CN112628199B - 一种减阻降噪的离心风轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减阻降噪的离心风轮，包括轮盖、多块叶片、轮盘，轮盖与轮盘同轴且间隔设置，多块叶片设置在轮盖与轮盘之间，多块叶片沿周向间隔设置，轮盖包括叶片连接的内壁面，内壁面设有多个轮盖减阻凹槽或/和轮盖减阻凸起，叶片设有多个叶片减阻凹槽或/和叶片减阻凸起，轮盖或/和轮盘的外缘设有多个降噪锯齿，多个降噪锯齿沿周向间隔设置。本发明取得的有益效果：减阻凹槽或/和减阻凸起打乱边界层内气流的流动状态，改变压力分布，降低气流的流动速度，使得边界层内的黏性底层的速度场得到改变，减少沿程阻力损失，提高效率；降噪锯齿切割涡流，加速涡流衰减，减小湍流的强度和压力脉动幅值，从而有效地降低噪声。

Description

一种减阻降噪的离心风轮

技术领域

本发明涉及通风的技术领域，具体涉及一种减阻降噪的离心风轮。

背景技术

随着社会经济的发展，应用在家用电器中的离心风轮能效与噪声性能越来越重视，减小离心风轮的能量损失至关重要，沿程阻力损失是风机中损失的重要的一部分，而气流进入离心风轮后，在轮盖附近的流场涡流比较强，产生的噪声较高。

CN109578328B公开了一种离心风轮及包括该风轮的低噪声后向离心风机，包括风轮前盘、风轮后盘以及设置在所述风轮前盘和风轮后盘之间的风轮叶片，相邻的风轮叶片的叶片压力面和叶片吸力面与风轮前盘、风轮后盘共同围成流道区域，所述风轮前盘的底盘内圈沿轴向朝着远离所述风轮后盘的方向弯曲延伸形成前盘侧壁，所述前盘侧壁形成前盘进风口，所诉风轮前盘或风轮后盘其中的一者或两者的周向边缘设置若干组连续凸起结构，每组所述连续凸起结构包括若干个间隔均匀的凸起结构，虽然该凸起结构可对流到区域出口附近因流动分离产生的涡流及回流成分中尺度较大的涡结构进行破坏，生成一系列较小尺度的涡，以此大大降低风机噪声中涡流噪声的幅值，但是为了保证该风轮的效率，风轮前盘或风轮后盘的周向边缘并未完全设有所述凸起结构，该凸起结构的连续宽度约占流道宽度的三分之二，导致未设有凸起结构的流道在一定程度上无法减弱涡流，降噪效果有限。

CN209687789U公开了一种离心风轮及应用其的离心风机，所述离心风轮包括金属板材制造的轮盖、金属板材制造的轮盘以及安装在轮盖与轮盘之间的复合材料制造的若干风叶片，所述复合材料制造的若干风叶片包括金属骨架和安装在叶片骨架的塑料壳，金属骨架的上下两端分别与轮盖和轮盘安装连接在一起，所述的塑料壳的厚度H是变化的以改善气流流动性，塑料壳与金属骨架注塑成一体，塑料壳包裹至少一部分的金属骨架既保证了连接的结构强度又利用塑料壳满足市场上的气动性能要求，且可靠性高，虽然金属骨架上设有若干通孔，但是金属骨架的若干通孔的作用是提高叶片骨架与塑料壳的结合力，而且塑料壳包裹金属骨架后，风叶片表面是完整的表面，并无通孔，没有达到减阻降噪的效果。

CN208442048U公开了一种斜流风扇、空调室内机及空调，斜流风扇包括底部轮毂、导风圈、端盖和多个叶片，底部轮毂包括连接件，连接件下方设有轮毂版，轮毂版为圆台状，圆台的母线和底面夹角为10°-20°；叶片下端固定在所述轮毂版上，叶片的外侧边为锯齿形，导流圈焊接在多个叶片上端，端盖连接在所述连接件上；虽然该叶片外侧边的锯齿可以抑制涡流的产生，从而可以降低斜流风扇运转产生的噪声，但是涡流主要在导流圈的出口附近产生，叶片外侧边的锯齿不能有效地针对导流圈出口附近的涡流进行抑制，降噪效果有限。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种减阻降噪的离心风轮，其包括轮盖、多块叶片、轮盘，所述轮盘的内壁面设有轮盖减阻凹槽或/和轮盖减阻凸起，所述叶片设有多个叶片减阻凹槽或/和叶片减阻凸起，所述轮盖或/和所述轮盘的外缘设有多个沿周向间隔设置的降噪锯齿，该减阻降噪的离心风轮具有减小气流沿程阻力、提高效率、削弱涡流程度、降低噪声的优点。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种减阻降噪的离心风轮，包括轮盖、多块叶片及轮盘，所述轮盖与所述轮盘同轴设置，且所述轮盖与所述轮盘沿轴向间隔设置，多块所述叶片设置在所述轮盖与所述轮盘之间，所述叶片的顶端与所述轮盖连接，所述叶片的底端与所述轮盘连接，多块所述叶片沿周向间隔设置，所述轮盖设有通孔作为进风口，所述轮盖、所述轮盘以及相邻的两片所述叶片之间所围成的区域为出风口；

所述轮盖包括与所述叶片连接的内壁面，所述内壁面设有多个轮盖减阻凹槽或/和轮盖减阻凸起，所述叶片设有多个叶片减阻凹槽或/和叶片减阻凸起，所述轮盖或/和所述轮盘的外缘设有多个降噪锯齿，多个所述降噪锯齿沿周向间隔设置。

作为优选，所述轮盖的内壁面设有多组所述轮盖减阻凹槽或/和所述轮盖减阻凸起，每组所述轮盖减阻凹槽或/和所述轮盖减阻凸起均包括多个所述轮盖减阻凹槽或/和所述轮盖减阻凸起，每组的所述轮盖减阻凹槽或/和所述轮盖减阻凸起的中心连接形成轮盖减阻路径线，多条所述轮盖减阻路径线平行设置，通过这样设置，当气流经过所述轮盖内壁面时，产生的边界层是此处沿程阻力的来源，多组所述轮盖减阻凹槽或/和所述轮盖减阻凸起能有效地打乱原有边界层内气流的流动状态，改变边界层附近气流的压力分布，降低所述轮盖内壁面附近气流的流动速度，延缓湍流的形成，从而使得边界层内的黏性底层的速度场得到改变，从而减少了流道中的沿程阻力损失，提高效率，并且多条所述轮盖减阻路径线平行设置，使得所述轮盖减阻凹槽或/和所述轮盖减阻凸起产生的减少沿程阻力损失的效果均匀。

作为优选，第i条所述轮盖减阻路径线的起点、终点以及所述轮盖的中心连接形成的中心角为γ_i，i＝1、2、……、n，且n≥2，0°＜γ₁＝γ₂＝…＝γ_n＜360°；

第i条所述轮盖减阻路径线的起点、第i+1条所述轮盖减阻路径线的起点以及所述轮盖的中心连接形成的中心角为α_i，i＝1、2、……、n-1，第n条所述轮盖减阻路径线的起点、第1条所述轮盖减阻路径线的起点以及所述轮盖的中心连接形成的中心角为α_n，0°≤α₁＝α₂＝…＝α_n≤180°，且α_i＝360°/n；

第i条所述轮盖减阻路径线的终点、第i+1条所述轮盖减阻路径线的终点以及所述轮盖的中心连接形成的中心角为β_i，i＝1、2、……、n-1，第n条所述轮盖减阻路径线的终点、第1条所述轮盖减阻路径线的终点以及所述轮盖的中心连接形成的中心角为β_n，0°≤β₁＝β₂＝…＝β_n≤180°，且β_i＝360°/n；

第i条所述轮盖减阻路径线的起点与所述轮盖的中心之间的距离为起点半径R_qi，第i条所述轮盖减阻路径线的终点与所述轮盖的中心之间的距离为终点半径R_wi，所述进风口的半径为R₁，所述轮盖的半径为R₂，R₁＜R_qi≤R_wi＜R₂，通过这样设置，当设置的角度不同时，改变所述轮盖减阻凹槽或/和所述轮盖减阻凸起的分布方式。

作为优选，所述轮盖减阻路径线为样条曲线、弧线、直线的其中一种型线或多种型线的组合，通过这样设置，所述轮盖减阻路径线的型线不同，改变所述轮盖减阻凹槽或/和所述轮盖减阻凸起的分布方式以便适应不同尺寸和性能要求的离心风机和加工工艺要求。

作为优选，所述叶片设有多组所述叶片减阻凹槽或/和所述叶片减阻凸起，每组所述叶片减阻凹槽或/和所述叶片减阻凸起包括多个所述叶片减阻凹槽或/和所述叶片减阻凸起，每组的所述叶片减阻凹槽或/和叶片减阻凸起的中心连接形成叶片减阻路径线，所述叶片减阻路径线与气流流经所述叶片的流线平行设置，通过这样设置，同理，当气流流经所述叶片时，边界层是此处沿程阻力的来源，设有多组所述叶片减阻凹槽或/和所述叶片减阻凸起能有效地打乱原有边界层内气流的流动状态，改变边界层附近的气流压力分布，降低所述叶片附近气流的气流速度，延缓湍流的形成，从而使得边界层内的黏性底层的速度场得到改变，进一步减少了流道中的沿程阻力损失，从而进一步提高效率，并且所述叶片减阻路径线与气流流经所述叶片的流线平行，边界层内的气流沿着所述叶片减阻路径线连续流经多个所述叶片减阻凹槽或/和所述叶片减阻凸起，进一步提高所述叶片的减阻效果。

作为优选，所述轮盖减阻凹槽的深度及所述轮盖减阻凸起的高度均小于所述轮盖厚度的三分之一，所述叶片减阻凹槽的深度及所述叶片减阻凸起的高度均小于所述叶片厚度的三分之一，通过这样设置，在保证所述轮盖及所述叶片的结构强度足够及不影响所述离心风轮的出风量的前提下，保证所述轮盖及所述叶片减阻的效果；若所述轮盖减阻凹槽的深度大于所述轮盖厚度的三分之一或所述叶片减阻凹槽的深度大于所述叶片厚度的三分之一，则设有所述轮盖或所述叶片设有凹槽处的地方较薄，在气流压力、旋转离心力和其它作用力的作用下容易使得所述轮盖或所述叶片产生裂痕，降低所述轮盖或所述叶片的结构强度；若所述轮盖减阻凸起的高度大于所述轮盖厚度的三分之一或所述叶片减阻凸起的高度大于所述叶片厚度的三分之一，当凸起的高度高于边界层的厚度时，则凸起会阻挡边界层外的气流，从而减小所述离心风轮的效率和其他性能。

作为优选，多个所述降噪锯齿设置在所述轮盖的外缘，多个所述降噪锯齿沿周向间隔设置，且所述降噪锯齿沿周向等周期设置，在一个周期内的所述降噪锯齿的起点、终点以及所述轮盖的中心形成的中心角为周期角θ，所述叶片的数量为Z，θ＝360°/Z，通过这样设置，所述降噪锯齿可将涡流进行切割，加速叶轮轮盖出口附近涡流的衰减，减小湍流的强度和压力脉动幅值，从而降低噪声，并且由于所述离心风轮的涡流主要在所述轮盖的出口附近产生，所述降噪锯齿设置在所述轮盖的外缘，能有针对性的削弱所述轮盖出口附近产生的涡流，有效地降低噪声，根据所述叶片的设置数量所产生的流场分布，周期角θ＝360°/Z，能进一步提高降噪的效果。

作为优选，每个周期内设有多个所述降噪锯齿，在一个周期内，多个所述降噪锯齿的高度先递增再递减，通过这样设置，所述降噪锯齿的高度呈渐变的形式设置，保证所述离心风轮的效率的同时，又保证了所述降噪锯齿的降噪效果。

作为优选，在一个周期内，所述降噪锯齿以周期角θ的角平分线对称设置，通过这样设置，即所述降噪锯齿的最高点位于一个周期的中间，进一步提高降噪效果。

作为优选，在一个周期内，所述降噪锯齿的最高高度为H_max，所述降噪锯齿的最低高度为H_min，所述轮盖的出风口半径为R₂，0.01R₂≤H_min＜H_max≤0.06R₂，通过这样设置，使得所述轮盖的外缘流道均设有所述降噪锯齿，既保证离心风轮的效率，又保证降噪效果；若H_min＜0.01R₂，则该降噪锯齿切削涡流的效果不明显，降噪效果不明显；若H_max>0.06·R₂，该降噪锯齿虽然能很好地切削涡流，达到降噪的效果，但是使得所述轮盖的尺寸增大，所需的安装空间增大，性能可能会偏离设计需求。

相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：

1.气流流经所述轮盖或所述叶片表面时，由于气体具有黏性而产生的边界层是气流沿程阻力的来源，所述轮盖设有所述轮盖减阻凹槽或/和所述轮盖减阻凸起，所述叶片设有所述叶片减阻凹槽或/和所述叶片减阻凸起，能打乱原有边界层内气流的流动状态，改变边界层附近的气流压力分布，降低所述轮盖及所述叶片表面附近的流动速度，从而使得边界层内的黏性底层的速度场得到改变，减少流道中的沿程阻力损失，提高效率。

2.所述离心风轮在出风口处产生的涡流是噪声的主要来源，所述降噪锯齿将所述离心风轮出口处的涡流进行切割，加速涡流的衰减，减小湍流的强度和压力脉动幅值，从而有效地降低噪声。

3.轮盖减阻凹点、叶片减阻凹点以及轮盖锯齿这三种技术发明成果可以单个应用，可以两个或三个同时组合应用。

附图说明

图1是本发明实施例离心风轮的俯视图；

图2是本发明实施例在图1中E部的局部放大示意图；

图3是本发明实施例在图1中A-A的剖面示意图；

图4是本发明实施例在图3中F部的局部放大示意图；

图5是本发明实施例轮盖的仰视示意图；

图6是本发明实施例在图5中部分结构的示意图；

图7是本发明实施例叶片的示意图；

图8是本发明实施例叶片减阻路径线所在的平面与离心风轮轴线的法面形成的夹角δ_i示意图；

图9是本发明实施例减阻凹槽截面为半圆形及其局部放大的示意图；

图10是本发明实施例减阻凹槽截面为三角形及其局部放大的示意图；

图11是本发明实施例减阻凹槽截面为波浪形及其局部放大的示意图；

图12是本发明实施例减阻凹槽截面为矩形及其局部放大的示意图；

图13是本发明实施例减阻凸起截面为半圆形及其局部放大的示意图；

图14是本发明实施例减阻凸起截面为三角形及其局部放大的示意图；

图15是本发明实施例减阻凸起截面为波浪形及其局部放大的示意图；

图16是本发明实施例减阻凸起截面为矩形的示意图。

其中，各附图标记所指代的技术特征如下：

1—轮盖，2—轮盘，3—叶片，4—降噪锯齿，5—进风口，6—出风口，7—轮盖减阻凹槽，8—叶片减阻凹槽，11—内壁面，12—外壁面，31—吸力面，32—压力面，33—前缘，34—后缘，35—相贯线，41—内侧面，42—外侧面，71—轮盖减阻路径线，81—叶片减阻路径线。

具体实施方式

为了将本发明的目的、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。

参考图1-16，本实施例公开了一种减阻降噪的离心风轮，包括轮盖1、多块叶片3及轮盘2，轮盖1与轮盘2同轴设置，且轮盖1与轮盘2沿轴向间隔设置，多块叶片3设置在轮盖1与轮盘2之间，叶片3的顶端与轮盖1连接，叶片3的底端与轮盘2连接，叶片3沿周向间隔设置，具体的，轮盖1、叶片3及轮盘2一体成型，提高离心风轮的强度，轮盖1设有通孔作为进风口5，轮盖1、轮盘2以及相邻的两片叶片3之间所围成的区域为出风口6，气流从进风口5进入离心风轮内，在叶片3对气流的做功下，气流从出风口6流出；

轮盖1包括与叶片3连接的内壁面11，内壁面11设有多个轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起，叶片3设有多个叶片减阻凹槽8或/和叶片减阻凸起，轮盖1或/和轮盘2的外缘设有多个沿径向延伸的降噪锯齿4，多个降噪锯齿4沿周向间隔设置。

气流流经轮盖1或叶片3时，产生的边界层是气流沿程阻力的来源，轮盖1设有轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起，叶片3设有叶片减阻凹槽8或/和叶片减阻凸起，能打乱原有边界层内气流的流动状态，改变边界层附近的气流压力分布，降低轮盖1及叶片3附近的流动速度，从而使得边界层内的黏性底层的速度场得到改变，减少流道中的沿程阻力损失，提高效率；离心风轮在出风口6处产生的涡流是气动噪声的主要来源，降噪锯齿4将离心风轮出口处的涡流进行切割，加速涡流的衰减，减小湍流的强度和压力脉动幅值，从而有效地降低噪声。

轮盖1的内壁面11设有多组轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起，每组轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起均包括多个轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起，每组的轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起的中心连接形成轮盖减阻路径线71，多条轮盖减阻路径线71平行设置，本实施例中，轮盖1的内壁面11设有多组轮盖减阻凹槽7，每组轮盖减阻凹槽7均包括多个轮盖减阻凹槽7，每组的轮盖减阻凹槽7的中心连接形成轮盖减阻路径线7，经试验测试，轮盖减阻凹槽7的减阻效果比轮盖减阻凸起的减阻效果好，当气流经过轮盖1内壁面11时，产生的边界层是此处沿程阻力的来源，多组轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起能有效打乱原有边界层内气流的流动状态，改变边界层附近气流的压力分布，降低轮盖1内壁面11附近气流的流动速度，延缓湍流的形成，从而使得边界层内的黏性底层的速度场得到改变，从而减少了流道中的沿程阻力损失，提高效率，并且多条轮盖减阻路径线71平行设置，使得轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起产生的减少沿程阻力损失的效果均匀。

第i条轮盖减阻路径线71的起点、终点以及轮盖1的中心连接形成的中心角为γ_i，i＝1、2、……、n，且n≥2，0°＜γ₁＝γ₂＝…＝γ_n＜360°；

第i条轮盖减阻路径线71的起点、第i+1条轮盖减阻路径线71的起点以及轮盖1的中心连接形成的中心角为α_i，i＝1、2、……、n-1，第n条轮盖减阻路径线71的起点、第1条轮盖减阻路径线71的起点以及轮盖1的中心连接形成的中心角为α_n，0°＜α₁＝α₂＝…＝α_n＜180°；

第i条轮盖减阻路径线71的终点、第i+1条轮盖减阻路径线71的终点以及轮盖1的中心连接形成的中心角为β_i，i＝1、2、……、n-1，第n条轮盖减阻路径线71的终点、第1条轮盖减阻路径线71的终点以及轮盖1的中心连接形成的中心角为β_n，0°＜β₁＝β₂＝…＝β_n＜180°；

第i条轮盖减阻路径线71的起点与轮盖1的中心之间的距离为起点半径R_qi，第i条轮盖减阻路径线71的终点与轮盖1的中心之间的距离为终点半径R_wi，进风口5的半径为R₁，轮盖1的出风口半径为R₂，R₁＜R_qi≤R_wi＜R₂，当设置的角度不同时，改变轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起的分布方式以便适应不同尺寸和性能要求的离心风机和加工工艺要求。

在一实施例中，多组轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起沿周向等角度间隔设置，每组的轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起沿轮盖减阻路径线71的方向等间距间隔设置，γ₁＝γ₂＝…＝γ_n＝30°，α₁＝α₂＝…＝α_n＝10°，β₁＝β₂＝…＝β_n＝10°，R₁＜R_qi＜R_wi＜R₂，这样使得轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起分布密集，减阻效果好。

在一实施例中，多组轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起沿轴向等间距间隔设置，即每条轮盖减阻路径线71均为与轮盖1同心的弧线，每组的轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起沿轮盖减阻路径线71的方向等间距间隔设置，γ₁＝γ₂＝…＝γ_n＝350°，α₁＝α₂＝…＝α_n＝0°，β₁＝β₂＝…＝β_n＝0°，R₁≤R_qi＝R_wi≤R₂，即每组的轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起之间围成一个圆，生产工艺简单，减阻效果好。

轮盖减阻路径线71为样条曲线、弧线、直线的其中一种型线或多种型线的组合，轮盖减阻路径线71的型线不同，改变轮盖减阻凹槽7或/和轮盖减阻凸起的分布方式，叶片3包括对气流做功的压力面32以及对气流不做功的吸力面31，叶片3的压力面32与吸力面31相对设置，通常的，叶片3的压力面32与轮盖1的内壁面11以及叶片3的吸力面31与轮盖1的内壁面11之间形成相互平行的相贯线35，优选的，叶片3的压力面32与轮盖1的内壁面11或叶片3的吸力面31与轮盖1的内壁面11之间形成的相贯线35平行于轮盖减阻路径线71，在所述叶片3的压力面32的作用下，气流在轮盖1内壁面11的流线与相贯线35平行，当轮盖减阻路径线71平行于相贯线35时，气流沿着轮盖减阻路径线71连续经过轮盖减阻凹槽7或轮盖减阻凸起，能够进一步提高轮盖1的减阻效果。

叶片3设有多组叶片减阻凹槽8或/和叶片减阻凸起，每组叶片减阻凹槽8或/和叶片减阻凸起包括多个叶片减阻凹槽8或/和叶片减阻凸起，每组的叶片减阻凹槽8或/和叶片减阻凸起的中心连接形成叶片减阻路径线81，叶片减阻路径线81与气流流经叶片3的流线平行设置，本实施例中，叶片3设有多组叶片减阻凹槽8，每组叶片减阻凹槽8均包括多个叶片减阻凹槽8，每组的叶片减阻凹槽8的中心线连接形成叶片减阻路径线81，同理，叶片减阻凹槽8的减阻效果比叶片减阻凸起的减阻效果好，当气流流经叶片3时，产生的边界层是此处沿程阻力的来源，设有多组叶片减阻凹槽8或/和叶片减阻凸起能有效地打乱原有边界层内气流的流动状态，改变边界层附近的气流压力分布，降低叶片3附近气流的气流速度，延缓湍流的行程，从而使得边界层内的黏性底层的速度场得到改变，进一步减少了流道中的沿程阻力损失，进一步提高效率，并且叶片减阻路径线81与气流流经叶片3的流线平行，边界层内的气流沿着叶片减阻路径线81连续流经多个叶片减阻凹槽8或/和叶片减阻凸起，进一步提高叶片3的减阻效果。

第i条叶片减阻路径线81所在的平面与离心风轮轴线的法面形成的夹角δ_i，夹角δ_i与叶片3的压力面32或吸力面31决定了叶片减阻路径线81，i＝1、2、……、n，n≥2，0°≤δ_i＜90°，当0°＝δ₁＝δ₂＝δ₃……＝δ_n，使得叶片减阻路径线81所在的平面相互平行，进一步提高减阻效果。

叶片3包括前缘33及后缘34，气流从叶片3的前缘33流入，再从叶片3的后缘34流出，相邻的两条叶片减阻路径线81之间的距离为D，后缘34的长度为L，叶片减阻凹槽8或/和叶片减阻凸起的组数为X，0＜D＜L/X。

轮盖减阻凹槽7的深度及轮盖减阻凸起的高度均小于轮盖1厚度的三分之一，叶片减阻凹槽8的深度及叶片减阻凸起的高度均小于叶片3厚度的三分之一，在保证轮盖1及叶片3的结构强度足够及不影响离心风轮的出风量的前提下，保证轮盖1及叶片3减阻的效果；若轮盖减阻凹槽7的深度大于轮盖1厚度的三分之一或叶片减阻凹槽8的深度大于叶片3厚度的三分之一，则设有轮盖1或叶片3设有凹槽处的地方较薄，在气流压力和旋转离心力等外力的作用下容易使得轮盖1或叶片3产生裂纹或断裂，使轮盖1或叶片3运行中变形量增大等不稳定因素加剧；若轮盖减阻凸起的高度大于轮盖1厚度的三分之一或叶片减阻凸起的高度大于叶片3厚度的三分之一，当凸起的高度高于边界层的厚度时，则凸起会阻挡边界层外的气流，从而增大叶轮运行中的流动损失。

轮盖减阻凹槽7或叶片减阻凹槽8的形状为半圆形、三角形、波浪形、矩形或梯形的其中一种，轮盖减阻凸起或叶片减阻凸起的形状为半圆形、三角形、波浪形、矩形或梯形的其中一种，轮盖减阻凹槽7的深度或轮盖减阻凸起的高度或叶片减阻凹槽8的深度或叶片减阻凸起的高度为B，轮盖减阻凹槽7或轮盖减阻凸起沿轮盖减阻路径线71的长度或叶片减阻凹槽8或叶片减阻凸起沿叶片减阻路径线81的长度为K，相邻的两个轮盖减阻凹槽7或相邻的两个轮盖减阻凸起或相邻的轮盖减阻凹槽7与轮盖减阻凸起之间沿轮盖减阻路径线71的距离或相邻的两个叶片减阻凹槽8或相邻的两个叶片减阻凸起或相邻的叶片减阻凹槽8与叶片减阻凸起之间沿叶片减阻路径线81的距离为C，作为优选方案，一般地，0＜B＜0.8mm，0＜K＜0.8mm，C≥K。

多个降噪锯齿4设置在轮盖1的外缘，多个降噪锯齿4沿周向间隔设置，且降噪锯齿4沿周向等周期设置，在一个周期内的降噪锯齿4的起点、终点以及轮盖1的中心形成的中心角为周期角θ，叶片3的数量为Z，θ＝360°/Z，降噪锯齿4可将涡流进行切割，加速涡流的衰减，减小湍流的强度和压力脉动幅值，从而降低噪声，并且由于离心风轮的涡流主要在轮盖1的出口附近产生，降噪锯齿4设置在轮盖1的外缘，能有针对性的削弱轮盖1出口附近产生的涡流，有效降低噪声，根据叶片3的设置数量所产生的流场分布，周期角θ＝360°/Z，能进一步提高降噪的效果。

每个周期内设有多个降噪锯齿4，在一个周期内，多个降噪锯齿4的高度先递增再递减，降噪锯齿4的高度呈渐变的形式设置，保证离心风轮的效率的同时，又保证了降噪锯齿4的降噪效果。

在一个周期内，降噪锯齿4以周期角θ的角平分线对称设置，即降噪锯齿4的最高点位于一个周期的中间，进一步提高降噪效果。

在一个周期内，降噪锯齿4的最高高度为H_max，降噪锯齿4的最低高度为H_min，轮盖1的半径为R₂，0.01·R₂≤H_min＜H_max≤0.06·R₂，使得轮盖1的外缘流道均设有降噪锯齿4，既保证离心风轮的效率，又保证降噪效果；若H_min＜0.01·R₂，则该降噪锯齿4切削涡流的效果不明显，降噪效果不明显；若H_max＞0.06·R₂，该降噪锯齿4虽然能很好地切削涡流，达到降噪的效果，但是使得轮盖1的尺寸增大，所需的安装空间增大，性能可能会偏离设计需求。

降噪锯齿4的形状可以为三角形、矩形、圆形或样条曲线的其中一种或多种组合，本实施例，降噪锯齿4的形状为样条曲线。

本实施例中，降噪锯齿4等锯齿设置，即第i个降噪锯齿4的起点、终点与轮盖1的中心连线形成锯齿角ε_i，i＝1、2、……、n，n≥2，则ε₁＝ε₂＝…＝ε_n＝θ/n，降噪效果好。

本实施例中，离心风轮的出风口6呈扩压设置，扩口设置的意思是沿着气流的流动方向，轮盖1与轮盘2之间的间距逐渐增大，使得轮盖1、轮盘2以及相邻的两块叶片3之间所围成的区域的面积增大，达到扩压效果。

在一实施例中，轮盖1还包括外壁面12，外壁面12与内壁面11相对设置，降噪锯齿4包括外侧面42以及内侧面41，沿着气流的流动方向，降噪锯齿4的内侧面41与轮盖1的内壁面11及降噪锯齿4的外侧面42与轮盖1的外壁面12之间形成钝角，能够更好的切割涡流；在一实施例中，降噪锯齿4的外壁面12与轮盖1的内壁面11相切，在满足降噪的前提下，达到更好的扩压效果。

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。

Claims (10)

1.一种减阻降噪的离心风轮，包括轮盖(1)、叶片(3)及轮盘(2)，所述轮盖(1)与所述轮盘(2)同轴设置，且所述轮盖(1)与所述轮盘(2)沿轴向间隔设置，多块所述叶片(3)设置在所述轮盖(1)与所述轮盘(2)之间，所述叶片(3)的顶端与所述轮盖(1)连接，所述叶片(3)的底端与所述轮盘(2)连接，多块所述叶片(3)沿周向间隔设置，所述轮盖(1)设有通孔作为进风口(5)，所述轮盖(1)、所述轮盘(2)以及相邻的两片所述叶片(3)之间所围成的区域为出风口(6)；

其特征在于，所述轮盖(1)包括与所述叶片(3)连接的内壁面(11)，所述内壁面(11)设有多个轮盖减阻凹槽(7)或/和轮盖减阻凸起，所述叶片(3)设有多个叶片减阻凹槽(8)或/和叶片减阻凸起，所述轮盖(1)或/和所述轮盘(2)的外缘设有多个降噪锯齿(4)，多个所述降噪锯齿(4)沿周向间隔设置。

2.根据权利要求1所述的离心风轮，其特征在于，所述轮盖(1)的内壁面(11)设有多组所述轮盖减阻凹槽(7)或/和所述轮盖减阻凸起，每组所述轮盖减阻凹槽(7)或/和所述轮盖减阻凸起均包括多个所述轮盖减阻凹槽(7)或/和所述轮盖减阻凸起，每组的所述轮盖减阻凹槽(7)或/和所述轮盖减阻凸起的中心连接形成轮盖减阻路径线(71)，多条所述轮盖减阻路径线(71)平行设置。

3.根据权利要求2所述的离心风轮，其特征在于，第i条所述轮盖减阻路径线(71)的起点、终点以及所述轮盖(1)的中心连接形成的中心角为γ_i，i＝1、2、……、n，且n≥2，0°<γ₁＝γ₂＝…＝γ_n<360°；

第i条所述轮盖减阻路径线(71)的起点、第i+1条所述轮盖减阻路径线(71)的起点以及所述轮盖(1)的中心连接形成的中心角为α_i，i＝1、2、……、n-1，第n条所述轮盖减阻路径线(71)的起点、第1条所述轮盖减阻路径线(71)的起点以及所述轮盖(1)的中心连接形成的中心角为α_n，0°<α₁＝α₂＝…＝α_n<180°，且α_i＝360°/n；

第i条所述轮盖减阻路径线(71)的起点、第i+1条所述轮盖减阻路径线(71)的终点以及所述轮盖(1)的中心连接形成的中心角为β_i，i＝1、2、……、n-1，第n条所述轮盖减阻路径线(71)的终点、第1条所述轮盖减阻路径线(71)的终点以及所述轮盖(1)的中心连接形成的中心角为β_n，0°<β₁＝β₂＝…＝β_n<180°，且β_i＝360°/n；

第i条所述轮盖减阻路径线(71)的起点与所述轮盖(1)的中心之间的距离为起点半径R_qi，第i条所述轮盖减阻路径线(71)的终点与所述轮盖(1)的中心之间的距离为终点半径R_wi，所述进风口(5)的半径为R₁，所述轮盖(1)的出风口半径为R₂，R₁<R_qi≤R_wi<R₂。

4.根据权利要求2所述的离心风轮，其特征在于，所述轮盖减阻路径线(71)为样条曲线、弧线、直线的其中一种型线或多种型线的组合。

5.根据权利要求1-4任一项所述的离心风轮，其特征在于，所述叶片(3)设有多组所述叶片减阻凹槽(8)或/和所述叶片减阻凸起，每组所述叶片减阻凹槽(8)或/和所述叶片减阻凸起包括多个所述叶片减阻凹槽(8)或/和所述叶片减阻凸起，每组的所述叶片减阻凹槽(8)或/和叶片减阻凸起的中心连接形成叶片减阻路径线(81)，所述叶片减阻路径线(81)与气流流经所述叶片(3)的流线平行设置。

6.根据权利要求5所述的离心风轮，其特征在于，所述轮盖减阻凹槽(7)的深度及所述轮盖减阻凸起的高度均小于所述轮盖(1)厚度的三分之一，所述叶片减阻凹槽(8)的深度及所述叶片减阻凸起的高度均小于所述叶片(3)厚度的三分之一。

7.根据权利要求1-4任一项所述的离心风轮，其特征在于，多个所述降噪锯齿(4)设置在所述轮盖(1)的外缘，多个所述降噪锯齿(4)沿周向间隔设置，且所述降噪锯齿(4)沿周向等周期设置，在一个周期内的所述降噪锯齿(4)的起点、终点以及所述轮盖(1)的中心形成的中心角为周期角θ，所述叶片(3)的数量为Z，θ＝360°/Z。

8.根据权利要求7所述的离心风轮，其特征在于，每个周期内设有多个所述降噪锯齿(4)，在一个周期内，多个所述降噪锯齿(4)的高度先递增再递减。

9.根据权利要求8所述的离心风轮，其特征在于，在一个周期内，所述降噪锯齿(4)以周期角θ的角平分线对称设置。

10.根据权利要求8所述的离心风轮，其特征在于，在一个周期内，所述降噪锯齿(4)的最高高度为H_max，所述降噪锯齿(4)的最低高度为H_min，所述轮盖(1)的半径为R₂，0.01·R₂≤H_min<H_max≤0.06·R₂。

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