本發(fā)明涉及一種蝸殼型線的局部修型方法、蝸殼、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)及吸油煙機(jī)。

背景技術(shù)：

1、蝸殼是風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的核心部件之一，其作用是將離開葉輪的氣體導(dǎo)向蝸殼出口，并將氣體的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋Ｊ紫?，傳統(tǒng)基于阿基米德螺旋線的蝸殼設(shè)計(jì)方案是在假設(shè)流體在蝸殼內(nèi)為穩(wěn)定流動(dòng)且忽略掉蝸殼內(nèi)的摩擦影響作用下設(shè)計(jì)的，與實(shí)際蝸殼的有粘流動(dòng)和進(jìn)風(fēng)畸變有較大差異。因此傳統(tǒng)蝸殼理論設(shè)計(jì)方法往往不是適配工況的最佳方案，通常需要在基于阿基米德螺旋線設(shè)計(jì)的蝸殼基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)工況仿真的流線結(jié)果進(jìn)行局部修型。如圖1所示，傳統(tǒng)蝸殼蝸舌設(shè)計(jì)通常為由a到b的弧線，且圓弧半徑一般為r＝0.03～0.06d(d為葉輪外徑)。通常bc段會(huì)設(shè)計(jì)為直線，但在此處因?yàn)閷?dǎo)向蝸殼出口氣流與蝸舌的攻角較大，再加上蝸殼出口的擴(kuò)壓作用，采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的蝸舌在其上方靠近蝸殼出口處容易形成較大的逆壓梯度，從而產(chǎn)生局部回流，致使部分氣體在蝸殼內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，降低風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的流量和效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中bc段會(huì)設(shè)計(jì)為直線，但在此處因?yàn)閷?dǎo)向蝸殼出口氣流與蝸舌的攻角較大，再加上蝸殼出口的擴(kuò)壓作用，采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的蝸舌在其上方靠近蝸殼出口處容易形成較大的逆壓梯度，從而產(chǎn)生局部回流，致使部分氣體在蝸殼內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，降低風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的流量和效率的缺陷，提供一種蝸殼型線的局部修型方法、蝸殼、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)及吸油煙機(jī)。

2、本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問題：

3、本發(fā)明公開了一種蝸殼型線的局部修型方法，所述蝸殼型線的局部修型方法包括：

4、以蝸殼的出口的第一點(diǎn)和所述蝸殼型線270度的位置之間的距離為橢圓的大徑做橢圓，并且所述橢圓經(jīng)過蝸舌起始點(diǎn)和所述第一點(diǎn)，其中，所述第一點(diǎn)為所述蝸殼的出口中遠(yuǎn)離所述蝸殼型線270度的位置的一點(diǎn)；

5、判斷所述橢圓的上的第二點(diǎn)是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若是，則將所述第一點(diǎn)、所述第二點(diǎn)以及蝸舌起始點(diǎn)通過平滑的曲線連接；若否，則調(diào)整所述橢圓的延伸方向，直至所述第二點(diǎn)在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；所述第二點(diǎn)為所述橢圓的長(zhǎng)徑的延伸線與所述橢圓靠近所述蝸殼型線270度的位置的交點(diǎn)；其中所述預(yù)設(shè)范圍與第一點(diǎn)和蝸舌起始點(diǎn)連線的延伸方向、橢圓長(zhǎng)徑的延伸方向以及第一點(diǎn)和蝸殼型線270度的位置的連線的延伸方向有關(guān)。

6、在本方案中，采用上述形式，對(duì)蝸舌處進(jìn)行合理修型可以減弱出口處的高速氣流對(duì)蝸舌的沖擊，從而降低蝸舌附近的壓力脈動(dòng)，從而起到降低噪音的效果。另外，將蝸舌型線實(shí)現(xiàn)了向外側(cè)收縮的效果，使得蝸舌的設(shè)計(jì)更短，同時(shí)對(duì)連接處進(jìn)行了光滑過渡，從而增大了蝸舌處的面積，使得風(fēng)機(jī)工作時(shí)，蝸舌處壓降可以降低，從而可以降低噪聲產(chǎn)生的概率。

7、較佳地，所述預(yù)設(shè)范圍通過第一端點(diǎn)和第二端點(diǎn)進(jìn)行限定，其中第一端點(diǎn)為所述橢圓的短徑與所述預(yù)設(shè)范圍與第一點(diǎn)和蝸舌起始點(diǎn)連線重合時(shí)，所述第二點(diǎn)的位置；所述第二端點(diǎn)為所述橢圓與第一點(diǎn)和蝸殼型線270度的位置的連線相切時(shí)，所述第二點(diǎn)的位置。

8、在本方案中，采用上述形式，當(dāng)?shù)诙c(diǎn)位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，可以減弱出口處的高速氣流對(duì)蝸舌的沖擊，從而降低蝸舌附近的壓力脈動(dòng)，從而起到降低噪音的效果。

9、較佳地，所述蝸殼型線的局部修型方法包括：

10、對(duì)蝸殼型線90度的位置處向內(nèi)進(jìn)行收縮，其中向內(nèi)收縮的尺寸為δr90，并且δr90與原基準(zhǔn)阿基米德螺旋線在圖中標(biāo)注90度的位置的半徑有關(guān)；

11、對(duì)(α1min,90°)范圍內(nèi)的蝸殼型線向內(nèi)進(jìn)行收縮，向內(nèi)收縮的尺寸為δrα1，并且δrα1與δr90、收縮位置的角度以及α1min有關(guān)；其中α1min為自所述蝸殼型線90度的位置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)α1的角度，并且α1不大于90度且不小于20度；

12、對(duì)(90°,α1max)范圍內(nèi)的蝸殼型線向內(nèi)進(jìn)行收縮，向內(nèi)收縮的尺寸為δrα2，并且δrα2與δr90、收縮位置的角度以及α1max有關(guān)；其中α1max為自所述蝸殼型線90度的位置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α2的角度，并且α2不大于90度且不小于20度；

13、對(duì)(α1min,α1max)之間通過平滑的曲線連接，以形成平滑的修型型線；

14、和/或，

15、對(duì)蝸殼型線270度的位置處向內(nèi)進(jìn)行收縮，其中向內(nèi)收縮的尺寸為δr270，并且δr270與原基準(zhǔn)阿基米德螺旋線在圖中標(biāo)注90度的位置的半徑有關(guān)；

16、對(duì)(α2min,270°)范圍內(nèi)的蝸殼型線向內(nèi)進(jìn)行收縮，向內(nèi)收縮的尺寸為δrα3，并且δrα3與δr90、收縮位置的角度以及α2min有關(guān)；其中α2min為自所述蝸殼型線270度的位置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)α3的角度，并且α3不大于90度且不小于40度；

17、對(duì)(270°,α2max)范圍內(nèi)的蝸殼型線向內(nèi)進(jìn)行收縮，向內(nèi)收縮的尺寸為δrα4，并且δrα4與δr90、收縮位置的角度以及α2max有關(guān)；其中α2max為自所述蝸殼型線90度的位置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α4的角度，并且α4不大于60度且不小于25度；

18、對(duì)(α2min,α2max)之間通過平滑的曲線連接，以形成平滑的修型型線。

19、在本方案中，采用上述形式，對(duì)蝸殼型線90度的位置進(jìn)行修型，可以適當(dāng)縮減流道截面積，對(duì)流量較小的工作風(fēng)量工況有利，且對(duì)最大風(fēng)量工況的性能降低較少。對(duì)蝸殼型線270度的位置進(jìn)行收縮修型，可以有效地減弱邊界層分離，對(duì)于12m3/min的高背壓(約300pa)工作風(fēng)量工況和出口0pa背壓且風(fēng)量大于25m3/min的最大風(fēng)量工況均有改善，能夠同時(shí)降低噪音和提升風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的流量和效率。

20、較佳地，所述對(duì)蝸殼型線90度的位置處向內(nèi)進(jìn)行收縮，其中向內(nèi)收縮的尺寸為δr90，并且δr90與原基準(zhǔn)阿基米德螺旋線在圖中標(biāo)注90度的位置的半徑有關(guān)，具體包括：

21、根據(jù)公式δr90＝k1r90求出δr90，其中k1不大于0.03且不小于0.01，r90為原基準(zhǔn)阿基米德螺旋線在圖中標(biāo)注90度的位置的半徑；

22、和/或，

23、所述對(duì)蝸殼型線270度的位置處向內(nèi)進(jìn)行收縮，其中向內(nèi)收縮的尺寸為δr270，并且δr270與原基準(zhǔn)阿基米德螺旋線在圖中標(biāo)注90度的位置的半徑有關(guān)，具體包括：

24、根據(jù)公式δr270＝k2r90求出δr270，其中k2不大于0.05且不小于0.015，r90為原基準(zhǔn)阿基米德螺旋線在圖中標(biāo)注90度的位置的半徑。

25、在本方案中，采用上述形式，可以在一定程度上提升工作風(fēng)量工況的效率且對(duì)最大風(fēng)量工作的風(fēng)量、效率等性能影響較小。

26、較佳地，所述對(duì)(α1min,90°)范圍內(nèi)的蝸殼型線向內(nèi)進(jìn)行收縮，向內(nèi)收縮的尺寸為δrα1，并且δrα1與δr90、收縮位置的角度以及α1min有關(guān)；其中α1min為自所述蝸殼型線90度的位置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)α1的角度，并且α1不大于90度且不小于20度，具體包括：

27、根據(jù)公式δrα1＝δr90(1-((90°-α))/((90°-α1min)))求出δrα1，其中，α為收縮位置的角度；

28、和/或，

29、所述對(duì)(α2min,270°)范圍內(nèi)的蝸殼型線向內(nèi)進(jìn)行收縮，向內(nèi)收縮的尺寸為δrα3，并且δrα3與δr90、收縮位置的角度以及α2min有關(guān)；其中α2min為自所述蝸殼型線270度的位置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)α3的角度，并且α3不大于90度且不小于40度，具體包括：

30、根據(jù)公式δrα3＝k3δr270(1-((270°-α))/((90°-α2min)))求出δrα3，其中，α為收縮位置的角度；k3不大于1.2且不小于1。

31、較佳地，所述對(duì)(90°,α1max)范圍內(nèi)的蝸殼型線向內(nèi)進(jìn)行收縮，向內(nèi)收縮的尺寸為δrα2，并且δrα2與δr90、收縮位置的角度以及α1max有關(guān)；其中α1max為自所述蝸殼型線90度的位置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α2的角度，并且α2不大于90度且不小于20度，具體包括：

32、根據(jù)公式δrα2＝k4δr90(1-((α-90°))/((α1max-90°)))求出δrα2，其中，α為收縮位置的角度；k4不大于1.1且不小于1；

33、和/或，

34、對(duì)(270°,α2max)范圍內(nèi)的蝸殼型線向內(nèi)進(jìn)行收縮，向內(nèi)收縮的尺寸為δrα4，并且δrα4與δr90、收縮位置的角度以及α2max有關(guān)；其中α2max為自所述蝸殼型線90度的位置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α4的角度，并且α4不大于60度且不小于25度，具體包括：

35、根據(jù)公式δrα4＝k5δr270(1-((α-270°))/((α2max-270°)))求出δrα4，其中，α為收縮位置的角度；k5不大于1且不小于0.7。

36、較佳地，所述蝸殼型線的局部修型方法包括：

37、自所述蝸殼的第一出口的第一端點(diǎn)沿所述蝸殼型線遠(yuǎn)離蝸舌一側(cè)向靠近出風(fēng)道的方向延伸，并與所述出風(fēng)道交于第三點(diǎn)；

38、自所述第三點(diǎn)沿所述蝸殼的出口的端點(diǎn)與所述第三點(diǎn)連線的方向向靠近所述出風(fēng)道的第二出口的方向延伸，并與所述出風(fēng)道的出口交于第四點(diǎn)；

39、其中，所述出風(fēng)道的第二出口的第二端點(diǎn)位于所述第四點(diǎn)和所述第三點(diǎn)向經(jīng)過所述第二端點(diǎn)的所述第二出口的直徑的延伸方向上的投影之間。

40、在本方案中，采用上述形式，能夠降低出口流阻以及流動(dòng)分離強(qiáng)度，提高了風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的工作效率。

41、較佳地，自所述第三點(diǎn)向靠近所述第一端點(diǎn)的方向，所述蝸殼的型線的斜率的絕對(duì)值逐漸變大；

42、和/或，所述出風(fēng)道靠近所述蝸舌的所述蝸殼型線的斜率變化小于所述出風(fēng)道遠(yuǎn)離所述蝸舌的所述蝸殼型線的斜率。

43、在本方案中，采用上述形式，可以將流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，從而保證流體能夠減少流動(dòng)損失，提高了風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的工作效率。

44、本發(fā)明提供了一種蝸殼，所述蝸殼采用如上任一項(xiàng)所述的蝸殼型線的局部修型方法。

45、在本方案中，采用上述形式，蝸殼采用上述蝸殼型線的局部修型方法，能夠?qū)ξ伾嗵庍M(jìn)行合理修型可以減弱出口處的高速氣流對(duì)蝸舌的沖擊，從而降低蝸舌附近的壓力脈動(dòng)，從而起到降低噪音的效果。另外，將蝸舌型線實(shí)現(xiàn)了向外側(cè)收縮的效果，使得蝸舌的設(shè)計(jì)更短，同時(shí)對(duì)連接處進(jìn)行了光滑過渡，從而增大了蝸舌處的面積，使得風(fēng)機(jī)工作時(shí)，蝸舌處壓降可以降低，從而可以降低噪聲產(chǎn)生的概率。

46、本發(fā)明還公開了一種風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，所述風(fēng)機(jī)系統(tǒng)包括如上所述的蝸殼。

47、在本方案中，采用上述形式，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的蝸殼采用上述蝸殼型線的局部修型方法，能夠?qū)ξ伾嗵庍M(jìn)行合理修型可以減弱出口處的高速氣流對(duì)蝸舌的沖擊，從而降低蝸舌附近的壓力脈動(dòng)，從而起到降低噪音的效果。另外，將蝸舌型線實(shí)現(xiàn)了向外側(cè)收縮的效果，使得蝸舌的設(shè)計(jì)更短，同時(shí)對(duì)連接處進(jìn)行了光滑過渡，從而增大了蝸舌處的面積，使得風(fēng)機(jī)工作時(shí)，蝸舌處壓降可以降低，從而可以降低噪聲產(chǎn)生的概率。

48、較佳地，所述風(fēng)機(jī)系統(tǒng)還包括電機(jī)，所述電機(jī)的材料為銣鐵硼。

49、在本方案中，采用上述形式，在保證電機(jī)效率相同的情況下，降低降低電機(jī)的流動(dòng)阻力，提高了整個(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的效率。

50、本發(fā)明繼續(xù)公開了一種吸油煙機(jī)，所述吸油煙機(jī)包括如上所述的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。

51、在本方案中，采用上述形式，能夠?qū)ξ伾嗵庍M(jìn)行合理修型可以減弱出口處的高速氣流對(duì)蝸舌的沖擊，從而降低蝸舌附近的壓力脈動(dòng)，從而起到降低噪音的效果。另外，將蝸舌型線實(shí)現(xiàn)了向外側(cè)收縮的效果，使得蝸舌的設(shè)計(jì)更短，同時(shí)對(duì)連接處進(jìn)行了光滑過渡，從而增大了蝸舌處的面積，使得風(fēng)機(jī)工作時(shí)，蝸舌處壓降可以降低，從而可以降低噪聲產(chǎn)生的概率。

52、本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：

53、能夠?qū)ξ伾嗵庍M(jìn)行合理修型可以減弱出口處的高速氣流對(duì)蝸舌的沖擊，從而降低蝸舌附近的壓力脈動(dòng)，從而起到降低噪音的效果。另外，將蝸舌型線實(shí)現(xiàn)了向外側(cè)收縮的效果，使得蝸舌的設(shè)計(jì)更短，同時(shí)對(duì)連接處進(jìn)行了光滑過渡，從而增大了蝸舌處的面積，使得風(fēng)機(jī)工作時(shí)，蝸舌處壓降可以降低，從而可以降低噪聲產(chǎn)生的概率。