CN107023509B - 一种风机叶轮及采用该叶轮的风机 - Google Patents

Abstract

一种风机叶轮，包括后轮盘和叶片，叶片底部安装在后轮盘的盘面上并沿着后轮盘圆周方向依次排列，叶片外侧边为出风口边，外侧边在后轮盘外圆周面上的投影与后轮盘法线之间的夹角α为﹣60°≤α≤60°，叶片内侧边为进风口边，内侧边在后轮盘外圆周面上的投影与后轮盘法线之间的夹角β为20°≤β≤70°，外侧边底端与后轮盘圆心之间连线与内侧边底端与后轮盘圆心之间连线所形成夹角θ为10°≤θ≤65°，外侧边顶点相对于后轮盘的垂直高度h1小于内侧边顶点相对于后轮盘的垂直高度h2。本发明还公开了一种采用该叶轮的风机。本发明的优点在于：该风机叶轮结构新颖，气动性能好，采用该叶轮的风机结构紧凑，风机效率和风压高，产生的负压梯度大。

Description

一种风机叶轮及采用该叶轮的风机

技术领域

本发明涉及一种风机，尤其是涉及一种风机叶轮及采用该叶轮的风机。

背景技术

风机是吸油烟机的重要组成部分，风机的叶轮起到能量转换的作用，叶轮性能的好坏直接影响着吸油烟机的性能。目前，传统的吸油烟机用叶轮一般为平板冲压成形后通过两端扣合连接，叶片一般只能做成均匀厚度的圆弧形，由于叶轮转速普遍超过800RPM，因而叶片之间实际的流体分离与回流明显，并且，由于叶轮对气体有预旋作用以及气体在流入叶轮中进行90°转向过程中会逐步改变方向，单纯的前后一致进出口角度对于叶轮的实际做功能力是不利的。为了提高风机效率，虽然人们也在叶片结构上进行了不少改进，但这些改进还是局限于二元流动技术，风机的效率提高较为有限，普通的二元流叶轮工艺程度的高低严重影响着风机性能，因而目前还是无法从根本上来克服上述二元叶轮所存在的缺陷。此外，若不从根本上改变叶轮结构，在相同风压的前提下，风机的整体结构不够紧凑，体积相对较大。综上所述，有待对现有的叶轮及风机结构作进一步改进。

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，提供一种结构新颖、气动性能好的风机叶轮。

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，提供一种结构紧凑、风机效率和风压高的风机。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该风机叶轮，包括有叶片，其特征在于：还包括有后轮盘，所述叶片的底部安装在后轮盘的盘面上并沿着后轮盘的圆周方向依次排列，所述叶片的外侧边为出风口边，所述外侧边在后轮盘外圆周面上的投影与后轮盘外圆周法线之间的夹角α为﹣60°≤α≤60°，所述叶片的内侧边为进风口边，该内侧边在后轮盘外圆周面上的投影与后轮盘外圆周法线之间的夹角β为20°≤β≤70°，所述外侧边底端与后轮盘圆心之间的连线与所述内侧边底端与后轮盘圆心之间的连线所形成的夹角θ为10°≤θ≤65°，所述外侧边顶点相对于后轮盘的垂直高度h1小于所述内侧边顶点相对于后轮盘的垂直高度h2。

优选地，所述叶片的外侧边分布在同一圆柱的外周面上，所述叶片的内侧边自上而下斜向内倾斜，所述叶片的底边位于同一平面上，所述叶片的顶边呈圆滑过渡结构。

优选地，所述的垂直高度h1与所述的垂直高度h2的比值为0.2≤h1/h2≤0.8。

为了进一步提高叶轮的气动性能，所述的夹角α为﹣30°≤α≤30°，所述的夹角β为30°≤β≤60°，所述的夹角θ为20°≤θ≤45°，所述垂直高度h1与垂直高度h2的比值为0.4≤h1/h2≤0.6。

根据叶轮的尺寸和参数范围的不同，叶片的数量可以不同，优选地，所述叶片的数量为10～50片。

作为上述任一方案的优选，所述风机叶轮还包括有安装在叶片顶部的前盖，在所述前盖与叶轮转轴所在的子午面相交的部分形成有自内而外相互衔接的第一圆弧段和第二圆弧段，所述第一圆弧段的半径R1与第二圆弧段的半径R2之间的比值为0.1≤R1/R2≤0.6。

进一步优选，在所述前盖与叶轮转轴所在的子午面相交的部分还形成有设于第二圆弧段外侧并与第二圆弧段圆滑过渡的直线段，所述直线段的长度L与第二圆弧段的半径R2之间的比值为0.1≤L/R2≤0.4。采用直线段后，既便于前盖加工，又可以控制前盖端壁附面层发展。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：该采用上述风机叶轮的风机，包括有蜗壳、电机和进风口圈，所述的风机叶轮安装在蜗壳内部，其特征在于：所述风机叶轮的后轮盘安装在所述电机的输出轴上，所述的进风口圈安装在风机的进风口并与所述风机叶轮的前盖相配合。

为了提高风机效率，所述后轮盘与邻近该后轮盘的蜗壳壁之间的间距δ为1mm≤δ≤10mm。

为了进一步提高风机效率，所述前盖套在所述的进风口圈外，所述前盖的前侧边沿与所述进风口圈外侧壁间的垂直距离Δ为0.5mm≤Δ≤5mm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该风机叶轮在后轮盘的盘面上沿着圆周方向依次排列有叶片，且叶片外侧边和内侧边的投影线与后轮盘法线之间的夹角满足一定参数范围，外侧边底端与后轮盘圆心之间的连线与内侧边底端与后轮盘圆心之间的连线所形成的夹角也满足一定参数范围，且叶片的内侧边高于外侧边，该风机叶轮结构较为新颖，气动性能好，采用该叶轮的风机结构较为紧凑，尺寸相对较小，风机效率和风压高，产生的负压梯度大，该风机应用于吸油烟机时，可以有效防止油烟逃逸，能大幅提升吸油烟机的吸净率。

附图说明

图1为本发明实施例一的风机叶轮结构示意图；

图2为图1所示风机叶轮的俯视图；

图3为图1所示风机叶轮的侧视图；

图4为本发明的叶片出风口边后倾的结构示意图；

图5为本发明的叶片出风口边前倾的结构示意图；

图6为本发明的叶片进风口边在叶轮子午面上的投影示意图；

图7为图1所示风机叶轮的剖视图；

图8为图1所示风机叶轮的剖视图；

图9为本发明实施例一的叶片在叶轮子午面上的投影图；

图10为采用本发明实施例一的叶轮的风机结构示意图；

图11为图10所示风机的立体分解示意图；

图12为图10所示风机的剖视图；

图13为本发明实施例二的风机叶轮结构示意图。

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3所示，本实施例中的风机叶轮为闭式叶轮，该叶轮包括后轮盘1、叶片2和前盖3，叶片2固定在后轮盘1与前盖3之间，叶片2的底部安装在后轮盘1上，前盖3安装在叶片2的顶部。

本实施例中，叶片的数量可以有10～50片，叶片2的底部安装在后轮盘1的盘面上并沿着后轮盘的圆周方向依次排列，后轮盘1的盘面为平面结构，叶片2的底边23位于同一平面上。叶片2的外侧边21分布在同一圆柱的外周面上，即叶片的外侧边21相对于后轮盘没有内外倾斜，叶片2的内侧边22自上而下斜向内倾斜。

叶片的外侧边21为出风口边，外侧边21在后轮盘外圆周面上的投影与后轮盘1外圆周法线之间的夹角α为﹣60°≤α≤60°，优选为﹣30°≤α≤30°，图4和图5的箭头所示方向为叶轮转动方向，如图4所示，外侧边21的前倾角α为正，如图5所示，外侧边21的前倾角α为负。本实施例中，α＝0°，即叶片出分风口边的前倾角为0°。如图6所示，叶片2的内侧边22为进风口边，内侧边22在后轮盘1外圆周面上的投影与后轮盘1外圆周法线之间的夹角β为20°≤β≤70°，为了进一步提高气动性能，夹角β为30°≤β≤60°。此外，如图7所示，外侧边21底端与后轮盘1圆心之间的连线与内侧边22底端与后轮盘1圆心之间的连线所形成的夹角θ为10°≤θ≤65°，优选地，20°≤θ≤45°。

如图8所示，前盖3呈自中间向外张开的喇叭口结构，具体地，在前盖3与叶轮转轴所在的子午面相交的部分形成有自内而外依次衔接且圆滑过渡的第一圆弧段31、第二圆弧段32和直线段33。其中，第一圆弧段31的半径R1与第二圆弧段32的半径R2之间的比值为0.1≤R1/R2≤0.6，直线段33的长度L与第二圆弧段32的半径R2之间的比值为0.1≤L/R2≤0.4。前盖3采用上述结构参数后，可以使叶轮的气动性能更好，另外，采用直线段33后，既便于前盖加工，又可以控制前盖端壁附面层发展。

如图8和9所示，外侧边21顶点相对于后轮盘1的垂直高度h1小于内侧边22顶点相对于后轮盘1的垂直高度h2，且h1与h2的比值为0.2≤h1/h2≤0.8，优选地，0.4≤h1/h2≤0.6。并且，内侧边22顶端与外侧边21顶端之间的叶片顶边24呈中间内凹的圆滑过渡结构。

如图10至图12所示，本实施例中的风机包括有蜗壳4、电机5和进风口圈6，风机叶轮安装在蜗壳4内部，风机叶轮的后轮盘1安装在电机5的输出轴上并用螺母7锁紧，外进风口圈6安装在风机的进风口，前盖3套在进风口圈6外，在风机的出风口安装有出风罩8。

为了提高风机效率，本实施例中，后轮盘1与邻近该后轮盘的蜗壳壁41之间的间距δ为1mm≤δ≤10mm，前盖3的前侧边沿与进风口圈6外侧壁间的垂直距离Δ为0.5mm≤Δ≤5mm。经试验，风机结构参数采用上述数值范围后，风机效率最高。

实施例二：

如图13所示，本实施例的风机叶轮为开式叶轮，该叶轮包括后轮盘1和叶片2，与实施例一中的风机叶轮相比，该叶轮省去了前盖，其余结构与实施例一中的结构相同，在此不再展开描述。

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，比如叶轮的叶片也可以采用平面结构，这些均被视为本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种风机叶轮，包括有叶片(2)，其特征在于：还包括有后轮盘(1)，所述叶片(2)的底部安装在后轮盘(1)的盘面上并沿着后轮盘的圆周方向依次排列，所述叶片(2)的外侧边(21)为出风口边，所述外侧边(21)在后轮盘外圆周面上的投影与后轮盘(1)外圆周法线之间的夹角α为﹣60°≤α≤60°，所述叶片的内侧边(22)为进风口边，该内侧边(22)在后轮盘外圆周面上的投影与后轮盘(1)外圆周法线之间的夹角β为20°≤β≤70°，所述外侧边(21)底端与后轮盘(1)圆心之间的连线与所述内侧边(22)底端与后轮盘(1)圆心之间的连线所形成的夹角θ为10°≤θ≤65°，所述外侧边(21)顶点相对于后轮盘(1)的垂直高度h1小于所述内侧边(22)顶点相对于后轮盘(1)的垂直高度h2，所述叶片(2)的外侧边(21)分布在同一圆柱的外周面上，所述叶片(2)的内侧边(22)自上而下斜向内倾斜，所述叶片(2)的底边(23)位于同一平面上，所述叶片(2)的顶边(24)呈圆滑过渡结构，还包括有安装在叶片(2)顶部的前盖(3)，在所述前盖(3)与叶轮转轴所在的子午面相交的部分形成有自内而外相互衔接的第一圆弧段(31)和第二圆弧段(32)，所述第一圆弧段(31)的半径R1与第二圆弧段(32)的半径R2之间的比值为0.1≤R1/R2≤0.6。

2.根据权利要求1所述的风机叶轮，其特征在于：所述的垂直高度h1与所述的垂直高度h2的比值为0.2≤h1/h2≤0.8。

3.根据权利要求2所述的风机叶轮，其特征在于：所述的夹角α为﹣30°≤α≤30°，所述的夹角β为30°≤β≤60°，所述的夹角θ为20°≤θ≤45°，所述垂直高度h1与垂直高度h2的比值为0.4≤h1/h2≤0.6。

4.根据权利要求1所述的风机叶轮，其特征在于：所述叶片(2)的数量为10～50片。

5.根据权利要求1所述的风机叶轮，其特征在于：在所述前盖(3)与叶轮转轴所在的子午面相交的部分还形成有设于第二圆弧段(32)外侧并与第二圆弧段圆滑过渡的直线段(33)，所述直线段(33)的长度L与第二圆弧段(32)的半径R2之间的比值为0.1≤L/R2≤0.4。

6.一种采用权利要求1或5所述风机叶轮的风机，包括有蜗壳(4)、电机(5)和进风口圈(6)，所述的风机叶轮安装在蜗壳(4)内部，其特征在于：所述风机叶轮的后轮盘(1)安装在所述电机(5)的输出轴上，所述的进风口圈(6)安装在风机的进风口并与所述风机叶轮的前盖(3)相配合。

7.根据权利要求6所述的风机，其特征在于：所述后轮盘(1)与邻近该后轮盘的蜗壳壁(41)之间的间距δ为1mm≤δ≤10mm。

8.根据权利要求6所述的风机叶轮的风机，其特征在于：所述前盖(3)套在所述的进风口圈(6)外，且前盖(3)的前侧边沿与所述进风口圈(6)外侧壁间的垂直距离Δ为0.5mm≤Δ≤5mm。

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