CN102032211B - 吸油烟机用双锥形叶轮 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种吸油烟机用双锥形叶轮，包括由叶轮前围圈、叶轮中盘、叶轮后围圈，以及叶片共同构成，所述叶片竖直地安装在叶轮前围圈和叶轮中盘之间以及叶轮后围圈和叶轮中盘之间，所述叶轮前围圈和叶轮后围圈的直径均大于叶轮中盘的直径。本发明叶轮在提高风机的风量的同时还能有效降低噪音。

Description

吸油烟机用双锥形叶轮
技术领域
本发明属于机械制造领域，特别涉及一种吸油烟机用双锥形叶轮。
背景技术
目前吸油烟机已成为家庭必不可少的厨房电器，其主要由箱体和内部的多翼离心风机组成。多翼离心风机为风机核心部件，由叶轮和蜗壳组成。叶轮起到能量转换的作用，性能好坏直接影响吸油烟机的性能。现有叶轮多为“鼠笼”型，其叶片数多，形状为单弧形，底部形成直角，风量和吸力有限。
实践发现，当气流进入多翼离心风机叶轮内部后，需要一段距离实现由轴向到径向的转换。从叶轮前盘到叶轮中盘开始，随着叶高的减少，气流径向速度逐渐增加，轴向速度逐渐减小，如此，导致气流进口气角增大，冲角减小。因此，一般的多翼离心风机直叶片，靠近叶轮前盘的叶片流道内有气流分离，如此，其流场分布遭到破坏，吸油烟机的风量降低，并且由叶片气流分离产生的噪音也是吸油烟机噪声的重要组成部分，因此，如何提高风量，降低噪音成为本领域内技术人员急需解决的技术问题。
为解决上述技术问题，刘路等人对多翼离心风机叶片进行A、B方案的多种组合研究，其将原来叶片前缘切削为斜边，以增大进风口尺寸，提高向中后盘的送风量。模拟结果表明，该结构确实能够提高风机的风量。但随着风量的增加，噪声也随之增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种吸油烟机用双锥形叶轮，该叶轮在提高吸油烟机风量和风压的同时还能有效降低噪音。
为实现上述目的，本发明提供了一种吸油烟机用双锥形叶轮，包括由叶轮前围圈、叶轮中盘、叶轮后围圈，以及叶片共同构成，所述叶片竖直地安装在叶轮前围圈和叶轮中盘之间以及叶轮后围圈和叶轮中盘之间，所述叶轮前围圈和叶轮后围圈的直径均大于叶轮中盘的直径。
作为本发明的优选实施例，所述叶轮前围圈和叶轮后围圈的直径相等；
作为本发明的优选实施例，所述叶片与叶轮前围圈或叶轮后围圈接触的部位为第一端，与第一端相对的为第二端，所述第一端和第二端为弧形，而第一端和第二端的两侧通过直线连接，且弧形的长度自第二端向第一端成线性减小；
作为本发明的优选实施例，所述叶片的入口安装角与气流的入口角相等，叶片的出口安装角与气流的出口安装角相等；
作为本发明的优选实施例，所述叶片的入口安装角为50～90度；
作为本发明的优选实施例，所述叶片在靠近叶轮中盘的位置的入口安装角与靠近叶轮前围圈或叶轮后围圈位置的入口安装角相等；
作为本发明的优选实施例，所述叶片的出口安装角为150～180度；
作为本发明的优选实施例，所述叶片在靠近叶轮中盘的位置的出口安装角与靠近叶轮前围圈或叶轮后围圈位置的出口安装角相等；
作为本发明的优选实施例，所述叶轮中盘的法线与叶片的外圆直线之间的夹角δ为5～20度；
作为本发明的优选实施例，所述叶轮中盘的法线与叶片的内圆直线之间的夹角γ为80～90度。
本发明吸油烟机用双锥形叶轮至少具有以下优点：本发明叶轮采用双锥形的叶轮，充分利用了叶轮内径向气流，防止叶轮流道内流动分离，减少能量损失，减少叶轮与蜗舌间的气流的冲击，改善叶轮内部的流场结构，提高吸油烟机机风量，降低噪音。
附图说明
图1是本发明吸油烟机用双锥形叶轮的整体结构示意图；
图2是图1的正视图；
图3是图1的俯视图；
图4是叶片的立体结构示意图；
图5是叶片的部分立体结构示意图；
图6是叶片的结构参数示意图；
图7是图4的侧图；
图8是变弧长的叶片与风量的关系原理图；
图9是锥形叶片的减噪原理图。
具体实施方式
下面结合附图，针对本发明吸油烟机用双锥形叶轮的具体结构作详细描述：
请参阅图1所示，本发明吸油烟机用双锥形叶轮由叶轮前围圈1、叶轮中盘2、叶轮后围圈3，以及叶片4共同构成。
所述叶轮前围圈1、叶轮中盘2，以及叶轮后围圈3的所在平面彼此平行设置，所述叶片4分别安装在叶轮前围圈1和叶轮中盘2之间以及叶轮中盘2和叶轮后围圈3之间。轴套5通过铆钉6固定在叶轮中盘2的圆心部位，以便与电机配合带动叶轮运转。
请结合图2所示，为了保证叶轮入口流量满足吸油烟机的要求，所述叶轮前围圈1和叶轮后围圈3的内、外圆直径比所述叶轮中盘2的内外圆直径稍大。如此，使得单侧的叶轮在整体上形成锥形凸台结构，而锥形的倾斜角由叶轮中盘2所在面的垂线与叶片4的纵向轴线形成。当该叶轮装入蜗壳并在经离蜗舌的运转过程中，形成渐入渐离的斜向相交方式，减少了叶片4在离开蜗舌时的负压以及由此产生的气体紊流和脱流现象，故，起到降低噪声的作用。
下面，请特别参阅图3及图4所示，所述叶片4在叶轮中盘2处的弧长最大，而在叶轮前围圈1或叶轮后围圈3处的弧长最小，且叶片4的弧长从叶轮中盘2到叶轮前围圈1或叶轮后围圈3呈线性减小，两条弧线通过直线连接，形成整个叶片，其中，朝向锥形结构内部的直线为内圆直线，另一条朝向锥形外部的直线为外圆直线。该结构不但能够保证叶轮4入口的流量，而且由于叶片4在叶轮中盘2处的弧长较大，因此，使得在叶轮中盘2位置以径向流动为主的气流得到充分利用，故此，提高了吸油烟机吸取量，增加了排风量。
请继续参阅图4所示，本发明叶片采用铁质或铝质的金属薄片制作，或采用塑料注塑成型制作，呈扭转状结构，也就是说，叶片4的弧线长度随着叶片的高度H呈线性减小。
下面，请特别参阅图5及图6所示，对叶片的扭转结构作进一步详细描述：首先，下文所述的入口安装角指：叶片前缘点O1的切线L与该点叶轮圆周切线M之间的夹角，如图中β1所示；出口安装角指：叶片后缘点O2的圆弧切线N与该点叶轮圆周切线P之间的夹角，如图中β2所示。
在本发明中，所述叶片在不同叶高处，其入口安装角和出口安装角线性减小，其中，所述叶片靠近叶轮中盘2的入口安装角βa1的范围为50～90度；所述叶片靠近叶轮中盘2的出口安装角βa2的范围为150～180度；所述叶轮靠近叶轮前围圈1或叶轮后围圈的入口安装角βb1的范围为50～90度；所述叶轮靠近叶轮前围圈1或叶轮后围圈的出口安装角βb2的范围为150～180度。
请继续参阅圈7所示，所示叶片呈斜梯型，其中，叶轮中盘的法线与叶片的外圆直线之间的夹角δ为5～20度，其用来衡量锥形叶轮的倾斜程度，减少与蜗舌作用时产生的噪音，根据具体吸油烟机确定；叶轮中盘的法线与叶片的内圆直线之间的夹角γ为80～90度，用来表征获取径向气流的叶片面积的大小，与该面积呈负相关。
本发明叶轮具有如下有益效果：
1.本发明具有锥形的结构，可以增大风量和风压，提高油烟净化率。
前围圈(1)与叶轮中盘(2)以及后围圈(3)与叶轮中盘(2)形成的锥形结构类似于漩涡形状。基于漩涡动力学理论，叶轮旋转作为诱导漩涡形成的动力源，由于在前围圈(1)到叶轮中盘(2)以及后围圈(3)到叶轮中盘(2)的空间内形成的三维漩涡体结构，沿前围圈(1)到叶轮中盘(2)以及沿后围圈(3)到叶轮中盘(2)，轴向横截面积逐渐减小，轴向速度有所增大。这样，在叶轮中盘(2)处形成的压力较小，而在叶轮前围圈(1)和后围圈(3)处的进口截面上较大的压力可以将更多的烟气被压入(挤入)到旋转叶轮中，使得吸油烟机风量增大，吸力增强。另外，更多的进入旋转叶轮的油烟，由于叶轮旋转离心力的作用，更多的油烟中携夹的微小油滴被分离出来，经由导油槽进入集油壶，有效提高吸油烟机的油烟净化率。
2.叶片弧长的变化，可以进一步提高风量。
气流进入叶轮后，存在由轴向到径向的转化过程，叶轮的做功主要依靠径向气流，径向气流主要分布在叶轮中盘附近，因此，为了充分利用这部分气流，将该处的叶片弧长增加，使叶片与气流的作用面积增加，提高风机的做功能力，靠近叶轮前盘的弧长较小，有助于使叶轮的进口面积增大，允许更多气流进入，使风机的风量得到提高。
3.调节叶片的安装角和气流入口角沿叶片高度的变化。
为了适应气流的变化，本发明沿叶片高度对叶片进口安装角及出口安装角进行调节，适应进口气流角的变化，避免了某些区域形成流动死角而引起的气流分离，因此，气流脉动减小，噪音降低，并使消耗在噪声的能量减少，提高风机效率。
4.叶片外侧的斜面结构还可以降低噪音。
叶片外侧边与蜗舌形成一定倾斜角，运行时叶片外侧边会以“斜进斜出”的方式通过蜗舌，减小了叶片经过蜗舌时引起的气流对蜗舌的冲击，如此，有效降低了由脉动不均匀气流冲击及紊流所造成的噪音。
以上所述仅为本发明的几种实施方式，不是全部的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种吸油烟机用双锥形叶轮，其特征在于：由叶轮前围圈(1)、叶轮中盘(2)、叶轮后围圈(3)，以及叶片(4)共同构成，所述叶片(4)竖直地安装在叶轮前围圈(1)和叶轮中盘(2)之间以及叶轮后围圈(3)和叶轮中盘(2)之间，所述叶轮前围圈(1)和叶轮后围圈(3)的直径均大于叶轮中盘(2)的直径。
2.如权利要求1所述的吸油烟机用双锥形叶轮，其特征在于：所述叶轮前围圈(1)和叶轮后围圈(3)的直径相等。
3.如权利要求1所述的吸油烟机用双锥形叶轮，其特征在于：所述叶片(4)与叶轮前围圈(1)或叶轮后围圈(3)接触的部位为第一端，与第一端相对的为第二端，所述第一端和第二端为弧形，而第一端的两侧和第二端的两侧通过直线连接，且弧形的长度自第二端向第一端成线性减小。
4.如权利要求3所述的吸油烟机用双锥形叶轮，其特征在于：所述叶片的入口安装角与气流的入口角相等，叶片的出口安装角与气流的出口角相等。
5.如权利要求1或4所述的吸油烟机用双锥形叶轮，其特征在于：所述叶片的入口安装角为50～90度。
6.如权利要求5所述的吸油烟机用双锥形叶轮，其特征在于：所述叶片在靠近叶轮中盘的位置的入口安装角与靠近叶轮前围圈或叶轮后围圈位置的入口安装角相等。
7.如权利要求5所述的吸油烟机用双锥形叶轮，其特征在于：所述叶片的出口安装角为150～180度。
8.如权利要求7所述的吸油烟机用双锥形叶轮，其特征在于：所述叶片在靠近叶轮中盘的位置的出口安装角与靠近叶轮前围圈或叶轮后围圈位置的出口安装角相等。
9.如权利要求1所述的吸油烟机用双锥形叶轮，其特征在于：所述叶轮中盘的法线与叶片的外圆直线之间的夹角δ为5～20度，所述叶片的外圆直线为叶片朝向锥形结构外部的直线。
10.如权利要求1所述的吸油烟机用双锥形叶轮，其特征在于：所述叶轮中盘的法线与叶片的内圆直线之间的夹角γ为80～90度，所述叶片的内圆直线为叶片朝向锥形结构内部的直线。
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