CN110657127A - 用于离心风机叶轮的叶片、离心风机叶轮及吸油烟机 - Google Patents

用于离心风机叶轮的叶片、离心风机叶轮及吸油烟机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于离心风机叶轮的叶片、离心风机叶轮及吸油烟机，其中用于离心风机叶轮的叶片，包括叶片本体，所述叶片本体沿长度方向并排延伸有第一侧边和第二侧边，其中第一侧边为对应气流流入的入口边缘，第二侧边为对应气流流出的的出口边缘，其特征在于：仅在所述出口边缘处设有能降低噪声的降噪部，所述降噪部呈条形并沿叶片本体的长度方向延伸，所述降噪部包括两个直线段以及位于两个直线段之间的曲线段，所述曲线段沿其长度方向的纵截面呈波浪形。本发明降噪部仅设置在叶片本体的出口边缘处，相较于出口边缘和入口边缘均设置降噪部的结构，不会加剧气流在叶片入口处的碰撞损失，从而不会增加叶轮的气动噪声。

Description

用于离心风机叶轮的叶片、离心风机叶轮及吸油烟机
技术领域
本发明属于离心风机技术领域，具体涉及一种用于离心风机叶轮的叶片、离心风机叶轮及吸油烟机。
背景技术
离心风机的应用较为广泛，而叶轮是离心风机的重要组成部件，叶轮的旋转，带动气体流动，其结构的设置是否合理直接影响风机的整体性能。吸油烟机工作时电动机直联带动叶轮旋转，轴向吸入的油烟在离心力的作用下，从叶轮中心被径向甩出叶轮。但由于叶片曲率较大，在叶片表面容易形成逆压梯度，引起吸力面尾缘处的流动分离，不仅扰乱叶轮主流区的流动，尾缘产生涡脱落，从而增加流动损失，同时叶片壁面会产生较大的压力脉动，产生较大的气动噪声，成为干扰环境安静的祸源，严重影响厨房环境。
针对这一问题，专利号为CN201610928410.1(公告号为CN106402021A)的中国发明专利申请公布的《一种离心风机叶轮》，该叶轮包括前圈和后圈，前圈与后圈之间焊接固定多个叶片，叶片的纵向断面呈波浪形，横向断面呈圆弧形，叶片纵向断面仿生座头鲸的贝壳外形，叶片横向断面仿生座头鲸的背鳍外形。本发明离心风机叶轮的结构改变了叶片出口处涡流脱离的位置，增大了涡心之间的距离，抑制了涡流脱离对流动的扰动从而减小了气动噪声，具有仿生降噪，且空气动力学优良，效率高等特点。
但是该叶轮存在的缺陷在于：1、离心风机的气流存在由轴向转为径向的过程，气流在进入流道时存在一定的攻角，而该叶轮的叶片的出口端和入口段均设计成波浪状，这种结构会加剧气流在叶片入口处的碰撞损失，增加叶轮的气动噪声；2、沿叶片的长度方向，叶片的边沿均呈波浪状，而叶片靠近前圈和后圈的部位设计成波浪状基本发挥不了降噪的作用，并且如此会导致相对分散的出口气流，进而更易产生端面分离涡，会增加叶轮旋转时的近壁粘滞阻力，这显然是不利的。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种避免气流在其入口处产生碰撞损失的用于离心风机叶轮的叶片。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能降低叶轮旋转时的粘滞阻力的用于离心风机叶轮的叶片。
本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种既能避免气流在叶片入口处产生碰撞损失、还能降低叶轮旋转时的粘滞阻力的应用上述叶片的离心风机叶轮。
本发明所要解决的第四个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种既能避免气流在叶片入口处产生碰撞损失、还能降低叶轮旋转时的粘滞阻力的应用上述离心风机叶轮的吸油烟机。
为解决上述第一个和第二个技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种用于离心风机叶轮的叶片，包括叶片本体，所述叶片本体沿长度方向并排延伸有第一侧边和第二侧边，其中第一侧边为对应气流流入的入口边缘，第二侧边为对应气流流出的的出口边缘，其特征在于：仅在所述出口边缘处设有能降低噪声的降噪部，所述降噪部呈条形并沿叶片本体的长度方向延伸，所述降噪部包括两个直线段以及位于两个直线段之间的曲线段，所述曲线段沿其长度方向的纵截面呈波浪形。
为使得降噪部的曲线段的作用能够充分发挥出来，并考虑多翼离心风机内部的气体流动性，所述降噪部的两端部之间的直线距离为H，两个直线段的长度分别为H1、H2，三者满足条件：0<H2≤H1≤0.1H。
为进一步降低噪声，所述叶片沿其宽度方向的横截面呈弧形，所述叶片本体和降噪部的总弧长为L，所述降噪部的弧长为L1，0.08L≤L1≤0.5L。多翼离心风机气流存在由轴向转为径向的过程，L1过大时，由于没有足够的前端缓冲区域，气流由叶片的入口边缘进入再转入降噪部时依然会存在较大攻角，这样气流就会更多地冲击到降噪部的“波浪”流道壁面，会增加叶片流道的通流损失，使噪声增大；L1过小时，气流在通过降噪部时，其运动状态基本上需要发生突变，而气流在进入降噪部时已接近完成增速增压过程(旋转叶片做功对气流增速增压)，这时很难再去改变其运动状态，降噪部只会让气流在叶片的出口边缘处产生剧烈的碰撞损失，而且会使气流以非常紊乱的状态进入到蜗壳流道内，使噪声增大。
为再进一步降低噪声，所述降噪部的曲线段包括交替设置并相连的凹部和凸部，即所述曲线段设计成具有波峰和波谷的连续波浪形，其中波峰值和波谷值均为A，沿所述曲线段的长度方向，所述凹部的起始端和与其相邻的凸部的末端之间的直线距离为B，所述凹部和凸部的半径均为R，三者满足条件：A≤B/4≤R。
优选地，所述凹部的起始端和与其相邻的凸部的末端之间的直线距离B的范围为4A≤B≤min[R，(H-H1-H2)/5]，且(H-H1-H2)/(B/2)＝N，N为大于0的自然数。B的取值应控制在合适的范围内，若过大发挥不出“波浪”型的效果，若过小可能会形成出口扰流尖劈带来异音。
为避免叶片出口处气流过于分散，波峰值、波谷值不宜过大，优选地，所述降噪部的曲线段的波峰值和波谷值的范围为0.5mm≤A≤5mm。
为便于加工制作，并保证叶片的牢固度，所述叶片本体和降噪部一体成型。
为解决上述第三个技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种应用上述叶片的离心风机叶轮。
所述叶轮可以有多种结构形式，优选地，所述叶轮包括有
前圈；
后圈，与前圈相对设置；
轮盘，位于前圈和后圈之间，所述轮盘的边缘通过至少两根条状幅板与后圈连接，轮盘上设置有允许电机输出轴穿过并固定的穿孔；
所述叶片，至少有两个并沿前圈周向间隔设置，各所述叶片的两端分别固定在前圈和后圈上，且各所述叶片的入口边缘靠近前圈轴线，出口边缘远离前圈轴线。
优选地，所述降噪部的长度为H1的直线段靠近前圈设置，长度为H2的直线段靠近后圈设置，以使得曲线段既不会造成粘滞阻力，也能充分发挥其作用。
为解决上述第四个技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种应用上述离心风机叶轮的吸油烟机。
与现有技术相比，本发明的优点：1、本发明通过设置降噪部，改变了叶片出口处涡流脱离的位置，增大了涡心之间的距离，抑制了涡流脱离对流动的扰动，同时分散了叶片出口气流对蜗壳环壁的冲击，从而达到降低噪声的目的，且不削弱叶轮的做功能力、不会加剧气流在叶片入口处的碰撞损失、对于不同流量情况均能起到降噪效果；2、降噪部仅设置在叶片本体的出口边缘处，相较于出口边缘和入口边缘均设置降噪部的结构，不会加剧气流在叶片入口处的碰撞损失，从而不会增加叶轮的气动噪声；3、本发明的降噪部包括曲线段和两段直线段，两段直线段分别位于降噪部长度方向的两端部，否则降噪部的端部也成波浪状的话，端部的波浪状不仅发挥不了降噪的作用，还会导致相对分散的出口气流，进而产生端面分离涡，会增加叶轮旋转时的近壁粘滞阻力，这显然是不利的，本发明的降噪部的结构避免了这一问题。
附图说明
图1为本发明实施例的叶片的结构示意图；
图2为图1的另一方向的结构示意图；
图3为图1中的降噪部的结构示意图；
图4为应用图1的叶片的离心风机叶轮。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1～4所示，本优选实施例的吸油烟机包括壳体及设于壳体内的离心风机，该离心风机包括电机以及与电机的输出轴相连的离心风机叶轮，本实施例中，离心风机叶轮包括有前圈3、与前圈3相对设置的后圈4、轮盘5以及至少两个叶片A。
如图4所示，轮盘5位于前圈3和后圈4之间，轮盘5的边缘通过至少两根条状幅板51与后圈4连接，轮盘5上设置有允许电机输出轴穿过并固定的穿孔52。
若干叶片A沿前圈3周向间隔设置，各叶片A的两端分别固定在前圈3和后圈4上。
当然，本实施例的叶片A并不局限用于上述结构形式的叶轮上，也可用于其他结构形式的离心风机叶轮上，如可用于CN201610297293.3公开的叶轮结构上。
如图1、2所示，各叶片A包括叶片本体1，叶片本体1沿长度方向并排延伸有第一侧边和第二侧边，其中第一侧边为对应气流流入的入口边缘1a，第二侧边为对应气流流出的的出口边缘1b，各叶片A的入口边缘1a靠近前圈3轴线，出口边缘1b远离前圈3轴线。
仅在叶片本体1的出口边缘1b处成型有能降低噪声的降噪部2，降噪部2呈条形并沿叶片本体1的长度方向延伸。
如图1～3所示，降噪部2包括两个直线段以及位于两个直线段之间的曲线段22，曲线段22沿其长度方向的纵截面呈波浪形。为使得降噪部2的曲线段22的作用能够充分发挥出来，并考虑多翼离心风机内部的气体流动性，如图3所示，降噪部2的两端部之间的直线距离为H，两个直线段的长度分别为H1、H2，三者满足条件：0<H2≤H1≤0.1H。即沿降噪部2的长度方向，分别为长度为H1的直线段21a、曲线段22、长度为H2的直线段21b。本实施例中，降噪部2的长度为H1的直线段21a靠近前圈3设置，长度为H2的直线段21b靠近后圈4设置，以使得曲线段22既不会造成粘滞阻力，也能充分发挥其作用。
如图3所示，叶片沿其宽度方向的横截面呈弧形，即叶片本体1在宽度方向上的横截面呈弧形，降噪部2在宽度方向上的横截面呈弧形，叶片本体1和降噪部2的总弧长为L，降噪部2的弧长为L1，两者满足条件：0.08L≤L1≤0.5L。多翼离心风机气流存在由轴向转为径向的过程，L1过大时，由于没有足够的前端缓冲区域，气流由叶片A的入口边缘1a进入再转入降噪部2时依然会存在较大攻角，这样气流就会更多地冲击到降噪部2的“波浪”流道壁面，会增加叶片流道的通流损失，使噪声增大；L1过小时，气流在通过降噪部2时，其运动状态基本上需要发生突变，而气流在进入降噪部2时已接近完成增速增压过程(叶片旋转做功对气流增速增压)，这时很难再去改变其运动状态，降噪部2只会让气流在叶片的出口边缘1b处产生剧烈的碰撞损失，而且会使气流以非常紊乱的状态进入到蜗壳流道内，使噪声增大。
如图1、3所示，降噪部2的曲线段22包括交替设置并相连的凹部221和凸部222，凹部221和相邻的凸部222相切衔接，即曲线段22设计成具有波峰和波谷的连续波浪形，其中波峰值和波谷值均为A，沿曲线段22的长度方向，凹部221的起始端和与其相邻的凸部222的末端之间的直线距离为B，凹部221和凸部222的半径均为R，三者满足条件：A≤B/4≤R，4A≤B≤min[R，(H-H1-H2)/5]，且(H-H1-H2)/(B/2)＝N，N为大于0的自然数。B的取值应控制在合适的范围内，若过大发挥不出“波浪”型的效果，若过小可能会形成出口扰流尖劈带来异音。
另外，为避免叶片A出口处气流过于分散，波峰值、波谷值不宜过大，优选地，降噪部2的曲线段22的波峰值和波谷值的范围为0.5mm≤A≤5mm。
具体在本实施例中，L＝22mm、L1＝2mm、H＝115mm、H1＝2.5mm、H2＝2.5mm、A＝0.5mm、B＝20mm、R＝25.25mm、(H-H1-H2)/(B/2)＝(115-2.5-2.5)/(20/2)＝11为自然数，相比传统叶片，对于不同阻力工况下的同等流量情形，本实施例的多翼离心风机的噪音降低0.2dB～0.6dB，且没有使风机的空气动力性能变差。

Claims (10)

1.一种用于离心风机叶轮的叶片，包括叶片本体(1)，所述叶片本体(1)沿长度方向并排延伸有第一侧边和第二侧边，其中第一侧边为对应气流流入的入口边缘(1a)，第二侧边为对应气流流出的的出口边缘(1b)，其特征在于：仅在所述出口边缘(1b)处设有能降低噪声的降噪部(2)，所述降噪部(2)呈条形并沿叶片本体(1)的长度方向延伸，所述降噪部(2)在长度方向上包括两个直线段(21a,21b)以及位于两个直线段(21a,21b)之间的曲线段(22)，所述曲线段(22)沿其长度方向的纵截面呈波浪形。
2.根据权利要求1所述的用于离心风机叶轮的叶片，其特征在于：所述降噪部(2)的两端部之间的直线距离为H，两个直线段(21a,21b)的长度分别为H1、H2，三者满足条件：0<H2≤H1≤0.1H。
3.根据权利要求1所述的用于离心风机叶轮的叶片，其特征在于：所述叶片沿其宽度方向的横截面呈弧形，并且所述叶片本体(1)和降噪部(2)的总弧长为L，所述降噪部(2)的弧长为L1，两者满足条件：0.08L≤L1≤0.5L。
4.根据权利要求1所述的用于离心风机叶轮的叶片，其特征在于：所述降噪部(2)的曲线段(22)包括交替设置并相连的凹部(221)和凸部(222)，即所述曲线段(22)设计成具有波峰和波谷的连续波浪形，其中波峰值和波谷值均为A，沿所述曲线段(22)的长度方向，所述凹部(221)的起始端和与其相邻的凸部(222)的末端之间的直线距离为B，所述凹部(221)和凸部(222)的半径均为R，三者满足条件：A≤B/4≤R。
5.根据权利要求4所述的用于离心风机叶轮的叶片，其特征在于：所述凹部(221)的起始端和与其相邻的凸部(222)的末端之间的直线距离B的范围为4A≤B≤min[R，(H-H1-H2)/5]，且(H-H1-H2)/(B/2)＝N，N为大于0的自然数。
6.根据权利要求4所述的用于离心风机叶轮的叶片，其特征在于：所述降噪部(2)的曲线段(22)的波峰值和波谷值的范围为0.5mm≤A≤5mm。
7.一种应用权利要求1～6中任一权利要求所述的叶片的离心风机叶轮。
8.根据权利要求7所述的用于离心风机叶轮，其特征在于：所述叶轮包括有
前圈(3)；
后圈(4)，与前圈(3)相对设置；
轮盘(5)，位于前圈(3)和后圈(4)之间，所述轮盘(5)的边缘通过至少两根条状幅板(51)与后圈(4)连接，轮盘(5)上设置有允许电机输出轴穿过并固定的穿孔(52)；
所述叶片(A)，至少有两个并沿前圈(3)周向间隔设置，各所述叶片(A)的两端分别固定在前圈(3)和后圈(4)上，且各所述叶片(A)的入口边缘(1a)靠近前圈(3)轴线，出口边缘(1b)远离前圈(3)轴线。
9.根据权利要求8所述的离心风机叶轮，其特征在于：所述降噪部(2)的长度为H1的直线段(21a)靠近前圈(3)设置，长度为H2的直线段(21b)靠近后圈(4)设置。
10.一种应用权利要求7～9中任一权利要求所述的离心风机叶轮的吸油烟机。
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