CN207111521U - 蜗壳和空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种蜗壳和空调器。该蜗壳对应风叶(5)设置，包括蜗喉、位于蜗喉上游侧的蜗喉上游壁面(1)和位于蜗喉下游侧的蜗喉下游壁面(2)，蜗喉上游壁面(1)设置有防回流凸起(3)，防回流凸起(3)朝向风叶(5)凸出。根据本实用新型的蜗壳和空调器，能够降低换热器侧气流流入阻力，增加蜗喉间隙最小处气流回流阻力，降低湍动能和噪音。

Description

蜗壳和空调器

技术领域

本实用新型属于空气调节技术领域，具体涉及一种蜗壳和空调器。

背景技术

风道噪音，普遍来源于气流在风道中对壁面的冲击及风叶旋转过程中气流涡旋的产生、扩散过程，尤其在风机的蜗喉和蜗壳区域，气流流经风叶后速度及涡旋能量均较大，噪音产生较大。消除蜗喉位置的噪音，一般是适当提升蜗喉间隙，使该位置的气流流动流畅，涡量和气流湍动能降低。日本专利(公开号)JP2015092073A中公开了一种蜗壳，该蜗壳在蜗喉间隙最小的位置下游区域设置有凸点结构，该专利声称可以破坏该位置的气流回流。

但在实际测试中发现，日本专利的上述方案，不但会阻碍气流顺利向下游流动，还会扰乱气流流畅的动压线，加剧涡流并导致噪音加剧。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种蜗壳和空调器，能够降低换热器侧气流流入阻力，增加蜗喉间隙最小处气流回流阻力，降低湍动能和噪音。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种蜗壳，对应风叶设置，包括蜗喉、位于蜗喉上游侧的蜗喉上游壁面和位于蜗喉下游侧的蜗喉下游壁面，蜗喉上游壁面设置有防回流凸起，防回流凸起朝向风叶凸出。

优选地，防回流凸起包括设置在防回流凸起的迎风侧的分流尖端。

优选地，防回流凸起的顶端距离其所在蜗喉上游壁面的高度为0.1至2mm。

优选地，沿空气的流动方向，防回流凸起在蜗喉上游壁面上错位排布。

优选地，沿空气的流动方向，任意三个相邻的防回流凸起呈三角形排布。

优选地，防回流凸起沿垂直于空气来流的方向成排布置，多排防回流凸起沿空气的来流方向间隔设置，相邻的两排防回流凸起错位设置。

优选地，蜗喉上游壁面上还设置有凹陷结构，凹陷结构位于防回流凸起的背风侧。

优选地，分流尖端具有两个对来流进行分流的分流侧面，分流尖端的两个分流侧面形成第一夹角，凹陷结构的中心位于第一夹角的角平分线上。

优选地，凹陷结构的中心与防回流凸起的重心构成的直线与来流方向平行。

优选地，凹陷结构的深度为0.1至1mm。

优选地，防回流凸起为三角形凸起，三角形凸起的尖端正对迎风面。

优选地，凹陷结构为圆形，三角形凸起与凹陷结构满足如下关系：

0<H1<d且0<H3<H2；

其中，H1为沿空气流动方向上相邻最近的顶部三角形凸起与底部三角形凸起重心的横向间距、H2为沿空气流动方向上相邻最近的顶部三角形凸起与底部三角形凸起重心的纵向间距、H3为三角形凸起重心与其后端凹陷结构中心的纵向间距、d为沿空气流动方向上的两个底部三角形凸起重心的横向间距。

优选地，三角形凸起与凹陷结构还满足如下关系：

0<H2<2d或R<2D1；

其中，D1为三角形凸起结构的底部宽度、R为凹陷结构的圆直径。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种空调器，包括蜗壳和风叶，该蜗壳为上述的蜗壳，蜗壳罩设在风叶外，并与风叶之间形成风道。

本实用新型提供的蜗壳，对应风叶设置，包括蜗喉、位于蜗喉上游侧的蜗喉上游壁面和位于蜗喉下游侧的蜗喉下游壁面，蜗喉上游壁面设置有防回流凸起，防回流凸起朝向风叶凸出。该蜗壳上的防回流凸起位于蜗喉上游的气流回流区域，能够降低换热器侧气流流入阻力，增加蜗壳与风叶之间所形成的蜗喉的最小间隙处的回流阻力，打乱该区域的大涡，形成较多量的小型涡街，从而降低空气流动过程中的湍动能和噪音。

附图说明

图1是现有技术中的贯流风机气流流动云图的灰度图；

图2是现有技术中的贯流风机蜗喉区域气流流向矢量图的灰度图；

图3是本实用新型实施例的蜗壳的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的蜗壳的气流流向结构图；

图5是本实用新型实施例的蜗壳的防回流凸起和凹陷结构的分布结构示意图；

图6是本实用新型实施例的空调器的结构示意图；

图7是本实用新型实施例的空调器的蜗壳和风叶之间的气流流动结构示意图。

图中附图标记表示为：

1、蜗喉上游壁面；2、蜗喉下游壁面；3、防回流凸起；4、凹陷结构；5、风叶；6、蜗壳；7、换热器；a、蜗喉间隙最小处。

具体实施方式

上述的日本专利，在实际的应用过程中，并不能起到其所声称的作用，相反，从一定程度上起到了加剧空调噪音的问题，因此，申请人对此进行了分析和研究，通过图1和图2的实验和仿真模拟可以看出，在蜗壳的实际应用中，蜗喉区域回流发生的位置并不在该专利所示位置，而在蜗喉间隙最小位置的上游区域，而下游区主要是单一方向的顺流，并不会造成较大的回流噪音。如果依照日本该专利的布置方式，不但会阻碍气流顺利向下游流动，还会扰乱气流流畅的动压线，加剧涡流并导致噪音加剧。基于此，申请人提出了本实用新型的技术方案。

结合参见图3至图7所示，根据本实用新型的实施例，蜗壳对应风叶5设置，蜗壳包括蜗喉、位于蜗喉上游侧的蜗喉上游壁面1和位于蜗喉下游侧的蜗喉下游壁面2，蜗喉上游壁面1的朝向风叶5的一侧设置有防回流凸起3。

该蜗壳上的防回流凸起3位于蜗喉上游的气流回流区域，在不改变蜗喉间隙的前提下，能够降低换热器侧气流流入阻力，增加蜗壳与风叶之间所形成的蜗喉的最小间隙处的回流阻力，打乱该区域的大涡，形成较多量的小型涡街，从而降低空气流动过程中的湍动能和噪音。其中蜗喉间隙最小a处具有引导上游气流进入贯流区，并阻碍下游气流回流的作用。

优选地，防回流凸起3包括设置在防回流凸起3的迎风侧的分流尖端。防回流凸起3在其迎风面侧设置分流尖端，能够对进入的气流起到分流和导流作用，减小防回流凸起3对气流的流动阻力，使得空气可以经防回流凸起3顺利地向着蜗喉下游流动，减少乱流和紊流的产生，起到对空气的整流作用，提高空气的流动效率。该分流尖端朝着空气来流的方向截面逐渐减小，分流尖端迎风的两个分流侧面可以为直面，也可以为弧面，当两个分流侧面为直面时，两个分流侧面之间的分流夹角例如为10°至70°，优选地，该分流夹角为30°，能够防止分流夹角过小而起不到有效的降低气流流入阻力的作用，也防止分流夹角过大而对气流造成过大阻碍，导致气流出现紊流或乱流。

防回流凸起3的高度为0.1至2mm，该高度为防回流凸起3的顶端与其所在的蜗喉上游壁面1之间的高度。优选地，防回流凸起3的高度为1mm，从而避免防回流凸起3的高度过高而造成防回流凸起3与风叶5之间的间距过小，对气流造成过大阻力，影响最小蜗喉间隙处的静压分布，也可以防止防回流凸起3的高度过低而无法起到有效的防回流作用。

参见表1所示：

表1中为防回流凸起3对宽频噪音值的影响仿真数据表，从表1中可以看出，采用防回流凸起3之后，相对于无凸起结构的蜗壳而言，噪音均有明显降低，涡量值也明显降低，当防回流凸起3的高度为1mm时，降噪效果最佳。

优选地，沿空气的流动方向，防回流凸起3在蜗喉上游壁面1上错位排布。由于防回流凸起3在蜗喉上游壁面1上错位排布，因此能够形成层层阻碍，使得防回流凸起3的分布区域更加合理，形成更加密集有效的防回流结构，使得防回流凸起能够更加有效地增加气流从蜗喉间隙最小处向蜗喉上游壁面1流动的阻力，通过错位的防回流凸起3更加有效地打乱该区域的较大涡街，形成较多量的较小涡街，降低湍动能和噪音。

优选地，沿空气的流动方向，任意三个相邻的防回流凸起3呈三角形排布。

优选地，防回流凸起3沿垂直于空气来流的方向成排布置，多排防回流凸起3沿空气的来流方向间隔设置，相邻的两排防回流凸起3错位设置。将防回流凸起3沿着垂直于空气来流的方向成排布置，可以在实现阻碍回流的同时，不引起该位置的气流在风叶轴向未知产生显著不对称性流动，避免气流沿贯流风叶轴向运动导致风机喘振并产生异响等问题。

在本实施例中，蜗喉上游壁面1上还设置有凹陷结构4，凹陷结构4位于防回流凸起3的背风侧。当防回流凸起3打乱蜗喉上游区域的较大涡街后，将较大涡街分解成较多数量的较小涡街，较小涡街在蜗喉上游壁面1所在区域流动过程中，进入到防回流凸起3后面的凹陷结构4中，通过凹陷结构4增加较小涡街扩散过程中的阻力，从而达到整流降噪的目的。仿真结果表明，采用该蜗壳结构后，宽频噪音总值可降低0.8dB(A)。

优选地，分流尖端具有两个对来流进行分流的分流侧面，分流尖端的两个分流侧面形成第一夹角，凹陷结构4的中心位于第一夹角的角平分线上。将凹陷结构4的中心设置在第一夹角的角平分线上，可以使得两个分流侧面对于流动至凹陷结构4的空气进行分流，使得经分流侧面进行分流之后从两侧进入到凹陷结构4内的气流分配更加均匀，在凹陷结构4内能够分解的更加彻底，提高整流降噪的效果。

优选地，凹陷结构4的中心与防回流凸起3的重心构成的直线与来流方向平行，可以使得防回流凸起3与凹陷结构4的位置关系更加合理，能够使气流的流动更加顺畅，分流更加快速，气流分配更加均匀，且防回流凸起3与凹陷结构4的协调性更好，进一步提升防回流效果，提高整流降噪效果。

在本实施例中，防回流凸起3为三角形凸起，三角形凸起的尖端正对迎风面。优选地，三角形凸起为等腰三角形凸起，且等腰三角形凸起的两个等腰侧形成迎风面，从而使得空气流经该三角形凸起时，所形成的分流作用更加均衡，空气流动分配更加均匀。该防回流凸起3也可以为圆柱体，在该圆柱体的迎风侧设置有三角形分流尖端，对空气来流进行有效分流。该防回流凸起3也可以为其他形状的结构。

优选地，凹陷结构4的中心与三角形凸起的重心构成的直线与来流方向平行。由于凹陷结构4的中心与三角形凸起的重心构成的直线与来流方向平行，因此，可以使得经三角形凸起进行分流的气流能够均匀进入到三角形凸起后侧的凹陷结构4内，且从两侧进入到凹陷结构4内的气流流量和动能均大致均衡，使得凹陷结构4能够更加方便地将大的涡街分解为多个小的涡街，容纳并迟滞小的涡街，阻碍分解后的小的涡街扩散并进入贯流区，提高气流的流动效果，且分解后的涡街大小更加均匀，分解效率更高，能够更加有效第降低由此产生的湍动能和噪音。

优选地，凹陷结构4的深度为0.1至1mm。更优选地，凹陷结构4的深度为0.5mm，可以提高较优深度的凹陷，提高凹陷结构4对大型涡街的分解效果，提高蜗壳的降噪效果。

如表2所示，为采用高度为1mm的防回流凸起时，凹陷结构后对宽频噪音值的影响仿真数据表

从表2中可以看出，防回流凸起高度确定之后，增加凹陷结构后，涡量值有明显降低，且凹陷深度达到一定数值后，噪音也有明显降低，特别是凹陷深度为0.5mm时，降噪效果更佳明显。

因此，采用防回流凸起和凹陷结构相配合的结构后，其整流降噪效果更优。

优选地，凹陷结构4为圆形，三角形凸起与凹陷结构4满足如下关系：

0<H1<d且0<H3<H2；

其中，H1为沿空气流动方向上相邻最近的顶部三角形凸起与底部三角形凸起重心的横向间距、H2为沿空气流动方向上相邻最近的顶部三角形凸起与底部三角形凸起重心的纵向间距、H3为三角形凸起重心与其后端凹陷结构4中心的纵向间距、d为沿空气流动方向上的两个底部三角形凸起重心的横向间距。

0<H1<d是确保三角形凸起与凹陷组合能与相邻排数之间的相应组合能够错开，增加回流阻断面积，达到有效阻碍回流的目的。

0<H2<2d是与0<H1<d相组合，让最近的三组三角形凸起与凹陷组合能够形成介于等腰直角三角形和等边三角形之间的三角形，该组合能较大程度的利用空间，即在有限空间内尽量多的布置消声组合。

三角形凸起与凹陷结构4还可以满足如下关系：0<H2<2d或R<2D1；其中，D1为三角形凸起结构的底部宽度、R为凹陷结构4的圆直径，其中底部是指三角形凸起的背风侧所在的底边。

0<H3<H2是为了确保圆形凹陷结构与三角形凸起结构后侧的距离合适，如果距离太远，细小涡街涡街根本进不去，如果距离太近，则容易与凸起结构相互作用产生啸叫声。

R<2D1是为了避免圆形凹陷触及相邻凸起结构的尖端，避免圆形凹陷与尖端之间产生啸叫声，提高整流降噪效果。

该结构能够使得三角形凸起和凹陷结构4的排布更加合理，对涡街的分解效果更好，且可以更加有效地阻碍下游气流向上游回流，形成更加良好的消声配合结构组，进一步提高蜗壳的降噪效果。

凹陷结构也可以为椭圆凹陷、三角形凹陷、矩形凹陷或者是其他形状的凹陷。

当凹陷结构为椭圆凹陷时，R为椭圆凹陷的长轴长度；当凹陷结构为矩形时，R为矩形底边；当凹陷结构为三角形凹陷时，R为三角形底边，其中各底边均是指位于凹陷结构的背风侧的边。

本实用新型的蜗壳的工作原理如下：气流从外界进入蜗喉区域时，靠近风叶5的气流顺利经蜗喉型线进入贯流区，靠近蜗喉壁面的区域顺利穿过三角形凸起并进入蜗喉区域，在蜗喉最小区域及局部上游产生的回流在向上游发展过程中，碰见三角形凸起结构，阻碍了回流继续向上游发展，中断了蜗喉区域的大型涡街，并使生成的小型涡街返回并收集进入圆形凹陷结构内，小型涡街局限于凹陷结构内扩散并逐渐降低能量，最后消失，从而实现了蜗喉区域噪音的降低。

根据本实用新型的实施例，空调器包括蜗壳6和风叶5，该蜗壳6为上述的蜗壳，蜗壳罩设在风叶5外，并与风叶5之间形成风道。

空调器还包括换热器7，换热器7形成凹陷，蜗壳6和风叶5设置在换热器7所形成的凹陷内。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述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。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (14)

1.一种蜗壳，对应风叶(5)设置，其特征在于，包括蜗喉、位于所述蜗喉上游侧的蜗喉上游壁面(1)和位于所述蜗喉下游侧的蜗喉下游壁面(2)，所述蜗喉上游壁面(1)设置有防回流凸起(3)，所述防回流凸起(3)朝向所述风叶(5)凸出。

2.根据权利要求1所述的蜗壳，其特征在于，所述防回流凸起(3)包括设置在防回流凸起(3)的迎风侧的分流尖端。

3.根据权利要求2所述的蜗壳，其特征在于，所述防回流凸起(3)的顶端距离其所在蜗喉上游壁面(1)的高度为0.1至2mm。

4.根据权利要求2所述的蜗壳，其特征在于，沿空气的流动方向，所述防回流凸起(3)在所述蜗喉上游壁面(1)上错位排布。

5.根据权利要求4所述的蜗壳，其特征在于，沿空气的流动方向，任意三个相邻的所述防回流凸起(3)呈三角形排布。

6.根据权利要求4所述的蜗壳，其特征在于，所述防回流凸起(3)沿垂直于空气来流的方向成排布置，多排所述防回流凸起(3)沿空气的来流方向间隔设置，相邻的两排所述防回流凸起(3)错位设置。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的蜗壳，其特征在于，所述蜗喉上游壁面(1)上还设置有凹陷结构(4)，所述凹陷结构(4)位于所述防回流凸起(3)的背风侧。

8.根据权利要求7所述的蜗壳，其特征在于，所述分流尖端具有两个对来流进行分流的分流侧面，所述分流尖端的两个分流侧面形成第一夹角，所述凹陷结构(4)的中心位于所述第一夹角的角平分线上。

9.根据权利要求8所述的蜗壳，其特征在于，所述凹陷结构(4)的中心与所述防回流凸起(3)的重心构成的直线与来流方向平行。

10.根据权利要求7所述的蜗壳，其特征在于，所述凹陷结构(4)的深度为0.1至1mm。

11.根据权利要求7所述的蜗壳，其特征在于，所述防回流凸起(3)为三角形凸起，所述三角形凸起的尖端正对迎风面。

12.根据权利要求11所述的蜗壳，其特征在于，所述凹陷结构(4)为圆形，所述三角形凸起与所述凹陷结构(4)满足如下关系：

0<H1<d且0<H3<H2；

其中，H1为沿空气流动方向上相邻最近的顶部三角形凸起与底部三角形凸起重心的横向间距、H2为沿空气流动方向上相邻最近的顶部三角形凸起与底部三角形凸起重心的纵向间距、H3为三角形凸起重心与其后端凹陷结构(4)中心的纵向间距、d为沿空气流动方向上的两个底部三角形凸起重心的横向间距。

13.根据权利要求12所述的蜗壳，其特征在于，所述三角形凸起与所述凹陷结构(4)还满足如下关系：

0<H2<2d或R<2D1；

其中，D1为三角形凸起结构的底部宽度、R为凹陷结构(4)的圆直径。

14.一种空调器，包括蜗壳(6)和风叶(5)，其特征在于，所述蜗壳(6)为权利要求1至13中任一项所述的蜗壳，所述蜗壳罩设在所述风叶(5)外，并与所述风叶(5)之间形成风道。