斜流风机和家电设备的制作方法

本发明涉及家电设备领域，具体而言，涉及一种斜流风机和一种家电设备。

背景技术：

斜流风机又称为混流风机，是介于离心风机和轴流风机之间的一类风机，这类风机具有排气压力高于轴流风机，效率高于离心风机的特点，近些年越来越多地得到应用，相关技术中，斜流风机的结构如图1与图2所示，在运行过程中仍存在以下缺陷：

在流量使用范围比较宽广的工况下，在斜流风机叶片顶部，靠近出口的位置容易出现流动分离的现象甚至回流现象，导致斜流风机出现较宽的失速区，在性能曲线上表现为轴流风机很类似的驼峰特性，即不稳定的特性曲线。

在小流量的工况下，由于叶轮的压力面和吸力面之间的差压较大，在两侧的差压和潜流的综合作用下出现较强的叶顶泄漏涡，在叶顶形成大量的低能流体，而当斜流风机的流量降低一定程度后，可以观察到叶顶区域出现大面积的回流区，此时叶轮的内部流场出现波动，导致斜流风机在应用中出现运行不稳定的情况，极小的压力波动导致流量的较大波动，对斜流风机的气动性能和噪音性能产生较大的影响，并且该低能流体随后进入扩压器后，和扩压器叶片产生干涉，也导致在失速的同时出现叶倍频噪音增加的情况。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种斜流风机。

本发明的另一个目的在于提供一种家电设备。

为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种斜流风机，包括：轮盖组件，包括多个套设的轮盖，轮盖开设有进风口，任意相邻的两个轮盖中处于外侧的轮盖相对于处于内侧的轮盖向下游延伸，以在任意相邻的两个轮盖之间形成回流通道，回流通道与进风口连通；斜流风轮，部分设置于多个轮盖中的最内侧轮盖的内部，斜流风机包括轮毂以及设置在轮毂上的多个叶片，叶片的顶部并能够与回流通道的入口对应设置。

在该技术方案中，通过将斜流风机的风机罩设置为多个套设的轮盖，轮盖从外至内在风机的轴向上的长度逐渐减小，以使内侧的轮盖完全处于外侧的轮盖的内部，进而能够在相邻的两个轮盖之间形成周向的回流通道，斜流风轮上的叶片至少有部分处于内侧轮盖的内部，在斜流风轮旋转时，在叶片的叶顶处形成大量的低速气流，通过将低速气流通过在轮盖之间形成的回流通道返回进风口的区域，以防止在风机的流量降到一定程度后，低速气流产生的回流，与进入的气流之间形成扰流，导致风轮的内部的流场出现波动，进而提升了斜流风机运行的稳定性，改善了斜流风机的气动性能，同时降低了叶倍频噪音增加的概率。

优选地，轮盖的数量为2个。

另外，本发明提供的上述实施例中的斜流风机还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，设置于多个轮盖中的最外侧轮盖沿气流方向依次包括相互连接的第一管段、第二管段与第三管段，第一管段的一端开设有进风口，其中，第一管段的直径小于第二管段的直径，第二管段沿气流方向依次包括直管段与向内侧折弯的弯折管段，第三管段被构造为能够与斜流风轮的后段适配的锥形管段，锥形管段的一端连接至弯折管段；与最外侧轮盖相邻的内侧轮盖的尾端与弯折管段对应设置，并且尾端与弯折管段形成回流通道的狭缝入口。

在该技术方案中，通过限定最外侧轮盖的结构，通过与斜流风轮的后段之间的适配，使最外侧轮盖与叶片的顶部之间形成子午通道，能够与相邻的内侧轮盖之间形成回流通道的狭缝入口，狭缝入口设置在斜流风轮的叶片顶部的上方，从而能够使在旋转过程中产生的低能气流通过狭缝入口进入回流通道，从而降低了流动分离现象产生的概率，进而提升斜流风机运行的稳定性。

在上述任一技术方案中，优选地，多个套设的轮盖的数量为2个，最内侧轮盖套设在第二管段内；最内侧轮盖的外径沿气流方向逐渐增加，以使第二管段的内侧壁与最内侧轮盖的外侧壁之间形成逐渐扩张的回流通道；最内侧轮盖的内部沿气流方向依次包括相互连通的掺混区、与进风口对应的直筒流动区以及与斜流风轮的前端适配的斜流区，掺混区的侧壁沿气流方向向中部倾斜，其中，低速气流通过回流通道流入掺混区。

在该技术方案中，斜流风机工作时，在子午通道内形成径向差压，在气流流速逐渐减小并进入失速区时，压差增大，此时在叶片的顶部靠近下游的区域容易形成低速区或回流区，在开设回流通道之后，气流会在内侧轮盖和外侧轮盖之间的狭缝两侧两侧形成压差梯度，从而能够使低能气流通过狭缝入口导出到斜流风机的进风口，以进入掺混区与从外部进入进风口的进行掺混后，重新进入斜流风机，由于低能气流被抽吸至进风口，从而限制了在叶片的顶部的低速区和回流区的形成机制，能够有效抑制靠近叶片的顶部的边界层发展，并控制了流动分离的发生，因此斜流风轮内的流动状况能够得到显著改善，并且在小流量区和失速区范围内的出口静压也会相应提高。

在上述任一技术方案中，优选地，在任一经过斜流风机的轴线的截面上，掺混区与直筒流动区的连接点设置于叶片的前缘的上游。

在该技术方案中，通过将掺混区域直筒流动区之间的连接点设置在叶片的前缘的上游，能够使低能气流与外部进入的气流能够充分掺混，以在掺混之后进入斜流风轮，而不是将低能气流直接导入到斜流风轮内，以提升气流流动效率。

在上述任一技术方案中，优选地，将掺混区的侧壁的倾斜角度确定为掺混角，掺混角大于0°，并小于或等于30°。

在该技术方案中，通过限定掺混角的范围，一方面，能够使回流气体顺畅从进风口进入，另一方面，也保证了低能气流与外部进入的气流能够充分掺混，进而降低斜流风轮内部出现波动的概率。

在上述任一技术方案中，优选地，将弯折管段上狭缝入口的入口点确定为低能气流的抽吸点，在气流方向，处于抽吸点之前的叶片的前端叶片长度与叶片总长度之间的比值大于或等于0.4，并小于或等于0.7。

在该技术方案中，由于低能气流在上述限定的区域内比较集中，从而通过限定抽吸点的位置，提升回流通道对低能气流的抽吸的效率，进而实现对斜流风机的启动性能与噪音性能的优化。

在上述任一技术方案中，优选地，将锥形管段与弯折管段的连接处的夹角确定为抽吸角，抽吸角大于90°，并小于180°。

在该技术方案中，锥形管段的切线方向即为子午通道的切线方向，抽吸角则为切线方向与弯折管段的内壁之间的夹角，通过限定抽吸角的角度范围，有利于提升低能气流的回流效率。

在上述任一技术方案中，优选地，叶片的顶部与轮盖之间的间隙与狭缝入口的宽度之间的比值大于等于0.9，并小于或等于1.1。

在该技术方案中，通过将狭缝入口的宽度设置为叶片的顶部与轮盖之间的间隙宽度接近，一方面，过小的狭缝影响回流效率，另一方面，过大的开缝宽度也会导致空气的回流量过大，影响斜流风机的运行效率。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：叶片扩压器，设置于斜流风轮的下游，叶片扩压器包括扩压器本体，以及设置于扩压器本体上的多个扩压叶片，多个扩压叶片沿周向布设于扩压器本体上，相邻的两个扩压叶片之间形成扩压通道。

在该技术方案中，轮盖组件可以包括套设的内侧轮盖与外侧轮盖，内侧轮盖的内壁与叶片前段之间形成进风通道，内侧轮盖的外壁与前段外侧轮盖的内壁之间形成回流通道，后段外侧轮盖与叶片后端之间形成进风流道，斜流风轮将电机的动力转换成空气压力能和动能，叶片扩压器，具有多个扩压叶片，通过相邻叶片之间的通道扩张设计来实现扩压功能，将叶轮排除的具有较高动量的流体的动能转换成压力能。

通过设置回流通道，进一步防止了低能流体进入扩压器和扩压器叶片之间产生干涉，进一步降低在失速工况出现叶倍频噪音增加的概率。

本发明第二方面的实施例提出了一种家电设备，包括本发明第一方面的技术方案中任一实施例所述的斜流风机。

其中，家电设备可以是吸尘器或吸油烟机。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过采用内外轮盖套设的组装方式，使内侧轮盖与外侧轮盖之间形成回流通道，叶轮顶部的低能气流被吸入回流通道，以回流至进风口处于外部进入的气流进行掺混，由于低能气流被抽吸回进风口，能够限制了叶片的顶部低速区和回流区的形成机制，从而能够有效抑制靠近叶片顶部的边界层发展，并控制流动分离的发生，因此斜流风轮内的流动状况得到显著改善，并且在小流量区和失速区范围内出口静压也会相应提高。

通过小流量的工况限制在叶片的顶部的低速区和回流区的形成，对叶片顶部的泄漏涡的控制也能够起到积极的作用，因此叶片出口的气流均匀性可以明显提高，流动稳定性也要比相关技术中的斜流风机要好。

还可以减小斜流风轮的出口处流体射流尾迹结构与叶片扩压器的干涉作用，进而有益于控制叶顶涡脱离，改善斜流叶轮叶倍频的气动噪声峰值，也可改善由于涡脱离引起的湍流宽频噪声，从而起到降低斜流风机气动噪声的作用。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了相关技术中的斜流风机的结构示意图；

图2示出了图1中a-a剖面的剖面结构示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的斜流风机的结构示意图；

图4示出了图3中b-b剖面的剖面结构示意图；

图5示出了图4中c处的局部结构示意图。

其中，图3至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10轮盖组件，20斜流风轮，202轮毂，204叶片，102外侧轮盖，104内侧轮盖，1022第一管段，1024第二管段，1026第三管段，1024a弯折管段，106狭缝入口，1042掺混区，1044直筒流动区，1046斜流区1046，30叶片扩压器，302扩压器本体，304扩压叶片。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图3至图5描述根据本发明一些实施例的斜流风机。

如图3与图4所示，根据本发明的实施例的斜流风机，包括：轮盖组件10，包括多个套设的轮盖，轮盖开设有进风口，任意相邻的两个轮盖中处于外侧的轮盖相对于处于内侧的轮盖向下游延伸，以在任意相邻的两个轮盖之间形成回流通道，回流通道与进风口连通；斜流风轮20，部分设置于多个轮盖中的最内侧轮盖104的内部，斜流风机包括轮毂202以及设置在轮毂202上的多个叶片204，叶片204的顶部并能够与回流通道的入口对应设置。

在该实施例中，通过将斜流风机的风机罩设置为多个套设的轮盖，轮盖从外至内在风机的轴向上的长度逐渐减小，以使内侧的轮盖完全处于外侧的轮盖的内部，进而能够在相邻的两个轮盖之间形成周向的回流通道，斜流风轮20上的叶片204至少有部分处于内侧轮盖104的内部，在斜流风轮20旋转时，在叶片204的叶顶处形成大量的低速气流，通过将低速气流通过在轮盖之间形成的回流通道返回进风口的区域，以防止在风机的流量降到一定程度后，低速气流产生的回流，与进入的气流之间形成扰流，导致风轮的内部的流场出现波动，进而提升了斜流风机运行的稳定性，改善了斜流风机的气动性能，同时降低了叶倍频噪音增加的概率。

优选地，轮盖的数量为2个。

如图3至图5所示，在上述实施例中，优选地，设置于多个轮盖中的最外侧轮盖102沿气流方向依次包括相互连接的第一管段1022、第二管段1024与第三管段1026，第一管段1022的一端开设有进风口，其中，第一管段1022的直径小于第二管段1024的直径，第二管段1024沿气流方向依次包括直管段与向内侧折弯的弯折管段1024a，第三管段1026被构造为能够与斜流风轮20的后段适配的锥形管段，锥形管段的一端连接至弯折管段1024a；与最外侧轮盖102相邻的内侧轮盖104的尾端与弯折管段1024a对应设置，并且尾端与弯折管段1024a形成回流通道的狭缝入口106。

在该实施例中，通过限定最外侧轮盖102的结构，通过与斜流风轮20的后段之间的适配，使最外侧轮盖102与叶片204的顶部之间形成子午通道，能够与相邻的内侧轮盖104之间形成回流通道的狭缝入口106，狭缝入口106设置在斜流风轮20的叶片204顶部的上方，从而能够使在旋转过程中产生的低能气流通过狭缝入口106进入回流通道，从而降低了流动分离现象产生的概率，进而提升斜流风机运行的稳定性。

如图5所示，在上述任一实施例中，优选地，多个套设的轮盖的数量为2个，最内侧轮盖104套设在第二管段1024内；最内侧轮盖104的外径沿气流方向逐渐增加，以使第二管段1024的内侧壁与最内侧轮盖104的外侧壁之间形成逐渐扩张的回流通道；最内侧轮盖104的内部沿气流方向依次包括相互连通的掺混区1042、与进风口对应的直筒流动区1044以及与斜流风轮20的前端适配的斜流区1046，掺混区1042的侧壁沿气流方向向中部倾斜，其中，低速气流通过回流通道流入掺混区1042。

在该实施例中，斜流风机工作时，在子午通道内形成径向差压，在气流流速逐渐减小并进入失速区时，压差增大，此时在叶片204的顶部靠近下游的区域容易形成低速区或回流区，在开设回流通道之后，气流会在内侧轮盖104和外侧轮盖102之间的狭缝两侧两侧形成压差梯度，从而能够使低能气流通过狭缝入口106导出到斜流风机的进风口，以进入掺混区1042与从外部进入进风口的进行掺混后，重新进入斜流风机，由于低能气流被抽吸至进风口，从而限制了在叶片204的顶部的低速区和回流区的形成机制，能够有效抑制靠近叶片204的顶部的边界层发展，并控制了流动分离的发生，因此斜流风轮20内的流动状况能够得到显著改善，并且在小流量区和失速区范围内的出口静压也会相应提高。

如图5所示，在上述任一实施例中，优选地，在任一经过斜流风机的轴线的截面上，掺混区1042与直筒流动区1044的连接点d设置于叶片204的前缘的上游。

在该实施例中，通过将掺混区1042域直筒流动区1044之间的连接点d设置在叶片204的前缘的上游，能够使低能气流与外部进入的气流能够充分掺混，以在掺混之后进入斜流风轮20，而不是将低能气流直接导入到斜流风轮20内，以提升气流流动效率。

如图5所示，在上述任一实施例中，优选地，将掺混区1042的侧壁的倾斜角度确定为掺混角α，掺混角α大于0°，并小于或等于30°。

在该实施例中，通过限定掺混角α的范围，一方面，能够使回流气体顺畅从进风口进入，另一方面，也保证了低能气流与外部进入的气流能够充分掺混，进而降低斜流风轮20内部出现波动的概率。

如图5所示，在上述任一实施例中，优选地，将弯折管段1024a上狭缝入口106的入口点确定为低能气流的抽吸点e，在气流方向，处于抽吸点e之前的叶片204的前端叶片204长度与叶片204总长度之间的比值大于或等于0.4，并小于或等于0.7。

在该实施例中，由于低能气流在上述限定的区域内比较集中，从而通过限定抽吸点e的位置，提升回流通道对低能气流的抽吸的效率，进而实现对斜流风机的启动性能与噪音性能的优化。

如图5所示，在上述任一实施例中，优选地，将锥形管段与弯折管段1024a的连接处的夹角确定为抽吸角β，抽吸角β大于90°，并小于180°。

在该实施例中，锥形管段的切线方向即为子午通道的切线方向，抽吸角β则为切线方向与弯折管段1024a的内壁之间的夹角，通过限定抽吸角β的角度范围，有利于提升低能气流的回流效率。

在上述任一实施例中，优选地，叶片204的顶部与轮盖之间的间隙与狭缝入口106的宽度之间的比值大于等于0.9，并小于或等于1.1。

在该实施例中，通过将狭缝入口106的宽度设置为叶片204的顶部与轮盖之间的间隙宽度接近，一方面，过小的狭缝影响回流效率，另一方面，过大的开缝宽度也会导致空气的回流量过大，影响斜流风机的运行效率。

在上述任一实施例中，优选地，还包括：叶片扩压器30，设置于斜流风轮20的下游，叶片扩压器30包括扩压器本体302，以及设置于扩压器本体302上的多个扩压叶片304，多个扩压叶片304沿周向布设于扩压器本体302上，相邻的两个扩压叶片304之间形成扩压通道。

在该实施例中，轮盖组件10可以包括套设的内侧轮盖104与外侧轮盖102，内侧轮盖104的内壁与叶片204前段之间形成进风通道，内侧轮盖104的外壁与前段外侧轮盖102的内壁之间形成回流通道，后段外侧轮盖102与叶片204后端之间形成进风流道，斜流风轮20将电机的动力转换成空气压力能和动能，叶片扩压器30，具有多个扩压叶片304，通过相邻叶片204之间的通道扩张设计来实现扩压功能，将叶轮排除的具有较高动量的流体的动能转换成压力能。

通过设置回流通道，进一步防止了低能流体进入扩压器和扩压器叶片204之间产生干涉，进一步降低在失速工况出现叶倍频噪音增加的概率。

根据本发明的实施例的家电设备，包括上述任一实施例所述的斜流风机。

其中，家电设备可以是吸尘器或吸油烟机。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。