一种吸油烟机用离心风机及应用其的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，尤其涉及一种吸油烟机用离心风机及应用其的吸油烟机。


背景技术：

2.吸油烟机是一种净化厨房环境的厨房电器。风机系统是吸油烟机的核心部件，其尺寸设计的合理性与吸油烟机的性能息息相关。传统风机系统的设计多根据通风机设计经验公式及其尺寸推荐比例进行设定，多是考虑风机入口较为通畅的情况，如申请号为cn202011022811.3(公开号为cn112253541a)公开的《一种离心风机的蜗壳型线生成方法、蜗壳和离心风机》。
3.目前叶轮直径普遍不大于250mm，而随着吸油烟机追求大风量趋势以来，更大的风机体量能减少风机内部的流动阻力，从而提升风机效率，对气动性能有显著提升作用，达到相同流量的转速也会降低，也具有降噪方面的优势，但带风机架的吸油烟机，竖直放置的风机系统会受到风机架箱体的限制。如，顶吸式吸油烟机箱体高度一般受家庭楼层高度的限制，存在极限高度，小尺寸风机系统一般高度方向较小，设计时无需考虑箱体高度的限制，采用传统对数螺旋线(等螺旋角)设计理念，配合较长的扩压段能得到不错的性能表现。但，如果采用更大的风机系统(基于250mm以上叶轮直径)，简单的型线尺寸的放大则会使得风机高度更高，从而使得蜗壳底部离下方油网过近会影响下方进气，风机入口多存在较大漩涡，并非自由通畅。传统设计思路的风机尺寸已经无法满足现在日益提升的对吸油烟机性能的需求，大体量风机受限无法发挥优势。因此，如何提供一种能满足有限空间安装要求的情况下使得风机系统达到更高的气动性能的吸油烟机用离心风机，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.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，提供一种能满足有限空间安装要求的情况下使得风机系统达到更高的气动性能的吸油烟机用离心风机。
5.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，提供一种应用上述离心风机的吸油烟机。
6.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：一种吸油烟机用离心风机，包括蜗壳以及设于所述蜗壳内的叶轮，所述蜗壳的型线包括在周向上依次设置并平滑连接的第一直线段、螺旋线段、蜗舌型线段和第二直线段，所述第一直线段的起始点与第二直线段的终点分别对应蜗壳的出风口的两端；
7.所述螺旋线段cg为变角对数螺旋线，其上具有特征意义的定位点，定位点包括第一高度定位点n1、第一宽度定位点n2、第二高度定位点n3以及第二宽度定位点n4，所述螺旋线段cg在所述第一高度定位点n1、第一宽度定位点n2、第二高度定位点n3以及第二宽度定位点n4位置处的螺旋角依次增大，并且，以作为基础型线的等角对数螺旋线为参考，所述螺
旋线段cg在所述第一高度定位点n1、第一宽度定位点n2、第二高度定位点n3以及第二宽度定位点n4位置处的张开度均小于等角对数螺旋线上对应各定位点的张开度。
8.所述螺旋线段满足对数螺旋线公式：
[0009][0010]
其中，以叶轮的圆心为坐标原点，通过原点的水平线为x轴，通过原点的竖直线为y轴，以蜗壳的出口张开度最大处径向截面为起始截面，蜗壳的任意径向截面与起始截面之间的夹角为ψ；
[0011]an
为与角度值ψ相对应的蜗壳型线张开度；d为叶轮的直径；m为对数螺旋线螺旋角相关系数；kn为与角度值ψ相对应的张开度修正系数；所述螺旋线段上具有特征意义的定位点，包括第一高度定位点n1、第一宽度定位点n2、第二高度定位点n3以及第二宽度定位点n4，所述螺旋线段上具有特征意义的各定位点的张开度分别为：
[0012]
a1＝t+k1；
[0013][0014][0015][0016]
a1、a2、a3、a4分别为90
°
、180
°
、270
°
、360
°
下蜗壳型线张开度，k1、k2、k3、k4分别为90
°
、180
°
、270
°
、360
°
下蜗壳型线张开度修正系数，t为蜗舌间隙，即蜗舌与叶轮之间的间隙，其中，k1＝1～10mm，0.7＜k2≤k3≤k4＜1，所述叶轮的直径的取值范围为：260mm≤d≤300mm。
[0017]
作为改进，所述第一直线段的起始点与第二直线段的终点的距离作为蜗壳的扩压段宽度，记作l，所述蜗舌的终点与所述出风口所在平面之间的距离作为所述蜗壳的扩压段高度，记作k，其中，0.3≤k/a4≤0.5，1.3≤l/a4≤1.8。由于蜗壳的出口段高度的设计也会影响蜗壳的整体高度，为此，对蜗壳出口段型线即hg、ab和bc段进行修正，从而得到理想的蜗壳型线，具体地，是基于蜗壳最大张开度a4，来设定扩压段长度及宽度，从而采用较短的出口扩压段高度，以能够较为充分将动压转化为静压。
[0018]
直径在260mm以上叶轮直径，基于常规对数螺旋线蜗壳设计理论，其蜗壳宽度和蜗壳高度一般会较高，导致风机架箱体过大以及下方进气受阻，基于风机架宽度的限制限定了蜗壳宽度，以及限定了蜗壳在180
°
特征意义的定位点的张开度，具体地，所述蜗壳的宽度为w2，也即，w2＝a2+a4+d，其中，390mm≤w2≤480mm，a2≥20mm。
[0019]
由于260mm直径以上的叶轮直径匹配较大的风机体量，通过箱体优化和风机系统优化能发挥大体量风机系统的优势，所以，所述叶轮的直径的取值范围为：260mm≤d≤300mm，优选265mm。
[0020]
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：一种应用有如上述吸油烟机用离心风机的吸油烟机。
[0021]
由于蜗壳贴近风机架会导致震动异音，且最左右侧气流无法流也会形成涡流，基于此，一种应用有如上述吸油烟机用离心风机的吸油烟机，包括风机架，上述的离心风机竖
向设于所述的风机架中，所述风机架包括后侧板、前侧板、左侧板以及右侧板，所述左侧板与所述右侧板之间的距离为w1，所述风机架的高度为h1，其中，400mm≤w1≤500mm，380mm≤h1≤500mm，并且，0.8≤w1/h1≤1.2。
[0022]
为了适配现有集烟罩尺寸以及考虑到风机的前后两侧的进风的顺畅性，所述前侧板与后侧板之间的距离为s，所述蜗壳的厚度为t，其中，1/3s≤t≤2/3s，并且，s≤400mm。顶吸式吸油烟机的风机系统进风多为双侧进风，通道越大，前后进风一般也越通畅，风机前后通道比例也会影响风机的性能，集烟罩前后尺寸一般在500mm深左右，因此，风机架深度s建议小于400mm，但一般风机架的深度会考虑包柜的需求，市面上常见的橱柜尺寸为不含门板330mm厚度，因此，再优选地，风机架深度s小于325mm。
[0023]
在风机架深度受限下风机厚度与前后通道进风比例会较大影响风机性能，为了保证该种情况下具有较好的风机性能，所述蜗壳的前侧与所述风机架的前侧板之间的距离为s1，所述蜗壳的后侧与所述风机架的后侧板之间的距离为s2，其中，s1/s2＝2～4。
[0024]
与现有技术相比，本实用新型的优点：本实用新型基于吸油烟机(尤其是传统欧式机)厨房安装特性，为了在有限空间内使用较大的风机系统(250mm以上叶轮直径)，设计了离心风机的风机体量，并通过对蜗壳的型线优化，在不改变大直径叶轮尺寸的基础上，通过优化蜗壳型线的表征蜗壳宽度、高度的具有特征意义的定位点的螺旋角大小变化，减小了蜗壳底部的张开度，对蜗壳高度进行了调整，增大了风机底部与油网的进气距离，保证了离心风机进气的顺畅性，达到更高的气动性能，满足在有限空间安装条件下发挥较大的风机系统的性能优势。
附图说明
[0025]
图1为本实用新型实施例的吸油烟机的立体结构示意图；
[0026]
图2为本实用新型实施例的吸油烟机沿前后方向的竖向剖视图；
[0027]
图3为本实用新型实施例的吸油烟机沿左右方向的竖向剖视图；
[0028]
图4为本实用新型实施例的蜗壳型线的示意图；
[0029]
图5为本实用新型实施例的蜗壳型线的示意图。
具体实施方式
[0030]
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0031]
在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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。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。
[0032]
参见图1-图5，一种吸油烟机包括风机架30、风机系统以及集烟罩40，集烟罩40设于风机架30的底部，并具有进风口。风机系统设于风机架30内，包括蜗壳10以及设于蜗壳10
内的叶轮20。以上吸油烟机的结构为现有技术。
[0033]
参见图2及图3，本实施例的风机架30包括后侧板31、前侧板32、左侧板33以及右侧板34，其中，左侧板33与右侧板34之间的距离(也即风机架30的宽度)为w1，风机架30的高度为h1，其中，400mm≤w1≤500mm，380mm≤h1≤500mm，并且，0.8≤w1/h1≤1.2。蜗壳10贴近风机架30会导致震动异音，且最左右侧气流无法流也会形成涡流，基于此，可优选风机架30宽度w1为420mm，风机架30宽度h1为400mm，即w1/h1＝1.05。前侧板32与后侧板31之间的距离为s，蜗壳10的厚度为t，其中，1/3s≤t≤2/3s，并且，s≤400mm。
[0034]
参见图2，为了适配现有集烟罩40尺寸以及考虑到风机的前后两侧的进风的顺畅性，前侧板32与后侧板31之间的距离为s，蜗壳10的厚度为t，其中，1/3s≤t≤2/3s，并且，s≤400mm。顶吸式吸油烟机的风机系统进风多为双侧进风，通道越大，前后进风一般也越通畅，风机前后通道比例也会影响风机的性能，集烟罩40前后尺寸一般在500mm深左右，因此，风机架30深度s建议小于400mm，但一般风机架30的深度会考虑包柜的需求，市面上常见的橱柜尺寸为不含门板330mm厚度，所以再优选地，风机架30深度s小于325mm。另一方面，在风机架30深度受限下风机厚度与前后通道进风比例会较大影响风机性能，为了保证该种情况下具有较好的风机性能，蜗壳10的前侧与风机架30的前侧板32之间的距离为s1，蜗壳10的后侧与所述风机架30的后侧板31之间的距离为s2，其中，s1/s2＝2～4。
[0035]
参见图4，本实施例蜗壳10的型线包括在周向上依次设置并平滑连接的第一直线段hg、螺旋线段cg、蜗舌型线段bc和第二直线段ab，其中，第一直线段hg的起始点与第二直线段ab的终点分别对应蜗壳10的出风口11的两端。螺旋线段cg自蜗舌型线段bc至第一直线段hg依次分为第一螺旋线段cd、第二螺旋线段de、第三螺旋线段ef以及第四螺旋线段fg。
[0036]
结合图4及图5，为了在有限空间内使用较大的风机系统(250mm以上叶轮20直径)，本实施例对蜗壳10的型线优化，具体地，是对作为基础型线的等角对数螺旋线进行优化，其中，作为基础型线的等角对数螺旋线满足对数螺旋线公式：
[0037]
本实施例对等角对数螺旋线进行优化后的螺旋线段cg满足对数螺旋线公式：
[0038][0039]
其中，以叶轮20的圆心为坐标原点，通过原点的水平线为x轴，通过原点的竖直线为y轴，以蜗壳10的出口张开度最大处径向截面为起始截面，蜗壳10的任意径向截面与起始截面之间的夹角为ψ；an为与角度值ψ相对应的蜗壳型线张开度；d为叶轮20的直径；m为对数螺旋线螺旋角相关系数；kn为与角度值ψ相对应的张开度修正系数。
[0040]
螺旋线段cg为变角对数螺旋线，其上具有特征意义的定位点，特征意义为蜗壳10的高度及蜗壳10的宽度，定位点包括第一高度定位点n1、第一宽度定位点n2、第二高度定位点n3以及第二宽度定位点n4，其中，第一高度定位点n1位于第一螺旋线段cd的d点位置，第一宽度定位点n2位于第二螺旋线段de的e点位置处，第二高度定位点n3位于第三螺旋线段ef的f点位置处，第二宽度定位点n4位于第四螺旋线段fg上。螺旋线段cg在第一高度定位点n1、第一宽度定位点n2、第二高度定位点n3以及第二宽度定位点n4位置处的螺旋角α依次增大，详见图5。并且，以作为基础型线的等角对数螺旋线为参考，螺旋线段cg在第一高度定位点n1、第一宽度定位点n2、第二高度定位点n3以及第二宽度定位点n4位置处的张开度均小
于等角对数螺旋线上对应各定位点的张开度。
[0041]
也即，本实施例主要是对螺旋线段cg上具有特征意义的定位点的张开度进行了限定，具体如下，所述螺旋线段cg上具有特征意义的各定位点的张开度分别为：
[0042]
a1＝t+k1；
[0043][0044][0045][0046]
参见图5，a1、a2、a3、a4分别为90
°
、180
°
、270
°
、360
°
下蜗壳型线张开度，也即，a1、a2、a3、a4分别与第一高度定位点n1、第一宽度定位点n2、第二高度定位点n3以及第二宽度定位点n4依次对应，k1、k2、k3、k4分别为90
°
、180
°
、270
°
、360
°
下蜗壳型线张开度修正系数，t为蜗舌间隙，即蜗舌与叶轮20之间的间隙，其中，k1＝1～10mm，0.7＜k2≤k3≤k4＜1，叶轮20的直径的取值范围为：260mm≤d≤300mm。由于260mm直径以上的叶轮20直径匹配较大的风机体量，通过箱体优化和风机系统优化能发挥大体量风机系统的优势，所以，上述叶轮20的直径的取值范围为：260mm≤d≤300mm，优选为265mm。其中，蜗舌间隙t可以由蜗舌定位点n0的坐标来给定，具体地，蜗舌定位点n0的坐标为(x0，y0)，通过如下公式t＝(x02+y02)
1/2-d计算得出。
[0047]
第一直线段hg的起始点与第二直线段ab的终点的距离作为蜗壳10的扩压段宽度，记作l，蜗舌的终点与出风口11所在平面之间的距离作为蜗壳10的扩压段高度，记作k，其中，0.3≤k/a4≤0.5，1.3≤l/a4≤1.8。由于蜗壳10的出口段高度的设计也会影响蜗壳10的整体高度h2，为此，对蜗壳10出口段型线即hg、ab和bc段进行修正，从而得到理想的蜗壳10型线，具体地，是基于蜗壳10最大张开度a4，来设定扩压段长度及宽度，从而采用较短的出口扩压段高度，以能够较为充分将动压转化为静压。
[0048]
直径在260mm以上叶轮20直径，基于常规对数螺旋线蜗壳10设计理论，其蜗壳10宽度和蜗壳10高度一般会较高，导致风机架30箱体过大以及下方进气受阻，基于风机架30宽度的限制限定了蜗壳10宽度，以及限定了蜗壳10在180
°
特征意义的定位点的张开度，具体地，蜗壳10的宽度为w2，也即，w2＝a2+a4+d，其中，390mm≤w2≤480mm，a2≥20mm。
[0049]
修正参数k1和k3直接影响到蜗壳10的高度尺寸，该两个修正参数正是为了解决大体量风机如直接采用对数螺旋线设计会导致蜗壳10高度过大的问题，通过修正系数的取值，能减少a1和a3的尺寸从而降低高度，取值越小，蜗壳10高度越小。在选定蜗壳10宽度w2后，修正参数k2和k4可以直接影响到蜗壳10的两侧流道的张开度，两侧张开度与风机性能密切相关，一般对应于蜗壳10最大张开度a4处的k4的选值较大有利于气流扩压，选定k4后，在叶轮20直径d和蜗壳10宽度w2给定下，即可求得k3，k3取值满足0.7＜k2≤k3≤k4＜1即为合理取值，否则需重新设计蜗壳10宽度和叶轮20直径。
[0050]
在上述指定角度下(具有特征意义的定位点对应的角度)的修正系数得到后，可螺旋线段cg在圆周方向上划分为36段，根据已知的4个定位点，每隔10度可通过曲线拟合的方式得到各个角度下的修正系数，从而得到各个角度下的张开度尺寸，即可得到相应的螺旋线。
[0051]
本实施例基于吸油烟机(尤其是传统欧式机)厨房安装特性，为了在有限空间内使用较大的风机系统(250mm以上叶轮20直径)，设计了离心风机的风机体量，并通过对蜗壳10的型线优化，在不改变大直径叶轮20尺寸的基础上，通过优化蜗壳10型线，减小了蜗壳10底部的张开度，对蜗壳10高度进行了调整，增大了风机底部与油网的进气距离，保证了离心风机进气的顺畅性，达到更高的气动性能，满足在有限空间安装条件下发挥较大的风机系统的性能优势。经试验验证，采用本实施例优选尺寸及型线设计方案，得到的大体量风机系统，能在相同的安装条件下，同等转速1000r/min下提升3m3/min的风量，相同风量下由于转速的降低，噪音同理降低3db以上。