CN111828392B - 一种进风口圈组件、风机系统及吸油烟机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种进风口圈组件，包括具有轴线的进风口圈和预旋装置，所述进风口圈包括环绕轴线呈环状的径向延伸部分、以及轴向导流部，所述轴向导流部在径向延伸部分的径向内侧、沿轴线延伸，其特征在于：所述预旋装置包括一级预旋机构，所述一级预旋机构设置在径向延伸部分在轴向上的第一侧，所述轴向导流部设置在径向延伸部分在轴向上的、与第一侧相对的第二侧，所述一级预旋机构包括由径向延伸部分在轴向上两侧的压力差推动转动的一级拨片，所述一级拨片的转动轴与轴线平行。还公开了一种应用有所述进风口圈组件的风机系统，以及应用有所述风机系统的吸油烟机。

Description

一种进风口圈组件、风机系统及吸油烟机
技术领域
本发明涉及动力系统，尤其是一种进风口圈组件，应用有上述进风口圈组件的风机系统，以及应用有上述风机系统的吸油烟机。
背景技术
吸油烟机从上世纪九十年代进入中国以来，已成为百姓家必不可少的厨房电器。其主要功能为把用户做饭时产生的油烟通过风机系统叶轮从进风口吸入、利用进风口滤网和叶轮过滤油烟、并将过滤后的油烟从出风口排出，进而完成厨房环境的净化工作。风机系统作为吸油烟机的核心组件，其工作状态对于吸油烟效果有着重要影响，为了保证系统的高效率运行，使吸油烟机保持较好的吸油烟效果，风机系统的进风至关重要。
目前市场上的吸油烟机为了保证风机系统的工作效率，提升吸油烟效果，通常在风机系统的进风口处加装有进风口圈，或直接与蜗壳加工在一起。如本申请人的申请号为201620102790.9的中国专利公开的一种风机，包括有蜗壳、叶轮、电机和进风口圈，进风口圈安装在风机进风口并与蜗壳的前盖相配合。
由于风机系统在油烟机箱体中的安装形态有差异，因而其性能不仅取决于当前风机系统的最佳性能，而且受限于吸油烟机箱体的形态。当风机系统工作时，受内部旋转叶轮的影响，在蜗壳进风口中心处的气流呈现先轴向运动至蜗壳内部，随后速度方向变为与叶轮旋转方向成一定角度进入叶轮，在蜗壳进风口边缘处气流呈现先径向运动至进风口处，然后跟随蜗壳内气流一起产生与叶轮旋转方向一致的切向速度。由于进风口处无任何辅助结构，因而气流改变方向要全部依赖于叶轮的旋转，使得风机系统的性能受限。
为此，已有一些专利公开，在进风口处加装主动预旋装置。如申请人的申请号为201710629367.3的中国专利公开的一种离心风机，包括蜗壳和置于蜗壳内的叶轮，蜗壳上开设有进风口，进风口处设置有进风口圈，进风口圈处设置有格栅组件，格栅组件包括至少两个构成格栅状的叶片和用于驱动叶片偏转的驱动机构，每个叶片的两端分别与进风口圈转动连接。通过在离心风机的进风口圈处加装能偏转的格栅，引导气流至负压较强的主进风区域，有效提升风机工作效率，增强负压，降低气动噪声。
虽然这种结构能起到辅助气流改变方向作用，但均需加装额外主动结构，如电机等，加大了吸油烟机的功耗，且在该结构工作时会产生额外的热量，使得进入风机系统的气流温度更高，易产生风机系统电机温升超标使得整机工作效率下降的问题。另外该类主动预旋结构工作时与风机系统完全独立，使得其仅能在吸油烟机的特定工作状态下达到较好的辅助作用，限制了吸油烟机的工作状态，严重缩小了吸油烟机的应用范围，减少了吸油烟机的功能特性。
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不足，提供一种进风口圈组件，利用全被动式方式对气流进行侧向偏转，控制稳定，无需额外能量输入。
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进风口圈组件的风机系统。
本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种应用有上述风机系统的吸油烟机。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种进风口圈组件，包括具有轴线的进风口圈和预旋装置，所述进风口圈包括环绕轴线呈环状的径向延伸部分、以及轴向导流部，所述轴向导流部在径向延伸部分的径向内侧、沿轴线延伸，其特征在于：所述预旋装置包括一级预旋机构，所述一级预旋机构设置在径向延伸部分在轴向上的第一侧，所述轴向导流部设置在径向延伸部分在轴向上的、与第一侧相对的第二侧，所述一级预旋机构包括由径向延伸部分在轴向上两侧的压力差推动转动的一级拨片，所述一级拨片的转动轴与轴线平行。
进一步地，为便于在压力差的作用下推动一级拨片转动，所述一级预旋机构还包括推杆和压力管，所述推杆的一端位于压力管内、另一端延伸出压力管而与一级拨片连接，所述推杆保持向压力管内移动的趋势，所述推杆位于压力管内的端部上设置有止挡部，所述止挡部将压力管内分隔成远离推杆的第一空腔和设置推杆的第二空腔，所述第一空腔与径向延伸部分的第二侧、位于轴向导流部之外的部分流体连通。
进一步地，为便于利用压力差，所述压力管与径向延伸部分贴紧，并且所述压力管与径向延伸部分贴紧的一面开设有通孔，从而使得第一空腔与径向延伸部分的第二侧流体连通。
进一步地，为便于推杆复位，所述一级预旋机构还包括弹性件，所述弹性件套设在推杆上，所述弹性件的一端与止挡部抵接、另一端则与压力管靠近一级拨片的一端内侧抵接，从而使得推杆保持向压力管内移动的趋势。
进一步地，为便于一级拨片转动，所述一级拨片沿着径向延伸、并且通过第一转轴与径向延伸部分转动连接，所述第一转轴构成所述一级拨片的转动轴。
优选的，所述径向延伸部分包括环状的安装部、由安装部的径向内侧径向向内延伸的径向导流部，所述一级预旋机构设置在安装部上。
进一步地，所述预旋装置还包括二级预旋机构，所述二级预旋机构包括由轴向导流部在径向上内外两侧的压力差推动转动的二级拨片，所述二级拨片的转动轴在轴向导流部的径向上延伸。
为便于设置二级拨片，所述二级拨片上开设有凹槽，所述轴向导流部卡入凹槽内，使得所述二级拨片部分位于轴向导流部的径向内侧、部分位于轴向导流部的径向外侧。
优选的，为便于二级拨片转动，所述二级预旋机构还包括构成二级拨片的转动轴的第二转轴，所述第二转轴穿过轴向导流部、从而连接位于轴向导流部内外两侧的二级拨片部分，使得二级拨片与轴向导流部转动连接。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应用有如上所述的进风口圈组件的风机系统，包括蜗壳、设置在蜗壳内的叶轮，所述蜗壳上开设有风机进风口，所述叶轮与进风口圈同轴，其特征在于：所述径向延伸部分在轴向上的第一侧朝向蜗壳外部，所述径向延伸部分在轴向上的第二侧朝向蜗壳内部，所述轴向导流部通过风机进风口延伸入蜗壳内。
本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种吸油烟机，其特征在于：应用有如上所述的风机系统。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过设置一级预旋机构，利用压力差达到一级拨片偏转的目的，能随着当前工况的变化而变化偏转角度，实现被动控制；通过设置二级预旋机构，利用进风口圈内外侧风速不同使得内侧受力大于外侧，进而达到二级拨片偏转的目的，且随着工况的变化，偏转角度亦不同，实现被动控制；设置双级预旋机构，利用全被动方式对进风口处气流进行侧向偏转，控制稳定，无需额外能量输入，无需传感器即可实现给定条件的气流偏转控制，结构简单；两级预旋机构互相独立工作，结构稳定性更高；当应用于风机系统时，一级预旋机构能随蜗壳内外的压力变化而变化偏转角度，二级预旋机构能随叶轮的转速变化而变化偏转角度，能在气流进入风机系统前对进风口处的气流进行侧向偏转，使其进入风机系统后更加容易进入叶轮，提高气流流通性。
附图说明
图1为本发明实施例的吸油烟机的示意图；
图2为本发明实施例的吸油烟机的剖视图；
图3为本发明实施例的吸油烟机的进风口圈组件的示意图(初始状态)；
图4为本发明实施例的吸油烟机的进风口圈组件的剖视图；
图5为本发明实施例的吸油烟机的进风口圈组件的二级预旋机构的示意图；
图6为本发明实施例的吸油烟机的进风口圈组件的一级预旋机构的示意图；
图7为本发明实施例的吸油烟机的进风口圈组件的一级预旋机构的剖视图；
图8为本发明实施例的吸油烟机的进风口圈组件的一级预旋机构偏转原理示意图；
图9为本发明实施例的吸油烟机的进风口圈组件的示意图(偏转状态)。
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2，一种吸油烟机，在本实施例中，为风机上置式的侧吸式吸油烟机，当然也可以为其他现有的任何形式的吸油烟机，如顶吸式、风机下置的侧吸式、低吸式等。吸油烟机包括壳体1、设置在壳体1上方的风机架2和设置在风机架2内的风机系统3，壳体1的前侧设置有面板4，面板4上开设有进风口41，进风口处设置有油网42。面板4上还设置有能够打开或关闭进风口41的挡烟板5。
风机系统3包括蜗壳31、设置在蜗壳31内的叶轮32以及用于驱动叶轮32转动的电机33。蜗壳31包括前盖板311、后盖板312以及设置在前盖板311和后盖板312之间的环壁313，前盖板311上开设有风机进风口314。在风机进风口314处设置有进风口圈组件34。
参见图3和图4，进风口圈组件34包括进风口圈341和预旋装置。进风口圈341具有轴线X，包括环绕轴线X(同时也是叶轮32的轴线)呈环状的安装部3411、由安装部3411的径向内侧径向向内延伸的径向导流部3412、由径向导流部3412的径向内侧沿着轴线X向蜗壳31内延伸的轴向导流部3413，径向导流部3412可向远离蜗壳31的方向呈弧形地突起。安装部3411和径向导流部3412为进风口圈组件34的径向延伸部分，以轴线X上的点为中心点，轴向导流部3413为进风口圈组件34的轴向延伸部分。安装部3411安装在风机进风口314的外周、并且位于前盖板311朝向蜗壳31外的一侧，轴向导流部3413由风机进风口314延伸入蜗壳31内。
预旋装置包括一级预旋机构342和二级预旋机构343。参见图6和图7，一级预旋机构342设置在进风口圈341的径向延伸部分上，并且位于径向延伸部分在轴向上的第一侧，即朝向蜗壳31的一侧，轴向导流部3413则位于径向延伸部分在轴向上的第二侧，第一侧和第二侧相对。如在本实施例中，一级预旋机构342设置在安装部3411上，当然一级预旋机构342也可以部分位于径向导流部3412上。一级预旋机构342包括一级拨片3421、推杆3422、弹性件3423和压力管3424，利用叶轮32旋转时在蜗壳31内外产生的压力差推动推杆3422运动，使得一级拨片3421转动。压力管3424与安装部3411连接固定，并且压力管3424与安装部3411贴紧的一面开设有通孔3425，安装部3411、前盖板311上开设有相应的通孔，从而使得压力管3424与蜗壳31内、位于轴向导流部3413之外的部分流体连通，使得压力管3424内部压力与蜗壳31内部压力相同。推杆3422的一端置于压力管3424内、另一端延伸出压力管3424外而与一级拨片3421连接，连接可以为固定连接，优选的为转动连接。一级拨片3421可沿着安装部3411的径向延伸，并且在靠近安装部3411的径向内侧的位置与安装部3411通过第一转轴3427转动连接，一级拨片3421的第一转轴3427与轴线X平行，一级拨片3421与安装部3411的表面贴紧。推杆3422的延伸方向与安装部3411的周向之间具有一定的夹角。
推杆3422位于压力管3424内的端部上设置有止挡部3426，止挡部3426的尺寸大于推杆3422，推杆3422和止挡部3426一体成型。止挡部3426将压力管3424内分隔成远离推杆3422的第一空腔Q1和设置推杆3422的第二空腔Q2。上述的通孔3425对应第一空腔Q1，该第一空腔Q2内的压力与蜗壳31内部的压力相同。弹性件3423，在本实施例中，为弹簧，套设在推杆3422上，其一端与止挡部3426抵接、另一端则与压力管3424靠近一级拨片3421的一端内侧抵接。由此使得推杆3422保持向压力管3424内移动的趋势。
当风机系统工作时，蜗壳31内部的压力将高于外部，此时在气压作用下，在止挡部3426远离弹性件3423的一面上产生推力，进而推动推杆3422伸出压力管3424，推杆3422带动一级拨片3421旋转，使得一级拨片3421产生径向倾角，对气流起到预旋作用，参见图9。
一级拨片3421的径向倾角与蜗壳31内压力的关系如下：
参见图8，若吸油烟机工作时，蜗壳31内的压力为pr1，弹簧弹性系数为k，极限伸缩距离为h，一级拨片3421侧面面积为s1，止挡部3426的面积为s2。通孔3425的中心为点B、推杆3422与一级拨片3421连接处原始位置为点C，BC长度为p0，一级拨片3421的旋转中心为点A，AB长度为n。在压力pr1下，推杆3422运动，其与一级拨片3421连接处运动到点C’，BC’长度为p1，AC’长度为m。则：
当未达到弹簧极限伸缩距离时：
由推杆3422受力平衡，可以得到：
tas1*sinθ1*cosθ1+kΔx＝pr1*s2
其中，ta为一级拨片3421单位面积所受到的风力，该值与风速有关，θ1为一级拨片旋转的角度，
Δx＝p1-p0
θ1＝β-α
Figure GDA0003040177060000051
Figure GDA0003040177060000061
将以上各式代入计算即可得到一级拨片3421偏转角度θ1。
参见图4和图5，二级预旋机构343包括二级拨片3431和第二转轴3432，二级拨片3431设置在轴向导流部3413上。并且二级拨片3431上开设有凹槽3433，凹槽3433由二级拨片3431朝向蜗壳31外的一侧向蜗壳31内的方向凹陷而形成。轴向导流部3413卡入凹槽3433内，由此二级拨片3431部分位于轴向导流部3413的径向内侧、部分位于轴向导流部3413的径向外侧。第二转轴3432穿过轴向导流部3413、从而连接位于轴向导流部3413内外两侧的二级拨片3431部分，使得二级拨片3431与轴向导流部3413转动连接，第二转轴3432与叶轮32的径向平行。
至少两个一级预旋机构342和至少两个二级预旋机构343均可以在周向上间隔布置。
本发明的预旋装置，一级预转机构利用叶轮旋转时在蜗壳内外产生的压力差推动气动推杆运动，使得一级拨片旋转，与电机33的输出轴所在平面产生一定角度，当气流经过该处时，迫使气流产生与叶轮32旋转方向一致的切向速度；二级预旋机构利用进风口圈内外两侧的气流速度不一致，使得二级拨片受到与叶轮32旋转方向一致的力，进而转动一定角度，迫使轴向气流经过该拨片时产生与叶轮32旋转方向一致的切向速度，进而保证风机系统的进气流畅，提升吸油烟效果。
本发明所称的“流体连通”是指两个部件或部位(以下统一分别称为第一部位、第二部位)之间的空间位置关系，即流体(气体、液体或两者的混合)能从第一部位沿着流动路径流动或/和被运送到第二部位，可以是所述的第一部位、第二部位之间直接相连通，也可以是第一部位、第二部位之间通过至少一个第三者间接连通，该第三者可以是诸如管道、通道、导管、导流件、孔、槽等流体通道、也可以是允许流体流过的腔室或以上组合。

Claims (11)

1.一种进风口圈组件，包括具有轴线(X)的进风口圈(341)和预旋装置，所述进风口圈(341)包括环绕轴线(X)呈环状的径向延伸部分、以及轴向导流部(3413)，所述轴向导流部(3413)在径向延伸部分的径向内侧、沿轴线(X)延伸，其特征在于：所述预旋装置包括一级预旋机构(342)，所述一级预旋机构(342)设置在径向延伸部分在轴向上的第一侧，所述轴向导流部(3413)设置在径向延伸部分在轴向上的、与第一侧相对的第二侧，所述一级预旋机构(342)包括由径向延伸部分在轴向上两侧的压力差推动转动的一级拨片(3421)，所述一级拨片(3421)的转动轴与轴线(X)平行。
2.根据权利要求1所述的进风口圈组件，其特征在于：所述一级预旋机构(342)还包括推杆(3422)和压力管(3424)，所述推杆(3422)的一端位于压力管(3424)内、另一端延伸出压力管(3424)而与一级拨片(3421)连接，所述推杆(3422)保持向压力管(3424)内移动的趋势，所述推杆(3422)位于压力管(3424)内的端部上设置有止挡部(3426)，所述止挡部(3426)将压力管(3424)内分隔成远离推杆(3422)的第一空腔(Q1)和设置推杆(3422)的第二空腔(Q2)，所述第一空腔(Q1)与径向延伸部分的第二侧、位于轴向导流部(3413)的径向外侧的部分流体连通。
3.根据权利要求2所述的进风口圈组件，其特征在于：所述压力管(3424)与径向延伸部分贴紧，并且所述压力管(3424)与径向延伸部分贴紧的一面开设有通孔(3425)，从而使得第一空腔(Q1)与径向延伸部分的第二侧流体连通。
4.根据权利要求2所述的进风口圈组件，其特征在于：所述一级预旋机构(342)还包括弹性件(3423)，所述弹性件(3423)套设在推杆(3422)上，所述弹性件(3423)的一端与止挡部(3426)抵接、另一端则与压力管(3424)靠近一级拨片(3421)的一端内侧抵接，从而使得推杆(3422)保持向压力管(3424)内移动的趋势。
5.根据权利要求1所述的进风口圈组件，其特征在于：所述一级拨片(3421)沿着径向延伸、并且通过第一转轴(3427)与径向延伸部分转动连接，所述第一转轴(3427)构成所述一级拨片(3421)的转动轴。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的进风口圈组件，其特征在于：所述径向延伸部分包括环状的安装部(3411)、由安装部(3411)的径向内侧径向向内延伸的径向导流部(3412)，所述一级预旋机构(342)设置在安装部(3411)上。
7.根据权利要求1所述的进风口圈组件，其特征在于：所述预旋装置还包括二级预旋机构(343)，所述二级预旋机构(343)包括由轴向导流部(3413)在径向上内外两侧的压力差推动转动的二级拨片(3431)，所述二级拨片(3431)的转动轴在轴向导流部(3413)的径向上延伸。
8.根据权利要求7所述的进风口圈组件，其特征在于：所述二级拨片(3431)上开设有凹槽(3433)，所述轴向导流部(3413)卡入凹槽(3433)内，使得所述二级拨片(3431)部分位于轴向导流部(3413)的径向内侧、部分位于轴向导流部(3413)的径向外侧。
9.根据权利要求8所述的进风口圈组件，其特征在于：所述二级预旋机构(343)还包括构成二级拨片(3431)的转动轴的第二转轴(3432)，所述第二转轴(3432)穿过轴向导流部(3413)、从而连接位于轴向导流部(3413)内外两侧的二级拨片(3431)部分，使得二级拨片(3431)与轴向导流部(3413)转动连接。
10.一种应用有如权利要求1～9中任一项所述的进风口圈组件的风机系统，包括蜗壳(31)、设置在蜗壳(31)内的叶轮(32)，所述蜗壳(31)上开设有风机进风口(314)，所述叶轮(32)与进风口圈(341)同轴，其特征在于：所述径向延伸部分在轴向上的第一侧朝向蜗壳(31)外部，所述径向延伸部分在轴向上的第二侧朝向蜗壳(31)内部，所述轴向导流部(3413)通过风机进风口(314)延伸入蜗壳(31)内。
11.一种吸油烟机，其特征在于：应用有如权利要求10所述的风机系统。
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