一种降噪型风机导风圈及包括该导风圈的风机的制作方法

本发明涉及风机领域，具体涉及一种降噪型风机导风圈及包括该导风圈的风机。

背景技术：

风扇是制冷或通风等行业必不可少的一个组成部分，风机噪声主要由旋转噪声和涡流噪声组成，其中旋转噪声以低频的离散噪声为主，是影响风机音质的主要因素。随着转速的增加，以低频成分为主的旋转噪声相比于涡流噪声增速更为明显，这种低频“嗡嗡”的异音也凸显的更加明显。目前对风扇噪声的控制要求越来越严格，但单独对风扇本身进行降噪难度非常大，在现有技术中，针对轴流风机低频噪声方面的大都从改变叶片数量、叶片间距、叶片形状等方面入手，比如采用不等距多叶轴流风叶，这种方式相比于等距轴流风叶，可以将单一的bpf(bladepassfrequency，叶片通过频率)变成多个bpf噪声，这种方式相当于用宽频噪声替代单一噪声，音质虽然感觉有些许改善，但无法降低其幅值。因此可以从导风圈为突破点，通过降噪型导风圈为风机降噪提供了一种新降噪方向。

申请号为cn201611049188.4的专利公开了一种穿孔导风圈，用于空调室外机，空调室外机包括侧板、顶盖和轴流风轮，穿孔导风圈包括：导风圈本体，导风圈本体为上下两端具有开口的腔体，导风圈本体上设置有通孔；其中，轴流风轮布置于腔体内，侧板布置在导风圈本体的周向上，侧板及导风圈本体的上端口均与顶盖适配安装，导风圈本体、侧板与顶盖共同限定出了腔室。本发明提供的穿孔导风圈，导风圈本体上开有多个通孔，导风圈本体与四周的侧板及顶盖组成一个相对封闭的空腔，采用穿孔板共振消声的原理，降低240hz以下频带的噪声，从而提高音质。其中，通过设置通孔孔径、穿孔率、导风圈的安装空间来降低轴流风机旋转噪声。该专利申请通过导风圈本体和侧板之间形成空腔进行共振消声，但是由于共振腔只有一个且体积固定，针对不同范围频率的噪音无法起到很好的降噪效果。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的之一是提供一种降噪型风机导风圈，通过导风圈上的收缩段、过渡段、扩张段以及共振腔体形成若干个体积不同的霍姆赫兹共振腔，霍姆赫兹共振腔可降低风扇产生的中低频噪声，并且可在体积不同的单元共振腔内填充吸音材料，可降低风扇产生的中高频噪声。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种降噪型风机导风圈，所述导风圈为上下两端具有开口的腔体，所述腔体内安装导流叶片，所述导风圈包括导风圈侧壁和设置于所述导风圈侧壁外侧的共振腔体，所述共振腔体包括共振腔侧壁和若干层设置于所述共振腔侧壁和所述导风圈侧壁之间的隔板，所述隔板的外圈与所述共振腔侧壁的内侧连接，所述隔板的内圈与所述导风圈侧壁的外侧接触，所述隔板将所述共振腔侧壁与所述导风圈侧壁之间的腔室分割成若干层共振腔；所述导风圈侧壁的内侧设置若干个通孔，所述共振腔侧壁为封闭侧壁，导风圈侧壁和共振腔侧壁形成共振腔室，隔板将共振腔室分割成多层共振腔。

优选的，所述隔板与所述共振腔侧壁之间的夹角为直角。

优选的，所述导风圈侧壁包括收缩段、过渡段和扩张段，所述收缩段位于所述导风圈的一端，所述扩张段位于所述导风圈的另一端，所述扩张段位于所述收缩段和所述扩张段之间，即所述导风圈侧壁由上端至下端依次包括收缩段、过渡段和扩张段，所述导风圈侧壁的收缩段、过渡段和扩张段一体成型，所述收缩段的外圈直径由导风圈的一端端口向过渡段方向逐渐减小；所述过渡段的外圈直径一直保持不变；所述扩张段的外圈直径由所述过渡段和所述扩张段连接的位置至所述导风圈的另一端端口逐渐增大。所述过渡段和扩张段处的所述导风圈侧壁与所述共振腔体形成一个完整的共振室，所述过渡段和扩张段处的所述导风圈侧壁相当于所述共振腔室的内侧壁，共振腔侧壁为共振腔室的外侧壁。

优选的，所述收缩段处的导风圈侧壁由所述导风圈的端口向过渡段呈弯曲延伸。

更优选的，所述收缩段处的导风圈侧壁为圆弧弯曲，且弯曲方向为接近所述导风圈中心的方向。所述扩张段的由所述过渡段和所述扩张段连接的位置至所述导风圈的另一端端口呈倾斜扩张，其倾斜方向为远离所述导风圈中心的方向。

优选的，所述通孔设置在所述过渡段和所述扩张段上的导风圈侧壁的内侧。通孔仅设置在过渡段和扩张段，不能设置于收缩段，气流在收缩段内是处于加速和整流的过程，若在收缩段上设置多个通孔会增加进气阻力，不利于气流加速和整流。

优选的，所述共振腔体设置在所述过渡段和所述扩张段的导风圈侧壁的外侧，所述共振腔体的上端还包括一个顶壁，所述顶壁的内圈与所述导风圈侧壁的外表面抵接，所述顶壁与所述收缩段和所述过渡段连接的位置处于同一水平面，所述扩张段的底部端口与所述共振腔体下端处的所述共振腔侧壁的底部连接。

更优选的，所述共振腔侧壁的直径由上端至下端保持不变，所述共振腔体的整体高度小于所述过渡段和所述扩张段的垂直高度之和，大于所述扩张段的垂直高度，所述共振腔侧壁与所述过渡段处的所述导风圈侧壁互相平行。

更优选的，所述隔板的数量至少为一个，所述隔板设置于所述顶壁的下方。

优选的，在所述过渡段和所述扩张段连接的位置的导风圈侧壁外侧设置一个隔板，隔板的外圈与共振腔侧壁的内侧固定连接，所述隔板的内圈与所述过渡段和所述扩张段连接的位置抵接。

优选的，在每一层所述共振腔中设置若干个竖板，所述竖板设置于相邻两个所述隔板之间，每一层所述共振腔中相邻的两个所述竖板之间的距离均不相等，所述竖板将每层共振腔分割成体积不同的单元共振腔。由于单元共振腔的一侧为带有通孔的导风圈侧壁，另一侧为封闭的共振腔侧壁，因此不同层共振腔中的不同单元共振腔形成了体积不同的霍姆赫兹共振腔，腔体体积大小不同可得到不同的共振频率，当与共振频率相近的频率噪声通过霍姆赫兹共振腔表面的通孔时，这些频率噪声会传播进入单元共振腔中，并且在单元共振腔内壁面之间不停地反射，直至反射离开单元共振腔，由于在单元共振腔内不停地反射降低了该频率噪声的能量，最终达到降低中低频噪声的作用。不同体积的单元共振腔可以降低不同频率的噪音。

优选的，每一层所述共振腔中相邻的两个所述竖板之间的距离呈依次增加或递减的排布方式。

优选的，所述隔板与所述共振腔侧壁和所述导风圈侧壁互相垂直，所述竖板与所述隔板互相垂直，所述竖板的上下两端与所述隔板连接，所述竖板的左右两端分别与所述共振腔侧壁的内侧和所述导风圈侧壁的外侧连接。

优选的，所述单元共振腔通过以下公式可以计算出共振频率：

其中：f0为共振频率，c为声速，s1为通孔截面积，d为通孔直径，l为通孔厚度，v为腔体体积。

优选的，所述通孔直径d的范围为：1mm≦d≦3mm。过大的通孔直径会增加出气流的阻力，减小风扇风量，并会产生啸叫声。

优选的，所述过渡段和扩张段处的所述导风圈侧壁的内侧表面积之和为s，所述通孔的总截面积为s2，s2的范围为：0.01s≦s2≦0.05s。若通孔总截面积s2过大时会增加气流的阻力，减小风扇风量。

优选的，所述单元共振腔内填充吸音材料。单元共振腔内填充的吸音材料可以降低风扇中的高频噪声，由于高频噪声的波长较短，无法在单元共振腔内形成反射，为此单元共振腔并不能高频噪声进行降噪，但在单元共振腔内填充吸音材料可以对高频噪声进行有效地降噪。

优选的，部分所述单元共振腔内填充有吸音材料。

优选的，在至少一层的共振腔中的所有单元共振腔中填充吸音材料。

优选的，在每一层的共振腔中的单元共振腔中间隔的填充吸音材料。

优选的，所述吸音材料为无机纤维吸音材料、无机泡沫吸音材料、泡沫塑料吸音材料中的一种或多种。

更优选的，所述吸音材料为金属纤维吸声材料、泡沫铝、聚氨酯泡沫吸音材料中的一种或多种。

优选的，所述共振腔体独立成型后安装于带有通孔的导风圈侧壁外侧，可将隔板和导风圈侧壁采用过盈配合装配。

本发明的目的之二是提供一种风机，为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种风机，包括风扇、导流叶片以及导风圈，所述导风圈为上述任一项所述的导风圈，所述导流叶片布置于所述导风圈侧壁下端的内圈中，所述风扇设置于所述导流叶片和所述导风圈侧壁上端之间。

相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：

本发明提供的降噪型风机导风圈和风机，风机包括风扇、导流叶片以及导风圈，其中导风圈包括导风圈侧壁和共振腔体，导风圈侧壁包括收缩段、过渡段、扩张段，导风圈侧壁靠近导流叶片一侧的内表面设计多个微小的通孔，共振腔侧壁为封闭面，导风圈侧壁面和共振腔侧壁之间形成共振腔室，共振腔室内设置隔板好竖板形成体积不同的单元共振腔，由于单元共振腔的一侧为带有通孔的导风圈侧壁，另一侧为封闭的共振腔侧壁，因此不同层共振腔中的不同单元共振腔形成了体积不同的霍姆赫兹共振腔，单元共振腔的腔体体积大小不同可得到不同的共振频率，当与共振频率相近的频率噪声通过霍姆赫兹共振腔表面的通孔时，这些频率噪声会传播进入单元共振腔，并且在单元共振腔中的壁面之间不停地反射，直至反射离开单元共振腔，由于在单元共振腔内不停地反射降低了该频率噪声的能量，最终达到降低中低频噪声的作用。针对高频噪声，由于高频噪声的波长较短，无法在单元共振腔内形成反射，为此单元共振腔并不能高频噪声进行降噪，但在部分单元共振腔内填充吸音材料可以对高频噪声进行有效地降噪。

附图说明

图1为本发明一种降噪型风机的整机截面图；

图2为本发明一种降噪型风机导风圈的截面立体图；

图3为本发明一种降噪型风机导风圈中的共振腔体立体结构示意图；

图4为本发明一种降噪型风机导风圈中的单元共振腔的结构示意图；

图5为本发明一种降噪型风机的整机主视图；

图6为本发明一种降噪型风机的整机立体图。

附图标记：

1.导风圈；11.导风圈侧壁；12.共振腔体；121.共振腔侧壁；122.单元共振腔；13.收缩段；14.过渡段；15.扩张段；16.通孔；17.隔板；18.顶壁；19.竖板；2.导流叶片；3.风扇。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

如图1-3所示，一种降噪型风机导风圈，所述导风圈1为上下两端具有开口的腔体，所述腔体内安装导流叶片2，所述导风圈1包括导风圈侧壁11和设置于所述导风圈侧壁11外侧的共振腔体12，所述共振腔体12包括共振腔侧壁121和若干层设置于所述共振腔侧壁121和所述导风圈侧壁11之间的隔板17，所述隔板17与所述共振腔侧壁121之间的夹角为直角。所述隔板17的外圈与所述共振腔侧壁121内侧连接，所述隔板17的内圈与所述导风圈侧壁11的外侧接触，所述隔板17将所述共振腔侧壁121与所述导风圈侧壁11之间的腔室分割成若干层共振腔；所述导风圈侧壁11的内侧设置若干个通孔16，所述共振腔侧壁121为封闭侧壁，导风圈侧壁11和共振腔侧壁121形成共振腔室，隔板17将共振腔室分割成多层共振腔。

如图1和2所示，所述导风圈侧壁11包括收缩段13、过渡段14和扩张段15，所述收缩段13位于所述导风圈1的一端，所述扩张段15位于所述导风圈1的另一端，所述扩张段15位于所述收缩段13和所述扩张段15之间，即所述导风圈侧壁11由上端至下端依次包括收缩段13、过渡段14和扩张段15，所述导风圈侧壁11的收缩段13、过渡段14和扩张段15一体成型，所述收缩段13的外圈直径由导风圈1的上端端口向过渡段14方向逐渐减小；所述过渡段14的外圈直径一直保持不变；所述扩张段15的外圈直径由所述过渡段14和所述扩张段15连接的位置至所述导风圈1的下端端口逐渐增大。所述过渡段14和扩张段15处的所述导风圈侧壁11与所述共振腔体12形成一个完整的共振室，所述过渡段14和扩张段15处的所述导风圈侧壁11相当于所述共振腔室的内侧壁，共振腔侧壁121为共振腔室的外侧壁。扩张段15和收缩段13的直径均大于过渡段14的直径，可以保证共振腔体12的共振腔侧壁121刚好卡在所述扩张段15和收缩段13之间。

所述收缩段13处的导风圈侧壁11由所述导风圈1的端口向过渡段14呈弯曲延伸。所述收缩段13处的导风圈侧壁11为圆弧弯曲，且弯曲方向为接近所述导风圈1中心的方向。所述扩张段15的由所述过渡段14和所述扩张段15连接的位置至所述导风圈1的另一端端口呈倾斜扩张，其倾斜方向为远离所述导风圈1中心的方向。

所述通孔16设置在所述过渡段14和所述扩张段15上的导风圈侧壁11的内侧。通孔16仅设置在过渡段14和扩张段15，不能设置于收缩段13，气流在收缩段13内是处于加速和整流的过程，若在收缩段13上设置多个通孔16会增加进气阻力，不利于气流加速和整流。

所述共振腔体12设置在所述过渡段14和所述扩张段15的导风圈侧壁11的外侧，所述共振腔体12的上端还包括一个顶壁18，所述顶壁18的内圈与所述导风圈侧壁11的外表面抵接，所述顶壁18与所述收缩段13和所述过渡段14连接的位置处于同一水平面，所述扩张段15的底部端口与所述共振腔体12下端处的所述共振腔侧壁121的底部连接。所述共振腔侧壁121的直径由上端至下端保持不变，所述共振腔体12的整体高度小于所述过渡段14和所述扩张段15的垂直高度之和，大于所述扩张段15的垂直高度，所述共振腔侧壁121与所述过渡段14处的所述导风圈侧壁11互相平行。

所述隔板17的数量至少为一个，所述隔板17设置于所述顶壁18的下方。本实施例优选的，隔板17的数量为三个，其中一个隔板17设置在所述过渡段14和所述扩张段15连接的位置的导风圈侧壁11外侧，隔板17的外圈与共振腔侧壁121的内侧固定连接，所述隔板的内圈与所述过渡段14和所述扩张段15连接的位置抵接。另外两个隔板17分别设置在所述过渡段14和所述扩张段15的导风圈侧壁11的外侧，三个隔板17配合顶壁18和扩张段15底部将共振腔室分割成四层共振腔。

如图3所示，在每一层所述共振腔中设置若干个竖板19，所述竖板19设置于相邻两个所述隔板17之间，每一层所述共振腔中相邻的两个所述竖板19之间的距离均不相等，所述竖板19将每层共振腔分割成体积不同的单元共振腔122。由于单元共振腔122的一侧为带有通孔16的导风圈侧壁11，另一侧为封闭的共振腔侧壁121，因此不同层共振腔中的不同单元共振腔122形成了体积不同的霍姆赫兹共振腔，腔体体积大小不同可得到不同的共振频率，当与共振频率相近的频率噪声通过霍姆赫兹共振腔表面的通孔16时，这些频率噪声会传播进入单元共振腔122中，并且在单元共振腔122内壁面之间不停地反射，直至反射离开单元共振腔122，由于在单元共振腔122内不停地反射降低了该频率噪声的能量，最终达到降低中低频噪声的作用。不同体积的单元共振腔122可以降低不同频率的噪音。

所述隔板17与所述共振腔侧壁121和所述导风圈侧壁11互相垂直，所述竖板19与所述隔板17互相垂直，所述竖板19的上下两端与所述隔板17连接，所述竖板19的左右两端分别与所述共振腔侧壁121的内侧和所述导风圈侧壁11的外侧连接。

如图4所示，所述单元共振腔122通过以下公式可以计算出共振频率：

其中：f0为共振频率，c为声速，s1为通孔16截面积，d为通孔16直径，l为通孔16厚度，v为腔体体积。

所述通孔16直径d的范围为：1mm≦d≦3mm。过大的通孔16直径会增加出气流的阻力，减小风扇3风量，并会产生啸叫声。所述过渡段14和扩张段15处的所述导风圈侧壁11的内侧表面积之和为s，即所述共振腔室的内侧表面积为s，所述通孔16的总截面积为s2，s2的范围为：0.01s≦s2≦0.05s。若通孔16总截面积s2过大时会增加气流的阻力，减小风扇3风量。

所述共振腔体12独立成型后安装于带有通孔16的导风圈侧壁11外侧，共振腔体12中的共振腔侧壁121、隔板17、顶壁18和竖板19均为一体成型。所述共振腔体12和导风圈侧壁11安装时可将隔板17、顶壁18和导风圈侧壁11采用过盈配合装配。共振腔体12安装在所述导风圈侧壁11上时，由于扩张段15和收缩段13的直径均大于过渡段14的直径，可以保证共振腔体12的共振腔侧壁121刚好限制在所述扩张段15和收缩段13之间，对共振腔体12起到很好的限位作用。

如图5和6所示，一种风机，包括风扇3、导流叶片2以及导风圈1，所述导风圈1为上述任一项所述的导风圈1，所述导流叶片2布置于所述导风圈侧壁11下端的内圈中，所述风扇3设置于所述导流叶片2和所述导风圈侧壁11上端之间。

实施例2

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，每一层所述共振腔中相邻的两个所述竖板19之间的距离呈依次增加或递减的排布方式。

实施例3

如图2所示，该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，所述单元共振腔122内填充吸音材料。单元共振腔122内填充的吸音材料可以降低风扇3中的高频噪声，由于高频噪声的波长较短，无法在单元共振腔122内形成反射，为此单元共振腔122并不能高频噪声进行降噪，但在单元共振腔122内填充吸音材料可以对高频噪声进行有效地降噪。所述吸音材料为无机纤维吸音材料、无机泡沫吸音材料、泡沫塑料吸音材料中的一种或多种。本实施例优选的，所述吸音材料为金属纤维吸声材料、泡沫铝、聚氨酯泡沫吸音材料中的一种或多种。

实施例4

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，在部分所述单元共振腔122内填充有吸音材料。

实施例5

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，在至少一层的共振腔中的所有单元共振腔122中填充吸音材料。

实施例6

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，在每一层的共振腔中的单元共振腔122中间隔的填充吸音材料。

实施例7

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，相邻两层所述共振腔中沿轴向的两个邻近的单元共振腔122的体积不相同。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。