蜗壳、离心风机及空调

技术领域

本申请涉及离心风机技术领域，尤其涉及一种蜗壳、离心风机及空调。

背景技术

多翼离心风机一般包括离心风叶和蜗壳，其中，蜗壳的作用是将离开叶轮的气体导向蜗壳出口，同时将气体的一部分动能转化为静压。当气流流至蜗壳的出口时，蜗壳内的气流不受螺旋线的限制，使得一部分气流从出口流出，另一部分气流因惯性沿着叶轮旋转的切线方向继续运动，冲击蜗壳出口处的蜗舌产生噪声。

蜗舌顶端与叶轮外圆周之间的间隙称为蜗舌间隙。蜗舌间隙的大小会对风机性能以及噪声产生比较大的影响。当风机出口静压较大时，蜗舌附近会产生气体倒流，倒流的气体通过蜗舌间隙重新回到风机蜗壳内部，降低风机效率。减小蜗舌间隙有助于解决高静压工况下的气体倒流问题，增强风机的抗静压能力、提升风机效率。但是，减少蜗舌间隙会明显增加风机噪声。

发明内容

本申请的目的在于提供一种蜗壳、离心风机及空调，该蜗壳可以有效防止离心风机在高静压工况下蜗舌附近气体倒流，同时可以解决蜗舌间隙减小造成的风机噪声较大的问题。

为此，第一方面，本申请实施例提供了一种蜗壳，包括：蜗壳主体，蜗壳主体的蜗舌位置沿轴向设置有容纳槽；以及蜗舌中岛，设置于蜗壳主体的容纳槽内，蜗舌中岛与容纳槽的内侧壁之间形成加速止回流道，蜗壳主体在蜗舌位置处的至少部分倒流气流通过加速止回流道加速后重新并入蜗壳主体的出风气流中。

在一种可能的实现方式中，加速止回流道包括止回段，止回段用于改变进入加速止回流道内的气流方向。

在一种可能的实现方式中，止回段的宽度沿加速止回流道内的气流方向逐渐变窄，止回段的输出端形成加速止回流道的出气口。

在一种可能的实现方式中，加速止回流道包括与止回段的输入端连通的稳流段，稳流段的输入端形成加速止回流道的进气口。

在一种可能的实现方式中，蜗舌中岛的外周侧具有第一平面以及与第一平面相切连接的圆弧面，容纳槽的内表面具有与第一平面相对的第二平面以及与第二平面相切连接的曲面，第一平面与第二平面之间形成稳流段，圆弧面与曲面之间形成止回段。

在一种可能的实现方式中，蜗舌中岛圆弧面的半径r的取值范围为：r＝0.05R

在一种可能的实现方式中，蜗舌中岛的外周侧还包括第三平面，第三平面的一端与圆弧面的顶部连接，另一端向下倾斜并与第一平面连接，第三平面与蜗壳本体出风口的底部内表面共面，第三平面与过圆弧面顶部的切线之间形成夹角ε，夹角ε的取值范围为0°～20°。

在一种可能的实现方式中，容纳槽曲面上的点与圆弧面中轴线之间的距离f为：f＝r*(0.0643η

在一种可能的实现方式中，蜗壳主体在容纳槽沿轴向的两端分别设置有固定槽，蜗舌中岛的两端分别固定于两个固定槽内。

在一种可能的实现方式中，述蜗壳主体包括相对设置的左壳体和右壳体，左壳体和右壳体扣合设置。

在一种可能的实现方式中，蜗壳主体沿垂直于轴向的剖面包括第一直线段、与第一直线段连接的螺旋线段、与螺旋线段连接的圆弧段以及与圆弧段连接的第二直线段，第一直线段和第二直线段之间形成蜗壳的出风口，螺旋线段和圆弧段为蜗壳主体的围板，第二直线段和圆弧段的连接处为蜗舌位置。

第二方面，本申请实施例提供了一种离心风机，包括上述的蜗壳；以及离心风叶，可转动设置于蜗壳内。

第三方面，本申请实施例提供了一种空调，包括上述的离心风机。

根据本申请实施例提供的蜗壳、离心风机及空调，该蜗壳通过在蜗壳主体的蜗舌位置设置蜗舌中岛，蜗舌中岛与容纳槽之间形成加速止回流道，在蜗舌位置产生的部分倒流气体通过加速止回流道加速并折返回蜗壳主体内，加速后的气体与蜗壳主体内的另一部分倒流气体发生冲击，两股气流改变方向后一同并入出风气流中，可以有效防止离心风机在高静压工况下蜗舌附近气体倒流，由于解决了蜗舌位置的气体倒流问题，可以适当增加蜗舌间隙来减小造成的风机噪声较大的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1示出本申请实施例提供的一种蜗壳在加速止回流道处的局部放大结构示意图；

图2示出图1带有尺寸角度标注的示意图；

图3示出本申请实施例提供的一种蜗舌中岛的立体结构示意图；

图4示出本申请实施例提供的加速止回流道进行止回的示意图；

图5示出现有技术中蜗舌位置处出现气体倒流的示意图；

图6示出本申请实施例提供的一种蜗壳主体的爆炸结构示意图；

图7示出本申请实施例提供的一种蜗壳主体的型线剖面结构示意图；

图8示出本申请实施例提供的一种离心风机的结构示意图。

附图标记说明：

1、蜗壳主体；11、容纳槽；111、第二平面；112、曲面；12、固定槽；13、左壳体；14、右壳体；15、出风口；16、进风口；17、集流器；180、第一直线段；181、螺旋线段；182、圆弧段；183、第二直线段；

2、蜗舌中岛；21、第一平面；22、圆弧面；23、第三平面；

3、加速止回流道；31、止回段；32、稳流段；33、进气口；34、出气口；

4、离心风叶。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请实施例的不同结构。为了简化本申请实施例的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请实施例。此外，本申请实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的相对位置关系或运动情况，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”、“前”、“后”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置发生了位置翻转或者姿态变化或者运动状态变化，那么这些方向性的指示也相应的随着变化，例如：描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

为了解决现有技术中的问题，本申请提供了一种蜗壳，有效防止离心风机在高静压工况下蜗舌附近气体倒流，同时可以解决蜗舌间隙减小造成的风机噪声较大的问题。

图1示出本申请实施例提供的一种蜗壳在加速止回流道处的局部放大结构示意图；图2示出图1带有尺寸角度标注的示意图；图3示出本申请实施例提供的一种蜗舌中岛的立体结构示意图；图4示出本申请实施例提供的加速止回流道进行止回的示意图；图5示出现有技术中蜗舌位置处出现气体倒流的示意图；图6示出本申请实施例提供的一种蜗壳主体的爆炸结构示意图；图7示出本申请实施例提供的一种蜗壳主体的型线剖面结构示意图。

如图1-7所示，本申请实施例提供的本申请实施例提供了一种蜗壳，包括：蜗壳主体1，蜗壳主体1的蜗舌位置沿轴向设置有容纳槽11；以及蜗舌中岛2，设置于蜗壳主体1的容纳槽11内，蜗舌中岛2与容纳槽11的内侧壁之间形成加速止回流道3，蜗壳主体1在蜗舌位置处的至少部分倒流气流通过加速止回流道3加速后重新并入蜗壳主体1的出风气流中。

本申请中，通过在蜗壳主体1的蜗舌位置设置蜗舌中岛2，蜗舌中岛2与容纳槽11之间形成加速止回流道3，在蜗舌位置产生的部分倒流气体通过加速止回流道3加速并折返回蜗壳主体1内，加速后的气体与蜗壳主体1内的另一部分倒流气体发生冲击，两股气流改变方向后一同并入出风气流中，可以有效防止离心风机在高静压工况下蜗舌附近气体倒流，由于解决了蜗舌位置的气体倒流问题，可以适当增加蜗舌间隙来减小造成的风机噪声较大的问题。

如图5所示，具体的，蜗舌顶端与叶轮外圆周之间的间隙称为蜗舌间隙。蜗舌间隙的大小会对风机性能以及噪声产生比较大的影响。当风机出口静压较大时，蜗舌附近会产生气体倒流，倒流的气体通过蜗舌间隙重新回到风机蜗壳内部，降低风机效率。减小蜗舌间隙有助于解决高静压工况下的气体倒流问题，增强风机的抗静压能力、提升风机效率。但是，减少蜗舌间隙会明显增加风机噪声。

如图4所示，本申请中，通过在蜗舌间隙处设置蜗舌中岛2，蜗舌中岛2与蜗壳主体1的容纳槽11之间形成加速止回流道3，倒流的气体进入加速止回流道3内，通过加速止回流道3对倒流的气体进行转向同时进行加速，完成加速和转向的气流形成平面射流与蜗壳主体1内的出风气流发生冲击，实现并入出风气流中。

具体的，加速止回流道3中导出的气流与蜗壳主体1内原本要进入蜗舌间隙的气流发生对冲，两股气流同时发生转向，随出风气流一同排出蜗壳主体1，从而实现减少在蜗壳主体1的蜗舌位置出现气体倒流的情况。而且由于解决了气体倒流的情况，所以可以将蜗舌间隙增到到合适尺寸，以减少在蜗舌间隙处产生的风机噪声。

在一些实施例中，加速止回流道3包括止回段31，止回段31用于改变进入加速止回流道3内的气流方向。

本申请中，加速止回流道3的进气口33和出气口34分别位于蜗壳的出风口15和蜗舌间隙处，进气口33和出气口34之间形成压差，从而使得部分气流可以进入加速止回流道3内，通过止回段31调整进入加速止回流道3内气流的流向，使得这部分气流的流向可以与蜗壳主体1内即将进入蜗舌间隙的倒流气体发生对冲，以便使得对冲后的两股气流都改变方向，从而并入出风气流中。

在一些实施例中，止回段31的宽度沿加速止回流道3内的气流方向逐渐变窄，止回段31的输出端形成加速止回流道3的出气口34。

本申请中，止回段31的宽度设置成渐变的形式，使得进入加速止回流道3的气体在流动的过程中完成加速，增加气流的流速，进而可以在加速止回流道3的出气口34处形成平面射流与蜗壳主体1内即将进入蜗舌间隙的倒流气体发生对冲，具有更大流速的平面射流气体改变即将进入蜗舌间隙的气流方向，从而使得两股气流一同并入出风的主气流中，不会出现倒流气体将有加速止回流道3出气口34导出的气流方向改变一同进入蜗舌间隙的情况，保证对倒流气体的阻止效果。阻止倒流的气体通过蜗舌间隙重新回到风机的蜗壳内部，解决了离心风机在高静压工况蜗舌附近气体倒流，降低风机风量以及效率的问题，提升了离心风机在高静压工况下的风机风量和效率。

在一些实施例中，加速止回流道3包括与止回段31的输入端连通的稳流段32，稳流段32的输入端形成加速止回流道3的进气口33。

本申请中，通过在加速止回流道3的进气口33和止回段31之间设置一段稳流段32，可以对进入加速止回流道3的气流进行流向的调整，使得气流尽可能稳定下来，可以比较顺利的进入止回段31完成加速。具体的，稳流段32竖直设置，稳流段32的输入端与风机的出风口15相连，出风口15具有较高的风压，会有部分气流在压差的作用下进入稳流段32，但是进入稳流段32的气流方向比较混乱，如何直接将混乱的气流通入止回段31进行加速的话，会造成射出的气流紊乱，不能很好的与倒流的气体进行对冲，通过在止回段31的前部设置一小段的稳流段32，稳流段32与止回段31相切连通，不仅可以对进入稳流段32的气流进行流向调整，而且可以保证进入加速止回流道3内的气流流量，以便在加速止回流道3的出气口34形成较强的平面射流，进一步保证加速止回流道3出气口34导出的平面射流气体的强度和稳定性，进而保证对倒流气体的止回效果。

在一些实施例中，蜗舌中岛2的外周侧具有第一平面21以及与第一平面21相切连接的圆弧面22，容纳槽11的内表面具有与第一平面21相对的第二平面111以及与第二平面111相切连接的曲面112，第一平面21与第二平面111之间形成稳流段32，圆弧面22与曲面112之间形成止回段31。

本申请中，蜗舌中岛2的第一平面21与容纳槽11的第二平面111之间形成稳流段32，蜗舌中岛2的圆弧面22与容纳槽11的曲面112之间形成止回段31，形成稳定的稳流段32和止回段31，以完成对进入加速止回流道3内气流的流向和流速进行调整。通过在蜗舌中岛2的外周侧设置圆弧面22，而在容纳槽11内设置曲面112，圆弧面22和曲面112之间形成宽度渐变的止回段31，方便对现有的蜗壳主体1以及蜗舌中岛2进行加工。

可选地，也可以将蜗舌中岛2圆弧面22设置成曲面112，将容纳槽11的曲面112设置成圆弧面22，使得加速止回流道3的止回段31形成渐变的宽度；或者将蜗舌的圆弧面22设置成曲面112，容纳槽11的曲面112保留，使得加速止回流道3的止回段31形成渐变的宽度，只要可以完成倒流气体的转向和加速即可，此处不做限制。

如图2所示，在一些实施例中，蜗舌中岛2圆弧面22的半径r的取值范围为：r＝0.05R

如图2和7所示，本申请中，离心风叶4端部与蜗舌顶端之间的间隙为离心风机的蜗舌间隙l，为了降低离心风机的噪声，蜗舌间隙l的取值范围为：l＝0.1R

在一些实施例中，蜗舌中岛2的外周侧还包括第三平面23，第三平面23的一端与圆弧面22的顶部连接，另一端向下倾斜并与第一平面21连接，第三平面23与蜗壳本体出风口15的底部内表面共面，第三平面23与过圆弧面22顶部的切线之间形成夹角ε，夹角ε的取值范围为0°～20°。

本申请中，蜗舌中岛2的外周由第一平面21、圆弧面22和第三平面23围合而成，第三平面23与蜗壳本体出风口15的底部内表面共面，保证出风气流可以沿第三平面23的表面流动，使得出风气流紧贴加速止回流道3的进气口33流动，从而在加速止回流道3的进气口33处产生高静压，在压差的作用下部分气流进入加速止回流道3内，加速后与蜗舌间隙处的倒流气体发生对冲，一同转向后并入出风气流中。夹角ε的取值范围为0°～20°，保证气流在蜗壳主体1的出风口15处扩散式导出，并保证在加速止回流道3的进气口33处保留较强的风压。

如图2所示，在一些实施例中，容纳槽11曲面112上的点与圆弧面22中轴线之间的距离f为：f＝r*(0.0643η

本申请中，止回段31的宽度不断变小，对流入的气体进行加速，a为止回段31进口的宽度，b为止回段31出口的宽度，通过上述公式设置的f可以保证将加速止回流道3内的气流的流速提高到一定的等级与蜗舌间隙处的倒流气体进行对冲，进而保证对倒流气体的拦截效果。

在一些实施例中，蜗壳主体1在容纳槽11沿轴向的两端分别设置有固定槽12，蜗舌中岛2的两端分别固定于两个固定槽12内。

本申请中，蜗舌中岛2的两端分别通过两个固定槽12进行固定，方便对蜗舌中岛2进行固定，而且保证对蜗舌中岛2的固定效果，可将蜗舌中岛2与蜗壳主体1进行固定，避免在使用时蜗舌中岛2出现滑动，保证蜗舌中岛2与容纳槽11内表面之间间距的稳定性，进而保证加速止回流道3结构的稳定性，保证对倒流气体的止回效果。

在一些实施例中，述蜗壳主体1包括相对设置的左壳体13和右壳体14，左壳体13和右壳体14扣合设置。

本申请中，左壳体13和右壳体14扣合在一起，左壳体13和右壳体14在连接处通过卡接固定，方便对蜗舌中岛2进行固定，在对蜗舌中岛2进行固定时，首先将蜗舌中岛2的一端插设在左壳体13或者右壳体14的一个固定槽12内，然后再完成左壳体13和右壳体14的扣合即可。

具体的，蜗壳主体1上设置有出风口15，蜗壳主体1的蜗舌位置位于出风口15的底部，左壳体13和/或右壳体14上设置有进风口16，本申请示出离心风机为双吸风机，即左壳体13和右壳体14上分别设置有进风口16；当然得，离心风机还可以为单吸风机，即在左壳体13或者右壳体14上设置进风口16。

本申请中的蜗壳在进风口16处设置有集流器17，通过集流器17方便外部空气进入蜗壳主体1中，避免气流进入离心风叶4沿轴向的两端与蜗壳主体1的间隙处。

如图7所示，在一些实施例中，蜗壳主体1沿垂直于轴向的剖面包括第一直线段180、与第一直线段180连接的螺旋线段181、与螺旋线段181连接的圆弧段182以及与圆弧段182连接的第二直线段183，第一直线段180和第二直线段183之间形成蜗壳的出风口15，螺旋线段181和圆弧段182为蜗壳主体1的围板，第二直线段183和圆弧段182的连接处为蜗舌位置。

本申请中，第一直线段180和第二直线段183直线形成蜗壳的出风口15，螺旋线段181和圆弧段182形成蜗壳的围板。相关技术中，蜗壳剖面的线型通常仅包括第一直线段180、第二直线段183和螺旋线段181，螺旋线段181的两端分别连接第一直线段180和第二直线段183，则使得蜗舌顶部与离心风叶4之间的间隙(蜗舌间隙)最小，蜗壳主体1的螺旋线段181与离心风叶4之间距离由蜗舌间隙处逐渐变大，为了增大蜗舌间隙，只能对蜗壳主体1的整体体积进行调整。而本申请中，通过在螺旋线段181与第二直线段183之间设置一段圆弧段182，圆弧段182的蜗舌间隙保持不变，即可在保证蜗壳主体1整体体积不变的情况下，增加蜗舌间隙，来降低风噪。而且通过设置一段宽度保持不变的蜗舌间隙，保证此部分气压的稳定性，而此部分处于加速止回流道3的出气口34处，从而保证加速止回流道3加速后的气流可以对进入蜗舌间隙的气流进行有效拦截。

如图7所示，具体的，R2为离心风叶4的半径，R1为圆弧段182的半径，其中R1＝R2+l。

螺旋线段181与离心风叶4圆心之间的距离S根据以下公式进行计算：

S＝R2+l，γ≤α≤β；

其中，q为风机流量，R2为离心风叶4叶轮半径,B为蜗壳出口宽度，c

该蜗壳通过在蜗壳主体1的蜗舌位置设置蜗舌中岛2，蜗舌中岛2与容纳槽11之间形成加速止回流道3，在蜗舌位置产生的部分倒流气体通过加速止回流道3加速并折返回蜗壳主体1内，加速后的气体与蜗壳主体1内的另一部分倒流气体发生冲击，两股气流改变方向后一同并入出风气流中，可以有效防止离心风机在高静压工况下蜗舌附近气体倒流，由于解决了蜗舌位置的气体倒流问题，可以适当增加蜗舌间隙来减小造成的风机噪声较大的问题。

本申请实施例提供了一种离心风机，包括上述的蜗壳；以及离心风叶4，可转动设置于蜗壳内。

本申请中，离心风机可以为单吸风机，也可以为双吸风机，通过在蜗壳的蜗舌位置设置蜗舌中岛2并形成加速止回流道3，利用部分倒流的气流进入加速止回流道3后加速并调整方向后与蜗舌间隙处倒流的气流进行对冲，改变两股气流的方向，使得两股气流合并后并一同并入出风气流，进而实现防止在蜗舌位置出现气流倒流的情况，由于解决了气流倒流的问题，所以可以将蜗舌间隙适当增大，以减少在蜗舌位置处产生的风噪。

本申请实施例提供了一种空调，包括上述的离心风机。

具体的，本申请中离心风机不仅用于空调，还可以用于烘干机、洗干一体式洗衣机、吹风机等设备中。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。