CN111120398B - 一种用于烤箱的扇叶结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于烤箱的扇叶结构，包括支撑板和设置在该支撑板上的导叶，所述支撑板的任意横向截面的形状均呈中心对称，所述导叶以支撑板的中心轴为中心沿周向间隔均布在支撑板的板面上，各导叶的最外端均与其所在处的支撑板板面的最外端重叠，且各导叶均沿其所在处的支撑板板面的径向设置，各导叶的任意横向截面均具有一根沿其所在处的支撑板板面的径向延伸的第一对称轴。本发明中分别通过对扇叶结构中支撑板和导叶的外形的设计，以及导叶在支撑板上的设置位置的设计，使得扇叶结构在烤箱内部正反转时的流场流线保持一致，进而在正反转时能产生相同的风量，继而使得本发明中的扇叶结构适用于烤箱热风机的正反转。
Description
技术领域
本发明涉及烤箱领域，尤其涉及一种用于烤箱的扇叶结构。
背景技术
一般烤箱内胆的背部均设置有热风机，通过热风机可以增强烤箱内部的对流换热，从而能从一定程度上提升烤箱的烘烤效果。现有技术中的热风机一般采用六个叶片均布的扇叶，叶片的安装角度为20°。如专利号为ZL200820097538.9(授权公告号为CN201166005Y)的中国实用新型专利《一种嵌入式烤箱热风风扇》，其公开了一种嵌入式烤箱热风风扇，包括轮毂及与轮毂连接的一片以上风叶。
现有的烤箱工作中，扇叶一般朝一个方向转动，即顺时针转动(正转)，这样会导致烘烤食物上色均匀性差，即食物的一半已经上色，而另一半则没有上色的情况。为解决上述问题需使扇叶能实现正反转，因此对现有扇叶在正转和反转(逆时针转动)时的性能分别进行测试，由测试结果可知，当现有的扇叶反转时，烤箱整体均匀性差于正转时，空间流线紊乱，烤箱左右侧温度偏高，而回风区域温度偏低，整体温度均匀性不如正转温度均匀性。可见，现有的用于烤箱热风机的扇叶不适用于正反转的需要，还有待改动。
发明内容
本发明所要解决的第一技术问题是针对现有技术而提供一种适用于正反转的用于烤箱的扇叶结构。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术而提供一种风量大的用于烤箱的扇叶结构。
本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术而提供一种流量损失小的用于烤箱的扇叶结构。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于烤箱的扇叶结构，包括支撑板和设置在该支撑板上的导叶，其特征在于，所述支撑板的任意横向截面的形状均呈中心对称，所述导叶以支撑板的中心轴为中心沿周向间隔均布在支撑板的板面上，各导叶的最外端均与其所在处的支撑板板面的最外端重叠，且各导叶均沿其所在处的支撑板板面的径向设置，各导叶的任意横向截面均具有一根沿其所在处的支撑板板面的径向延伸的第一对称轴。
为进一步促进扇叶结构在正反转时流场流线的一致性，各所述导叶位于其所在处的支撑板板面最外端所在的支撑板横向截面以上的部分，该部分的任意横向截面具有一根与上述第一对称轴垂直的第二对称轴。
为增大各导叶的有效迎风面积，进而增大扇叶结构的风量，所述导叶沿第一对称轴方向的长度L1大于与沿第二对称轴方向的长度L2；进一步，优选地，所述L1与L2的比值大于1.5。
为使扇叶结构正反向转动时，扇叶结构的流场流线的一致性更好，所述导叶的个数为偶数个。
作为优选，导叶的外形为块状或板状，其中块状的导叶能有效增加迎风面积，进而增强扇叶结构的流畅流线的一致性，而板状的导叶能最大程度地增大有效迎风面积，进而增大扇叶结构的风量。
为减少流量损失，继而保证出风量，所述导叶固定在支撑板的一侧板面上，而支撑板的板体由其中心处朝导叶一侧均匀隆起，且该隆起处的截面呈圆弧状，各导叶围设在该隆起处的四周。通过隆起处的设计，使得吹至支撑板中心处的气流不逆向反射，而是偏心一侧反射，进而较少流量损失。
作为优选，各所述导叶与上述隆起处的径向距离D与导叶沿第一对称轴方向的长度L1的比值为1/4～1/3，从而进一步减少流量损失。
作为优选，所述隆起处沿支撑板中心轴方向的高度低于导叶的高度，避免气流在隆起处碰撞反射后的偏离角度过大而造成流量损失。
作为优选，所述支撑板的外周板面沿周向朝导叶侧形成圆弧状翻边，这样气流在贴壁作用的驱动下能更好地汇聚至导叶处，从而能再进一步避免流量损失。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中支撑板的任意横向截面的形状均呈中心对称，导叶以支撑板的中心轴为中心沿周向间隔均布在支撑板的板面上，各导叶的最外端均与其所在处的支撑板板面的最外端重叠，且各导叶均沿其所在处的支撑板板面的径向设置，各导叶的任意横向截面均具有一根沿其所在处的支撑板板面的径向延伸的第一对称轴，从而使得扇叶结构在正反向转动时迎风面积及有效迎风面积均相同，且该扇叶结构的安装角度为0°，继而使得本发明中的扇叶结构在正反转时的流场流线和风量均一致。本发明中分别通过对扇叶结构中支撑板和导叶形状的设计以及各导叶在支撑板上的设置位置的设计，使得该扇叶结构在烤箱内部正反转时的流场流线保持一致、风量保持一致，继而使得本发明中的扇叶结构适用于烤箱热风机的正反转。
附图说明
图1为本发明实施例1中扇叶结构的结构示意图；
图2为图1的另一方向的结构示意图；
图3为图2沿B-B方向的剖面图；
图4为本发明实施例1中隆起处气流的反射方向示意图；
图5为本发明实施例2中扇叶结构的结构示意图；
图6为本发明实施例3中扇叶结构的结构示意图；
图7为图6的另一方向的结构示意图；
图8为本发明实施例4中扇叶结构的结构示意图；
图9为图8的另一方向的结构示意图；
图10为本发明实施例1中扇叶结构在烤箱中正转时的流线图(两个方向)；
图11为本发明实施例1中扇叶结构在烤箱中反转时的流线图(两个方向)；
图12为本发明实施例1中扇叶结构在烤箱中正转时的温度云图(两个方向)；
图13为本发明实施例1中扇叶结构在烤箱中反转时的温度云图(两个方向)。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图1～4所示，一种用于烤箱的扇叶结构，包括支撑板1和设置在该支撑板1上的导叶2。本实施例中，上述支撑板1的任意横向截面的形状均呈中心对称，上述导叶2以支撑板1的中心轴OO’为中心沿周向间隔均布在支撑板1的板面上，各导叶2的最外端均与其所在处的支撑板1板面的最外端重叠，且各导叶2均沿其所在处的支撑板1板面的径向设置，各导叶2的任意横向截面均具有一根沿其所在处的支撑板1板面的径向延伸的第一对称轴Y。
本实施例中，扇叶结构水平放置状态下，支撑板1在水平面上的水平投影呈中心对称且呈六角形状，同时该六角形状的各尖角的大小均为60°，该支撑板1一侧板面的六个角处分别固定有一个与其形状相匹配的导叶2，且该导叶2呈块状。为减少流量损失，继而保证出风量，上述支撑板1的板体的中心处朝导叶2一侧均匀隆起，且该隆起处11的截面呈圆弧状，各导叶2围设在该隆起处11的四周。通过隆起处11的设计，使得吹至支撑板1中心处的气流不逆向反射，而是偏心一侧反射，进而较少流量损失。进一步，各导叶2与上述隆起处11的径向距离D与沿第一对称轴Y方向的长度L1的比值为1/4～1/3，隆起处11沿支撑板1中心轴OO’方向的高度低于导叶2的高度，支撑板1的外周板面沿周向朝导叶2侧形成圆弧状翻边12，这样气流在贴壁作用的驱动下能更好地汇聚至导叶2处，从而能再进一步避免流量损失。
本实施例中，各导叶2位于其所在处的支撑板1板面最外端所在的支撑板1横向截面AA’以上的部分21，该部分21的任意横向截面整体呈菱形，其具有一根与上述第一对称轴Y垂直的第二对称轴X。导叶2的上述部分21的任意横截面中，其第一对称轴Y一侧的各侧边(a、b、c，其中b与第一对称轴Y平行)与该第一对称轴Y的夹角分别为β1、β2、β3，本实施例中β1和β3均为30°，而β2为0度，与β1相对的导叶2的侧面面积为A1，与β2相对的导叶2的侧面面积为A2，与β3相对的导叶2的侧面面积为A3。
进一步，由于m＝ρνА，其中m为风量，ρ为空气密度，ν为线速度,А为有效迎风面积，有效迎风面积即为扇叶转动时和风接触有效面积，并且A＝А1cosβ1+А2cosβ2+А3cosβ3。进一步，ν＝ωr，其中ω角速度即电机转速，r为半径，因而m＝ρνА＝ρωrА＝ρωr(А1cosβ1+А2cosβ2+А3cosβ3)。
再进一步，本实施例中由于β2＝0，即cosβ2＝1，所以m＝ρωr(А1cosβ1+А2+А3cosβ3)。设风扇正转时风量为m正，风扇反转时风量为m反，为了实现扇叶正反转时，流场流线和风量的一致性，即m正＝m反，根据以上公式，本发明中的扇叶结构应满足以下条件：半径r一致；有效迎风面积А一致；扇叶夹角β1、β2、β3一致，进而获得如上所述的扇叶结构。
由图10～12可见，本发明中的扇叶结构正转时空间整体均匀性较好，烤箱右侧温度相对较高，中间回风区域温度较低，反转时空间流线分布和正转时相差不大，温度均匀性也基本一致，因此采用本实施例的扇叶结构时，烤箱内部正反转效果一致。
本发明中支撑板1的任意横向截面的形状均呈中心对称，导叶以支撑板1的中心轴OO’为中心沿周向间隔均布在支撑板1的板面上，各导叶2的最外端均与其所在处的支撑板1板面的最外端重叠，且各导叶2均沿其所在处的支撑板1板面的径向设置，各导叶2的任意横向截面均具有一根沿其所在处的支撑板1板面的径向延伸的第一对称轴Y，从而使得扇叶结构在正反向转动时迎风面积及有效迎风面积均相同，且该扇叶结构的安装角度为0°，继而使得本发明中的扇叶结构在正反转时的流场流线和风量均一致。本发明中分别通过对扇叶结构中支撑板1和导叶2形状的设计以及各导叶2在支撑板1上的设置位置的设计，使得该扇叶结构在烤箱内部正反转时的流场流线保持一致、风量保持一致，继而使得本发明中的扇叶结构适用于烤箱热风机的正反转。
进一步，为增大各导叶2的有效迎风面积，进而增大扇叶结构的风量，上述导叶2沿第一对称轴Y方向的长度L1大于与沿第二对称轴X方向的长度L2；进一步，优选地，上述L1与L2的比值大于1.5。此外，为使扇叶结构正反向转动时，扇叶结构的流场流线的一致性更好，所述导叶2的个数为偶数，本实施例中导叶2的个数为6个。
实施例2：
如图5所示，与实施例了不同的是，本实施例中，支撑板2的水平投影的各尖角的大小均为为90°，各导叶2位于其所在处的支撑板1板面最外端所在的支撑板1横向截面AA’以上的部分21，该部分21的任意横向截面整体呈方形，且β1和β3均为45度，而β2为0度。
实施例3：
如图6和7所示，与实施例1不同的是，本实施例中各导叶2的外形均呈板状，此时，由上述公式可得，导叶2的整个外表面均为有效迎风面积，正反转风量最大。
实施例4：
如图8和9所示，与实施例1不同的是，本实施例中支撑板1的水平投影呈圆形，各导叶2的外形均呈板状，由上述公式可得，导叶2的整个外表面均为有效迎风面积，正反转风量最大。
Claims (8)
1.一种用于烤箱的扇叶结构，包括支撑板(1)和设置在该支撑板(1)上的导叶(2)，其特征在于，所述支撑板(1)的任意横向截面的形状均呈中心对称，所述导叶(2)以支撑板(1)的中心轴(OO’)为中心沿周向间隔均布在支撑板(1)的板面上，各导叶(2)的最外端均与其所在处的支撑板(1)板面的最外端重叠，且各导叶(2)均沿其所在处的支撑板(1)板面的径向设置，各导叶(2)的任意横向截面均具有一根沿其所在处的支撑板(1)板面的径向延伸的第一对称轴(Y)，所述导叶(2)固定在支撑板(1)的一侧板面上，而支撑板(1)的板体的中心处朝导叶(2)一侧均匀隆起，且该隆起处(11)的截面呈圆弧状，各导叶(2)围设在该隆起处(11)的四周，所述支撑板(1)的外周板面沿周向朝导叶(2)侧形成圆弧状翻边(12)。
2.如权利要求1所述的扇叶结构，其特征在于，各所述导叶(2)位于其所在处的支撑板(1)板面最外端所在的支撑板(1)横向截面(AA’)以上的部分(21)，该部分(21)的任意横向截面具有一根与上述第一对称轴(Y)垂直的第二对称轴(X)。
3.如权利要求2所述的扇叶结构，其特征在于，所述导叶(2)沿第一对称轴(Y)方向的长度L1大于与沿第二对称轴(X)方向的长度L2。
4.如权利要求3所述的扇叶结构，其特征在于，所述L1与L2的比值大于1.5。
5.如权利要求1所述的扇叶结构，其特征在于，所述导叶(2)的个数为偶数个。
6.如权利要求1所述的扇叶结构，其特征在于，所述导叶(2)的外形为块状或板状。
7.如权利要求1所述的扇叶结构，其特征在于，各所述导叶(2)与上述隆起处(11)的径向距离D与导叶(2)沿第一对称轴(Y)方向的长度L1的比值为1/4～1/3。
8.如权利要求1所述的扇叶结构，其特征在于，所述隆起处(11)沿支撑板(1)中心轴(OO’)方向的高度低于导叶(2)的高度。
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