CN220505413U - 一种风机及应用有该风机的清洁装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风机及应用有该风机的清洁装置，所述风机包括外壳体和间隔设置在外壳体内的内壳体，沿着气体流动方向，在所述外壳体内沿着上游到下游依次设置有动叶轮、一级静叶和二级静叶，所述一级静叶和二级静叶设置在内壳体的外周；其特征在于：所述风机还包括一级整流网和二级整流网，沿着气体流动方向，所述二级整流网设置在一级整流网的下游。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过设置一级整流网和二级整流网，能够消除相应的一级静叶和二级静叶尾迹涡、叶片表面分离涡，降低气流辐射噪声，进而降低全频段降噪声声压级。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力装置，尤其是一种风机，以及应用有该风机的清洁装置。
背景技术
清洁装置，如洗地机、扫地机器人等，逐渐成为人们日常生活的清洁工具。其中，洗地机的工作原理是：进口产生较大真空度(静压大于4.5kpa)，将水和垃圾的混合物吸入，并在污水桶内将垃圾碰撞分离，所以介质需要克服较大流动阻力。这就需要在较小的设计尺寸空间下风机具有很大的真空度，且风量大于0.6m3/min，效率大于50％以保障高续航能力。这将对风机的设计带来极大的挑战和难度。
常见的清洁装置的风机的技术方案为：1、采用后向离心叶轮(动叶轮)结合无叶扩压器，常用于扫地机器人，其特点是进口真空度和效率低，噪声高、声音品质差，这种技术方案在洗地机中逐渐被淘汰；2、后向离心叶轮(动叶轮)结合导叶式的技术方案，由于其尺寸小，叶轮成本低、效率高、噪声低的优势在行业内得到越来越多的应用，但其存在的技术痛点是：1)风机进口真空和风机效率提升困难；2)工作转速在70000～90000rpm，噪声高(声压级70～85dB)，声音品质差。
高速风机中通常设置有静叶，其起到的主要作用是：(1)消除气流经过离心叶轮转为轴向气流产生的旋转流动，降低涡流噪声；(2)减速增压，提升全压和效率；(3)控制噪声频谱分布，改善声音品质。
现有的高速风机存在以下问题：(1)风机的转速高，导叶产生周期性的流动尾迹和叶片表面的涡脱落，并产生辐射噪声，噪声在风道中传播；(2)导叶尾迹涡及叶片表面的脱落涡产生周期性的声学激励，并在频谱中产生特定的阶次噪声。
现有的一些降低噪声的方案，如申请号为202020732306.7的中国专利，采用空间导叶的螺旋布置，达到稳流降噪的效果；又如申请号为201920080158.2的中国专利，采用叶片倾斜设置，包括：弧形前板、与弧形前板相对的弧形后板、连接弧形前板与弧形后板的直板。保证气流经过导叶时，通过弧形前板与弧形后板可对气流的流动进行导向，避免气流在定叶轮内形成涡流，有利于降低气流脱落产生的涡流噪声且减小流动损失；又如申请号为201720323433.X的中国专利，采用导叶的周向非均匀分布设置，降低气动噪声且对风机的性能影响较小。
上述专利均是采用优化设计静叶的参数或叶片数，优化风机的空气性能和噪声，这种技术途径带来的优化效果有限，降噪和增效不明显。且优化设计的周期长，工作量大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提供一种风机，降低气流辐射噪声，进而降低全频段降噪声声压级。
本实用新型所要解决的第二个技术问题是提供一种应用有上述风机的清洁装置。
本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种风机，包括外壳体和间隔设置在外壳体内的内壳体，沿着气体流动方向，在所述外壳体内沿着上游到下游依次设置有动叶轮、一级静叶和二级静叶，所述一级静叶和二级静叶设置在内壳体的外周；其特征在于：
所述风机还包括一级整流网和二级整流网，沿着气体流动方向，所述二级整流网设置在一级整流网的下游。
通过设置一级整流网和二级整流网，能够消除相应的一级静叶和二级静叶尾迹涡、叶片表面分离涡，降低气流辐射噪声，进而降低全频段降噪声声压级。
优选的，所述一级整流网贴合于外壳体的内侧壁和内壳体的外侧壁之间，所述一级整流网对应安装于一级静叶的尾缘，由此使得一级整流网与对应的风道匹配，便于安装。
优选的，所述一级整流网上开设有一级网孔，所述一级网孔沿着一级整流网的周向布置成环形，以便对通过的气流进行均匀整流。
优选的，所述一级网孔为圆孔、椭圆孔或六边形孔。
优选的，所述一级整流网的开孔率为40％～70％。
优选的，所述二级整流网贴合于外壳体的内侧壁和内壳体的外侧壁之间，所述二级整流网对应安装于二级静叶的尾缘，或者所述二级整流网对应于二级静叶的尾缘和风机的出风口之间，所述外壳体和内壳体之间与两级静叶对应的空间构成静叶风道，并且静叶风道的末端构成所述出风口，由此使得二级整流网与对应的风道匹配，便于安装。
优选的，所述二级整流网上开设有二级网孔，所述二级网孔沿着二级整流网的周向布置成环形，以便对通过的气流进行均匀整流。
优选的，所述二级网孔为圆孔、椭圆孔或六边形孔。
优选的，所述二级整流网的开孔率为40％～70％。
优选的，所述一级整流网和二级整流网分别贴合于外壳体的内侧壁和内壳体的外侧壁之间，所述一级整流网上开设有一级网孔，所述一级网孔沿着一级整流网的周向布置成环形，所述二级整流网上开设有二级网孔，所述二级网孔沿着二级整流网的周向布置成环形，所述一级网孔和二级网孔错位布置，以获得较好的降噪效果。
本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种清洁装置，其特征在于：应用有如上所述的风机。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过设置一级整流网和二级整流网，能够消除相应的一级静叶和二级静叶尾迹涡、叶片表面分离涡，降低气流辐射噪声，进而降低全频段降噪声声压级；通过控制整流网位置及开孔参数，能够衰减特定阶次辐射噪声，调节声品质，且静压能损失最小。
附图说明
图1为本实用新型实施例的风机的示意图；
图2为本实用新型实施例的风机隐藏壳体的示意图；
图3为本实用新型实施例的风机的剖视图；
图4为本实用新型实施例的风机的一级整流网的示意图；
图5为本实用新型实施例的风机的二级整流网的示意图；
图6为本实用新型实施例的风机的一级、二级整流网的配合示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，由于本实用新型所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
参见图1～图6，一种风机，主要用于清洁装置，如洗地机、扫地机器人等，包括外壳体1和内壳体4，沿着气体流动方向，外壳体1内由上游向下游依次设置有动叶轮2、一级静叶31和二级静叶32(通常也称为导叶)，内壳体4间隔地布置在外壳体1内，并且上述的静叶设置在内壳体4的外周。外壳体1迎向气流一侧形成进风口11，外壳体1和内壳体4之间与两级静叶对应的空间构成静叶风道Q，并且静叶风道Q的末端构成出风口12。
风机还包括一级整流网51和二级整流网52，其中，一级整流网51对应安装于一级静叶31的尾缘c，二级整流网52对应安装于二级静叶32的尾缘b或尾缘b到出风口12之间的位置a-b。为了控制不同阶次的辐射噪声，上述两级整流网的位置不限于上述位置。一级整流网51和二级整流网52可分别与外壳体1卡接配合，并且各自的外周形状和与外壳体1的内侧壁适配而贴合。
一级整流网51呈圆环形，环绕设置在内壳体4的外周，一级整流网51的内周与内壳体4的外侧壁贴合。一级整流网51上开设有一级网孔511，一级网孔511的形状可以为圆孔、椭圆孔或六边形孔，一级网孔511沿着一级整流网51的周向布置成环形，可以构成一组或两组环形。当一级网孔511为圆孔时，圆孔的直径dk1可选的为1～2mm，当一级网孔511为六边形孔时，六边形孔的边长可选的为0.5～1.2mm。一级整流网51的开孔率λ1可选的为40％～70％，不同的开孔形状或开孔率达到的降噪效果有差异。一级整流网51的厚度为d1，内径为Dlif1，外径为Dlof1，并且优选的满足d1＝＝0.5～0.8mm，Dlif1＝16～24mm，更为优选的为20mm，Dlof1＝40～52mm，更为优选的为48mm。
二级整流网52呈圆环形，设置在内壳体4的外周，二级整流网52的内周与内壳体4的外侧壁贴合。二级整流网52上开设有二级网孔521，二级网孔521的形状以为圆孔、椭圆孔或六边形孔。二级网孔521沿着二级整流网52的周向布置成环形，并且沿着径向由内向外，具有至少两组二级网孔521构成的环形，位于径向外侧的二级网孔521的尺寸最大。当二级网孔521为圆孔时，构成径向内侧环形的二级网孔521(本实施例中为两组环形)的直径dk2为1～2mm，而构成径向外侧环形的二级网孔521的直径为dk3＝1.2～1.5dk2。当二级网孔521为六边形孔时，构成径向内侧环形的二级网孔521的边长m＝0.5～1.2mm，而构成径向外侧环形的二级网孔521的mo＝1.2～1.5m。二级整流网52的开孔率λ2可选的40％～70％，不同的开孔形状或开孔率达到的降噪效果有差异。二级整流网52的厚度为d2，并且满足d2＝0.5～0.8mm。二级整流网52的内径Dlif2优选的为16～24mm，外径Dlof2优选的为42～55mm。
一级网孔511和尺寸较小的二级网孔521对应并且错开半个相位，或错开其他角度，所产生的降噪效果有差异。
通过设置一级整流网51和二级整流网52，能够消除相应的一级静叶31和二级静叶32的尾迹涡、叶片表面分离涡，降低气流辐射噪声，进而降低全频段降噪声声压级；通过控制各整流网位置及开孔参数，能够衰减特定阶次辐射噪声，调节声品质，且静压能损失最小；风机可制造性好，安装简单，加工和安装成本低。
Claims (11)
1.一种风机，包括外壳体(1)和间隔设置在外壳体(1)内的内壳体(4)，沿着气体流动方向，在所述外壳体(1)内沿着上游到下游依次设置有动叶轮(2)、一级静叶(31)和二级静叶(32)，所述一级静叶(31)和二级静叶(32)设置在内壳体(4)的外周；其特征在于：
所述风机还包括一级整流网(51)和二级整流网(52)，沿着气体流动方向，所述二级整流网(52)设置在一级整流网(51)的下游。
2.根据权利要求1所述的风机，其特征在于：所述一级整流网(51)贴合于外壳体(1)的内侧壁和内壳体(4)的外侧壁之间，所述一级整流网(51)对应安装于一级静叶(31)的尾缘。
3.根据权利要求1或2所述的风机，其特征在于：所述一级整流网(51)上开设有一级网孔(511)，所述一级网孔(511)沿着一级整流网(51)的周向布置成环形。
4.根据权利要求3所述的风机，其特征在于：所述一级网孔(511)为圆孔、椭圆孔或六边形孔。
5.根据权利要求3所述的风机，其特征在于：所述一级整流网(51)的开孔率为40％～70％。
6.根据权利要求1所述的风机，其特征在于：所述二级整流网(52)贴合于外壳体(1)的内侧壁和内壳体(4)的外侧壁之间，所述二级整流网(52)对应安装于二级静叶(32)的尾缘，或者所述二级整流网(52)对应于二级静叶(32)的尾缘和风机的出风口(12)之间，所述外壳体(1)和内壳体(4)之间与两级静叶对应的空间构成静叶风道(Q)，并且静叶风道(Q)的末端构成所述出风口(12)。
7.根据权利要求1或6所述的风机，其特征在于：所述二级整流网(52)上开设有二级网孔(521)，所述二级网孔(521)沿着二级整流网(52)的周向布置成环形。
8.根据权利要求7所述的风机，其特征在于：所述二级网孔(521)为圆孔、椭圆孔或六边形孔。
9.根据权利要求7所述的风机，其特征在于：所述二级整流网(52)的开孔率为40％～70％。
10.根据权利要求1所述的风机，其特征在于：所述一级整流网(51)和二级整流网(52)分别贴合于外壳体(1)的内侧壁和内壳体(4)的外侧壁之间，所述一级整流网(51)上开设有一级网孔(511)，所述一级网孔(511)沿着一级整流网(51)的周向布置成环形，所述二级整流网(52)上开设有二级网孔(521)，所述二级网孔(521)沿着二级整流网(52)的周向布置成环形，所述一级网孔(511)和二级网孔(521)错位布置。
11.一种清洁装置，其特征在于：应用有如权利要求1～10中任一项所述的风机。
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