一種吸油煙機用仿生葉輪的製作方法
2023-09-14 11:08:00
一種吸油煙機用仿生葉輪的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種應用於吸油煙機中的吸油煙機用仿生葉輪。該吸油煙機用仿生葉輪，包括若干組環形端面和葉片，每兩組環形端面間均勻跨接有葉片，其特徵是，所述的葉片為仿生葉片，仿生葉片朝向葉輪油煙機吸入側為波形結構的前緣，朝向葉輪油煙機吹出側為鋸齒結構的尾緣。本產品的葉片有利於降低前緣壓力衝擊以及尾緣渦脫落頻率，從而降低葉輪工作時的氣動噪聲；此外，新型結構葉片較原型葉片相比，葉片展開面積可降低13.5%，從而降低葉輪質量，降低電機負荷，有利於風機效率的提高。
【專利說明】一種吸油煙機用仿生葉輪
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種應用於吸油煙機中的吸油煙機用仿生葉輪。
【背景技術】
[0002] 前向式多翼離心通風機被廣泛應用於吸油煙機，其具有結構緊湊、壓力係數高、流 量係數低等特點。其結構包括電機、蝸殼以及葉輪。其中葉輪為多翼離心風機核心部件，具 有葉片數目較多、葉片曲率較大、葉輪內外徑較大、葉道流道較短等特點，其性能的好壞直 接影響吸油煙機的性能。吸油煙機工作時電動機直聯帶動葉輪旋轉，軸向吸入的油煙在離 心力的作用下，從葉輪中心被徑向甩出葉輪。但由於氣流對葉片前緣的衝擊較大，且葉片曲 率較大，在葉片表面容易形成逆壓梯度，引起吸力面尾緣處的流動分離，不僅擾亂葉輪主流 區的流動，尾緣產生渦脫落，從而增加流動損失，同時葉片壁面會產生較大的壓力脈動，產 生較大的氣動噪聲，成為幹擾環境安靜的禍源，嚴重影響廚房環境。因此如何改善葉輪流道 內氣流流動、降低葉片表面壓力脈動從而降低氣動噪聲，仍有必要對葉輪葉片結構設計進 一步進行改進。
[0003] 中國專利號"200920027969. 2"公開了一種高效吸排油煙機葉輪，包括主端部、環 形端部及若干長條形葉片，各長條形葉片一端固定在環形端部上，另一端固定在主端部上； 特徵是所述長條形葉片由至少兩類長條形葉片組成，其中第一類長條形葉片，朝向葉輪油 煙吸入側的一類葉片第一邊部為直線狀邊部，朝向葉輪油煙吹出側的一類葉片第二邊部也 為直線狀邊部；其他各類長條形片體，至少朝向葉輪外側的該他類葉片第二邊部為齒形曲 線狀邊部。本實用新型在不降低排出風量的同時，一方面能將氣態油煙充分排出，另一方面 由於二類葉片第二邊部採取鋸齒形結構，附著力得以減小，液態油汙就很容易地被從葉片 上甩出，從而使得排油煙效果大大提高。但是在實際應用中上述產品的葉片結構不利於降 低前緣壓力衝擊以及尾緣渦脫落頻率，葉輪工作時的氣動噪聲較高；此外，上述產品的葉片 面積大，葉輪質量大，增加了電機負荷，降低了風機的工作效率。
[0004] 研究表明，鳥類在長期的進化過程中，進化出具有多樣結構以及優異性能的翅膀 和羽毛。通過對蒼鷹飛行的研究，發現蒼鷹在飛行時幾乎沒有聲音。研究結構，發現翅膀前 緣非光滑結構，該結構正弦特徵，尾緣為鋸齒結構特徵，天然的消聲功能。逆向重構工程，將 兩種特殊結構採用多元仿生設計理論應用於多翼離心風機葉輪中，使其葉片前緣具有正弦 結構特徵，尾緣具有鋸齒結構特徵，這樣可以降低葉片前緣壓力衝擊，並可以降低其尾緣渦 脫落頻率和葉片表面的壓力脈動，從而降低葉輪的氣動噪聲。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是克服現有技術中所存在的上述問題，採用特殊降噪結構葉片的吸 油煙機用仿生葉輪。
[0006] 本發明解決上述技術問題所採用的技術方案是：該吸油煙機用仿生葉輪，包括兩 組環形端面和葉片，兩組環形端面間均勻跨接有葉片，其特徵是，所述的葉片為仿生葉片， 仿生葉片朝向葉輪油煙機吸入側為波形結構的前緣，朝向葉輪油煙機吹出側為鋸齒結構的 尾緣。
[0007] 所述的波形結構的前緣為葉片前緣中點向兩側均勻分布，所述波形結構為正弦曲 線，正弦波數目取其周期的整數倍；波形結構的波高為2a，波長為2 π /b，式中a、b為常數， 滿足0. lR，b > 10/R，其中R為圓弧形葉片曲率半徑，圓弧形葉片即單圓弧等厚度葉片 (葉片的型線是單圓弧)。
[0008] 所述的鋸齒結構的尾緣為鋸齒型曲線，其結構滿足：0. 1R彡S彡0. 2R，H=0. 5S-2S， B=0. 7H-1. 5H，其中R為圓弧型葉片曲率半徑，S為鋸齒形結構間隔，Η為鋸齒高度，B為鋸齒 寬度。通過逆向工程，將蒼鷹翼獨特結構提取出來，通過多元耦合理論同時進行風機葉輪前 後緣結構的設計，其葉片前緣為仿生正弦結構，可降低前緣壓力衝擊；尾緣為仿生鋸齒結構 (此仿生結構一個周期包含齒寬和齒底兩部分)，可降低尾緣渦脫落頻率；提取蒼鷹翼特殊 降噪結構，其主要目的在於降低尾緣渦脫落頻率和葉片表面壓力脈動，從而降低多翼離心 風機的氣動噪聲。
[0009] 作為優選，參數組合為 S ?0· 14R，Η ?0· 75S，Β ?0· 87Η，a=0. 05R，b ?12. 9/R， 其中：?的含義為本領域技術人員可以理解的誤差範圍之內。
[0010] 作為優選，所述的葉片數為60片。
[0011] 作為優選，所述的鋸齒結構的尾緣的鋸齒型波峰、波谷處為倒圓角。仿生尾緣在不 改變基本尺寸的前提下，進行倒角改進，由於基本尺寸不變，因此其降噪功能並不改變，且 不會影響到氣動性能，且具有便於加工，具有耐磨損、防油汙粘附等優點。
[0012] 本發明的有益效果是：與軸流風機不同，本產品適用的多翼離心風機氣流存在由 軸向轉為徑向的過程，氣流在進入流道時存在一定的攻角，且葉片為等厚度直葉片，不同於 軸流風機的翼型葉片，因此設計理念存在不同。本產品適用於吸油煙機用多翼離心風機，其 具有葉輪內外徑比較大，葉片數目較多，葉片曲率較大，葉道較短等特點。其葉片為等厚度 葉片，具有耐磨損，易加工等特性。設計葉輪易於加工，有利於降低前緣壓力衝擊以及尾緣 渦脫落頻率，從而降低葉輪工作時的氣動噪聲；此外，新型結構葉片較原型葉片相比，葉片 展開面積可降低13. 5%，從而降低葉輪質量，降低電機負荷，有利於風機效率的提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實施例的結構示意圖。
[0014] 圖2是圖1的局部放大圖。
[0015] 圖3是本實施例單片葉片的結構示意圖。
[0016] 圖4是本實施例葉片波形結構的前緣的結構示意圖。
[0017] 圖5是本實施例葉片鋸齒結構的尾緣的結構示意圖。
[0018] 圖6是本實施例葉片鋸齒結構的氣流通過的示意圖。
[0019] 標號說明：環形端面1、葉片2、波形結構的前緣21、鋸齒結構的尾緣22。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0021] 實施例一： 本實施例中的仿生葉輪是在原型葉輪基礎上進行的改進，原型葉輪參數表1 :
【權利要求】
1. 一種吸油煙機用仿生葉輪，包括若干組環形端面和葉片，每兩組環形端面間均勻跨 接有葉片，其特徵在於：所述的葉片為仿生葉片，仿生葉片朝向葉輪油煙機吸入側為波形結 構的前緣，朝向葉輪油煙機吹出側為鋸齒結構的尾緣； 所述的波形結構的前緣為波形結構，所述波形結構為正弦曲線，波形結構的波高為2a， 波長為2 π /b，式中a、b分別為波高變量和波長變量，滿足a彡0. 1R，b > 10/R ;所述的鋸 齒結構的尾緣為鋸齒形曲線，其結構滿足：〇. 1R彡S彡0. 2R，H=0. 5S-2S，B=0. 7H-1. 5H ;其 中R為圓弧形葉片曲率半徑，S為鍋齒形結構間隔，Η為鍋齒高度，B為鍋齒寬度。
2. 根據權利要求1所述的吸油煙機用仿生葉輪，其特徵在於：所述的波形結構的前緣 為正弦曲線形波形結構，由葉片前緣中點向兩側均勻分布，正弦波數目取其周期的整數倍。
3. 根據權利要求1所述的吸油煙機用仿生葉輪，其特徵在於：所述圓弧形葉片為單圓 弧葉片。
4. 根據權利要求1所述的吸油煙機用仿生葉輪，其特徵在於：所述的葉片數大於50 片。
5. 根據權利要求1所述的吸油煙機用仿生葉輪，其特徵在於：所述的鋸齒結構的尾緣 的鋸齒型波峰、波谷處為倒圓角。
6. 根據權利要求1-5任意項所述的吸油煙機用仿生葉輪，其特徵在於：所述的葉片前 緣、尾緣，設計參數組合為S?14R，Η?75S，Β?(λ 87Η，a=0. 05R，b?12. 9/R。
【文檔編號】F24C15/20GK104100570SQ201410324541
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月9日 優先權日:2014年7月9日
【發明者】高德康, 劉小民 申請人:德意電器股份有限公司