CN104196762B - 一种用于吸油烟机的风机蜗舌结构 - Google Patents
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Abstract
一种用于吸油烟机的风机蜗舌结构，蜗舌朝向风机出风口的一侧具有内凹面，其特征在于：蜗舌包括前盘、中盘和后盘，前盘、中盘和后盘朝向风机出风口的下侧部整体形成下内凹面，朝向风机出风口的上侧部整体形成受出气气流冲击的上内凹面，上内凹面与下内凹面相衔接，且上内凹面从与下内凹面的衔接处自下而上整体向叶轮旋转方向逐步倾斜。本发明的优点在于：首先，设置后上内凹面，前后气流正常出去，中间气流虽经减速，但因速度较大还是优先流出，中间与前后气流对上内凹面的冲击存在时间差，所以噪音叠加增大情况不明显，有利于降低噪音；其次，利用前、后侧深舌和中间短舌的配合消除由于两侧速度小，中间速度大引起的漩涡，提高风机效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸油烟机，尤其是涉及一种用于吸油烟机的风机蜗舌结构。
背景技术
吸油烟机已经成为普通家庭必不可少的厨房设备之一，吸油烟机的噪音一般来自两个方面：一是风机本身的噪音，二是气流在风机蜗壳内流动而发出的噪音。吸油烟机的蜗壳包括蜗壳体、蜗舌、出风口和吸风口，其中，蜗壳体是一个螺旋状的盘体，蜗壳体是由截面为螺旋曲线的蜗壳体包板和左右侧板构成，左右侧板安装在蜗壳体包板的两侧形成螺旋状盘体，在蜗壳体侧面设有吸风口，在蜗壳体内部与吸风口位置对应处设有叶轮，蜗舌是位于蜗壳体螺纹起始位置处，出风口位于蜗壳体螺旋终了位置处的开口。这样，当叶轮在电机的作用下旋转时，蜗壳体内的空气被叶轮排出蜗壳体外，在蜗壳体内形成负压，油烟在负压作用下进入吸风口后，在叶轮的作用下排出蜗壳体外，这种吸油烟机的蜗壳的不足之处在于气流在蜗壳内的噪音较大。
用于吸油烟机的风机蜗舌的主要作用是截流(阻止叶轮带动气流空转而不出去)，一般来说蜗舌可以分为尖舌、深舌、短舌、平舌，对于传统的直蜗舌，蜗舌越深，它与叶轮的间隙越小，效率提高，但是噪音增大。蜗壳内气流的流动速度沿着轴线方向分布基本上是中间流速大，两端流速小的二次曲线分布，从流体仿真分析的结果可知，风机出风口附近由于中间速度大，两端速度小，因而有明显的中间往左右两侧流动的二次流形成大漩涡，这种现象在传统的直蜗舌风机中普遍存在。
为了降低风机噪音和消除漩涡，人们对蜗舌的结构进行了改进，如申请号为201110427490.X(申请公布号为CN 102518603 A)的中国发明专利申请所公开的《油烟机风机及安装有该风机的油烟机》，其通过在蜗行壳的蜗舌部形成向蜗行壳外侧凹的凹部，从而对出风口的方向上来看，凹部为弧形，虽然，通过设置凹部能对此处的气流进行整流，从而降低油烟机工作时在蜗舌部处所产生的噪音，但是该蜗舌的下端面与叶轮的间隙大小相同，因而，风机工作时容易在蜗舌的前后两侧产生漩涡。
又如申请号为201210210890.X(申请公布号为103512064 A)的中国发明专利申请所公开的《抽油烟机及其蜗壳、蜗舌》，其蜗舌包括内凹面，内凹面为光滑曲面，从而使蜗舌处的气流更为流畅，进而有利于降低噪音，虽然，该改进后的蜗舌由于气流在蜗舌中间有局部减速而有利于降低噪音，但由于蜗舌的上连接面为平面，蜗舌两侧的前后气流正常出去，而由于中间气流速度大，因而中间气流与前后气流几乎在同一时刻对该连接面进行冲击，造成噪音叠加增大。此外，该蜗舌只是单纯在直蜗舌(短舌)的基础上进行中间内凹倒圆角，只能使得中间内凹的气流冲击减小，噪音有所降低，但是两端的漩涡还是无法消除，因而风机的整体效率无法提升。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种降噪效果好的用于吸油烟机的风机蜗舌结构。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种既能有效降噪又能减小或消除风机出风口两端漩涡的用于吸油烟机的风机蜗舌结构。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该用于吸油烟机的风机蜗舌结构，所述蜗舌朝向风机出风口的一侧具有内凹面，其特征在于：所述的蜗舌包括有前盘、中盘和后盘，所述前盘、中盘和后盘朝向风机出风口的下侧部整体形成下内凹面，所述前盘、中盘和后盘朝向风机出风口的上侧部整体形成受风机出气气流冲击的上内凹面，所述的上内凹面与所述的下内凹面相衔接，且所述的上内凹面从与下内凹面的衔接处自下而上整体向叶轮旋转方向逐步倾斜。
作为优选方案，所述中盘的出风口上边沿前端相对于前盘的出风口上边沿前端向叶轮旋转方向偏移1/3～2/3个叶轮流道相位差的距离，所述中盘的出风口上边沿后端相对于后盘的出风口上边沿后端向叶轮旋转方向偏移1/3～2/3个叶轮流道相位差的距离，在所述前盘的出风口上边沿、中盘的出风口上边沿和后盘的出风口上边沿与下内凹面之间形成所述的上内凹面。
作为最优方案，所述中盘的出风口上边沿前端相对于前盘的出风口上边沿前端向叶轮旋转方向偏移半个叶轮流道相位差的距离，所述中盘的出风口上边沿后端相对于后盘的出风口上边沿后端向叶轮旋转方向偏移半个叶轮流道相位差的距离。在中盘相对于前、后盘偏移了半个叶轮流道相位差的情况下，前后气流正常流出，中间气流虽然经过中间半相位差距离的减速，但由于速度大还是优先于前后气流流出蜗壳外，这样，中间气流与前后气流对上内凹面冲击的时间上存在一定的时间差，噪音无叠加增大情况，所以整体噪音减小明显。
优选地，所述中盘的出风口上边沿呈直线段，且中盘的出风口上边沿前端与中盘的出风口上边沿后端左右对齐。
进一步优选，所述的上内凹面与下内凹面之间为光滑过渡。这样，上内凹面和下内凹面整体更符合气流速度分布。
进一步优选，所述上内凹面与蜗舌前、后侧面的相交线相对于水平线的倾斜角度α的范围为：65°<α<80°。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：该用于吸油烟机的风机蜗舌结构，其特征在于：所述前盘向左下角延伸而形成前侧深舌，所述后盘向左下角延伸而形成后侧深舌，所述中盘形成相对于前侧深舌和后侧深舌内凹的中间短舌。这样，由于前后侧深舌与叶轮的间隙较小，中间短舌与叶轮的间隙较大，使得前后气流出来的速度与中间气流速度相比不至于小太多，从而消除由于两侧速度小，中间速度大引起的漩涡，进而提高风机的整体效率。
进一步优选，所述的前侧深舌、中间短舌和后侧深舌为采用符合叶轮速度分布的二次曲线拟合成的空间曲面，所述前侧深舌的R角、中间短舌的R角以及后侧深舌的R角的相互比值关系与叶轮速度分布相适配。这样，采用符合叶轮速度分布的二次曲线拟合后，可以使蜗舌的空间曲面更加符合气流的速度分布，从而有利于进一步降低气流流动的噪音，降噪效果更好，
作为优选方案，所述前侧深舌前侧面的R角大小为R1＝7.5～11mm，所述中间短舌的R角大小为R2＝15～18mm，所述后侧深舌后侧面的R角大小为R3＝9.5～12mm。
对于用于吸油烟机的常见离心风机而言，进一步的优选方案是，所述R1、R2、及R3的比值关系为R1:R2:R3＝1:(1.5～2.0):(1～1.5)。经过试验测试发现，对于叶轮外直径为254mm，转速为960RPM的离心风机而言，R1＝8.5mm，R2＝15.5mm，R3＝10.5mm为最佳值。
与现有技术相比，本发明的优点在于：首先，由于前盘、中盘和后盘朝向风机出风口的上侧部整体形成受风机出气气流冲击的上内凹面，因而前后气流正常出去，而中间气流虽然经过上内凹面的减速，但是因速度较大还是优先于两端流出，这样中间气流与前后气流对上内凹面的冲击存在一定的时间差，所以噪音叠加增大情况不明显，有利于降低风机的整体噪音；其次，通过设置前侧深舌、后侧深舌和中间短舌后，由于前、后侧深舌与叶轮的间隙较小，中间短舌与叶轮的间隙较大，因而前后气流出来的速度与中间相比不至于小太多，从而消除由于两侧速度小，中间速度大引起的漩涡，进而提高风机的整体效率。
附图说明
图1为本发明实施例的立体结构示意图；
图2为图1所示蜗舌的俯视图；
图3为图1所示蜗舌的侧视图；
图4为本发明实施例的安装结构示意图；
图5为图4所示安装结构的分解示意图；
图6为图4所示安装结构另一角度的示意图；
图7为图4所示安装结构的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图7所示，本实施例中的用于吸油烟机的风机蜗舌1安装在蜗壳2上，蜗舌1具有前盘11、中盘12和后盘13，且前盘11、中盘12和后盘13为一体成型件。前盘11、中盘12和后盘13朝向风机出风口3的下侧部整体形成下内凹面14，前盘11、中盘12和后盘13朝向风机出风口3的上侧部整体形成受风机出气气流冲击的上内凹面15。上内凹面15与下内凹面14相衔接且两者之间光滑过渡，且上内凹面15从与下内凹面14的衔接处自下而上整体向叶轮旋转方向逐步倾斜，其中，以图4中直线箭头B所示方向为右方向，并称之为叶轮旋转方向。又如图3所示，从该蜗舌的前侧面来看，L1为上内凹面与蜗舌前侧面的相交线且为直线，R1为前侧深舌111前侧面的R角且为圆弧，且L与R1光滑过渡，L1相对于水平线的夹角α的取值范围为：65°<α<80°，试验中，α取值在75°左右为最佳值。另外，经试验发现，上内凹面15与蜗舌后侧面的相交线L2相对于水平线的夹角α的取值范围也符合65°<α<80°，在此不再图示。
本实施例中，中盘12的出风口上边沿前端相对于前盘11的出风口上边沿前端向叶轮旋转方向偏移半个叶轮流道相位差的距离，中盘12的出风口上边沿后端相对于后盘13的出风口上边沿后端向叶轮旋转方向偏移半个叶轮流道相位差的距离，从而在前盘11的出风口上边沿、中盘12的出风口上边沿和后盘13的出风口上边沿与下内凹面14之间形成上内凹面15。如图2所示，该半个叶轮流道相位差的距离为d，即中盘12与前盘11、后盘13在水平方向位置相差半个叶轮流道的相位差。假设风机叶轮外直径为D，则一个叶轮流道相位差的距离为：∏×D/60，比如对于叶轮外直径D＝254mm的风机而言，若∏取3.14，则一个叶轮流道相位差的距离为3.14×254/60＝13.2mm，图2中所示的d＝13.2/2＝6.6mm。此外，中盘12的出风口上边沿呈直线段，且中盘12的出风口上边沿前端与中盘12的出风口上边沿后端左右对齐，蜗舌1的顶面16处于同一水平面，蜗舌1的底面17与风机蜗壳2的内环壁21之间为无缝衔接。
本实施例中，中盘与前、后盘在水平方向位置相差半个叶轮流道的相位差为最佳方案，经过试验测试发现，与无相位差以及整个叶轮流道相位差的噪音测试对比发现，这种偏移了半个叶轮流道相位差在减少蜗舌气流冲击噪音下降明显，相对于直蜗舌测试大概降低1dB左右。
对于转速为920RPM，叶轮外直径为260mm的风机进行试验，相关实验数据如下：
直蜗舌噪音53.3dB风量13.9m3/min
内凹无相位差52.5dB风量14.31m3/min
内凹整个相位差52.5dB风量14.36m3/min
内凹半相位差52.2dB风量14.49m3/min。
可见，内凹半相位差的方案为最佳方案，该方案在降低风机噪音的同时，还能有效提高风机风量。
内凹半相位差的降噪原理如下：在偏移半个叶轮流道相位差的情况下，前后气流正常出去，中间气流虽然经过中间半相位差距离的减速，但由于速度较大还是优先于前后气流流出，因而中间气流与前后气流对上内凹面15的冲击存在一定的时间差，噪音无叠加增大情况，从而使整体噪音减小明显。在无相位差的情况下，蜗舌不存在上内凹面，只存在平面状的上连接面，前后侧气流与中间气流同一时刻经过此平面，造成冲击叠加噪音增大。在偏移整个叶轮流道相位差的情况下，前后气流正常出去，中间气流虽然气流速度大，但是中间相位差也大，因而经过整个相位差减速后中间气流和前后侧气流几乎在同一时刻冲击上内凹面，造成噪音叠加增大，尽管，采用叶轮流道相位差的上内凹面有利于局部减速，整体噪音比无相位差的方案略小，但是相差不明显。
另外，本实施例中的蜗舌除了具有较好的降噪效果，还能有效消除风机出风口两侧的漩涡，其具体技术方案描述如下：
以图1直线箭头A所示方向为右，本实施例中的前盘11向左下角延伸而形成前侧深舌111，后盘13向左下角延伸而形成后侧深舌131，中盘12在继续内凹而形成中间短舌121，这样前侧深舌111和后侧深舌131与叶轮间隙小，中间短舌121与叶轮间隙大，使得前后侧气流出来的速度与中间气流的速度相比不至于小太多，这样，通过前侧深舌111、后侧深舌131与中间短舌121的配合，可以消除由于两侧气流速度小、中间气流速度大引起的漩涡，进而提升风机的整体效率。同时采用内凹的中间短舌121，还有利于降噪。并且，由于前侧深舌111、中间短舌121和后侧深舌131为采用符合叶轮速度分布的二次曲线拟合成的空间曲面，因而有利于降低气流的流动噪音。
为了更有效地减小或消除漩涡，前侧深舌111的R角、中间短舌121的R角以及后侧深舌131的R角的相互比值关系与叶轮速度分布相适配。前侧深舌111和后侧深舌131由于继续向左下角延伸而形成，因而R角变小，中间短舌由于继续内凹而形成，因而R角变大。比如，对于常用吸油烟机的风机而言，前侧深舌111前侧面的R角大小为R1＝7.5～11mm，中间短舌121的R角大小为R2＝15～18mm，后侧深舌131后侧面的R角大小为R3＝9.5～12mm，优选的方案可以是：R1:R2:R3＝1:(1.5～2.0):(1～1.5)。经过试验测试，对于叶轮外直径为254mm，转速为960RPM的风机而言，R1＝8.5mm，R2＝15.5mm，R3＝10.5mm为最佳值。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理前提下，可以对本发明进行多种改型或改进，比如中盘与前、后盘在水平方向位置相差不局限于半个叶轮流道的相位差，若相差1/3～2/3个叶轮流道的相位差，也可以获得相对较好的降噪效果，这些均被视为本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于吸油烟机的风机蜗舌结构，蜗舌(1)朝向风机出风口(3)的一侧具有内凹面，其特征在于：所述的蜗舌(1)包括有前盘(11)、中盘(12)和后盘(13)，所述前盘(11)、中盘(12)和后盘(13)朝向风机出风口的下侧部整体形成下内凹面(14)，所述前盘(11)、中盘(12)和后盘(13)朝向风机出风口的上侧部整体形成受风机出气气流冲击的上内凹面(15)，所述的上内凹面(15)与所述的下内凹面(14)相衔接，且所述的上内凹面(15)从与下内凹面(14)的衔接处自下而上整体向叶轮旋转方向逐步倾斜。
2.根据权利要求1所述的用于吸油烟机的风机蜗舌结构，其特征在于：所述中盘(12)的出风口上边沿前端相对于前盘(11)的出风口上边沿前端向叶轮旋转方向偏移1/3～2/3个叶轮流道相位差的距离，所述中盘(12)的出风口上边沿后端相对于后盘(13)的出风口上边沿后端向叶轮旋转方向偏移1/3～2/3个叶轮流道相位差的距离，在所述前盘(11)的出风口上边沿、中盘(12)的出风口上边沿和后盘(13)的出风口上边沿与下内凹面之间形成所述的上内凹面(15)。
3.根据权利要求2所述的用于吸油烟机的风机蜗舌结构，其特征在于：所述中盘(12)的出风口上边沿前端相对于前盘(11)的出风口上边沿前端向叶轮旋转方向偏移半个叶轮流道相位差的距离，所述中盘(12)的出风口上边沿后端相对于后盘(13)的出风口上边沿后端向叶轮旋转方向偏移半个叶轮流道相位差的距离。
4.根据权利要求2所述的用于吸油烟机的风机蜗舌结构，其特征在于：所述中盘(12)的出风口上边沿呈直线段，且中盘(12)的出风口上边沿前端与中盘(12)的出风口上边沿后端左右对齐。
5.根据权利要求1所述的用于吸油烟机的风机蜗舌结构，其特征在于：所述的上内凹面(15)与下内凹面(14)之间为光滑过渡。
6.根据权利要求1所述的用于吸油烟机的风机蜗舌结构，其特征在于：所述上内凹面与蜗舌前、后侧面的相交线相对于水平线的倾斜角度α的范围为：65°<α<80°。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的用于吸油烟机的风机蜗舌结构，其特征在于：所述前盘(11)向左下角延伸而形成前侧深舌(111)，所述后盘(13)向左下角延伸而形成后侧深舌(131)，所述中盘(12)形成相对于前侧深舌(111)和后侧深舌(131)内凹的中间短舌(121)。
8.根据权利要求7所述的用于吸油烟机的风机蜗舌结构，其特征在于：所述的前侧深舌(111)、中间短舌(121)和后侧深舌(131)为采用符合叶轮速度分布的二次曲线拟合成的空间曲面，所述前侧深舌(111)的R角、中间短舌(121)的R角以及后侧深舌(131)的R角的相互比值关系与叶轮速度分布相适配。
9.根据权利要求8所述的用于吸油烟机的风机蜗舌结构，其特征在于：所述前侧深舌(111)前侧面的R角大小为R1＝7.5～11mm，所述中间短舌(121)的R角大小为R2＝15～18mm，所述后侧深舌(131)后侧面的R角大小为R3＝9.5～12mm。
10.根据权利要求9所述的用于吸油烟机的风机蜗舌结构，其特征在于：所述R1、R2、及R3的比值关系为R1:R2:R3＝1:(1.5～2.0):(1～1.5)。
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