[發(fā)明專利]具有仿生結(jié)構(gòu)的蝸舌及使用該蝸舌的蝸殼

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910192987.0
• 申請(qǐng)日: 2009-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN102042264A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王彤;肖彪;董術(shù)海;肖忠弟;郭幸分
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號(hào): F04D29/44
• 分類號(hào): F04D29/44;F04D29/42
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 李雙皓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有仿生結(jié)構(gòu)的蝸舌及使用該蝸舌的蝸殼。

背景技術(shù)

離心風(fēng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于蝸舌的存在，蝸舌與葉片出口邊緣間的間隙較蝸殼其他地方小得多，旋轉(zhuǎn)的葉片通道掠過蝸舌，蝸舌處空氣就會(huì)出現(xiàn)周期性的壓力和速度脈動(dòng)，產(chǎn)生較高的旋轉(zhuǎn)噪聲，其頻率為葉片通過頻率f＝Z·n/60(Hz)。高的旋轉(zhuǎn)噪聲通常形成難聽的嘯叫噪聲，污染環(huán)境，對(duì)于那些要求噪聲低的設(shè)備如空調(diào)等產(chǎn)品，會(huì)惡化音質(zhì)。

不僅如此，旋轉(zhuǎn)噪聲對(duì)于離心風(fēng)機(jī)，通常表明其蝸舌處出口流場(chǎng)氣流紊亂，造成回流區(qū)域擴(kuò)大，在低流量時(shí)由為明顯，紊亂的流場(chǎng)增大葉輪徑向周期性脈動(dòng)力，造成葉輪徑向擺動(dòng)增大，形成惡性循環(huán)；這種徑向振動(dòng)會(huì)傳至風(fēng)機(jī)電機(jī)軸，使得電機(jī)前端軸承徑向游隙和電機(jī)定轉(zhuǎn)子間隙發(fā)生變化，導(dǎo)致電機(jī)定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)發(fā)生擾動(dòng)，產(chǎn)生2、4倍電源頻率電磁噪聲和齒諧波噪聲。

現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于降低離心風(fēng)機(jī)離散旋轉(zhuǎn)噪聲的方法是：1、增大蝸舌間隙t；2、增大蝸舌舌部半徑r；3、采用傾斜蝸舌；4、采用不等距葉片或斜葉片離心風(fēng)葉；5、采用穿孔板蝸舌消聲器等，專利文獻(xiàn)CN1270281公開了“階梯蝸舌降噪蝸殼”，在一定程度上降低了噪聲；CN201277205Y公開了一種“降噪離心通風(fēng)機(jī)”，采用微穿孔和吸聲蝸殼的雙層蝸殼；CN101509506A公開了一種“仿生耦合消聲降噪蝸舌”，以上三種結(jié)構(gòu)均設(shè)計(jì)復(fù)雜，制造難度大，也沒有同時(shí)考慮風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)噪聲和電機(jī)噪聲的蝸舌設(shè)計(jì)，降噪效果不甚理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種具有仿生結(jié)構(gòu)的蝸舌及使用該蝸舌的蝸殼，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降噪效果好。

其技術(shù)方案如下：

一種具有仿生結(jié)構(gòu)的蝸舌，蝸舌的外輪廓線分別與蝸殼內(nèi)型線及擴(kuò)張室內(nèi)壁相連；在舌部設(shè)有多條導(dǎo)風(fēng)槽，導(dǎo)風(fēng)槽的一端與蝸殼內(nèi)型線相接，另一端與擴(kuò)張室內(nèi)壁相接。

采用前述蝸舌的蝸殼的結(jié)構(gòu)是：

一種蝸殼，其蝸舌的外輪廓線分別與蝸殼內(nèi)型線及擴(kuò)張室內(nèi)壁相連；在蝸舌上設(shè)有多條導(dǎo)風(fēng)槽，導(dǎo)風(fēng)槽的一端與蝸殼內(nèi)型線相接，另一端與擴(kuò)張室內(nèi)壁相接。

實(shí)驗(yàn)表明，蝸舌槽深h主要與風(fēng)速、葉輪葉片通過頻率關(guān)聯(lián)，經(jīng)過采用微型壓力傳感器和風(fēng)速計(jì)測(cè)量蝸舌處不同軸向位置處的壓力脈動(dòng)情況和風(fēng)速，表明其沿軸向分布并不均勻，大致以中間部位為大，壓力脈動(dòng)頻率與葉片通過頻率相同，脈動(dòng)波形為鋸齒狀，風(fēng)速略小于葉片徑向出流速度。因此，本發(fā)明在蝸舌設(shè)有導(dǎo)風(fēng)槽，對(duì)風(fēng)的出流進(jìn)行導(dǎo)流，將葉輪相鄰兩個(gè)葉片出流脈動(dòng)通過抵達(dá)蝸舌表面的時(shí)間差進(jìn)行抵消，使氣流通過導(dǎo)風(fēng)槽產(chǎn)生的氣流再生噪聲降到最小，通過相位相消降低旋轉(zhuǎn)噪聲。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，有效的降低了風(fēng)經(jīng)過蝸舌處的脈動(dòng)，降低風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)噪聲。

前述技術(shù)方案進(jìn)一步細(xì)化的技術(shù)方案可以是：

所述導(dǎo)風(fēng)槽包括槽頂及槽底，所述導(dǎo)風(fēng)槽的槽頂及槽底的軌跡均包括直線段及圓角，所述直線段與圓角相切，所述槽頂軌跡直線段及槽底軌跡直線段均與擴(kuò)張室內(nèi)壁相接，所述槽頂軌跡圓角及槽底軌跡圓角均與蝸殼內(nèi)型線相接。

所述導(dǎo)風(fēng)槽的最大深度h不超過(λ/4+Δ)毫米，其中λ為蝸舌脈沖力波波長(zhǎng)，Δ取值為0.5至1.0。

所述頂部導(dǎo)風(fēng)槽的斷面的頂部圓弧直徑R1、底部圓弧直徑R2的取值范圍為0.20λ至0.50λ。

所述頂部導(dǎo)風(fēng)槽的導(dǎo)風(fēng)槽寬度L的取值范圍為0.70λ至0.80λ。

所述導(dǎo)風(fēng)槽包括頂部圓弧及底部圓弧，在所述頂部圓弧與底部圓弧之間具有中間直線段，所述中間直線段分別與頂部圓弧和底部圓弧相切。

位于所述蝸舌端部的所述導(dǎo)風(fēng)槽為頂部導(dǎo)風(fēng)槽，頂部導(dǎo)風(fēng)槽的深度最大；頂部導(dǎo)風(fēng)槽向所述擴(kuò)張室內(nèi)壁方向，其深度逐漸變小，且其端部與所述擴(kuò)張室內(nèi)壁圓滑連接；頂部導(dǎo)風(fēng)槽向所述蝸殼內(nèi)型線方向，其深度逐漸變小，且其端部與所述蝸殼內(nèi)型圓滑連接。

所述導(dǎo)風(fēng)槽的槽頂軌跡為原蝸舌的軌跡，原蝸舌圓角與擴(kuò)張室內(nèi)壁的切點(diǎn)向擴(kuò)張室內(nèi)壁方向3λ至4λ處為第一導(dǎo)風(fēng)槽末端，原蝸舌圓角與蝸殼內(nèi)型線之間的切點(diǎn)為第二導(dǎo)向槽末端；從蝸舌圓角圓心向蝸輪圓心方向移動(dòng)0.12λ至0.13λ的距離，再向蝸殼內(nèi)型線方向向內(nèi)移動(dòng)0.12λ至0.13λ的距離為槽底軌跡圓圓心，以槽底軌跡圓圓心為圓心并過第二導(dǎo)向槽末端作圓形成槽底圓角，從第一導(dǎo)風(fēng)槽末端向槽底圓角作切線形成切線段，槽底圓角及該切線段為槽底軌跡。