[發明專利]一種高性能無蝸殼風輪結構及其葉片數量設計方法

在審

• 申請號: 202010967200.X
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112049815A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 鐘思;李煌陽
• 申請（專利權）人: 廈門唯科健康產業有限公司
• 主分類號: F04D29/28
• 分類號: F04D29/28;F04D25/08;F04D29/66
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 渠述華

本發明公開一種高性能無蝸殼風輪結構及其葉片數量設計方法，風輪結構包括上風道、支架、下風道、電機和風輪，風輪包括頂部的進風環、底部的擋風面板和兩者之間的若干葉片，擋風面板裝配在電機上，擋風面板的周緣與葉片外沿連成的圓之間設置有環狀鏤空區域，鏤空區域與支架表面之間形成氣流通道，且結構設計上滿足一些參數關系。本發明通過在擋風面板的周緣與葉片外沿連成的圓之間設計一環狀鏤空區域，使得進入風輪的風只能從小面積的鏤空區域逸出，提高了出風量；并通過鏤空區域與支架表面之間的距離設計，實現氣流增壓，在噪音不變的前提下進一步提高風量；同時，結構中無蝸殼，結構簡單、成本低。

技術領域

本發明涉及風輪風道系統技術領域，特別是指一種高性能無蝸殼風輪結構及其葉片數量設計方法。

背景技術

由于風輪風道的風量提升通常伴隨著更大的噪音，常規的風輪風道設計都只能單一解決風輪風道的提高風量的問題，導致整體結構噪音較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高性能無蝸殼風輪結構及其葉片數量設計方法，在噪音不變的基礎上提高風量。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種高性能無蝸殼風輪結構，包括依次連接的上風道、支架和下風道，以及安裝在所述支架上的電機、安裝在所述電機上的風輪，所述上風道設置有出風口，所述下風道設置有進風口，所述風輪與所述進風口相對設置；

其中，所述風輪包括頂部的進風環、底部的擋風面板，以及設置在所述進風環和擋風面板之間的若干葉片，所述擋風面板的中心裝配在所述電機的輸出軸上，所述擋風面板的周緣與所述葉片外沿連成的圓之間設置有環狀鏤空區域，所述鏤空區域與所述支架表面之間形成氣流通道，且所述鏤空區域的寬度D₁與所述風輪的半徑R₁的關系為：

D₁＝δ*R₁，式中δ為無量綱系數，取值范圍為0.14-0.18；所述支架的半徑R₃比所述風輪的半徑R₁大0-2mm；所述鏤空區域的外環與所述支架表面的距離D₂取值范圍為5mm-9mm，所述鏤空區域的內環與所述支架表面的距離D₃取值范圍為7mm-9mm。

所述葉片的數量設計滿足：f_風道-f_fan≥50(Hz)，其中f_風道為風輪結構的固有頻率，f_fan為所述風輪運行中產生的激勵頻率，f_fan的計算公式為f_fan＝ω*n，式中ω為所述風輪的轉速，n為所述葉片的數量。

所述擋風面板的周緣設置為導風斜面，所述導風斜面由所述擋風面板的中部向所述風輪的底端傾斜。

一種風輪結構的葉片數量設計方法，包括以下步驟：

步驟1、通過有限元軟件進行模態分析得出風輪結構的固有頻率f_風道；

步驟2、根據f_fan＝ω*n且滿足f_風道-f_fan≥50(Hz)，計算得出葉片的數量其中f_fan為風輪運行中產生的激勵頻率，ω為風輪的轉速，n為葉片的數量。

采用上述技術方案后，本發明通過在擋風面板的周緣與葉片外沿連成的圓之間設計一環狀鏤空區域，使得進入風輪的風只能從小面積的鏤空區域逸出，提高了出風量；并通過鏤空區域與支架表面之間的距離設計，實現氣流增壓，在噪音不變的前提下進一步提高風量；同時，結構中無蝸殼，結構簡單、成本低。

此外，通過設計滿足需求的葉片數量，降低了整體結構的結構異音，提高風輪風道系統的音質。

附圖說明