。旁支流道5a也就是周向定位环2中的消音槽21与叶轮外罩4的内侧壁形成上端开口的消音容腔5；流体及声波传播的管道如图3的箭头所示，周向定位环2与叶轮外罩4装配后形成的四分之一波长的旁支流道5a，相对于主流道31来说，为主流道31的一个分支管路，且该旁支流道5a为盲孔。声波在此旁支流道5a盲孔末端形成反射波后，在主流道31的交汇处与主流道31中的声波干涉。四分之一波长的旁支流道5a，使得反射声波与主流道31的入射波在交汇处相位相反，即可降低消音频率的幅值。

如图1所示，消音槽21槽口处设有缺口212，缺口212在竖直方向的高度低于导流叶片11上端面的高度。相邻导流叶片11之间形成导流槽111，缺口212的高度在竖直方向低于导流叶片11上端面的高度，便于导流槽111中声波通过缺口212进入消音槽21中。

参照图2，结合图1所示，本实用新型实施例还提出一种电机200，包括叶轮外罩4以及上述的扩压器100，扩压器100中的周向定位环2的外侧壁贴合于叶轮外罩4的内侧壁，扩压器100中消音槽21与叶轮外罩4的内侧壁形成上端开口的消音容腔5。

扩压器100与叶轮外罩4配合使用，扩压器100中周向定位环2的外侧壁紧贴于叶轮外罩4的内侧壁，周向定位环2中的消音槽21与叶轮外罩4的内侧壁形成上端开口的消音容腔5，根据四分之一波长管消音原理，消音容腔5减小传统离心通风机气动噪声中叶轮通过频率离散噪声。此外，将周向定位环2融合到扩压器本体1结构中，不增加电机200结构空间，且对整机气动性能、效率均无影响。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于离心通风设备的扩压器，包括扩压器本体，所述扩压器本体上端面设有数个导流叶片，其特征在于，所述扩压器本体外周套接有周向定位环，所述周向定位环与所述扩压器本体具有间隙，其外侧壁设有消音槽，所述消音槽从所述周向定位环的上端面向所述周向定位环的下端面延伸，其深度为四分之一需降噪噪声的波长。

2.如权利要求1所述的一种用于离心通风设备的扩压器，其特征在于，相邻所述导流叶片之间形成导流槽，所述消音槽设于所述周向定位环的外侧壁且位于所述导流槽出口处。

3.如权利要求2所述的一种用于离心通风设备的扩压器，其特征在于，所述消音槽环绕所述周向定位环的外侧壁分布。

4.如权利要求1所述的一种用于离心通风设备的扩压器，其特征在于，所述周向定位环与所述导流叶片之间设置有挡流板，所述挡流板一端连接于所述导流片的末端，另一端连接于所述周向定位环的内侧壁。

5.如权利要求1所述的一种用于离心通风设备的扩压器，其特征在于，所述扩压器本体下端面设有支撑轴承的轴承座。

6.如权利要求1所述的一种用于离心通风设备的扩压器，其特征在于，所述消音槽横截面呈矩形，其宽度≥1mm。

7.如权利要求1所述的一种用于离心通风设备的扩压器，其特征在于，所述间隙形成所述扩压器本体上端面的流体流向所述扩压器本体下端面的主流道，所述扩压器本体上端面的流体流入所述消音槽形成旁支流道，所述旁支流道与所述主流道相互平行。

8.如权利要求1所述的一种用于离心通风设备的扩压器，其特征在于，所述消音槽槽口处设有缺口，所述缺口在竖直方向的高度低于所述导流叶片上端面的高度。

9.一种电机，包括叶轮外罩，其特征在于，还包括如权利要求1至8任一所述的扩压器，所述扩压器中的所述周向定位环的外侧壁贴合于所述叶轮外罩的内侧壁，所述扩压器中所述消音槽与所述叶轮外罩的内侧壁形成上端开口的消音容腔。

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