实用新型内容
鉴于上述状况,有必要提供一种离心风机蜗壳,降低内部的流动气流所产生的噪声。
本申请的实施例提供一种离心风机蜗壳,包括第一壁、第二壁和第三壁,第一壁和第二壁沿第一方向相对设置,第三壁连接于第一壁和第二壁,第一壁、第二壁和第三壁形成风道。第二壁设有进风口,第三壁设有出风口,进风口和出风口均连通风道。第三壁与第一壁形成夹角A,85°≤A≤88°。
本申请通过第三壁的倾斜设置,且第三壁与第一壁形成夹角A的范围取85°至88°,使离心风机蜗壳的横截面面积从第二壁往第一壁的方向逐渐增大,在叶轮做功较低的区域的离心风机蜗壳的横截面面积较小,能适当提高此处气流的流速,在叶轮做功较高的区域的离心风机蜗壳的横截面面积较大,有利于优化离心风机蜗壳内不同区域的气流对蜗壳内壁的冲击,降低蜗壳内气流流动所产生的噪声。
在本申请的一些实施例中,沿第一方向,风道的横截面面积逐渐减小,有利于使风道内处于叶轮做功较低的区域的横截面面积较小,使风道内处于叶轮做功较高的区域的横截面面积较大,有利于优化离心风机蜗壳内不同区域的气流对蜗壳内壁的冲击,降低蜗壳内气流流动所产生的噪声。
在本申请的一些实施例中,离心风机蜗壳还包括第一水性阻尼涂料层,第一水性阻尼涂料层设于第一壁朝向风道的一面,第一水性阻尼涂料层用于减振降噪,有利于降低离心风机蜗壳的振动和噪声。
在本申请的一些实施例中,离心风机蜗壳还包括第二水性阻尼涂料层,第二水性阻尼涂料层设于第二壁朝向风道的一面,第二水性阻尼涂料层用于减振降噪,有利于降低离心风机蜗壳的振动和噪声。
在本申请的一些实施例中,离心风机蜗壳还包括第三水性阻尼涂料层,第三水性阻尼涂料层设于第三壁朝向风道的一面,第三水性阻尼涂料层用于减振降噪,有利于降低离心风机蜗壳的振动和噪声。
在本申请的一些实施例中,离心风机蜗壳还包括第四水性阻尼涂料层,第四水性阻尼涂料层设于第一壁背离风道的一面,第四水性阻尼涂料层用于减振降噪,有利于降低离心风机蜗壳的振动和噪声,还有利于减少对离心风机蜗壳内部空间的影响,降低对离心风机蜗壳内风量的影响。
在本申请的一些实施例中,离心风机蜗壳还包括第五水性阻尼涂料层,第五水性阻尼涂料层设于第二壁背离风道的一面,第五水性阻尼涂料层用于减振降噪,有利于降低离心风机蜗壳的振动和噪声,还有利于减少对离心风机蜗壳内部空间的影响,降低对离心风机蜗壳内风量的影响。
在本申请的一些实施例中,离心风机蜗壳还包括第六水性阻尼涂料层,第六水性阻尼涂料层设于第三壁背离风道的一面,第六水性阻尼涂料层用于减振降噪,有利于降低离心风机蜗壳的振动和噪声,还有利于减少对离心风机蜗壳内部空间的影响,降低对离心风机蜗壳内风量的影响。
在本申请的一些实施例中,离心风机蜗壳还包括第一导流板,第一导流板连接于第一壁,第一导流板从第一壁的表面朝向第二壁延伸,且第一导流板与第一壁形成的夹角呈钝角;第一导流板的正投影至少部分落在出风口的范围内,用于导引从出风口流出的气流流向。通过设置第一导流板,可以导引出风口处气流的流出方向,使气流集中流向特定的方向。
在本申请的一些实施例中,第三壁具有蜗舌和开口,开口连通风道和出风口;离心风机蜗壳还包括第二导流板,第二导流板连接于第一壁、第二壁和蜗舌;沿垂直于第一方向的第二方向,开口、蜗舌和第二导流板排列设置。通过设置第二导流板,有利于扩大出风口范围的面积,增大气流流出的范围。
在本申请的一些实施例中,沿第二方向,开口的长度为L1,第二导流板的长度为L2,L2≥2*L1,有利于进一步扩大出风口范围的面积,增大气流流出的范围。
本申请的实施例还提供一种离心风机,包括叶轮、电机和前述任一项实施例所述的离心风机蜗壳,电机设于风道内并连接于离心风机蜗壳,叶轮设于风道内并连接于电机,电机用于驱动叶轮转动。
本申请通过离心风机蜗壳的第三壁的倾斜设置,且第三壁与第一壁形成夹角A的范围取85°至88°,使离心风机蜗壳的横截面面积从第二壁往第一壁的方向逐渐增大,在叶轮做功较低的区域的离心风机蜗壳的横截面面积较小,能适当提高此处气流的流速,在叶轮做功较高的区域的离心风机蜗壳的横截面面积较大,有利于优化离心风机蜗壳内不同区域的气流对蜗壳内壁的冲击,降低蜗壳内气流流动所产生的噪声,降低离心风机的噪声。
在本申请的一些实施例中,叶轮包括叶片;离心风机还包括第七水性阻尼涂料层,第七水性阻尼涂料层设于叶片的表面,用于减振降噪。第七水性阻尼涂料层有利于降低叶片的振动和噪声,从而降低离心风机的噪声。
本申请的实施例还提供一种空调器,包括机壳和前述任一项实施例所述的离心风机,离心风机设于机壳内。
上述的空调器中,通过离心风机蜗壳的第三壁倾斜设置,且第三壁与第一壁形成夹角A的范围取85°至88°,有利于降低离心风机产生的噪声,降低空调器产生的噪声。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
需要说明的是,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件,它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“设有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”、“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
需要说明的是,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成蜗壳的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
离心风机是一种通过内部叶轮旋转,工作时使得叶轮附近的空气也随之旋转,由此产生离心运动,并且在蜗壳的阻挡作用下,可将离心运动转化为风机压力并由此产生一定的空气流量的动力装置。离心风机在工作时,叶轮旋转会产生较大的噪声,噪声严重影响用户的体验。
鉴于上述状况,本申请的实施例提供一种离心风机蜗壳,包括第一壁、第二壁和第三壁,第一壁和第二壁沿第一方向相对设置,第三壁连接于第一壁和第二壁,第一壁、第二壁和第三壁形成风道。第二壁设有进风口,第三壁设有出风口,进风口和出风口均连通风道。第三壁与第一壁形成夹角A,85°≤A≤88°。
离心风机蜗壳内有叶轮旋转时,叶轮能够带动气流沿离心风机蜗壳的轴线从进风口进入风道,并沿离心风机蜗壳的径向从出风口流出风道,而流向从轴线偏转为径向主要发生在离心风机蜗壳内沿其轴线的1/3区域,因此风道内靠近第二壁位置的出流量较少,此处叶轮出口气流的流速较慢。气道内的气流速度不均匀会导致出现气流旋涡,而气流旋涡是影响叶轮做功效率和影响离心风机噪声的重要因素。
本申请通过第三壁的倾斜设置,且第三壁与第一壁形成夹角A的范围取85°至88°,使离心风机蜗壳的横截面面积从第二壁往第一壁的方向逐渐增大,在叶轮做功较低的区域的离心风机蜗壳的横截面面积较小,能适当提高此处气流的流速,在叶轮做功较高的区域的离心风机蜗壳的横截面面积较大,有利于优化离心风机蜗壳内不同区域的气流对蜗壳内壁的冲击,降低蜗壳内气流流动所产生的噪声。
下面结合附图,对本申请的实施例作进一步的说明。
如图1、图2和图3所示,本申请的实施例式提供一种离心风机蜗壳11,包括第一壁111、第二壁112和第三壁113,第一壁111和第二壁112沿第一方向X相对设置,第三壁113连接于第一壁111和第二壁112,第一壁111、第二壁112和第三壁113形成风道114。第二壁112设有进风口1121,第三壁113设有出风口1131,进风口1121和出风口1131均连通风道114。第三壁113与第一壁111形成夹角A,85°≤A≤88°。
气道内的气流速度不均匀会导致出现气流旋涡,而气流旋涡是影响叶轮12做功效率和影响离心风机10噪声的重要因素。离心风机蜗壳11内有叶轮12(详见图4)旋转时,叶轮12能够带动气流沿离心风机蜗壳11的轴线从进风口1121进入风道114,并沿离心风机蜗壳11的径向从出风口1131流出风道114,流向从轴线偏转为径向主要发生在离心风机蜗壳11内沿其轴线的1/3区域,因此风道114内靠近第二壁112位置的出流量较少,此处叶轮12出口气流的流速较慢,缩小离心风机蜗壳11在此处的横截面面积,能够适当提高气流的流速;而靠近第一壁111的位置,叶轮12出口气流速度较大,增大离心风机蜗壳11在此处的横截面面积,能够减小气流冲击离心风机蜗壳11的壁面产生的噪声。
本申请通过第三壁113的倾斜设置,且第三壁113与第一壁111形成夹角A的范围取85°至88°,使离心风机蜗壳11的横截面面积从第二壁112往第一壁111的方向逐渐增大,在叶轮12做功较低的区域的离心风机蜗壳11的横截面面积较小,能适当提高此处气流的流速,在叶轮12做功较高的区域的离心风机蜗壳11的横截面面积较大,有利于优化离心风机蜗壳11内不同区域的气流对蜗壳内壁的冲击,降低蜗壳内气流流动所产生的噪声。
在一实施例中,第三壁113与第一壁111形成的夹角A的值为85°、86°、87°和88°中的任一种,进一步地提高降噪效果。
在一实施例中,第一壁111、第二壁112和第三壁113的材质均为塑胶材质,有利于减轻离心风机蜗壳11的重量,减少对包含该离心风机蜗壳11的离心风机10重量的影响。在一实施例中,第一壁111、第二壁112和第三壁113的材质均为金属材质,有利于提高离心风机蜗壳11的结构强度,降低离心风机蜗壳11损坏的风险。
作为示例性的,下面以第一壁111、第二壁112和第三壁113的材质均为塑胶材质为例作进一步说明。
如图3所示,在一实施例中,沿第一方向X,风道114的横截面面积逐渐减小,有利于使风道114内处于叶轮12做功较低的区域的横截面面积较小,使风道114内处于叶轮12做功较高的区域的横截面面积较大,有利于优化离心风机蜗壳11内不同区域的气流对蜗壳内壁的冲击,降低蜗壳内气流流动所产生的噪声。本申请中,第一方向X是指第一壁111和第二壁112排列的方向,且第一方向X为由第一壁111朝向第二壁112的方向。
如图2所示,在一实施例中,进风口1121的形状为圆形,沿第一方向X,进风口1121的中心与离心风机蜗壳11的轴心重合,有利于提高气流从进风口1121进入风道114时的流速均匀性。
在一实施例中,离心风机蜗壳11还包括第一水性阻尼涂料层(图未示),第一水性阻尼涂料层设于第一壁111朝向风道114的一面,第一水性阻尼涂料层用于减振降噪,有利于降低离心风机蜗壳11的振动和噪声。
在一实施例中,离心风机蜗壳11还包括第二水性阻尼涂料层(图未示),第二水性阻尼涂料层设于第二壁112朝向风道114的一面,第二水性阻尼涂料层用于减振降噪,有利于降低离心风机蜗壳11的振动和噪声。
在一实施例中,离心风机蜗壳11还包括第三水性阻尼涂料层(图未示),第三水性阻尼涂料层设于第三壁113朝向风道114的一面,第三水性阻尼涂料层用于减振降噪,有利于降低离心风机蜗壳11的振动和噪声。
在一实施例中,离心风机蜗壳11还包括第四水性阻尼涂料层(图未示),第四水性阻尼涂料层设于第一壁111背离风道114的一面,第四水性阻尼涂料层用于减振降噪,有利于降低离心风机蜗壳11的振动和噪声,还有利于减少对离心风机蜗壳11内部空间的影响,降低对离心风机蜗壳11内风量的影响。
在一实施例中,离心风机蜗壳11还包括第五水性阻尼涂料层(图未示),第五水性阻尼涂料层设于第二壁112背离风道114的一面,第五水性阻尼涂料层用于减振降噪,有利于降低离心风机蜗壳11的振动和噪声,还有利于减少对离心风机蜗壳11内部空间的影响,降低对离心风机蜗壳11内风量的影响。
在一实施例中,离心风机蜗壳11还包括第六水性阻尼涂料层(图未示),第六水性阻尼涂料层设于第三壁113背离风道114的一面,第六水性阻尼涂料层用于减振降噪,有利于降低离心风机蜗壳11的振动和噪声,还有利于减少对离心风机蜗壳11内部空间的影响,降低对离心风机蜗壳11内风量的影响。
其中,第一水性阻尼涂料层、第二水性阻尼涂料层、第三水性阻尼涂料层、第四水性阻尼涂料层、第五水性阻尼涂料层、第六水性阻尼涂料层均为采用水性阻尼涂料制成的涂层,水性阻尼涂料也称减振降噪涂料,与阻尼垫片相比,其能够直接喷涂在离心风机蜗壳11的表面,具有施工方便、粘结强度高等优点;与溶剂型阻尼涂料相比,水性阻尼涂料具有绿色、环保、施工安全等优点,适用于空调等家用电器。
如图4和图5所示,在一实施例中,离心风机蜗壳11还包括第一导流板115,第一导流板115连接于第一壁111,第一导流板115从第一壁111的表面朝向第二壁112延伸,且第一导流板115与第一壁111形成的夹角呈钝角。第一导流板115位于出风口1131范围,第一导流板115的正投影至少部分落在出风口1131的范围内,用于导引从出风口1131流出的气流流向。通过设置第一导流板115,可以导引出风口1131处气流的流出方向,使气流集中流向特定的方向。
在一实施例中,气流为冷风时,通过调整离心风机蜗壳11的位置及角度,能够通过第一导流板115使从出风口1131吹出的冷风吹向用户,以达到降温效果。在一实施例中,气流为热风时,通过调整离心风机蜗壳11的位置及角度,能够通过第一导流板115使从出风口1131吹出的热风向远离用户的一侧吹出,以避免用户不适。
如图4所示,在一实施例中,第三壁113具有蜗舌1132,蜗舌1132位于出风口1131区域,蜗舌1132有利于防止部分气体在蜗壳内循环流动。
当离心风机蜗壳11内有叶轮12旋转时,气流在风道114内旋转流动,气流掠过蜗舌1132附近时,蜗舌1132的舌头能够将气流一分为二:部分气流顺着流道流向了出风口1131;部分气流则通过蜗舌1132、叶轮12之间的间隙流回蜗壳内,在蜗壳内随叶轮12旋转达一周后重返蜗舌1132处参与新的分流。同时,第三壁113倾斜设置相当于蜗舌1132倾斜设置,可以使撞击气流撞击蜗舌1132的脉冲气流相位错开,减小脉冲力,从而降低噪声。
如图4所示,在一实施例中,第三壁113还包括侧壁1133,侧壁1133连接于第一壁111、第二壁112和第一导流板115,侧壁1133与蜗舌1132沿垂直于第一方向X的第二方向Y相互间隔的设置,侧壁1133与蜗舌1132之间具有开口1134,开口1134连通风道114和出风口1131,风道114内的气流通过开口1134流出,并通过出风口1131离开离心风机蜗壳11。沿第二方向Y,侧壁1133、开口1134和蜗舌1132排列设置。
如图4所示,在一实施例中,离心风机蜗壳11还包括第二导流板116,第二导流板116连接于第一壁111、第二壁112和蜗舌1132。沿第二方向Y,侧壁1133、开口1134、蜗舌1132和第二导流板116排列设置。通过设置第二导流板116,有利于扩大出风口1131的面积,增大气流流出的范围。
如图6所示,在一实施例中,沿第二方向Y,开口1134的长度为L1,第二导流板116的长度为L2,L2≥2*L1,有利于进一步扩大出风口1131范围的面积,增大气流流出的范围。可选的,沿第二方向Y,开口1134的长度L1为105.1mm,第二导流板116的长度L2为238.3mm。
综上所述,本申请通过第三壁113的倾斜设置,且第三壁113与第一壁111形成夹角A的范围取85°至88°,使离心风机蜗壳11的横截面面积从第二壁112往第一壁111的方向逐渐增大,在叶轮12做功较低的区域的离心风机蜗壳11的横截面面积较小,能适当提高此处气流的流速,在叶轮12做功较高的区域的离心风机蜗壳11的横截面面积较大,有利于优化离心风机蜗壳11内不同区域的气流对蜗壳内壁的冲击,降低蜗壳内气流流动所产生的噪声。
如图4和图5所示,在一实施例中,本申请的实施例还提供一种离心风机10,包括叶轮12、电机13和前述任一项实施例所述的离心风机蜗壳11,电机13设于风道114内并连接于离心风机蜗壳11,叶轮12设于风道114内并连接于电机13,电机13用于驱动叶轮12转动。
上述离心风机10内的叶轮12旋转时,叶轮12能够带动气流沿离心风机蜗壳11的轴线从进风口1121进入风道114,并沿离心风机蜗壳11的径向从出风口1131流出风道114,而流向从轴线偏转为径向主要发生在离心风机蜗壳11内沿其轴线的1/3区域,因此风道114内靠近第二壁112位置的出流量较少,此处叶轮12出口气流的流速较慢。气道内的气流速度不均匀会导致出现气流旋涡,而气流旋涡是影响叶轮12做功效率和影响离心风机10噪声的重要因素。
本申请通过离心风机蜗壳11的第三壁113的倾斜设置,且第三壁113与第一壁111形成夹角A的范围取85°至88°,使离心风机蜗壳11的横截面面积从第二壁112往第一壁111的方向逐渐增大,在叶轮12做功较低的区域的离心风机蜗壳11的横截面面积较小,能适当提高此处气流的流速,在叶轮12做功较高的区域的离心风机蜗壳11的横截面面积较大,有利于优化离心风机蜗壳11内不同区域的气流对蜗壳内壁的冲击,降低蜗壳内气流流动所产生的噪声,降低离心风机10的噪声。
如图5所示,在一实施例中,电机13包括输出轴131,输出轴131连接于叶轮12,电机13能够通过驱动输出轴131转动以带动叶轮12旋转,有利于提高传动效率。
在一实施例中,叶轮12包括多个叶片121,所有的叶片121以叶轮12的轴线为中心依次间隔的环绕设置。通过叶轮12转动,所有的叶片121转动能够带动气流在风道114内流动。
在一实施例中,离心风机10还包括第七水性阻尼涂料层(图未示),第七水性阻尼涂料层设于叶片121的表面,用于减振降噪。第七水性阻尼涂料层有利于降低叶片121的振动和噪声,从而降低离心风机10的噪声。第七水性阻尼涂料层为采用水性阻尼涂料制成的涂层,关于水性阻尼涂料的详细信息参考上述实施例的相关记载,此处不再赘述。
为了验证本申请的离心风机蜗壳11对离心风机10噪声的改善,做了测试,具体测试信息如下:
测试方法:选取四组离心风机10,每组离心风机10的数量均为10个,依次使所有的离心风机10内的电机13以相同的功率、转速、扭矩工作,且每一离心风机10的风扇档位相同,在距离离心风机100cm的地方测试该工作的离心风机10的噪声大小。
其中,每一组测试的不同点在于:
第一组,离心风机10内蜗壳的第三壁113垂直于第一壁111和第二壁112;
第二组,离心风机10内蜗壳的第三壁113与第一壁111形成的夹角A为85°;
第三组,离心风机10内蜗壳的第三壁113与第一壁111形成的夹角A为87°;
第四组,离心风机10内蜗壳的第三壁113与第一壁111形成的夹角A为88°。
通过上述方法,记录每一离心风机10的噪声,并统计每组离心风机10的平均噪声,得到以下表格:
表格1
|
夹角A |
SPL声压值(dBA) |
第一组 |
90° |
56.9 |
第二组 |
85° |
54.2 |
第三组 |
87° |
52.1 |
第四组 |
88° |
53.4 |
还通过仿真计算,得出第一组、第二组、第三组和第四组测试的其他数据,如下表:
表格2
其中,全压是指,风机出风口截面上的总压与进风口截面上的总压之差。流量是指,在单位时间内流过风机的气体容积。全压和风压均为风机的性能参数,其值越大说明风机的性能越好。
全压效率一定程度上能够反应风机噪音的状况,相同电机输入功率情况下,全压效率越低说明风机内部能量耗散越大,而能量耗散的主要方式是气流撞击蜗壳本体和风机内部产生的漩涡,而这两个因素是气动噪声的主要来源。
根据上述两个表格可知,采用本申请的离心风机蜗壳11,能够在保证风机性能的同时(详见表格2中第二组、第三组和第四组测试的全压和流量有一定提高),降低离心风机10所产生的噪声。
如图7和图8所示,在一实施例中,本申请的实施例还提供一种空调器100,包括机壳70和前述任一项实施例所述的离心风机10,离心风机10设于机壳70内。
如图8所示,在一实施例中,空调器100还包括蒸发器20、冷风风机30、压缩机40、热风风机50和冷凝器60,蒸发器20、冷风风机30、压缩机40、热风风机50和冷凝器60均设于机壳70内,蒸发器20、压缩机40和冷凝器60通过管道相互连通形成换热系统。其中,冷风风机30和热风风机50中的至少一个为前述任一项实施例所述的离心风机10。可选的,冷风风机30为前述任一项实施例所述的离心风机10,热风风机50为前述任一项实施例所述的离心风机10。
如图8所示,在一实施例中,冷风风机30与蒸发器20相邻设置,并且,冷风风机30的进风口(图未示)朝向蒸发器20,使得经过蒸发器20换热后形成的冷风通过该进风口进入冷风风机30,并从冷风风机30的冷风出口301吹出。
如图8所示,在一实施例中,热风风机50与冷凝器60相邻设置,并且,热风风机50的进风口(图未示)朝向冷凝器60,使得经过冷凝器60换热后形成的热风通过该进风口进入热风风机50,并从热风风机50的热风出口501吹出。
综上所述,本申请的空调器100中,通过离心风机蜗壳11的第三壁113的倾斜设置,且第三壁113与第一壁111形成夹角A的范围取85°至88°,使离心风机蜗壳11的横截面面积从第二壁112往第一壁111的方向逐渐增大,在叶轮12做功较低的区域的离心风机蜗壳11的横截面面积较小,在叶轮12做功较高的区域的离心风机蜗壳11的横截面面积较大,有利于优化离心风机蜗壳11内不同区域的气流对蜗壳内壁的冲击,降低蜗壳内气流流动所产生的噪声,降低离心风机10的噪声,降低空调器100的噪声。
另外,本领域技术人员还可在本申请精神内做其它变化,当然,这些依据本申请精神所做的变化,都应包含在本申请所公开的范围。