CN100485195C - 鼓风机及其排气口的设计方法 - Google Patents

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Abstract

一种鼓风机包括：离心式风扇；驱动装置，用于旋转离心式风扇；托架，包括固定地连接至驱动装置一侧的基座和沿离心式风扇的轴向从基座凸出的凸起；和风扇壳体，固定地连接至托架以可旋转地容置离心式风扇，还包括沿离心式风扇的轴向形成在托架一侧的吸气口，以通过离心式风扇的旋转抽吸空气；和形成在吸气口的垂直方向上的排气口，用于排出经吸气口抽吸的空气；其中，通过形成在托架的凸起中的第一倾斜面和形成在与凸起的一个端部相接触的风扇壳体上的第二倾斜面，排气口的一侧形成为“V”形，并且该第一倾斜面形成为曲线，且该第二倾斜面形成为直线；由此经排气口排出的流速能够均匀分布以减小噪音并同时增大排出的空气量。

Description

鼓风机及其排气口的设计方法
技术领域
本发明涉及一种鼓风机，尤其涉及一种用于灶上(over-the-range，OTR)微波炉等中的鼓风机及其排气口的设计方法。
背景技术
一般地，OTR微波炉是一种家用电器，其安装在厨房中安装的燃气灶(gas range)的上部空间的墙壁表面上，以用于在腔体中使用微波进行烹饪，并用于使用安装于其中的鼓风机抽吸/排出从安装于OTR微波炉下方的燃气灶产生的厨房内的燃烧气体和污染空气(即执行通风功能)。
图1示出一种典型的传统OTR微波炉，其简要说明如下。
图1所示的传统OTR微波炉包括：主体1，其具有通过微波进行烹饪的腔体(即烹饪空间)C；外壳3，其容置主体1并在主体1的两侧具有排气通道2；以及鼓风机4，其安装在主体1的上后侧。
转盘5可旋转地安装在腔体C内部，以旋转腔体C中所装的食物。用于在烹饪时产生引导至腔体C内的微波的磁控管8安装在腔体C的外侧。
与排气通道2连通的吸气口6位于外壳3的下侧，用于将空气排至外部的排气口7形成在外壳3的上表面上。这里，根据用户的方便，排气口7可以通过连接管道(未示出)连接至建筑物的通风管道等，或者排气口7也可以安装在外壳3的整个上表面上。
如此构造的传统OTR微波炉安装在燃气灶上方，并用作排气罩(hood)，用于对当用户使用燃气灶烹饪时产生的烟或气味进行通风并同时执行微波炉的原始功能。
用户打开门体(未示出)，并将食物放在腔体C中的转盘5上。然后，用户关闭门体，并按压调节板的操作按钮(未示出)。由此，转盘5旋转，从而使转盘5上的食物旋转并同时从磁控管8产生了微波。所产生的微波被引导入腔体C内部以由此烹饪食物，所有这些都是由传统OTR微波炉执行的微波炉的原始功能。
此外，在传统OTR微波炉中，当用户按压调节板的排气罩操作按钮时，安装在微波炉中的鼓风机4被驱动以产生抽吸力，通过该抽吸力，当用户使用如图1中的偏斜线(biased line)所示的安装在微波炉下方的燃气灶进行烹饪时产生的燃烧气体和污染空气通过外壳3的下表面处形成的吸气口6而抽吸。所抽吸的空气通过外壳3的上表面处形成的排气口7排至外部，由此，传统的OTR微波炉用作用于对烟或气味进行通风的排气罩。
另一方面，如图2及图3所示，传统OTR微波炉的鼓风机4包括：托架22，其分别连接至位于中心的马达21的两侧；离心式风扇23，其连接至从每个托架22的中心部分向外凸出的转轴(未示出)；以及圆柱形的风扇壳体24，其一侧固定至托架22，并覆盖离心式风扇23的外侧。
风扇壳体24设置有：吸气口25，用于抽吸外部空气；和形成在吸气口25的垂直方向上的排气口26，用于排出通过吸气口25抽吸的空气。
用于导引所排出空气的截断部(cut-off portion)17凸出地形成在排气口26的一侧。
在具有前述构造的传统鼓风机4中，通电时马达21旋转，因而轴向连接至马达21的离心式风扇23也旋转。通过离心式风扇23的旋转产生抽吸力，以通过形成在每个风扇壳体24一侧的吸气口25向内抽吸外部空气。
通过吸气口25吸入风扇壳体24中的空气通过离心式风扇23的旋转力从形成在吸气口25的垂直方向上的排气口26排出。
然而，在传统的鼓风机4中，由离心式风扇23的旋转形成的气流由于排气口26的边缘部的边界层的增长而形成了大的损耗面积(loss area)。排气口26中的气流损耗可能阻碍空气量并增大噪音。
作为解决该问题的方式，已经提出一种用于形成“V”形排气口26的截断部的方案，此方案由本受让人应用，并公布于美国公开No.6,200,093中。
然而，本受让人提出的形成“V”形排气口的这种类型中，虽然通过排气口排出的流速已均匀地分布，从而在一定程度上减小了噪音，但不幸的是，所排出的空气量也减小了。
发明内容
因此，为解决这些问题，本发明的目的是提供一种通过均匀地分布经排气口排出的流速而能够减小噪音并增大所排出的空气量的鼓风机及其排气口的设计方法。
为获得这些和其它优点，并且根据本发明的意图，如在此具体实施并广泛描述的，本发明提供一种鼓风机，其包括：离心式风扇；驱动装置，其用于旋转该离心式风扇；托架，其包括固定地连接至该驱动装置一侧的基座和沿该离心式风扇的轴向从该基座凸出的凸起；以及风扇壳体，其固定地连接至该托架以可旋转地容置该离心式风扇，并且包括吸气口和排气口，该吸气口沿该离心式风扇的轴向形成在该托架一侧，以通过该离心式风扇的旋转抽吸空气，该排气口形成在该吸气口的垂直方向上，用于排出经该吸气口抽吸的空气；其中，通过形成在该托架的凸起中的第一倾斜面和形成在与该凸起的一个端部相接触的该风扇壳体上的第二倾斜面，该排气口的一侧形成为“V”形，并且该第一倾斜面和该第二倾斜面中的至少一个倾斜面形成圆弧形，以扩大该排气口的排气面积；其中第一倾斜面形成为圆弧形，该圆弧形是通过如下步骤形成的：绘出第一圆，其半径等于所述托架的凸起的第一端点和第二端点之间的距离，所述第一圆以所述第一端点为中心；绘出第二圆，其半径等于所述第一端点和所述第二端点之间的距离，所述第二圆以所述第二端点为中心；得出交点，其为通过所述第一圆和所述第二圆的两个交点的直线与通过所述第一端点并垂直于所述离心式风扇的转轴的直线相交的交点；以及绘出第三圆，其半径等于所述交点和所述第一端点之间的距离，所述第三圆以所述交点为中心，从而所述第一和第二端点相连接。
根据本发明的另一实施例提供一种鼓风机，其包括：一对离心式风扇；驱动装置，用于旋转所述离心式风扇；一对托架，每个所述托架分别包括固定地连接至该驱动装置两侧的基座和沿所述离心式风扇的轴向从所述基座凸出的凸起；以及一对风扇壳体，其分别固定地连接至所述托架以可旋转地容置所述离心式风扇，并且每个所述风扇壳体包括吸气口和排气口，所述吸气口沿所述离心式风扇的轴向形成在所述托架一侧，以通过所述离心式风扇的旋转抽吸空气，所述排气口形成在所述吸气口的垂直方向上，用于排出经所述吸气口抽吸的空气；其中，通过形成在所述托架的凸起中的第一倾斜面和形成在与所述凸起的一个端部相接触的所述风扇壳体上的第二倾斜面，所述排气口的一侧形成为“V”形，并且该第一倾斜面和该第二倾斜面中的至少一个倾斜面形成圆弧形，以扩大该排气口的排气面积；其中第一倾斜面形成为圆弧形，该圆弧形是通过如下步骤形成的：绘出第一圆，其半径等于所述托架的凸起的第一端点和第二端点之间的距离，所述第一圆以所述第一端点为中心；绘出第二圆，其半径等于所述第一端点和所述第二端点之间的距离，所述第二圆以所述第二端点为中心；得出交点，其为通过所述第一圆和所述第二圆的两个交点的直线与通过所述第一端点并垂直于所述离心式风扇的转轴的直线相交的交点；以及绘出第三圆，其半径等于所述交点和所述第一端点之间的距离，所述第三圆以所述交点为中心，从而所述第一和第二端点相连接。
为获得这些和其它优点，并且根据本发明的意图，如在此具体实施和广泛描述的，本发明提供一种方法，用于设计构成鼓风机的排气口的第一倾斜面的曲线，包括步骤：绘出第一圆，其半径等于第一端点和位于同一平面上的第二端点之间的距离，所述第二端点位于所述第一倾斜面与所述托架的基座交汇的点之中，以与具有所述第二倾斜面的所述风扇壳体的一个端部相接触的所述托架的凸起的一个端部的切线的所述第一端点为中心；绘出第二圆，其半径等于所述第一端点和所述第二端点之间的距离，以所述第二端点为中心；得出第一交点，其为通过所述第一圆和所述第二圆的两个交点的直线与通过所述第一端点并垂直于所述离心式风扇的转轴的直线之一相交的交点；以及绘出第三圆，其半径等于所述第一交点和所述第一端点之间的距离，以所述第一交点为中心，从而得出通过所述第一和第二端点的曲线。
通过以下结合附图对于本发明的详细描述，根据本发明的鼓风机及其排气口的设计方法的前述及其它目的、特征、方案和优点将更为明显。
附图说明
所包括的附图用以提供对于本发明的进一步理解，附图并入并组成说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是示意性示出具有离心式风扇的传统OTR微波炉的结构的前视图；
图2是示出传统鼓风机的立体图；
图3是图2的前视图；
图4是示出根据本发明第一实施例的鼓风机的立体图；
图5是图4的前视图；
图6是示出根据本发明第二实施例的鼓风机的前视图；
图7是示出根据本发明第三实施例的鼓风机的前视图；以及
图8是示出根据本发明的鼓风机的排气口的曲线部的设计方法的设计图。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的优选实施例，其示例示出于附图中。
根据本发明的鼓风机可以存在多个实施例。以下，将说明其优选实施例。另一方面，根据本发明的鼓风机的驱动类似于传统鼓风机，因而将省略对于鼓风装置驱动的说明。
此外，本发明的精神和范围不限于以下的特定实施例，而是可在随附权利要求书所限定的精神和范围内可变化。
图4是示出根据本发明第一实施例的鼓风机的立体图，图5是图4所示鼓风机的前视图。
如图4所示，根据本发明的鼓风机400包括：离心式风扇430；驱动装置410，其中具有用于旋转离心式风扇430的驱动马达(未示出)；托架420，其固定地连接至驱动装置410；以及风扇壳体440，其固定地连接至托架420，从而可旋转地容置离心式风扇430，而且具有沿离心式风扇430的轴向(图示的Z向)形成在托架420一侧的吸气口450，以通过离心式风扇430的旋转抽吸空气，并且风扇壳体440还具有形成为垂直于吸气口450的排气口460，用于排出经吸气口450抽吸的空气。
另一方面，如图中所示，本发明示出了双抽吸型鼓风机，其中离心式风扇430、托架420和风扇壳体440构成为基于驱动装置410对称。
托架420包括：基座421，其固定地连接至驱动装置410的一侧；以及凸起422，其沿离心式风扇430的轴向从基座421向外凸出，并且凸起422的一个端部与风扇壳体440相接触。
形成在托架420上的凸起422具有第一倾斜面423，其形成为沿离心式风扇430的轴向Z延长，并且作为排气口460一侧的一部分。此外，与凸起422的一个端部相接触的风扇壳体440具有第二倾斜面441，其与凸起422的第一倾斜面423一起形成排气口的所述侧。
由第一倾斜面423和第二倾斜面441形成的排气口的所述侧形成为凸出的，以导引经排气口排出的空气。
这里，通过形成在托架420的凸起422处的第一倾斜面423和形成在与凸起422的一个端部相接触的风扇壳体440处的第二倾斜面441，排气口460的所述侧基本形成为“V”形，从而平滑地排出空气。第一倾斜面423和第二倾斜面441中的至少一个形成为曲线，以增大排气口460的排气面积。
如图4和图5所示，根据本发明第一实施例的鼓风机示出了都形成为曲线的第一倾斜面423和第二倾斜面441。
另外，用于连接风扇壳体440和托架420的固定单元设置在托架420的凸起422以及与凸起422相接触的风扇壳体440的一侧。
该固定单元包括：固定部424，其沿离心式风扇430的轴向Z从与风扇壳体440相接触的托架420的凸起422的一个端部凸出；以及插入部443，其形成在与凸起422的这一个端部相接触的风扇壳体440的一个端部，并且固定部424插入其中。
下面说明根据本发明第二和第三实施例的鼓风机。这里，相同的标号用于与根据本发明第一实施例的鼓风机相同的结构，并且省略重复的说明。
图6示出根据本发明第二实施例的鼓风机。如其所示，形成在托架420的凸起422中的第一倾斜面423形成为曲线，与第一倾斜面423一起形成排气口的所述侧的风扇壳体440的第二倾斜面441形成为曲线。
于此相反，如图7所示，在根据本发明第三实施例的鼓风机中，形成在托架420的凸起中的第一倾斜面423形成为直线，该第一倾斜面423形成排气口460的一侧的一部分，而与第一倾斜面423一起形成排气口460的所述侧的风扇壳体440的第二倾斜面441形成为曲线。
第一倾斜面423和第二倾斜面441的斜率(inclination rate)和曲线的曲率半径可根据例如凸起422的凸起长度等设计变量而可变地设定。
下面提供对于将构成鼓风机400的排气口460的所述侧的第一倾斜面423和第二倾斜面441设计为曲线的方法的说明。
图8是示出用于设计根据本发明的排气口的曲线部的方法的设计图。对于该设计方法的具体实施例，将说明用于将形成在托架420的凸起422中的第一倾斜面设计为曲线的方法。
首先，绘出第一圆507，其半径等于第一端点504和与其位于同一平面上的第二端点505之间的距离，所述第二端点位于第一倾斜面423与该托架420的基座421交汇的点之中，以与风扇壳体440的一个端部相接触的托架420的凸起422的一个端部427的切线的第一端点504为中心。
接下来，绘出第二圆509，其半径等于第一端点504和第二端点505之间的距离，以第二端点505为中心。
其后，执行用于得出第一交点512的步骤，在该第一交点512处，通过第一圆507和第二圆509的两个交点的直线510与通过第一端点504并垂直于离心式风扇430的转轴Z的直线之一相交。
然后绘出第三圆，以使第三圆半径等于第一交点512和第一端点504之间的距离，以第一交点512为中心，从而得出通过第一端点504和第二端点505的曲线519。
因此，如图8所示，由于第一倾斜面423形成为曲线，所以鼓风机400的排气口460的排气面积增大至斜线面积(biased area)所示的面积。
另一方面，用于将风扇壳体430的第二倾斜面441设计为曲线的方法采用与上述第一倾斜面423的曲线的设计方法相同的顺序和方法，因而省略其详细说明。
如上所述，在根据本发明的鼓风机中，由两个倾斜面形成其排气口的所述侧，其中一个倾斜面设计为曲线，以增大排气口的排气面积。由此，经排气口排放的流速能够均匀地分布，这阳减小了噪音并增大了排放的空气量。
由于本发明可以体现为不背离其精神或实质特征的几种形式，所以还应当理解：除非另有规定，上述实施例不被前述说明的任何细节所限制，而应在随附权利要求书所限定的精神和范围内广泛地解释，因此，在权利要求书的界限内的各种变化和改型或此界限的等价都包含在随附权利要求书中。

Claims (6)

1、一种鼓风机，其包括：
离心式风扇；
驱动装置，其用于旋转该离心式风扇；
托架，其包括固定地连接至该驱动装置一侧的基座和沿该离心式风扇的轴向从该基座凸出的凸起；以及
风扇壳体，其固定地连接至该托架以可旋转地容置该离心式风扇，并且包括吸气口和排气口，该吸气口沿该离心式风扇的轴向形成在该托架一侧，以通过该离心式风扇的旋转抽吸空气，该排气口形成在该吸气口的垂直方向上，用于排出经该吸气口抽吸的空气；
其中，通过形成在该托架的凸起中的第一倾斜面和形成在与该凸起的一个端部相接触的该风扇壳体上的第二倾斜面，该排气口的一侧形成为“V”形，并且该第一倾斜面和该第二倾斜面中的至少一个倾斜面形成圆弧形，以扩大该排气口的排气面积；
其中第一倾斜面形成为圆弧形，该圆弧形是通过如下步骤形成的：
绘出第一圆，其半径等于所述托架的凸起的第一端点和第二端点之间的距离，所述第一圆以所述第一端点为中心；
绘出第二圆，其半径等于所述第一端点和所述第二端点之间的距离，所述第二圆以所述第二端点为中心；
得出交点，其为通过所述第一圆和所述第二圆的两个交点的直线与通过所述第一端点并垂直于所述离心式风扇的转轴的直线相交的交点；以及
绘出第三圆，其半径等于所述交点和所述第一端点之间的距离，所述第三圆以所述交点为中心，从而所述第一和第二端点相连接。
2、如权利要求1所述的鼓风机，其中该第二倾斜面形成为圆弧形，该圆弧形以与该第一倾斜面的圆弧形相同的方式形成。
3、一种鼓风机，其包括：
一对离心式风扇；
驱动装置，用于旋转所述离心式风扇；
一对托架，每个所述托架分别包括固定地连接至该驱动装置两侧的基座和沿所述离心式风扇的轴向从所述基座凸出的凸起；以及
一对风扇壳体，其固定地连接至所述托架以可旋转地容置所述离心式风扇，并且每个所述风扇壳体包括吸气口和排气口，所述吸气口沿所述离心式风扇的轴向形成在所述托架一侧，以通过所述离心式风扇的旋转抽吸空气，所述排气口形成在所述吸气口的垂直方向上，用于排出经所述吸气口抽吸的空气，
其中，通过形成在所述托架的凸起中的第一倾斜面和形成在与所述凸起的一个端部相接触的所述风扇壳体上的第二倾斜面，所述排气口的一侧形成为“V”形，并且该第一倾斜面和该第二倾斜面中的至少一个倾斜面形成圆弧形，以扩大该排气口的排气面积；
其中第一倾斜面形成为圆弧形，该圆弧形是通过如下步骤形成的：
绘出第一圆，其半径等于所述托架的凸起的第一端点和第二端点之间的距离，所述第一圆以所述第一端点为中心；
绘出第二圆，其半径等于所述第一端点和所述第二端点之间的距离，所述第二圆以所述第二端点为中心；
得出交点，其为通过所述第一圆和所述第二圆的两个交点的直线与通过所述第一端点并垂直于所述离心式风扇的转轴的直线相交的交点；以及
绘出第三圆，其半径等于所述交点和所述第一端点之间的距离，所述第三圆以所述交点为中心，从而所述第一和第二端点相连接。
4、如权利要求3所述的鼓风机，其中该第二倾斜面形成为圆弧形，该圆弧形以与该第一倾斜面的圆弧相同的方式形成。
5、如权利要求3所述的鼓风机，其中该鼓风机安装在OTR微波炉中。
6、一种设计方法，用于构成权利要求1的鼓风机的排气口的第一倾斜面的曲线，其包括下述步骤：
绘出第一圆，其半径等于第一端点和与其位于同一平面上的第二端点之间的距离，所述第二端点位于所述第一倾斜面与所述托架的基座交汇的点之中，以与具有所述第二倾斜面的所述风扇壳体的一个端部相接触的所述托架的凸起的一个端部的切线的所述第一端点为中心；
绘出第二圆，其半径等于所述第一端点和所述第二端点之间的距离，以所述第二端点为中心；
得出第一交点，其为通过所述第一圆和所述第二圆的两个交点的直线与通过所述第一端点并垂直于所述离心式风扇的转轴的直线之一相交的交点；以及
绘出第三圆，其半径等于所述第一交点和所述第一端点之间的距离，以所述第一交点为中心，从而得出通过所述第一和第二端点的曲线。
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