CN112253495A - 一种风机系统及应用有该风机系统的吸油烟机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风机系统，包括蜗壳和设置在蜗壳内的叶轮，所述蜗壳包括蜗舌和出风口，其特征在于：所述蜗壳的出风口处设置有隔舌，从而将出风口处分隔成远离蜗舌的第一流区和靠近蜗舌的第二流区两个部分。还公开了一种应用有上述风机系统的吸油烟机。与现有技术相比，本发明的优点在于：1)改善蜗壳出口附近的流动状态，隔舌可以起到一定的导流和调速作用，使出口流动更加均匀；2)隔舌可以降低蜗舌附近的流速，进而降低噪声；3)通过使得隔舌相对蜗壳可转动设置，根据蜗壳不同区域的流速状态，改变隔舌的角度，进而调整出风口附近的过流面积，调整隔舌两侧的流动速度，降低出口附近的流速差，并降低蜗舌附近的流动速度，达到稳流降噪目的。

Description

一种风机系统及应用有该风机系统的吸油烟机
技术领域
本发明涉及动力装置，尤其是一种风机系统，以及应用有该风机系统的吸油烟机。
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。
现有的多翼离心风机，其蜗壳型线多为对数螺旋线或阿基米德螺旋线，如申请号为201710863603.8的中国专利公开的一种用于吸油烟机的离心风机系统，包括蜗壳、叶轮、直流变频电机以及导风圈，蜗壳的外缘轮廓线为由AB、BC、CD、DE四段相连的圆弧段构成的螺旋线，该外缘轮廓线形成蜗壳的蜗壳型线，蜗壳的内腔径向宽度沿蜗壳型线从内到外递增，该内腔形成螺旋状的气体流道，气流通道的出气方向朝沿蜗壳型线的张开方向设置，气体流道的出气口外侧设有与蜗壳固定的出风座，出风座内设有导风通道，导风通道的导风方向与气体流道的出气方向沿同一轨迹及方向设置，导风通道与气体流道共同形成单方向扩压的扩压通道。
这种离心风机的设计，叶轮与蜗壳在出口处的配合并不符合对数螺旋线的设计方法，气流在蜗舌附近的流动状态较差，流动损失大，造成该区域流动状态较差，而且噪音水平高。
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，提供一种风机系统，能够改善风机出风口处的流动状态，提高流动效率；同时降低蜗舌附近的流动速度，进而降低噪声。
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：一种风机系统，包括蜗壳和设置在蜗壳内的叶轮，所述蜗壳包括蜗舌和出风口，其特征在于：所述蜗壳的出风口处设置有隔舌，从而将出风口处分隔成远离蜗舌的第一流区和靠近蜗舌的第二流区两个部分。
为更好地起到导流作用，降低隔舌尾缘的流动损失，所述隔舌的型线呈翼型，翼型的前缘朝向蜗壳内，翼型的尾缘则朝向蜗壳的出风口外。
为降低冲击损失，所述蜗舌的型线呈圆弧形并且半径为R，所述隔舌的前缘半径为R1，R1的取值范围为R±0.2R。
为便于加工，所述隔舌的型线还包括位于翼型前缘和尾缘之间的外圆弧和内圆弧，所述外圆弧位于远离蜗舌一侧，所述内圆弧位于靠近蜗舌一侧。
为避免导致噪音水平上升，叶轮的半径为R0，在同一垂直于叶轮轴向的截面上，所述隔舌前缘的圆心距离叶轮的中心距离为R2，R2的取值范围为1.26R0到1.6R0。
为进一步避免因间隙过小而导致噪音水平上升，所述隔舌的前缘与叶轮边缘之间的距离大于蜗舌间隙。
为便于根据风机运行实际工况进行调节，所述风机系统还包括用于驱动隔舌转动的驱动机构，所述隔舌的转动轴与叶轮的轴线平行。
为便于自动控制驱动机构的运转，所述风机系统还包括用于控制驱动机构动作的第一气体流速传感器和第二气体流速传感器，所述第一气体流速传感器设置在第一流区内，所述第二气体流速传感器设置在第二流区内。
为便于在调节过程中将第二流区封闭，所述隔舌的前缘与蜗舌之间的距离和隔舌的长度相等。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种吸油烟机，其特征在于：包括如上所述的风机系统。
与现有技术相比，本发明的优点在于：1)改善蜗壳出口附近的流动状态，隔舌可以起到一定的导流和调速作用，使出口流动更加均匀；2)隔舌可以降低蜗舌附近的流速，进而降低噪声；3)通过使得隔舌相对蜗壳可转动设置，根据蜗壳不同区域的流速状态，改变隔舌的角度，进而调整出风口附近的过流面积，调整隔舌两侧的流动速度，降低出口附近的流速差，并降低蜗舌附近的流动速度，达到稳流降噪目的。
附图说明
图1为本发明实施例的风机系统的示意图；
图2为本发明实施例的风机系统隐藏蜗壳的示意图；
图3为本发明实施例的风机系统的隔舌的示意图；
图4为本发明实施例的风机系统的隔舌处于初始状态的剖视图；
图5为本发明实施例的风机系系统的隔舌向靠近蜗壳的蜗舌方向偏转的剖视图；
图6为本发明实施例的风机系系统的隔舌向远离蜗壳的蜗舌方向偏转的剖视图。
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～图3，一种风机系统，为离心风机，包括蜗壳1和设置在蜗壳1内的叶轮2，蜗壳1包括前盖板11、后盖板12以及设置在前盖板11和后盖板12之间的环壁13。蜗壳1的环壁13上形成有蜗舌14，蜗壳1的前盖板11、后盖板12和环壁13共同围成有出风口15。
参见2～图4，在蜗壳1的出风口15的位置设置有隔舌3，在本实施例中，隔舌3的型线呈翼型，翼型的前缘朝向蜗壳1内，翼型的尾缘则朝向蜗壳1的出风口15外。按照等环量法设计蜗壳型线和蜗舌尺寸。下文所述线条、尺寸等，均为在同一截面上，该截面垂直于叶轮2(蜗壳1)的轴向。
蜗舌14的型线呈圆弧形，其半径为R，叶轮2的半径为R0。为降低冲击损失，隔舌3前缘半径为R1，R1的取值范围优选的为R±0.2R，隔舌3前缘圆心O(转动中心，将在下文详述)距离叶轮2的中心距离为R2，R2的取值范围优选的为1.26R0到1.6R0。隔舌3的中心线与出风口15外侧壁面(远离蜗舌14一侧壁面)之间的夹角为α，α的取值范围优选的为8°±2°。隔舌3前缘圆心O与叶轮2圆心的连线和竖直方向之间的夹角为β(此时蜗壳1的放置状态为出风口15朝上，并且出风口15边缘呈水平)，β的取值范围优选的为48°±2°。为方便加工，隔舌3采用圆弧形简化设计，型线还包括位于前缘和尾缘之间的外圆弧L1和内圆弧L2，控制外圆弧L1(远离蜗舌14的一侧)半径为R3，R3的取值范围优选的为25R±R，内圆弧L2(靠近蜗舌14的一侧)半径为R4，R4的取值范围优选的为13R±R。
风机系统还包括驱动机构4在本实施例中，驱动机构4为电机，电机设置在蜗壳1的外部，并且可以与蜗壳1连接固定，如固定在前盖板11上。电机的输出轴41延伸入蜗壳1内部并且与隔舌3靠近前盖板11的一侧连接，隔舌3的另一侧通过转轴31与后盖板12转动连接。驱动机构4和隔舌3的连接处中心为隔舌3的转动中心。隔舌3的转动轴与叶轮2的轴线平行。当驱动机构4启动时，可驱动隔舌3转动。
隔舌3的作用主要在于分流，将出风口15的流体分隔成远离蜗舌14的第一流区Q1和靠近蜗舌14的第二流区Q2两个部分，降低第一流区Q1与第二流区Q2的相互影响。第一流区Q1的流速大于第二流区Q2的流速。隔舌3采用翼型结构，其目的在于降低隔舌3尾缘的流动损失。隔舌3的前缘与叶轮2边缘的距离应大于蜗舌14间隙(蜗舌间隙是指蜗舌和叶轮边缘之间的间隙)，防止因间隙过小造成噪音水平上升。隔舌3前缘与蜗舌14的距离应保持与隔舌3长度相等，便于在调节过程中，使得第二流区Q2完全封闭。在第一流区Q1中设置有第一气体流速传感器51，第二流区Q2中设置有第二气体流速传感器52，这两个气体流速传感器与驱动机构4电连接，从而可控制驱动机构4的动作。
隔舌3的初始安装位置为图4中所示参数标识的位置，此时，R2为1.26R0，α为8°，β为48°。开机后，两个气体流速传感器分别监测相应流区内的气体流速，根据实时检测到的气体流速，调节隔舌3转动一定角度(气体流速和偏转角度的对应关系可以以历史实验数据作参考)以改变第一流区Q1和第二流区Q2的比例，如第一流区Q1的流速和第二流区Q2的流速差值高于预设上限值时，可将隔舌3向靠近蜗舌14的方向转动，参见图5；如第一流区Q1的流速和第二流区Q2的流速差值低于预设下限值时，可将隔舌3向远离蜗舌14的方向转动，参见图6。由此达到气流的最佳状态，最终使隔舌两侧流出的流体速度达到一致，降低气动摩擦损失。
可替代的，隔舌3的型线也可以为圆弧形，或者在出风口15的外侧壁面和蜗舌14之间间隔布置至少两个隔舌3，分隔出更多的流区。
通过设置隔舌，可以具有如下效果：
1)改善蜗壳出口附近的流动状态：由于离心风机在出风口的工作状态并不是按照理想曲线进行设计的，所以离心风机在出风口附近，尤其是蜗舌附近存在较差的流动状态。通过增加隔舌的方式可以起到一定的导流和调速作用，使出口流动更加均匀。
2、隔舌可以降低蜗舌附近的流速，进而降低噪声：离心风机出风口远离蜗舌一侧的流体流速高，在蜗舌间隙处会形成较大的压力梯度，噪音水平较高。通过增设隔舌，可以降低蜗舌附近流速，进而达到降噪目的。
3、自动调节的隔舌结构，使出流更加均匀：根据蜗壳不同区域的流速状态，改变隔舌的角度，进而调整出风口附近的过流面积，调整隔舌两侧的流动速度，降低出口附近的流速差，并降低蜗舌附近的流动速度，达到稳流降噪目的。

Claims (10)

1.一种风机系统，包括蜗壳(1)和设置在蜗壳(1)内的叶轮(2)，所述蜗壳(1)包括蜗舌(14)和出风口(15)，其特征在于：所述蜗壳(1)的出风口(15)处设置有隔舌(3)，从而将出风口(15)处分隔成远离蜗舌(14)的第一流区(Q1)和靠近蜗舌(14)的第二流区(Q2)两个部分。
2.根据权利要求1所述风机系统，其特征在于：所述隔舌(3)的型线呈翼型，翼型的前缘朝向蜗壳(1)内，翼型的尾缘则朝向蜗壳(1)的出风口(15)外。
3.根据权利要求2所述风机系统，其特征在于：所述蜗舌(14)的型线呈圆弧形并且半径为R，所述隔舌(3)的前缘半径为R1，R1的取值范围为R±0.2R。
4.根据权利要求3所述风机系统，其特征在于：所述隔舌(3)的型线还包括位于翼型前缘和尾缘之间的外圆弧(L1)和内圆弧(L2)，所述外圆弧(L1)位于远离蜗舌(14)一侧，所述内圆弧(L2)位于靠近蜗舌(14)一侧。
5.根据权利要求2所述风机系统，其特征在于：叶轮(2)的半径为R0，在同一垂直于叶轮(2)轴向的截面上，所述隔舌(3)前缘的圆心距离叶轮(2)的中心距离为R2，R2的取值范围为1.26R0到1.6R0。
6.根据权利要求5所述风机系统，其特征在于：所述隔舌(3)的前缘与叶轮(2)边缘之间的距离大于蜗舌(14)间隙。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的风机系统，其特征在于：所述风机系统还包括用于驱动隔舌(3)转动的驱动机构(4)，所述隔舌(3)的转动轴与叶轮(2)的轴线平行。
8.根据权利要求7所述风机系统，其特征在于：所述风机系统还包括用于控制驱动机构(4)动作的第一气体流速传感器(51)和第二气体流速传感器(52)，所述第一气体流速传感器(51)设置在第一流区(Q1)内，所述第二气体流速传感器(52)设置在第二流区(Q2)内。
9.根据权利要求7所述风机系统，其特征在于：所述隔舌(3)的前缘与蜗舌(14)之间的距离和隔舌(3)的长度相等。
10.一种吸油烟机，其特征在于：包括如权利要求1～9中任一项所述的风机系统。
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