一种降低噪声的异形扇叶结构发明专利

专利名称：一种降低噪声的异形扇叶结构

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410770003.7

专利申请（专利权）人：广东晟辉科技股份有限公司
权利人地址：广东省肇庆市高要区金渡镇创新路10号1号厂房

专利发明（设计）人：何俊良,练国滨,周金华

专利摘要：本发明涉及一种降低噪声的异形扇叶结构，属于鼓风机技术领域，叶轮组件包括底盘和若干大叶片；若干大叶片垂直阵列设置在底盘，相邻大叶片之间形成与吸风口、出风口连通的通风通道，任意相邻大叶片之间均安装有降噪片，降噪片将通风通道分为进风通道、第一抑流通道和第二抑流通道，降噪片用于抑制进风通道形成的涡流，并加快空气流体流出抑流通道，在相邻两个大叶片之间增加降噪片，使出风通道的间隙更小，减少湍流和涡流的产生，通过对进风通道、第一抑流通道的长度限制，能够有效提高排风量以及降低噪音，并且气阻球的转动惯性作用下改变气流的流向，能够将更多的气流引导进第二抑流通道，提高排风效率。

主权利要求：
1.一种降低噪声的异形扇叶结构，其特征在于，包括壳体和叶轮组件；所述壳体内部中空，所述壳体的正面设置有吸风口，侧面设置有出风口；所述叶轮组件转动安装在所述壳体内，且所述叶轮组件与所述吸风口对应；
所述叶轮组件包括底盘和若干大叶片；若干所述大叶片垂直阵列设置在所述底盘，相邻所述大叶片之间形成与所述吸风口、所述出风口连通的通风通道，任意相邻大叶片之间均安装有降噪片，所述降噪片将所述通风通道分为进风通道、第一抑流通道和第二抑流通道，所述降噪片用于抑制进风通道形成的涡流，并加快空气流体流出所述抑流通道；所述降噪片靠近所述叶轮组件轴心的一端为竖向分流部，所述竖向分流部转动设置有若干气阻球，所述气阻球用于吸收气流作用力；采用橡胶制成所述气阻球。
2.根据权利要求1所述的一种降低噪声的异形扇叶结构，其特征在于，所述大叶片与相邻所述降噪片之间的间距均为1.2mm。
3.根据权利要求1所述的一种降低噪声的异形扇叶结构，其特征在于，所述大叶片与所述降噪片的数量之比为1:1。
4.根据权利要求1所述的一种降低噪声的异形扇叶结构，其特征在于，还包括稳固环，所述稳固环固定设在若干所述大叶片的外周，所述稳固环与若干所述大叶片的端面平齐。
5.根据权利要求1所述的一种降低噪声的异形扇叶结构，其特征在于，按照鼓风机的旋转方向，所述第一抑流通道位于所述第二抑流通道的前方，所述第一抑流通道和所述第二抑流通道的长度一致，所述进风通道和所述第一抑流通道的通道长度比为1:2。
6.根据权利要求1所述的一种降低噪声的异形扇叶结构，其特征在于，所述壳体包括前壳和后壳；所述前壳和所述后壳通过螺钉可拆卸连接，所述吸风口设置在所述前壳；所述出风口设置在所述前壳以及所述后壳的侧顶面。
7.根据权利要求6所述的一种降低噪声的异形扇叶结构，其特征在于所述后壳为圆形，所述前壳和所述后壳形状相一致；所述吸风口与所述后壳偏心设置，所述叶轮组件与所述吸风口同轴，从所述出风口的底端沿着所述壳体的内壁至所述出风口的顶部，所述叶轮组件与所述壳体内部的空间呈渐开线逐渐增大。 说明书 : 一种降低噪声的异形扇叶结构技术领域[0001] 本发明属于鼓风机技术领域，具体涉及一种降低噪声的异形扇叶结构。背景技术[0002] 随着消费者对产品舒适性和品质的要求不断提高，降低鼓风机的噪声可以显著减少用户在使用过程中的噪音干扰，提高产品的舒适性和使用体验。这对于汽车产品如香薰器、汽车座椅、车载冰箱等来说尤为重要，因为这些产品通常需要在汽车环境中长时间运行。其中鼓风机结构中叶片与叶片之间存在间隙是产生噪声的来源之一，叶片之间间隙大小会影响气流的运动状态，对鼓风机的性能有着显著的影响，特别是在噪声、风量等方面。间隙过大，气流在叶片与叶片之间会产生湍流和涡流，湍流发生时，流体微团之间会发生频繁的碰撞和混合，这些碰撞和混合过程会释放出声能，产生噪音，并且，在叶片之间形成的湍流和涡流会作用在叶片上，导致叶片产生振动进而产生噪音。涡流的生成、移动和消散过程都会引起压力波动，这些压力波动以声波的形式传播出去，形成噪音。而间隙过小，会导致扇叶难以制造，而且会影响到风量。[0003] 前向多翼离心风机是一种轴向进气的风机，气体沿轴向流入风机，经叶轮做功后沿径向排出。风机正常工作时，气流在叶轮前盘区域主要沿轴向流动，在中后盘的区域主要沿径向流动，大部分气流都是通过叶轮的中后盘向蜗壳输送，叶片沿轴向所受载荷不同，影响叶道内的流动状态。可见，叶轮前盘区域的作用是向中后盘输送气流，叶轮主要做功区域在中后段。[0004] 因此，亟需一种能够满足风量需求以及而且噪音小的鼓风机。发明内容[0005] 为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种降低噪声的异形扇叶结构，解决现有鼓风机中大风量以及低噪音不能同时满足的问题。[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：[0007] 一种降低噪声的异形扇叶结构，包括壳体和叶轮组件；所述壳体内部中空，所述壳体的正面设置有吸风口，侧面设置有出风口；所述叶轮组件转动安装在所述壳体内，且所述叶轮组件与所述吸风口对应；[0008] 所述叶轮组件包括底盘和若干大叶片；若干所述大叶片垂直阵列设置在所述底盘，相邻所述大叶片之间形成与所述吸风口、所述出风口连通的通风通道，任意相邻大叶片之间均安装有降噪片，所述降噪片将所述通风通道分为进风通道、第一抑流通道和第二抑流通道，所述降噪片用于抑制进风通道形成的涡流，并加快空气流体流出所述抑流通道。[0009] 优选的，相邻所述大叶片与所述降噪片之间的间距为1.2mm。[0010] 优选的，所述大叶片与所述降噪片的数量之比为1:1。[0011] 优选的，还包括稳固环，所述稳固环固定设在若干所述大叶片的外周，所述稳固环与若干所述大叶片的端面平齐。[0012] 优选的，所述降噪片靠近所述叶轮组件轴心的一端为竖向分流部，所述竖向分流部转动设置有若干气阻球，所述气阻球用于吸收气流作用力。[0013] 优选的，采用橡胶等静音材质制成所述气阻球。[0014] 优选的，按照鼓风机的旋转方向，所述第一抑流通道位于所述第二抑流通道的前方，所述第一抑流通道和所述第二抑流通道的长度一致，所述进风通道和所述第一抑流通道的通道长度为2:1。[0015] 优选的，所述壳体包括前壳和后壳；所述前壳和所述后壳通过螺钉可拆卸连接，所述吸风口设置在所述前壳；所述出风口设置在所述前壳以及所述后壳的侧顶面。[0016] 优选的，所述后壳为圆形，所述前壳和所述后壳形状相一致；所述吸风口与所述后壳偏心设置，所述叶轮组件与所述吸风口同轴，从所述出风口的低端沿着所述壳体的内壁至所述出风口的顶部，所述叶轮组件与所述壳体内部的空间呈渐开线逐渐增大。[0017] 本发明的有益效果为：[0018] 在相邻两个大叶片之间增加降噪片，使出风通道的间隙更小，减少湍流和涡流的产生，通过对进风通道、第一抑流通道的长度限制，能够有效提高排风量以及降低噪音，并且气阻球的转动惯性作用下改变气流的流向，将气流引导至第二抑制通道靠近降噪片的一侧，从而减少第二抑流通道的流速差，降低噪音产生的机率并且能够将更多的气流引导进第二抑流通道，提高排风效率，通过对进风通道、第一抑流通道的长度限制，进一步提高排风量以及降低噪音。附图说明[0019] 为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。[0020] 图1为本发明在一实施例中提供的叶轮组件正视结构示意图；[0021] 图2为图1中A处放大结构示意图；[0022] 图3为本发明在一实施例中提供的壳体结构示意图；[0023] 图例：1、壳体；11、前壳；12、后壳；13、稳固环；2、叶轮组件；21、底盘；22、大叶片；31、吸风口；32、出风口；41、进风通道；421、第一抑流通道；422、第一抑流通道；5、降噪片；6、气阻球。具体实施方式[0024] 为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。[0025] 如图1‑图3所示，一种降低噪声的异形扇叶结构，包括壳体1和叶轮组件2；壳体1内部中空，壳体1的正面设置有吸风口31，侧面设置有出风口32；叶轮组件2转动安装在壳体1内，且叶轮组件2与吸风口31对应，当电机驱动叶轮组件2在壳体1内旋转时，空气通过壳体1的吸风口31被吸入。大叶片22的垂直阵列设计确保了空气能够均匀、高效地进入通风通道；[0026] 涡流是空气流动中常见的现象，它会导致能量损失和噪声产生。降噪片5的设计正是为了抑制这种涡流的形成，叶轮组件2包括底盘21和若干大叶片22；若干大叶片22垂直阵列设置在底盘21，相邻大叶片22之间形成与吸风口31、出风口32连通的通风通道，任意相邻大叶片22之间均安装有降噪片5，降噪片5将通风通道分为进风通道41、第一抑流通道421和第二抑流通道422，进风通道41是空气直接流入的主要路径，而第一抑流通道421和第二抑流通道422则分别位于降噪片5的两侧，用于引导空气流动并减少涡流的形成，加快空气流体流出第一抑流通道421和第二抑流通道422，空气在通过时两个抑流通道会被略微压缩和加速，从而在保持风量的同时，提高了风扇的效率和性能，通过测试，本实施例中的异形扇叶结构在相同功率下，相比传统风扇，噪声降低了约4分贝，风量增加了约5％。[0027] 在一实施例中，相邻大叶片22与降噪片5之间的间距为1.2mm，首先，从物理学角度考虑，声波的传播和衰减与介质中的障碍物距离密切相关。当降噪片5与大叶片22之间的间距缩小到1.2mm时，声波在通过这一狭窄通道时会受到更强烈的阻碍和反射，导致声波能量更快地衰减。因此，在冰箱等小家电的运行过程中，这一设计可以有效减少噪音的传播，提高使用环境的安静度。其次，从空气动力学的角度来看，减小大叶片22与降噪片5之间的间距有助于优化空气流动。在冰箱等制冷设备中，风扇叶片的转动会产生气流。当间距缩小至1.2mm时，空气在流过这一区域时会受到更均匀的引导和限制，减少气流的不稳定性和湍流现象。这种稳定的空气流动有助于降低因空气扰动而产生的噪音。[0028] 在一实施例中，大叶片22与降噪片5的数量之比为1:1，大叶片22的数量32片，降噪片5的数量为32片，当鼓风机运行时，其产生的噪音主要由风扇叶片与空气相互作用产生，通过设置32片大叶片22和相同数量的降噪片5，减少通风通道的宽度，使得空气在通风通道中的流动空间变小，进而变产生涡流湍流抑制噪音的形成，大叶片22数量多意味着风扇的表面积增大，这有助于更均匀地分散气流，减少湍流和涡旋的产生，这些湍流和涡旋现象通常是噪音产生的主要原因之一，因此，通过增加大叶片22数量，鼓风机在运行时能够更加平稳，减少因气流不稳定而产生的噪音。[0029] 在一实施例中，还包括稳固环13，稳固环13固定设在若干大叶片22的外周，稳固环13若干大叶片22端面平齐；稳固环13将所有大叶片22紧密地连接在一起，形成一个整体，从而增强了叶轮组件2的结构稳定性。这有助于减少风扇在高速运转时的振动和噪音，由于稳固环13使所有大叶片22的端面平齐，空气在通过大叶片22时能够保持均匀的流动，减少了气流的紊乱和涡流的形成，进一步提高了降噪效果。[0030] 在一实施例中，降噪片5靠近叶轮组件2轴心的一端为竖向分流部，竖向分流部转动设置有若干气阻球6，若干气阻球6用于改变流体的流向，且气阻球6半嵌入在竖向分流部，气阻球6暴露在一半至少大于一般的面积倾向第二抑流通道422，使得气阻球6转动时对第一抑流通道421的作用很小，而对第二抑流通道422的转动惯性力较大；底盘21带动大叶片22逆时针转动时，气阻球6受到竖向分流部向后的摩擦力、流体作用的向后的作用力和向轴心处的向心力，因此，对气阻球6受力分析后可以得到气阻球6逆时针旋转，气流作用在逆时针旋转的气阻球6上时，由于离心力的作用，气流流向偏向于第二抑流通道422，因此，第一抑流通道421靠近降噪片5的一侧气流少，而远离降噪片5的一侧气流多，气流作用在大叶片22，并沿着大叶片22的形状流动，这样导致第二抑流通道422的两侧流速差变大，容易出现涡流湍流现象，进而产生噪声，因此，通过气阻球6的作用，使得气流作用在气阻球6，而气阻球6逆时针转动时，会对气流产生一个逆时针的流动趋势，使得在气阻球6的转动惯性作用下改变气流的流向，将气流引导至第二抑制通道靠近降噪片5的一侧，从而减少第二抑流通道422的流速差，降低噪音产生的机率并且能够将更多的气流引导进第二抑流通道422，提高排风效率；此外，气阻球6转动时，可以吸收气流作用在降噪片5的作用力，避免降噪片5因过大的作用力而导致振动，不仅会对降噪片5的使用寿命造成影响，降噪片5在振动过程中还会与气流接触进而产生噪音，因此，气阻球6吸收气流的作用力可以降低降噪片5对强度的要求，使得成本更低，并且，能够避免降噪片5因为振动而产生的噪音。[0031] 圆珠笔在书写时产生的噪声通常是由于笔尖与纸张之间的摩擦以及墨水流动的微小振动所引起的，这些声音通常比较轻微，即使在快速书写情况下也并不会产生显著的噪声。因此，基于圆珠笔的笔珠滚动安装方式且噪声小的原理，将气阻球6滚动安装在降噪片5竖向分流部，使得气阻球6在鼓风机的离心力下高速旋转并与空气接触，利用气阻球6的转动惯性改变流体的运动轨迹，进而增加鼓风机的换热效率，利用油封的方式将气阻力球安装在降噪片5，避免气阻球6与降噪片5之间的安装之间隙会产生噪音；并且，对安装有滚珠的鼓风机进行转换效率以及噪音进行实验，结果证明安装有在鼓风机转动过程，滚珠在转动过程中产生的噪音很小，而鼓风机的转换效率提高5％。[0032] 在一实施例中，采用静音材质制成气阻球6，滚珠通常采用耐磨、低摩擦系数的材料制成，如不锈钢和陶瓷，不锈钢和陶瓷都具有极高的耐磨性，能够在长时间使用中保持滚珠的形状和尺寸，减少因磨损而产生的噪音，这些材料的摩擦系数较低，能够显著减少滚珠与叶片和流体之间的摩擦，从而降低因摩擦而产生的噪音并将其转化为热能或其他形式的能量耗散，橡胶材质的弹性使得气阻球6在受到气流冲击时能够产生形变，进而吸收和分散冲击力。[0033] 在一实施例中，按照鼓风机的旋转方向，第一抑流通道421位于第二抑流通道422的前方，第一抑流通道421和第二抑流通道422的长度一致，进风通道41和第一抑流通道421的通道长度为2:1，由于鼓风机旋转时，空气也会受到离心力的作用做离心运动，如果不对进风通道41的长度进行限制，那么流体会在离心力的作用下大量进入第二抑流通道422，而第一通道中则只有少量的气流入，这样会造成鼓风机的排风效率降低，鼓风机逆时针旋转时，为了保证鼓风机的排风效率，进而保持进风通道41的长度相对较短，占总通道长度的1/3，以确保空气能够迅速、大量地进入空气通过吸风口31进入进风通道41，而经过扇叶进行仿真得出距离通风通道入风口的1/3空气流量最大，因此，通过限制第一抑流通道421和进风通道41的长度，使得在流量最大的时候，能够对空气的流动反向进行干预，使得在降噪片5的作用下，第一抑制通道也能够进行较大流量的排量，而将进风通道41的流量分流至第一抑流通道421和第二抑流通道422，进而进一步增加第一抑流通道421的排风量，进一步提高鼓风机的效率，空气流入第一抑流通道421和第二抑流通道422后空间变小而长，空气得到加速和稳定，减少了涡流和湍流的形成，从而降低了噪声，最后，空气通过出风口32排出，完成整个空气流通过程，进风通道41和抑流通道采用流线型设计，减少空气在流动过程中的湍流和涡流，降低进风时的噪声；因此，通过对进风通道41、第一抑流通道421的长度限制，能够有效提高排风量以及降低噪音。[0034] 在一实施例中，壳体1包括前壳11和后壳12；前壳11和后壳12通过螺钉可拆卸连接，吸风口31设置在前壳11；出风口32设置在前壳11以及后壳12的侧顶面，吸风口31设置在前壳11上，这是散热功能实现的关键部分。当鼓风机工作时，通过吸风口31将周围的冷空气吸入鼓风机内部。冷空气的进入有助于降低鼓风机内部温度，提高散热效率，出风口32设置在前壳11以及后壳12的侧顶面，有助于形成有效的散热通道。当鼓风机内部的热空气被加热后，通过出风口32排出，形成热空气的对流循环。这种对流循环有助于将热量快速带走，降低鼓风机内部温度，前壳11和后壳12通过螺钉可拆卸连接，这种设计使得鼓风机的维护和清洁变得更为方便。当鼓风机长时间运行时，内部可能会积聚灰尘或污垢，影响散热效果。通过拆卸前壳11，可以轻松地清理内部，确保散热通道的畅通。[0035] 在一实施例中，后壳12为圆形，前壳11和后壳12形状相一致；吸风口31与后壳12偏心设置，叶轮组件2与吸风口31同轴，从出风口32的低端沿着壳体1的内壁至出风口32的顶部，叶轮组件2与壳体1内部的空间呈渐开线逐渐增大，经过处理的空气从出风口32排出。由于从出风口32的低端至顶部，叶轮组件2与壳体1内部的空间呈渐开线逐渐增大，这种设计使得空气在排出时能够逐渐扩散，减少了空气在出风口32处的集中和碰撞，进一步降低了噪声，偏心的吸风口31设计和叶轮组件2的旋转效果有助于增强空气流通的均匀性和稳定性，提高空气流通效率，降噪片5的安装以及渐开线出风口32设计能够有效抑制涡流的形成和降低噪声的产生，使设备在运行时更加安静。[0036] 以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

专利地区：广东

专利申请日期：2024-06-14

专利公开日期：2024-11-08

专利公告号：CN118462643B