一种蜗壳、离心风机及厨房电器的制作方法

1.本实用新型涉及油烟净化技术领域，尤其涉及一种蜗壳、离心风机及厨房电器。


背景技术：

2.厨房烹饪通常会产生大量油烟，直接影响人们居住环境和身体健康。吸油烟机作为改善厨房室内环境的重要工具，通过吸排厨房内部烹饪油烟，实现净化室内空气的功能。风机作为吸油烟机的核心动力部件，其空气动力学性能直接决定了吸油烟机的整体工作性能，而多翼离心风机因其具有压力系数高，流量系数大且工作噪音较低的性能特点，被广泛应用在吸油烟机中。
3.传统多翼离心风机的结构特点之一就是叶轮的宽径比较大，所以风机的轴向结构尺寸一般较大，风机通常无法往下放置，通常仅能通过将吸油烟机的进口下延的方式来提升吸油烟效果，但还是存在离心风机进口与下端锅具发烟位置距离远的问题，影响吸油烟机吸油烟效果。针对上述问题，目前大多采取的方案为：减小多翼离心风机的轴向尺寸，进而可以下置风机至靠近锅具发烟位置。然而根据离心风机设计理论可知，若要减小多翼离心风机的轴向尺寸同时依然保持风机做功能力不变，则需要增大叶轮直径，进而蜗壳型线随之增大。同时，超薄近吸型吸油烟机的使用场景决定其主机箱体高度不可过大，因此对薄型离心风机蜗壳的结构尺寸，尤其是高度方向尺寸有较强的限制。
4.因此，亟待需要一种离心风机以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的第一个目的在于提供一种蜗壳，能够在厚度和高度空间尺寸受到限制的情况下，提升风机的气动及噪音性能。
6.本实用新型的第二个目的在于提供一种离心风机，通过应用上述蜗壳，能够在厚度和高度空间尺寸受到限制的情况下，提升风机的气动及噪音性能。
7.本实用新型的第三个目的在于提供一种厨房电器，通过应用上述离心风机，能够提升吸油烟效果。
8.为实现上述目的，提供以下技术方案：
9.第一方面，提供了一种蜗壳，所述蜗壳包括蜗壳前板、蜗壳后板和蜗壳围板，所述蜗壳前板和所述蜗壳后板分别安装于所述蜗壳围板的两侧，所述蜗壳前板上设有主进风口，所述蜗壳前板、所述蜗壳围板和所述蜗壳后板围设形成出风口，所述蜗壳围板的厚度为w1，所述蜗壳围板的最大高度为h1，其中，80mm≤w1≤120mm，0.15≤w1/h1≤0.35。
10.作为所述蜗壳的可选方案，所述蜗壳前板、所述蜗壳围板和所述蜗壳后板中至少有一个上设有若干降噪通孔。
11.作为所述蜗壳的可选方案，所述蜗壳还包括降噪层，所述降噪层设于所述蜗壳的外壁上，用于覆盖所述降噪通孔。
12.作为所述蜗壳的可选方案，所述蜗壳前板上设有凹凸压印结构。
13.作为所述蜗壳的可选方案，所述蜗壳后板上设有凹凸压印结构。
14.作为所述蜗壳的可选方案，所述蜗壳还包括出口法兰，所述出口法兰固定连接于所述出风口。
15.作为所述蜗壳的可选方案，所述蜗壳后板上设有电机座，所述电机座用于安装离心风机的电机。
16.作为所述蜗壳的可选方案，所述蜗壳后板与所述电机座为一体成型结构。
17.第二方面，提供了一种离心风机，包括叶轮、电机和如上所述的蜗壳，所述叶轮和所述电机均设置于所述蜗壳内。
18.作为所述离心风机的可选方案，所述离心风机还包括导风圈，所述导风圈设于所述蜗壳前板的主进风口处。
19.第三方面，提供了一种厨房电器，包括如上所述的离心风机。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
21.本实用新型提供的蜗壳，包括蜗壳前板、蜗壳后板和蜗壳围板，蜗壳前板和蜗壳后板分别安装于蜗壳围板的两侧，蜗壳前板上设有主进风口，蜗壳前板、蜗壳围板和蜗壳后板围设形成出风口，蜗壳围板的厚度为w1，蜗壳围板的最大高度为h1，其中，80mm≤w1≤120mm，0.15≤w1/h1≤0.35，蜗壳轴向厚度较小，同时还能够保持较高的性能水平，可大幅降低离心风机的安装空间限制，利于提升实际用户体验。
22.本实用新型提供的离心风机，通过应用上述蜗壳，能够在厚度和高度空间尺寸受到限制的情况下，提升风机的气动及噪音性能。
23.本实用新型提供的厨房电器，通过应用上述离心风机，能够提升吸油烟效果。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型实施例提供的离心风机的结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例提供的离心风机的分解示意图；
27.图3为本实用新型实施例提供的蜗壳的结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例提供的蜗壳型线的结构示意图；
29.图5为图4中p处的放大图；
30.图6为本实用新型实施例提供的蜗壳的分解示意图；
31.图7为本实用新型实施例提供的蜗壳围板及叶轮的结构示意图；
32.图8为本实用新型实施例提供的蜗壳上设有降噪通孔的结构示意图。
33.附图标记：
34.100-主进风口；200-出风口；
35.1、蜗壳；11、蜗壳前板；12、蜗壳后板；121、电机座；13、蜗壳围板；14、出口法兰；15、降噪通孔；16、加强筋；
36.2、叶轮；
37.3、电机；
38.4、导风圈。
具体实施方式
39.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
40.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
43.为了便于理解本实用新型的技术方案，叶轮2宽径比指离心叶轮2的轴向高度与叶轮2外径之比。流道指流体介质在运动空间内流动的通路。轴向通常是针对圆柱体类物体而言，就是圆柱体旋转中心轴的方向，即与中心轴共同的方向。径向指沿直径或半径的直线方向，或垂直于轴的直线方向，“径向”垂直于“轴向”。周向指“圆周方向”，与“轴向”、“径向”共同构成柱坐标的三个正交方向。递增函数指在自变量的定义域内，如果因变量随自变量的增大而增大的函数，称这个函数是递增函数。
44.实施例一
45.本实施例提供了一种厨房电器，包括离心风机和集烟罩，离心风机设于集烟罩上，开启厨房电器时，离心风机工作，在集烟罩内形成负压，从而将外部的油烟吸入集烟罩内。可选地，该厨房电器可以仅具备吸油烟功能的吸油烟机，还可以是具备燃气灶及吸油烟机等功能的集成灶，在此不作限制。
46.实施例二
47.本实施例提供了一种能够应用实施例一的厨房电器的离心风机，如图1-图2所示，该离心风机包括蜗壳1、叶轮2和电机3，叶轮2和电机3设于蜗壳1内，电机3用于驱动叶轮2在蜗壳1内转动，从而通过叶轮2的转动在集烟罩内产生负压，实现吸油烟功能。其中，电机3驱动叶轮2转动为现有技术，在此不再具体说明。
48.如图3所示，蜗壳1包括蜗壳前板11、蜗壳后板12和蜗壳围板13，蜗壳前板11的外边缘形状与蜗壳后板12的外边缘形状均与蜗壳围板13的外边缘形状相适配，蜗壳前板11和蜗
壳后板12分别安装于蜗壳围板13的两侧，从而形成蜗壳1。蜗壳前板11上设有主进风口100，蜗壳围板13的一端设有蜗舌，蜗壳围板13、蜗壳前板11及蜗壳后板12在蜗舌端形成出风口200。其中，主进风口100与集烟罩上的进风口连通，油烟从集烟罩的进风口经蜗壳前板11的主进风口100进入蜗壳1内部，然后经叶轮2加速引导后沿蜗壳围板13的内壁从出风口200排出。
49.离心风机还包括导风圈4固定安装于蜗壳前板11之上，起到引导气流进入风机内部的作用。电机3固定设置于蜗壳后板12上，为风机叶轮2旋转工作提供驱动力。
50.实施例三
51.为了提高离心风机的吸油烟能力，现有技术中，蜗壳1的蜗壳型线通常采用等角螺旋线设计，该设计可减少蜗壳1内部气流紊乱，减少流动损失，降低气动噪音，提高离心风机的吸油烟能力。
52.然而，蜗壳型线为等角螺旋线设计，通常是假设叶轮2出口周向均匀，而未考虑离心风机的前端其他部件对其进气流动产生的影响，而对于离心风机安装空间有限的情况，该蜗壳型线设计不能较好地符合蜗壳1内的气流流动规律，因而存在蜗壳1内流动损失、气动噪音明显等缺点。
53.为了解决上述问题，本实施例提供了一种蜗壳型线设计方法，如图4-图5所示，将蜗壳1的蜗壳型线设计为渐扩型变角螺旋线，渐扩型变角螺旋线具备扩张程度前小后大的连续性变化趋势，一方面可以通过上下空间调配进而保持整体蜗壳1高度较小，可满足安装空间限制要求；另一方面，在蜗壳1上端部小流量区域采用小的流动空间对性能影响较小，而在蜗壳1流道中的大流量气体汇流区域具有更大内部流动空间，可有效减小区域内平均流速，减少流动损失，提升蜗壳1的引流扩压作用。
54.如图4-图5所示，为了便于理解本实施例提供的蜗壳型线设计方法，以叶轮2的旋转轴心o1为原点建立xy坐标系，将蜗壳1的蜗壳型线定义为包括第一直线段ab、蜗舌型线段bc、第一曲线段cd、第二曲线段de和第二直线段ef。
55.可选地，蜗舌型线段bc为圆弧段，第一曲线段cd为圆弧段，第二曲线段de为螺旋线段。
56.蜗舌型线段bc为圆弧段，其圆心为o2，o1o2连线与x轴的夹角为β1，蜗舌型线段bc的半径为r1。优选地，65
°
≤β1≤85
°
，8mm≤r1≤12mm。
57.第一曲线段cd为圆弧段，第一曲线段cd与蜗舌型线段bc相切交于c点，第一曲线段cd与第二曲线段de相切交于d点，c点与叶轮2的出口外径间距即为蜗舌间距t，为保持更好的气动及噪音性能。靠近蜗舌位置的第一曲线段cd采用圆弧线，即可保证后续连接的变角螺旋线起始阶段采用更小的特征气流角设计，而不至于导致蜗舌间隙t过小，引起气动性能及噪音急剧恶化。优选地，10mm≤t≤15mm。
58.第二曲线段de为螺旋线段，对于第二曲线段de上任意一点g，该点与叶轮2的旋转轴心连线o1g的长度记为r，连线o1g与x轴负向之间的旋转角记为则有第二曲线段de的起始点d点和叶轮2的旋转轴心连线o1d的旋转角为90
°
，第二曲线段de的终止点e点和叶轮2旋转轴心连线o1e，旋转角为β2+360
°
，其中β2定义为o1e线与x轴负向夹角，优选地，10
°
≤β2≤30
°
。
59.其中，第二曲线段de的螺旋线段，满足公式一：
[0060][0061]
其中，d2为叶轮2的出口外径，为第二曲线段de上任意一点g与叶轮2的旋转轴心o1的连线o1g与x轴负向之间的旋转角，为螺旋线设计时所需确定的气流角，其中k为特征气流角常数，第二曲线段de为渐扩型变角螺旋线设计，即为一种随周向旋角变化的连续单调函数，且其导数的连续单调函数，且其导数在常规技术中采用的对数螺旋线，通常即所述特征气流角为一恒定的常数，即为等角螺旋线设计。
[0062]
示例性地，可选函数满足公式二，此时，呈线性变化：
[0063][0064]
示例性地，可选函数满足公式三，此时，呈非线性变化：
[0065][0066]
为更好地实现蜗壳1内部导流扩压作用，且使蜗壳1高度保持较小，优选地，3
°
≤k≤5
°
，1
°
≤f(β2+2π)-f(π/2)≤3
°
，
[0067]
第一直线段ab与x轴形成的夹角为α1，第二直线段ef与x轴形成的夹角为α2，在蜗壳1垂向空间受限条件下，为有效提升出风口200位置气流扩压作用，优选地，50
°
≤α2≤70
°
，10
°
≤α
2-α1≤20
°
。
[0068]
实施例四
[0069]
对于安装空间的高度受限，蜗壳1出口处的扩压段高度空间受限的情况，基于实施例二提供的蜗壳型线设计方法，本实施例提供了一种蜗壳1，通过增大蜗壳1出口气流弯折角，有效扩展蜗壳1导流扩压作用段长度，减少高速气流直接冲击，并可减少靠近蜗舌一侧流动分离。
[0070]
如图6所示，蜗壳1包括蜗壳前板11、蜗壳后板12和蜗壳围板13，蜗壳前板11的外边缘形状与蜗壳后板12的外边缘形状均与蜗壳围板13的外边缘形状相适配，蜗壳前板11和蜗壳后板12分别安装于蜗壳围板13的两侧，从而形成蜗壳1。蜗壳前板11上设有主进风口100，蜗壳围板13的一端设有蜗舌，蜗壳围板13、蜗壳前板11及蜗壳后板12在蜗舌端形成出风口200。其中，主进风口100与集烟罩上的进风口连通，油烟从集烟罩的进风口经蜗壳前板11的主进风口100进入蜗壳1内部，然后经叶轮2加速引导后沿蜗壳围板13的内壁从出风口200排出。优选地，蜗壳1还包括出口法兰14，出口法兰14用于与集烟罩相连接。
[0071]
参见图4-图5，蜗壳型线指蜗壳围板13的型线走势，蜗壳型线包括第一直线段ab、蜗舌型线段bc、第一曲线段cd、第二曲线段de和第二直线段ef。第一直线段ab的起始点与第二直线段ef的终点分别对应蜗壳1的出风口200的两端，且两端点之间距离为l1。叶轮2出口外径为d2，蜗壳围板13的最大高度为h1。优选地，250mm≤d2≤350mm，350mm≤h1≤450mm，150mm≤l1≤200mm。需要说明的是，蜗壳围板13的最大高度为h1通常指蜗壳围板13的曲线段垂向最大高度。
[0072]
以叶轮2的旋转轴心o1为基准建立xy坐标系，蜗舌型线段bc为圆弧段，其圆心为o2，o1o2连线与x轴的夹角为β1，蜗舌型线段bc的半径为r1。优选地，65
°
≤β1≤85
°
，8mm≤r1≤
12mm。
[0073]
如图7所示，蜗壳1的轴向厚度(即蜗壳围板13的厚度)为w1，蜗壳围板13的最大高度为h1，且80mm≤w1≤120mm，蜗壳1厚度与高度之比较小，0.15≤w1/h1≤0.35，该蜗壳1在轴向方向较薄便于下置安装。蜗壳围板13的型线为渐扩型变角螺旋线，可以保持蜗壳1垂向高度不增长前提下，通过逐渐增大扩张程度，更好地提升蜗壳1对叶轮2出口流动的收集与引流扩压。
[0074]
如图8所示，优选地，蜗壳后板12上设有电机座121，用于固定安装离心风机的电机3。可选地，电机座121与蜗壳后板12为一体成型结构，可以有效提升对叶轮2转子旋转工作时的结构支撑强度，减小风机振动响应。
[0075]
可选地，蜗壳前板11和蜗壳后板12设有加强筋16，以提升整体结构强度，减少风机振动响应。示例性地，加强筋16可以是蜗壳前板11和蜗壳后板12上冲压成型的凹凸压印结构。
[0076]
可选地，蜗壳前板11、蜗壳围板13和蜗壳后板12至少有一个上设有若干降噪通孔15，该降噪通孔15可用于降噪。进一步地，蜗壳1还包括降噪层(图中未示出)，降噪层设于蜗壳1外壁上并覆盖该降噪通孔15，避免油烟从该降噪通孔15处逸出。当然，在其他实施例中，电机座121上也开设有若干用于降噪的降噪通孔15，可以实现不降低电机3支撑结构强度的条件下，进一步提升降噪作用。
[0077]
注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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接合。
[0078]
上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。