CN101529177B - 用于鼓风的涡轮风扇及具有该涡轮风扇的冰箱 - Google Patents

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Abstract

一种用于鼓风的涡轮风扇，包括：基板，该基板具有从该基板的中心突出的毂；多个叶片，所述多个叶片设于该基板的外周表面上，并且所述多个叶片之间沿周向具有恒定的间隔；及护罩，与该基板相对地连接于所述叶片。风扇的外径、叶片的高度、叶片的内径、护罩的内径、叶片的入口角、叶片的出口角等设计为具有最佳的条件，以此提高冷气的鼓吹效率，并降低能量消耗和噪音。

Description

用于鼓风的涡轮风扇及具有该涡轮风扇的冰箱
技术领域
本发明涉及一种用于鼓风的涡轮风扇及具有该涡轮风扇的冰箱，特别涉及一种能够提高冷气的鼓吹效率并将能量消耗及噪音最小化的用于鼓风的涡轮风扇及具有该涡轮风扇的冰箱。
背景技术
通常，冰箱用于通过循环由制冷循环产生的冷气而在冷冻状态或冷藏状态下储存食物。
如图1所示，传统的冰箱包括本体10及门3，该本体10具有冷冻室1和冷藏室2；该门3设于该本体10的前表面，用于打开和关闭冷冻室1和冷藏室2。
如图2所示，涡轮风扇9安装在本体10的后侧，该涡轮风扇9用于将通过蒸发器7冷却的空气强制吹入到冷冻室1中。护罩8安装于涡轮风扇9的一侧，该护罩8用于将由涡轮风扇9鼓吹的空气引入至冷冻室1中。
通过蒸发器7冷却的空气由涡轮风扇9引入至冷冻室1中，接着进行循环，以此冷却储存在冷冻室1和冷藏室2中的食物。
虽然涡轮风扇9可保持冰箱的内部温度，但是该涡轮风扇会产生噪音。
因此，需要设计出一种涡轮风扇9，以降低噪音和能量消耗，并提高冷气的鼓吹效率。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于鼓风的涡轮风扇及具有该涡轮风扇的冰箱，该涡轮风扇能够提高冷气的鼓吹效率并将能量消耗及噪音最小化。
为实现这些目的，提供一种用于鼓风的涡轮风扇，包括：基板，该基板具有从该基板的中心突出的毂；多个叶片，所述多个叶片设于该基板的外周面上，并且所述多个叶片之间沿周向具有恒定的间隔；及护罩，其与该基板相对地连接于所述叶片，其中，该叶片的高度为风扇的外径的16％至26％，该叶片的高度是指该基板与该护罩之间的间距，该风扇的外径是指通过连接各叶片的外端所得到的圆的直径。
该护罩的内径为该风扇的外径的72％至85％。
该叶片的内径为该风扇的外径的55％至62％，该叶片的内径是指通过连接各叶片的内端所得到的圆的直径。
为实现这些目的，还提供一种具有用于鼓风的涡轮风扇的冰箱，该涡轮风扇包括：基板，该基板具有从该基板的中心突出的毂；多个叶片，所述多个叶片设于该基板的外周面上，并且所述多个叶片之间沿周向具有恒定的间隔；及护罩，其与该基板相对地连接于所述叶片，其中，该叶片的高度为风扇的外径的16％至26％，该叶片的高度是指该基板与该护罩之间的间距，该风扇的外径是指通过连接各叶片的外端所得到的圆的直径。
在根据本发明的冰箱中，该护罩的内径为该风扇的外径的72％至85％。
在根据本发明的冰箱中，该叶片的内径为该风扇的外径的55％至62％，该叶片的内径是指通过连接各叶片的内端所得到的圆的直径。
附图说明
图1为示出了根据传统技术的冰箱的立体图；
图2为示出了根据传统技术的冰箱的侧面的截面图；
图3为示出了根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇的立体图；
图4为示出了根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇的平面图；
图5为示出了根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇的侧面图；
图6为示出了根据叶片的高度与风扇的外径之比(H/Do)的能量消耗的图表；
图7为示出了根据叶片的高度与风扇的外径之比(H/Do)的噪音的图表；
图8为示出了根据护罩的内径与风扇的外径之比(Ds/Do)的能量消耗的图表；
图9为示出了根据护罩的内径与风扇的外径之比(Ds/Do)的噪音的图表；
图10为示出了根据叶片的内径与风扇的外径之比(Di/Do)的能量消耗的图表；
图11为示出了根据叶片的内径与风扇的外径之比(Di/Do)的噪音的图表；
图12为示出了根据叶片的入口角(B1)的能量消耗的图表；
图13为示出了根据叶片的入口角(B1)的噪音的图表；
图14为示出了根据叶片的出口角(B2)的能量消耗的图表；
图15为示出了根据叶片的出口角(B2)的噪音的图表；
图16为示出了根据风扇的外径(Do)的能量消耗的图表；
图17为示出了根据风扇的外径(Do)的噪音的图表；
图18为示出了根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇的流量与传统轴流风扇的流量以及传统涡轮风扇的流量的能量消耗的比较的图表；
图19为示出了根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇的流量与传统轴流风扇的流量以及传统涡轮风扇的流量的噪音的比较的图表。
具体实施方式
以下将详细说明根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇和冰箱。
如图3至图5所示，用于鼓风的涡轮风扇包括：具有毂111的盘状的基板110，该毂111从该基板110的中心突出；多个叶片120，所述多个叶片120设于基板110的外周表面上并且所述叶片之间沿周向具有恒定的间隔，所述多个叶片120用于沿径向鼓吹从毂111引入的冷气；及护罩130，其与基板相对地连接于叶片120。
通过连接各叶片120的径向外端所得到的圆与护罩130的外周相对应，且该圆比基板110的外周更加突出。也就是说，通过连接各叶片120的外端所得到的圆的直径(Do)等于护罩130的外径，而大于基板110的外径。
在用于鼓风的涡轮风扇100中，被引入至基板110的毂111中的冷气在所述叶片120之间移动，以此沿周向排出。
将用于鼓风的涡轮风扇100设计为具有最佳的条件，以便降低能量消耗和噪音，并提高鼓吹效率。在下文中，将说明用于鼓风的涡轮风扇100的各个最佳的部件。
如图4所示，将通过连接各叶片120的径向内端所得到的圆(I)的直径限定为叶片120的内径(Di)。将通过连接各叶片120的径向外端所得到的圆(O)的直径限定为风扇的外径(Do)。将从叶片120的内端开始的延伸线(E1)与通过连接各叶片120的内端所得到的圆(I)的切线(T1)之间形成的角限定为叶片入口角(B1)。将从叶片120的外端开始的延伸线(E2)与通过连接各叶片120的外端所得到的圆(O)的切线(T2)之间形成的角限定为叶片出口角(B2)。
如图5所示，将基板110与护罩130之间的间距限定为叶片120的高度(H)，将护罩130的内部的直径限定为护罩的内径(Ds)，冷气被引入至该护罩130的内部。
现将说明通过设计各个具有最佳条件的参数而得到优化的用于鼓风的涡轮风扇100。
图6为示出了根据叶片120的高度(H)与风扇的外径(Do)之比(H/Do)的能量消耗的图表，图7为示出了根据叶片的高度(H)与风扇的外径(Do)之比(H/Do)的噪音的图表。图6中的能量消耗和图7中的噪音分别表示为二次函数(secondary function)。
如图6所示，当叶片120的高度(H)与风扇的外径(Do)之比(H/Do)约为10％或30％时，能量消耗增至约大于4.5w。然而，当叶片的高度(H)与风扇的外径(Do)之比(H/Do)约为16％至26％时，能量消耗的最大值约为2.75w。
更具体地，当叶片120的高度(H)与风扇的外径(Do)之比(H/Do)约为16％至26％时的能量消耗大约相当于当叶片的高度(H)与风扇的外径(Do)之比(H/Do)约为10％或30％时的能量消耗的61％。
如图7所示，当叶片120的高度(H)与风扇的外径(Do)之比约为10％或30％时，噪音增至约大于22dB。然而，当叶片120的高度(H)与风扇的外径(Do)之比(H/Do)约为16％至26％时，噪音约为19.5dB。
更具体地，当叶片120的高度(H)与风扇的外径(Do)之比(H/Do)约为16％至26％时的噪音大约相当于当叶片的高度(H)与风扇的外径(Do)之比(H/Do)约为10％或30％时的噪音的86％。
因此，叶片120的高度(H)与风扇的外径(Do)之比(H/Do)的最佳值确定为约16％至26％。
图8为示出了根据护罩的内径与风扇的外径之比(Ds/Do)的能量消耗的图表，图9为示出了根据护罩的内径与风扇的外径之比(Ds/Do)的噪音的图表。
图8中的能量消耗和图9中的噪音分别表示为二次函数。
如图8所示，当护罩的内径(Ds)与风扇的外径(Do)之比(Ds/Do)约小于60％或约大于93％时，能量消耗增至约大于3.8w。然而，当护罩的内径(Ds)与风扇的外径(Do)之比(Ds/Do)约为72％至85％时，能量消耗的最大值约为3.25w。
更具体地，当护罩的内径(Ds)与风扇的外径(Do)之比(Ds/Do)约为72％至85％时的能量消耗大约相当于当护罩的内径(Ds)与风扇的外径(Do)之比(Ds/Do)约为60％或93％时的能量消耗的85％。
如图9所示，当护罩的内径(Ds)与风扇的外径(Do)之比(Ds/Do)约小于65％时，噪音大于19.8dB。并且，当护罩的内径(Ds)与风扇的外径(Do)之比(Ds/Do)约为92.5％时，噪音大于19.55dB。然而，当护罩的内径(Ds)与风扇的外径(Do)之比(Ds/Do)约为72％至87％时，噪音的最大值约为19.2dB。
更具体地，当护罩的内径(Ds)与风扇的外径(Do)之比(Ds/Do)约为72％至87％时的噪音大约相当于当护罩的内径(Ds)与风扇的外径(Do)之比(Ds/Do)约为65％或92.5％时的噪音的96％。
因此，护罩的内径(Ds)与风扇的外径(Do)之比(Ds/Do)的最佳值确定为约72％至85％。
图10为示出了根据叶片的内径与风扇的外径之比(Di/Do)的能量消耗的图表，图11为示出了根据叶片的内径与风扇的外径之比(Di/Do)的噪音的图表。
图10中的能量消耗和图11中的噪音分别表示为二次函数。
如图10所示，当叶片的内径(Di)与风扇的外径(Do)之比(Di/Do)约为50％时，能量消耗约为3.65w。并且，当叶片的内径(Di)与风扇的外径(Do)之比(Di/Do)约为54％至62％时，能量消耗的最大值约为3.3w，能量消耗的最小值约为3.25w。
更具体地，当叶片的内径(Di)与风扇的外径(Do)之比(Di/Do)约为54％至62％时的能量消耗大约相当于当叶片的内径(Di)与风扇的外径(Do)之比(Di/Do)约为50％或65％时的能量消耗的90％。
如图11所示，当叶片120的内径(Di)与风扇的外径(Do)之比(Di/Do)约为50％时，噪音约为20.4dB。并且，当叶片的内径(Di)与风扇的外径(Do)之比(Di/Do)约大于67％时，噪音约为20dB。然而，当叶片的内径(Di)与风扇的外径(Do)之比(Di/Do)约为55％至64％时，噪音的最大值约为19.8dB，噪音的最小值约为19.6dB。
更具体地，当叶片的内径(Di)与风扇的外径(Do)之比(Di/Do)约为55％至64％时的噪能量消耗大约相当于当叶片的内径(Di)与风扇的外径(Do)之比(Di/Do)约为50％或67％时的能量消耗的97％。
因此，叶片120的内径(Di)与风扇的外径(Do)之比(Di/Do)的最佳值确定为约55％至62％。
图12为示出了根据叶片的入口角(B1)的能量消耗的图表，图13为示出了根据叶片的入口角(B1)的噪音的图表。
图12中的能量消耗和图13中的噪音分别表示为二次函数。
如图12所示，当叶片120的入口角(B1)约为27°至35°时，能量消耗的较低值约为3.35w。并且，当叶片的入口角(B1)约为32°时，能量消耗具有最小值。当叶片120的入口角(B1)约为40°时，能量消耗约为3.5w。
更具体地，当叶片120的入口角(B1)约为27°至35°时的能量消耗大约相当于当叶片120的入口角(B1)约小于25°或约大于40°时的能量消耗的95％。
如图13所示，当叶片120的入口角(B1)约为28°至37°时，噪音的较低值约为18.7dB。并且，当叶片的入口角(B1)约为33°时，噪音具有最小值。当叶片120的入口角(B1)约为24°时，噪音约为19.8dB。
更具体地，当叶片120的入口角(B1)约为28°至37°时的噪音大约相当于叶片120的入口角(B1)小于约24°时的噪音的94％。
因此，叶片120的入口角(B1)的最佳值确定为约28°至35°。
图14为示出了根据叶片的出口角(B2)的能量消耗的图表，图15为示出了根据叶片出口角(B2)的噪音的图表。
图14中的能量消耗和图15中的噪音分别表示为二次函数。
如图14所示，当叶片120的出口角(B2)约为31°至40°时，能量消耗的较低值约为3.32w。并且，当叶片的出口角(B2)约为34°时，能量消耗具有最小值。当叶片120的出口角(B2)约为22°时，能量消耗约为3.52w。
更具体地，当叶片120的出口角(B2)约为31°至40°时的能量消耗大约相当于叶片120的出口角(B2)约为22°时的能量消耗的94％。
如图15所示，当叶片120的出口角(B2)约为30°至41°时，噪音的较低值约为18.75dB。并且，当叶片的出口角(B2)约为34°时，噪音具有最小值，约为18.7dB。当叶片120的出口角(B2)约为48°时，噪音约为19.1dB。
更具体地，当叶片120的出口角(B2)约为30°至41°时的噪音大约相当于叶片120的出口角(B2)约为48°时的噪音的98％。
因此，叶片120的出口角(B2)的最佳值确定为约31°至40°。
图16为示出了根据风扇的外径(Do)的能量消耗的图表，图17为示出了根据风扇的外径(Do)的噪音的图表。
图16中的能量消耗和图17中的噪音分别表示为二次函数。
如图16所示，当风扇的外径(Do)约为122mm至155mm时，能量消耗具有最大值，约为2.4w。当风扇的外径(Do)约为135mm时，能量消耗具有最小值，约为2.2w。当风扇的外径(Do)约为110mm时，能量消耗约为2.9w。
更具体地，当风扇的外径(Do)约为122mm至155mm时的能量消耗大约相当于风扇的外径(Do)约为110mm时的能量消耗的83％。
如图17所示，当风扇的外径(Do)约为130mm至170mm时，噪音具有最大值，约为21dB。并且，当风扇的外径(Do)约为155mm时，噪音具有最小值，约为19dB。当风扇的外径(Do)约为110mm时，噪音约为25dB。
更具体地，当风扇的外径(Do)约为130mm至170mm时的噪音大约相当于风扇的外径(Do)约为110mm时的噪音的84％。
因此，风扇的外径(Do)的最佳值确定为约130mm至155mm。
参照图18和图19，现将依照本发明的用于鼓风的涡轮风扇100的性能与传统轴流风扇以及传统涡轮风扇的性能进行比较。
图18为示出了根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇的流量与传统轴流风扇的流量以及传统涡轮风扇的流量的能量消耗的比较的图表，图19为示出了根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇的流量与传统轴流风扇的流量以及传统涡轮风扇的流量的噪音的比较的图表。
风扇的外径(Do)设为140mm，其他参数分别设为上述最佳范围内的中间值。也就是说，叶片120的高度(H)为29mm(140×(0.16+0.26)/2)，护罩130的内径(Ds)为110mm，叶片120的内径(Di)为82mm，叶片120的入口角(B1)为31.5°，叶片120的出口角(B2)为35.5°。
如图18所示，根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇100与传统轴流风扇以及传统涡轮风扇均表现为递增函数，其中能量消耗随着流量的增大而增大。
根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇100比传统轴流风扇和传统涡轮风扇的能量消耗小，且表现出最小的斜率。
更具体地，当流量从1.3m3/s增加到1.5m3/s时，传统轴流风扇的能量消耗由3.4w增大到5.4w，从而具有的斜率等于10((5.4-3.4)/0.2)。在同样的条件下，传统涡轮风扇的能量消耗由2.8w增大到4.6w，从而具有的斜率等于9。然而，在同样的条件下，根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇100的能量消耗由1.9w增大到2.9w，从而具有的斜率等于5。
总之，与传统轴流风扇和传统涡轮风扇相比，根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇100的能量消耗最小，斜率最小，因此，其具有相当经济的特性。
如图19所示，根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇100与传统的轴流风扇以及传统的涡轮风扇均表现为递增函数，其中噪音随着流量的增大而增大。
根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇100比传统的轴流风扇和传统的涡轮风扇的噪音小，且表现出最小的斜率。
总之，与传统的轴流风扇和传统的涡轮风扇相比，根据本发明的用于鼓风的涡轮风扇100的噪音最小，斜率最小，因此，其具有低噪音的特性。
根据本发明的另一方案提供一种冰箱，该冰箱安装在冷冻室的格栅后表面并具有涡轮风扇，该涡轮风扇用于将由蒸发器产生的冷气鼓入到冷冻室中。使用能够降低能量消耗和噪音的最佳的涡轮风扇作为该涡轮风扇。参照图2可易于理解冷冻室的格栅以及蒸发器(未示出)。
在本发明中，用于鼓风的涡轮风扇的各个构件均设计为具有最佳的条件。因此，可降低能量消耗，提高制冷效率，并降低噪音。
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员显然可以对本发明进行多种修改和变形。因此，本发明旨在涵盖落入所附的权利要求书的范围以及与等同范围内的所有更改及变型。

Claims (10)

1.一种用于鼓风的涡轮风扇，包括：
基板，该基板具有从该基板的中心突出的毂；
多个叶片，所述多个叶片设置于该基板的外周面上，所述多个叶片之间沿周向具有恒定的间隔；及
护罩，其与该基板相对地连接于所述叶片，
其中，该叶片的高度为风扇的外径的16％至26％，该叶片的高度是指该基板与该护罩之间的间距，该风扇的外径是指通过连接各叶片的外端所得到的圆的直径。
2.如权利要求1所述的用于鼓风的涡轮风扇，其中，该叶片的入口角为28°至35°，该叶片的入口角是指从该叶片的内端开始的延伸线与通过连接各叶片的内端所得到的圆的切线之间形成的角。
3.如权利要求1所述的用于鼓风的涡轮风扇，其中，该叶片的出口角为31°至40°，该叶片的出口角是指从该叶片的外端开始的延伸线与通过连接各叶片的外端所得到的圆的切线之间形成的角。
4.如权利要求1所述的用于鼓风的涡轮风扇，其中，该风扇的外径在130mm至155mm的范围内。
5.如权利要求1所述的用于鼓风的涡轮风扇，其中，该风扇的外径等于该护罩的外径，而该风扇的外径大于该基板的外径。
6.如权利要求1所述的用于鼓风的涡轮风扇，其中，该护罩的内径为该风扇的外径的72％至85％。
7.如权利要求1所述的用于鼓风的涡轮风扇，其中，该叶片的内径为该风扇的外径的55％至62％，该叶片的内径是指通过连接各叶片的内端所得到的圆的直径。
8.一种具有用于鼓风的涡轮风扇的冰箱，该涡轮风扇包括：
基板，该基板具有从该基板的中心突出的毂；
多个叶片，所述多个叶片设置于该基板的外周面上，所述多个叶片之间沿周向具有恒定的间隔；及
护罩，其与该毂相对地连接于所述叶片，
其中，该叶片的高度为风扇的外径的16％至26％，该叶片的高度是指该基板与该护罩之间的间距，该风扇的外径是指通过连接各叶片的外端所得到的圆的直径。
9.如权利要求8所述的冰箱，其中，该护罩的内径为该风扇的外径的72％至85％。
10.如权利要求8所述的冰箱，其中，该叶片的内径为该风扇的外径的55％至62％，该叶片的内径是指通过连接各叶片的内端所得到的圆的直径。
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