蜗壳、应用有该蜗壳的离心风机、吸油烟机及其控制方法

1046 编辑：中冶有色技术网来源：宁波方太厨具有限公司

2024-05-11 16:51:06

权利要求书： 1.一种蜗壳，包括环壁(3)，所述环壁(3)的内侧轮廓线构成蜗壳型线，其特征在于：所述环壁(3)包括内层(31)，所述内层(31)包括能够在环壁(3)的径向上直线移动从而调整蜗壳型线的伸缩板(312)，所述内层(31)构成环壁(3)的整个内壁或构成环壁(3)的部分内壁。

2.根据权利要求1所述的蜗壳，其特征在于：所述伸缩板(312)具有沿着环壁(3)的周向间隔布置的至少两个，相邻的伸缩板(312)之间通过柔性连接板(313)连接。

3.根据权利要求1所述的蜗壳，其特征在于：所述内层(31)还包括固定板(311)，所述固定板(311)和伸缩板(312)在周向上间隔布置，所述固定板(311)和相邻的伸缩板(312)之间通过柔性连接板(313)连接。

4.根据权利要求1所述的蜗壳，其特征在于：所述伸缩板(312)上开设有降噪孔(314)，所述环壁(3)还包括贴附在内层(31)外周的吸音层(32)。

5.根据权利要求4所述的蜗壳，其特征在于：所述环壁(3)还包括设置在吸音层(32)外周的外围板(34)，所述外围板(34)和吸音层(32)之间形成有空腔(33)。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的蜗壳，其特征在于：所述环壁(3)还包括设置在内层(31)外周的外围板(34)，所述外围板(34)的外周设置有驱动机构(35)，所述伸缩板(312)与驱动机构(35)的输出端连接而能沿着环壁(3)的径向直线移动。

7.一种离心风机，其特征在于：包括如权利要求1～6中任一项所述的蜗壳。

8.一种吸油烟机，其特征在于：包括如权利要求7所述的离心风机。

9.一种如权利要求8所述的吸油烟机的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)吸油烟机启动，此时蜗壳型线为最大；吸油烟机预设的流量区间分为n个档位，对应[0,Q1]、[Q1，Q2]、[Q2,Q3]、……[Qn-1,Qn]，其中Qn为流量，n不小于3；

2)检测吸油烟机的当前流量(Q)，并且当前流量(Q)稳定一定时间t以上；

3)将当前流量(Q)与存储的最大流量区间[Qn-1,Qn]进行第一次对比，此时设置对比次数参数j＝0，判别是否属于[Qn-1,Qn]，如果属于，则进入步骤4)，如果不属于则j＝j+1，然后判别是否属于[Qn-2,Qn-1]，不属于则继续j＝j+1，一直至属于设定的流量区间，记录当前的j值；

4)判别是否为吸油烟机启动后第一次流量区间的判断：如果是，根据得到的流量区间，控制伸缩板(312)径向向内直线移动距离s，s由Xa和j确定，Xa为预设的基础移动距离，所有伸缩板(312)移动完成蜗壳型线的调整，然后设置k＝j，清除j值，使得j＝0；如果否，控制伸缩板(312)径向直线移动距离s，s由Xa、j和k确定，所有伸缩板(312)移动完成蜗壳型线的调整，然后设置k＝j，清除j值，使得j＝0；

5)回到步骤2)，继续监测流量，后续如流量波动不小于预设的△Q且稳定t以上，再进入步骤3)。

10.一种如权利要求8所述的吸油烟机的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)吸油烟机启动，此时蜗壳型线为最大；吸油烟机预设有不同档位对应的伸缩板(312)移动位置；

2)检测用户选择的档位，并且当前档位稳定一定时间t以上；

3)根据档位情况，控制伸缩板(312)径向移动至对应档位下的指定位置，直线移动距离为s，s由(m-k)和Xa确定，Xa为预设的基础移动距离，m初始值为档位数，k为当前档位；所有伸缩板(312)移动完成蜗壳型线的调整，然后使得m＝k；

4)返回步骤2)继续监测档位，如果k有变化，则执行步骤3)，如果没有则保持不动。

说明书：蜗壳、应用有该蜗壳的离心风机、吸油烟机及其控制方法技术领域[0001] 本发明涉及动力系统，尤其是一种蜗壳，应用有该蜗壳的离心风机，应用有该离心风机的吸油烟机，以及该吸油烟机的控制方法。

背景技术[0002] 多翼离心风机具有流量大、压力高、结构紧凑、噪声低等优点，广泛应用于吸油烟机、空调等与日常生活密切相关的领域。随着人们生活质量的提高以及行业对家电标准要

求的提高，如何有效提升风量、风压，降低多翼离心风机噪声也受到越来越多的关注。

[0003] 风机作为吸油烟机的不可或缺的核心部件，其在风机实际运行过程中，叶轮出口气流与蜗壳壁面间存在强烈的非定常干涉，使得蜗壳壁面成为风机的主要噪声源。提高蜗

壳结构设计，优化流道，不仅能改善风机气动性能，还能达到降低噪声的效果。

[0004] 现有蜗壳一般分为蜗壳前盖、蜗壳环壁、蜗舌、蜗壳后盖四部分，叶轮高速旋转下将机械能转化成气动能，叶轮出口气流因蜗舌和叶轮间的距离小，形成高压区，将气流从蜗

舌除引导至出口处，实现离心风机吸烟排烟功能。

[0005] 气流在蜗壳内部高速流动、碰撞从而会产生较大噪音，目前主要通过蜗壳型线的优化来改善流动从而降低涡流噪音，如申请号为201110118687.5、201710798758.8等中国

专利所公开的蜗壳型线改进，但不同气流量下最佳的蜗壳型线并不一样，气流从叶轮中高

速流动，在非设计工况下气流流动方向与蜗壳型线并非一致，气流碰撞蜗壳壁面仍会产生

较大涡流。还有一种降噪的方式是在环壁上开孔附加吸音元件，如申请号为

201920326999.7、201910185774.9等中国专利所公开的蜗壳降噪结构，但是吸音效果有限，

降噪的效果并不明显。

发明内容[0006] 本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提供一种蜗壳，便于调整匹配最佳的蜗壳型线，能够提高降噪效果。

[0007] 本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种应用有上述蜗壳的离心风机。[0008] 本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种应用有上述离心风机的吸油烟机。[0009] 本发明所要解决的第四个技术问题是提供一种上述吸油烟机的控制方法。[0010] 本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种蜗壳，包括环壁，所述环壁的内侧轮廓线构成蜗壳型线，其特征在于：所述环壁包括内层，所述内层包括能够在环

壁的径向上直线移动从而调整蜗壳型线的伸缩板，所述内层构成环壁的整个内壁或构成环

壁的部分内壁。

[0011] 为避免蜗壳型线调整时出现突变，使得伸缩板与相邻处均匀过渡，所述伸缩板具有沿着环壁的周向间隔布置的至少两个，相邻的伸缩板之间通过柔性连接板连接。

[0012] 为避免蜗壳型线调整时出现突变，使得伸缩板与相邻处均匀过渡，同时便于内层的设置，所述内层还包括固定板，所述固定板和伸缩板在周向上间隔布置，所述固定板和相

邻的伸缩板之间通过柔性连接板连接。

[0013] 为使得蜗壳起到降噪的作用，所述伸缩板上开设有降噪孔，所述环壁还包括贴附在内层外周的吸音层。

[0014] 为避免伸缩板在移动时导致吸音层过渡压缩降低吸音效果，所述环壁还包括设置在吸音层外周的外围板，所述外围板和吸音层之间形成有空腔。

[0015] 为便于自动驱动伸缩板移动，所述环壁还包括设置在内层外周的外围板，所述外围板的外周设置有驱动机构，所述伸缩板与驱动机构的输出端连接而能沿着环壁的径向直

线移动。

[0016] 本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种离心风机，其特征在于：包括如上所述的蜗壳。

[0017] 本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种吸油烟机，其特征在于：包括如上所述的离心风机。

[0018] 本发明解决上述第四个技术问题所采用的第一个技术方案为：一种如上所述的吸油烟机的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

[0019] 1)吸油烟机启动，此时蜗壳型线为最大；吸油烟机预设的流量区间分为n个档位，对应[0,Q1]、[Q1，Q2]、[Q2,Q3]、……[Qn-1,Qn]，其中Qn为流量，n不小于3；

[0020] 2)检测吸油烟机的当前流量，并且当前流量稳定一定时间t以上；[0021] 3)将当前流量与存储的最大流量区间[Qn-1,Qn]进行第一次对比，此时设置对比次数参数j＝0，判别是否属于[Qn-1,Qn]，如果属于，则进入步骤4)，如果不属于则j＝j+1，然后

判别是否属于[Qn-2,Qn-1]，不属于则继续j＝j+1，一直至属于设定的流量区间，记录当前的j

值；

[0022] 4)判别是否为吸油烟机启动后第一次流量区间的判断：如果是，根据得到的流量区间，控制伸缩板径向向内直线移动距离s，s由Xa和j确定，Xa为预设的基础移动距离，所有

伸缩板移动完成蜗壳型线的调整，然后设置k＝j，清除j值，使得j＝0；如果否，控制伸缩板

径向直线移动距离s，s由Xa、j和k确定，所有伸缩板(312)移动完成蜗壳型线的调整，然后设

置k＝j，清除j值，使得j＝0；

[0023] 5)回到步骤2)，继续监测流量，后续如流量波动不小于预设的△Q且稳定t以上，再进入步骤3)。

[0024] 本发明解决上述第四个技术问题所采用的第二个技术方案为：一种如上所述的吸油烟机的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

[0025] 1)吸油烟机启动，此时蜗壳型线为最大；吸油烟机预设有不同档位对应的伸缩板移动位置；

[0026] 2)检测用户选择的档位，并且当前档位稳定一定时间以上；[0027] 3)根据档位情况，控制伸缩板径向移动至对应档位下的指定位置，直线移动距离为s，s由(m-k)和Xa确定，Xa为预设的基础移动距离，m初始值为档位数，k为当前档位；所有伸

缩板(312)移动完成蜗壳型线的调整，然后使得m＝k；

[0028] 4)返回步骤2)继续监测档位，如果k有变化，则执行步骤3)，如果没有则保持不动。[0029] 与现有技术相比，本发明的优点在于：通过设置可径向移动的伸缩板，可调整匹配最佳的蜗壳型线，避免蜗壳内体积过大导致较多的涡流损失；通过在内层开设降噪孔，在内

层外周设置吸音层和空腔，能够起到降噪的作用，而且空腔的面积变化，能够改变降噪频

率，适应不同的工况。

附图说明[0030] 图1为本发明实施例的吸油烟机的示意图；[0031] 图2为本发明实施例的吸油烟机的剖视图；[0032] 图3为本发明实施例的蜗壳的正面示意图；[0033] 图4为本发明实施例的蜗壳的背面示意图；[0034] 图5为本发明实施例的蜗壳的剖视图。具体实施方式[0035] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

[0036] 在本发明的描述中，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发明和简化描述，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，由于本发明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。

[0037] 参见图1和图2，一种吸油烟机，为顶吸式吸油烟机，包括集烟罩100和设置在集烟罩100上方的风机架200，风机架200内设置有离心风机300。离心风机300包括蜗壳301和设

置在蜗壳301内的叶轮302。可替代的，吸油烟机也可以是其他形式的，如侧吸式、低吸式等。

[0038] 参见图3～图5，一种蜗壳301，包括前盖板1、后盖板2和设置在前盖板1和后盖板2之间的环壁3，上述的前盖板1、后盖板2和环壁3共同围成有出风口4，环壁3上还形成有蜗舌

5，出风口4处设置有蜗壳套6。前盖板1上开设有进风口11，后盖板2上可以开设或不开设进

风口，后盖板2上还设置有蜗壳支架21，用于将蜗壳301与外部的安装基础(本实施例中为风

机架200)。需要说明的是，该蜗壳301的结构仅为举例，不局限于此结构。上述环壁3的内侧

轮廓线即为蜗壳型线。上述结构为现有技术。

[0039] 为了达到吸音降噪、改善流动，对蜗壳301内部环壁3的结构进行了改善。环壁3包括在径向上由内向外依次布置的内层31、吸音层32、空腔33和外围板34。其中内层31包括沿

环壁3周向布置的固定板311、伸缩板312和柔性连接板313，上述固定板311优选的对应蜗壳

301的蜗舌5和相邻的出风口4之间的部分，伸缩板312具有至少两个，沿着蜗壳301的周向间

隔布置，优选的对应蜗壳301的蜗舌5终点和相远离的出风口4之间。相邻的两个伸缩孔板

312之间、相邻的固定板311和伸缩板312之间均通过柔性连接板313连接。固定板311和伸缩

板312上均开设有降噪孔314，降噪孔314的孔径优选的为1.5～4mm，并且开孔率不低于

20％。

[0040] 吸音层32采用多孔吸音材料制成，贴附在内层31的外周。多孔吸音材料可以为玻璃纤维吸音棉，隔音毡等，其厚度优选的为5～20mm，更为优选的为10mm，吸声系数不小于

0.8。吸音层32和外围板34之间具有空腔33间隔，避免内层31移动时吸音层32被压缩，导致

吸音层32密度过高，降低吸音效果，通过空气层进一步提升吸音效果。

[0041] 固定板311可通过焊接、铆接、螺钉固定等方式固定于外围板34上，如在出风口4位置焊接。外围板34的外周设置有驱动机构35，伸缩板32与驱动机构35的输出端连接。驱动机

构35为直线驱动模组，如电机和丝杆、螺母的配合，电机和齿轮、齿条的配合等。在本实施例

中，优选的为电动推杆。由此，当驱动机构35启动时，伸缩板312可根据需要沿着环壁3(蜗壳

301)的径向向内或向外移动。伸缩板312移动时，柔性连接板313将同步变形移动，可避免多

块伸缩板之间的型线较为突兀，使之均匀过渡。本实施例中，环壁3由一个固定板311、四个

柔性连接板313和四个伸缩板312组合而成，从而构成整个蜗壳301内壁。可替代的，当然内

层31也可以不完全构成整个蜗壳301环壁。

[0042] 上述蜗壳301所应用的离心风机300，常用于吸油烟机中，可根据吸油烟机工作时的实时油烟流量，调整匹配最佳的蜗壳型线，流量小，则型线窄，避免蜗壳301内体积过大导

致较多的涡流损失。具体应用时，可在吸油烟机内部设置流量检测模块。在蜗壳型线调整的

同时，同步改变了空腔33面积，流量小，则声频率低，型线内缩，空腔33面积增大，根据赫姆

霍兹原理，共振频率其中为共振腔体积，在其它参数不变的情况下，变大f减

小，因此降噪频率将向低频方向移动，更好地吸收低频噪音，反之亦然。

[0043] 根据前期测试匹配不同流量(检测点)下最优的蜗壳型线，一般流量越大，需要的蜗壳301尺寸也越大，可将匹配的数值预设于吸油烟机的控制器内，一般组数不小于3组，但

也不宜过多，避免间隔过小，流速不稳定时导致蜗壳型线时刻在调整。吸油烟机启动，读取

检测点的流量，判断检测到的当前流量所属区间，4个驱动机构35启动，驱动伸缩板312在径

向上移动，从而调整蜗壳型线。

[0044] 也可以不设置流量检测装置，匹配吸油烟机档位进行调整，吸油烟机一般设置有多个不同风量的档位，根据这些档位的风量值，设置不同的距离，用户档位调整时同步调整

蜗壳型线。

[0045] 一：以流量进行调整为例，在存储器中存储不同流量区间下的型线位置对应关系，流量区间分为n个档位，对应[0,Q1]、[Q1，Q2]、[Q2,Q3]、……[Qn-1,Qn]，Qn为流量，n不小于3，

对应n处的型线位置，不同蜗壳301数值不同，Xi1别控制了圆周方向上的四段型线(四个伸缩板312)，i＝1,2,3,4，不局限于4个推杆。X可以

表示为伸缩板312在初始状态时与蜗壳301中心的距离。

[0046] 具体的，吸油烟机的控制方法(调节蜗壳型线的方法)包括如下步骤：[0047] 1)吸油烟机启动，驱动机构35默认停在最低位置，以下驱动机构35以电动推杆为例，此时蜗壳型线为最大，此型线可以由前期测试得到；

[0048] 2)通过流量检测模块获取吸油烟机的当前流量Q，并且当前流量稳定一定时间t，如10s以上；

[0049] 3)将当前流量Q与存储器上的最大流量区间[Qn-1,Qn]进行第一次对比，此时设置对比次数参数j＝0，判别是否属于[Qn-1,Qn]，如果属于，则进入步骤4)，如果不属于则j＝j+

1，然后判别是否属于[Qn-2,Qn-1]，不属于则继续j＝j+1，一直至属于设定的流量区间，记录

当前的j值；

[0050] 4)判别是否为吸油烟机启动后第一次流量区间的判断：如果是，根据得到的流量区间，控制器发出指令，电动推杆驱动伸缩板312径向向内移动距离s＝Xaj，Xa为基础移动距

离，其取值范围优选的为0.01～0.05D(D为离心风机300的叶轮302的直径)，a表示电动推杆

序号，不同电动推杆的基础移动距离Xa可以不同，s与j不局限于一次关系，也可为多次方关

系；4个电动推杆同时移动完成蜗壳型线的调整，然后设置k＝j，清除j值，即j＝0；如果否，

电动推杆驱动伸缩板312直线移动距离s＝Xa(j-k)，直线移动距离s同样与(j-k)不局限于

一次关系，也可为多次方关系；s正值表示径向向内移动，s负值表示径向向外移动，然后设

置k＝j，清除j值，即j＝0；

[0051] 5)回到步骤2)，继续监测流量，后续如管道阻力降低，流量会提升，流量波动不小于△Q且稳定t以上，优选△Q＝1m3/min，再进入步骤3)进行流量区间的判别和型线的调整。

[0052] 二：以档位进行调整为例，在存储器中存储吸油烟机不同档位下的蜗壳型线位置对应关系，设有n个档位，档位数一般大于2个，对应n个的型线位置，Xi1驱动机构35的序号，分别控制了圆周方向上的四段型线，i＝1,2,3,4，不局限于4个推杆。X

可以表示为伸缩板312在初始状态时与蜗壳301中心的距离。

[0053] 具体的，吸油烟机的控制方法(调节蜗壳型线的方法)包括如下步骤：[0054] 1)吸油烟机启动，驱动机构35默认停在最低位置，以下驱动机构35以电动推杆为例，此时蜗壳型线为最大，此型线可以由前期测试得到；

[0055] 2)检测用户选择的档位，并且当前档位稳定一定时间t，如10s以上；[0056] 3)根据档位情况，控制器发出指令，电动推杆驱动伸缩板312移动至存储器内该档位下的指定位置，直线移动距离为s＝(m-k)Xa，m初始值为档位数，如有4档，即为4，k为当前

档位，Xa属于0.01-0.05D(D为离心风机300的叶轮302的直径)，a表示电动推杆序号，不同电

动推杆移动基础距离Xa可不同，直线移动距离s与(j-k)不局限于一次关系，也可为多次方

关系，4个推杆同时移动完成蜗壳型线的调整，然后使得m＝k；在上述调整过程中，s正值表

示径向向内移动，s负值表示径向向外移动；

[0057] 4)返回步骤2)继续监测档位，如档位有变动，即k值变化，则执行步骤3)，没有就保持不动。