CN111577653A - 一种叶轮及应用有该叶轮的离心风机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种叶轮，包括前圈、后圈以及设置在前圈和后圈之间的叶片，其特征在于：每个叶片在与前圈连接的端部斜切而形成斜面，所述斜面由叶片的进口端向出口端逐渐向靠近后圈的方向延伸。还公开了一种应有如上所述的叶轮的离心风机。与现有技术相比，本发明的优点在于：叶片在与前圈连接处的斜切，可消除叶轮前端形成低速漩涡流动；集流器的轴向导流部的截面呈圆弧形，可顺势将进入叶轮的气流进行方向转变，提升整流效率；叶片斜切处的投影与集流器相应处的切线共线，可保证离开集流器的气流顺势进入叶轮，避免了气流转向时在此处形成的漩涡、集流器与叶轮间的流量泄露。

Description

一种叶轮及应用有该叶轮的离心风机
技术领域
本发明涉及动力系统，尤其是一种叶轮，以及应用有该叶轮的离心风机。
背景技术
多翼离心风机具有高压力，低噪音等特点，因此目前社会普遍用多翼离心风机系统作为动力源，利用高速旋转的叶轮在蜗壳中完成做功和过滤两个功能。如常用于吸油烟机中，通过安装在吸油烟机内部的多翼离心风机吸排油烟，多翼离心风机包括蜗壳、安装在蜗壳中叶轮及带动叶轮转动的电机，当叶轮旋转时，在风机中心产生负压吸力，将吸油烟机下方的油烟吸入风机，经过风机加速后被蜗壳收集、引导排出室外。
为了提升风机进风口的流动条件，在蜗壳进风口处都会安装集流器，对进入叶轮之前的空气进行整流；另一方面集流器根部与叶轮相配合，抑制叶轮和蜗壳前盖之间因间隙存在而产生回流及漩涡流动。如申请号为201110432232.0的中国专利公开的一种具有多功能导流装置的多翼式离心风机，由多功能导流装置与风机主体构成，多功能导流装置包括集流器及导流器，通过集流器上的安装边与风机主体实现安装连接，多功能导流装置具有集流、整流、导流、对油烟的冷凝与分离、对液体及油的收集、安全防护等多项功能，能显著改善叶轮进口气体流场，减少气体流动损失及流动噪音，提高风机风量及效率，获取最大风压。
现有的这种多翼离心风机系统，集流器和叶轮之间的配合存在一定的问题：当轴向间隙过小时，气流进入叶轮后无法快速地由轴向转变为径向流动，使叶轮前端形成低速漩涡流动，叶轮的做功能力下降；适当增加轴向间隙时，虽然进入叶轮的气流可以更好地完成速度方向的转变，可以降低低速漩涡流动，提高叶轮前端做功能力，但集流器与叶轮间泄露流量会略有增加，叶轮的做功能力同样下降。
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存在的问题，提供一种叶轮，能够消除叶轮前端形成的低速漩涡流动。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种应用有上述集流器的离心风机。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种叶轮，包括前圈、后圈以及设置在前圈和后圈之间的叶片，其特征在于：每个叶片在与前圈连接的端部斜切而形成斜面，所述斜面由叶片的进口端向出口端逐渐向靠近后圈的方向延伸。
为匹配叶片以便安装，所述前圈呈喇叭口状，所述前圈的口径由远离后圈的端部向靠近后圈的方向逐渐扩大，形成与叶片适配的形状。
为保证叶轮的做功能力不减弱，同时降低的噪音，所述叶轮具有轴线，斜面相对叶轮的轴线的倾斜角度为α，α的取值范围为30°～60°。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应有如上所述的叶轮的离心风机，包括蜗壳，其特征在于：所述叶轮设置在蜗壳内。
进一步地，所述蜗壳上形成有进风口，所述进风口处设置有集流器，所述集流器包括与蜗壳连接的安装部以及用于引导气流的导流部，所述安装部设置在蜗壳的外侧，所述导流部包括由安装部的径向内侧向内延伸的径向导流部和由径向导流部的径向内侧、穿过进风口而向蜗壳内部延伸的轴向导流部，所述轴向导流部沿着叶轮的轴向延伸。
为抑制叶轮和集流器之间的回流，所述导流部与叶轮同轴，所述轴向导流部在轴向上的截面呈圆弧形，该圆弧形向轴向导流部内突出。
为顺势将进入叶轮的气流进行方向转变，避免气流转向时在此处形成的漩涡、集流器和叶轮间的流量泄露，提升整流效率，以经过任一叶片在与前圈连接处的进口端和出口端、并且与叶片的与后圈连接的端面垂直的面为投影面，在该投影面上，任一叶片在与前圈连接处的进口端和出口端之间具有连线，所述连线延伸经过集流器的轴向导流部在靠近叶轮的端部时，构成集流器的在与连线相交位置处的切线。
与现有技术相比，本发明的优点在于：叶片在与前圈连接处的斜切，可消除叶轮前端形成低速漩涡流动；斜切角度的范围为30°到60°，可保证叶轮的做功能力不变，在解决叶片间的低速漩涡流动后大大提升了风机效率，同时降低的噪音；集流器的轴向导流部的截面呈圆弧形，可顺势将进入叶轮的气流进行方向转变，提升整流效率；叶片斜切处的投影与集流器相应处的切线共线，可保证离开集流器的气流顺势进入叶轮，避免了气流转向时在此处形成的漩涡、集流器与叶轮间的流量泄露。
附图说明
图1为本发明实施例的离心风机的示意图；
图2为本发明实施例的离心风机的剖视图；
图3为本发明实施例的离心风机的集流器的示意图；
图4为本发明实施例的离心风机的叶轮的示意图；
图5为本发明实施例的离心风机的叶轮的分解结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
参见图1和图2，一种离心风机，可作为动力系统，用于吸油烟机等需要的领域。包括蜗壳1、设置在蜗壳1内的叶轮2以及用于驱动叶轮2转动的电机3。蜗壳1上形成有进风口11，进风口11处设置有集流器4。蜗壳1包括前盖板12、后盖板13、以及设置在前盖板12和后盖板13之间的中间环壁14，上述的进风口11开设在前盖板12上。
参见图2和图3，集流器4包括与蜗壳1连接的安装部41以及用于引导气流的导流部42，安装部41设置在蜗壳1的外侧(远离叶轮2的一侧)，其呈环状，与蜗壳1的进风口11的外周连接固定。导流部42呈中空的筒状，其中间形成与叶轮2同轴(下述的轴线X)的通风口423，导流部42包括由安装部41的径向内侧向内延伸的径向导流部421和由径向导流部421的径向内侧、穿过进风口11而向蜗壳1内部延伸的轴向导流部422，轴向导流部422沿着叶轮2的轴向(下述的轴线X)延伸。轴向导流部422在叶轮2轴向上的截面呈圆弧形，该圆弧形向轴向导流部422内突出，即在轴向中间或接近中间的位置为口径最小处，轴向两端则为口径最大处，在靠近叶轮2的端部处呈向轴向导流部422外延伸。这种形状的集流器4，截面为圆弧状的轴向导流部422可顺势将进入叶轮2的气流进行方向转变，避免了气流转向时在此处形成的漩涡，提升整流效率。
参见图4和图5，叶轮2包括前圈21、后圈22以及设置在前圈21和后圈22之间的多个叶片23。上述的叶轮2具有轴线X。前圈21呈喇叭口状，其口径由远离后圈22的端部向靠近后圈22的方向逐渐扩大。每个叶片23在与前圈21连接的端部斜切而形成斜面231，斜面231由叶片23的进口端向出口端逐渐向靠近后圈22的方向延伸，形成与前圈21适配的形状。当叶片23为直叶片时，斜面231为平面，当叶片23为圆弧叶片时，斜面231为曲面。
这种叶片23结构，相比于普通的叶轮，可消除叶轮前端形成的低速漩涡流动。这是因为，再参见图2，以经过任一叶片23在与前圈21连接处的进口端A和出口端B(斜面231靠近集流器4和远离集流器4的两点)、并且与叶片23的与后圈22连接的端面垂直的面为投影面，在该投影面上，连线AB的斜率为tanα。轴向气流速度Vx和气流在离心力作用下的径向速度Vy的合成速度V合与径向速度Vy的夹角为β，tanα小于tanβ。当α＝β时可消除叶轮2前端形成的低速漩涡流动。上述连线AB延伸经过集流器4的轴向导流部422在靠近叶轮2的端部时，构成集流器4的在与连线AB相交位置处的切线(圆弧上某一点的切线)，由此可保证离开集流器4的气流顺势进入叶轮2，避免了气流转向时在此处形成的漩涡。
通常而言，叶轮2和集流器4之间存在轴向间隙e和径向间隙f，易导致气流回流，当轴向间隙e增大时，回流现象更严重。而采用上述形状的集流器4，部分气流在进入叶轮2前就从轴向改为与集流器4的轴向导流部422靠近叶轮2的端部的切线共线的速度，本发明的叶轮2与集流器4的间隙减少为g，回流现象明显得到抑制。
叶片23的长短影响叶轮2的做功能力，斜切角度越大，叶片23从叶轮2内侧往外侧越短，做功能力受到影响，因此优选的，斜面231相对叶轮2的轴线X的倾斜角度为α，α的取值范围为30°～60°。可保证叶轮2的做功能力不减弱，在解决叶片23间的低速漩涡流动后大大提升了离心风机效率，同时降低的噪音。

Claims (7)

1.一种叶轮，包括前圈(21)、后圈(22)以及设置在前圈(21)和后圈(22)之间的叶片(23)，其特征在于：每个叶片(23)在与前圈(21)连接的端部斜切而形成斜面(231)，所述斜面(231)由叶片(23)的进口端向出口端逐渐向靠近后圈(22)的方向延伸。
2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于：所述前圈(21)呈喇叭口状，所述前圈(21)的口径由远离后圈(22)的端部向靠近后圈(22)的方向逐渐扩大，形成与叶片(23)适配的形状。
3.根据权利要求1或所述的叶轮，其特征在于：所述叶轮具有轴线(X)，斜面(231)相对叶轮的轴线(X)的倾斜角度为α，α的取值范围为30°～60°。
4.一种应有如权利要求1～3中任一项所述的叶轮的离心风机，包括蜗壳(1)，其特征在于：所述叶轮设置在蜗壳(1)内。
5.根据权利要求4所述的离心风机，其特征在于：所述蜗壳(1)上形成有进风口(11)，所述进风口(11)处设置有集流器(4)，所述集流器(4)包括与蜗壳(1)连接的安装部(41)以及用于引导气流的导流部(42)，所述安装部(41)设置在蜗壳(1)的外侧，所述导流部(42)包括由安装部(41)的径向内侧向内延伸的径向导流部(421)和由径向导流部(421)的径向内侧、穿过进风口(11)而向蜗壳(1)内部延伸的轴向导流部(422)，所述轴向导流部(422)沿着叶轮的轴向延伸。
6.根据权利要求5所述的离心风机，其特征在于：所述导流部(42)与叶轮同轴，所述轴向导流部(422)在轴向上的截面呈圆弧形，该圆弧形向轴向导流部(422)内突出。
7.根据权利要求6所述的离心风机，其特征在于：以经过任一叶片(23)在与前圈(21)连接处的进口端(A)和出口端(B)、并且与叶片(23)的与后圈(22)连接的端面垂直的面为投影面，在该投影面上，任一叶片(23)在与前圈(21)连接处的进口端(A)和出口端(B)之间具有连线(AB)，所述连线(AB)延伸经过集流器(4)的轴向导流部(422)在靠近叶轮的端部时，构成集流器(4)的在与连线(AB)相交位置处的切线。
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