[发明专利]鱼鳍形仿生降噪离心风机

说明书

本发明公开了鱼鳍形仿生降噪离心风机，具有仿鱼鳍形设计的离心叶轮。该离心叶轮的形状与座头鲸鱼鳍相似，主要采用了掠形前缘、圆齿前缘、锯齿尾缘和分流叶片的仿生设计。掠形前缘主要用于提高离心叶轮进口气流角的攻角适应性；圆齿前缘主要用于增加离心叶轮的稳定性，提高其稳定裕度；锯齿尾缘主要用于降低离心叶轮的气动噪声；分流叶片技术主要用于优化离心叶轮流向稠度，提高其气动性能。这些技术主要集中在叶片的气动设计层面，不显著增加加工成本，却能有效改善离心叶轮包含效率、稳定性、噪声水平在内的气动性能。

技术领域

本发明涉及离心风机领域，具体地说是一种鱼鳍形仿生降噪离心风机，一般可应用于民用吸尘器、烘干机、通风机及物料输运机等领域。

背景技术

离心风机可用于建筑、船舶、车辆、空调等的通风、冷却、排尘，也可用于物料输送如谷物的选送，其应用范围及前景广阔。在离心风机应用的领域尤其是民用领域，离心风机发展的方向与追求的目标主要为高效率、宽工作范围、低噪声、长寿命与低成本，目前离心风机背景技术与这几方面有关联，下面对现有典型离心风机的设计技术进行简要论述：

1、无导风轮离心直叶片设计。离心风机导风轮的作用是用叶片将气流由轴向过渡为径向，由于离心风机的增压比一般较低，出于节约成本考虑，离心风机的叶片一般采用无导风轮设计，且离心段叶片采用直叶片。这种设计方案便于研制及加工制造，且节约加工成本，其存在的问题是，气流轴向转为径向纯粹由无叶段作用产生，由于子午曲率的影响，容易在仿生离心叶片前缘产生不均匀气流角，从而使纯径向段直叶片的攻角适应性较差。

2、无进气整流罩设计。常规离心风机往往采用无进气整流罩设计，尽管能节约加工成本，但容易产生子午流面内的局部回流区，产生一定的流动损失，影响离心风机整机效率。

3、无叶片蜗壳设计。常规离心风机通常采用无叶片蜗壳设计，可以节约蜗壳内叶片的加工及安装成本，由于仿生离心叶片出口气流绝对速度方向与蜗壳走势往往不同，无叶设计使得气流的转向及减速扩压在无叶段进行，可以避免叶片表面的摩擦损失，但容易导致一定的掺混损失。

4、子午流形非贴合设计。常规离心风机通常出于控制成本考虑，气动设计的子午流道与实际固体壁面构成的流道往往并不一致，形成子午流形非贴合设计，这种设计容易产生低速回流区域，并导致高速气流与低速气流产生剪切掺混，造成额外损失，采用子午流形贴合设计有望对此进行改善。

5、噪声的外部被动式防护。常规离心风机的噪声防护通常采用外部被动式方式，即通过外部布置隔音或吸音材料防止离心风机的气动及振动噪声外传，以避免噪音污染。通过合理的气动设计可以降低气动噪声，从而减少隔音材料的使用，降低噪声防护成本。

因此，为解决上述技术问题，有必要发展一种具有新型气动构型的离心风机，其结构简单、加工成本低，能依靠先进的气动设计方法，实现高效率、宽工作范围与低噪声。

发明内容

本发明针对上述现有技术现状，而提供一种鱼鳍形仿生降噪离心风机，对离心风机及离心叶轮优化设计，具有更低的噪音。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：鱼鳍形仿生降噪离心风机，包括具有进风口和出风口的风机壳体、设于风机壳体内的离心叶轮。风机壳体由一体式蜗壳和壳体盖板组成，进风口位于壳体盖板的中心，出风口位于一体式蜗壳的轮缘。离心叶轮具有前盖板、后盖板、固定在前盖板与后盖板之间的仿生离心叶片。前盖板的中心具有面向进风口的进气口。仿生离心叶片在靠近出风口一侧制有锯齿尾缘。

为优化上述技术方案，本发明还包括以下改进的技术方案。

为了让鱼鳍形仿生降噪离心风机具有更宽的工作范围，上述的仿生离心叶片在靠近进风口一侧前缘制有圆齿前缘，圆齿前缘具有多个圆弧形的齿部。