一种包括鳞片式仿生倾斜隔舌的离心风机制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种包括鳞片式仿生倾斜隔舌的离心风机，包括蜗壳上端盖、蜗壳下端盖、蜗壳出口、隔舌，隔舌倾斜设置，在隔舌表面堆叠圆弧状的模拟鳞片的结构，该结构为自蜗壳上端盖至蜗壳下端盖的隔舌区域均匀布置的圆弧状带有厚度的结构，从而分散到达隔舌表面的涡流。本发明专利技术可以在保证风机流动特性的前提下，同时降低由叶片旋转撞击隔舌所引起的干涉噪声以及涡流噪声，达到降低风机蜗壳主要噪声源的目的。声源的目的。声源的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种包括鳞片式仿生倾斜隔舌的离心风机


[0001]本专利技术涉及的是一种离心风机，具体地说是后向式离心风机。

技术介绍

[0002]离心风机作为一种通风设备，具有体积小，结构简单，通风效果好，经济型好等特点，离心风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却，与人们的生活环境息息相关。离心风机在工作的过程中，由于蜗壳的不对称性，通过叶轮径向旋转出来的高速流体会撞击到蜗壳壁面。其中由于隔舌与叶轮的相对位置最近，因此隔舌所受到的流体冲击也最强，在隔舌的附近形成不均匀的压力脉动，从而形成噪声，这是风机蜗壳的主要噪声来源，也是整个风机的主要噪声源之一。
[0003]目前，离心风机的降噪主要针对旋转叶片的改型设计，离心风机降噪设计方案以单一降低叶片前缘噪声或尾缘噪声为目标进行优化设计。降低前缘噪声主要是受到仿生学启发的波浪型前缘设计。许多研究表明，波浪前缘叶片可以改善失速后的动力特性，并延迟失速的发生，并可以显著降低湍流干涉宽频噪声。但此设计同时会增加前缘湍流复杂性，离心风机气动性能难以保证。在尾缘噪声降低方面多采用锯齿化结构，破坏叶片表面的涡旋，从而减小射流
‑
尾迹效应。但对于旋转所引起的叶轮与隔舌的干涉噪声也是主要的噪声来源。对于这一部分噪声，目前主要的应对措施是，利用倾斜隔舌和内凹隔舌等方式改变隔舌结构，从而增加叶轮和蜗壳之间的距离，减小干涉噪声。
[0004]但从改变结构角度出发，仅考虑从干涉噪声角度来达到降低噪声的目的。因此，为了更有针对性，更多维的降低隔舌附近的噪声，需要同时从减小涡流噪声和干涉噪声的两个维度出发，达到更好的降噪效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供在不影响离心风机性能的条件下，达到噪声降低效果的一种包括鳞片式仿生倾斜隔舌的离心风机。
[0006]本专利技术的目的是这样实现的：
[0007]本专利技术一种包括鳞片式仿生倾斜隔舌的离心风机，其特征是：包括蜗壳上端盖、蜗壳下端盖、蜗壳出口、隔舌，隔舌倾斜设置，在隔舌表面堆叠圆弧状的模拟鳞片的结构，该结构为自蜗壳上端盖至蜗壳下端盖的隔舌区域均匀布置的圆弧状带有厚度的结构，从而分散到达隔舌表面的涡流。
[0008]本专利技术还可以包括：
[0009]1、圆弧状的模拟鳞片的结构的侧面厚度，利用贝塞尔曲线控制其侧面厚度的曲线过度平滑，选择二次方贝兹曲线的路径由给定点P0、P1、P2的函数B(t)追踪：
[0010]B(t)＝(1
‑
t2)*P0+2t(1
‑
t)*P1+t2P2,t∈(0,1)
[0011]P0为圆弧状的模拟鳞片的结构的顶点、P1为圆弧状的模拟鳞片的结构侧面向中部延伸的最内侧的点、P2为P1侧的另一个顶点。
[0012]2、在隔舌靠近蜗壳出口的圆弧段设计与隔舌边缘相切，且与蜗壳出口近似垂直。
[0013]3、隔舌倾角与隔舌出口圆弧段结构相切。
[0014]4、所述圆弧状的模拟鳞片的结构包括单个鳞片，单个鳞片为圆弧，圆弧的半径为L，隔舌弧长W与圆弧的板径L之间为整数倍的关系，即W＝N*L，其中N为自然数。
[0015]5、所述圆弧状的模拟鳞片的结构为单个鳞片以鳞片状堆叠形成，在重叠部分以圆弧半径L的一半进行堆叠，即L＝2f，同时由上端盖向下端盖堆叠，使上端盖的整体堆叠厚度要高于下端盖部分。
[0016]本专利技术的优势在于：首先，倾斜隔舌的设计可以增加叶片与隔舌的最短距离，达到减小隔舌附近干涉噪声的目的。第二，对于隔舌表面采用的鳞片状堆叠设计符合流动特性的基础上，破坏了隔舌表面附近的涡结构，将大涡溃败成小涡结构，达到减小涡流噪声的效果。第三，对于鳞片结构的厚度设计利用贝叶斯曲线控制厚度的光滑过度，可以维持风机在隔舌附近的良好流动特性不被破坏。基于上述优势，可以在保证风机流动特性的前提下，同时降低由叶片旋转撞击隔舌所引起的干涉噪声以及涡流噪声，达到降低风机蜗壳主要噪声源的目的。
附图说明
[0017]图1为风机蜗壳原始图；
[0018]图2为倾斜隔舌与原隔舌对比图；
[0019]图3为单个鳞片状圆弧设计主视图；
[0020]图4为单个鳞片状圆弧设计厚度方向侧视图；
[0021]图5为隔舌的展向平面投影图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：
[0023]结合图1
‑
5，本专利技术一种基于仿生学原理设计的鱼鳞片状倾斜隔舌的风机蜗壳结构，包括由蜗壳出口1、隔舌2、轴套3、蜗壳上端盖4以及蜗壳下端盖5所组成的风机蜗壳原始结构。首先在隔舌附近寻找合适倾角，结合图2所示，叶轮与隔舌的最近距离d是由隔舌的弧度所确定，在不改变隔舌圆弧半径的条件下，利用隔舌出口的斜率变化，改变倾角θ，从而增加了隔舌出口的大小，在风机运转的过程中叶轮和隔舌的实际距离略有增加，减少隔舌附近的干涉噪声。此外，由于蜗壳出口的增大，让隔舌后端原来类似于弯管流动的区域的截面积增加，在相同流量下，截面积增加流速降低，根据伯努利方程的基本原理，此时，这部分区域的压力会升高，减小这部分的逆压梯度，是流动更为顺滑，提升风机的性能。
[0024]本专利技术包括蜗壳固体区域、倾斜圆弧隔舌2以及仿生式鳞片结构。由于在隔舌2附近激发主要噪声，因此通过对鱼的鳞片结构的研究，与隔舌2相结合，从隔舌2底部到顶部纵向依次分布类鳞状型的波纹结构，破坏隔2舌表面附近的涡结构，同时保证隔舌2一定的斜率，来减小隔舌2附近的干涉噪声。
[0025]在隔舌2表面堆叠圆弧状结构来模拟鳞片状设计。具体为自蜗壳上端盖4至下端盖5的隔舌2区域均匀布置圆弧状带有一定厚度的表面设计，分散到达隔舌表面的涡流，破坏涡结构。
[0026]对于圆弧状的鳞片结构对其侧面厚度，利用贝塞尔曲线控制其厚度的曲线过度平滑且不影响流动。
[0027]在隔舌2靠近蜗壳出口1的圆弧段设计与隔舌2边缘相切，且与蜗壳出口1近似垂直，来达到在隔舌2靠近出口附近的流体进一步导流出去，保证风机的性能。
[0028]隔舌倾角与隔舌出口圆弧段结构相切，在保证出口导流正常的同时可以利用倾斜隔舌进一步降低噪声。
[0029]结合图3
‑
图5是仿生隔舌部分的设计，首先针对鳞片仿生而言，根据鱼鳞的形状，将其近似设计为圆弧状。图3显示的是单个鳞片设计的主视图。主要控制的是三个参数的波动，分别为圆弧的弧度α，圆弧的半径L，以及弧长S。对于这部分参数根据隔舌的弧长W来控制其变化。对于圆弧的半径L设计与隔舌弧长W为整数倍的关系，即W＝N*L，其中N为自然数。这样的设计保证在隔舌出口处的鳞片状与隔舌高度呈现相切的布置，这样对于出口处的流体导流也有一定的贡献。图4显示的是鳞片状的厚度方向的侧视图。在鳞片状的设计过程中对于厚度方向的设计需要保证其平滑过渡的衔接，因此对于厚度部分的设计曲线，采用贝塞尔曲线来设计，选取三个控制点P0，P1，P2，根据贝塞尔曲线的定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包括鳞片式仿生倾斜隔舌的离心风机，其特征是：包括蜗壳上端盖、蜗壳下端盖、蜗壳出口、隔舌，隔舌倾斜设置，在隔舌表面堆叠圆弧状的模拟鳞片的结构，该结构为自蜗壳上端盖至蜗壳下端盖的隔舌区域均匀布置的圆弧状带有厚度的结构，从而分散到达隔舌表面的涡流。2.根据权利要求1所述的一种包括鳞片式仿生倾斜隔舌的离心风机，其特征是：圆弧状的模拟鳞片的结构的侧面厚度，利用贝塞尔曲线控制其侧面厚度的曲线过度平滑，选择二次方贝兹曲线的路径由给定点P0、P1、P2的函数B(t)追踪：B(t)＝(1
‑
t2)*P0+2t(1
‑
t)*P1+t2P2,t∈(0,1)P0为圆弧状的模拟鳞片的结构的顶点、P1为圆弧状的模拟鳞片的结构侧面向中部延伸的最内侧的点、P2为P1侧的另一个顶点。...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖友洪，闫莹，原野，许顺利，卢华兵，杨光辉，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：