一种离心风机用蜗壳及离心风机的制作方法

1.本实用新型涉及离心风机技术领域，尤其涉及一种离心风机用蜗壳及离心风机。


背景技术：

2.离心风机是一种重要的送风装置，常用于吸油烟机、空调等产品中。离心风机通常包括蜗壳、叶轮、电机等。蜗壳出风口处设有蜗舌，其作用是将蜗壳出口气流进行分流，防止部分气体在蜗壳内循环流动。传统的离心风机蜗舌一般为平直圆弧结构，使得气流在同一时刻流经蜗舌，进而气流对蜗舌壁面造成冲击，产生较大的噪声，影响油烟机的用户体验效果。
3.为了解决上述技术问题，如申请号为cn201911258748.0(申请公开号为：cn110864010a)的中国发明专利申请公开了一种新型蜗舌结构、风机蜗壳及风机，该蜗舌结构包括波浪单元，其中，波浪单元上沿平行蜗壳回风轴走向的线为非直线；波浪单元的个数为一个；或者，波浪单元的个数至少为两个且沿平行蜗壳回风轴的方向分布。该申请中的波浪单元沿气流排出方向的法向截面呈弧形结构或v形结构或倒v形结构。波浪单元上沿平行蜗壳回风轴走向的线为非直线，使得比现有蜗舌产生更高效的相位差，当离心风机在高速运转时，可以有效降低离心风机运行噪声。
4.从蜗舌设计角度出发，较小的径舌间隙可以使离心风机获得比较好的效率，而在一定程度上增加该间隙能够降低离心风机的噪声。现有技术方案中，大间隙蜗舌、倾斜蜗舌等都是通过增加径舌间隙，降低蜗舌表面的压力脉动，从而降低风机的噪声，如上述专利申请中具有波浪单元的蜗舌结构可以视为两个中心对称的倾斜蜗舌结构组成，由于蜗舌倾斜成一定角度，气流不在同一时刻击打在蜗舌上，存在一个相位差，这样在同一时刻削弱了气流对蜗舌的冲击，降低了风机基本噪声峰值，因此风机总体噪声水平会下降。但，该种结构的蜗舌的降低程度与倾斜蜗舌的倾斜角度、蜗舌半径、蜗舌间隙等有关，并且以上参数直接影响风机的外特性属性，包括全压、效率及噪声等。上述专利申请中的蜗舌仅是沿气流排出方向的法向截面呈重复的波浪形单元，其结构相对单一，与实际气流流动的匹配有待改善。尤其是，由于蜗壳的蜗舌区域的流速较快，也使得这种单一的蜗舌曲面产生的相位差对风机的降噪效果存在一定的限制，而如果继续增加径舌间隙的同时，则会对风机的效率产生不利影响，因此，现有的蜗舌结构设计难以同时兼顾离心风机效率和降噪两个方面的效果，还需要作进一步改进。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种既能降低蜗壳出口气流噪声，又能减小蜗舌处的静压损失进而提升风机效率的离心风机用蜗壳。
6.本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种应用上述蜗壳的离心风机。
7.本实用新型解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种离心风机用蜗壳，包
括具有出风口的蜗壳本体，所述蜗壳本体包括前盖板、后盖板以及连接在前盖板与后盖板之间的环壁，所述环壁长度方向的两个端部与所述前盖板及后盖板的对应部分共同限定出出风口段，所述环壁在邻近所述出风口处具有整体上沿前后方向延伸设置的蜗舌，该蜗舌具有朝向出风口段的内部凸出的蜗舌面，所述蜗舌面具有沿前后方向依次设置的至少两个降噪单元，所述蜗舌面的每个降噪单元包括沿前后方向依次设置的前倾斜段和后倾斜段，所述前倾斜段自前向后逐渐向远离所述蜗壳的出风口所在平面的一侧倾斜延伸，所述后倾斜段自后向前逐渐向远离所述蜗壳的出风口所在平面的一侧倾斜延伸。
8.作为改进，每个所述降噪单元的前倾斜段与后倾斜段相交位置处的型线记作第一型线，所述前倾斜段的前端处的型线记作第二型线，所述后倾斜段的后端处型线记作第三型线，每个所述降噪单元的前倾斜段与后倾斜段之间以所述第一型线所在平面为对称中心成中心对称设置，所述第一型线与第三型线在前后方向上重叠；
9.所述第一型线自上而下由依次相连的第一直线段、第一圆弧段以及第二直线段组成，所述第一圆弧段上与过所述蜗壳的中心的直线相切的点记作第一顶点，所述第二型线自上而下由依次相连的第三直线段、第二圆弧段以及第四直线段组成，所述第二圆弧段上与过所述蜗壳的中心的直线相切的点记作第二顶点，所述第一顶点相对所述第二顶点更靠近所述的蜗壳的轴线。
10.蜗舌偏转角在一定范围内增大有利于改善蜗舌区域的涡结构，使得离心风机的静压和效率最高点向小流量工况点移动，考虑到吸油烟机运行的管网阻力区间，为了尽可能地降低工作噪声，优选地，过所述蜗壳的中心及所述第一圆弧段的第一顶点的直线记作第一切线，所述第一切线与过所述蜗壳的轴线的竖向平面相交形成的夹角记作第一夹角，过所述蜗壳的中心及所述第二圆弧段的第二顶点的直线记作第二切线，所述第二切线与过所述蜗壳的轴线的竖向平面相交形成的夹角记作第二夹角，所述第一夹角与第二夹角相同，且取值范围为：22
°
～32
°
，优选为26
°
。
11.从气动性能的变化状况来看，上述第一圆弧段及第二圆弧段的半径减小可以在一定程度的增加风机的静压，但同时由于其压力脉动的幅值也会不同程度的增加，因此，为了达到更好的降噪效果，上述双圆弧(第一圆弧段及第二圆弧段)的半径应控制在合理范围内，具体地，所述第一圆弧段的半径为r1，第二圆弧段的半径为r2，其中，r1≤r2，且，8mm≤r1≤14mm，12mm≤r2≤18mm。
12.为了保证降噪效果，上述第一顶点及第二顶点与叶轮的外周缘之间的距离应该合理取值，所述第一顶点与设于所述蜗壳本体内的叶轮的外周缘之间的距离记作s，所述第二顶点与设于所述蜗壳本体内的叶轮的外周缘之间的距离记作t，其中，20mm≤s＜t≤50mm。
13.为了保证蜗舌在其第一型线、第二型线及第三型线处的导流效果，所述蜗舌的每个降噪单元的第一型线处设有圆弧状的第一倒角，所述蜗舌的每个降噪单元的第二型线或第三型线处设有圆弧状的第二倒角，第一倒角及第二倒角的圆弧半径的取值范围均为：1mm～2mm。
14.为了更好地对风机出口气流进行分流和导流，所述蜗舌面上还形成有以所述第一型线的第二直线段为中心、且大致呈v型的第一流道，以及以所述第二型线的第三直线段为中心、且大致呈v型的第二流道，所述第一流道的曲面构成的夹角为β1，所述第二流道的曲面构成夹的角为β2，其中，110
°
≤β1≤135
°
，55
°
≤β2≤75
°
。
15.由于第一圆弧段的半径小于第二圆弧段的半径，因而，可以较好地阻止了蜗壳流道内的循环流动，提升了蜗舌的第一流道的静压转化率。此外，由于第二圆弧段整体上与叶轮出口的距离相对较大，使得叶轮尾迹射流与第二流道之间的相互作用减弱。
16.一般而言，蜗舌可以是在蜗壳本体的环壁上直接成型，但为了方便加工及装配，降低生产成本考虑，所述蜗舌为安装在所述环壁上的分体部件，所述蜗舌的前、后端面分别与所述前盖板及后盖板对应相接，所述蜗舌的蜗舌面与所述环壁的内壁面之间平滑过渡连接。
17.为了将蜗舌连接在蜗壳本体的环壁上，所述蜗舌通过黏贴、螺纹连接或卡扣连接的方式安装于所述蜗壳本体的环壁上。
18.蜗舌的每个降噪单元的尺寸应该与蜗壳本体的整体尺寸相适配，作为改进，所述蜗舌的每个降噪单元在前后方向上的尺寸记作d，d的取值范围为：20～40mm。
19.本实用新型解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种离心风机，包括蜗壳以及转动设于所述蜗壳内的叶轮，所述蜗壳采用上述的离心风机用蜗壳。
20.与现有技术相比，本实用新型的优点：蜗舌的蜗舌面上的每个降噪单元均包括沿前后方向依次设置的前倾斜段和后倾斜段，其中，前倾斜段自前向后逐渐向远离蜗壳的出风口所在平面的一侧倾斜延伸，后倾斜段自后向前逐渐向远离蜗壳的出风口所在平面的一侧倾斜延伸，通过对倾斜蜗舌的曲面造型设计，使得该蜗舌的蜗舌面既可以作用于风机出口回流气体，又能够对风机出口流出气体进行整流，不仅实现了现有技术中倾斜蜗舌的非定常相位差，使得噪声叠加效果小于传统蜗舌所产生噪声的叠加，并且还起到了提升蜗舌固有的分流和导流作用，使出口气流更加顺畅，减少了蜗舌处的静压损失和流动分离，因此，应用有该蜗舌结构的蜗壳及离心风机能够使得整机全压效率有所提升，并达到降低噪声的目的。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例的离心风机用蜗壳的立体结构示意图；
22.图2为图1的俯视图；
23.图3为图2中a-a处的剖视图(剖面线过第一型线)；
24.图4为图2中b-b处的剖视图(剖面线过第二型线)；
25.图5为图4中a-a处的剖视图；
26.图6为本实用新型实施例的蜗舌的立体图。
具体实施方式
27.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
28.在本实用新型的说明书及权利要求书中使用了表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“侧”、“顶”、“底”等，用来描述本实用新型的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，是基于附图中显示的示例方位而确定的。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。
29.参见图1-图6，示出了本实用新型的一种离心风机用蜗壳的优选实施例，该蜗壳包括具有出风口14的蜗壳本体10，蜗壳本体10包括前盖板11、后盖板12以及连接在前盖板11与后盖板12之间的环壁13。蜗壳本体10的前侧板上开设有进风口，而环壁13长度方向的两个端部与前盖板11及后盖板12的对应部分共同限定出出风口段，其中，环壁13在邻近蜗壳本体10的出风口14处具有整体上沿前后方向延伸设置的蜗舌20。本实施例的蜗舌20具有朝向出风口段的内部凸出的蜗舌面200，而蜗舌面200又具有沿前后方向依次设置的至少两个降噪单元21。如图2所示，本实施例示出了5个降噪单元21，蜗舌20的每个降噪单元21的尺寸应该与蜗壳本体10的整体尺寸相适配，优选地，蜗舌20的每个降噪单元21在前后方向上的尺寸记作d，d的取值范围为：20～40mm。再结合图6，每个降噪单元21包括沿前后方向依次设置的前倾斜段211和后倾斜段212，其中，前倾斜段211自前向后逐渐向远离蜗壳的出风口14所在平面的一侧倾斜延伸，而后倾斜段212自后向前逐渐向远离蜗壳的出风口14所在平面的一侧倾斜延伸。
30.在一优选实施例中，每个降噪单元21的前倾斜段211与后倾斜段212相交位置处的型线记作第一型线22，而前倾斜段211的前端处的型线记作第二型线23，后倾斜段212的后端处型线记作第三型线24，具体地，每个降噪单元21的前倾斜段211与后倾斜段212之间以第一型线22所在平面为对称中心成中心对称设置，也即，第一型线22与第三型线24在前后方向上重叠。如图5所示，相邻的两个降噪单元21中前一个降噪单元21的第二型线23即为后一个降噪单元21的第三型线24。
31.以本实施例的蜗壳本体10的出风口14朝上放置的状态进行说明，第一型线22自上而下由依次相连的第一直线段221、第一圆弧段222以及第二直线段223组成，其中，第一圆弧段222上与过蜗壳的中心的直线相切的点记作第一顶点2220，对应地，过蜗壳的中心及第一圆弧段222的第一顶点2220的直线记作第一切线31，该第一切线31与过蜗壳的轴线的竖向平面相交形成的夹角记作第一夹角θ1。第二型线23自上而下由依次相连的第三直线段231、第二圆弧段232以及第四直线段233组成，第二圆弧段232上与过蜗壳的中心的直线相切的点记作第二顶点2320，对应地，过蜗壳的中心及第二圆弧段232的第二顶点2320的直线记作第二切线32，第二切线32与过蜗壳的轴线的竖向平面相交形成的夹角记作第二夹角θ2。蜗舌20偏转角在一定范围内增大有利于改善蜗舌20区域的涡结构，使得离心风机的静压和效率最高点向小流量工况点移动，考虑到吸油烟机运行的管网阻力区间，为了尽可能地降低工作噪声，本实施例的第一夹角θ1与第二夹角θ2相同，且取值范围为：22
°
～32
°
，优选为26
°
。
32.结合图3及图4，可以看出，本实施例的第一型线22整体上相较于第二型线23更靠近叶轮的外周缘(外径)，具体地，本实施例的第一型线22的第一顶点2220相对第二型线23的第二顶点2320更靠近蜗壳的轴线。为了保证降噪效果，上述第一顶点2220及第二顶点2320与叶轮的外周缘之间的距离应该合理取值，本实施例的第一顶点2220与设于蜗壳本体10内的叶轮的外周缘之间的距离记作s，第二顶点2320与设于蜗壳本体10内的叶轮的外周缘之间的距离记作t，其中，20mm≤s＜t≤50mm。从气动性能的变化状况来看，上述第一圆弧段222及第二圆弧段232的半径减小可以在一定程度的增加风机的静压，但同时由于其压力脉动的幅值也会不同程度的增加，因此，为了达到更好的降噪效果，上述双圆弧(第一圆弧段222及第二圆弧段232)的半径应控制在合理范围内，具体地，本实施例的第一圆弧段222
的半径为r1，第二圆弧段232的半径为r2，其中，r1≤r2，且，8mm≤r1≤14mm，12mm≤r2≤18mm。由于第一圆弧段222的半径小于第二圆弧段232的半径，因而，可以较好地阻止了蜗壳流道内的循环流动，提升了蜗舌20的第一流道261的静压转化率。
33.参见图6，为了保证蜗舌20在其第一型线22、第二型线23及第三型线24处的导流效果，蜗舌20的每个降噪单元21的第一型线22(具体是第一圆弧段222)处设有圆弧状的第一倒角251，蜗舌20的每个降噪单元21的第二型线23或第三型线24(具体是第二圆弧段232)处设有圆弧状的第二倒角252，其中，第一倒角251及第二倒角252的圆弧半径的取值范围均为：1mm～2mm。
34.继续参见图3及图4，对上述蜗壳的第一型线22及第二型线23(第三型线24)的形状、对应圆弧段的半径以及对应顶点的倾斜角进行限定后，蜗舌面200上形成了以第一型线22的第二直线段223为中心、且大致呈v型的第一流道261，以及以第二型线23的第三直线段231为中心、且大致呈v型的第二流道262，其中，第一流道261的曲面构成的夹角为β1，第二流道262的曲面构成夹的角为β2，其中，110
°
≤β1≤135
°
，55
°
≤β2≤75
°
。从图4中所示的a-a方向看，蜗舌20的第一流道261和第二流道262组合后使得蜗壳轴向方向(也即前后方向)上呈“w”型结构排列。由于第二圆弧段232整体上与叶轮出口的距离相对较大，使得叶轮尾迹射流与第二流道262之间的相互作用减弱。具体地，第一流道261作用于风机出口回流气体，第二流道262作用于风机出口流出气体，不仅实现了现有技术中倾斜蜗舌20的非定常相位差，使得噪声叠加效果小于传统蜗舌20所产生噪声的叠加。蜗舌面200上呈v型的第一流道261和第二流道262的结构设计，提升了蜗舌20固有的分流和导流作用，使出口气流更加顺畅，减少了蜗舌20处的静压损失和流动分离，因此，应用有这种蜗舌20结构的离心风机及吸油烟机能够使得整机全压效率有所提升并且降低噪声。
35.本实施例的蜗舌20为安装在环壁13上的分体部件，蜗舌20可通过黏贴、螺纹连接或卡扣连接的方式安装于蜗壳本体10的环壁13上。在蜗舌20安装到位后，蜗舌20的前、后端面分别与前盖板11及后盖板12的内壁对应相接，而蜗舌20的蜗舌面200与环壁13的内壁面之间采用平滑过渡连接。
36.本实施例还涉及一种离心风机，包括蜗壳以及转动设于蜗壳内的叶轮，其中，蜗壳即采用上述的离心风机用蜗壳结构。
37.本实施例的蜗壳及离心风机的优点在于：
38.1、本实施例的蜗舌20的蜗舌面200上的点到叶轮外缘的距离不同，使得叶轮出口气流不在同一时刻流经蜗舌20，这样形成的噪声源因存在一定的相位差而使部分能量抵消，达到了降低噪声的目的。
39.2、本实施例的双圆弧蜗舌20在蜗壳轴向高度上呈“w”型结构排列，按气体流向分为第一流道261和第二流道262，提升了蜗舌20的分流和导流作用，使气流更加顺畅，既减小了蜗舌20处的静压损失，又降低了出口气流噪声。
40.3、本实施例的双圆弧蜗舌20相比传统单圆弧平直蜗舌20的表面积增大，气体来流冲击蜗舌20曲面相对分散，降低了蜗舌20壁面的因非定常脉动力产生的噪声。
41.4、通过实验测试，应用有本实施例的双圆弧蜗舌20的离心风机、吸油烟机的整机全压效率提升且噪声下降。

技术特征：
1.一种离心风机用蜗壳，包括具有出风口(14)的蜗壳本体(10)，所述蜗壳本体(10)包括前盖板(11)、后盖板(12)以及连接在前盖板(11)与后盖板(12)之间的环壁(13)，所述环壁(13)长度方向的两个端部与所述前盖板(11)及后盖板(12)的对应部分共同限定出出风口段，所述环壁(13)在邻近所述出风口(14)处具有整体上沿前后方向延伸设置的蜗舌(20)，该蜗舌(20)具有朝向出风口段的内部凸出的蜗舌面(200)，其特征在于：所述蜗舌面(200)具有沿前后方向依次设置的至少两个降噪单元(21)，所述蜗舌面(200)的每个降噪单元(21)包括沿前后方向依次设置的前倾斜段(211)和后倾斜段(212)，所述前倾斜段(211)自前向后逐渐向远离所述蜗壳的出风口(14)所在平面的一侧倾斜延伸，所述后倾斜段(212)自后向前逐渐向远离所述蜗壳的出风口(14)所在平面的一侧倾斜延伸。2.根据权利要求1所述的离心风机用蜗壳，其特征在于：每个所述降噪单元(21)的前倾斜段(211)与后倾斜段(212)相交位置处的型线记作第一型线(22)，所述前倾斜段(211)的前端处的型线记作第二型线(23)，所述后倾斜段(212)的后端处型线记作第三型线(24)，每个所述降噪单元(21)的前倾斜段(211)与后倾斜段(212)之间以所述第一型线(22)所在平面为对称中心成中心对称设置，所述第一型线(22)与第三型线(24)在前后方向上重叠；所述第一型线(22)自上而下由依次相连的第一直线段(221)、第一圆弧段(222)以及第二直线段(223)组成，所述第一圆弧段(222)上与过所述蜗壳的中心的直线相切的点记作第一顶点(2220)，所述第二型线(23)自上而下由依次相连的第三直线段(231)、第二圆弧段(232)以及第四直线段(233)组成，所述第二圆弧段(232)上与过所述蜗壳的中心的直线相切的点记作第二顶点(2320)，所述第一顶点(2220)相对所述第二顶点(2320)更靠近所述的蜗壳的轴线。3.根据权利要求2所述的离心风机用蜗壳，其特征在于：过所述蜗壳的中心及所述第一圆弧段(222)的第一顶点(2220)的直线记作第一切线(31)，所述第一切线(31)与过所述蜗壳的轴线的竖向平面相交形成的夹角记作第一夹角(θ1)，过所述蜗壳的中心及所述第二圆弧段(232)的第二顶点(2320)的直线记作第二切线(32)，所述第二切线(32)与过所述蜗壳的轴线的竖向平面相交形成的夹角记作第二夹角(θ2)，所述第一夹角(θ1)与第二夹角(θ2)相同，且取值范围为：22
°
～32
°
。4.根据权利要求2所述的离心风机用蜗壳，其特征在于：所述第一圆弧段(222)的半径为r1，第二圆弧段(232)的半径为r2，其中，r1≤r2，且，8mm≤r1≤14mm，12mm≤r2≤18mm。5.根据权利要求2所述的离心风机用蜗壳，其特征在于：所述第一顶点(2220)与设于所述蜗壳本体(10)内的叶轮的外周缘之间的距离记作s，所述第二顶点(2320)与设于所述蜗壳本体(10)内的叶轮的外周缘之间的距离记作t，其中，20mm≤s＜t≤50mm。6.根据权利要求2所述的离心风机用蜗壳，其特征在于：所述蜗舌(20)的每个降噪单元(21)的第一型线(22)处设有圆弧状的第一倒角(251)，所述蜗舌(20)的每个降噪单元(21)的第二型线(23)或第三型线(24)处设有圆弧状的第二倒角(252)，第一倒角(251)及第二倒角(252)的圆弧半径的取值范围均为：1mm～2mm。7.根据权利要求2所述的离心风机用蜗壳，其特征在于：所述蜗舌面(200)上还形成有以所述第一型线(22)的第二直线段(223)为中心、且大致呈v型的第一流道(261)，以及以所述第二型线(23)的第三直线段(231)为中心、且大致呈v型的第二流道(262)，所述第一流道(261)的曲面构成的夹角为β1，所述第二流道(262)的曲面构成夹的角为β2，其中，110
°
≤β1
≤135
°
，55
°
≤β2≤75
°
。8.根据权利要求7所述的离心风机用蜗壳，其特征在于：所述蜗舌(20)为安装在所述环壁(13)上的分体部件，所述蜗舌(20)的前、后端面分别与所述前盖板(11)及后盖板(12)对应相接，所述蜗舌(20)的蜗舌面(200)与所述环壁(13)的内壁面之间平滑过渡连接。9.根据权利要求8所述的离心风机用蜗壳，其特征在于：所述蜗舌(20)通过黏贴、螺纹连接或卡扣连接的方式安装于所述蜗壳本体(10)的环壁(13)上。10.根据权利要求1～9中任一项所述的离心风机用蜗壳，其特征在于：所述蜗舌(20)的每个降噪单元(21)在前后方向上的尺寸记作d，d的取值范围为：20～40mm。11.一种离心风机，包括蜗壳以及转动设于所述蜗壳内的叶轮，其特征在于：所述蜗壳采用如权利要求1～10中任一项所述的离心风机用蜗壳。

技术总结
本实用新型涉及一种离心风机用蜗壳及离心风机，蜗壳包括具有出风口的蜗壳本体，蜗壳本体包括前盖板、后盖板及环壁，环壁长度方向的两个端部与前盖板及后盖板的对应部分共同限定出出风口段，环壁在邻近出风口处具有整体上沿前后方向延伸设置的蜗舌，蜗舌具有朝向出风口段的内部凸出的蜗舌面，蜗舌面具有沿前后方向依次设置的至少两个降噪单元，每个降噪单元包括沿前后方向依次设置的前倾斜段和后倾斜段，前倾斜段自前向后逐渐向远离蜗壳的出风口所在平面的一侧倾斜延伸，后倾斜段自后向前逐渐向远离蜗壳的出风口所在平面的一侧倾斜延伸。优点在于：既能降低蜗壳出口气流噪声，又能减小蜗舌处的静压损失进而提升风机效率。能减小蜗舌处的静压损失进而提升风机效率。能减小蜗舌处的静压损失进而提升风机效率。


技术研发人员：李晓强 李斌
受保护的技术使用者：宁波方太厨具有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/9/16