蝸舌裝置、包含其的貫流風機、降低貫流風機氣動噪聲的方法
2023-11-10 16:21:47
專利名稱：蝸舌裝置、包含其的貫流風機、降低貫流風機氣動噪聲的方法
技術領域：
本發明涉及貫流風機(或稱橫流風機)用的蝸舌裝置，具體地說，涉及採用多孔壁 板與容腔結構的蝸舌裝置，以及包括該蝸舌裝置的貫流風機。本發明還涉及降低貫流風機 氣動噪聲的方法。
背景技術：
貫流風機廣泛應用於室內空調與通風系統。例如在分體式空調的室內機中，貫流 風機擔負著將冷量或熱量散發到房間的任務，這時貫流風機的工作效率直接影響到空調器 的功率消耗，而貫流風機的噪聲則直接關係到室內環境的噪聲水平。醫學證據表明，空調室 內機的噪聲對人的心腦血管與免疫系統都有著重要的傷害，是造成室內環境噪聲汙染最主 要的因素。因此控制和降低貫流風機的噪聲，一直是貫流風機研究和空調研發與生產的重 要課題。為了抑制貫流風機的噪聲，國內外研究者近年來提出了若干方案。幾種有代表性 的方案如下1)改變蝸舌(流動穩定器)的幾何外形形狀或位置；2)在葉輪圓周方向使用非均勻分布的葉片；3)在葉輪軸向方向將葉輪按旋轉軸向分段，段與段之間葉片有錯位角度；4)使用葉片沿著軸向扭斜的葉輪。這些降噪方案的出發點在於通過機械方式擾動流體改變壓力的頻譜特性，但是它 們存在的不足之處是1)由於聲源中單極子、偶極子和四極子聲源的同時存在，即使對於單極子點聲源 的發聲，各個頻率分量同時存在、不同頻率分量之間的相位差不可避免等等實際困難，試圖 使用機械方法幹預流動以便使聲波疊加、達到降低噪聲振幅的目的，實現起來將十分困難， 甚至是不可能的，因此這些降噪措施的有效性還需要進一步考核和檢驗；2)與沒有採用上述降噪方案的貫流風機相比，上述各種方案中，或要求在加工制 作葉輪時採用更為複雜的工藝與更多工序(例如軸向分段、軸向扭斜、軸向非均勻葉片節 距)，或者要求改變蝸舌的幾何外形形狀。這些要求使得單個空調貫流風機的製作成本大幅 度提高。總之，在現有貫流風機的降噪措施中存在著上述有效性有待進一步檢驗且製作成 本的問題，迫切需要開發一種易於從聲學理論解釋同時又在實際生產中易於採用的貫流風 機降噪措施，同時須考慮貫流風機的使用量巨大(例如廣東美的家用空調每小時生產量以 千臺為計量單位)，單個降噪措施的製作成本須易於控制。
發明內容
本發明提供了一種新的貫流風機用蝸舌裝置，從而解決了現有技術中存在的問題。一方面，本發明提供了一種蝸舌裝置，它包括由蝸舌的折狀壁板與無孔後壁板圍 成的容腔，以及冷凝水槽，其中，所述折狀壁板的迎風面上分布有穿透壁板的小孔，所述小 孔的直徑為0. 3-lmm ；所述折狀壁板與無孔後壁板密封粘結，使得容腔(30)的兩端密封，氣 流僅通過所述迎風面上的小孔流入或流出容腔。在一個優選的實施方式中，所述小孔在迎風面上均勻分布。在另一個優選的實施方式中，所述小孔的數量為800-1000。在另一個優選的實施方式中，所述容腔為三稜柱形。另一方面，本發明提供了 一種貫流風機，它包括上述蝸舌裝置。再一方面，本發明提供了一種降低貫流風機氣動噪聲的方法，該方法包括在貫流 風機中使用上述蝸舌裝置。
圖IA是根據本發明的一個實施方式的蝸舌裝置的截面示意圖。圖IB是根據本發明的一個實施方式的蝸舌裝置的三維效果圖。圖IC是圖IA中A-A線所示的蝸舌裝置的迎風面上小孔分布的示意圖。圖2是根據本發明的一個實施方式的包括蝸舌裝置的貫流風機的流道整體的截 面示意圖。
具體實施例方式本發明的發明人在經過了廣泛而深入的研究之後發現，在貫流風機中，在氣體流 動經過的通道中，對某些存在氣流與固體壁面發生衝擊幹涉的地方採用這樣的蝸舌裝置， 其中使用多孔壁板與容腔結構組合替代常規的無孔壁板結構，從而可以有效地降低貫流風 機的氣動噪聲，並且對貫流風機的壓力與能源效率沒有影響。基於上述發現，本發明得以完 成。本發明的原理如下根據氣動聲學理論，氣流噪聲是由於旋渦運動而造成的；當 氣流與固體結構幹涉衝擊時，產生旋渦，因此就有氣動噪聲的發生；使用多孔壁板與容腔 結構替代原有的無孔壁板結構後，當氣流衝擊壁面時，氣流可以透過多孔壁板出入容腔，從 而對氣流的衝擊起到緩衝作用，減弱氣流旋渦，達到降低氣動噪聲的目的。因此，這個原理 可以簡單理解為通過減弱氣流與固體壁面結構的衝擊來減弱噪聲源的強度，從而使噪聲降 低。在本發明的第一方面，提供了一種蝸舌裝置，它包括以常規的固體壁板蝸舌為基 礎，在蝸舌迎風面布置貫通的小孔，小孔的直徑為0. 3-lmm ；然後在蝸舌後增加一塊無孔後 壁板，使之與蝸舌折板之間圍成一個容腔，容腔兩端封死，氣流只能通過蝸舌迎風面的小孔 流入或流出容腔。較佳地，所述小孔在迎風面上均勻分布。較佳地，所述小孔的數量為800-1000。較佳地，所述容腔為三稜柱形。在本發明中，蝸舌折狀壁板與無孔後壁板可以使用膠水密封粘結。
在本發明的第二方面，提供了 一種貫流風機，它包括上述蝸舌裝置。在本發明的第三方面，提供了一種降低貫流風機氣動噪聲的方法，該方法包括在 貫流風機中使用上述蝸舌裝置。以下參看附圖。圖IA是根據本發明的一個實施方式的蝸舌裝置的截面示意圖。如圖IA所示，該 蝸舌裝置包括由蝸舌的折狀壁板與無孔後壁板20圍成的三稜柱形的容腔30，以及冷凝水 槽40，在所述折狀壁板的迎風面10上均勻分布有穿透壁板的小孔50，所述小孔的數量為 800-1000，直徑為0. 3-lmm ；所述折狀壁板與無孔後壁板20密封粘結，使得容腔30的兩端 封死，氣流僅通過所述迎風面10上的小孔50流入或流出容腔30。所述蝸舌裝置是一個整 體件，其安裝和定位是通過螺釘和搭扣等與相鄰的組件接觸並固定來進行的。圖IB是根據本發明的一個實施方式的蝸舌裝置的三維效果圖。如圖IB所示，迎 風面多孔壁板上的小孔均勻布局。圖IC是圖IA中A-A線所示的蝸舌裝置的迎風面上小孔分布的示意圖。如圖IC所 示，小孔在迎風面上均勻分布，其總數在800-1000個左右，小孔的直徑在0. 3-1毫米之間。圖2是根據本發明的一個實施方式的包括蝸舌裝置的貫流風機的流道整體的截 面示意圖。如圖2所示，該貫流風機包括旋轉葉輪1，出口導流後板2，上述蝸舌裝置3，條折 狀蒸發器4，以及進風格柵5組成，所述旋轉葉輪1由位於貫流風機一側的直連變頻電機驅 動。本發明的主要優點在於1)能夠有效地降低貫流風機的氣動噪聲；2)本發明的貫流風機蝸舌裝置能夠具體實施，而且具有加工製作容易、工藝簡單、 經濟性好、設備投資成本低的特點，容易推廣實施；3)採用本發明的貫流風機蝸舌裝置，與未採用該蝸舌裝置的貫流風機相比，噪聲 降低一般可以達到1-3分貝。實施例下面結合具體的實施例進一步闡述本發明。但是，應該明白，這些實施例僅用於說 明本發明而不構成對本發明範圍的限制。下列實施例中未註明具體條件的試驗方法，通常 按照常規條件，或按照製造廠商所建議的條件。實施例1 將本發明的蝸舌裝置用於貫流風機中，在符合GB-1236的風機標準實驗臺上進行 了測試，其中，風機轉速為1200rpm，小孔直徑為0.3毫米，小孔數目為800。與未使用本發 明蝸舌裝置的常規貫流風機相比，本發明的貫流風機蝸舌裝置對貫流風機的效率和壓力特 性未造成傷害。進一步在按照IS0-3745和GB-6882-86標準設計的半消聲室內進行了聲學 測試(消聲室本底噪聲20分貝，截止頻率100Hz)，結果顯示使用本發明的蝸舌裝置使得風 機的噪聲降低了3分貝。在本發明提及的所有文獻都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻被單獨 引用作為參考那樣。此外應理解，在閱讀了本發明的上述講授內容之後，本領域技術人員可 以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
權利要求
一種蝸舌裝置，它包括由蝸舌的折狀壁板與無孔後壁板(20)圍成的容腔(30)，以及冷凝水槽(40)，其中，所述折狀壁板的迎風面(10)上分布有穿透壁板的小孔(50)，所述小孔的直徑為0.3 1mm；所述折狀壁板與無孔後壁板(20)密封粘結，使得容腔(30)的兩端密封，氣流僅通過所述迎風面(10)上的小孔(50)流入或流出容腔(30)。
2.如權利要求1所述的蝸舌裝置，其特徵在於，所述小孔(50)在迎風面(10)上均勻分布。
3.如權利要求1或2所述的蝸舌裝置，其特徵在於，所述小孔(50)的數量為800-1000。
4.如權利要求1所述的蝸舌裝置，其特徵在於，所述容腔(30)為三稜柱形。
5.一種貫流風機，它包括權利要求1-4中任一項所述的蝸舌裝置。
6.一種降低貫流風機氣動噪聲的方法，該方法包括在貫流風機中使用權利要求1-4中 任一項所述的蝸舌裝置。
全文摘要
本發明涉及蝸舌裝置、包含其的貫流風機、以及降低貫流風機氣動噪聲的方法，提供了一種蝸舌裝置，它包括由蝸舌的折狀壁板與無孔後壁板(20)圍成的容腔(30)，以及冷凝水槽(40)，其中，所述折狀壁板的迎風面(10)上分布有穿透壁板的小孔(50)，所述小孔的直徑為0.3-1mm；所述折狀壁板與無孔後壁板(20)密封粘結，使得容腔(30)的兩端密封，氣流僅通過所述迎風面(10)上的小孔(50)流入或流出容腔(30)。
文檔編號F04D29/66GK101956730SQ200910055068
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月20日 優先權日2009年7月20日
發明者雲楚燁, 王孟, 賴煥新 申請人:華東理工大學