离心风机叶轮及应用其的离心风机、吸油烟机的制作方法

1.本实用新型涉及离心风机技术领域，尤其涉及一种离心风机叶轮及应用其的离心风机、吸油烟机。


背景技术：

2.前向多翼离心风机是吸油烟机工作的动力源，同时也是整机系统的主要噪声源。叶轮作为离心风机的旋转部件，叶片参数的设计对离心风机的气动性能和噪声具有较大的影响。由于多翼离心叶轮的叶道段曲率大、叶片数多，容易在叶道出口容易发生流动分离和噪声。因此，针对叶轮结构的降噪对于用户体验具有重要的意义。
3.为此，申请号为cn201920250045.2的中国实用新型专利公开了一种叶轮、风机及油烟机，叶轮包括上盘、下盘和多个叶片，多个叶片均连接于上盘与下盘之间，且沿上盘及下盘的周向分散分布；叶片沿其长度方向依次包括上叶段和下叶段，且上叶段和下叶段中至少一段为倾斜设置。并且，各叶片的气流进口角均相等，和/或各叶片的气流出口角均相等。叶片的出口角一般定义为叶片外侧切线与叶片外侧端点在叶片外圆周上的切线之间的夹角；叶片的进口角为叶片内侧切线与叶片内侧端点在叶片内圆周上的切线之间的夹角。
4.虽然，该专利中的叶轮通过降低油烟气流进入叶轮的气流集中度，在一定程度上减少油烟气流由于气流集中导致的涡流，提高了风机的气流性能，降低了噪声污染，但还在实际应用中还具有一定的不足，上述专利中的叶轮叶片的设计忽略了叶轮子午面的流动情况，其中，该专利中叶轮叶片的出口角在轴向任意位置均相同，由于叶片叶梢(也即与前盘、后盘连接的端部位置)的进气量相对较少，当转速升高或蜗壳流道内的压力增大时，叶道内气体不易流出，因而上述采用固定进、出口角的圆弧叶型难以实现对叶道内流动的精细控制，致使叶轮的效率降低，高转速下的噪声增加。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能有效改善风机叶轮区域的流动情况，从而提升叶轮的做功效率，降低风机噪声的离心风机叶轮。
6.本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种做功效率高，噪声小的离心风机。
7.本实用新型所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种应用上述离心风机的吸油烟机。
8.本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种离心风机叶轮，包括：
9.前盘；
10.后盘，与所述前盘相对布置；
11.沿周向间隔分布在所述前盘与后盘之间的叶片，每个所述叶片具有用来与前盘连接的前端和用来与后盘连接的后端；
12.每个所述叶片横截面的宽度自该叶片中部区域向前、后两端逐渐减小，每个所述叶片的出口角自该叶片中部区域向前、后两端逐渐减小。
13.为了方便加工以及节省成本考虑，每个所述叶片在叶轮轴线不同位置处的横截面所对应的圆弧的曲率半径相同。当然，可以想到的是，也可根据离心风机的实际工况需求，将每个叶片在叶轮轴线不同位置处的横截面所对应的圆弧的曲率半径不同。
14.为了进一步保证叶片进风边缘、出风边缘气流流动顺畅性，每个所述叶片具有对应气流流入的进风边缘和对应气流流出的出风边缘，所述叶片的进风边缘及出风边缘在邻近其前端的前段以及邻近其后端的后段均为直线段，所述叶片的进风边缘及出风边缘的中间段均为曲线段，所述叶片的进风边缘及出风边缘整体呈连续平滑过渡。
15.为了保证叶轮做功能力，优选采用弧形叶片结构，具体地，每个所述叶片具有对应气流流入的进风边缘和对应气流流出的出风边缘，每个所述叶片自所述进风边缘向所述出风边缘弯曲延伸。
16.为了与离心风机的电机连接，并保证叶轮整体的强度，还包括位于所述前盘与后盘之间的中盘，各所述叶片均与所述中盘连接，每个所述叶片与所述中盘相连的叶片部分记作叶片根部，每个所述叶片的宽度自叶片根部向前、后两端逐渐减小，每个所述叶片的出口角自叶片根部向前、后两端逐渐减小。
17.为了提升叶片轴向中间区域的做功能力以及减少叶片前、后两端的射流尾迹区域的分离流动，每个所述叶片的叶片根部横截面呈圆弧形，该处横截面对应的圆弧的圆心角为a1，95
°
≤a1≤105
°
，每个所述叶片前端、后端的横截面也呈圆弧形，该两处横截面所对应的圆弧的圆心角均为a2，60
°
≤a2≤80
°
；
18.每个所述叶片根部的出口角为b1，168
°
≤b1≤172
°
，每个所述叶片的前端、后端的出口角为b2，156
°
≤b2≤162
°
。
19.作为改进，每个所述叶片的叶片根部的进口角小于该叶片的前端、后端的进口角。由于叶片根部加速流道适当加长，提高了叶轮在此区域的做功能力，进而提高了风机的全压和流动效率，而在叶片前、后两端，由于气流的有效进口角是按其进气而改变的，所以叶片轴向进口角的改变使得气流的有效进口角发生倾斜冲击，产生的漩涡沿着叶片轴线的方向翻滚向前，而这种倾斜冲击引起的损失由于边界层大部分横向偏移，比传统叶片的正面冲击的损失要小，因此，在叶片前、后两端选用相对较大的进口角更利于叶道内的气体流动。
20.本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种离心风机，包括有上述的离心风机叶轮。
21.本实用新型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，包括有上述的离心风机。
22.与现有技术相比，本实用新型的优点：结合叶轮子午面的流场分布情况，离心风机叶轮采用在轴向具有不同出口角和不同宽度的叶片设计，使得叶轮具有能较好地适应离心风机多工况运行的特点，尤其是，将叶片的出口角自该叶片中部区域向前、后两端逐渐减小的设计，改善了高转速状态下叶道内气体不能顺利流出的问题，实现了对叶道内流动的精细控制，抑制了脱落涡尾迹的流动，进而减小了因压力脉动和尾迹涡引起的噪声，改善了声品质，使得所应用的风机系统的性能不损失且噪声降低。通过实验工况对比表明，采用本实
用新型中的轴向变圆心角、变出口角离心风机叶轮可有效提升风机的流动效率，并且在相同风量下的噪声值较传统方案最低小可0.8db。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例的叶片的立体结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例的叶片的正视图；
25.图3为本实用新型实施例的叶片在叶根位置处的剖视图；
26.图4为本实用新型实施例的叶片在前端处的剖视图；
27.图5为图2中叶片在控制截面s4处的剖视图；
28.图6为本实用新型实施例的叶轮的立体结构示意图；
29.图7为本实用新型实施例的离心风机的立体结构示意图；
30.图8为本实用新型实施例的离心风机的轴向剖视图；
31.图9为本实用新型实施例的另一叶片的立体结构示意图(叶片具有不同的曲率半径)；
32.图10为图9中的叶片自前向后的侧视图。
具体实施方式
33.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
34.在本实用新型的说明书及权利要求书中使用了表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“侧”、“顶”、“底”等，用来描述本实用新型的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，是基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本实用新型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。
35.参见图1-图10，一种离心风机叶轮30包括前盘11、后盘12、中盘13以及多个叶片20。其中，前盘11与后盘12相对布置，中盘13位于前盘11与后盘12之间，中盘13用来与离心风机的电机32连接。叶片20沿周向间隔分布在前盘11与后盘12之间，每个叶片20的前端21与前盘11连接，后端22与后盘12连接。本实施例的每个叶片20还具有对应气流流入的进风边缘24和对应气流流出的出风边缘25，其中，叶片20自进风边缘向出风边缘弯曲延伸，再具体地，叶片20的横截面对应成圆弧形。
36.参见图1，每个叶片20的中部区域与中盘13连接，并且，将叶片20与中盘13相连的叶片20部分记作叶片根部23。其中，可将叶片根部23所在叶片20区域记作中间叶片20段，中间叶片20段与该叶片20的前端21之间的叶片20部分记作前叶片20段，中间叶片20段与该叶片20的后端22之间的叶片20部分记作后叶片20段。
37.参见图2-图5，本实施例一个重要的发明点在于：每个叶片20的宽度自叶片根部23(也即中部区域)向前、后两端逐渐减小，也即，每个叶片20横截面所对应的圆弧的圆心角自叶片根部23(也即中部区域)向前、后两端逐渐减小；此外，每个叶片20的出口角自叶片根部23向前、后两端也逐渐减小。其中，每个叶片20在叶轮轴线不同位置处的横截面所对应的圆弧的曲率半径相同。当然，可以想到的是，也可根据离心风机的实际工况需求，将每个叶片
20在叶轮轴线不同位置处的横截面所对应的圆弧的曲率半径设置为不同，详见图9及图10。
38.由于叶片根部23加速流道适当加长，提高了叶轮在此区域的做功能力，进而提高了风机的全压和流动效率，而在叶片20前、后两端，由于气流的有效进口角是按其进气而改变的，所以叶片20轴向进口角的改变使得气流的有效进口角发生倾斜冲击，产生的漩涡沿着叶片20轴线的方向翻滚向前，而这种倾斜冲击引起的损失由于边界层大部分横向偏移，比传统叶片20的正面冲击的损失要小，因此，在叶片20前、后两端选用相对较大的进口角c2更利于叶道内的气体流动，所以，在本实施例中每个叶片20的叶片根部23的进口角c1小于该叶片20的前、后端22的进口角c2，其中，叶片20在第四控制截面s4(第五控制截面s5同理)处的进口角为c3，其中，c1＜c3＜c2。
39.参见图2，具体地，为了实现对叶轮叶道内流动的精细控制，可以将叶片20沿叶轮轴线方向不同位置点的横截面的出口角、以及该横截面对应的圆弧的圆心角进行合理取值，如，实施例中示出了轴线方向上5个不同位置点的横截面作为调节设计的控制界面，具体包括在叶片20的根部位置的第一控制截面s1、前端21位置处的第二控制截面s2、后端22位置处的第三控制截面s3以及在第一控制截面s1与第二控制截面s2之间的第四控制截面s4和第一控制截面s1与第三控制截面s3之间的第五控制截面s5。进一步地，本实施例中每个叶片20的叶片根部23横截面所对应的圆弧的圆心角为a1，95
°
≤a1≤105
°
，优选为100
°
，每个叶片根部23的出口角为b1，168
°
≤b1≤172
°
，优选为170
°
。每个叶片20前端21、后端22的横截面所对应的圆弧的圆心角均为a2，其中，60
°
≤a2≤80
°
，优选为70
°
，每个叶片20的前、后端22的出口角均为b2，156
°
≤b2≤162
°
，优选为159
°
。上述叶片20的结构设计能够有效提升叶片20轴向中间区域的做功能力，并减少叶片20前、后两端的射流尾迹区域的分离流动。参见图3-图5，可以看出，叶片20在第四控制截面s4(第五控制截面s5同理)处所对应的圆弧的圆心角为a3，其中，a2＜a3＜a1。叶片20在第四控制截面s4(第五控制截面s5同理)处的出口角为b3，其中，b2＜b3＜b1。
40.参见图2及图3，叶片20的进风边缘24及出风边缘25在邻近其前端21的前段以及邻近其后端22的后段均为直线段，而叶片20的进风边缘24及出风边缘25的中间段(也即与叶片根部23的叶片20中间段所对应的进风边缘24、出风边缘25)为曲线段，其中，叶片20的进风边缘24及出风边缘25整体上呈连续平滑过渡，从而保证叶片20进风边缘24、出风边缘25气流流动顺畅性。
41.本实施例还涉及一种离心风机，包括蜗壳31、上述的叶轮30以及电机32，其中，叶轮30设于蜗壳31内，并与电机32的输出轴连接，其中，离心风机可以为前后双进风风机，也可以是单进风风机。本实施例还涉及一种吸油烟机，该吸油烟机包括上述的离心风机。