CN113217458A - 一种叶轮、应用有该叶轮的风机系统和吸油烟机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种叶轮，包括前盘、后盘以及设置在前盘和后盘之间的中盘，所述前盘和后盘之间连接有叶片，其特征在于：所述叶轮在轴向上分为靠近前盘的叶轮前吸段和靠近后盘的叶轮后吸段，所述叶轮前吸段和叶轮后吸段的分界处相对于中盘更为靠近前盘，所述叶片的出口端在叶轮前吸段呈倾斜并且由与前盘连接处向与中盘连接处的方向逐渐向叶片的入口端倾斜。还公开了一种应用有上述叶轮的风机系统，以及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：通过将叶片的出口端在叶轮前吸段斜切，形成变出口角的设计，能够抑制和整流脱落涡尾迹的流动，进而减小压力脉动和尾迹涡引起的噪声，改善噪声品质。

Description

一种叶轮、应用有该叶轮的风机系统和吸油烟机
技术领域
本发明涉及动力装置，尤其是一种叶轮、风机系统和吸油烟机。
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。
多翼离心风机作为吸油烟机的主要动力系统，其特点是流量、压力系数高，噪音低。在吸油烟机正常运行时，内部气流流动分离产生的紊流噪声往往大于电磁噪声和机械噪声。因此，针对紊流噪声的降噪对于用户体验具有重要的意义。
多翼风机叶片出口涡脱落沿轴向方向分布不均匀，尾迹涡的分布和强度分布不均。为了减小压力脉动和尾迹引起的噪声，对叶轮出口采用变出口角设计，抑制和整流脱落涡尾迹的流动，进而减小压力脉动和尾迹涡引起的噪声，改善噪声品质，提升用户感受。
关于多翼离心风机叶轮的降噪，常见方式采用仿生羽翼叶轮，即在叶片尾缘加锯齿，这种方式主要是针对紊流噪声进行降噪；或者采用叶轮前缘穿孔、叶轮前缘切割，针对紊流噪声进行降噪，风机系统不同，切割的方式均有差异。
但目前都未有方案针对叶片出口对于风机系统产生的性能影响，因此还有待改进。
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，提供一种叶轮，能够抑制和整流脱落涡尾迹的流动，使得脱流更加稳定，从而降低噪声。
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叶轮的风机系统。
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：一种叶轮，包括前盘、后盘以及设置在前盘和后盘之间的中盘，所述前盘和后盘之间连接有叶片，其特征在于：所述叶轮在轴向上分为靠近前盘的叶轮前吸段和靠近后盘的叶轮后吸段，所述叶轮前吸段和叶轮后吸段的分界处相对于中盘更为靠近前盘，所述叶片的出口端在叶轮前吸段呈倾斜并且由与前盘连接处向与中盘连接处的方向逐渐向叶片的入口端倾斜。
优选的，为便于较好地抑制和整流脱落涡尾迹的流动，在叶轮径向上的叶片投影中，所述叶片在叶轮前吸段的出口端与叶轮轴线之间的夹角为θ，并且满足1°＜θ＜1.24°。
优选的，所述叶轮前吸段的高度为L2，所述叶片在与前盘连接处到与中盘连接处之间的高度为L，L2＝L-a，a＝3.5～4mm。
优选的，为便于较好地抑制和整流脱落涡尾迹的流动，在叶轮径向上的叶片投影中，还满足
Figure BDA0003089532710000021
其中，b为叶片在与前盘连接处的宽度与叶片与后盘连接处的宽度的差值。
优选的，所述叶片为圆弧叶片，所述叶片的各参数满足如下关系：
Figure BDA0003089532710000022
其中，Rk是叶片型线的半径；R0是叶片型线的中心所在圆的半径；β1是叶片的入口角；β2是叶片在与后盘连接处的出口端的出口角；R1是叶片入口端所在圆的半径；R2是叶片出口端所在圆的半径。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种风机系统，其特征在于：应用有如上所述的叶轮。
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：通过将叶片的出口端在叶轮前吸段斜切，形成变出口角的设计，能够抑制和整流脱落涡尾迹的流动，进而减小压力脉动和尾迹涡引起的噪声，改善噪声品质，能够使所应用的风机系统的噪声降低，风量和风压不损失，同时叶轮易装配，加工困难低。
附图说明
图1为本发明实施例的叶轮的侧视图；
图2为本发明实施例的叶轮的型线示意图；
图3为本发明实施例的叶轮的叶片在叶轮径向上的投影示意图。
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1，一种叶轮，包括前盘1、后盘2、设置在前盘1和后盘2之间的中盘3，以及连接在前盘1和后盘2之间的叶片4。气流可分别从前盘1和后盘2一侧进入叶轮内，即该叶轮为双进风叶轮。
参见图3，双进风叶轮出口气流速度沿轴向呈二次曲线分布，中盘3位置速度高，前盘1和后盘2位置气流速度低，因此在叶片4的出口端在前吸段进行斜切，使得叶片4的出口端由与前盘1连接处向与中盘3连接处逐渐向叶片4的入口端倾斜，从而对叶片4尾缘的流动尾迹整流，让脱流更加稳定。上述的叶轮前吸段是指，叶轮在轴向上分为靠近前盘1的叶轮前吸段和靠近后盘2的叶轮后吸段，叶轮前吸段和叶轮后吸段的分界处相对于中盘3更为靠近前盘1。
叶片4出口端倾斜的角度为θ，
Figure BDA0003089532710000031
1°＜θ＜1.24°。叶片4斜切前的出口端与叶轮轴线平行，该角度为叶片21斜切后的出口端与叶轮轴线之间的夹角即为上述θ，图3中虚线为叶片4的中心线，与叶轮轴线平行。B的位置是叶轮的中盘3插孔的位置，A的位置是叶片4在与前盘1连接处的出口端，C的位置是叶片4在与后盘2连接处的出口端。L2是叶轮前吸段的高度，L1是叶轮后吸段的高度；a为叶轮前吸段和后吸段交点与位置B之间的高度差，L为叶片4在与前盘1连接处到与中盘3连接处之间的高度，L2＝L-a，优选的，a＝3.5～4mm，由此可得到L1和L2；b为叶片4在与前盘1连接处的宽度与叶片4与后盘2连接处的宽度的差值，该差值为叶片4投影宽度的差值。叶片4的出口端在叶轮后吸段呈平直，即与叶轮轴线基本保持平行，在与中盘3连接处开有插孔。
参见图2和图3，叶片4为圆弧叶片，其各参数满足如下关系：
Figure BDA0003089532710000041
其中，Rk是叶片4型线的半径；R0是叶片4型线的中心所在圆半径(同一平面上，叶片4型线中心O1与叶轮中心O的距离)；β1是叶片4的入口角；β2是叶片4在C位置的出口角；R1是叶片4入口端所在圆的半径(同一平面上，叶片4入口端与叶轮中心O的距离)；R2是叶片4出口端所在圆的半径(同一平面上，叶片4出口端与叶轮中心O的距离)。
首先通过公式(2)计算出R′2，含有θ，再由公式(3)计算出C点的出口角β2，且163°<β2<167°，由此范围控制θ。
具体的，一个优选的实施例可以参见如下表1所示：
入口角 前端 后端 R<sub>k</sub> R<sub>0</sub> R<sub>1</sub> R<sub>2</sub>(A)
叶轮参数 83° 173° 160° 17.6 112.5 108.8 129.6
表1叶轮参数表

Claims (7)

1.一种叶轮，包括前盘(1)、后盘(2)以及设置在前盘(1)和后盘(2)之间的中盘(3)，所述前盘(1)和后盘(2)之间连接有叶片(4)，其特征在于：所述叶轮在轴向上分为靠近前盘(1)的叶轮前吸段和靠近后盘(2)的叶轮后吸段，所述叶轮前吸段和叶轮后吸段的分界处相对于中盘(3)更为靠近前盘(1)，所述叶片(4)的出口端在叶轮前吸段呈倾斜并且由与前盘(1)连接处向与中盘(3)连接处的方向逐渐向叶片(4)的入口端倾斜。
2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于：在叶轮径向上的叶片投影中，所述叶片(4)在叶轮前吸段的出口端与叶轮轴线之间的夹角为θ，并且满足1°＜θ＜1.24°。
3.根据权利要求2所述的叶轮，其特征在于：所述叶轮前吸段的高度为L2，所述叶片(4)在与前盘(1)连接处到与中盘(3)连接处之间的高度为L，L2＝L-a，a＝3.5～4mm。
4.根据权利要求3所述的叶轮，其特征在于：在叶轮径向上的叶片投影中，还满足
Figure FDA0003089532700000011
其中，b为叶片(4)在与前盘(1)连接处的宽度与叶片(4)与后盘(2)连接处的宽度的差值。
5.根据权利要求4所述的叶轮，其特征在于：所述叶片(4)为圆弧叶片，所述叶片(4)的各参数满足如下关系：
Figure FDA0003089532700000012
其中，Rk是叶片(4)型线的半径；R0是叶片(4)型线的中心所在圆的半径；β1是叶片(4)的入口角；β2是叶片(4)在与后盘(2)连接处的出口端的出口角；R1是叶片(4)入口端所在圆的半径；R2是叶片(4)出口端所在圆的半径。
6.一种风机系统，其特征在于：应用有如权利要求1～5中任一项所述的叶轮。
7.一种吸油烟机，其特征在于：应用有如权利要求6所述的风机系统。
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Granted publication date: 20220902

Pledgee: Bank of China Limited Ningbo Hangzhou Bay New Area sub branch

Pledgor: NINGBO FOTILE KITCHEN WARE Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980024221

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