CN112377462B - 一种导流装置、应用有该导流装置的离心风机及吸油烟机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导流装置，包括导流面，导流面由第一曲线段、第二曲线段、第三曲线段和第一直线段共同围成，第一曲线段、第三曲线段、第一直线段和第二曲线段依次首尾相连，以第一曲线段的起点为坐标原点，以第一曲线段所在平面上经过坐标原点的互相垂直的两条直线分别记为X轴和Y轴，以与X轴、Y轴均垂直的为Z轴，第一曲线段的终点的坐标为(x3,y3)，并且满足x3≠0、y3≠0，第一直线段的起点和终点的Z坐标均不等于0。还公开了一种应用有上述导流装置的离心风机，以及一种应用有上述离心风机的吸油烟机。与现有技术相比，本发明的优点在于：通过使得导流装置的导流面由三条曲线构成曲面，可以有效引导气流转弯，降低转弯能量损失和气动噪声。

Description

一种导流装置、应用有该导流装置的离心风机及吸油烟机

技术领域

本发明涉及动力装置，尤其是一种导流装置，应用有该导流装置的离心风机，以及吸油烟机。

背景技术

吸油烟机已成为现代家庭中不可或缺的厨房家电设备之一。吸油烟机是利用流体动力学原理进行工作，通过安装在吸油烟机内部的离心式风机吸排油烟，并使用滤网过滤部分油脂颗粒。离心式风机包括蜗壳、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。

针对吸油烟机薄型机，风机系统一般采用水平放置，出风口以顶出风为主。如申请号为201720917014.9的中国专利公开的一种超薄型顶吸式吸油烟机，至少包括壳体和送风结构件，所述送风结构件包括风机蜗壳、与所述风机蜗壳配合使用的电机和风轮,所述风机蜗壳包括设有进风口的前盖板和中间环壁，所述中间环壁以连续平滑过渡的曲面将所述前盖板垂直连接起来并形成一个具有上开口的内流道和送风口。

如上所述，现有的吸油烟机整机绝大多数是顶出风，气流进入风机系统经过叶轮的离心甩吸提供能量后，通过蜗壳排出，在蜗壳内基本处于水平旋转流动的气体在排出前被迫转弯后向上排出。流体经过蜗壳转弯后向上排出体外的过程在蜗壳背部有一个导板引流可以使内流场相对顺畅些，因此目前现有的吸油烟机的背出风处一般会有一个二维截面为圆弧状的结构。

如申请号为202010463696.7的中国专利公开的一种排烟管，该排烟管包括管体和分流件，管体用于与吸油烟装置的蜗壳连通，分流件设置在管体内，分流件包括具有第一导风面的第一分流部，第一分流部与具有流动分量的油烟的通过位置对应设置，第一导风面倾斜于管体的长度方向且远离蜗壳的蜗舌设置。

由于蜗壳出口处气流运动比较复杂，引起的气流噪音较大，该圆弧形结构只能稍微降低噪音，但是没有明显改善。

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，提供一种导流装置，有效引导气流转弯，降低转弯能量损失和气动噪声，降低蜗壳出口处的噪音。

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导流装置的离心风机。

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离心风机的吸油烟机。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种导流装置，包括导流面，其特征在于：所述导流面由第一曲线段、第二曲线段、第三曲线段和第一直线段共同围成，所述第一曲线段、第三曲线段、第一直线段和第二曲线段依次首尾相连，以第一曲线段的起点为坐标原点，以第一曲线段所在平面上经过坐标原点的互相垂直的两条直线分别记为X轴和Y轴，以与X轴、Y轴均垂直的为Z轴，第一曲线段的终点的坐标为(x3,y3)，并且满足x3≠0、y3≠0，所述第一直线段的起点和终点的Z坐标均不等于0。

优选的，为顺应流场出口，减小气流冲击，第一曲线段包括依次连接的第二直线段和第四曲线段，所述第二直线段的起点为第一曲线段的起点，所述第二直线段在X轴上，所述第四曲线段的终点为第一曲线段的终点，所述第四曲线段为贝塞尔曲线。

优选的，为顺应流场出口渐扩的过程，减小集流器进口端的气流冲击，所述第二曲线段为对数螺旋线。

优选的，为了更好地适应大流量的工况范围，所述第三曲线段为扩张角逐渐扩大或者扩张角渐缩的变角对数螺旋线。

为进一步提高导流效果，抑制导流装置附近的气流出现涡流等引起的气流不均匀引起的气流不稳定现象，所述导流面上设置有导流片，所述导流片在第一曲线段和第一直线段之间延伸，所述导流片还从导流面向远离导流面的方向延伸。

优选的，为了给从叶轮出口靠近蜗舌处出口的流体一个导向的作用，引导气流朝出风口排出，同时减少蜗舌处涡流的作用，所述导流片与第一曲线段所在的XY平面之间具有倾斜角。

优选的，为进一步起到引导气流、减少蜗舌处涡流的作用，所述第一曲线段在XZ平面上的投影长度为L2，所述导流片靠近第一直线段(FE)的一端与第一曲线段的终点各自在XZ平面上的投影之间的垂直距离为L1，并且满足L2：L1∈[2:1,5:2]。

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导流装置的离心风机，包括蜗壳和设置在蜗壳内的叶轮，所述蜗壳上开设有进风口和出风口，其特征在于：所述出风口的朝向与叶轮的轴向平行，所述导流装置设置在蜗壳内并且与出风口对应，从而将叶轮的径向出风导向出风口。

优选的，导流装置的具体位置为，所述蜗壳包括前盖板、后盖板以及连接在前盖板和后盖板之间的环壁，所述前盖板上开设有进风口，所述出风口开设在后盖板上，所述环壁上靠近出风口处形成有蜗舌，所述第一曲线段和第一直线段均为在环壁相对的两侧之间延伸，所述第二曲线段位于环壁远离蜗舌的一侧，所述第三曲线段位于环壁靠近蜗舌的一侧，所述第一曲线段靠近蜗壳的后盖板，所述第一直线段靠近蜗壳的前盖板。

优选的，为配合蜗舌的尺寸，与蜗舌更好地贴合，所述第三曲线段在靠近第三曲线段的终点处向第二曲线段方向偏转。

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：应用有如上所述的离心风机，所述进风口朝下，所述出风口朝上，所述吸油烟机还包括设置在出风口上的出风罩。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过使得导流装置的导流面由三条曲线构成曲面，可以有效引导气流转弯，降低转弯能量损失和气动噪声；导流面上设置有导流片，可以提高导流效果，抑制导流装置附近的气流出现涡流等引起的气流不均匀引起的气流不稳定现象，从而降低噪音。

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(纵向剖面)；

图3为本发明实施例的吸油烟机的剖视图(横向剖面)；

图4为本发明实施例的吸油烟机的离心风机的示意图；

图5为本发明实施例的吸油烟机的离心风机的导流装置的结构示意图；

图6为本发明实施例的吸油烟机的离心风机的导流装置的正视图；

图7为本发明实施例的吸油烟机的离心风机的导流装置的侧视图。

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4，一种吸油烟机，优选的，为薄型吸油烟机。薄型吸油烟机是指整机高度一般不超过220mm，安装在厨房炉灶上方，能将炉灶燃烧的废物和烹饪过程中产生的对人体有害的油烟迅速抽走，排出室外，同时将油烟冷凝收集，减少污染，净化厨房空气的厨房电器。

吸油烟机包括集烟罩1、设置在集烟罩1内的风机系统和出风罩3。风机系统包括两个并联设置在的离心风机2。可替代的，风机系统也可以为仅为单风机系统。

每个离心风机2包括蜗壳21、设置在蜗壳21内的叶轮22和用于驱动叶轮22旋转的电机(未示出)，蜗壳21上形成有进风口211和出风口212。蜗壳21包括前盖板213、后盖板214以及设置在前盖板213和后盖板214之间的环壁215。上述的进风口211开设在前盖板213上，出风口212开设在后盖板214上。环壁215上靠近出风口212处形成有蜗舌216。

薄型吸油烟机由于整机高度很受限制，造成风机系统2的放置方式基本确定，只能采用卧式放置。即将蜗壳21、叶轮22，使得蜗壳21上的进风口211朝下，而蜗壳21上的出风口212则朝上。油烟等气流从风机的进风口211吸入气流，经过叶轮22的高速离心甩吸作用，气流在蜗壳21的增压后经过出风口212排出。出风罩3设置在集烟罩1的顶部，并且与出风口212对应，出风罩3内的气流流动方向为向上。

由此，在上述油烟吸排过程中，气流经过蜗壳21排出时，需要经过一个90°转弯，该过程中会产生较大的噪声。出风口212的设置方式与现有的离心风机不同，现有的离心风机出风口与叶轮的出风方向一致。为了改善该处噪音，离心风机2还包括导流装置23，设置在蜗壳21内与出风口212对应处。导流装置23将径向流出的气流导向成轴向流出到出风罩3的作用，可以有效引导气流转弯，降低转弯能量损失和气动噪声。

参见图2～图7，为了适应出风口212处的运动规律，导流装置23包括导流面231，导流面231整体向远离气流的方向突出。导流面231为三维曲面设计，由第一曲线段AD、第二曲线段EA、第三曲线段DF和第一直线段FE同围成，其中，第一曲线段AD和第一直线段FE均为在环壁215相对的两侧之间延伸，第二曲线段EA位于环壁215远离蜗舌216的一侧，第三曲线段DF位于环壁215靠近蜗舌216的一侧。第一曲线段AD、第三曲线段DF、第一直线段FE和第二曲线段EA依次首尾相连，并且第二曲线段EA的终点A即为第一曲线段AD的起点A。第一曲线段AD靠近蜗壳21的后盖板214，第一直线段FE靠近蜗壳21的前盖板213。

第一曲线段AD在同一平面上，包括依次连接的第二直线段AB和第四曲线段BD，第四曲线段BD为贝塞尔曲线。建立笛卡尔坐标系，以第一曲线段AD的起点A为坐标原点，通过第二直线段AB的为X轴，Y轴在第一曲线段AD所在平面上并且与X轴垂直，Z轴与X轴、Y轴均垂直。Z轴与叶轮22的轴线平行，第一直线段FE的起点F和终点E的Z轴坐标均大等于0，如可以大于0。第一曲线段AD所在平面即为XY平面。当导流装置23置于本发明的吸油烟机中时，X轴为左右方向，Y轴为前后方向，Z轴为上下方向。

第四曲线段BD上取一点C。第一曲线段AD的各点对应的点的坐标分别为A(0,0)，B(x1,0)，C(x2,y2)，D(x3,y3)，x3≠0，y3≠0，在本实施例中，y3＞y2＞0，x3＞x2＞x1＞0。第二直线段AB的长度为x1，即B点的坐标为(x1,0)，优选的，x1的取值范围在55mm～80mm之间，其中最优为68mm。y2的取值范围为40mm～70mm之间，其中最优为52mm。根据贝塞尔曲线二次方公式B(t)＝(1-t)²B+2t(1-t)C+t²D，t∈[0,1]即可拟合曲线。C点采用黄金分割点，该点的坐标为

第二曲线段EA和第三曲线段DF均采用圆柱坐标系，其中第二曲线段EA优选的为对数螺旋线，顺应流场出口渐扩的过程，能够减小集流器进口端的气流冲击。第二曲线段EA的对数螺旋线的方程为Y＝R1*exp(θ)，其中，R1的大小为导流装置23的高度(定义导流装置23的高度为第一直线段FE到第一曲线段AD所在平面的垂直距离)，第二曲线段EA的起始点为E点，θ为第二曲线段EA上任意点的极坐标角度变量。

为了更好地适应大流量的工况范围，第三曲线段DF为扩张角逐渐扩大或者扩张角渐缩的变角对数螺旋线。变螺旋角对数螺旋线的方程为Y＝R1*exp(θ’*tan(λ1))，其中可变螺旋扩张角λ1∈[1°，10°]，R1的大小为导流装置23的高度，第三曲线段DF的起始点为F点，θ’为第三曲线段DF上任意点的极坐标角度变量。第三曲线段DF靠近出风口212边缘，流场入口前靠近蜗舌216处，气流流出受出风口212和出风罩3等结构的限制，流场速度相对较低。

第三曲线段DF在靠近终点F处向第二曲线段EA方向偏转，该偏转的部分对应蜗舌216(尤其是变R蜗舌)，从而配合蜗舌216的尺寸，与蜗舌216更好地贴合。

第一直线段FE位于第一曲线段AD所在平面之外，在本实施例中，与第一曲线段AD所在平面平行，并且与第二直线段AB平行。

导流面231上设置有导流片232，导流片232在第一曲线段AD和第一直线段FE之间延伸(该延伸方向为导流片232的长度方向)，导流片232还从导流面231向远离导流面231的方向延伸(该延伸方向为导流片232的高度方向，即在蜗壳21的前盖板213和后盖板214之间延伸)。

参见图6，导流装置23靠近前盖板213的底面和导流装置23靠近后盖板214的顶面均为平面，导流面231在底面和顶面(第一曲线段AD所在平面，与底面平行)之间延伸，底面和顶面均与前盖板213(后盖板214)平行，使得导流装置23安装在吸油烟机整机中时为水平面。导流片232与底面之间具有一定的倾斜角β，优选的β∈[70°,88°]，采用该倾斜角β主要是为了给从叶轮22出口靠近蜗舌216处出口的流体一个导向的作用，引导气流朝出风口212排出，同时减少蜗舌216处涡流的作用。第一曲线段AD在XZ平面上的投影的长度为L2，导流片232在XZ平面上的投影中，靠近第一直线段FE的一端与终点D的投影之间的垂直距离(即与X轴平行方向上的距离)为L1，优选的L2：L1∈[2:1,5:2]，L2：L1最优比值为20:9。

参见图6，导流片232和导流装置23的顶面之间留有一定的距离，可以对流体有一个缓冲的空间。导流片232靠近导流面231的一侧与导流面231完全贴合。考虑到导流片232的主要作用主要是导流作用，抑制导流装置23附近的气流出现涡流等引起的气流不均匀引起的气流不稳定现象，所以只需定义导流片232在导流面231上左右的相对位置(即上述的L2：L1)，导流片232的高度不高于20mm，以对出风口212主气流的流动不产生抑制作用即可。

按照GB/T17713-2011吸油烟机试验测试方法，通过试验测试表明，三维曲面设计的导流装置23相比较二维圆弧状导流装置设计，噪音降低0.8dB。在三维曲面上加上导流片232后，噪音降低0.6dB。

Claims (11)

1.一种导流装置，包括导流面(231)，其特征在于：所述导流面(231)由第一曲线段(AD)、第二曲线段(EA)、第三曲线段(DF)和第一直线段(FE)共同围成，所述第一曲线段(AD)、第三曲线段(DF)、第一直线段(FE)和第二曲线段(EA)依次首尾相连，以第一曲线段(AD)的起点(A)为坐标原点，以第一曲线段(AD)所在平面上经过坐标原点的互相垂直的两条直线分别记为X轴和Y轴，以与X轴、Y轴均垂直的为Z轴，第一曲线段(AD)的终点(D)的坐标为(x3,y3)，并且满足x3≠0、y3≠0，所述第一直线段(FE)的起点(F)和终点(E)的Z坐标均不等于0。

2.根据权利要求1所述的导流装置，其特征在于：第一曲线段(AD)包括依次连接的第二直线段(AB)和第四曲线段(BD)，所述第二直线段(AB)的起点(A)为第一曲线段(AD)的起点(A)，所述第二直线段(AB)在X轴上，所述第四曲线段(BD)的终点(D)为第一曲线段(AD)的终点(D)，所述第四曲线段(BD)为贝塞尔曲线。

3.根据权利要求1所述的导流装置，其特征在于：所述第二曲线段(EA)为对数螺旋线。

4.根据权利要求1所述的导流装置，其特征在于：所述第三曲线段(DF)为扩张角逐渐扩大或者扩张角渐缩的变角对数螺旋线。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的导流装置，其特征在于：所述导流面(231)上设置有导流片(232)，所述导流片(232)在第一曲线段(AD)和第一直线段(FE)之间延伸，所述导流片(232)还从导流面(231)向远离导流面(231)的方向延伸。

6.根据权利要求5所述的导流装置，其特征在于：所述导流片(232)与第一曲线段(AD)所在的XY平面之间具有倾斜角(β)。

7.根据权利要求6所述的导流装置，其特征在于：所述第一曲线段(AD)在XZ平面上的投影长度为L2，所述导流片(232)靠近第一直线段(FE)的一端与第一曲线段(AD)的终点(D)各自在XZ平面上的投影之间的垂直距离为L1，并且满足L2：L1∈[2:1,5:2]。

8.一种应用有如权利要求1～7中任一项所述的导流装置的离心风机，包括蜗壳(21)和设置在蜗壳(21)内的叶轮(22)，所述蜗壳(21)上开设有进风口(211)和出风口(212)，其特征在于：所述出风口(212)的朝向与叶轮(22)的轴向平行，所述导流装置设置在蜗壳(21)内并且与出风口(212)对应，从而将叶轮(22)的径向出风导向出风口(212)。

9.根据权利要求8所述的离心风机，其特征在于：所述蜗壳(21)包括前盖板(213)、后盖板(214)以及连接在前盖板(213)和后盖板(214)之间的环壁(215)，所述前盖板(213)上开设有进风口(211)，所述出风口(212)开设在后盖板(214)上，所述环壁(215)上靠近出风口(212)处形成有蜗舌(216)，所述第一曲线段(AD)和第一直线段(FE)均为在环壁(215)相对的两侧之间延伸，所述第二曲线段(EA)位于环壁(215)远离蜗舌(216)的一侧，所述第三曲线段(DF)位于环壁(215)靠近蜗舌(216)的一侧，所述第一曲线段(AD)靠近蜗壳(21)的后盖板(214)，所述第一直线段(FE)靠近蜗壳(21)的前盖板(213)。

10.根据权利要求9所述的离心风机，其特征在于：所述第三曲线段(DF)在靠近第三曲线段(DF)的终点(F)处向第二曲线段(EA)方向偏转。

11.一种吸油烟机，其特征在于：应用有如权利要求8～10中任一项所述的离心风机，所述进风口(211)朝下，所述出风口(212)朝上，所述吸油烟机还包括设置在出风口(212)上的出风罩(3)。

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