CN101392760A - 一种多翼离心风轮 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于低压通风场合的多翼离心风轮。包括叶轮芯盘、装在叶轮芯盘中的轮箍及装在轮箍中的叶片，其中对于圆弧角为θ的扇轮平面，扇轮平面被叶片分成了n个流道，将扇轮平面按照弦函数关系划分为m个周期。上述当θ＝360°时，表示整个扇轮平面，且整个扇轮平面有n个叶片。本发明使工作状态中叶片通过其与蜗舌的间隙时形成不等的时间间隔，避免产生相同频率的噪声而形成谐振峰值。不同间距的叶片在空间旋转时产生的声音频率能产生相互抵消的作用，按这种方式弦函数调制的多翼离心风轮和专门的蜗壳匹配后对于控制噪声水平、改善音质的效果较好。另外，虽然多翼离心风轮的叶片呈不等距配置状态，但因为是周期性的有序排列，旋转起来的动平衡性也较好。

Description

一种多翼离心风轮

技术领域

本发明是一种用于低压通风场合的多翼离心风轮，属于多翼离心风轮的改造技术。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对居住和工作环境的噪音水平要求也越来越苛刻。多翼离心风机因压力系数高，噪音低而被广泛应用在分体落地式空调器、窗式空调器、除湿机和风机盘管等各种低压通风换气的场合。工作时，多翼离心式风轮高速旋转吸入气体迅速加压，再通过相匹配的蜗壳将离开叶轮的气体进行集中和导流，同时将部分扩压转换成静压。由此产生的噪声分为两部分，一部分是宽频低幅的湍流噪声，另一部分是窄频高幅的旋转噪声。因湍流本身的复杂性，目前改善噪音的方向主要是离散旋转噪声。传统的多翼离心式风轮的扇叶大小一致，在垂直于扇轮方向上成等间距圆周分布，叶片外缘、蜗舌和旋转中心线平行。此种结构在使用时存在下面的问题：叶轮旋转时，叶片不断地等时间间隔的通过蜗舌部位，并与风轮和蜗舌的最小间隙产生周期性的“刮擦”，由此而产生相同频率的噪声，经叠加后容易产生大的高次谐波成分，使得旋转噪声较高，直接提高了多翼离心风轮的总体噪声。

中国专利申请号为99235291.6中提出了2种新型多翼离心蜗壳，一种是蜗壳的内壁型线和蜗舌部分相对于旋转中心线向外倾斜，另一种是蜗壳的内壁型线与旋转中心线平行，蜗舌部分相对于旋转中心线向外倾斜。此设计通过改变风轮与蜗舌在轴向上的间隙分布，避免相同频率噪声的叠加，达到降低旋转噪声的目的。中国专利申请号为99235293.2中，将多翼离心风轮的叶片从轮盘到轮盖相对旋转中心线倾斜配置，降噪的原理同上。中国专利申请号00123848.5中，指出横流风扇叶片等间距分布的风扇会有很大噪声，随机间距同样具有一个缺点，扇片排列的非一致性在旋转过程中会产生振动，在低转速下也会产生噪声。因此，业内人士提出了一种将横流风扇扇片分组、每组扇片数目相同，且每组扇片角度均匀增大的新结构。与此原理相通，多翼离心风轮也可以借用这样的分组来降低风轮旋转时产生的噪声和振动，但是均匀分组要求叶片数目为非质数，并且分组方式受到一定限制。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种用以改善工作中存在的旋转噪音的多翼离心风轮。本发明的多翼离心风轮和专门的蜗壳匹配后，对于控制噪声水平、改善音质的效果较好，其设计巧妙，结构简单，使用性能好。

本发明的技术方案是：包括有叶轮芯盘、装在叶轮芯盘中的轮箍及装在轮箍中的叶片，其中每个叶片的分布角度由公式(1)或者(2)计算得出：

${\mathrm{\Δ\θ}}_i=\frac{\mathrm{\θ}}{n}+\frac{{\mathrm{\Δ\θ}}_{\max }}{2}\cos \left[\frac{2\mathrm{m\π}}{n}(i-A)\right]---\left(1\right)$

${\mathrm{\Δ\θ}}_i=\frac{\mathrm{\θ}}{n}+\frac{{\mathrm{\Δ\θ}}_{\max }}{2}\sin \left[\frac{2\mathrm{m\π}}{n}(i-A)\right]---\left(2\right)$

其中：

θ—叶片分布的角度区间；

m—反映叶片分布周期性的数值(m∈N)；

n—叶片分布角度区间内的叶片数；

Δθ—叶片夹角的最大差值；

A—相位调整量；

i—叶片计数(i＝1，2，......，n)。

对于圆弧角为θ的扇轮平面，扇轮平面被叶片分成了n个流道，将扇轮平面按照弦函数关系划分为m个周期。

上述当θ＝360°时，表示整个扇轮平面，且整个扇轮平面有n个叶片。

上述弦函数为余弦或者正弦函数。

本发明由于采用将传统多翼离心风轮的叶片进行有规律的重新分布，对于圆弧角为θ的扇轮平面，扇轮平面被叶片分成了n个流道，将扇轮平面按照弦函数(余弦或者正弦)关系划分为m个周期的结构，因此，这样的排列方式，使工作状态中叶片通过其与蜗舌的间隙时形成不等的时间间隔，避免产生相同频率的噪声而形成谐振峰值。不同间距的叶片在空间旋转时产生的声音频率能产生相互抵消的作用，实验证实，按这种方式弦函数调制的新多翼离心风轮和专门的蜗壳匹配后对于控制噪声水平、改善音质的效果较好。另外，虽然多翼离心风轮的叶片呈不等距配置状态，但因为是周期性的有序排列，旋转起来的动平衡性也较好。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的多翼离心风轮。

附图说明

图1是本发明的多翼离心风轮的立体图；

图2是本发明的多翼离心风轮的俯视图(扇轮平面图)；

图3为叶片角度以及其同心圆分布图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1、2所示，包括有叶轮芯盘1、装在叶轮芯盘1中的轮箍3及装在轮箍3中的叶片2，其中每个叶片的分布角度由公式(1)或者(2)计算得出：

${\mathrm{\Δ\θ}}_i=\frac{\mathrm{\θ}}{n}+\frac{{\mathrm{\Δ\θ}}_{\max }}{2}\cos \left[\frac{2\mathrm{m\π}}{n}(i-A)\right]---\left(1\right)$

${\mathrm{\Δ\θ}}_i=\frac{\mathrm{\θ}}{n}+\frac{{\mathrm{\Δ\θ}}_{\max }}{2}\sin \left[\frac{2\mathrm{m\π}}{n}(i-A)\right]---\left(2\right)$

其中：

θ—叶片分布的角度区间；

m—反映叶片分布周期性的数值(m∈N)；

n—叶片分布角度区间内的叶片数；

Δθ—叶片夹角的最大差值；

A—相位调整量；

i—叶片计数(i＝1，2，......，n)。

对于圆弧角为θ的扇轮平面，扇轮平面被叶片分成了n个流道，将扇轮平面按照弦函数关系划分为m个周期。

上述当θ＝360°时，表示整个扇轮平面，且整个扇轮平面有n个叶片。

上述弦函数为余弦或者正弦函数。本实施例中，上述弦函数为余弦函数。以一款叶片数为41的双吸离心风轮为例，扇轮平面被分成了41个流道。按照公式(1)的余弦函数关系，将扇轮平面划分为5个周期的结构。经计算，叶片角度A1～A41下列表格所示，并与图3中同心圆表示的角度分布图相对应(一圈表示2°)。叶片角度A1～A41在扇轮平面上呈周期性有序排列。

 

A1	9.708	A15	8.895	A29	7.792
						A2	9.190	A16	9.552	A30	7.963
A3	8.442	A17	9.778	A31	8.590
						A4	7.884	A18	9.446	A32	9.324
A5	7.827	A19	8.742	A33	9.754
						A6	8.303	A20	8.060	A34	9.640
A7	9.045	A21	7.780	A35	9.045
						A8	9.640	A22	8.060	A36	8.303
A9	9.754	A23	8.742	A37	7.827
						A10	9.324	A24	9.446	A38	7.884
A11	8.590	A25	9.778	A39	8.442
						A12	7.963	A26	9.552	A40	9.190
A13	7.792	A27	8.895	A41	9.708
						A14	8.174	A28	8.174

本发明的多翼离心风轮和专门的蜗壳匹配后即可使用。

Claims (3)

1、一种多翼离心风轮，包括有叶轮芯盘(1)、装在叶轮芯盘(1)中的轮箍(3)及装在轮箍(3)中的叶片(2)，其特征在于每个叶片的分布角度由公式(1)或者(2)计算得出：

${\mathrm{\Δ\θ}}_i=\frac{\mathrm{\θ}}{n}+\frac{{\mathrm{\Δ\θ}}_{\max }}{2}\cos \left[\frac{2\mathrm{m\π}}{n}(i-A)\right]---\left(1\right)$

${\mathrm{\Δ\θ}}_i=\frac{\mathrm{\θ}}{n}+\frac{{\mathrm{\Δ\θ}}_{\max }}{2}\sin \left[\frac{2\mathrm{m\π}}{n}(i-A)\right]---\left(2\right)$

其中：

θ—叶片分布的角度区间；

m—反映叶片分布周期性的数值(m∈N)；

n—叶片分布角度区间内的叶片数；

Δθ—叶片夹角的最大差值；

A—相位调整量；

i—叶片计数(i＝1，2，......，n)。

对于圆弧角为θ的扇轮平面，扇轮平面被叶片分成了n个流道，将扇轮平面按照弦函数关系划分为m个周期。

2、根据权利要求1所述的多翼离心风轮，其特征在于上述当θ＝360°时，表示整个扇轮平面，且整个扇轮平面有n个叶片。

3、根据权利要求1所述的多翼离心风轮，其特征在于上述弦函数为余弦或者正弦函数。

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