降噪离心风机及送风装置

技术领域

本发明涉及通风设备技术领域，具体涉及一种降噪离心风机及送风装置。

背景技术

相比于轴流风机，离心风机转速高，风压大，但噪音问题也更加突出。离心风机的噪音问题除了风轮本身外，还有很大一部分是由于蜗壳结构的设计不合理导致的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降噪离心风机及送风装置，以解决现有技术的离心风机运行时噪音偏大的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种降噪离心风机，包括蜗壳和设置在蜗壳中的风轮，所述蜗壳在所述风轮轴向上的投影为型线，所述型线包括依次光滑过渡连接的起始直线段、倒角直线段、阿基米德螺旋线段和终止直线段；

所述倒角直线段的终点与所述阿基米德螺旋线段的起点相连，所述阿基米德螺旋线段的终点与所述终止直线段的起点相连；

所述阿基米德螺旋线段的起点为所述蜗壳的蜗候，所述蜗壳与所述风轮之间的间隙值在所述蜗喉处最小。

进一步地，所述倒角直线段的起点为所述蜗壳的蜗舌，所述蜗舌与所述风轮之间的间隙值记为d，所述蜗候与所述风轮之间的间隙值记为c，并存在：c

进一步地，所述倒角直线段与所述阿基米德螺旋线段的起点的延伸切线的夹角为蜗舌角，所述蜗舌角记为θ，且0°＜θ＜90°。

进一步地，在所述风轮轴向上的投影面中，以所述风轮的轴线为原点构建xy平面直角坐标系，则，所述阿基米德螺旋线段的参数方程为：

式中，r为螺旋线半径，R为螺旋线初始半径，w为螺旋开度，μ为螺旋线旋转角度，r

进一步地，所述起始直线段与所述阿基米德螺旋线段的虚拟交点、以及所述阿基米德螺旋线段的终点，均位于所述xy平面直角坐标系的同一象限内。

进一步地，所述蜗壳包括上蜗壳和下蜗壳，所述上蜗壳和所述下蜗壳可拆卸安装形成所述蜗壳；

所述上蜗壳的顶面设置有进风口，所述下蜗壳的底面设置有电机支架，所述风轮为前向风轮，转动安装在所述电机支架上。

进一步地，所述风轮的顶面与所述上蜗壳的间隙为a，所述风轮的底面与所述下蜗壳的间隙为b，且满足：b≤a。

进一步地，所述风轮包括轮盘和设置在所述轮盘上的若干叶片，在所述风轮轴向上的投影面中，所述叶片的厚度从外径端向内径端渐变缩小。

进一步地，在所述风轮轴向上的投影面中，所述叶片之间的过流通道间隙从外径端向内径端渐变增大。

根据本发明的另一方面，提供一种送风装置，包括上面任一项所述的降噪离心风机。

应用本发明的技术方案，采用阿基米德螺旋线蜗壳，并以阿基米德螺旋线的起点作为蜗壳的蜗候，使得蜗候与风轮之间的间隙最小，间接增大了蜗舌与风轮之间的间隙，减小了蜗舌处的气流湍度，可有效降低离心风机运行过程中的气动噪音，提高用户使用体验。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例的降噪离心风机的结构示意图；

图2为本发明实施例的降噪离心风机的轴剖视图；

图3为本发明实施例的蜗壳的型线设计图；

图4为本发明实施例的蜗壳与风轮的的正剖视图；

图5为本发明实施例的风轮的正面结构视图；

图6为不同风机的噪音频谱的对比图，其中：

(a)为现有技术的离心风机的噪音频谱图；

(b)为本发明实施例的降噪离心风机的噪音频谱图；

图7为不同风机的速度分布的对比图，其中：

(a)为现有技术的离心风机的速度分布云图；

(b)为本发明实施例的降噪离心风机的速度分布云图；

图中：

1-上蜗壳；2-风轮；3-下蜗壳；4-电机轴；5-出风口；6-蜗候；7-蜗舌；11-进风口；21-轮盘；22-叶片；31-电机支架。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了解决现有技术的离心风机运行时噪音偏大、风量偏小的问题，本发明提供了一种降噪离心风机及送风装置。

如图1和图2所示，本实施例的降噪离心风机，包括上蜗壳1、风轮2和下蜗壳3，上蜗壳1可通过卡扣等固定装配在下蜗壳3上，构成用于安装风轮2的蜗壳，具体的，上蜗壳1的顶面设置有进风口11，下蜗壳3底面设置电机支架31，风轮2转动安装在电机支架31上的电机轴4上，出风口5则设置在蜗壳的左侧。

如图2所示，风轮2采用前向风轮，包括轮盘21和设置在轮盘21上的若干叶片22，其中，叶片22的顶面与上蜗壳1的间隙为a，轮盘21的底面与下蜗壳3的间隙为b，且满足：b≤a。这样，通过增大风轮2上缘与进风口11的间隙，并将双进风风轮的轮盘21由中部下移至底部，改为单进风风轮，增大了进风面积，从而增大了风量，提高了风机效率。

如图5所示，本实施例的风轮2，叶片22采用不等厚设计，具体的，在风轮2的轴向上的投影面中，叶片22的出口角为λ，叶片22的厚度

如图3和图4所示，本实施例的降噪离心风机，蜗壳的轮廓由型线截取而来，具体的，如图3所示，蜗壳在风轮2轴向上的投影为型线，该型线包括依次光滑过渡连接的起始直线段AB、倒角直线段BC、阿基米德螺旋线段CD和终止直线段DF，其中，倒角直线段BC的终点与阿基米德螺旋线段CD的起点相连，阿基米德螺旋线段CD的终点与终止直线段DF的起点相连。

图3中，起始直线段AB与阿基米德螺旋线段CD相交构成夹角，倒角直线段BC为通过对该夹角的倒角设计形成，结合图4，倒角直线段BC的起点B构成蜗壳的蜗舌7，倒角直线段BC的终点C，也即阿基米德螺旋线段CD的起点构成蜗壳的蜗候6，在整条型线上，蜗候6与风轮2之间的间隙值最小，即蜗壳与风轮2之间的间隙值在蜗喉6处最小。

需要解释的是，图3和图4均是风轮2轴向上的投影图，蜗候6与风轮2之间的间隙是指蜗候6的内表面与风轮2的外圆面之间的最小间隔距离，后面的蜗舌7与风轮2之间的间隙是指蜗舌7的内表面与风轮2的外圆面之间的最小间隔距离。

本实施例中，采用阿基米德螺旋线蜗壳，蜗壳与风轮的间距随着旋转角度的增加而逐渐增大，这一变化趋势与气流的膨胀过程一致，有利于提高风机效率，可高效地将进口气流动压转化为出口静压。

同时，本申请的蜗壳，将蜗候6设置在阿基米德螺旋线段CD的起点处，使得其与风轮2的间隔距离最小，并将蜗舌7以一定角度设置在蜗候6的斜上方，加大了蜗舌7与风轮2的间隔距离，减小了蜗舌7处的气流湍度，可有效降低离心风机运行过程中的气动噪音，提高用户使用体验。

如图3所示，以风轮2的轴线为原点构建xy平面直角坐标系，本实施例的阿基米德螺旋线段CD的参数方程为：

式中，r为螺旋线半径，R为螺旋线初始半径，w为螺旋开度，μ为螺旋线旋转角度，r

本申请的蜗壳，在对型线进行截取时，阿基米德螺旋线的起点和终点均位于同一象限内，即阿基米德螺旋线的起始角η＞0°、出口角ε＞0°。具体到本实施例中，即虚拟交点G和终点D均位于同第一象限内，η＝10°、ε＝20°。

如图4所示，蜗候6与风轮2之间的间隙值记为c，蜗舌7与风轮2之间的间隙值记为d，则二者必然满足：c

下面以一个具体的设计实例对本申请的降噪离心风机的有益效果进一步说明。

本申请的蜗壳和风轮2的装配间隙a＝3mm，b＝6mm，蜗喉6与风轮2的间隙c＝5mm，蜗舌角θ＝38°，η＝10°，ε＝20°，其与现有技术的离心风机噪音值对比，如图6所示。

从图中可以看出，现有技术的离心风机在小于1500Hz频率区，噪音频谱波动大，噪音峰值多，最高峰值达到61.45dB，噪音总值为64.68dB。而本申请的降噪离心风机在小于1500Hz的低频区内，噪音峰值明显减少，且最高峰值仅为45.32dB，噪音总值为54.62dB，降噪明显，音质改善明显。

本申请的降噪离心风机，与现有技术的离心风机的风机横切面速度分布对比，如图7所示，在相同转速下，现有技术的离心风机出口处空气流动几乎全部聚集在风道外缘，整个风道的空气流速分布极不均匀，湍流度大，易产生气动噪音。而本申请的降噪离心风机空气流动充满了整个出风风道，空气流速分布相对均匀，湍流度相对较小，可有效降气动噪音。

同时，本申请的降噪离心风机的风量为66.9m

本实施例同时还提供了一种送风装置，包括上述任一项技术方案的降噪离心风机，该降噪离心风机的工作噪音小，可以减少噪音对环境污染，从而可以提升用户体验，同时，该降噪离心风机的出风量大，进而可以提升送风装置的工作效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。