CN114688082A - 一种叶片、应用有该叶片的叶轮、风机系统及吸油烟机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叶片、应用有该叶片的叶轮、风机系统及吸油烟机，所述叶片包括入口和出口，其特征在于：所述叶片还包括第一叶片段、第二叶片段以及位于第一叶片段和第二叶片段之间的阶梯部，所述入口位于第一叶片段远离阶梯部的端部，所述出口位于第二叶片段远离阶梯部的端部；所述叶片的型线具有中心O，所述阶梯部的型线起点为P并且终点为Q，并且满足：PO的长度大于QO。与现有技术相比，本发明的优点在于：通过设置双圆弧结合阶梯部的结构，叶片的工作角度前置，避免产生大涡旋；阶梯部平衡部分压差，避免大漩涡增长造成大能量损失。

Description

一种叶片、应用有该叶片的叶轮、风机系统及吸油烟机

技术领域

本发明涉及动力装置，尤其是一种叶片，应用有该叶片的叶轮，应用有该叶轮的风机系统，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。

现有的吸油烟机，其动力装置普遍采用多翼离心风机，风机的叶轮的叶片100主要是采用单一圆弧叶片，参见图8和图9，一方面周向不同位置进气状态不同，靠近进口侧叶片吸力面(做功背面)因为负压差容易产生大的局部回流(如图9中箭头围成的区域)，会使效率降低同时增加噪音，另一方面外沿长度方向叶片对气流有较大的摩擦，使得气体流动不平滑，还会一起靠吸力面边界层分离，产生次生涡，也会降低效率，增加噪音。

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，提供一种叶片，减少能量损失，提升做功效率，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片的叶轮。

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叶轮的风机系统。

本发明所要解决的第四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：一种叶片，包括入口和出口，其特征在于：所述叶片还包括第一叶片段、第二叶片段以及位于第一叶片段和第二叶片段之间的阶梯部，所述入口位于第一叶片段远离阶梯部的端部，所述出口位于第二叶片段远离阶梯部的端部；所述叶片的型线具有中心O，所述阶梯部的型线起点为P并且终点为Q，并且满足：PO的长度大于QO。

根据本发明的一个方面，所述阶梯部由与第一叶片段连接的一端向与第二叶片段连接的一端逐渐向中心O倾斜，PQ为直线。

根据本发明的另一个方面，所述阶梯部包括有至少两级阶梯级数。

为避免分离损失，又能确保足够的气流做功，所述叶片的型线的总包角∠AOC∈[30°,150°]，其中A为叶片的型线起点，C为叶片的型线终点。

为避免分离漩涡积累变大，又能确保足够的气流做功，所述阶梯部的型线起点P满足：∠AOP：∠AOC∈[0.08,0.45]。

为避免诱导气旋气流产生不足，效果不明显，又避免产生额外的流动损失，所述第一叶片段的型线为圆弧或螺旋线，所述第一叶片段的型线在P点处的切线与阶梯部由P点起始的型线之间的夹角为α，并且满足∠α：∈[15°,75°]。

根据本发明的另一个方面，所述叶片还包括位于阶梯部和第二叶片段之间的第三叶片段，所述第一叶片段和第三叶片段的型线为螺旋线，由此，可利用螺旋线对偏转气流冲击小、分离少的特点，使得叶片的入口冲击降低，以提升整体效率。

所述阶梯部上开设有槽或缝。

所述槽或缝为长方形，所述槽或缝的长度为a并且宽度为b，长度为叶片轴向上的尺寸，并且上述两个参数满足b∈[0.2mm,10mm]，b/a∈[0.05mm,1mm]。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种叶轮，其特征在于：应用有如上所述的叶片。

本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种风机系统，为多翼离心风机，其特征在于：应用有如上所述的叶轮。

本发明解决上述第四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：

1)通过设置双圆弧结合阶梯部的结构，叶片的工作角度前置，避免产生大涡旋；

2)阶梯部平衡部分压差，避免大漩涡增长造成大能量损失；

3)阶梯部上开设槽或缝，气流冲击槽或缝，分解中漩涡为小漩涡；

4)气流过槽或缝主动诱导形成的小漩涡，靠近壁面的小漩涡有利于减少叶片的摩擦阻力，同时减少边界层分离导致的次生涡，进而进一步提升效率降低噪声。

附图说明

图1为本发明第一个实施例的叶轮的示意图；

图2为本发明第一个实施例的叶轮的叶片的示意图；

图3为本发明第一个实施例的叶轮的叶片的型线示意图；

图4为本发明第一个实施例的叶轮的叶道的示意图；

图5为本发明第二个实施例的叶轮的叶片的型线示意图；

图6为本发明第三个实施例的叶轮的叶片的型线示意图；

图7为本发明第四个实施例的叶轮的叶片的型线示意图；

图8为现有技术的叶轮的示意图；

图9为现有技术的叶轮的叶道的示意图。

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。

实施例一

参见图1～图3，一种叶轮，用于风机系统，该风机系统为多翼离心风机，可主要用于吸油烟机，也可以用于其他需要类似动力装置的场合。

叶轮包括间隔布置的两个端圈1(图1中仅示出一个，两个端圈1的位置关系与现有技术相同)以及安装在端圈1上的叶片2，叶片2在两个端圈1之间沿端圈1的周向间隔布置，气流从叶片2的入口21进入，沿着相邻两个叶片2之间的叶道Q流动，从叶片2的出口22流出。入口21相对出口22靠近叶轮2的径向内侧。

叶片2包括第一叶片段23、第二叶片段24以及位于第一叶片段23和第二叶片段24之间的阶梯部25，其中，入口21位于第一叶片段23远离阶梯部25的端部，出口22位于第二叶片段24远离阶梯部25的端部，第一叶片段23和第二叶片段24均为圆弧叶片。

叶片2型线的总包角∠AOC∈[30°,150°]，其中，O为叶片2型线的中心(两个叶片段同心)，A为叶片2的型线起点(对应入口21)，C为叶片2的型线终点(对应出口22)。此角度设计过大更容易导致分离损失，但气流通过叶轮获得的做功大、压头高；此角度过小容易导致叶片2对气流做功不足。

阶梯部25由与第一叶片段23连接的一端(对应其型线起点P)向与第二叶片段24连接的一端(对应其型线终点Q)逐渐向圆心O倾斜，即PO的长度大于QO，从而第一叶片段23的半径大于第二叶片段24的半径。在本实施例中，PQ为直线。此外还满足，∠AOP：∠AOC∈[0.08,0.45]，该比值表征叶片2相位或角度前置部分的包角占总包角的比例，比值过大容易导致分离漩涡积累变大，相对值过小容易导致叶片2前部做功段变小。

叶片2的型线在P点处的切线与线段PQ之间的夹角为α，并且满足∠α：∈[15°,75°]，该夹角表征阶梯部25起始的折线相对于叶片2切向方向的拐角，此角度过小容易导致诱导气旋气流产生不足，效果不明显，此角度过大容易导致大突扩，反而产生额外的流动损失。

阶梯部25上开设有槽或缝251，该槽或缝251具有至少两个，沿着叶片2的轴向间隔布置。槽或缝251为长方形，其宽度为b(PQ方向上)，长度为a(叶片2轴向上的尺寸)，综合考虑叶片强度、流动与加工工艺，上述两个参数优选的满足b∈[0.2,10]，b/a∈[0.05,1]，单位为mm。

参见图4，通过上述结构设置的叶片2，可以达到如下效果：

1)通过设置双圆弧结合阶梯部的结构，叶片2的第一叶片段23圆弧相位(可以认为是工作角度)前置，避免产生大涡旋；

2)阶梯部25平衡部分压差，避免大漩涡增长造成大能量损失；

3)阶梯部25上的槽或缝251，气流冲击槽或缝251，分解中漩涡为小漩涡；

4)气流过槽或缝251主动诱导形成的小漩涡，靠近壁面的小漩涡有利于减少叶片2的摩擦阻力，同时减少边界层分离导致的次生涡，进而提升效率降低噪声。

实施例二

参见图5，在本实施例中，与上述实施例一的不同之处在于，阶梯部25包括有至少两级阶梯级数，如图中所示有三级，其中，PQ1对应第一级，Q1P2对应第二级，为圆弧段，P2Q对应第三级。槽或缝251可开设在PQ1或P2Q上。各叶片段、阶梯部25中的圆弧段的圆弧凸起方向一致。

实施例三

参见图6，在本实施例中，与上述实施例一的不同之处在于，阶梯部25包括有至少两级阶梯级数，如图中所示有两级，其中，PP2对应第一级，P2Q对应第二级。槽或缝251可开设在PP2或P2Q上。

实施例四

参见图7，在本实施例中，与上述实施例一的不同之处在于，叶片2还包括第三叶片段26，位于阶梯部25和第二叶片段24之间，第一叶片段23和第三叶片段26的型线为螺旋线，螺旋线的基圆的圆心也为O。其中，B为第三叶片段26的型线终点。图中的虚线表示第三叶片段26的型线所处的螺旋线。

由此，可利用螺旋线对偏转气流冲击小、分离少的特点，使得叶片2的入口21冲击降低，以提升整体效率。

Claims (12)

1.一种叶片，包括入口(21)和出口(22)，其特征在于：所述叶片还包括第一叶片段(23)、第二叶片段(24)以及位于第一叶片段(23)和第二叶片段(24)之间的阶梯部(25)，所述入口(21)位于第一叶片段(23)远离阶梯部(25)的端部，所述出口(22)位于第二叶片段(24)远离阶梯部(25)的端部；所述叶片的型线具有中心O，所述阶梯部(25)的型线起点为P并且终点为Q，并且满足：PO的长度大于QO。

2.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于：所述阶梯部(25)由与第一叶片段(23)连接的一端向与第二叶片段(24)连接的一端逐渐向中心O倾斜，PQ为直线。

3.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于：所述阶梯部(25)包括有至少两级阶梯级数。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的叶片，其特征在于：所述叶片的型线的总包角∠AOC∈[30°,150°]，其中A为叶片的型线起点，C为叶片的型线终点。

5.根据权利要求4所述的叶片，其特征在于：所述阶梯部(25)的型线起点P满足：∠AOP：∠AOC∈[0.08,0.45]。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的叶片，其特征在于：所述第一叶片段(23)的型线为圆弧或螺旋线，所述第一叶片段(23)的型线在P点处的切线与阶梯部(25)由P点起始的型线之间的夹角为α，并且满足∠α：∈[15°,75°]。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的叶片，其特征在于：所述叶片还包括位于阶梯部(25)和第二叶片段(24)之间的第三叶片段(26)，所述第一叶片段(23)和第三叶片段(26)的型线为螺旋线。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的叶片，其特征在于：所述阶梯部(25)上开设有槽或缝(251)。

9.根据权利要求8所述的叶片，其特征在于：所述槽或缝(251)为长方形，所述槽或缝(251)的长度为a并且宽度为b，长度为叶片轴向上的尺寸，并且上述两个参数满足b∈[0.2mm,10mm]，b/a∈[0.05mm,1mm]。

10.一种叶轮，其特征在于：应用有如权利要求1～9中任一项所述的叶片。

11.一种风机系统，为多翼离心风机，其特征在于：应用有如权利要求10所述的叶轮。

12.一种吸油烟机，其特征在于：应用有如权利要求11所述的风机系统。

Images