CN114857053A - 一种蜗壳、多翼离心风机以及油烟机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及离心压气机技术领域，具体公开了一种蜗壳、多翼离心风机以及油烟机。本蜗壳包括围板、前盖板和后盖板，前盖板和后盖板分别固定连接于围板的前后两侧，围板、前盖板和后盖板围成了蜗壳风道；围板的内侧壁凸设有多个仿生单元，在流向平面内，仿生单元的截面为仿生凸起，仿生凸起的两端分别为凸起前缘和凸起尾缘，沿蜗壳风道内的气流流向，凸起尾缘位于凸起前缘的上游，凸起前缘与围板内侧壁的间距大于凸起尾缘与围板内侧壁的间距。本蜗壳借助仿生凸起的设置，减弱气流的阻力，有助于相邻的凸起之间涡群的形成，降低了气流流向突变所产生的噪声，提升了蜗壳的综合性能。

Description

一种蜗壳、多翼离心风机以及油烟机

技术领域

本发明涉及离心压气机技术领域，尤其涉及一种蜗壳、多翼离心风机以及油烟机。

背景技术

多翼离心风机作为一种通用的旋转机械，在工业及民用等应用场景中具有重要作用。由于离心风机固有的动静结构，导致蜗壳内部流动复杂，紊乱的流道气流紊乱，伴有周期性波动，导致气流流动阻塞，流动阻力增大，降低离心风机整机气动效率，导致多翼离心风机应用过程中，工作效率偏低，噪声参数偏高，致使离心风机的性能减弱，严重影响用户的体验。蜗壳作为引导气流流动的重要部件，气流沿着其内壁面流动时，具有一定的流动阻力，加以紊乱的涡流，流动损失较大，离心风机效率降低。

凹凸非光滑表面仿生结构对壁面流动情况的改变，能够实现蜗壳对空气流动的减阻降噪效果，这为提升多翼离心风机性能提供了新的思路与方法。

目前市面上的旋转机械减阻降噪领域中多采用在旋转机械蜗壳内壁设置凹槽结构的设计，例如在蜗壳内壁面上沿轮盘轴向等距设置减阻槽，能够有效改善离心风机气动性能，提升工作效率；或是在蜗壳内壁设置V形槽，V形槽顺水流流向分布在蜗壳内壁上在水轮机蜗壳内壁采用V形槽结构，从而增加黏性底层的厚度，减小壁面切应力，有较好的减阻效果，能提升水轮机的工作效率；在蜗壳围板内壁面设置轮廓形状为仿飞鸟羽翼的线性正弦曲线的圆弧齿状结构的仿蜣螂背板的凹槽结构，使得泵蜗壳能够更好的实现离心泵的减阻降噪，改善离心泵性能；又或是通过模仿鲨鱼的盾状鳞片，在前盖板和后盖板上的非叶片接触区域上，通过布置沟槽，使两个相邻沟槽之间的凸起部分形成副叶片设计，从而有效地降低流动损失，改善叶轮前后盖板上非叶片接触区域的流动形态。

以上结构对流体流动具有一定的减阻降噪效果，然而在某些场景下，凹槽结构会堆积杂质，从而失去原有的效果，比如油烟机领域，蜗壳内壁凹槽会不断积累油污而失效，甚至降低设备的使用寿命。同时，以上结构改进会致使留给叶片流道的空间减小，使得叶片流道缩短，在叶片之间不易加工出类似副叶结构，并且在相近位置难以添加副叶片或类似的沟槽结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蜗壳、多翼离心风机以及油烟机，以减弱风机的流动阻力，提升气动效率，进而提升降噪的效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种蜗壳，包括围板、前盖板和后盖板，所述前盖板和所述后盖板分别固定连接于所述围板的前后两侧，所述围板、所述前盖板和所述后盖板围成了蜗壳风道；所述围板的内侧壁凸设有多个仿生单元，在流向平面内，所述仿生单元的截面为仿生凸起，所述仿生凸起的两端分别为凸起前缘和凸起尾缘，沿所述蜗壳风道内的气流流向，所述凸起尾缘位于所述凸起前缘的上游，所述凸起前缘与所述围板内侧壁的间距大于所述凸起尾缘与所述围板内侧壁的间距。

作为蜗壳的优选技术方案，所述前盖板所在的平面与所述后盖板所在的平面均平行于流向平面，所述前盖板设有装配口，所述后盖板设有进风口，抽风设备能够穿过所述装配口，所述蜗壳的底部开设有连通所述蜗壳风道的排风口。

作为蜗壳的优选技术方案，所述前盖板的内侧壁凸设有多个间隔均布的第一导流加强筋，所述第一导流加强筋的延伸方向与所述蜗壳风道内的气流流向保持一致，所述第一导流加强筋起始于所述装配口的边缘，终止于所述排风口的边缘。

作为蜗壳的优选技术方案，所述后盖板的内侧壁凸设有多个间隔均布的第二导流加强筋，所述第二导流加强筋的延伸方向与所述蜗壳风道内的气流流向保持一致，所述第二导流加强筋起始于所述进风口的边缘，终止于所述排风口的边缘。

作为蜗壳的优选技术方案，所述围板包括首尾相连的导流部、圆周部和蜗舌部，所述导流部和所述蜗舌部用于将所述蜗壳风道内的气流引导至所述排风口。

作为蜗壳的优选技术方案，所述仿生单元为仿生加强筋，多个所述仿生加强筋沿所述蜗舌部到所述导流部的方向间隔均布。

作为蜗壳的优选技术方案，所述仿生单元为仿生凸包，所述仿生凸包设有多个且阵列排布于所述围板的内侧壁。

作为蜗壳的优选技术方案，所述仿生凸起为流线型结构。

一种多翼离心风机，包括多翼叶轮和上述的蜗壳，所述多翼叶轮安装于所述蜗壳风道内。

一种油烟机，包括上述的多翼离心风机。

本发明的有益效果：

本蜗壳通过围成蜗壳风道的设计，限定了空气在蜗壳内流动的轨迹，大幅度降低气流分离风险，有利于对蜗壳风道内的气流流向进行规划。仿生单元的设置为围板的内侧壁提供了能够减阻的凹凸表面，使得蜗壳风道内的气流按照气流流向由凸起尾缘流至凸起前缘。而当气流流经前一个凸起前缘与后一个凸起尾缘之间时，气流会在凸起前缘与凸起尾缘由于间距差所围成的空间内形成低速转动的旋转涡群，由仿生单元产生的旋转涡群满足“第二涡群论”及“滚动轴承论”的非光滑表面减阻机理，这些旋转涡群一方面会抑制气流的分离，减弱应用本蜗壳的多翼离心风机的流动阻力，提升气动效率，另一方面通过在蜗壳围板内表面形成湍流边界层的方式，能够减弱主气流与蜗壳壁面的冲击，降低所产生的噪声。仿生凸起的结构改进能够实现对围板内表面的减阻设计，进而提升多翼离心风机的综合性能。同时，仿生凸起采用向流道内部凸起的结构，能够有效降低蜗壳风道内的杂质堆积，减弱污渍的腐蚀，延长了本蜗壳的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例提供的多翼离心风机的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的围板的剖面图；

图3是图2中A的局部放大图；

图4是本发明实施例提供的第一仿生凸包的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第二仿生凸包的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的第三仿生凸包的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的第四仿生凸包的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的前盖板的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的后盖板的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的后盖板的局部剖面图；

图11是本发明实施例提供的具有第一仿生加强筋的围板的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的具有第二仿生加强筋的围板的结构示意图；

图13是本发明实施例提供的具有第三仿生加强筋的围板的结构示意图。

图中：

100、蜗壳；110、围板；111、导流部；112、圆周部；113、蜗舌部；120、前盖板；121、第一导流加强筋；122、装配口；130、后盖板；131、第二导流加强筋；132、进风口；140、仿生凸起；141、凸起前缘；142、凸起尾缘；143、第一仿生凸包；144、第二仿生凸包；145、第三仿生凸包；146、第四仿生凸包；147、第一仿生加强筋；148、第二仿生加强筋；149、第三仿生加强筋；200、多翼叶轮；900、气流流向；910、旋转涡群。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本实施例提供了一种油烟机，包括多翼离心风机。

如图1-图3所示，本实施例还提供了一种多翼离心风机，包括多翼叶轮200和蜗壳100，多翼叶轮200安装于蜗壳100的蜗壳风道内。

多翼叶轮200连通于外部环境，侧面间隔均布有多个风机叶片。多翼叶轮200通过抽风的方式，能够将外部环境中的空气穿过相邻的两个风机叶片之间的缝隙抽入到蜗壳风道内。通过蜗壳100与多翼叶轮200的结构配合，能够保障本多翼离心风机的顺利运行，实现对空气在多翼叶轮200和蜗壳风道之间的传递，进而完成对空气净化的目的。

本实施例还提供了一种蜗壳100，包括围板110、前盖板120和后盖板130，前盖板120和后盖板130分别固定连接于围板110的前后两侧，围板110、前盖板120和后盖板130围成了蜗壳风道；围板110的内侧壁凸设有多个仿生单元，在流向平面内，仿生单元的截面为仿生凸起140，仿生凸起140的两端分别为凸起前缘141和凸起尾缘142，沿蜗壳风道内的气流流向900，凸起尾缘142位于凸起前缘141的上游，凸起前缘141与围板110内侧壁的间距大于凸起尾缘142与围板110内侧壁的间距。

本蜗壳100通过围成蜗壳风道的设计，限定了空气在蜗壳100内流动的轨迹，大幅度降低气流分离风险，有利于对蜗壳风道内的气流流向900进行规划。仿生单元的设置为围板110的内侧壁提供了能够减阻的凹凸表面，使得蜗壳风道内的气流按照气流流向900由凸起尾缘142流至凸起前缘141。而当气流流经前一个凸起前缘141与后一个凸起尾缘142之间时，气流会在凸起前缘141与凸起尾缘142由于间距差所围成的空间内形成低速转动的旋转涡群910，由仿生单元产生的旋转涡群910满足“第二涡群论”及“滚动轴承论”的非光滑表面减阻机理，这些旋转涡群910一方面会抑制气流的分离，减弱应用本蜗壳100的多翼离心风机的流动阻力，提升气动效率，另一方面通过在蜗壳围板内表面形成湍流边界层的方式，能够减弱主气流与蜗壳壁面的冲击，降低所产生的噪声。仿生凸起140的结构改进能够实现对围板110内表面的减阻设计，进而提升多翼离心风机的综合性能。同时，仿生凸起140采用向流道内部凸起的结构，能够有效降低蜗壳风道内的杂质堆积，减弱污渍的腐蚀，延长了本蜗壳100的使用寿命。

如图1、图8-图10所示，在本实施例中，前盖板120所在的平面与后盖板130所在的平面均平行于流向平面，前盖板120设有装配口122，后盖板130设有进风口132，抽风设备能够穿过装配口122，蜗壳100的底部开设有连通蜗壳风道的排风口。

通过对前盖板120与后盖板130所在的平面的限制，对蜗壳风道的空间进行了限定，以上设计有助于规划空气在蜗壳风道的流动规律，由此使得气流流向900准确可控，进而得以确保对蜗壳风道内的流动阻力和气流冲击的减弱效果，能够稳定的提升本蜗壳100的气动效率，降低所产生的噪声。

进一步地，前盖板120的内侧壁凸设有多个间隔均布的第一导流加强筋121，第一导流加强筋121的延伸方向与蜗壳风道内的气流流向900保持一致，第一导流加强筋121起始于装配口122的边缘，终止于排风口的边缘。

作为优选，后盖板130的内侧壁凸设有多个间隔均布的第二导流加强筋131，第二导流加强筋131的延伸方向与蜗壳风道内的气流流向900保持一致，第二导流加强筋131起始于进风口132的边缘，终止于排风口的边缘。

利用在前盖板120的内侧壁上第一导流加强筋121的设计以及后盖板130的内侧壁上第二导流加强筋131的设计，加强了前盖板120与后盖板130的结构强度，同时还提升了对蜗壳风道内气体的导流效果，能够形成仿生减阻的凹凸表面，由此起到了仿生鱼鳍的作用，能够更加有效地将气流引导至排风口处，从而进一步降低流动阻力。借助以上原理，能够进一步地提升了应用本蜗壳100的多翼离心风机的气动效率，降低了流动冲击所产生的噪声。

具体地，第一导流加强筋121和第二导流加强筋131的剖面均为朝向蜗壳100内部的椭圆弧凸起；第一导流加强筋121在前盖板120上的投影为蜗壳100的型线，依次等距向叶轮中心成比例延伸。导流加强筋121在起到加强前盖板120强度效果的同时也起到了引导叶片输出气流的作用。

本实施例中，第一导流加强筋121通过加工设备从前盖板120的外侧壁挤压形成，第二导流加强筋131通过加工设备从后盖板130的外侧壁挤压形成。以上导流加强筋的加工操作成功率高，加工成本低且加工位置的准确性能够保证。

继续参考图1-图3，作为优选，围板110包括首尾相连的导流部111、圆周部112和蜗舌部113，导流部111和蜗舌部113用于将蜗壳风道内的气流引导至排风口。具体地，仿生凸起140的轨迹按照导流部111、圆周部112和蜗舌部113的顺序延伸，且仿生凸起140的轨迹与围板110在流向平面内的投影相同。

作为优选，仿生凸起140为流线型结构。仿生凸起140的流线型结构设计，减小了仿生凸起140所带来的额外阻力，减弱了气流流向900突变带来冲击噪声，保障了空气从凸起前缘141到凸起尾缘142之间的顺畅高效流动，提升了本蜗壳100减阻的效果，确保了旋转涡群910的顺利形成。

在本实施例中，围板110的宽度方向垂直于流向平面。以上设计降低了围板110的加工难度，使得蜗壳风道内的气流流向900简单明了且易于规划，降低了仿生单元在围板110内侧壁上分布位置规划的难度。

如图1、图4-图7所示，在本实施例中，仿生单元为仿生凸包，仿生凸包设有多个且阵列排布于围板110的内侧壁。仿生凸包的结构设计能够更加有效地实现仿生减阻的设计。

仿生凸包的鱼鳞状结构能够确保仿生凸起140的顺利成型，有效地控制了仿生单元的生产难度。鱼鳞仿生凸包的设计保障了围板110对气流的引导能力以及减阻降噪的效果，提高了蜗壳100的气动效率。上述仿生凸包的结构易于加工，有助于气流在围板110的延伸方向上相邻的两个仿生凸包之间形成旋转涡群910，由此抑制气流的分离，减弱应用本蜗壳100的多翼离心风机的流动阻力，提升气动效率，减弱主气流与蜗壳壁面的冲击，降低所产生的噪声。

具体地，仿生凸包的形状可以为第一仿生凸包143、第二仿生凸包144、第三仿生凸包145和第四仿生凸包146中的任何一种；第一仿生凸包143为鱼鳞形凸包，第二仿生凸包144为半圆形凸包，第三仿生凸包145为扇形凸包，第四仿生凸包146为盾鳞形凸包。以上不同形状仿生凸包能够应用于不同的工作环境中，其所起到的导流效果与减阻能力也各不相同。

在实际生产中，具体每种形状的仿生凸包的选取方式以及具体尺寸由生产蜗壳100的技术人员决定，对应的蜗壳100导流效果与减阻能力也由本领域内的技术人员所熟知，为本领域内的公知常识，在此不多加赘述。

作为优选，仿生凸包的阵列排布可以为在围板110的延伸方向与围板110的宽度方向上间隔均布的等距阵列，或是相邻的两排仿生凸包组交错排布的错开阵列。上述仿生凸包的阵列排布形式的优化设计，有效地规划了围板110内侧壁的空间，对仿生凸包的排布方式进行了包络尺寸利用率最大化的处理，同时还提高了本蜗壳100的气动效率。

在本实施例的其他实施方式中，多个仿生凸包由其他的阵列排布而成。阵列的排布形式以及相应阵列所起到的有益效果为本领域中的公知常识，为本领域内的技术人员所熟知，在此不多加赘述。

本实施例中，仿生凸包通过加工设备从围板110的外侧壁挤压形成。以上仿生凸包的加工操作成功率高，加工成本低且加工位置的准确性能够保证。

实施例二

如图1、图11-图13所示，该实施例二的蜗壳100与上述实施例一基本相同，二者的区别在于，仿生单元为仿生加强筋，多个仿生加强筋沿蜗舌部113到导流部111的方向间隔均布。

仿生加强筋的设计提升了围板110对气流的引导能力，保障了蜗壳100的减阻降噪的效果，进而提高了蜗壳100的气动效率；同时还具有增加围板110强度的效果。上述仿生加强筋的结构易于加工，有助于气流在相邻的两个仿生加强筋之间形成旋转涡群910，由此抑制气流的分离，减弱应用本蜗壳100的多翼离心风机的流动阻力，提升气动效率，减弱主气流与蜗壳壁面的冲击，降低所产生的噪声。

具体地，仿生加强筋的形状可以为第一仿生加强筋147、第二仿生加强筋148和第三仿生加强筋149中的任何一种；第一仿生加强筋147为V形加强筋，第二仿生加强筋148为直线形加强筋，第三仿生加强筋149为波浪形加强筋。以上不同形状的仿生加强筋能够应用于不同的工作环境中，其所起到的导流效果与减阻能力也各不相同。

在实际生产中，具体每种形状的仿生加强筋的选取方式以及具体尺寸由生产蜗壳100的技术人员决定，对应的蜗壳100导流效果与减阻能力也由本领域内的技术人员所熟知，为本领域内的公知常识，在此不多加赘述。

本实施例中，仿生加强筋通过加工设备从围板110的外侧壁挤压形成。以上仿生加强筋的加工操作成功率高，加工成本低且加工位置的准确性能够保证。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蜗壳，其特征在于，包括：

围板(110)、前盖板(120)和后盖板(130)，所述前盖板(120)和所述后盖板(130)分别固定连接于所述围板(110)的前后两侧，所述围板(110)、所述前盖板(120)和所述后盖板(130)围成了蜗壳风道；

所述围板(110)的内侧壁凸设有多个仿生单元，在流向平面内，所述仿生单元的截面为仿生凸起(140)，所述仿生凸起(140)的两端分别为凸起前缘(141)和凸起尾缘(142)，沿所述蜗壳风道内的气流流向(900)，所述凸起尾缘(142)位于所述凸起前缘(141)的上游，所述凸起前缘(141)与所述围板(110)内侧壁的间距大于所述凸起尾缘(142)与所述围板(110)内侧壁的间距。

2.根据权利要求1所述的蜗壳，其特征在于，所述前盖板(120)所在的平面与所述后盖板(130)所在的平面均平行于所述流向平面，所述前盖板(120)设有装配口(122)，所述后盖板(130)设有进风口(132)，抽风设备能够穿过所述装配口(122)，所述蜗壳的底部开设有连通所述蜗壳风道的排风口。

3.根据权利要求2所述的蜗壳，其特征在于，所述前盖板(120)的内侧壁凸设有多个间隔均布的第一导流加强筋(121)，所述第一导流加强筋(121)的延伸方向与所述蜗壳风道内的气流流向(900)保持一致，所述第一导流加强筋(121)起始于所述装配口(122)的边缘，终止于所述排风口的边缘。

4.根据权利要求2所述的蜗壳，其特征在于，所述后盖板(130)的内侧壁凸设有多个间隔均布的第二导流加强筋(131)，所述第二导流加强筋(131)的延伸方向与所述蜗壳风道内的气流流向(900)保持一致，所述第二导流加强筋(131)起始于所述进风口(132)的边缘，终止于所述排风口的边缘。

5.根据权利要求2所述的蜗壳，其特征在于，所述围板(110)包括首尾相连的导流部(111)、圆周部(112)和蜗舌部(113)，所述导流部(111)和所述蜗舌部(113)用于将所述蜗壳风道内的气流引导至所述排风口。

6.根据权利要求5所述的蜗壳，其特征在于，所述仿生单元为仿生加强筋，多个所述仿生加强筋沿所述蜗舌部(113)到所述导流部(111)的方向间隔均布。

7.根据权利要求1所述的蜗壳，其特征在于，所述仿生单元为仿生凸包，所述仿生凸包设有多个且阵列排布于所述围板(110)的内侧壁。

8.根据权利要求1-7任一项所述的蜗壳，其特征在于，所述仿生凸起(140)为流线型结构。

9.一种多翼离心风机，其特征在于，包括多翼叶轮(200)和权利要求1-8任一项所述的蜗壳，所述多翼叶轮(200)安装于所述蜗壳风道内。

10.一种油烟机，其特征在于，包括权利要求9所述的多翼离心风机。

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