气体净化一体机的制作方法

本发明涉及一种气体净化一体机，尤其涉及一种油烟净化一体机。

背景技术：

随着居民收入和消费水平提高，生活理念和健康意识随之增强，对室内外环境的关注度和要求也越来越高。在室外环境不变的情况下，室内污染源主要有家具建材、建筑涂料等所释放的甲醛等有害气体以及灰尘等颗粒物，但有害气体可以通过购买品质较好的建材和涂料减少或者消除，灰尘可通过增加室内湿度和勤打扫降低对人体的影响。然而，室内另一个污染源——厨房，往往被人们忽视。

过去，厨房炒菜产生的油烟没有得到足够的重视，这些年随着生活水平的提高和认知水平的提升，人们越来越重视厨房里的环保和健康问题。由于中国人的饮食习惯，厨房里的污染源主要来自于炒菜时的油烟排放。因此，目前消除厨房油烟的最直接办法是购买大吸力的油烟机，尽可能的消除炒菜产生的油烟。故此，近几年，市场上主流的中高端油烟机的主要特点是：大吸力、低噪声；试图通过增大油烟机尺寸满足净化油烟和降低噪声的目的。目前传统油烟机品牌增大油烟机吸力的主要途径就是通过增大现有风机的尺寸来提升单位时间内的抽风量。然而，这样做的缺点是直接导致油烟机的尺寸越来越大，重量越来越大。与此同时，房屋建筑又要求减重，大量采用轻体墙。这就意味着，在油烟机重量增大时，墙体的承载能力却在下降，使得墙体挂载油烟机存在安全隐患。此外，尺寸巨大的油烟机占据了厨房很大部分空间，由于目前传统的主流油烟机的结构基本是“竖立柱+横向聚风罩”的倒t型结构，使得厨房内部装饰(比如橱柜等)设计必须迁就油烟机的结构进行，这在很大程度上限制了厨房装修装饰的灵活性和个性化发展。

综上，从市场发展需求、建筑发展趋势以及厨房装饰等角度来看，目前主要存在三点矛盾：

1.市场需求产生的矛盾：油烟机吸力增大的同时重量也增大；

2.建筑发展趋势产生的矛盾：越来越重的油烟机与墙体承载能力下降的矛盾；

3.厨房装饰产生的矛盾：传统油烟机的构型与灵活性和个性化发展需求的矛盾。

因此，存在对可以解决上述三个矛盾中的至少一个的油烟净化一体机的需求。

技术实现要素：

上述需求是通过根据本发明的气体净化一体机满足的。根据本发明的气体净化一体机，其特征在于：包括进气单元、动力单元和排气单元，所述动力单元连接所述进气单元和所述排气单元从而使得所述气体净化一体机整体上呈圆柱形。

优选地，所述进气单元允许气体进入并且能够过滤所述气体。

优选地，所述动力单元包括电机和风扇叶轮，所述电机驱动所述风扇叶轮旋转以通过所述进气单元将气体吸入。

优选地，所述排气单元构造成能将经过滤的所述气体完全排回到所述气体在进入所述进气单元之前的来源。

优选地，所述排气单元具有出风通道和第一层排气孔，所述出风通道被构造成使得经过滤的所述气体的第一部分经所述第一层排气孔排出。

优选地，所述第一层排气孔构造成使得经过滤的所述气体的所述第一部分以射流形式排出并且所述射流与水平面成一定角度。

优选地，所述排气单元还具有第二层排气孔，并且所述出风通道被构造成使得经过滤的所述气体的第二部分从所述第二层排气孔排出，其中所述第二部分大于所述第一部分；且所述第二层排气孔构造成使得从所述第二层排气孔的排出速度小于从所述第一层排气孔的排出速度。

优选地，所述排气单元还具有第三层排气孔，所述出风通道被构造成使得经过滤的所述气体的第三部分从所述第三层排气孔排出，且所述第三层排气孔构造成使得经过滤的所述气体的所述第三部分以射流形式排出并且所述射流与水平面成一定角度。

优选地，所述排气单元构造成能将经过滤的所述气体完全排到所述气体在进入所述进气单元之前的来源的外部。

优选地，所述风扇叶轮的叶片的叶尖和叶根具有不同的安装角度。

与传统油烟机用风机相比，本发明具有体积小、重量轻、效率高、风量大，安装和拆卸简单方便，降低噪音的效果。而且，还解除了传统油烟机“竖立柱+横向聚风罩”的倒t型限制，可进行油烟、净化、厨房一体化/个性化设计。厨房可以不用开凿烟道、安装烟管，从而不影响厨房整体设计。过滤膜可以根据实际使用情况适时更换，已使用过的滤网扔掉即可，极大地改善了油烟机二次污染的问题。

附图说明

图1是本发明的油烟净化一体机分解图。

图2是本发明的油烟净化一体机侧视图(水平放置)。

图3是本发明的油烟净化一体机轴向剖面图。

图4是本发明的油烟净化一体机的动力单元透视图。

图5是本发明的油烟净化一体机的组装状态的排气外罩和排气顶盖的正视图。

图6是本发明的油烟净化一体机的进气单元的分解图。

图7是本发明的风扇叶轮的一个实施例的示意图。

具体实施方式

以下结合附图并通过实施例对本发明的油烟净化一体机做进一步的说明。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，油烟净化一体机包括无刷直流电机101、风扇叶轮103、风扇机匣105、进气前罩外罩107、进气前罩内罩109、过滤膜111、进气前罩外罩磁片113、进气前罩内罩磁片115、排气外罩117、排气外罩内整流罩上部件119、排气外罩内整流罩下部件121、和排气顶盖123。

图2是组装后的根据图1的油烟净化一体机的正视图(水平放置)。图3是沿纵轴线截取的图2所示的油烟净化一体机的剖视图。结合图2和图3可知，根据本发明的油烟净化一体机从左至右(见图2视图)依次包括进气单元、动力单元和排气单元。

进气单元包括进气前罩外罩107、进气前罩内罩109和过滤膜111。进气前罩外罩107整体上为两端敞开的圆筒形，并开设有多个孔以供气体流入同时还能降低噪音。进气前罩内罩109整体上为带底圆筒形，在该圆筒的侧壁和底壁上开设有多个孔以供气体流入。当然，反过来亦可以，即进气前罩外罩整体上位带底圆筒形，而进气前罩内罩整体上位两端敞开的圆筒形。进气前罩内罩109还包括与所述底壁相对的连接部以用于，一方面，连接进气前罩外罩107；另一方面，连接到动力单元。在组装时，进气前罩外罩107套装在进气前罩内罩109外部并连接到进气前罩内罩109的连接部。在非限定性的优选实施例中，进气前罩外罩107通过其上的磁片113和进气前罩内罩109上的磁片115的磁性连接而被连接到进气前罩内罩109。当然，本领域技术人员可以想到其它合适的连接方式。在组装状态中，在进气前罩外罩107和进气前罩内罩109之间设置有过滤膜111以对吸入的油烟进行过滤。过滤膜111优选为油烟棉。但是，本领域技术人员可以想到其它合适的过滤材质。图6示出了进气单元的分解图。

动力单元包括无刷直流电机101、风扇叶轮103和风扇机匣105。风扇机匣105同轴地保持无刷直流电机101和风扇叶轮103使得无刷直流电机101能够与风扇叶轮103直接连接并驱动风扇叶轮103在风扇机匣105内旋转。在本发明中，电机也可以是其它种类的电机，但必须仍要满足高功率密度的要求。风扇机匣105的外表面设有连接部以用于与进气前罩内罩109的连接部接合以将风扇机匣105与进气前罩内罩109连接在一起。优选地，风扇机匣105与进气前罩内罩109通过螺纹连接。图4示出了已组装的动力单元的透视图。从图4中可见，风扇机匣105的用于支撑无刷直流电机101的支架包括后掠设计的支撑结构，水平夹角优选为60°。这种后掠设计具有降噪效果。本发明的风扇叶轮103的叶片的叶根和叶尖采用不同扭转角度(即，安装角度)以及高效叶型设计，使得在相同风量的情况下，整体尺寸更小、重量轻等特点。参照图7，其中示出了风扇叶轮103的一个实施例。在该实施例中，风扇叶轮103包括叶轮毂103-1和多个叶片103-2。多个叶片103-2在叶根处附接到叶轮毂103-1。叶片103-2的叶尖截面叶型弦长为预设值l，该叶尖截面叶型的最大厚度为预设值n；该叶片103-2的叶根截面叶型弦长为预设值k，该叶根截面叶型的最大厚度为预设值e。优选地，叶片103-2被构造成使得l小于k且n小于e；并且在叶尖和叶根之间的任何截面的弦长和最大厚度分别在l和k之间和n和e之间。风扇叶轮103的叶片数量要视风量要求而定，优选地叶片数量在10～15个之间。叶片的安装角度可根据实际需要计算。优选地，可如下地确定叶片的安装角度。

v周向＝ωr

上述各式中，s是气流流通面积，单位m²；d是相对于叶轮轴线的直径，单位m；v是空气流量(即风量)，单位m³/s；v是气流速度，单位m/s；ω是风扇旋转角速度，r是相对于叶轮轴线的半径，单位m。其中，下标“排气”是指从风扇排出的气流，下标“周向”是指风扇叶尖沿圆周方向。

优选地，选择攻角初始值为零，从而可计算出零攻角下叶根、叶尖的安装角度分别为：

其中，θ叶尖_0是零攻角时叶尖的安装角度，θ叶根_0是零攻角时叶根的安装角度。其它变量和下标的含义同上。以一定的步长改变攻角的值，经过多次优化迭代和叶尖叶根安装角度的调整，并考虑到安装角度与上述后掠设计之间的耦合作用后，最终可得到合理的安装角度范围。更优选地，叶尖安装角度θ叶尖的范围是32°～38°；叶根安装角度θ叶根的范围是51°～60°。

通过这样的叶型设计，在同等尺寸、同等电功率输入的情况下，风扇效率可提升6％；或者，在同等尺寸和电功率输入的情况下，新构型风机可以比传统动力风机的风量至少增加6％。

该风扇叶轮103可以采用塑料、铝合金等材料，采用精铸等工艺进行加工，具有成本低、加工制造简单的优点。因为是一体成型，所以无多余零件。

排气单元包括排气外罩117、排气外罩内整流罩上部件119、排气外罩内整流罩下部件121和排气顶盖123。图5示出了组装在一起的排气外罩117和排气顶盖123。从图5可知，排气外罩117从下至上依次包括缩口、截头圆锥形外扩部和圆筒部。所述缩口带有连接部以用于将排气单元连接到所述风扇机匣105的外表面的连接部，优选地通过螺纹连接，从而将排气单元与动力单元连接。由此，所述风扇机匣105的外表面的连接部同时连接所述缩口的连接部和所述进气前罩内罩109的连接部，从而形成所述排气外罩117和所述进气前罩内罩109之间的密封连接。围绕着截头圆锥形外扩部设有第一层排气孔501。围绕着圆筒部的外周设有第二层排气孔503。在本实施例中，第二层排气孔由沿周向均匀地间隔开的四组排气孔组成。第二层排气孔中的每一个都形成为沿着排气单元的纵轴线方向细长的长方形狭缝孔。优选地，每组排气孔具有6个长方形狭缝孔。其它形状的孔也是可行的。另外，可以想到，可以包括多于或少于四组的排气孔，并且每组排气孔可包括多于或少于6个的长方形狭缝孔。排气顶盖123连接到排气外罩117的与缩口相对的端部处，并包括第三层排气孔505。第三层排气孔围绕排气顶盖123的侧边缘设置，第三层排气孔中每一个孔都被构造成以与水平面成一定角度的射流形式排出气体。在所示出的用于无烟道的实施例中，即流过油烟净化一体机后的空气直接排入厨房，排气顶盖123基本上封闭了排气外罩117的相应端部，只允许气体从第三层排气孔排出。然而，在用于带烟道的实施例中，可省略排气顶盖123、第一至二层孔和过滤膜111。

再参照图3，排气单元的排气外罩内整流罩上部件119和排气外罩内整流罩下部件121固定在排气外罩117中从而与排气顶盖123一起将本发明的油烟净化一体机的出风通道设计为三层结构。

其中，排气外罩内整流罩下部件121将出风通道的第一层结构和出风通道的第二层结构间隔开。在出风通道的第一层结构中，经过风扇叶轮103的气体直接从第一层排气孔排出。第一层排气孔的作用之一是排出净化油烟后流经风扇叶轮103的一部分干净空气，作用之二是将该部分的干净空气以射流形式且与水平面成一定角度喷射而出，形成一道空气射流屏障，阻挡下面未被吸入的油烟向上蔓延逃逸，使得可能蔓延逃逸的油烟被再次吸入进气前罩外罩107，以实现尽可能吸尽油烟的目的。优选地，这部分干净空气约占流过风扇叶轮103的空气总量的10％～30％。这个体积流量比例是通过设计排气外罩内整流罩下部件121实现的。

排气外罩内整流罩上部件119将出风通道的第二层结构与出风通道的第三层结构间隔开。出风通道的第二层结构构造成引导一部分干净空气通过第二层排气孔排出。这一层排气孔的作用之一是排出流经风扇叶轮103的部分干净空气；作用之二是正对着人吹，从而可以至少部分地驱散溢流到人的面部的油烟，进一步使人呼吸的局部环境的空气保持清洁干净。优选地，这部分气流约占流过风扇叶轮103的空气总量的50％～80％。这一层排气孔排出的气量相对较大，但由于第二层排气孔具有较大的开口面积，因此流速相对较低，以确保吹拂人脸时没有不适感。

出风通道的第三层结构限定在排气外罩内整流罩上部件119和排气顶盖123之间。流经出风通道的第三层结构的气体通过第三层排气孔排出。这样排出的气体的作用有二：其一是排出流经风扇叶轮103的其余的干净空气；其二由于是以射流形式被排出，因此作用是进一步捕获一切可能溢流的油烟，以将所有油烟都约束在进气前罩外罩附近，从而油烟可通过进气前罩外罩被俘获。

在操作中，油烟经由进气前罩外罩107进入，经过过滤膜111，将油烟中的污物吸附在过滤膜111上，再经过进气前罩内罩109流向风扇叶轮103，这个结构除了具有净化油烟的功能以外，还由于具有很多孔洞而具有良好的降噪效果。

优选地，根据本发明的油烟净化一体机还可包括其他功能，如照明、过滤膜更换提醒、智能控制系统等。

与传统风机相比，根据本发明的油烟净化一体机在满足大吸力要求的前提下，体积更小、重量更轻、噪音更低。另外，根据本发明的油烟净化一体机整体上呈圆柱形，从而消除了传统的油烟机的倒t型设计所带来的约束。

通过上面公开的内容可知，根据本发明的净化一体机不仅可以用于厨房的油烟净化领域，也可以用在其它的需要净化气体的应用中。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。