CN102155434A - 多风道内吸式轴流涡轮风机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种体积小、排风量大且自身体积不会随排风量的提升而增大的免蜗壳、多风道、超低噪声的轴流涡轮增压风机的制造方法。该多风道内吸式轴流涡轮风机的最大结构设计特点在于：充分利用涡轮的内部空间，设置两层以上的风叶圈，各层风叶圈均采用一种其横截面为大致直角状的角状风叶以倾斜状态作环形排列而成，并以内吸方式将气体从涡轮外侧及底部吸入后垂直排出，风叶数量及有效面积增加50％以上；在用于风机顶置型吸油烟机的场合，该风机的显著优点主要体现在下述诸点：不使用蜗壳，体积小风量大，不会产生蜗壳腔体共呜振动噪声；无须在风机侧面与外罩之间设置很大的侧向进风空间，吸油烟机上罩的宽度和深度的尺寸相当小；保持高度垂直的轴流吸排风方式，风阻小，通风效率高；重量轻、用材省。

Description

多风道内吸式轴流涡轮风机

技术领域

本发明涉及一种通风用无蜗壳轴流涡轮增压风机，尤其涉及一种特别适用于风机顶置型吸油烟机的多风道内吸式轴流涡轮风机，属机电领域。

背景技术

目前市售的作为最流行、最高档、最高效的风机顶置型吸油烟机，其动力系统的最主要部件——风机，均采用一种带蜗壳(亦称风箱)的涡轮风机，通过机内涡轮(亦称叶轮)的高速旋转，使气流在蜗壳内按涡轮旋转方向旋转，并在离心力的作用下从蜗壳上方的出风口排出，机外的空气则从蜗壳轴向侧面的与涡轮等直径的圆形开口处吸入，从而完成吸、排油烟的工作。但是，该类吸油烟机，由于所使用的涡轮风机，因蜗壳这一犹如乐器共鸣腔的腔体部件的存在，除了运转时会产生其与生俱来的令人烦恼的共鸣振动噪声之外，均存在着顶置风机连同上罩部分的体积相当庞大的严重缺陷，且有越做越大的趋势，以致造成该类烟机的上罩部分与整个烟机机身的平板部分的比例严重失调，美观度受损，同时亦造成机体自重过大、用材增加、生产成本上升等诸多严重的负面影响。究其所以然，主要是下述诸原因所致：①为了提高风机的单位排风量。随着市场对吸油烟机产品的排风量的要求不断提高，以增进厨房空气的洁净度，故众多生产企业纷纷在增大涡轮体积上寻求提高排风量的方法，如增加涡轮的直径、增加涡轮风叶的数量、加大涡轮的深度(即涡轮高度)、加大风叶的长度、将涡轮的单面进风改为双面进风等；②由于涡轮体积增大及排风量的提高，导致风机的蜗壳腔体被迫同步增大。由于该种风机为离心式涡轮风机，其涡轮的径向外侧必须由蜗壳围住，以使气流在离心力的作用下沿蜗壳内腔旋转，然后再从蜗壳上方的出风口排出机外；根据空气动力学的基本定律，该类风机的蜗壳腔体之大小，涡轮最大直径与蜗壳内腔壁的距离之大小，必须与排风量相匹配，两者必须保持高度的正比例关系，否则必定会产生出风受阻、气体与蜗壳内腔壁剧烈摩擦而形成啸叫、机体剧烈震动引起噪声大幅增大等不良现象；③由于该类风机工作时为轴向进风，故其进风口必须与上罩内壁之间保持一定距离，否则会造成进风不畅，因此，将单面进风改为左右双面进风，更进一步加大了上罩的宽度，体积更大。

综上所述，如果不彻底改变传统涡轮风机的基本结构，单纯依靠增大涡轮体积来提高排风量的话，必定会造成吸油烟机顶置动力系统包括其上罩在内的整个部件的体积庞大、自重过大的结果，且排风量的进一步提升亦会受到该顶置部件体积的无可避免的制约，同时，噪声的进一步下降亦难上加难，因为此类传统涡轮风机由于蜗壳这一腔体部件的存在，高速气流对其摩擦、振动所产生的共鸣噪声必定是有相当程度的，否则得不到所需的排风量。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种体积小、排风量大且自身体积不会随排风量的提升而增大的免蜗壳、多风道、超低噪声的轴流涡轮增压风机，在用于吸油烟机的场合，可彻底消除风机顶置型吸油烟机因其顶置部件体积过于庞大、自重过大以及风机结构等原因造成的外观比例失调、排风量难以大幅提高、噪声以及气流振动声难以明显降低等严重缺陷，为此，本发明提出一种全新结构的通风用风机的制造技术方案如下：

本技术方案所提供的是一种免蜗壳内吸轴流型多风道涡轮增压风机的制造方法，该风机主要由电机和多风道涡轮两大部件所组成，其主要特征是：该多风道涡轮至少由两层以上的风叶圈和可通风的安装底盘所组成；外层风叶圈的直径略大于安装底盘的直径若干，形成上部大于底部的碗状；各层风叶圈均由各自的轮面固定环及与之固定连接的角状风叶所构成，该角状风叶为上端较宽下端较窄、其横截面呈大致直角状的长条形大面积风叶，其上端与轮面固定环固定连接，其下端与安装底盘周边部固定连接，呈依次排列的环状，风叶之间留有必要的进风空间，并且每片风叶均呈其内角面朝向涡轮旋转方向(顺时针方向)并同时朝反方向倾斜的排列状态，倾斜度在30°-60°之间；外层风叶圈与内层风叶圈之间相距一定的进风空间，两者制作及排列方式相同。

作为日后拆卸或清洗的考虑，内层风叶圈亦可采用单独制作后再固定于外层风叶圈内的制作方法，与上述整体成形的多风道涡轮的功效完全相同。

在用于风机顶置型吸油烟机的场合，该风机垂直安装，即电机出轴朝上，涡轮的安装底盘直接固定于电机出轴上，使涡轮面朝上。本发明风机的设计原理、工作原理及所产生的功效如下所述：

该风机设计原理的最大特点在于能够充分利用涡轮的内侧空间，可以设置多层风叶圈，可在不增大涡轮直径的前提下，大幅增加风叶数量，从而大幅提升排风量，以达到生产一种大风量、小体积增压涡轮的目的。另一特点在于该风机叶片形状及其吸排风方式，通过该独特形状风叶的倾斜形态设置，能使涡轮把空气从风叶外侧往内吸入，即将空气从风机的底部吸入，然后沿风叶内角面从各自的风道垂直排出，吸入的气流与排出气流能保持高度的垂直及良好的线性，可实现内吸式轴流涡轮风机的生产。

本发明风机的工作原理是：当涡轮以顺时针方向旋转时，风叶圈底部及外侧的空气被不断吸入，在有限离心力的作用下，被吸入空气只能沿角状风叶内角面所形成的风道，按斜坡方向朝上垂直排出，各层风叶圈的工作原理相同，由于每层风叶圈所产生的风束均只能从各自的风道排出，形成多风道出风状态，互不干扰，排风畅通无阻。

本发明风机由于采用了上述技术方案的结构，与现有的离心式涡轮风机相对照，具有以下诸点明显的技术优势及积极效果：

①超大风量。与传统的离心式涡轮风机比，在相同涡轮直径的情况下，本发明风机的风叶增加了50％以上，且风叶的有效面积大幅增加，风叶的排风效率大幅提高，故在同等电机功率及转速的条件下，单位排风量可得到显著的提高。

②整机体积小。由于本发明的风机其吸排风方式为直吸直排，不仅风力损失小，且可省却蜗壳，直接安装在吸油烟机上罩内使用；同时由于实现了风机涡轮底部直线进风，可不必在上罩内壁与涡轮外缘间留出很大的进风空间，故风机整机连同上罩的宽度，较之目前市售的该类吸油烟机的上罩部分宽度大幅减小，只比涡轮直径略大而已，整体美观度大幅提升。

③重量轻，用材省。由于直接省却了又宽又大的蜗壳以及较大幅度缩小了上罩的体积，故不仅减轻了重量，又降低了材料及生产成本。

④降噪明显。从本发明风机的结构及其吸排风方式可以看出，该产品不必使用极易产生共鸣振动噪声的蜗壳，因此就消除了一个最大的噪声源。此外，高度垂直的线性吸排风，更是把气流在涡轮内的摩擦声降到了最低点；更为独特的是，本发明的轴流涡轮风机所产生的大风量轴流风亦不同于传统的须依赖围筒才能产生轴流的小风量轴流风，由于该大风量轴流风能在行进中保持良好的线性，对上罩内壁的摩擦及冲击相当小，因此能够发挥优良可靠的降噪功能，在设计制造过程中无需刻意去解决降噪问题。

⑤运转平稳。由于涡轮垂直安装，消除了涡轮因轴向安装所引起的难以避免的上下抖动现象，相当宁静。

⑥全方位进风。由于本发明风机的进风方式为360°全方位垂直进风，与目前使用的单面侧向进风或者左右两侧双面进风的涡轮风机的进风方式相比，进风范围更大，更全面、更顺畅、吸油烟效果更优良。

综上所述，本发明风机的各项性能远远优于目前广泛使用的离心式涡轮风机，可彻底消除上述的吸油烟机因其顶置部件体积过于庞大而造成的各种严重缺陷，并可显著提高现有的排风量和进一步降低声噪及共鸣振动噪声，从而进一步全面提高吸油烟机的总体质量。

附图说明

图1为本发明风机(带上罩)的正面侧视外观结构及其与烟机的体积比例图

图2为市售风机顶置型烟机所用风机(带上罩)外观结构及其与烟机的体积比例图

图3为本发明风机的安装底盘仰视结构示意图

图4为本发明风机的多层涡轮俯视外观结构示意图

图5为本发明风机的风叶外观形状及其横截面示意图

图中：

(1)多风道涡轮   (2)轮面固定环   (3)角状风叶

(4)安装底盘     (5)电机         (6)电机支架

(7)电机出轴     (8)上罩         (9)外层风叶圈

(10)内层风叶圈  (11)安装孔      (12)连接筋

(13)辅助连接筋  (14)通风空档    (15)烟机机身

(16)传统涡轮    (17)蜗壳

具体实施方式

以下对照附图，并以具体实施例的方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

在该实施例中，暂将多风道涡轮(1)的风叶圈设定为两层，但并不限定实际生产时的风叶圈层数，可根据实际需要的排风量以及电机功率、转速、体积等因素而定。

如图1、图3、图4、图5所示，在电机(5)主体上固定安装电机支架(6)，在电机出轴(7)上设置多风道涡轮(1)，使电机出轴(7)从安装底盘(4)中心的安装孔(11)伸出，并通过紧固件予以固定，保持垂直状态；多风道涡轮(1)由轮面固定环(2)、角状风叶(3)、安装底盘(4)、外层风叶圈(9)、内层风叶圈(10)等部件所组成，内外层风叶圈分别通过在各自的轮面固定环(2)与安装底盘(4)之间沿圆周方向排列一圈角状风叶(3)所构成，该角状风叶(3)排列时，其上端与各自的轮面固定环(2)固定连接，其下端与安装底盘(4)的周边部的连接筋(12)固定连接，两层风叶圈之间留有若干必要的空间，作为进出风通道，同时使角状风叶(3)保持其内角面朝向涡轮旋转方向(顺时针方向)并同时朝反方向倾斜30°-60°的状态，使整个涡轮的外形成为上端较宽、下端较窄的碗状；安装底盘(4)为一个直径小于外层风叶圈(9)的轮面固定环(2)直径若干的可通风圆盘，其周边部分设有两圈分别用于固定连接内外层风叶圈的连接筋(12)，在内侧一圈连接筋(12)的内外两侧，分别形成两圈通风空档(14)，作为进风通路；其中心部分设有可与电机出轴(7)紧固连接的安装孔(11)。

在用于风机顶置型吸油烟机的场合，将本发明的上述风机通过电机支架(6)垂直(电机出轴(7)朝上)安装在油烟机顶部的进风开口部位，套上上罩(8)并予以固定。当风机以顺时针方向高速旋转时，风机底部的空气被角状风叶(3)高效吸入后在有限的离心力效应、风叶斗风效应、斜置风叶斜坡效应、上罩(8)烟囱效应等的共同作用下，迅速沿角状风叶(3)内角面盘旋而上，并形成外层风叶圈(9)风道及内层风叶圈(10)风道，然后互相激励共同形成一股强劲的轴流旋风以超大排风量的形式排出机外，从而将吸油烟机进风口下方的油烟360°全方位高效吸入后垂直排出，此时，由于其独特且科学合理的吸排风方式以及无蜗壳的存在，经过机内的气流不会形成因气流对腔状部件或板状部件的冲击摩擦而产生的强烈气噪声、共鸣振动噪声等，运转相当宁静，无噪声产生之虞。

上述实施例为用于吸油烟机的场合，但并不限定本发明风机的用途，该风机亦适用于任何要求大风量、低噪声、电机体积小的通风、送风等场合。

Claims (3)

1.一种多风道内吸式轴流涡轮风机，在电机(5)主体上固定安装电机支架(6)，在电机出轴(7)上设置多风道涡轮(1)，使电机出轴(7)从安装底盘(4)中心的安装孔(11)伸出，并通过紧固件予以固定，保持垂直状态，其特征是该多风道涡轮(1)至少由两层以上的风叶圈和可通风的安装底盘(4)所组成；外层风叶圈(9)的轮面固定环(2)的直径大于安装底盘(4)的直径若干，形成上部大于底部的碗状；外层风叶圈(9)与内层风叶圈(10)均由各自的轮面固定环(2)及与之固定连接的角状风叶(3)所构成，角状风叶(3)的上端与轮面固定环(2)固定连接，其下端与安装底盘(4)的周边部的连接筋(12)固定连接，分别呈依次排列的环状，各风叶之间留有必要的进风空间，并且每片角状风叶(3)均呈其内角面朝向多风道涡轮(1)旋转方向(顺时针方向)并同时朝反方向倾斜的排列状态，其倾斜度在30°-60°之间；外层风叶圈(9)与内层风叶圈(10)之间相距一定的进风空间。

2.根据权利要求1所述的多风道内吸式轴流涡轮风机，其特征是所述的安装底盘(4)为一个直径小于外层风叶圈(9)的轮面固定环(2)直径若干的可通风圆盘，其周边部分设有两圈分别用于固定连接内外层风叶圈的连接筋(12)，在内侧一圈连接筋(12)的内外两侧，除了保留若干条辅助连接筋(13)之外，分别形成两圈通风空档(14)；其中心部分设有可与电机出轴(7)紧固连接的安装孔(11)。

3.根据权利要求1所述的多风道内吸式轴流涡轮风机，其特征是所述的角状风叶(3)为上端较宽下端较窄、其横截面呈大致直角状的长条形大面积风叶。

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