CN101776085A - 通风装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通风装置，其包括一基座；一驱动装置，设置于该基座上；一叶轮，耦合于该驱动装置，并为该驱动装置驱动；一壳体，用以容纳该叶轮于其内；一第一盖体，与该壳体组接；以及一第二盖体，与该基座组接，并于该第二盖体与该基座之间形成一封闭区域，以容置一第一电路板于该封闭区域内。

Description

通风装置

技术领域

本发明涉及一种通风装置，特别是涉及一种低噪音、省电且具有防潮功能的换气扇。

背景技术

请参阅图1，其为一般传统的家用换气扇的分解图，该换气扇由外盖10、上盖11、叶轮12、AC马达14和机座15所组成，其中该叶轮12为AC马达14所驱动。此换气扇没有防潮机制，马达本体与线圈将会直接接触到湿气，其电流通过线圈的危险电压，使得产品的可靠度与安全性大幅减低。再者，现有换气扇是使用市电来提供其运转所需的电能。但市电是属于一种交流电型态，因此，使用交流电的换气扇，其消耗的能量相对较大，较为耗损电力。

此外，该叶轮12具有底板12a、设置于底板12a上的轮毂12b、设置于底板12a周缘的叶片12c、连接每一叶片12c顶部的圆环12d。然而，由于叶轮的叶片数目少而影响进气的特性，且其气动噪音显着，该噪音来源包含马达电气噪音、震动噪音与气流噪音等，其中以叶片造成的气流噪音影响最大。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种通风装置，具有低噪音、省电和防潮等功能。

缘是，为达上述目的，本发明的一种通风装置，包括一基座；一驱动装置，设置于该基座上；一叶轮，耦合于该驱动装置，并为该驱动装置驱动；一壳体，用以容纳该叶轮于其内；一第一盖体，与该壳体组接；以及一第二盖体，与该基座组接，并于该第二盖体与该基座之间形成一封闭区域，以容置一第一电路板于该封闭区域内。

该驱动装置为一无刷直流马达，该通风装置使用一交流电源驱动该无刷直流马达。

该第一盖体具有多个通风孔，该多个通风孔排列成半月形或矩形。

该通风装置更包括一通道连接器与该壳体连结，其中该通道连接器内设置一垂片，当该驱动装置驱动该叶轮转动时，其所产生的气流会使该垂片呈开启状态，当该叶轮停止转动时，通过重力可使该垂片呈关闭状态。

该第一盖体和该壳体之间、该通道连接器和该壳体之间、该基座和该壳体之间、以及该第二盖体和该基座之间通过螺合、锁合、卡合或粘合方式组接在一起。

该叶轮包括一轮毂；一底板，连结于该轮毂；以及一第一扇叶组，环设于该轮毂的周围且设置于该底板上。其中该第一扇叶组的顶部外侧缘具有一第一环部，连结该第一扇叶组的每一叶片。该叶轮更包括一第二扇叶组，环设于该轮毂的周围。该第一扇叶组和该第二扇叶组通过一第二环部连结。该第一扇叶组的多个叶片和该第二扇叶组的多个叶片于该第二环部的两侧呈交错排列或对称排列。该第二扇叶组的叶片高度大于或等于该第一扇叶组的叶片高度。

该叶轮直径与该叶轮高度的比值大于0.6，较佳为0.8～0.9。

该叶轮的叶片数目大于60，较佳为80～90片。该轮毂的高度与该叶轮的高度的比值为0.3～0.55。

该轮毂的顶部周缘为弧状或阶梯状。该底板通过一倾斜部连结于该轮毂。该倾斜部可具有一斜平面或曲弧表面。

该壳体更包括一基座，设置于该壳体内，且向该壳体内延伸而形成一容置空间。该壳体更包括一轴管，其底部延伸穿过该基座而伸入至该容置空间，以供该通风装置的一第二电路板套接于其外并设置于该容置空间内，该轴管内则供一或多个轴承放置。该轮毂、该倾斜部、该底板和该第一扇叶组为一次注塑成型或先个别成型后再组装在一起。该驱动装置容置于该轮毂内，并为该基座所承接，其转轴延伸入该轴管的开孔内。该基座、该轴管和该壳体为一次注塑成型或先个别成型后再组装在一起。

该第二电路板为一直流驱动电路板。此外，该第一电路板和该第二电路板可整合于同一电路板，并容置于该基座和该第二盖体之间所形成的封闭区域内。该第一电路板包含一交流/直流转换器。再者，该交流/直流转换器更包括两个二极管，以防止逆电流。该交流/直流转换器包含一整流模块，以接收一交流电源；以及一降压模块，电连接于该整流模块，以输出一直流电源给该驱动装置。其中该整流模块包括一交流滤波器和一桥接整流器，该交流滤波器接收该交流电源并过滤该交流电源中的低频部分，该桥接整流器耦接该交流滤波器和该降压模块，并将该交流电源转换成该直流电源，并传送至该降压模块。

该降压模块包含一变压器，耦接于该整流模块，将该直流电源降压为该驱动装置的工作电压；一开关，电连接于该变压器，以控制该开关并输出一稳定工作电压；一耦合器，电连接于该变压器，接收来自该变压器的一回馈信号，并输出一耦合信号；一控制器，电连接于该开关和该耦合器，并依据该耦合信号而输出一控制信号至该开关；以及一直流滤波器，分别电连接于该变压器和该驱动装置，以接收该工作电压，并过滤该工作电压中的高频部分。

该第二电路板包含一控制模块，电连接于该交流/直流转换器和该驱动装置，其中该控制模块包括一转换器、一霍尔元件和一微控制器，该转换器连接于该直流滤波器，以降低该工作电压，降压后的工作电压作为该霍尔元件和该微控制器的电源。该微控制器电连接于该驱动装置，并产生一缓启动信号，以驱动和控制该驱动装置的转速。该霍尔元件电连接于该微控制器，感测该驱动装置的磁场变化，并输出一回馈信号至该微控制器，该微控制器根据该回馈信号以控制该驱动装置。

附图说明

图1为传统换气扇的立体分解图；

图2A为本发明的一种通风装置较佳实施例的立体分解图；

图2B为本发明通风装置组装后的立体图；

图2C为沿图2B的虚线AA’的通风装置的剖面示意图；

图2D为图2C所示的本发明通风装置中电路板的电路图。

主要元件符号说明

10：外盖           11：上盖

12：叶轮           14：AC马达

15：机座           12：叶轮

12a：底板          12b：轮毂

12c：叶片             12d：圆环

21：基座              22：驱动装置

23：叶轮              24：壳体

26：第一盖体          27：第二盖体

25：第一电路板        28：通道连接器

260：通风孔           29：垂片

231：轮毂             232：底板

230：第一扇叶组       233：第一环部

230’：第二扇叶组     23a：第二环部

234：倾斜部           D：叶轮的直径

H：叶轮的高度         h：轮毂的高度

31：第一容置空间      32：轴管

30：第二电路板        34：轴承

250：交流/直流转换器  250a：整流模块

S_AC：交流电源         250b：降压模块

S_w：直流电源          2501：交流滤波器

2502：桥接整流器      2503：变压器

S_DC：直流电源         2504：开关

2506：耦合器          S_F1：回馈信号

S_L：耦合信号          2505：控制器

S_c：控制信号          2507：直流滤波器

S_W’：工作电压        301：控制模块

301a：转换器          301b：霍尔元件

301c：微控制器        S_F2：回馈信号

S_S：信号

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依据本发明较佳实施例的一种通风装置。其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

请参阅图2A至图2C，其显示本发明的一种通风装置，图2A为本发明的一种通风装置的立体分解图，图2B为本发明的一种通风装置组装后的立体图，图2C为沿图2B的虚线AA’的剖面示意图。该通风装置包括一基座21；一驱动装置22，设置于该基座21上；一叶轮23，耦合于该驱动装置22，并为该驱动装置22所驱动；一壳体24，用以容纳该叶轮23于其内，并与基座21组接；一第一盖体26，与该壳体24组接；一第二盖体27，与该基座21组接，并限定出一封闭的容置空间，以容置一第一电路板25于其内；以及一通道连接器28与该壳体24连结。

该第一盖体26，具有多个通风孔260，并排列成半月形(如图2A和图2B所示)或矩形。

该通道连接器28内设置一垂片29，该垂片29以枢接方式设置于该通道连接器28内，当该驱动装置22驱动该叶轮转动时，其所产生的气流会使该垂片29呈开启状态，当该叶轮停止转动时，通过重力可使该垂片29呈关闭状态。

如图2A和图2C所示，叶轮23包括一轮毂231，其顶部周缘具有曲弧或阶梯状表面；一底板232，耦接于该轮毂231；一第一扇叶组230，环设于轮毂231的周围且设置于该底板232上，该第一扇叶组230在接近其顶部的外侧缘更具有一第一环部233连结该第一扇叶组230的每一叶片。

图2C所示的叶轮结构仅例示有第一扇叶组230，而图2A所示的叶轮23包括一第一扇叶组230和一第二扇叶组230’，环设于轮毂的周围。该第一扇叶组230和第二扇叶组230’通过第二环部23a连结。该第一扇叶组230的多个叶片和第二扇叶组230’的多个叶片于该第二环部23a的两侧可呈交错排列或对称排列。该第二扇叶组230’的叶片高度可大于或等于第一扇叶组230的叶片高度。此外，该底板232可通过一倾斜部234连结于该轮毂231，如图2C所示。该倾斜部可具有一斜平面或曲弧表面，以顺畅导引气流朝向叶片，且该倾斜部234对应于该基座21的隆起部分。该轮毂、倾斜部、底板、叶片和第一或第二环部可以一次注塑成型或个别成型后再组装在一起。而该基座21和壳体24也可以一次注塑成型或个别成型后再组装在一起。

如图2C所示，假设叶轮的直径为D，叶轮的高度为H，则叶轮的高深比值(H/D)较佳是大于0.6，更佳为0.8～0.9，而叶轮的叶片数目较佳是大于60，更佳为80～90片。而轮毂231的高度h与叶轮高度H的比值较佳为0.3～0.55。

该基座21向该壳体24内隆起延伸而形成第一容置空间31。该通风装置更包括一轴管32，其一端延伸穿过该基座21而伸入至第一容置空间31，以供通风装置的第二电路板30套接于其外，并使该第二电路板30设置于该第一容置空间31内，而该轴管32内则供一或多个轴承34放置。该驱动装置22容置于该轮毂231内，并为该基座21所支撑，其转轴33延伸入该轴管32的开孔内。该基座21和轴管32可以一次注塑成型或先个别成型后再组装在一起。

请参阅图2C和图2D，该驱动装置22较佳为一无刷直流马达。而该第一电路板25为交换式电源电路板，其包含一交流/直流转换器250，如图2D所示，本发明的通风装置使用交流电源S_AC输入，经该交流/直流转换器250转换后输出一直流电源S_w，以驱动该无刷直流马达22。

该交流/直流转换器250包含一整流模块250a，以接收该交流电源S_AC；以及一降压模块250b，电连接于该整流模块250a，以输出该直流电源S_w给该无刷直流马达22。该整流模块250a包括一交流滤波器2501和一桥接整流器2502，该交流滤波器2501接收交流电源S_AC并过滤交流电源S_AC中的低频部分。该桥接整流器2502耦接该交流滤波器2501和该降压模块250b，并将过滤后的交流电源S_AC转换成直流电源S_DC，并传送至该降压模块250b。

该降压模块250b包含一变压器2503，耦接于该整流模块250a，将直流电源S_DC降压为马达的工作电压S_W’；一开关2504，电连接于该变压器2503，可控制该变压器2503，以输出稳定工作电压；一耦合器2506，电连接于该变压器2503，接收来自变压器的回馈信号S_F1，并输出一耦合信号S_L；一控制器2505，电连接于该开关2504和耦合器2506，并依据该耦合信号S_L而输出一控制信号S_c至该开关2504；以及一直流滤波器2507，分别电连接于该变压器2503和该马达22，以接收工作电压S_W’，并过滤工作电压S_W’中的高频部分，而输出马达22所需的直流电源S_W。此外，该交流/直流转换器250更包括两个二极管，以防止逆电流。

请再参阅图2D，该第二电路板30为直流驱动电路板，其包含一控制模块301，电连接于该交流/直流转换器250和该无刷直流马达22。该控制模块301包括一转换器301a、一霍尔元件301b和一微控制器301c。该转换器301a连接于该直流滤波器2507以降低该工作电压，降压后的工作电压作为霍尔元件301b和微控制器301c的电源。该微控制器301c，电连接于马达，并产生缓启动信号，以驱动和控制马达的转速。霍尔元件301b电连接于微控制器301c，感测马达的磁场变化，并输出一回馈信号S_F2给微控制器301c，微控制器301c根据此回馈信号S_F2输出一信号S_S来控制马达。

第二盖体27与该基座21组接所限定出的容置空间为一封闭区域，可容置第一电路板25于其内，以防止水气或灰尘侵入。当然，该第一电路板25和第二电路板30也可整合于同一电路板，并容置于该基座21和第二盖体27之间所形成的封闭区域内。

该第一盖体26和该壳体24之间、该通道连接器28和该壳体24之间、该基座21和该壳体24之间、以及该第二盖体27和该基座21之间可通过螺合、锁合、卡合或粘合方式组接在一起。

综合以上所述，本发明通过基座与盖体之间所形成的封闭区域，将控制马达的直流驱动电路板和交换式电源电路板设置于该封闭区域内，以简易的防潮结构即可达到容置和防护电路板的功能，且通过安全规范的防潮要求。

此外，本发明的叶轮结合密集式与高深比的叶片设计而成，密集式叶片可显着提升风扇特性，降低噪音。而在同样的噪音下，叶片越密集，风压风量的特性越好；在同样风量下，密集式叶片的噪音较低。

再者，本发明的通风装置使用交流电源输入，经该交流/直流转换器转换后输出一直流电源，以驱动该无刷直流马达，可达到省电的效果。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附的权利要求中。

Claims (30)

1.一种通风装置，其包括：

一基座；

一驱动装置，设置于该基座上；

一叶轮，耦接于该驱动装置，并为该驱动装置驱动；

一壳体，用以容纳该叶轮于其内；

一第一盖体，与该壳体组接；以及

一第二盖体，与该基座组接，并于该第二盖体与该基座之间形成一封闭区域，以容置一电路板于该封闭区域内。

2.如权利要求1所述的通风装置，其中该驱动装置为一无刷直流马达，该通风装置使用一交流电源驱动该无刷直流马达。

3.如权利要求1或2所述的通风装置，其中该第一盖体具有多个通风孔。

4.如权利要求1或2所述的通风装置，其中该第一盖体和该壳体之间、该基座和该壳体之间、以及该第二盖体和该基座之间通过螺合、锁合、卡合或粘合方式组接在一起。

5.如权利要求1或2所述的通风装置，其中该基座设置于该壳体内，且向该壳体内隆起延伸而形成一容置空间。

6.一种通风装置，其包括：

一基座；

一驱动装置，设置于该基座上；

一叶轮，耦合于该驱动装置，并为该驱动装置驱动；以及

一盖体，与该基座组接，并于该盖体与该基座之间形成一封闭区域，以容置一电路板于该封闭区域内，其中当输入一交流电流，该电路板将该交流电流转换并输出一直流电源，以驱动该驱动装置。

7.如权利要求6所述的通风装置，其还包括一壳体，用以容纳该叶轮于其内，该基座设置于该壳体内，且向该壳体内隆起延伸，形成一容置空间。

8.如权利要求1或7所述的通风装置，其还包括一通道连接器，与该壳体连结，其中该通道连接器内设置一垂片，当该驱动装置驱动该叶轮转动时，其所产生的气流会使该垂片呈开启状态，当该叶轮停止转动时，通过重力可使该垂片呈关闭状态。

9.如权利要求1或6所述的通风装置，其中该叶轮包括：

一轮毂；

一底板，连结于该轮毂；以及

一第一扇叶组，环设于该轮毂的周围且设置于该底板上。

10.如权利要求9所述的通风装置，其还包括一轴管，其底部延伸穿过该基座而伸入至该容置空间，以供该通风装置的一另一电路板套接于其外并设置于该容置空间内，该轴管内则供一或多个轴承放置。

11.如权利要求10所述的通风装置，其中该另一电路板为一直流驱动电路板。

12.如权利要求10所述的通风装置，其中该电路板和该另一电路板整合于同一电路板，并容置于该基座和该第二盖体之间所形成的该封闭区域内。

13.如权利要求10所述的通风装置，其中该驱动装置容置于该轮毂内，并为该基座所承接，该驱动装置的一转轴延伸入该轴管的开孔内。

14.如权利要求9所述的通风装置，其中该第一扇叶组的顶部外侧缘具有一第一环部，连结该第一扇叶组的每一叶片。

15.如权利要求14所述的通风装置，其中该叶轮还包括一第二扇叶组，环设于该轮毂的周围，该第一扇叶组和该第二扇叶组通过一第二环部连结，其中该第一扇叶组的多个叶片和该第二扇叶组的多个叶片于该第二环部的两侧呈交错排列或对称排列。

16.如权利要求15所述的通风装置，其中该第二扇叶组的叶片高度大于或等于该第一扇叶组的叶片高度。

17.如权利要求9所述的通风装置，其中该轮毂的高度与该叶轮的高度的比值为0.3～0.55。

18.如权利要求9所述的通风装置，其中该底板通过一倾斜部连结于该轮毂，其中该倾斜部具有一斜平面或曲弧表面。

19.如权利要求1，2或6所述的通风装置，其中该叶轮直径与该叶轮高度的比值为0.8～0.9。

20.如权利要求1，2或6所述的通风装置，其中该叶轮的叶片数目大于60。

21.如权利要求1，2或6所述的通风装置，其中该叶轮的叶片数目为80～90片。

22.如权利要求1或6所述的通风装置，其中该电路板包含一交流/直流转换器。

23.如权利要求22所述的通风装置，其中该交流/直流转换器包括两个二极管，以防止逆电流。

24.如权利要求22所述的通风装置，其中该交流/直流转换器还包含一整流模块，以接收一交流电源；以及一降压模块，电连接于该整流模块，以输出一直流电源给该驱动装置。

25.如权利要求24所述的通风装置，其中该整流模块包括一交流滤波器和一桥接整流器，该交流滤波器接收该交流电源并过滤该交流电源中的低频部分，该桥接整流器耦接该交流滤波器和该降压模块，并将该交流电源转换成该直流电源，并传送至该降压模块。

26.如权利要求24所述的通风装置，其中该降压模块包含：

一变压器，耦接于该整流模块，将该直流电源降压为该驱动装置所需的工作电压；

一开关，电连接于该变压器，以控制该开关并输出稳定的工作电压；

一耦合器，电连接于该变压器，接收来自该变压器的一回馈信号，并输出一耦合信号；

一控制器，电连接于该开关和该耦合器，并依据该耦合信号而输出一控制信号至该开关；以及

一直流滤波器，分别电连接于该变压器和该驱动装置，以接收该工作电压，并过滤该工作电压中的高频部分。

27.如权利要求22所述的通风装置，其中该电路板还包含一控制模块，电连接于该交流/直流转换器和该驱动装置。

28.如权利要求27所述的通风装置，其中该控制模块包括一转换器、一霍尔元件和一微控制器，该转换器连接于该直流滤波器，以降低该工作电压，降压后的工作电压作为该霍尔元件和该微控制器的电源。

29.如权利要求28所述的通风装置，其中该微控制器电连接于该驱动装置，并产生一缓启动信号，以驱动和控制该驱动装置的转速。

30.如权利要求28所述的通风装置，其中该霍尔元件电连接于该微控制器，感测该驱动装置的磁场变化，并输出一回馈信号至该微控制器，该微控制器根据该回馈信号以控制该驱动装置。

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