CN106593950B - 叶片、离心风机叶轮、离心风机和吸油烟机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叶片、离心风机叶轮、离心风机和吸油烟机，该叶片包括沿纵向方向延伸的板状的叶片本体，叶片本体的横截面廓形为弧形，叶片本体在横向方向具有第一侧边和与第一侧边相反的第二侧边，弧形包括弧形段和偏置段，弧形段从所述第二侧边向第一侧边延伸，偏置段从弧形段的末端偏向弧形段的内侧而延伸至第一侧边，叶片本体的第一侧边设有翻边，该翻边从第一侧边朝向弧形段的外侧弯折，并朝向叶片本体的第二侧边延伸。偏置段与弧形段内侧的部分翻边使得叶片在气流来流方向形成一个钝翼型前缘，使得设有翻边的叶片的内侧面能够迎合气流来向，抑制气流的流动分离，提高叶轮以及离心风机的空气性能，降低噪音水平，优化成本。

Description

叶片、离心风机叶轮、离心风机和吸油烟机

技术领域

本发明涉及排风设备，具体地，涉及一种叶片、离心风机叶轮、离心风机和吸油烟机。

绝大多数吸油烟机使用的风机为离心风机，由于离心风机提供的风压相对较大，并且具有结构紧凑、压力系数和流量系数高等特点，因而适于吸油烟机的要求。其中，叶轮为离心风机的核心组成部件，其性能的好坏直接影响吸油烟机的空气性能和噪声，而叶轮上装配的叶片是决定离心风机叶轮性能的关键。通常叶轮通过的转动，使得气流进入叶轮的中心，并由叶片前缘13’流向叶片后缘14’，以将气流排出。

然而现有技术中的吸收烟机的离心风机多采用钣金材料制成，叶片通常设计为圆弧板结构，参见图1和图2，这种圆弧形叶片由于叶道通常较短，并且为了获得加速型叶道来提高叶轮的效率，通常地将叶片设计为具有较大的进口气流冲角，这使得叶片前缘13’形成较大的逆压梯度，气流极易在叶片前缘13’发生流动分离，并且会在相邻叶片之间产生涡流。具体参见图3显示的现有技术中叶片流场仿真结果图，由于圆弧形叶片的弯度过大，使得进口气流冲角也较大，流线在圆弧形叶片外侧(吸力面)的前缘容易脱离叶片，致使气流在叶片前缘13’发生流动分离，在相邻叶片之间产生涡流，使得气流排出不畅，从而导致叶轮空气性能下降，噪音增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种叶片、离心风机叶轮、离心风机和吸油烟机，该叶片能够抑制气流分离，以提高叶轮的空气性能，降低噪音水平，进而提高离心风机的性能，降低离心风机的优化成本。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种叶片，该叶片包括沿纵向方向延伸的板状的叶片本体，该叶片本体的横截面廓形为弧形，所述叶片本体在横向方向具有第一侧边和与该第一侧边相反的第二侧边，所述弧形包括弧形段和偏置段，所述弧形段从所述第二侧边向所述第一侧边延伸，所述偏置段从所述弧形段的末端偏向所述弧形段的内侧而延伸至所述第一侧边，所述叶片本体的所述第一侧边设置有翻边，该翻边从所述第一侧边朝向所述弧形段的外侧弯折，并朝向所述叶片本体的所述第二侧边延伸。

优选地，所述翻边与所述叶片本体的外侧面之间间隔设置。

优选地，所述弧形段为圆弧形。

优选地，所述弧形段与所述偏置段之间圆弧过渡；和/或所述偏置段与所述翻边之间圆弧过渡。

优选地，位于所述弧形段外侧的翻边的横截面廓形为翼型的前缘。

优选地，在所述叶片的横截面中，所述翻边具有距所述第二侧边最远的边缘点，所述边缘点与所述翻边的末端之间在宽度方向上的距离为S1，所述叶片的宽度为W，其中，S1/W≤1/4，优选为1/8至1/5。

优选地，所述翻边上开设有沿所述纵向方向延伸且连通所述翻边内外两侧的贯通槽。

优选地，所述贯通槽位于所述第一侧边与所述边缘点之间的区域中。

优选地，所述贯通槽在横向方向上具有彼此平行地间隔且分别邻近所述第一侧边和所述翻边末端的第一槽边和第二槽边，所述第一槽边与所述边缘点在宽度方向上的距离为S2，所述叶片本体的宽度为W，其中，S2/W≤1/4，优选为0。

优选地，所述第一槽边和所述第二槽边之间的距离为0.8-1.5mm。

优选地，所述贯通槽在纵向方向上的长度为所述叶片本体的长度的1/2至4/5。

优选地，所述贯通槽为沿所述纵向方向连续延伸的单个槽。

优选地，所述贯通槽包括沿所述纵向方向断续排布为一列的多个槽段。

根据本发明的第二方面，提供一种离心风机叶轮，所述离心风机叶轮包括同轴设置的前圆盘和后圆盘，所述离心风机叶轮包括多个本发明所提供的上述叶片，多个所述叶片设置在所述前圆盘与所述后圆盘之间，并且多个所述叶片沿所述前圆盘的周向均匀分布，设有所述翻边的所述叶片的一侧邻近所述前圆盘的旋转中心轴线。

根据本发明的第三方面，提供一种离心风机，包括蜗壳和电机，所述离心风机包括本发明所提供的上述离心风机叶轮，所述离心风机叶轮设置在所述蜗壳内，所述后圆盘安装在所述电机的转轴上。

此外，根据本发明的第四方面，提供一种吸油烟机，所述吸油烟机包括本发明所提供的上述离心风机。

通过上述技术方案，本发明通过将叶片本体设计具有弧形段和偏向弧形段的内侧的偏置段，并在第一侧边上设置翻边，即，偏置段与弧形段内侧的部分翻边使得叶片在气流来流方向形成一个钝翼型前缘，使得当气流由叶轮的中心进入时，设有翻边的叶片的内侧面能够迎合气流的来向，即，使得导向大部分气流沿叶片的内侧面附着流动，仅有小部分气流沿翻边的位于弧形段外侧的弯折处以及位于弧形段外侧的部分翻边附着流动，因而有效抑制气流的流动分离，以提高叶轮的空气性能，降低噪音水平，进而提高离心风机的性能，降低离心风机的优化成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中的叶片的结构示意图；

图2是现有技术中的叶片的测视图

图3是现有技术中的叶片流场仿真结果图；

图4是根据本发明的优选实施方式的叶片的结构示意图；

图5和图6是图4的侧视图；

图7是根据本发明的优选实施方式的离心风机叶轮的结构示意图；

图8是图9的分解示意图；

图9是根据本发明的优选实施方式的离心风机叶轮的截面视图。

附图标记说明

1 叶片 2 叶轮

11 叶片本体 12 翻边

13 第一侧边 14 第二侧边

15 贯通槽

21 前圆盘 22 后圆盘

111 弧形段 112 偏置段

151 第一槽边 152 第二槽边

153 槽段 A 边缘点

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指，以弧形线为基础，朝向弧形圆心的方向为弧形内侧，远离弧形圆心的方向为弧形外侧(背侧)。

参见图4至图6，显示了根据本发明的优选实施方式的一种叶片1，该叶片1包括沿纵向方向延伸的板状的叶片本体11，叶片本体11的横截面廓形为弧形，叶片本体11在横向方向具有第一侧边13和与第一侧边13相反的第二侧边14，弧形包括弧形段111和偏置段112，弧形段111从第二侧边14向第一侧边13延伸，偏置段112从弧形段111的末端偏向弧形段111的内侧而延伸至第一侧边13，叶片本体11的第一侧边13设置有翻边12，翻边12从所述第一侧边13朝向弧形段111的外侧弯折，并朝向叶片本体11的第二侧边14延伸。

参见图7的叶轮的结构示意图，其中定义纵向方向为叶轮的旋转中心轴线方向，长度为在纵向方向的距离；横向方向为在垂直于所述旋转中心轴线的平面的任意方向，宽度为在横向方向的距离。板状的叶片1定义为以弧形段111和偏置段112作为母线沿纵向方向延伸而形成的叶片本体11的结构形式。第一侧边13为偏置段112的沿纵向方向延伸并邻近所述旋转中心轴线的边缘，第二侧边14为弧形段111的沿纵向方向延伸并远离所述旋转中心轴线的边缘。其中，为了方便加工成型和设计，在本发明的优选实施方式中，优选地，弧形段111为圆弧形。

参见图1至图3，由于现有技术中由于圆弧形叶片的弯度过大，使得进口气流冲角也较大，使得在气流流向叶片前缘13’时，容易脱离叶片表面，致使气流在叶片前缘13’发生流动分离，因而增加叶轮的噪音，降低叶轮的空气性能；并且由于圆弧形叶片的弯度过大，使得气流沿圆弧形叶片的内侧面附着流动至靠近后缘14’时，该部分气流由于惯性和离心作用朝向叶片前缘13’反流，在相邻叶片之间产生涡流。通常叶轮通过的转动，使得气流进入叶轮的中心，并由叶片前缘13’流向叶片后缘14’，以将气流排出。

本发明通过将叶片本体11设计具有弧形段111和偏向弧形段111的内侧的偏置段112，并在第一侧边13上设置翻边12。即，由于偏置段112朝向弧形段111的内侧偏置，翻边12由第一侧边13开始朝向弧形段111的外侧弯折，即参见图5和图6中为向上弯折，随后朝向叶片本体11的第二侧边14延伸，使得在叶片的横截面上，翻边12与叶片本体11形成钝翼型前缘。使得与现有技术中圆弧形叶片进口处的气流冲角相比，偏置段112与位于弧形段111内侧的部分翻边12共同形成较小的进口气流冲角。并且由于翻边12朝向弧形段111的外侧弯折，并朝向叶片本体11的第二侧边14延伸，使得当气流由叶轮2的中心进入时，气流首先流向第一侧边13与翻边12的交界处(即翻边12的弯折处)设有翻边12的叶片1的内侧面能够迎合气流的来向。即，使得导向大部分气流沿叶片1的内侧面附着流动，仅有小部分气流沿翻边12的位于弧形段111外侧的弯折处以及位于弧形段111外侧的部分翻边12附着流动。因而有效抑制气流的流动分离，以提高叶轮的空气性能，降低噪音水平，进而提高离心风机的性能，降低离心风机的优化成本。

由于现有技术中易在叶片前缘13’易产生流动分离，因此本发明将翻边12沿纵向方向延伸，设置在叶片本体11上邻近第一侧边13的位置处。使得沿纵向方向延伸的翻边12在邻近第一侧边13的位置处能够减小叶片1的进口气流冲角，使得气流沿叶片1的内侧面流动，以抑制气流的流动分离。

为了使得设有翻边12的叶片1的内侧面能够更好地迎合气流的来向，即，使得导向大部分气流沿叶片1的内侧面附着流动，优选地，翻边12的末端与叶片本体11的外侧面之间间隔设置。由于翻边12与叶片本体11的外侧面之间间隔设置，使得增大翻边12的弯折处的面积。当气流进入叶轮的中心时，气流首先流向翻边12的弯折处，由于翻边12的弯折处的面积增大，更易将大部分气流导向沿叶片1的内侧面附着流动，因而有效抑制气流的流动分离。其中翻边12的末端指的是翻边12的延伸端。

优选地，弧形段111与偏置段112之间圆弧过渡；和/或偏置段112与翻边12之间圆弧过渡。将弧形段111与偏置段112之间和/或偏置段112与翻边12之间设置为圆弧过渡，使得气流能够更易进行平滑导向，进一步增大翻边12的弯折处的面积，并且由于圆弧过渡，也使得减轻或避免气流对于弧形段111与偏置段112之间和/或偏置段112与翻边12之间的交界处的应力集中，进而延长叶片的使用寿命，也能够使得叶片的整体外观更加美观。在本发明的优选实施方式中，优选地，弧形段111与偏置段112之间圆弧过渡偏置段112与翻边12之间均圆弧过渡。更加优选地，偏置段112与翻边12之间过渡的圆弧的曲率与圆弧形的弧形段111之间的比值大于0.012。

其中，翻边12在朝向叶片本体11的第二侧边14延伸时，能够靠近叶片本体11设置，位于弧形段111外侧的翻边12的横截面廓形为叶轮设计工况下合适翼型的前缘。在本发明的优选实施方式中，优选地，位于弧形段111外侧的翻边12的横截面廓形为与弧形段111同心的弧形。使得易于翻边12的加工和设计，同时也使得位于弧形段111外侧的区域内的气流能够沿该弧形附着流动，因而进一步减小或抑制气流的流动分离。

由于翻边12的长度较短则起不到减小进口气流冲角和引导气流的作用，翻边12的长度较长则引起位于弧形段111外侧的翻边12的振颤，增大噪音，因此在本发明的优选实施方式中，在叶片的横截面中，翻边12具有距第二侧边14最远的边缘点A，边缘点A与翻边12的末端之间在宽度方向上的距离为S1，叶片的宽度为W，其中，S1/W≤1/4，优选为1/8至1/5。其中，叶片的宽度W为整个叶片的宽度，即，包括叶片本体11和翻边12。

由于现有技术中圆弧形叶片的弯度过大，使得气流沿圆弧形叶片的内侧面附着流动至靠近后缘14’时，该部分气流由于惯性和离心作用朝向叶片前缘13’反流，在相邻叶片之间产生涡流。因此为了进一步抑制气流的流动分离，优选地，翻边12上开设有沿纵向方向延伸且连通翻边12内外两侧的贯通槽15。使得翻边12的内侧面与外侧面相互连通，在气流流进叶轮的中心时，大部分气流沿叶片1的内侧面附着流动，还有部分气流通过贯通槽15流向叶片本体11的外侧面，从而减小设有翻边12的叶片1的内侧与外侧之间形成较大的逆压梯度，仅有小部分气流沿翻边12的位于弧形段111外侧的弯折处以及位于弧形段111外侧的部分翻边12附着流动，以抑制气流在翻边12处的流动分离。此外，由于贯通槽15连通翻边12的内侧面与外侧面，使得翻边12的外侧的部分气流通过贯通槽15朝向叶片本体11的外侧面流动，以向叶片本体11的外侧面的气流注入能量，以克服上述的逆压梯度，抑制气流的流动分离，防止在相邻叶片之间产生涡流，使得气流能够沿相邻叶片1的外侧面附着流向第二侧边14，以将气流排出。

需要说明的是，由于翻边12上开设有贯通槽15，以用于连通翻边12的内外两侧，因此不能使得翻边12的末端与叶片本体11的外侧面接触和相交，即，翻边12与叶片本体11的外侧面之间间隔设置。

优选地，在叶片1的横截面中，翻边12具有距第二侧边14最远的边缘点A，贯通槽15位于第一侧边13与边缘点A之间的区域中。第一侧边13与边缘点A之间的区域即位于第二侧边14与边缘点A之间连线下方的翻边12。使得在气流流进叶轮的中心时，流向翻边12的部分气流通过贯通槽15流向叶片本体11的外侧面，从而减小设有翻边12的叶片1的内侧与外侧之间形成较大的逆压梯度，抑制气流的流动分离。

现有技术中圆弧形叶片由于弯度较大，使得叶片的内外侧面之间存在较大的逆压梯度，部分气流不能克服该逆压梯度而导致气流在此处形成流动分离，即，该部分气流不能沿弧形叶片的内侧面附着流动。因此，优选地，贯通槽15在横向方向上具有彼此平行地间隔且分别邻近第一侧边13和翻边12末端的第一槽边151和第二槽边152，第一槽边151与边缘点A在宽度方向上的距离为S2，叶片本体11的宽度为W，其中，S2/W≤1/4，优选为0。使得部分气流通过贯通槽15流向叶片1的外侧面，以为不能克服逆压梯度的气流注入能量，从而克服逆压，抑制气流的流动分离。在本发明的优选实施方式中，S2/W为0，即第一槽边151与边缘点A在宽度方向上的距离S2为0。

根据不同的工况，贯通槽15的第一槽边151和第二槽边152之间的距离可以具体设计。在本发明中，优选地，第一槽边151和第二槽边152(即贯通槽15的宽度)之间的距离为0.8-1.5mm。在图4至图6所示的叶片中，第一槽边151和第二槽边152之间的距离为1.0mm。只要确保设计的贯通槽15的宽度能足以克服形成的逆压，抑制气流的流动分离即可。

为了进一步确保贯通槽15能足以克服逆压，抑制气流流动分离，除了在宽度方面进行改进之外，还可以在长度方向进行改进。优选地，贯通槽15在纵向方向上的长度为叶片本体11的长度的1/2至4/5。更加优选地，为了确保叶片本体11的强度，贯通槽15沿纵向方向居中布置，即贯通槽15的两端与叶片本体11的两个端面具有一定距离，使得叶片本体11不易折断或弯折。

贯通槽15可以有多种布置方式，在本发明的一种实施方式中，贯通槽15为沿纵向方向连续延伸的单个槽。即贯通槽15的个数为一个长条的贯通凹槽，此种实施方式适用于叶片尺寸较小，开设一个整体的贯通槽15不会影响叶片本体11的强度和刚度。其中，叶片本体11可以由钣金材料、包括塑料的高分子材料制成。贯通槽15可与叶片本体11一体成型，也可先成型叶片本体11，再通过冲压等方式，在叶片本体11上成型贯通槽15。

但本发明并不局限于此，在本发明的另一种实施方式中，贯通槽15包括沿所述纵向方向断续排布为一列的多个槽段153。相邻槽段153之间形成有加强筋，以增强叶片本体11的强度和刚度。此种实施方式适用于尺寸较大的叶片，通过将贯通槽15设计为多个槽段153，以确保叶片本体11的强度和刚度。在本发明的优选实施方式中，参见图4，贯通槽15包括沿所述纵向方向断续排布为一列的两个槽段153。其中，优选地，槽段153为矩形槽，也可以为长圆形等。

此外，参见图7至图9，本发明还提供了一种离心风机叶轮，包括同轴设置的前圆盘21和后圆盘22，所述离心风机叶轮包括多个本发明所提供的上述叶片1，多个叶片1设置在前圆盘21与后圆盘22之间，并且多个叶片1沿前圆盘21的周向均匀分布，设有翻边12的叶片1的一侧邻近前圆盘21的旋转中心轴线。通过叶轮的旋转形成惯性吸力和离心力，使得气流首先进入前圆盘21的中心部，从而通过惯性吸力和离心力使得气流流向翻边12的叶片1的一侧，进而大部分气流沿叶片1的内侧面附着流动，部分气流通过贯通槽12朝向叶片1的外侧面流动，以克服叶片1形成的逆压梯度，减小了气流的流动分离、叶片重量以及相邻叶片之间的气流压力，防止在相邻叶片之间产生涡流，以提高叶轮的空气性能，降低噪音水平和叶片重量。

其中，在本发明的另一种实施方式中，前圆盘21与后圆盘22之间还可设置至少一个中间盘，多个叶片分别设置在中间盘的两侧。优选地，中间盘两侧的叶片的数量相等，更加优选地，中间盘两侧的叶片相互交错排列。

本发明还提供了一种包括蜗壳和电机的离心风机，离心风机还包括本发明提供的上述离心风机叶轮，所述离心风机叶轮设置在所述蜗壳内，后圆盘22安装在电机的转轴上。由于本发明提供的叶片加工方便简单，并且能够有效地以致气流的分离，因而能够提高离心风机的性能，降低离心风机的优化成本。

其中，离心风机能够应用于较多领域，在本发明的另一方面，将该离心风机应用于厨房烹饪领域，优选地，应用于吸油烟机中，即，吸油烟机包括本发明所提供的上述离心风机。从而使得吸油烟机的抽吸油烟的效果更好，不易发生油烟返回或油烟不能及时排出的现象，大大增加了吸油烟机的用户使用友好性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (14)

1.一种叶片，该叶片包括沿纵向方向延伸的板状的叶片本体(11)，该叶片本体(11)的横截面廓形为弧形，所述叶片本体(11)在横向方向具有第一侧边(13)和与该第一侧边(13)相反的第二侧边(14)，其特征在于，所述弧形包括弧形段(111)和偏置段(112)，所述弧形段(111)从所述第二侧边(14)向所述第一侧边(13)延伸，所述偏置段(112)从所述弧形段(111)的末端偏向所述弧形段(111)的内侧而延伸至所述第一侧边(13)，所述叶片本体(11)的所述第一侧边(13)设置有翻边(12)，该翻边(12)从所述第一侧边(13)朝向所述弧形段(111)的外侧弯折，并朝向所述叶片本体(11)的所述第二侧边(14)延伸，所述翻边(12)上开设有沿所述纵向方向延伸且连通所述翻边(12)内外两侧的贯通槽(15)，在所述叶片的横截面中，所述翻边(12)具有距所述第二侧边(14)最远的边缘点(A)，所述边缘点(A)与所述翻边(12)的末端之间在宽度方向上的距离为S1，所述叶片的宽度为W，其中，S1/W为1/8至1/5，并且所述贯通槽(15)位于所述第一侧边(13)与所述边缘点(A)之间的区域中。

2.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述翻边(12)的末端与所述叶片本体(11)的外侧面之间间隔设置。

3.根据权利要求2所述的叶片，其特征在于，所述弧形段(111)为圆弧形。

4.根据权利要求3所述的叶片，其特征在于，所述弧形段(111)与所述偏置段(112)之间圆弧过渡；和/或

所述偏置段(112)与所述翻边(12)之间圆弧过渡。

5.根据权利要求3所述的叶片，其特征在于，位于所述弧形段(111)外侧的翻边(12)的横截面廓形为翼型的前缘。

6.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述贯通槽(15)在横向方向上具有彼此平行地间隔且分别邻近所述第一侧边(13)和所述翻边(12)末端的第一槽边(151)和第二槽边(152)，所述第一槽边(151)与所述边缘点(A)在宽度方向上的距离为S2，所述叶片本体(11)的宽度为W，其中，S2/W≤1/4。

7.根据权利要求6所述的叶片，其特征在于，S2/W为0。

8.根据权利要求6所述的叶片，其特征在于，所述第一槽边(151)和第二槽边(152)之间的距离为0.8-1.5mm。

9.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述贯通槽(15)在纵向方向上的长度为所述叶片本体(11)的长度的1/2至4/5。

10.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述贯通槽(15)为沿所述纵向方向连续延伸的单个槽。

11.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述贯通槽(15)包括沿所述纵向方向断续排布为一列的多个槽段(153)。

12.一种离心风机叶轮，所述离心风机叶轮包括同轴设置的前圆盘(21)和后圆盘(22)，其特征在于，所述离心风机叶轮包括多个根据权利要求1至11中任意一项所述的叶片，多个所述叶片设置在所述前圆盘(21)与所述后圆盘(22)之间，并且多个所述叶片沿所述前圆盘(21)的周向均匀分布，设有所述翻边(12)的所述叶片的一侧邻近所述前圆盘(21)的旋转中心轴线。

13.一种离心风机，包括蜗壳和电机，其特征在于，所述离心风机包括根据权利要求12所述的离心风机叶轮，所述离心风机叶轮设置在所述蜗壳内，所述后圆盘(22)安装在所述电机的转轴上。

14.一种吸油烟机，其特征在于，所述吸油烟机包括根据权利要求13所述的离心风机。

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