CN110094370A - 一种用于吸油烟机的集流器及具有该集流器的吸油烟机 - Google Patents

一种用于吸油烟机的集流器及具有该集流器的吸油烟机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于吸油烟机的集流器，包括呈环状的集流圈和覆盖在集流圈上的网体，网体的周沿与集流圈的内环壁相连接，网体由至少两根交叉连接的整流条构成并整体呈向外凸起的凸面状，整流条的横截面呈扁圆形，并且该横截面在沿气流流动方向的尺寸b2大于在垂直气流流动方向上的尺寸b1。本发明涉及一种具有上述集流器的吸油烟机。与现有技术相比，本发明的集流器的网体向外凸起，打破了集流圈进气区域的进气漩涡，减少由于漩涡存在所导致的局部回流及涡动能损失，当尺寸b2大于b1，既减少了因网体迎风面的冲击所带来的能量损失，又能在降低沿程阻力的同时通过b2方向上的导流使得油烟气体接触壁面的时间大于同进风面积下圆截面，其滤油效果将更好。

Description

一种用于吸油烟机的集流器及具有该集流器的吸油烟机
技术领域
本发明涉及吸油烟机技术领域，具体涉及一种用于吸油烟机的集流器及具有该集流器的吸油烟机。
背景技术
家用吸油烟机利用离心风机实现将含油空气抽出厨房而排放到公共烟道或直接排出室外，为改善空气入流条件，提高风机工作效率，降低噪音，通常在风机进口设置一集流器，集流器的作用是将流体平滑的导向叶轮。使用集流器能有效提高风机性能，这时风机流量较大，工作在设计工况条件下，噪音值较低。
目前的集流器通常设计成圆弧形，如申请号为201220095994.6(授权公告号为CN202468384U)的中国实用新型专利公开了《一种离心式油烟净化风机》，该离心式油烟净化风机包括带有进风口和出风口的蜗壳，置于蜗壳一侧对应于进风口处的进气集流器，蜗壳为等边基圆法的对数螺旋线蜗壳，进风集流器为弧形设置，其对应地安装于蜗壳前侧板上，由于吸油烟机集流器到叶轮前端圈之间存在明显的截面突变和导流面缺失，当气流经集流器进入机壳内时，进气明显呈现不均匀的状态，在进气区域部分存在明显的漩涡，漩涡增加了噪音。
为此，如本申请人在先申请的申请号为CN201610031338.2(申请公布号为CN105485743A)的中国发明专利申请《一种具有降噪机构的吸油烟机》，该具有降噪机构的吸油烟机，在所述吸油烟机内部的流体通道内设有局部突扩，所述的降噪机构为设置在所述局部突扩的来流方向上并用来产生附加涡边界层的涡流发生器，其中的一优选方案，在吸油烟机的叶轮前端圈的前侧设有集流器，所述的涡流发生器为沿着集流器的内周壁间隔分布的第二凸筋。该专利中的涡流发生器可以产生分离的涡，一方面可以减缓由于突扩导致的流体速度突然下降，另一方面分离出来的涡用于掺混边界层，使得边界层附近流体微团获得更大的旋转动量，分离的涡形成附加涡边界层后可以减小突扩对于流体通道的影响，减少拐弯处的负压以及损失，但是，第二凸筋在集流器内周壁上的结构形式会在气流进入机壳后，在进气区域产生明显的偏心漩涡，造成了能量损失并增加了噪音。
又如本申请人在先申请的申请号为CN201621142388.X(授权公告号为CN206092516U)的中国实用新型专利《一种新型集流器及应用该集流器的吸油烟机》，该新型集流器包括集流圈和设置在集流圈中的网体，该网体的周沿与集流圈的内环壁连接，并且该网体沿空气流动方向、以其圆心为中心均匀地向外凸起，该网体由至少两片整流网沿气流方向前后叠置而成。该专利中的网体采用至少两片整流网叠加设计，多层整流网虽然可以增加气流与整流网的接触，增加滤油效果，提高油脂分离度，但是多层整流网的整流效果需要依靠气流多次流过网来提高，这样，气流来流方向冲击导致的局部损失会比较大，厚度方向是提高整流和过滤能力最明显的，由于厚度方向越长壁面整流效果越强，壁面边界层效应导致油脂分离也提高，但是可能会造成沿程阻力逐渐增加。
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的现状，提供一种能减小气流因对网体冲击而造成的能量损失同时又能增强滤油效果的用于吸油烟机的集流器。
本发明所要解决的第二个技术问题是，提供一种气流流入集流圈后能够形成局部小涡流进而在减缓流体速度急剧下降趋势的同时又能降低噪音的集流器。
本发明所要解决的第三个技术问题是，提供一种能够将网孔四周的气流顺利导入至网孔内的集流器。
本发明所要解决的第四个技术问题是，提供一种能减小气流因对集流器的网体冲击而造成的能量损失同时又能增强滤油效果的吸油烟机。
本发明所要解决的第五个技术问题是，提供一种通过打破蜗壳前侧进风口处形成的进气漩涡进而在减小气流阻力的同时又能减小局部回流的吸油烟机。
为了解决上述第一个技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种用于吸油烟机的集流器，包括呈环状的集流圈和覆盖在集流圈上的网体，所述网体的周沿与集流圈的内环壁相连接，所述网体由至少两根交叉连接的整流条构成并整体呈向外凸起的凸面状，其特征在于：所述整流条的横截面呈扁圆形，并且该横截面在沿气流流动方向的尺寸b2 大于在垂直气流流动方向上的尺寸b1。
进一步减小迎风面冲击，所述整流条横截面的尺寸b2与尺寸b1的取值关系为：0.3≤b1/b2≤0.9，其中，b2的取值范围为0.5mm≤b2≤10mm。其中，b2为气流流过集流器的中间的通风口方向即沿集流圈中心轴线方向的尺寸，b2方向为网体的导流面，b2 较长，主要是为了加长整流通道，提升油脂分离效果，一般吸油烟机吸入空气为含油烟的气体，此通道还承担部分油气分离的效果，b2越长，整流和过滤能力越强，但是也会有沿程阻力，导致沿程损失，因而控制在0.5-10mm；而b1为气流流过垂直中心轴线方向的尺寸，b1方向为迎风面也就是局部阻力产生面，此尺寸越宽局部阻力越大，越窄则阻力越小，且模具及加工难度越大。
为了在保证整流效果的同时增加油烟分离能力，相邻两个互不交叉的所述整流条之间的间距d为0.5b2≤d≤30b2。整流条若很薄，相邻两个整流条的间距d又小，则整流及油烟分离效果越好，但是实际上受限于模具及制造工艺，整流条厚度不可能无限薄，在不能太薄情况下，若间距d小于0.5b2时，会导致阻塞系数增加；间距d大于30b2会导致整流效果下降。
为了进一步解决上述第二个技术问题，优选地，所述网体的整流条在邻近集流圈内环壁的位置上设有用来产生附加涡边界层的凸部，所述凸部侧向凸出于所述整流条的侧面。
为了进一步地减缓流体速度急剧下降趋势，所述凸部侧向凸出于所述整流条的外侧面。这样，该凸部位于整流条的迎风面上，在后续经过局部突扩区能够更好地减缓因局部突扩所造成的能量损失。
为了使得气流在邻近集流圈的内环壁时，沿着集流圈的中心轴线方向流入内，并同时减小气流流入后所造成的能量损失，所述整流条包括弧形段和与集流圈内环壁相连接的两个平直段，所述弧形段位于两个所述平直段之间，所述平直段沿集流圈中心轴线方向延伸，所述凸部位于所述弧形段与平直段的连接处外侧面上，并且具有向外凸起的尖突部。
为了进一步解决上述第三个技术问题，优选地，所述网体包括相互交叉的第一整流条和第二整流条，相邻两个第一整流条的弧形段和相邻两个第二整流条的弧形段之间围合形成供气流通过的网孔。这样，经集流圈中间通风口的四周侧面气流更好地导入至网孔内，对气流的疏导具有较好的效果。
整流条的横截面的结构形式有多种，优选地，所述整流条的横截面呈环形跑道状，该横截面在垂直气流流动方向上的两个侧边均为直边；或者，所述整流条的横截面呈椭圆状。这样，打破较明显进气漩涡，减少漩涡存在导致的局部回流及涡动能损失，同时椭圆状和跑道状结构，减小了气流对网体迎风面的冲击损失，其中，迎风面为短边b1 方向；椭圆状和环形跑道状的长边b2方向为网体的导流面，其增加了网体的整流效果，导流面的导流使得油烟气体接触壁面的时间比同进风面积下圆截面的长，其滤油效果更好。
为了进一步解决上述第四个技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种具有上述集流器的吸油烟机，包括具有前侧进风口的蜗壳，其特征在于：所述集流器设置在所述蜗壳前侧进风口处。
为了进一步解决上述第五个技术问题，优选地，该吸油烟机还包括机壳，所述蜗壳设置在所述机壳内，所述蜗壳的前壁板与机壳前板的内壁之间的水平宽度为A，所述网体在集流圈中心轴线方向的投影宽度为h，所述宽度A与宽度h的取值关系为：0.1≤h/A ≤0.7。由于网体上的整流条向外凸起是为了打破机壳内较明显的进气漩涡，减少漩涡存在导致的局部回流及涡动能损失；由于漩涡存在，网体的宽度h越大对漩涡打破能力增加明显，但是此凸起高度h若超出进气漩涡外延后，其打破漩涡的效果不再增长；另外网体上的整流条宽度h增加，对于经集烟罩流入的气流也即是经集烟罩向蜗壳的前壁板与机壳前板的内壁之间的空间内向上流入的气流是有阻力的，宽度h越高，整体空间阻力越大，因此，整流条宽度A与宽度h的比例在上述范围内，在减少从集烟罩上来的气流阻力的同时，尽可能的提升破涡能力，并减少漩涡存在导致的局部回流及涡动能损失，使得效率提高和噪声降低。
与现有技术相比，本发明的集流器的网体向外凸起，打破了集流圈进气区域的进气漩涡，减少由于漩涡存在所导致的局部回流及涡动能损失，网体上整流条的横截面呈扁圆形，且横截面在气流流动方向上的尺寸b2大于该横截面在垂直气流流动方向上的尺寸b1，其中，b2主要是为了加长整流通道，由于一般吸油烟机吸入空气为含油烟的气体，b2方向能够承担部分油气分离，进而能够提升油脂分离效果，因此，当尺寸b2大于b1，既减少了因网体迎风面的冲击所带来的能量损失，又能在降低沿程阻力的同时通过b2方向上的导流使得油烟气体接触壁面的时间大于同进风面积下圆截面，其滤油效果将更好。
附图说明
图1为本发明实施例中未安装网体具有进气漩涡的部分结构示意图；
图2为本发明实施例的吸油烟机具有网体的剖视图；
图3为图2的另一角度的结构示意图；
图4为图3中部分结构的放大结构示意图；
图5为本发明实施例的集流器的结构示意图；
图6为图5的剖视图；
图7为图5的另一角度的剖视图；
图8为图6中B部的放大结构示意图；
图9为现有技术中局部突扩区域的流体示意图；
图10为本发明实施例的局部突扩区域的流体示意图；
图11为图6中C部的放大结构示意图；
图12为本发明实施例中整流条横截面呈椭圆形的截面图；
图13为本发明实施例中整流条横截面呈环形跑道状的截面图；
图14为本发明实施例中网体的结构示意图；
图15为图14中D部的放大结构示意图。
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2至图15所示，本发明实施例的集流器主要应用在吸油烟机上。如图2至图 4所示，本发明的吸油烟机包括机壳4、具有前侧进风口的蜗壳3、叶轮5及集流器，集流器、蜗壳3及叶轮5均设置在机壳4内，且叶轮5位于蜗壳3的空腔内，集流器设置在蜗壳3前侧进风口处，并与叶轮5同轴，如图5至图7所示，集流器包括呈环状的集流圈1和网体2，该集流圈1具有中心轴线与叶轮5轴线相重合的通风口，叶轮5旋转时，蜗壳3内的空气通过蜗壳3顶部出风口而排出蜗壳3外，在蜗壳1内部形成负压，油烟在负压的作用下通过集流器进入到蜗壳1内后，在叶轮5的作用下排到公共烟道或者排出室外。
如图1所示，气流进入机壳内后，进气呈现不均匀的状态，在集流器的进气区域具有较为明显的进气漩涡，进气漩涡的存在会增加噪音，并且造成能量损失。为了打破进气漩涡，如图2至图4所示，集流圈1的通风口处设置有网体2，且网体2的周沿与集流圈1的内环壁相连接，网体2呈向外凸起的凸面状，集流圈1中心轴线方向与叶轮5 轴线相重合，如图1至图7所示，网体2由至少两根交叉连接的整流条21构成，并该网体2整体呈均匀向外凸起的球面状，网体2的球心在集流圈1的中心轴线上，网体2 向外凸起的凸面打破了进气漩涡，具体参见图4中箭头所指的气流流动状态。此外，整流条21沿气流流动方向的横截面呈扁圆形，流入网体内的气流流动方向参见图3中网体上箭头所指的方向。如图11所示，该横截面在气流流动方向上的尺寸b2为其长轴尺寸，该横截面在垂直气流流动方向上的尺寸b1为其短轴尺寸，整流条21的横截面的尺寸b2大于尺寸b1，参见图6、图11至图13所示，整流条21横截面的尺寸b2与尺寸 b1的取值关系为：0.3≤b1/b2≤0.9，其中，b2的取值范围为0.5mm≤b2≤10mm。其中， b2为气流流过网体上的网孔方向，气流流入网孔内时将会沿着网孔内整流条的内壁的切向方向流入，即b2方向为导流方向，对气流进行导流，则b2较长，整流通道较长，增加了与整流条的接触时间，提升了油脂分离效果。一般吸油烟机吸入空气为含油烟的气体，此通道还可以承担部分油气分离的效果，b2越长，整流和过滤能力越强，但是也会有沿程的阻力，导致沿程方向能量损失，因而b2控制在0.5mm-10mm范围内；而b1 为气流流过垂直气流流动方向上的尺寸，b1方向也为迎风面也就是局部阻力产生面，此尺寸越大，局部阻力越大，越小则阻力越小，且模具及加工难度越大，为了在提高整流和过滤能力的同时减小沿程阻力的同时，该整流条21横截面的尺寸b2与尺寸b1的取值满足上述的关系。
上述整流条横截面的形状可以采用如图12所示的截面形状，具体地，整流条21 的横截面呈椭圆状；或者，横截面形状还可以采用如图13所示的截面形状，具体地，整流条21的横截面呈环形跑道状，环形跑道在短轴方向上的两个侧边214均为直边。
如图9所示，现有技术中，根据流体力学原理，在局部突扩区域内的能量损失较多，尤其气流的速度越高，损失越大，局部突扩产生的损失是流体流动过程中主要的能量损失来源，局部突扩会产生较大的阻力，涡边界层分离严重，参见图9中的空心箭头所指即为涡边界层，同时也会带来噪音的增加；本实施例中的局部突扩区域为吸油烟机内集流器和叶轮5前端圈之间的区域，该局部突扩区域位于吸油烟机内部空气依次流过蜗壳前侧进风口、集流器和叶轮的流体通道内。如图8、图11、图14和图15所示，为了减小能量损失，网体2的整流条21在邻近集流圈1内环壁的位置上具有用来产生附加涡边界层的凸部210，凸部210侧向凸出于整流条21的侧面，上述凸部210为涡流发生器，凸部210的存在，在气流流过凸部时，能够对气流进行干扰，参见图10所示，凸部210 诱发形成局部小涡流2103，掺混到原有流体的边界层附近，使得边界层附近流体微团获得更大的旋转动量，形成附加涡边界层，由于涡的惯性的作用比较大还可以使得流体略微保持原来轨迹朝后继续旋转运动，使得原来的边界层可以在小涡的作用下延续一段，减少了局部突扩对于吸油烟机内流体通道的影响，减少拐角处的负压以及损失，从而减缓了由于局部突扩所导致的流体速度的突然下降，同时在降低形阻的同时降低噪音。
上述凸部设置的位置和形式有多种，可以为凸设在整流条的表面上的一圈尖凸结构，还可以采用其他结构形式，在本实施例中，凸部210侧向凸出于整流条21的外侧面，具体地，如图3、图7、图8、图14和图15所示，整流条21包括弧形段211和与集流圈1内环壁相连接的两个平直段212，弧形段211位于两个平直段212之间，平直段212沿集流圈1中心轴线方向延伸，凸部210位于弧形段211与平直段212的连接处的外侧面上，并具有向外凸出的尖突部2101，具体参见图15和图8所示；上述凸部位于弧形段和平直段的连接处，主要是因为平直段后面就是集流器和叶轮5的衔接间隙区域，此间隙区域由于叶轮动不平衡、跳动等因素无法消除，并且由于高精度加工时所需要的成本高，此间隙区域则不易减小，因而合理的利用成本较低的凸部来辅助渡过流体通道截面突变的间隙区域可以减少气流进入时的整体阻力；而弧线段的后端为进入集流器的收缩通道(流体在拐弯进入时如果是收缩通道，这类通道本身有减少分离损失的作用)，再在此收缩通道上增加涡流发生器效果不明显，无法发挥局部小涡流辅助延续边界层的作用，反而还会带来局部阻力损失；因而将凸部设置在弧形段和平直段连接处，能够辅助流体过渡的同时降低减少总体流动损失。
如图6至图8所示，上述实施例中的整流条21包括第一整流条21a和第二整流条21b，也就是说，网体2是由相互交叉的第一整流条21a和第二整流条21b所形成的，相邻两个第一整流条21a的弧形段和相邻两个第二整流条21b的弧形段211之间围合形成供气流通过的网孔213，网孔213呈四边形并均匀布置在网体2上。四边形网孔均匀设置，能够对经集流圈中间通风口的四周侧面进入的气流进行更好地疏导，防止气流外窜，而使得气流更好地导流至后续叶轮内。
如图8所示，相邻两个互不交叉的整流条21之间的间距d为0.5b2≤d≤30b2，即相邻两个第一整流条21a或者相邻两个第二整流条21b之间的间距为d。整流条若很薄，相邻两个整流条之间的间距d又很小的情况下，网体的整流及油烟分离效果越好，但是实际上受限于模具及制造工艺，整流条厚度不可能无限薄，在不能太薄情况下，若间距 d小于0.5b2时，会导致阻塞系数增加；间距d大于30b2会导致整流效果下降。
如图2所示，本实施例中的蜗壳3的前壁板与机壳4前板的内壁之间的水平宽度为A，网体2在集流圈1中心轴线方向的投影宽度为h，宽度A与宽度h的取值关系为： 0.1≤h/A≤0.7。由于网体上的整流条向外凸起是为了打破机壳内较明显的进气漩涡，减少漩涡存在导致的局部回流及涡动能损失；由于漩涡存在，网体的宽度h越大对漩涡打破能力增加明显，但是此凸起高度h若超出进气漩涡外延后，其打破漩涡的效果不再增长；另外网体上的整流条宽度h增加，对于经集烟罩6流入的气流(也即是经集烟罩6 向蜗壳3的前壁板与机壳4前板的内壁之间的空间内向上流入的气流)是有阻力的，宽度h越高，整体空间阻力越大，因此，整流条宽度A与宽度h的比例在上述范围内，能够在减少从集烟罩上来的气流阻力的同时，尽可能地提升破涡能力，减少漩涡存在导致的局部回流及涡动能损失，并使得效率提高和噪声降低。

Claims (10)

1.一种用于吸油烟机的集流器，包括呈环状的集流圈(1)和设置在集流圈(1)上的网体(2)，所述网体(2)的周沿与集流圈(1)的内环壁相连接，所述网体(2)由至少两根交叉连接的整流条(21)构成并整体呈向外凸起的凸面状，其特征在于：所述整流条(21)横截面呈扁圆形，并且该横截面在沿气流流动方向的尺寸b2大于在垂直气流流动方向上的尺寸b1。
2.根据权利要求1所述的集流器，其特征在于：所述整流条(21)横截面的尺寸b2与尺寸b1的取值关系为：0.3≤b1/b2≤0.9，其中，b2的取值范围为0.5mm≤b2≤10mm。
3.根据权利要求2所述的集流器，其特征在于：相邻两个互不交叉的所述整流条(21)之间的间距d为0.5b2≤d≤30b2。
4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的集流器，其特征在于：所述网体(2)的整流条(21)在邻近集流圈(1)内环壁的位置上设有用来产生附加涡边界层的凸部(210)，所述凸部(210)侧向凸出于所述整流条(21)的侧面。
5.根据权利要求4所述的集流器，其特征在于：所述凸部(210)侧向凸出于所述整流条(21)的外侧面。
6.根据权利要求5所述的集流器，其特征在于：所述整流条(21)包括弧形段(211)和与集流圈(1)内环壁相连接的两个平直段(212)，所述弧形段(211)位于两个所述平直段(212)之间，所述平直段(212)沿集流圈(1)中心轴线方向延伸，所述凸部(210)位于所述弧形段(211)与平直段(212)的连接处外侧面上，并且具有向外凸起的尖突部(2101)。
7.根据权利要求6所述的集流器，其特征在于：所述网体(2)包括相互交叉的第一整流条(21a)和第二整流条(21b)，相邻两个第一整流条(21a)的弧形段和相邻两个第二整流条(21b)的弧形段(211)之间围合形成供气流通过的网孔(213)。
8.根据权利要求1所述的集流器，其特征在于：所述整流条(21)的横截面呈环形跑道状，该横截面在垂直气流流动方向上的两个侧边(214)均为直边；或者，所述整流条(21)的横截面呈椭圆状。
9.一种具有如权利要求1至8中任一项所述的集流器的吸油烟机，包括具有前侧进风口(31)的蜗壳(3)，其特征在于：所述集流器设置在所述蜗壳(3)前侧进风口(31)处。
10.根据权利要求9所述的吸油烟机，其特征在于：还包括机壳(4)，所述蜗壳(3)设置在所述机壳(4)内，所述蜗壳(3)的前壁板与机壳(4)前板的内壁之间的水平宽度为A，所述网体(2)在集流圈(1)中心轴线方向的投影宽度为h，所述宽度A与宽度h的取值关系为：0.1≤h/A≤0.7。
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