[实用新型]具有仿生结构的蜗舌及使用该蜗舌的蜗壳

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有仿生结构的蜗舌及使用该蜗舌的蜗壳。

背景技术

离心风机在旋转时，由于蜗舌的存在，蜗舌与叶片出口边缘间的间隙较蜗壳其他地方小得多，旋转的叶片通道掠过蜗舌，蜗舌处空气就会出现周期性的压力和速度脉动，产生较高的旋转噪声，其频率为叶片通过频率f＝Z·n/60(Hz)。高的旋转噪声通常形成难听的啸叫噪声，污染环境，对于那些要求噪声低的设备如空调等产品，会恶化音质。

不仅如此，旋转噪声对于离心风机，通常表明其蜗舌处出口流场气流紊乱，造成回流区域扩大，在低流量时由为明显，紊乱的流场增大叶轮径向周期性脉动力，造成叶轮径向摆动增大，形成恶性循环；这种径向振动会传至风机电机轴，使得电机前端轴承径向游隙和电机定转子间隙发生变化，导致电机定转子磁场发生扰动，产生2、4倍电源频率电磁噪声和齿谐波噪声。

现有技术对于降低离心风机离散旋转噪声的方法是：1、增大蜗舌间隙t；2、增大蜗舌舌部半径r；3、采用倾斜蜗舌；4、采用不等距叶片或斜叶片离心风叶；5、采用穿孔板蜗舌消声器等，专利文献CN1270281公开了“阶梯蜗舌降噪蜗壳”，在一定程度上降低了噪声；CN201277205Y公开了一种“降噪离心通风机”，采用微穿孔和吸声蜗壳的双层蜗壳；CN101509506A公开了一种“仿生耦合消声降噪蜗舌”，以上三种结构均设计复杂，制造难度大，也没有同时考虑风机旋转噪声和电机噪声的蜗舌设计，降噪效果不甚理想。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种具有仿生结构的蜗舌及使用该蜗舌的蜗壳，本实用新型的结构简单，降噪效果好。

其技术方案如下：

一种具有仿生结构的蜗舌，蜗舌的外轮廓线分别与蜗壳内型线及扩张室内壁相连；在舌部设有多条导风槽，导风槽的一端与蜗壳内型线相接，另一端与扩张室内壁相接。

采用前述蜗舌的蜗壳的结构是：

一种蜗壳，其蜗舌的外轮廓线分别与蜗壳内型线及扩张室内壁相连；在蜗舌上设有多条导风槽，导风槽的一端与蜗壳内型线相接，另一端与扩张室内壁相接。

实验表明，蜗舌槽深h主要与风速、叶轮叶片通过频率关联，经过采用微型压力传感器和风速计测量蜗舌处不同轴向位置处的压力脉动情况和风速，表明其沿轴向分布并不均匀，大致以中间部位为大，压力脉动频率与叶片通过频率相同，脉动波形为锯齿状，风速略小于叶片径向出流速度。因此，本实用新型在蜗舌设有导风槽，对风的出流进行导流，将叶轮相邻两个叶片出流脉动通过抵达蜗舌表面的时间差进行抵消，使气流通过导风槽产生的气流再生噪声降到最小，通过相位相消降低旋转噪声。经过实验优化，有效的降低了风经过蜗舌处的脉动，降低风机的旋转噪声。

前述技术方案进一步细化的技术方案可以是：

所述导风槽包括槽顶及槽底，所述导风槽的槽顶及槽底的轨迹均包括直线段及圆角，所述直线段与圆角相切，所述槽顶轨迹直线段及槽底轨迹直线段均与扩张室内壁相接，所述槽顶轨迹圆角及槽底轨迹圆角均与蜗壳内型线相接。

所述导风槽的最大深度h不超过(λ/4+Δ)毫米，其中λ为蜗舌脉冲力波波长，Δ取值为0.5至1.0。

所述顶部导风槽的断面的顶部圆弧直径R1、底部圆弧直径R2的取值范围为0.20λ至0.50λ。

所述顶部导风槽的导风槽宽度L的取值范围为0.70λ至0.80λ。

所述导风槽包括顶部圆弧及底部圆弧，在所述顶部圆弧与底部圆弧之间具有中间直线段，所述中间直线段分别与顶部圆弧和底部圆弧相切。

位于所述蜗舌端部的所述导风槽为顶部导风槽，顶部导风槽的深度最大；顶部导风槽向所述扩张室内壁方向，其深度逐渐变小，且其端部与所述扩张室内壁圆滑连接；顶部导风槽向所述蜗壳内型线方向，其深度逐渐变小，且其端部与所述蜗壳内型圆滑连接。

所述导风槽的槽顶轨迹为原蜗舌的轨迹，原蜗舌圆角与扩张室内壁的切点向扩张室内壁方向3λ至4λ处为第一导风槽末端，原蜗舌圆角与蜗壳内型线之间的切点为第二导向槽末端；从蜗舌圆角圆心向蜗轮圆心方向移动0.12λ至0.13λ的距离，再向蜗壳内型线方向向内移动0.12λ至0.13λ的距离为槽底轨迹圆圆心，以槽底轨迹圆圆心为圆心并过第二导向槽末端作圆形成槽底圆角，从第一导风槽末端向槽底圆角作切线形成切线段，槽底圆角及该切线段为槽底轨迹。