一种蜗壳流道宽度的确定方法、蜗壳和电子装置

技术领域

本申请涉及离心风机领域，特别是涉及一种蜗壳流道宽度的确定方法、蜗壳和电子装置。

背景技术

多翼离心风机因结构紧凑、压力系数高、流量系数大、噪音低等优点被广泛应用于空调器、吸油烟机、空气清新机、换气扇等等各种家用电器。随着人们生活品质的提高及国家对家用电器节能、噪声标准的强制实施，对离心风机的节能和低噪声提出了越来越苛刻的要求，如何设计出更低噪声的多翼离心风机是行业的一个技术难题。

不同于其他家用电器，抽油烟机在设计时需要考虑两种工况下的性能和噪声表现，一种接近无阻力环境下的实验室工况，一种是特定的较大阻力环境下的工作风量工况，两种工况下均有较好表现时，抽油烟机则兼具好的标称数据和好的实际用户体验。通常在设计改进时采取的办法是基于原型风机系统的蜗壳作相似性设计，再根据实际测试效果结合蜗壳流道宽度对性能的影响规律(一般地，蜗壳流道宽度较大时利于实验室工况、蜗壳流道宽度较小时利于工作风量工况)进行调整，但由于没有统一的蜗壳流道宽度大小的衡量标准，在设计时对于抽油烟机根据双工况需求快捷、合理地确定蜗壳流道宽度是比较困难的，一方面涉及到不同厚度的蜗壳时以实际蜗壳流道宽度尺寸值来对比衡量大小是不准确的，另一方面是直接以实际蜗壳流道宽度尺寸值没有办法衡量流道宽度的大小程度。

针对相关技术中存在对于抽油烟机根据双工况需求，不能合理地确定蜗壳流道宽度的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

发明内容

在本实施例中提供了一种蜗壳流道宽度的确定方法、蜗壳、电子装置和存储介质，以解决相关技术中存在对于抽油烟机根据双工况需求，不能合理地确定蜗壳流道宽度的问题。

第一个方面，在本实施例中提供了一种蜗壳流道宽度的确定方法，所述确定方法包括：

以叶轮中心为原点，以蜗壳出风口的出风方向为Y轴正方向，建立直角坐标系；其中，所述蜗壳出风口的位置位于第一象限；

以所述原点为极点，以Y轴正方向为极轴，以逆时针为旋转正方向，建立极坐标系；

根据标准蜗壳喉部宽度B

在其中的一些实施例中，所述确定方法包括：在阻力工况下，所述蜗壳流道宽度W

在其中的一些实施例中，所述确定方法包括：在实验室工况下，所述蜗壳流道宽度W

在其中的一些实施例中，所述确定方法包括：在阻力工况下，蜗壳喉部面积为

在其中的一些实施例中，所述确定方法包括，所述极坐标角θ在180°～270°范围内时，随着所述极坐标角θ的增大，所述蜗壳流道宽度W

第二个方面，在本实施例中提供了一种蜗壳，所述蜗壳包括蜗板和设置在所述蜗板左右两侧的左侧板和右侧板，在所述蜗板与所述左侧板和所述右侧板之间形成空腔，所述空腔内设有叶轮，所述叶轮的包络面与所述蜗板形成蜗壳流道，所述蜗壳流道宽度W

在其中的一些实施例中，在所述极坐标角满足180°～270°范围内时，随着所述极坐标角的增大，所述蜗壳流道宽度W

在其中的一些实施例中，所述蜗壳喉部面积为

第三个方面，在本实施例中提供了一种电子装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一个方面所述的蜗壳流道宽度的确定方法。

第四个方面，在本实施例中提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一个方面所述的蜗壳流道宽度的确定方法。

与相关技术相比，在本实施例中提供的一种蜗壳流道宽度的确定方法、蜗壳、电子装置和存储介质，通过以叶轮中心为原点，以蜗壳出风口的出风方向为Y轴正方向，建立直角坐标系；其中，蜗壳出风口的位置位于第一象限；以原点为极点，以Y轴正方向为极轴，以逆时针为旋转正方向，建立极坐标系；根据标准蜗壳喉部宽度B

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是执行本实施例的一种蜗壳流道宽度的确定方法的终端的硬件结构框图；

图2是本实施例的一种蜗壳流道宽度的确定方法的流程图；

图3是本优选实施例的一种蜗壳流道宽度无量纲化的方法的流程图；

图4是本优选实施例的一种蜗壳的剖面图；

图5是本实施例的一种蜗壳流道宽度的确定装置的结构框图。

具体实施方式

为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。

除另作定义外，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应具有本申请所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本申请中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制，它们可以是单数或者复数。在本申请中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体，其目的是涵盖不排他的包含；例如，包含一系列步骤或模块(单元)的过程、方法和系统、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块(单元)，而可包括未列出的步骤或模块(单元)，或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块(单元)。在本申请中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接，而可以包括电气连接，无论是直接连接还是间接连接。在本申请中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。通常情况下，字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本申请中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等，只是对相似对象进行区分，并不代表针对对象的特定排序。

在本实施例中提供的方法实施例可以在终端、计算机或者类似的运算装置中执行。比如在终端上运行，图1是执行本实施例的一种蜗壳流道宽度的确定方法的终端的硬件结构框图。如图1所示，终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102和用于存储数据的存储器104，其中，处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置。上述终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述终端的结构造成限制。例如，终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示出的不同配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如在本实施例中的一种蜗壳流道宽度的确定方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络包括终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(NetworkInterface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在本实施例中提供了一种吸油烟机用离心风机，该离心风机包括设置有进风口和出风口的蜗壳、设置在蜗壳内的叶轮以及驱动叶轮旋转的电机；蜗壳包括蜗板和设置在蜗板左右两侧的左侧板和右侧板，在蜗板与左侧板和右侧板之间形成空腔，空腔内设有叶轮，叶轮的包络面与蜗板形成蜗壳流道。出风口为矩形。

以叶轮中心为原点，以蜗壳出风口的出风方向为Y轴正方向，建立平面直角坐标系，将蜗壳出风口的位置设置于第一象限。则蜗壳根据所处坐标系各象限的位置，可以分为四部分。

以原点为极点，以Y轴正方向为极轴，以逆时针为旋转正方向，建立极坐标系，蜗壳的四部分对应的极坐标系下的角度分别为[0°，90°)，[90°，180°)，[180°，270°)，[270°，360°)。

在本实施例中提供了一种蜗壳流道宽度的确定方法，图2是本实施例的一种蜗壳流道宽度的确定方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，以叶轮中心为原点，以蜗壳出风口的出风方向为Y轴正方向，建立直角坐标系；其中，蜗壳出风口的位置位于第一象限。

具体的，以叶轮中心为原点，以蜗壳出风口的出风方向为Y轴正方向，建立平面直角坐标系，将蜗壳出风口的位置设置于第一象限。则蜗壳根据所处坐标系各象限的位置，可以分为四部分。

步骤S204，以原点为极点，以Y轴正方向为极轴，以逆时针为旋转正方向，建立极坐标系。

具体的，以原点为极点，以Y轴正方向为极轴，以逆时针为旋转正方向，建立极坐标系，蜗壳的四部分对应的极坐标系下的角度分别为[0°，90°)，[90°，180°)，[180°，270°)，[270°，360°)。

步骤S206，根据标准蜗壳喉部宽度B

具体的，经试验研究分析总结得，对于R＝2.1Q

通过上述步骤，以叶轮中心为原点，以蜗壳出风口的出风方向为Y轴正方向，建立直角坐标系；其中，蜗壳出风口的位置位于第一象限；以原点为极点，以Y轴正方向为极轴，以逆时针为旋转正方向，建立极坐标系；根据标准蜗壳喉部宽度B

在其中的一些实施例中，该确定方法包括：在阻力工况下，蜗壳流道宽度W

具体的，阻力工况范围为0.5*Q

进一步的，蜗壳流道宽度W

在其中的一些实施例中，该确定方法包括：在实验室工况下，蜗壳流道宽度W

具体的，一般情况下，实验室工况为0～0.1*Q

进一步的，在实验室工况下，蜗壳流道宽度W

在其中的一些实施例中，该确定方法包括：在阻力工况下，蜗壳喉部面积为

具体的，在标准阻力工况R＝2.1Q

在其中的一些实施例中，该确定方法还包括，极坐标角θ在180°～270°范围内时，随着极坐标角θ的增大，蜗壳流道宽度W

下面通过优选实施例对本实施例进行描述和说明。

图3是本优选实施例的一种蜗壳流道宽度无量纲化的方法的流程图，如图3所示，该蜗壳流道宽度无量纲化的方法包括如下步骤：

步骤S302，实验室工况与阻力工况下，获取蜗壳流道宽度。

具体的，通过蜗舌圆心作平行于风机出口平面的线与蜗舌、蜗壳出口侧型线两交点的距离定义为蜗壳喉部宽度，同时引入标准蜗壳喉部面积概念。经试验研究分析总结得，对于R＝2.1Q

进一步的，如图4，对于兼顾实验室工况和阻力为R＝2.1Q

步骤S304，在阻力工况下，确定蜗壳流道宽度W

具体的，对于双工况有关键影响的为180°～270°段的蜗壳流道宽度，为使阻力工况下有较好表现，应满足0.35≤η

步骤S306，在实验室工况下，确定蜗壳流道宽度W

具体的，对于双工况有关键影响的为180°～270°段的蜗壳流道宽度，为使实验室工况下风机有较好表现，应满足0.55≤η

步骤S308，在阻力工况下，获取蜗壳喉部面积Sx。

具体的，在阻力工况下，Kx为其他特定较大阻力工况下的拟合阻力系数，标准蜗壳喉部面积为S

进一步的，在某一特定较大阻力工况下，不同设计类型的多翼离心风机系统在蜗壳喉部面积由大变小的过程中，在缩减至标准蜗壳喉部面积时，同等面积变化量可带来明显的更高噪声降低量。

通过上述步骤，本实施例提供了一种蜗壳流道宽度无量纲化的方法，经该方法无量纲处理后，可直接对比衡量不同蜗壳流道宽度尺寸的大小以及判断蜗壳流道宽度的大小程度，利于根据双工况需求快捷、合理地确定蜗壳流道宽度。

在其中一个实施例中，蜗壳曲线其他部分的变化规律为从0°到90°以及从90°到180°的蜗壳流道宽度均应是逐渐增加的，从90°到180°的蜗壳流道宽度整体扩张速度不大于从0°到90°的蜗壳流道宽度整体扩张速度、且从0°到90°的蜗壳流道宽度应保持较小的整体扩张速度。

具体的，因为0°到90°对应的蜗壳流道进气量较少，保持较小的整体扩张速度可以抑制蜗壳流道内的流动分离、降低噪音，保持从90°到180°的蜗壳流道整体扩张速度不大于从0°到90°的蜗壳流道整体扩张速度是为了进一步抑制流道内的流动分离，避免0°到90°蜗壳区域内气流跟随进入到90°到180°蜗壳区域后引起流动情况的进一步恶化、增加噪音，将蜗壳[0°，180°)前段区域内的流动更好地引导至(180°，270°]后段蜗壳区域。

相比现有基于原型风机系统的蜗壳作相似性设计，再根据实际测试效果结合蜗壳流道宽度对性能的影响规律(一般地，蜗壳流道宽度较大时利于实验室工况、蜗壳流道宽度较小时利于工作风量工况)进行调整，没有统一的蜗壳流道宽度大小的衡量标准，本发明通过上述方法及无量纲比值范围并结合双工况的性能要求对蜗壳流道宽度进行合理控制，有效的解决了不同厚度的蜗壳时以实际蜗壳流道宽度尺寸值来对比衡量大小不准确的问题。

根据本申请的蜗壳流道宽度数据，分别制作了蜗壳设计1和蜗壳设计2如表1所示，实验数据显示，在同流量效果下，实验室工况下，蜗壳设计1的噪声较蜗壳设计2低1.8dB，阻力工况下蜗壳设计2的噪声较蜗壳设计1低2.1dB。

表1不同蜗壳流道宽度的蜗壳在同流量下噪声效果对比表

本方法主要通过优化蜗壳流道宽度来同时降低实验室工况及使用环境的噪声。通过研究蜗壳宽度的参数对两种工况流量及噪声的不同影响，在保证一定蜗壳喉部宽度的前提下，保证了风机系统实验室工况噪声低的特点，同时，使用环境的噪声降低。通过合理的蜗壳宽度设计，改善蜗壳内部流畅，减少紊流，使两种工况下的噪声降低。

需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在本实施例中还提供了一种蜗壳流道宽度的确定装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。以下所使用的术语“模块”、“单元”、“子单元”等可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管在以下实施例中所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图5是本实施例的一种蜗壳流道宽度的确定装置的结构框图，如图5所示，该装置包括：

第一坐标系建立模块10，用于以叶轮中心为原点，以蜗壳出风口的出风方向为Y轴正方向，建立直角坐标系；其中，蜗壳出风口的位置位于第一象限；

第二坐标系建立模块20，用于以原点为极点，以Y轴正方向为极轴，以逆时针为旋转正方向，建立极坐标系；

蜗壳流道宽度确定模块30，用于根据标准蜗壳喉部宽度B

在其中的一些实施例中，蜗壳流道宽度确定模块30，还用于确定在阻力工况下蜗壳流道宽度W

在其中的一些实施例中，蜗壳流道宽度确定模块30，还用于确定在实验室工况下蜗壳流道宽度W

在其中的一些实施例中，蜗壳流道宽度确定模块30，还用于确定在阻力工况下蜗壳喉部面积为

在其中的一些实施例中，蜗壳流道宽度确定模块30，还用于确定极坐标角θ在180°～270°范围内时，随着极坐标角θ的增大，蜗壳流道宽度W

需要说明的是，上述各个模块可以是功能模块也可以是程序模块，既可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。对于通过硬件来实现的模块而言，上述各个模块可以位于同一处理器中；或者上述各个模块还可以按照任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

在本实施例中还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

S1，以叶轮中心为原点，以蜗壳出风口的出风方向为Y轴正方向，建立直角坐标系；其中，蜗壳出风口的位置位于第一象限。

S2，以原点为极点，以Y轴正方向为极轴，以逆时针为旋转正方向，建立极坐标系。

S3，根据标准蜗壳喉部宽度B

需要说明的是，在本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，在本实施例中不再赘述。

此外，结合上述实施例中提供的一种蜗壳流道宽度的确定方法，在本实施例中还可以提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序；该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种蜗壳流道宽度的确定方法。

应该明白的是，这里描述的具体实施例只是用来解释这个应用，而不是用来对它进行限定。根据本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在不进行创造性劳动的情况下得到的所有其它实施例，均属本申请保护范围。

显然，附图只是本申请的一些例子或实施例，对本领域的普通技术人员来说，也可以根据这些附图将本申请适用于其他类似情况，但无需付出创造性劳动。另外，可以理解的是，尽管在此开发过程中所做的工作可能是复杂和漫长的，但是，对于本领域的普通技术人员来说，根据本申请披露的技术内容进行的某些设计、制造或生产等更改仅是常规的技术手段，不应被视为本申请公开的内容不足。

“实施例”一词在本申请中指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。该短语出现在说明书中的各个位置并不一定意味着相同的实施例，也不意味着与其它实施例相互排斥而具有独立性或可供选择。本领域的普通技术人员能够清楚或隐含地理解的是，本申请中描述的实施例在没有冲突的情况下，可以与其它实施例结合。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。