本发明设计气流驱动设备技术领域，特别设计一种蜗壳、具有该蜗壳的风机以及具有该风机的制冷设备。
背景技术：
蜗壳在离心风机中主要起到导流的作用，将叶轮收集的气流引导到蜗壳的出口，气流在流动过程中部分动压转化为静压。蜗壳靠近蜗舌处受到叶轮周期性拍打，以及出口气流方向的影响，气流较为紊乱，气流速度较小，静压较大，存在明显的二次流，而在其周向位置逐渐减弱。在大流量工况下，存在涡流区，对蜗壳出口处流动影响较大，蜗舌处影响较小；在小流量工况下，蜗舌间隙受涡流影响较大，存在严重的回流，并随气流流动严重恶化。
技术实现要素：
本发明第一方面在于提出一种蜗壳，可以在一定程度上提高气流效率。
本发明第二方面在于提供一种具有该蜗壳的风机。
本发明第三方面在于提供一种具有该风机的制冷设备。
根据本发明第一方面实施例的蜗壳，包括：蜗状部和蜗舌。所述蜗状部内具有用于收容叶轮的收容室，所述蜗状部的轴线沿前后方向延伸，所述蜗状部上具有第一通风口和第二通风口，所述第二通风口沿所述蜗状部的轴线方向设置，所述第二通风口沿所述蜗状部的径向方向设置，且所述第二通风口位于所述蜗状部上侧，所述第一通风口和所述第二通风口均连通所述收容室；所述蜗舌设于所述第二通风口的左侧并沿前后方向延伸，且所述蜗舌相对于所述蜗状部的轴线倾斜3°到10°。
根据本发明实施例的蜗舌，可以在一定程度上提高气流效率。
另外，根据本发明上述实施例的蜗壳，还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一个实施例中，所述蜗舌相对于所述蜗状部的倾斜角度在3.72°到7.11°的范围内。
在本发明的一个实施例中，在从前向后的方向上，所述第一通风口设于所述蜗状部的前壁上，所述蜗舌相对于所述蜗状部的轴线在从前向后的方向上向左倾斜。
在本发明的一个实施例中，所述蜗舌的表面为沿上下方向延伸的平滑曲面。
在本发明的一个实施例中，以垂直于所述蜗状部的轴线的平面截取所述蜗舌的表面形成蜗舌型线，所述蜗舌型线为圆弧形。
在本发明的一个实施例中，所述蜗舌前侧的蜗舌型线的半径小于所述蜗舌后侧的蜗舌型线的半径；或所述蜗舌前侧的蜗舌型线的半径小于所述蜗舌后侧的蜗舌型线的半径1毫米到4毫米；或所述蜗舌后侧的蜗舌型线的半径与所述蜗舌前侧的蜗舌型线的半径的差值与所述蜗状部适于收纳的叶轮的外径的比值在0.5％到2％的范围内。
在本发明的一个实施例中，所述蜗舌的蜗舌型线的半径在11毫米到14毫米的范围内；或所述蜗舌的蜗舌型线的半径与所述蜗状部适于收纳的叶轮的外径的比值5％到7％的范围内。
在本发明的一个实施例中，所述蜗舌的表面与所述蜗状部的内周面相切。
在本发明的一个实施例中，以垂直于所述蜗状部的轴线的平面截取所述蜗壳时所述蜗舌的表面与所述蜗状部的内周面相切。
在本发明的一个实施例中，所述第二通风口的右边沿与所述蜗状部右侧壁的内表面在上下方向上齐平。
在本发明的一个实施例中，所述第二通风口的前边沿的至少一部分在从下往上的方向上逐渐向前倾斜形成倾斜段。
在本发明的一个实施例中，所述倾斜段位于所述第二通风口的前边沿的后侧。
在本发明的一个实施例中，所述倾斜段沿左右方向的宽度尺寸在8毫米到40毫米的范围内；或所述倾斜段沿左右方向的宽度尺寸与所述蜗状部适于收纳的叶轮的外径的比值在4.40％到22％的范围内。
在本发明的一个实施例中，所述蜗壳还包括：导风部，所述导风部的底部与所述第二通风口的周沿相连，以使所述导风部与所述第二通风口连通，且所述导风部内限定出侧面敞开形成第三通风口的空腔。
在本发明的一个实施例中，所述导风部的前侧敞开形成所述第三通风口。
在本发明的一个实施例中，所述导风部包括：底板和侧板，所述底板与所述第二通风口的前边沿和左边沿相连相连并向远离所述第二通风口的方向水平延伸；所述侧板的至少一部分呈开口向前并沿环绕所述第二通风口的方向延伸的u型板，且所述侧板沿上下方向延伸，所述侧板与所述底板配合形成所述空腔。
在本发明的一个实施例中，所述侧板的下边沿依次与所述底板的右边沿、所述第二通风口的右边沿、所述第二通风口的后边沿、所述底板的后边沿以及所述底板的左边沿相连。
在本发明的一个实施例中，所述底板沿左右方向的宽度尺寸大于所述第二通风口沿左右方向的宽度尺寸。
在本发明的一个实施例中，所述导风部前侧沿左右方向的宽度尺寸大于所述导风部的后侧沿左右方向的宽度尺寸，且在沿左右方向的投影中，所述导风部的投影落在所述导风部的后侧。
在本发明的一个实施例中，所述导风部的至少一部分与所述蜗状部一体成型。
在本发明的一个实施例中，所述蜗状部包括：后盘、前盘和围板。所述前盘间隔开地设于所述后盘的前面；所述围板围绕呈上部具有开口的环形，所述围板与所述前盘和所述后盘相连，且所述围板在所述前盘和所述后盘之间限定出所述收容室，所述围板上部的开口与所述前盘和后盘组合形成所述第二通风口，在沿前后方向的投影中所述第一通风口落在所述围板内侧。
根据本发明第二方面实施例的风机，包括：蜗壳和叶轮。所述蜗壳为根据前述的蜗壳；所述叶轮可转动地设于所述蜗状部内。
在本发明的一个实施例中，所述叶轮的叶片为非等厚圆弧叶片。
根据本发明第三方面实施例的制冷设备，包括前述的风机。
附图说明
图1是本发明一个实施例的蜗壳的示意图。
图2是图1中蜗壳的主视图。
图3是图1中蜗壳的俯视图。
图4是图1中蜗壳在另一方向上的示意图。
图5-图8是本发明一个实施例的制冷设备在不同方向上的示意图。
附图标记：蜗壳1，蜗状部11，蜗舌12，第一通风口101，第二通风口102，收容室103，导风部13，底板131，侧板132，后盘111，前盘112，围板113，倾斜段104，第三通风口105，
蜗舌12前侧的蜗舌型线的半径r1，蜗舌12后侧的蜗舌型线的半径r2，蜗舌12与蜗状部11的轴线支架的夹角θ。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1至图4，根据本发明第一方面实施例的蜗壳1，包括：蜗状部11和蜗舌12。
其中，蜗状部11内可以放置叶轮(未示出)，叶轮在蜗状部11内的旋转驱动气流，形成驱动气流流通的结构。
具体而言，蜗状部11内具有用于收容叶轮的收容室103，蜗状部11的轴线沿前后方向延伸，蜗状部11上具有第一通风口101和第二通风口102，第二通风口102沿蜗状部11的轴线方向设置，第二通风口102沿蜗状部11的径向方向设置，且第二通风口102位于蜗状部11上侧，第一通风口101和第二通风口102均连通收容室103，其中第一通风口101和第二通风口102中的一个可以形成为进风口，而第一通风口101和第二通风口102中的另一个可以形成为出风口。优选地将第一通风口101设置为进风口、第二通风口102设置为出风口，也就是说，在具有该蜗壳1的风机中，在叶轮的驱动作用在，气流可以从进风口进入到蜗壳1内，而从出风口送出。
蜗舌12设于第二通风口102的左侧并沿前后方向延伸。
优选地，蜗舌12相对于蜗状部11的轴线倾斜3°到10°，也就是说，蜗舌12与蜗状部11的轴线支架的夹角θ在3°到10°的范围内。
根据本发明实施例的蜗舌12，可以在一定程度上提高气流效率。另外，还可以降低气流噪音。
具体而言，以与相关技术中的蜗舌12进行比较为例，方便清楚地说明本发明的技术方案。规直蜗舌12处受到叶轮周期性拍打，以及出口气流方向的影响，气流较为紊乱，产生较大的旋转噪声，因此设计一种倾斜蜗舌12，旨在减弱叶轮与蜗舌12的周期性相互作用，形成作用于蜗舌12的压力脉动差，从而降低风机乃至空调产生的气动性旋转噪声。
采用数值仿真的方法计算三种倾斜蜗舌12的设计效果，重点研究目标为风机风量和噪声，计算效果如下表1。由数值计算结果可知其中r＝11-14mm倾斜蜗舌12降噪效果最佳，可在原型的基础上降低3.1db。表1中示出了本发明需要保护的技术方案与相关技术中的其他方案的比较，可以很明显地看出本发明的技术方案的优势。
表1
其中，r＝11-14mm，是指r1与r2均在11毫米到14毫米的范围内，当然，上面的描述仅仅是本发明的一个优选实施方式，并非是对本发明保护范围的限制。另外，关于r1、r2分别表示蜗舌12前后两端的表面截取的圆弧的半径，当然，将蜗舌12设置成前后两端的表面截取后的形状为圆弧形状，也是本发明的一个优选的实施方式，并非是对本发明保护范围的限制，另外，关于r1、r2在下面的描述中有进一步地清楚的说明。
另外，还需要说明的是，本发明中的蜗状部11的型线形状的至少一部分可以为螺旋、双螺旋等型线，从而实现气流的驱动和流通。
本发明中的蜗舌12可以是设在第二通风口102的左侧并向右侧朝第二通风口102凸出，同样地也可以是设置第二通风口102的右侧并向左侧朝第二通风口102凸出。
参考图3，在本发明的一个实施例中，蜗舌12相对于蜗状部11的倾斜角度在3.72°到7.11°的范围内。由上面的表格可以看出，以该角度范围倾斜的蜗舌12风量和噪音可以达到最大的均衡，从而实现风量和噪音的平衡。
另外，优选地，蜗舌12相对于蜗状部11的倾斜角度可以设置为5.45°。
当然，本申请中蜗舌12相对于蜗状部11的倾斜角度并非仅限于此，在环境噪音、风量要求较低的情况下，蜗舌12也可以为其它的倾斜角度，例如，蜗舌12相对于蜗状部11的倾斜角度设置为2.5°、3.9°、4.8°、7.0°、9.8°、10.8°等等。
如图1，在本发明的一个实施例中，在从前向后的方向上，第一通风口101设于蜗状部11的前壁上，蜗舌12相对于蜗状部11的轴线在从前向后的方向上向左倾斜。从而可以减小气流的噪音。
参考图1至图4，进一步地，蜗舌12的表面为沿上下方向延伸的平滑曲面。气流可以稳定地通过蜗舌12，从而避免气流紊流产生的噪音，也避免了由于气流不平稳造成的能量损失，提高风量。
优选地，参照图2，以垂直于蜗状部11的轴线的平面截取蜗舌12的表面形成蜗舌型线，蜗舌型线为圆弧形。进一步地提高气流的平稳性。
进一步地，蜗舌12前侧的蜗舌型线的半径r1小于蜗舌12后侧的蜗舌型线的半径r2，通过半径的变化，可以更好地形成前述的倾斜蜗舌12，提高蜗壳1的导风效果。
优选地，参照图2，蜗舌12后侧的蜗舌型线的半径r2小于蜗舌12前侧的蜗舌型线的半径r1的差值为1毫米到4毫米。也就是说，r2-r1的值在1毫米到4毫米的范围内，当然r1-r2的值也可以不在这一范围内，例如，r2-r1的值可以为0.5毫米、1.5毫米、2.8毫米、4.8毫米等等。
有利地，可以将蜗舌12上的所有蜗舌型线的圆心连线设置成平行于蜗壳1轴线，而仅仅通过蜗舌型线的半径变化实现蜗舌12整体的倾斜，也可以将蜗舌12的表面的整体设置成倾斜的形式。
其中，本发明中蜗舌12与蜗状部11的轴线支架的夹角θ，可以做如下理解：
以蜗舌12的表面最靠近第二通风口102右侧面的线段为参考，该线段与蜗状部11轴线的夹角即为θ。
另外，还可以将蜗舌12后侧的蜗舌型线的半径r1与蜗舌12前侧的蜗舌型线的半径r2的差值r2-r1与蜗状部11适于收纳的叶轮的外径r3的比值在0.5％到2％的范围内。也就是说，(r2-r1)/r3的值在0.5％到2％的范围内，当然(r2-r1)/r3的值也可以不在这一范围内，例如，(r2-r1)/r3的值可以为0.3％、1.5％、2.5％、3％等等。
在本发明的一个实施例中，蜗舌12的蜗舌型线的半径在11毫米到14毫米的范围内。
优选地，r1＝11毫米，r2＝14毫米。
另外，还可以将蜗舌12的蜗舌型线的半径与蜗状部11适于收纳的叶轮的外径的比值5％到7％的范围内。
有利地，蜗舌12的表面与蜗状部11的内周面相切。可以通过蜗舌12的表面与蜗状部11的内周面相切、且蜗舌12的表面与下述的底板131的上表面相切，从而限定蜗舌12的表面形成，另外，在接合蜗舌型线的半径，即可确定蜗舌12的倾斜角度、蜗舌12的形状等等。
优选地，以垂直于蜗状部11的轴线的平面截取蜗壳1时蜗舌12的表面与蜗状部11的内周面相切。
以常规蜗壳1作为对比，常规直蜗舌12处受到叶轮周期性拍打，以及出口气流方向的影响，气流较为紊乱，产生较大的旋转噪声，因此设计一种倾斜蜗舌12，旨在减弱叶轮与蜗舌12的周期性相互作用，形成作用于蜗舌12的压力脉动差，从而降低风机乃至空调产生的气动性旋转噪声。
参照图2和图4，在本发明的一个实施例中，第二通风口102的右边沿与蜗状部11右侧壁的内表面在上下方向上齐平。可以在一定程度上增大第二通风口102的尺寸，提高送风量。
参照图1和图4，在本发明的一个实施例中，第二通风口102的前边沿的至少一部分在从下往上的方向上逐渐向前倾斜形成倾斜段104。可以进一步地提升风量，而且，倾斜段14可以有效地引导气流流通，从而降低气流的紊流以及噪音，有效地实现降低能量损失、节能、降噪等。
参照图1和图4，进一步地，倾斜段104位于第二通风口102的前边沿的后侧。
优选地，倾斜段104沿左右方向的宽度尺寸在8毫米到40毫米的范围内。
另外，也可以将倾斜段104沿左右方向的宽度尺寸与蜗状部11适于收纳的叶轮的外径的比值在4.40％到22％的范围内。
倾斜出口设计参数为8mm到30mm的倾斜过程，最大程度的倾斜同时又保证所需的蜗壳1厚度。相比原型设计，增大了出口面积，风量是以出口速度以及出口面积的乘积，因此此设计可增大风机的风量；又因为风机为轴向出口设计，在轴向出口壁面也同样存在气流周期性的冲击作用，此倾斜出口设计可减弱叶轮与轴向转向壁面的作用，从而能降低风机气动噪声。
另外，在远离蜗舌的方向上，倾斜段的宽度尺寸逐渐增大，优选地，第二通风口102上邻近蜗舌的部分的内侧沿不倾斜，而从第二通风口102上的预定位置开始，第二通风口102的内侧沿开始倾斜。另外，在与蜗舌的距离越远的位置，第二通风口102倾斜的尺寸逐渐增大。换句话说，倾斜段的表面在远离蜗舌的方向上逐渐向下(或者说向前、向远离第二通风口102的方向等)倾斜。
倾斜段沿左右方向的宽度尺寸与第二通风口102前侧的宽度尺寸的比值可以在1到1/10的范围内，而倾斜段可以掩饰到第二通风口102上远离蜗舌的一侧。另外，倾斜段左端的起始位置与所述蜗舌的间距为l1，第二通风口102的前侧沿左右方向的宽度为l2，l1/l2可以在0.01到0.6的范围内。
参照图1至图4，在本发明的一个实施例中，蜗壳1还包括：导风部13，导风部13的底部与第二通风口102的周沿相连，以使导风部13与第二通风口102连通，且导风部13内限定出侧面敞开形成第三通风口105的空腔。
参照图1，进一步地，导风部13的前侧敞开形成第三通风口105。
参照图1，优选地，导风部13包括：底板131和侧板132，底板131与第二通风口102的前边沿和左边沿相连相连并向远离第二通风口102的方向水平延伸；侧板132的至少一部分呈开口向前并沿环绕第二通风口102的方向延伸的u型板，且侧板132沿上下方向延伸，侧板132与底板131配合形成空腔。
有利地，参照图1，侧板132的下边沿依次与底板131的右边沿、第二通风口102的右边沿、第二通风口102的后边沿、底板131的后边沿以及底板131的左边沿相连。
另外，参照图1，底板131沿左右方向的宽度尺寸大于第二通风口102沿左右方向的宽度尺寸。
在本发明的一个实施例中，导风部13前侧沿左右方向的宽度尺寸大于导风部13的后侧沿左右方向的宽度尺寸，且在沿左右方向的投影中，导风部13的投影落在导风部13的后侧。
以常规的蜗壳1作为对比，常规的蜗壳1为轴向进气，进入蜗壳1的气体经叶轮作用，然后在四段蜗壳1曲线的导流作用下沿径向出口出流，这样的进出口方式存在一个问题，气体沿进出口段会占用更多的空间，特别是在窗式空调有限的空间必须要设计一种小空间且性能良好的蜗壳1。
本设计蜗壳1将常规的径向出气改为轴向出气，气流经过类似”u”型通道，可以满足窗式空调器更好的进气状态和出流状态。
参照图5-图8，蜗壳1的顶部被封盖结构2封闭，因此，前述的导风部13与封盖结构2之间将形成具有前侧和底面具有开口的形状，具体而言，u型的侧板132、底板131以及封盖结构2配合形成了导风腔，导风腔的底部连通蜗状部内的收容室，导风腔的前面敞开，因此，在气流从收容室被送至第二通风口102时，在导风腔的引导作用下，气流将会从导风腔的前面送出(也就是从第三通风口送出)。另外，从附图4中可以看出，蜗状部上的第一通风口也形成在蜗状部的前侧，因此，气流从第一通风口进入收容室、通过第二通风口进入导风腔，通过第三通风口被送出，从而形成u型的送风。
当然，气流也可以从第三通风口经过导风腔、第二通风口、收容室后从第一通风口送出，此过程为前述的逆过程，在此不再进行详细的描述。
其中，蜗状部的前面可以设置换热结构，另外，从前面的实施例中可以看出，底板131的前侧伸出了蜗状部的前侧壁，因此，在底板131与蜗状部的前侧壁之间将会形成一个容纳空间，此时，可以将换热结构设置在这个容纳空间内。
相应地，将该蜗壳应用到换热设备(例如窗式空调器)中时，蜗状部的前壁可以设置为沉入换热设备内的形式，这样就可以很容易地在蜗状部的前壁上放置换热结构。
当然，上面的描述仅仅是本发明的一些具体实施方式，并非是对本发明保护范围的限制。例如，本发明还可以将换热结构设置到其他的位置。
本发明中的封盖结构2可以为换热设备的顶板等结构。
从前面的描述可以看出，导风部13的内部空间在从后向前的方向上逐渐外扩。而导风部13的内部空间的后部连通收容室。
在本发明的一个实施例中，导风部13的至少一部分与蜗状部11一体成型。
参照图1至图4，在本发明的一个实施例中，蜗状部11包括：后盘111、前盘112和围板113。前盘112间隔开地设于后盘111的前面；围板113围绕呈上部具有开口的环形，围板113与前盘112和后盘111相连，且围板113在前盘112和后盘111之间限定出收容室103，围板113上部的开口与前盘112和后盘111组合形成第二通风口102，在沿前后方向的投影中第一通风口101落在围板113内侧。
根据本发明第二方面实施例的风机，包括：蜗壳1和叶轮。蜗壳1为根据前述的蜗壳1；叶轮可转动地设于蜗状部11内。
根据本发明实施例的风机，利用了前述的蜗壳1结构，可以提高送风量以及降低送风噪音，从而提高风机的整体性能。
在本发明的一个实施例中，叶轮的叶片为非等厚圆弧叶片。
根据本发明第三方面实施例的制冷设备，包括前述的风机。
本发明中的制冷设备可以是窗式空调器等等。
另外，本发明中各参数的取值，可以参考下表2。
表2
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。