风机及风管机的制作方法

本发明涉及风机技术领域，特别是涉及一种风机及风管机。

背景技术：

目前的风管机室内机采用离心风机，其运行过程中主要会产生旋转噪声和涡流噪声等气动噪声的问题，旋转噪声是由于叶轮的叶片周围不对称结构与叶片旋转所形成的周向不均流场相互作用而产生的噪声，涡流噪声主要是由于气流流经叶片时产生紊流附面层及漩涡与漩涡分裂脱体，而引起叶片上压力脉动所造成的涡流噪声。无论上述何种噪声类型，都会妨碍生产中人们的通讯、语言等交流而影响生产的组织与管理，而且还严重损害人们的身心健康而降低工作效率等。现有技术中在解决风机使用时的噪音问题时采用的降噪组件结构复杂，降噪效果比较差。

技术实现要素：

本发明提供了一种风机及风管机，旨在解决现有风机的降噪组件结构复杂，降噪效果比较差的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种风机，包括蜗壳和设于所述蜗壳两侧的两个进风口之间的叶轮，还包括一个或多个降噪器，每一所述降噪器设于所述蜗壳的进风口处的风道内；每一所述降噪器包括封闭且与所述蜗壳的径向截面形状相适配的环形壳体，所述环形壳体内设置多个沿所述环形壳体的内周壁的周向依次排布的、相互隔断的消音腔，每一所述消音腔具有与所述进风口相连通的第一通孔；每一所述消音腔通过一个或多个沿远离所述第一通孔方向间隔设置的横隔板分隔成两个或多个消音子腔；每一所述横隔板开设有连通相邻的消音子腔的第二通孔，每一所述横隔板的所述第二通孔的开设位置与其相邻的第一通孔或者第二通孔错位分布。

可选的，每一所述消音腔的截面呈扇环形。

可选的，每一所述消音腔的所述第一通孔设于所述环形壳体的内周壁，且朝向所述环形壳体的圆心。

可选的，每一所述消音腔的所述第一通孔沿所述环形壳体的内周壁的周向等距设置。

可选的，相邻的两个所述消音腔之间通过纵隔板隔断，每一所述纵隔板沿所述环形壳体的径向设置。

可选的，多个所述纵隔板沿所述环形壳体的内周壁的周向等距设置。

可选的，多个所述降噪器沿所述蜗壳的轴向依次层叠于所述风道内。

可选的，所述环形壳体至少在一侧设置引风圈。

可选的，所述引风圈与所述降噪器为一体式结构，所述引风圈设于所述环形壳体的内周壁的周向边缘。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种风管机，包括一个或多个上述的风机。

可选的，所述风管机还包括换热器，当所述风机为多个时，多个所述风机设置于所述换热器的同侧。

本发明采用上述技术方案所具有的有益效果是：

本发明实施例提供的风机在蜗壳的进风口处设置一个或多个降噪器，由蜗壳的进风口进入风机内的空气通过降噪器的消音腔可以降低空气在蜗壳的风道内的噪音，每一消音腔采用类似“法布里-珀罗谐振腔(f-p腔)”的构造设计，能够有效减少噪音在蜗壳内的传递，从而改善风机使用时的噪音环境，解决了风机的降噪组件结构复杂，降噪效果比较差的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的常规蜗壳的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例所示出的本发明风机的分解图；

图3是根据一示例性实施例所示出的本发明消音腔的结构示意图；

图4是根据一示例性实施例所示出的本发明消音腔的立视图；

图5是根据一示例性实施例所示出的本发明风管机的结构示意图；

图6是根据另一示例性实施例所示出的本发明风机的分解图；

图7是根据另一示例性实施例所示出的本发明降噪器的剖视图：

图8是根据另一示例性实施例所示出的本发明风管机的结构示意图。

附图标记说明：1、蜗壳；11、进风口；12、外壳壁；2、降噪器；21、环形壳体；22、消音腔；221、消音子腔；23、第一通孔；24、第二通孔；25、横隔板；26、纵隔板；27、通孔；281、第一外壁；282、第二外壁；31、第一容置部；32、第二容置部；4、风管机。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法、产品等而言，由于其与实施例公开的方法部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

如图1所示，现有技术中的一种蜗壳1主要包括处于外侧弯曲成型的外壳壁12以及分别与外壳壁12连接的两个侧壳壁，外壳壁12和两个侧壳壁共同围设成一蜗形筒状结构，其中，蜗形筒状结构内部为风道，其截面面积从尾端到首端逐渐增大，其中，首端为该风道的出风口；外壳壁12在邻近尾端的位置围设成一中空圆形空间，该中空圆形空间可用于作为风机的叶轮的容置空间，沿该圆形空间的周向成型有一环形开口，该环形开口为蜗壳1的进风口。

风机的叶轮旋转运行时，可以从其轴向两侧抽取空气等流质，并使这些流质沿径向方向流入蜗壳1的进风口中，之后流质沿该风道流动，最后从首端的出风口吹出。

在本实施例中，流质在风道内的流向有风道的形状限定，风道的形状由蜗壳1自身的弯曲方向，这里，我们可将风道的中心线a定义为该风道成型的设定曲线，该中心线由风道的沿其延伸成型方向的每一截面的中心点依次连接构成；例如，对于如1所示的风道，其沿其延伸成型方向的截面的形状为矩形，则设定曲线是由每一矩形截面的对角线的交点的连线构成。

不同类型的蜗壳1的曲线的线段组成以及每一线段的曲率不同，根据实际蜗壳1的设计需要确定。

这里，蜗壳1的蜗形筒状结构不仅包括靠近尾端一侧的弯曲段，还包括靠近首端的直管段；这里，为方便对本发明实施例技术方案的说明，直管段的中心线是作为前述的设定曲线的一组成部分。

本发明提供的蜗壳1即是基于常规蜗壳1的结构所作的改进，以解决现有的风机使用时产生的噪音问题。

实施例一

本发明实施例的第一方面提供了一种风机，如图2-4所示，包括蜗壳1和设于蜗壳1两侧的两个进风口11之间的叶轮，还包括一个或多个降噪器2，每一降噪器2设于蜗壳1的进风口11处的风道内；每一降噪器2包括封闭且与蜗壳1的径向截面形状相适配的环形壳体21，环形壳体21内设置多个沿环形壳体21的内周壁的周向依次排布的、相互隔断的消音腔22，每一消音腔22具有与进风口11相连通的第一通孔23；每一消音腔22通过一个或多个沿远离所述第一通孔23方向间隔设置的横隔板25分隔成两个或多个消音子腔221；每一横隔板25开设有连通相邻的消音子腔221的第二通孔24，每一横隔板25的第二通孔23的开设位置与其相邻的第一通孔23或者第二通孔24错位分布。

在本发明的一个实施例中，蜗壳1的壳体的径向截面形状为蜗形，这里，径向是指蜗壳1的壳体围设成的中空圆形空间的径向方向，该径向方向与前述的设定曲线所处的平面相平行。每一降噪器2具有环形壳体21，该环形壳体21为封闭结构，且也设计为蜗壳1的壳体的径向截面形状相适配的蜗形，环形壳体21的截面面积稍小于蜗壳1的壳体的截面面积，以使两者可以套设的方式设置，环形壳体21的第一外壁281与蜗壳21的壳体的外壳壁12的外侧内壁相贴靠，第二外壁282也围设成一个与前述的蜗壳21的壳体的中空圆形空间相适配的中空结构，并使第二外壁282外露于蜗壳1的出风口处。

在一种可选的实施例中，如图3所示，每一消音腔22的截面呈扇环形。消音腔22的截面设为扇环形是依据降噪器2的壳体形状设计的。

在一种可选的实施例中，每一消音腔22的第一通孔23设于环形壳体21的内周壁，且朝向环形壳体21的圆心。即第一通孔23的中心与其对应的径向方向位于同一直线上，这样，第一通孔23可以正对沿该径向方向流入的空气气流，使该空气气流的声波能够直接进入消音腔22中，提高了消音效果。

每一横隔板25上的第二通孔24也朝向第二容置部32的圆心。

在一种可选的实施例中，如图2所示，每一消音腔22的第一通孔23沿环形壳体21的内周壁的周向等距设置。多个消音腔22的通孔均匀排布在第二容置部32的内周壁上，不仅可以覆盖各个径向进风方向，同时也能够使进风口的气流均匀的进入各个消音腔22的第一通孔23中，避免局部风量过大所造成的消音效果不佳的问题。

可选的，如图4所示，横隔板25为弧形板，每一消音腔21的横隔板25按照与第一通孔23从小到大的距离顺序，依次编号为第一横隔板、……、第n横隔板；所有消音腔22的编号相同的横隔板25位于同一圆周上，且该圆周与第二容置部32同轴。

如图4所示的结构，多个消音腔22的编号为第一横隔板25的横隔板25位于同一圆周上；编号为第二横隔板25的横隔板25位于同一圆周上。

在一种可选的实施方式中，相邻的两个消音腔22之间通过纵隔板26隔断，每一纵隔板26沿环形壳体21的径向设置。横隔板26的两端分别连接于第一外壁281和第二外壁282相连接，以将每一消音腔22围设成仅保留一个通孔对外通道的半封闭结构。

优选的，每一纵隔板26沿第二容置部32的径向设置。

或者，在另一些未示出的实施例中，每一纵隔板26也可沿非径向的方向设置。

优选的，多个纵隔板26的与第二容置部32的连接端，沿第二容置部32的内周壁的周向等距设置。

或者，在另一些未示出的实施例中，多个纵隔板26也可采用非等距设置的方式排布。

在一种可选的实施例中，多个降噪器2沿蜗壳1的轴向依次层叠于风道内。具体地，该轴向是指蜗壳1的壳体围设成的中空圆形空间的轴向方向，该轴向方向与前述的设定曲线所处的平面相垂直。具体的降噪器2的设置数量可以根据每一降噪器2的轴向宽度以及蜗壳1的壳体的轴向宽度确定，多个降噪器2的轴向宽度之和应小于蜗壳1的轴向宽度，当然，计算时应当考虑壁厚等因素的影响。

在一种可选的实施例中环形壳体21至少在一侧设置引风圈。引风圈可以起到引风的作用，提高风机的进风效率。

可选的，引风圈与降噪器2为一体式结构，引风圈设于环形壳体21的内周壁的周向边缘。引风圈与降噪器2的一体式结构设置有利于安装，引风圈的设置位置靠近边缘主要是为了更大程度地引风。

在本实施例中，蜗壳1的壳体限定出的圆形中空空间定义为第一容置部31，进风口沿第一容置部31的内周壁的周向开设；环形壳体21限定有圆心中空的第二容置部32，第二容置部32与第一容置部31的半径相同且同轴设置。其中，第二容置部32设于第一容置部31的进风口处。

这里，环形壳体21内限定有多个沿前述的设定曲线方向依次排布的、相互隔断的消音腔22，每一消音腔22具有与蜗壳1的进风口相连通的第一通孔23；每一消音腔22的结构类似f-p腔，第一通孔23即为该消音腔22的空气流入，消音腔22可以作为共振结构，能够起到吸收噪声的作用。

这里，处于风道的设定风道宽度以上的风道区域内的每一消音腔22，通过一个或多个沿远离第一通孔23方向间隔设置的横隔板25分隔成两个或多个消音子腔221。在一种具体的实施例中，当风道的尾端部分的宽度较小，因此，处于尾端的消音腔22内不设置横隔板25；而中端和首端部分的宽度较大，因此，横隔板25主要是设置在中端和首端的消音腔22内。这种设计主要是考虑声波在多个消音子腔221内之间传递时需要一定的间距长度才能起到声波衰减的效果，因此，对于设定风道宽度以下的风道区域内的消音腔22，如果设置横隔板25，则会导致多个消音子腔之间的间距过小，不能起到消音的作用；当风道的尾端部分的宽度和首端部分的宽度相差不多，如图2所述的环形壳体21，则每一个消音腔22的尺寸是相同的，消音腔22的结构则如图3、4所示，是整个降噪器的降音效果可以更加均匀。

每一横隔板25开设有连通相邻的消音子腔221的第二通孔24，每一横隔板25的第二通孔24的开设位置与其相邻的第一通孔23或者第二通孔24不处于同一侧。

以其中一个消音腔22为例，该消音腔22通过一个横隔板25分隔成两个消音子腔221，其第一通孔23开设于环形壳体21的第二外壁282的靠近左侧纵隔板26的位置，则设于横隔板25上的第二通孔262开设于横隔板25的靠近右侧纵隔板26的位置。

以另一消音腔22为例，该消音腔22通过两个横隔板25分隔为三个消音子腔221，其第一通孔23开设于环形壳体21的第二外壁282的靠近左侧纵隔板26的位置，则设于靠近第二外壁282的横隔板25上的第二通孔24开设于横隔板25的靠近右侧纵隔板26的位置，远离第二外壁282的横隔板25上的第二通孔24开设于横隔板25的靠近左侧纵隔板26的位置，以此类推。

在实施例一中提到的横隔板25及纵隔板26的横、纵向的区分均是以图3及图4中的视图方向命名。

这里，消音腔22实现消音的原理为：现有技术中的f-p腔主要是应用于激光器等光学设备，可用于实现对光线的干涉；声音和光线均是以波的形式存在，f-p腔实际上具有对大多数波形态存在进行干涉的能力；因此，本发明实施例的消音腔采用类似f-p腔的设计，声波经由第一通孔进入消音腔后，可以在消音腔及其内部的消音子腔内来回反射，声波的能量在反射过程中被逐渐消耗，从而实现消声降噪的效果。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种风管机4，包括一个或多个上述的风机。

在一种可选的实施例中，如图5所示，风管机4还包括换热器，当风机为多个时，多个风机设置于换热器的同侧。风机设置于换热器的同侧有助于风管机的散热效果的提升。

实施例二

如图6-7所示，本发明实施例的第一方面提供了另一种风机，包括蜗壳1和设于蜗壳1两侧的两个进风口11之间的叶轮，还包括一个或多个降噪器2，每一降噪器2设于蜗壳1的进风口11处的风道内；每一降噪器2包括封闭且与蜗壳1的径向截面形状相适配的环形壳体21，环形壳体21内设置多个沿环形壳体21的内周壁的周向依次排布的、相互隔断的消音腔22，每一消音腔22具有与进风口11相连通的通孔27。

在本发明的一个实施例中，蜗壳1的壳体的径向截面形状为蜗形，这里，径向是指蜗壳1的壳体围设成的中空圆形空间的径向方向，该径向方向与前述的设定曲线所处的平面相平行。每一降噪器2具有环形壳体21，该环形壳体21为封闭结构，且也设计为蜗壳1的壳体的径向截面形状相适配的蜗形，环形壳体21的截面面积稍小于蜗壳1的壳体的截面面积，以使两者可以套设的方式设置，环形壳体21的第一外壁281与蜗壳21的壳体的外壳壁12的外侧内壁相贴靠，第二外壁282也围设成一个与前述的蜗壳21的壳体的中空圆形空间相适配的中空结构，并使第二外壁282外露于蜗壳1的出风口处。

在本实施例中，蜗壳1的壳体限定出的圆形中空空间定义为第一容置部31，进风口沿第一容置部31的内周壁的周向开设；环形壳体21限定有圆心中空的第二容置部32，第二容置部32与第一容置部31的半径相同且同轴设置。其中，第一容置部31在该容置空间的轴向的两侧，第二容置部32设于第一容置部31的进风口处。

这里，环形壳体21内限定有多个沿前述的设定曲线方向依次排布的、相互隔断的消音腔22，每一消音腔22具有与蜗壳1的进风口相连通的通孔27；每一消音腔22的结构类似亥姆霍兹共鸣器，通孔27即为该消音腔22的空气流入的通道，消音腔22可以作为共振结构，能够吸收设定频率内的噪声。

多个消音腔22沿前述的设定曲线方向依次排布的，使消音腔22也围设在蜗壳1的壳体的进风口的周侧，因此，从任一径向方向进入风道内的至少部分空气均能够流入其对应径向方向上的消音腔22，从而可以对沿任一径向方向流入的空气进行消音。

在一种可选的实施例中，为提高消音效果，如图7所示，每一消音腔22的通孔27设于第二容置部32的内周壁，且朝向第二容置部32的圆心，即通孔27的中心与其对应的径向方向位于同一直线上，这样，通孔27可以正对该沿该径向方向流入的空气气流，使该空气气流的声波能够直接进入消音腔22中。

可选的，每一消音腔22可以设置一个或多个通孔27，消音腔22设有2个通孔27，2个通孔27沿轴向方向间隔设置。

这里，消音腔22实现消音的原理为：当噪声声波经由通孔27向消音腔22流动时，具有一定厚度的通孔27的轴向通道内的空气发生振动，当声波的频率与消声腔22的自振频率一致时，发生共振，声波激发共振吸声结构产生振动，并使振幅达到最大，消耗声能，从而可以达到减弱甚至消除噪声声波的效果。

不同的降噪器2的结构设计根据实际需要吸收的噪声的频率进行设计确定，通孔27的孔径、轴向长度以及消音腔22的容积均可影响其能够消除的噪声的频率。

可选的，多个消音腔22的通孔27的孔径及轴向通道的长度可以相同或者不同。在图示的实施例中，多个消音腔22的通孔27的孔径及轴向通道的长度可以相同，而多个消音腔22的容积是则是从随设定曲线的方向发生变化或不发生变化，因此，每一消音腔22所对应的噪声的频率也可以按照亥姆霍兹共鸣器的共振频率的计算方式进行确定。

具体的，亥姆霍兹共鸣器的共振频率的计算方式如下：

其中，f0为亥姆霍兹共鸣器的共振频率，c为声速，s为开口的截面面积，d为开口的直径，l为开口的长度，v为容器的容积。

这里，每一消音腔22的通孔27的截面面积s和直径可以根据进风口的孔径得到，长度l即为通孔27的周向通道的长度，v为消音腔22的容积，这样，可以分别确定每一消音腔22的自振频率。

在本实施例中，由于多个消音腔22的容积是则是从随设定曲线的方向，当选用从尾端至首端逐渐增大的设计方式，因此，多个消音腔22能够兼容较宽范围的声波频率，因此，本发明的降噪器2可以消除较宽频率范围内的噪声，大大提高了降噪器2的普适性和兼容性。

因此，通过调整进风口的孔径、轴向长度(即结构壁厚)、消音腔22的容积等要素，可以使消音腔22适用不同频率的噪声消除，具体要素的设计参数根据根据实际需要作相应的修改。

优选的，在一种可选的实施例中，如图7所示，每一消音腔22的通孔27沿第二容置部32的内周壁的周向等距设置。多个消音腔22的通孔27均匀排布在第二容置部32的内周壁上，不仅可以覆盖各个径向进风方向，同时也能够使进风口的气流均匀的进入各个消音腔22的通孔27中，避免局部风量过大所造成的消音效果不佳的问题。

在一种可选的实施例中，如图7所示，通孔27为圆形孔。在另一些实施例中，通孔27也可以为方形孔、椭圆孔、菱形孔，等等。

在一种可选的实施例中，如图7所示，相邻的两个消音腔22之间通过纵隔板26隔断，纵隔板26的两端分别连接于第一外壁281和第二外壁282相连接，以将每一消音腔21围设成仅保留通孔27一个对外通道的半封闭结构。

优选的，如图7所示，每一纵隔板26沿第二容置部32的径向设置；

或者，在另一些未示出的实施例中，每一纵隔板26也可沿非径向的方向设置。

优选的，多个纵隔板26的与第二容置部32的连接端，沿第二容置部32的内周壁的周向等距设置。

或者，在另一些未示出的实施例中，多个纵隔板26也可采用非等距设置的方式排布。

在一种可选的实施例中，多个降噪器2沿蜗壳1轴向依次层叠于风道内，该轴向是指蜗壳1的壳体围设成的中空圆形空间的轴向方向，该轴向方向与前述的设定曲线所处的平面相垂直。具体的降噪器2的设置数量可以根据每一降噪器2的轴向宽度以及蜗壳1的轴向宽度确定，多个降噪器2的轴向宽度之和应小于蜗壳1的轴向宽度，当然，计算时应当考虑壁厚等因素的影响。

在实施例二中提到的横隔板25及纵隔板26的横、纵向的区分均是以图7中的视图方向命名。

根据本发明实施例二的第二方面，提供了另一种风管机4，包括一个或多个上述的风机。

在一种可选的实施例中，如图8所示，风管机4还包括换热器，当风机为多个时，多个风机设置于换热器的同侧。风机设置于换热器的同侧有助于风管机的散热效果的提升。

实施例三

在实施例三中，本发明还提供了一种风机，包括蜗壳1和设于蜗壳1两侧的两个进风口11之间的叶轮，还包括一个或多个降噪器2，多个降噪器2包括至少一个前述实施例一中提供的降噪器2以及至少一个前述实施例二中提供的降噪器2，多个降噪器2沿蜗壳1的轴向依次层叠于风道内。

这样，可以利用前述两个实施例中分别公开的两种降噪器2共同实现降低风机噪音的目的，两种降噪器2的设置数量以及叠设方式可以根据实际降噪需要进行调整。

根据本发明实施例三的第二方面，还提供了一种风管机4，包括一个或多个上述的风机。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。