CN112855574B - 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，所述蜗壳上形成有出风口，所述蜗壳位于出风口处开设有进气孔，所述叶轮上开设有出气孔，所述进气孔和出气孔之间通过管路连通，所述管路上设置有单向压力导通装置，所述单向压力导通装置根据进气孔和出气孔之间的压力差选择性地导通，从而能使得从进气孔引入的气体从出气孔喷出而对叶轮加速。还公开了一种应用有该风机系统的吸油烟机。与现有技术相比，本发明的优点在于：将风机系统的出风口和叶轮内部通过管路连接，利用风机系统出风口和叶轮内部的压力差，能够迫使出风口处的气体向叶轮内部的出风孔流动并喷出，开启增压模式，实现被动加速，瞬时提高转速，增大进气量。

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
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，实时监测其状态及保证流道畅通对于提升厨房空气质量具有重要影响。
目前市场上的吸油烟机为了保证油烟在排出吸油烟机后不回流，即在吸油烟机不工作时油烟不倒灌，在油烟管道与公共烟道接口设置有止逆阀片，另外，有些吸油烟机在出风口罩的内部设置同样有止逆阀片，进而保证油烟不倒灌。这些结构虽然可以实现防止油烟回流，但是由于止逆阀片位于流道中，当吸油烟机工作达到一定时长后，在出风口罩止逆阀片上将出现大量冷凝油，或者用户使用吸油烟机不频繁，易导致止逆阀片开启不到位或无法开启情况，另外受限于风机系统中电机性能，当吸油烟机出口压力较大时无法顺利将油烟排除，以上问题将严重影响吸油烟机工作，使得用户对吸油烟机性能产生怀疑，影响用户体验。
而随着生活质量的不断提升，吸油烟机生产厂家不断追求大风量及大风压，以求得更好的吸油烟效果，利用大风压将油烟强行吹到公共烟道中，为获得更好的用户体验，现有技术一般通过对风道、叶轮、电机等部件的尺寸进行加大、提高电机性能等措施获取更好的吸油烟效果，这些方式大大增加了成本，且仅仅是单一部件的尺寸放大，整体性能仍处于同一水平，浪费了资源，同时，如果部件尺寸加大影响厨房设计。
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，提供一种风机系统，能够实现被动增速，提高流体排放能力。
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。
本发明解决上述技术问题所采用的第一个技术方案为：一种风机系统，包括蜗壳和设置在蜗壳内的叶轮，所述蜗壳上形成有出风口，其特征在于：所述蜗壳位于出风口处开设有进气孔，所述叶轮上开设有出气孔，所述进气孔和出气孔之间通过管路连通，所述管路上设置有单向压力导通装置，所述单向压力导通装置根据进气孔和出气孔之间的压力差选择性地导通，从而能使得从进气孔引入的气体从出气孔喷出而对叶轮加速。
优选的，为便于从出气孔喷出的气体对叶轮起到加速的作用，所述叶轮包括前盘、后盘以及设置在前盘和后盘之间的叶片，所述出气孔开设在后盘上。
优选的，为确保从出气孔喷出的气体对叶轮起到加速的作用，所述出气孔开设在后盘朝向叶轮外的轴向端面上，所述出气孔从后盘内部向后盘的端面逐渐在周向上倾斜，所述出气孔的倾斜方向与叶轮的旋转方向相反。
为便于在进气孔和出气孔之间形成选择性导通的管路，所述叶轮还包括轮盘，所述风机系统还包括与轮盘抵接设置并且不随叶轮旋转的换气盘，所述轮盘内开设有与出气孔流体连通的出气通道，所述换气盘呈中空而形成有储气室，所述储气室能和出气通道流体连通，所述储气室和进气孔之间连接有气管，所述出气通道、储气室和气管构成所述管路，所述单向压力导通装置设置在储气室和气管连接处。
为便于储气室和气管选择性的导通，所述换气盘的周壁上设置有中空的接头，所述气管的一端与接头相连接、另一端则与蜗壳上的进气孔相连接，所述单向压力导通装置设置在储气室内与接头对应处，所述单向压力导通装置包括能够滑动地使得储气室和接头之间导通或关闭的滑块。
优选的，滑块在压力差的作用下滑动，实现被动加速，所述滑块在进气孔和出气孔之间的压力差到达限定值时从储气室的外侧周壁向内侧周壁滑动，从而使得储气室和接头之间导通；所述滑块保持向储气室的外侧周壁滑动而封堵接头的趋势，从而使得储气室和接头之间关闭。
优选的，为便于滑块复位，所述滑块的端部和储气室的内侧周壁之间设置有弹性件，使得所述滑块保持向储气室的外侧周壁滑动而封堵接头的趋势。
优选的，为便于储气室和出气通道的导通，所述轮盘包括圆盘形的盘体和由盘体的周壁向后盘延伸的支撑臂，所述支撑臂内开设有所述出气通道，所述出气通道的两端分别延伸到后盘和盘体，所述盘体朝向换气盘的端面上开设有开孔，所述开孔与出气通道流体连通，所述换气盘朝向轮盘的端面上开设有换气孔，所述换气孔与储气室流体连通，所述轮盘上的开孔到叶轮的转动轴的距离与换气盘的换气孔到叶轮的转动轴的距离相同。
为便于设置换气盘，还包括电机，所述电机包括电机本体和输出轴，所述电机本体与蜗壳固定，所述换气盘呈环状，所述输出轴从换气盘和轮盘穿过并且与轮盘固定，所述换气盘与电机本体固定。
本发明解决上述技术问题所采用的第二个技术方案为：一种吸油烟机，其特征在于：应用有如上所述的风机系统，所述出风口处设置有出风口罩。
与现有技术相比，本发明的优点在于：将风机系统的出风口和叶轮内部通过管路连接，利用风机系统出风口和叶轮内部的压力差，能够迫使出风口处的气体向叶轮内部的出风孔流动并喷出，开启增压模式，实现被动加速，瞬时提高转速，增大进气量，而且完全不需要额外的能量输入，结构精巧；通过监测出口与叶轮处压力差实现增速功能的开启与关闭，具有自适应特性，工作稳定；能对叶轮进行周期性加速，进而在出风口形成脉动压力，应用在吸油烟机中时，使得吸油烟机的出风口罩的止逆阀片更易被完全打开。
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风机系统的示意图(由前向后看)；
图3为本发明实施例的吸油烟机的风机系统的示意图(由后向前看)；
图4为本发明实施例的吸油烟机的风机系统的单向压力导通装置关闭状态的剖视图；
图5为图4的局部Ⅰ放大示意图；
图6为本发明实施例的吸油烟机的风机系统的叶轮的后盘和轮盘的示意图；
图7为本发明实施例的吸油烟机的风机系统的叶轮的后盘和轮盘的剖视图；
图8为图7的局部Ⅱ放大示意图；
图9为本发明实施例的吸油烟机的风机系统的叶轮的换气盘的示意图；
图10为本发明实施例的吸油烟机的风机系统的单向压力导通装置开启状态的剖视图；
图11为图10的局部Ⅲ放大示意图。
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1，一种吸油烟机，包括壳体1和设置在壳体1内的风机系统2。本实施例中为侧吸式吸油烟机，可替代的，也可以是其他任何形式的吸油烟机，如顶吸式、低吸式等。
参见图2～图4，风机系统2包括蜗壳21、设置在蜗壳21内的叶轮22以及用于驱动叶轮22旋转的电机23。蜗壳21包括前盖板211、后盖板212以及连接在前盖板211和后盖板212之间的环壁213，前盖板211上开设有进风口214，前盖板211、后盖板212和环壁213共同围成有出风口215。吸油烟机还包括设置在蜗壳21的出风口215(即风机系统的出风口)处的出风口罩(未示出)，出风口215的气压即等于出风口罩的气压。
叶轮22包括前盘221、后盘222以及设置在前盘221和后盘222之间的叶片223，叶片223具有多个，并且沿着前盘221(后盘222)的周向间隔布置。叶轮22还包括轮盘224，轮盘224的周边与后盘222连接固定，轮盘224由周边向中间逐渐朝向前盘221的方向凸起。在本实施例中，后盘222和轮盘224呈一体。
电机23包括电机本体231、输出轴232和裙边233，电机本体231位于轮盘224远离前盘221的一侧，并且电机本体231由蜗壳21穿过后盖板212而露出于蜗壳21外。蜗壳21的后盖板212上开设有安装孔2121，以便电机本体231穿过。裙边233至少部分与后盖板212位于安装孔2121外周的部分重叠，从而可通过紧固件，如螺钉等，将裙边233与蜗壳21的后盖板212位于安装孔2121外周的部分连接固定，由此完成电机23和蜗壳21的安装，并且电机23和蜗壳21的连接处处于密封的状态。电机23的输出轴232穿过轮盘224并且与轮盘224固定，从而完成电机23和叶轮22的安装。当电机223启动时，可驱动叶轮22旋转。
蜗壳21的出风口215处，如环壁213位于出风口215处的部分上开设有进气孔2131。参见图4～图6，叶轮22的后盘222朝向叶轮22外的轴向端面上开设有出气孔2221。轮盘224包括圆盘形的盘体2241和由盘体2241的周壁向后盘222延伸的支撑臂2242，支撑臂2242内开设有出气通道22421，出气通道22421的两端分别延伸到后盘222和盘体2241，从而出气孔2221与出气通道22421流体连通。盘体2241朝向电机本体231的端面上开设有开孔22411，开孔22411与出气通道22421流体连通。参见图7和图8，出气孔2221从后盘222内部向后盘222的端面逐渐在周向上倾斜，该倾斜方向与叶轮22的旋转方向相反，进而实现对叶轮22的加速。出气孔2221可具有两个，由此出气通道22421也具有相应的两个，出气孔2221在后盘222上对称设置。
再参见图4、图5和图9，电机本体231位于蜗壳21内的轴向端部和轮盘224之间设置有换气盘24，换气盘24分别与电机本体231和轮盘224抵接，换气盘24可以与电机本体231固定，从而避免随叶轮22旋转。换气盘24呈环状，优选的，为圆环状，换气盘24内呈中空，从而构成储气室241。电机23的输出轴232从换气盘24中间穿过。换气盘24朝向轮盘224的端面上开设有换气孔242，换气孔242与储气室241流体连通。换气盘24的周壁上设置有中空的接头243，接头243与储气室241流体连通。相应的，换气孔242也具有对称设置的两个。轮盘224上的开孔22411与换气盘24的换气孔242分别到电机23的输出轴242(叶轮22的转动轴)的距离相同，该距离为沿着叶轮22径向的距离。
由此，当叶轮22转动时，由于换气盘24固定不转，轮盘224的开孔22411与换气盘24的换气孔242可周期性地导通与闭合，实现叶轮22的周期性加速。在每个周期内，对叶轮22加速的时间占比由换气盘24上的换气孔242在圆周方向上的延伸长度(圆心角)所占比例确定。当换气孔242占据整个圆周方向时，即可实现对叶轮22的持续加速。
储气室241在换气盘24和叶轮22的轮盘224不导通时，起到高压气体的储藏功能。储气室241内与接头243对应处设置有单向压力导通装置，单向压力导通装置包括滑块244和弹性件245。接头243可部分延伸入储气室241内，并且延伸入储气室241的这部分在周向上具有缺口2431(参见图11)。滑块244可滑动地部分置于接头243内，从而接头243可对滑块244的滑动起到导向的作用。可替代的，也可以在储气室241内设置单独的导向件，以对滑块244的滑动起到导向的作用。导向件和接头243之间有间隙或者导向件也同样在至少靠近接头243部分的周向上有缺口。只要使得滑块244在储气室241的外侧周壁和内侧周壁之间，按既定的路径滑动，从而能够使得接头243和储气室241之间导通或关闭。
弹性件245抵接在滑块244的端部和储气室241的内侧周壁之间。在本实施例中，优选的，弹性件245为弹簧。可在滑块244或储气室241的内侧周壁上设置限位结构，以避免弹性件245移位。
风机系统2还包括气管25，其一端与接头243相连接，另一端则与蜗壳21上的进气孔2131相连接，由此将储气室241和出风口215处流体连通。
上述的出气通道22421、储气室241和气管25构成了连通进气孔2131和出气孔2221的管路。
参见图10和图11，当蜗壳21的出风口215和叶轮22内(出气孔2221处)的压力差大于限定值时，气压将滑块224向储气室241的内侧周壁推动，弹性件245被收缩，从而从进气孔2131而来的气体可通过气管25、接头243后由接头243的缺口2431进入储气室241内。当储气室241与叶轮22的出气通道22421导通时，气体沿着出气通道22421从出气孔2221喷出，对叶轮22加速，实现当吸油烟机排烟通道不畅通时，被动地对风机系统2加速的功能。
上述压力差的限定值可以通过调节弹性件245(弹簧)的弹性系数实现，具体对应关系为：
Figure BDA0002891306250000051
其中，Δp为压力差，k为弹簧弹性系数，Δx为弹簧变形量，A为滑块244的截面积；换气盘241与叶轮22的出气通道22421的导通时间占比为：
Figure BDA0002891306250000061
其中，a为导通时间占比，b为换气盘24的换气孔242的张开角(圆周方向上的角度)。
参见图4和图5，当蜗壳21的出风口215和叶轮22内的压力差不大于限定值时，滑块244在弹性件245的回复力作用下，离开储气室241的内侧周壁回到储气室241的外侧周壁，将接头243封堵，从而进气孔2131和出气孔2221之间的通路关闭，吸油烟机正常运转。
本发明的吸油烟机，其能够利用风机系统2的出风口(进气孔)处和叶轮内部(出气孔)的压力差，当风机系统工作时，叶轮旋转，在进气孔和出气孔处将形成压力差，当该压力差达到限定值时，进气孔与出气孔导通，由出气孔喷出气体实现对叶轮加速，实现当油烟机排烟通道不顺畅时被动对风机系统加速功能，使得产生更高的转速实现更好的排油烟效果，在提高油烟通道顺畅性的同时，提升吸油烟效果。当出风口罩内的止逆阀片部分开启时，上述结构能够极大帮助止逆阀片打开，从而保障止逆阀片的功能，提升了吸油烟机的排烟能力，使得吸油烟机能工作在更加严酷的环境中，拓展了吸油烟机的工作场景，使其更加具有竞争力。
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 (10)

1.一种风机系统，包括蜗壳(21)和设置在蜗壳(21)内的叶轮(22)，所述蜗壳(21)上形成有出风口(215)，其特征在于：所述蜗壳(21)位于出风口(215)处开设有进气孔(2131)，所述叶轮(22)上开设有出气孔(2221)，所述进气孔(2131)和出气孔(2221)之间通过管路连通，所述管路上设置有单向压力导通装置，所述单向压力导通装置根据进气孔(2131)和出气孔(2221)之间的压力差选择性地导通，从而能使得从进气孔(2131)引入的气体从出气孔(2221)喷出而对叶轮(22)加速。
2.根据权利要求1所述的风机系统，其特征在于：所述叶轮(22)包括前盘(221)、后盘(222)以及设置在前盘(221)和后盘(222)之间的叶片(223)，所述出气孔(2221)开设在后盘(222)上。
3.根据权利要求2所述的风机系统，其特征在于：所述出气孔(2221)开设在后盘(222)朝向叶轮(22)外的轴向端面上，所述出气孔(2221)从后盘(222)内部向后盘(222)的端面逐渐在周向上倾斜，所述出气孔(2221)的倾斜方向与叶轮(22)的旋转方向相反。
4.根据权利要求2所述的风机系统，其特征在于：所述叶轮(22)还包括轮盘(224)，所述风机系统还包括与轮盘(224)抵接设置并且不随叶轮(22)旋转的换气盘(24)，所述轮盘(224)内开设有与出气孔(2221)流体连通的出气通道(22421)，所述换气盘(24)呈中空而形成有储气室(241)，所述储气室(241)能和出气通道(22421)流体连通，所述储气室(241)和进气孔(2131)之间连接有气管(25)，所述出气通道(22421)、储气室(241)和气管(25)构成所述管路，所述单向压力导通装置设置在储气室(241)和气管(25)连接处。
5.根据权利要求4所述的风机系统，其特征在于：所述换气盘(24)的周壁上设置有中空的接头(243)，所述气管(25)的一端与接头(243)相连接、另一端则与蜗壳(21)上的进气孔(2131)相连接，所述单向压力导通装置设置在储气室(241)内与接头(243)对应处，所述单向压力导通装置包括能够滑动地使得储气室(241)和接头(243)之间导通或关闭的滑块(244)。
6.根据权利要求5所述的风机系统，其特征在于：所述滑块(244)在进气孔(2131)和出气孔(2221)之间的压力差到达限定值时从储气室(241)的外侧周壁向内侧周壁滑动，从而使得储气室(241)和接头(243)之间导通；所述滑块(244)保持向储气室(241)的外侧周壁滑动而封堵接头(243)的趋势，从而使得储气室(241)和接头(243)之间关闭。
7.根据权利要求6所述的风机系统，其特征在于：所述滑块(244)的端部和储气室(241)的内侧周壁之间设置有弹性件(245)，使得所述滑块(244)保持向储气室(241)的外侧周壁滑动而封堵接头(243)的趋势。
8.根据权利要求4所述的风机系统，其特征在于：所述轮盘(224)包括圆盘形的盘体(2241)和由盘体(2241)的周壁向后盘(222)延伸的支撑臂(2242)，所述支撑臂(2242)内开设有所述出气通道(22421)，所述出气通道(22421)的两端分别延伸到后盘(222)和盘体(2241)，所述盘体(2241)朝向换气盘(24)的端面上开设有开孔(22411)，所述开孔(22411)与出气通道(22421)流体连通，所述换气盘(24)朝向轮盘(224)的端面上开设有换气孔(242)，所述换气孔(242)与储气室(241)流体连通，所述轮盘(224)上的开孔(22411)到叶轮(22)的转动轴的距离与换气盘(24)的换气孔(242)到叶轮(22)的转动轴的距离相同。
9.根据权利要求4～8中任一项所述的风机系统，其特征在于：还包括电机(23)，所述电机(23)包括电机本体(231)和输出轴(232)，所述电机本体(231)与蜗壳(21)固定，所述换气盘(24)呈环状，所述输出轴(232)从换气盘(24)和轮盘(224)穿过并且与轮盘(224)固定，所述换气盘(24)与电机本体(231)固定。
10.一种吸油烟机，其特征在于：应用有如权利要求1～9中任一项所述的风机系统，所述出风口(215)处设置有出风口罩。
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