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涡轮风扇及具有该涡轮风扇的空调

申请号 CN200710181960.2 申请日 2007-10-17 公开(公告)号 CN101201063A 公开(公告)日 2008-06-18
申请人 三星电子株式会社; 发明人 崔元硕; 金晋伯; 李在权; 金荣宰; 赵敏纪; 朴贤镐;
摘要 本发明提供了一种包括在与旋转板的旋转方向相反的方向上倾斜的向后倾斜的叶片的涡轮风扇。每个叶片的面对旋转板的旋转方向的正压表面采用平坦表面的形式,叶片的与旋转板的旋转方向相反的负压表面采用凸出的弯曲表面的形式。由凸出的弯曲负压表面限定的曲率半径在涡轮风扇的半径的2.5倍至4倍的范围内。涡轮风扇可以降低噪声和功耗,从而具有该涡轮风扇的空调可以在性能方面实现提高。
权利要求

1.一种涡轮风扇,包括:

旋转板,与驱动单元连接;

叶片,径向地布置在旋转板上;

环形护罩,安装为面对旋转板的一个表面,其中,每个叶片的面对旋转 板的旋转方向的正压表面采用平坦表面的形式,所述叶片的面对与旋转板的 旋转方向相反的方向的负压表面采用凸出的弯曲表面的形式。

2.如权利要求1所述的涡轮风扇,其中,涡轮风扇的半径在由凸出的弯 曲负压表面限定的曲率半径的2.5倍至4倍的范围内。

3.如权利要求1所述的涡轮风扇,其中,所述叶片采用向后倾斜的叶片 的形式,所述向后倾斜的叶片在与旋转板的旋转方向相反的方向上倾斜。

4.一种空调,包括:

主体,具有空气吸入开口和空气排放开口;

热交换器,设置在主体中并且适于对通过所述吸入开口吸入的空气执行 热交换;

涡轮风扇,包括与驱动单元连接的旋转板、径向地布置在旋转板上的叶 片以及安装成与旋转板的一个表面面对的环形护罩,涡轮风扇用于从所述吸 入开口吸入空气,并将吸入的空气朝着热交换器吹送,其中,每个叶片的面对旋转板的旋转方向的正压表面采用平坦表面的形 式,所述叶片的与旋转板的旋转方向相反的负压表面采用凸出的弯曲表面的 形式。

5.如权利要求4所述的空调,其中,涡轮风扇的半径在由凸出的弯曲负 压表面限定的曲率半径的2.5倍至4倍的范围内。

6.如权利要求4所述的空调,其中,所述叶片采用向后倾斜的叶片的形 式,所述向后倾斜的叶片在与旋转板的旋转方向相反的方向上倾斜。

7.一种涡轮风扇,包括:

旋转板,连接到驱动构件;

多个叶片,在一侧连接到旋转板,并且在与旋转板的旋转方向相反的方 向上倾斜,所述叶片的每个形成为具有一个弯曲的表面的形状;

环形护罩,连接到所述多个叶片的每个的与连接到旋转板的所述一侧相 对的一侧。

8.如权利要求7所述的涡轮风扇,其中,每个叶片的正压表面采用平坦 表面的形式,每个叶片的负压表面采用弯曲表面的形式。

9.一种空调,包括:

主体,具有空气吸入开口和空气排放开口;

热交换器,设置在主体中并且适于对通过所述吸入开口吸入的空气执行 热交换;

涡轮风扇,从所述吸入开口吸入空气并将吸入的空气朝着热交换器吹送, 所述涡轮风扇包括:旋转板,连接到驱动构件;

多个叶片,在一侧连接到旋转板,并且在与旋转板的旋转方向相反 的方向上倾斜,所述叶片的每个形成为具有一个弯曲的表面的形状;

环形护罩,连接到所述多个叶片的每个的与连接到旋转板的所述一 侧相对的一侧。

说明书全文

技术领域

本发明的总体构思涉及一种涡轮风扇以及具有该涡轮风扇的空调,更具 体地讲,涉及一种能够降低噪声和功耗的涡轮风扇以及具有该涡轮风扇的空 调。

背景技术

通常,吹风机通过旋转力用来吹风,并且吹风机被用于冰箱、空调和真 空吸尘器等。吹风机根据其空气的吸入方式和空气的排放方式以及其形状可 以被分成轴流式风扇、西罗克风扇(sirocco fan)和涡轮风扇等。
在各种风扇中,涡轮风扇被构造成沿着风扇的轴向吸入空气,然后沿着 径向从风扇的叶片之间排出空气。因为涡轮风扇允许空气被自然地引入到风 扇中和排出到外部,所以它不需要另外的管道。由于这种结构上的优点,所 以涡轮风扇被广泛地应用于各种领域。
对于一般的涡轮风扇的结构,涡轮风扇包括:旋转板,限定风扇的后表 面,风扇电机安装到该旋转板上;多个叶片,按照预定的间隔径向地布置在 旋转板上;护罩,限定风扇的前表面。
在护罩中间形成有吸入开口,空气通过该吸入开口被吸入。用于排放被 吸入的空气的排放开口沿着圆周方向被限定在旋转板与护罩之间。
如果旋转板通过风扇电机的操作被旋转,则与旋转板一体地形成的叶片 同时旋转,从而允许空气通过吸入开口沿着轴向被吸入并允许被吸入的空气 通过排放开口沿着径向被排出。
同时,叶片具有翼片的形状,并且绕着风扇电机的轴被径向地布置在旋 转板和护罩之间。
安装在旋转板和护罩之间的叶片可具有各种安装角度。基于叶片的安装 角度,叶片可被分成向前倾斜型和向后倾斜型。
当使用其倾斜方向与旋转板的旋转方向相反的向后倾斜的叶片时,涡轮 风扇具有高操作效率(从功耗角度考虑),但是因为必须增加风扇每分钟的转 数,所以涡轮风扇产生相对大的噪声。另一方面,当使用其倾斜方向与旋转 板的旋转方向相同的向前倾斜的叶片时,虽然涡轮风扇引起的噪声较小,但 是涡轮风扇的操作效率也很低(从功耗角度考虑)。

发明内容

本发明的总体构思在于提供一种能够降低噪声同时实现提高的操作效率 的涡轮风扇以及一种具有该涡轮风扇的空调。
本发明总体构思的其它方面和/或优点部分将在以下的描述中阐述,部分 将从描述中变得清楚,或者可以通过对本发明总体构思的实施了解到。
可以通过提供一种涡轮风扇来实现本发明总体构思的上述和/或其它方 面和效用,该涡轮风扇包括:旋转板,与驱动单元连接;叶片,径向地布置 在旋转板上;环形护罩,安装为面对旋转板的一个表面,其中,每个叶片的 面对旋转板的旋转方向的正压表面采用平坦表面的形式,叶片的与旋转板的 旋转方向相反的负压表面采用凸出的弯曲表面的形式。
涡轮风扇的半径可以在由凸出的弯曲负压表面限定的曲率半径的2.5倍 至4倍的范围内。
所述叶片可以采用向后倾斜的叶片的形式,所述向后倾斜的叶片在与旋 转板的旋转方向相反的方向上倾斜。
可以通过提供一种空调来实现本发明总体构思的上述和/或其它方面和 效用,该空调包括:主体,具有空气吸入开口和空气排放开口;热交换器, 设置在主体中并且适于对通过吸入开口吸入的空气执行热交换;涡轮风扇, 包括与驱动单元连接的旋转板、径向地布置在旋转板上的叶片以及安装成与 旋转板的一个表面面对的环形护罩,涡轮风扇用于从吸入开口吸入空气,并 将吸入的空气朝着热交换器吹送,其中,每个叶片的面对旋转板的旋转方向 的正压表面采用平坦表面的形式,叶片的与旋转板的旋转方向相反的负压表 面采用凸出的弯曲表面的形式。
涡轮风扇的半径可以在由凸出的弯曲负压表面限定的曲率半径的2.5倍 至4倍的范围内。
所述叶片可以采用向后倾斜的叶片的形式,所述向后倾斜的叶片在与旋 转板的旋转方向相反的方向上倾斜。
可以通过提供一种涡轮风扇来实现本发明总体构思的上述和/或其它方 面和效用,该涡轮风扇包括:旋转板,连接到驱动构件;多个叶片,在一侧 连接到旋转板,并且在与旋转板的旋转方向相反的方向上倾斜,所述叶片的 每个形成为具有至少一个弯曲的表面的形状;环形护罩,连接到所述多个叶 片的每个的与连接到旋转板的所述一侧相对的一侧。
每个叶片的正压表面可以采用平坦表面的形式,每个叶片的负压表面可 以采用弯曲表面的形式。
可以通过提供一种空调来实现本发明总体构思的上述和/或其它方面和 效用,该空调包括:主体,具有空气吸入开口和空气排放开口;热交换器, 设置在主体中并且适于对通过吸入开口吸入的空气执行热交换;涡轮风扇, 从吸入开口吸入空气并将吸入的空气朝着热交换器吹送。所述涡轮风扇包括: 旋转板,连接到驱动构件;多个叶片,在一侧连接到旋转板,并且在与旋转 板的旋转方向相反的方向上倾斜,所述叶片的每个形成为具有至少一个弯曲 的表面的形状;环形护罩,连接到所述多个叶片的每个的与连接到旋转板的 所述一侧相对的一侧。

附图说明

通过下面参照附图对实施例进行的描述,本发明总体构思的示例性实施 例的这些和/或其它方面和效用将会变得清楚和更加容易理解,其中:
图1是示出与本发明总体构思的示例性实施例一致的涡轮风扇的透视 图;
图2是图1中示出的涡轮风扇的主视图;
图3A和图3B是示出与图1的示例性实施例一致的涡轮风扇的对比示例 的主视图;
图4A和图4B分别是示出根据图2中示出的涡轮风扇和图3A和图3B 中示出的对比的涡轮风扇的噪声与气流之间的关系以及气流与功耗之间的关 系的曲线图;
图5是示出图2中示出的涡轮风扇的叶片的放大视图;
图6A和图6B分别是示出根据图5中示出的叶片的负压表面的曲率半径 的变化的噪声与气流之间的关系以及气流与功耗之间的关系的曲线图;
图7是示出具有与本发明总体构思的示例性实施例一致的涡轮风扇的空 调的剖视图。

具体实施方式

现在,将详细描述与本发明总体构思的示例性实施例一致的涡轮风扇以 及具有该涡轮风扇的空调,其示例显示在附图中,其中,相同的标号将始终 指示相同的元件。以下,将参照附图描述实施例以解释本发明的总体构思。
如图1所示,根据本发明总体构思的示例性实施例的涡轮风扇1包括: 旋转板10,适于通过被连接到旋转板10的中间的驱动单元(未示出)旋转; 多个叶片20,径向地布置在旋转板10上,叶片20与旋转板10一体地形成; 环形的护罩30,结合到叶片20的末端,以面对旋转板10的一个表面。
旋转板10具有被构成为接纳驱动单元(例如,风扇电机)的毂11,该 驱动单元(例如,风扇电机)被连接到旋转板10的中间,用于使旋转板10 旋转。毂11也用于引导通过护罩30的内边缘31被引入和从叶片20之间被 排放的气流。旋转板10还具有在毂11的中间形成的凸台部分(boss portion) 12以及穿透毂11以使风扇电机冷却的通风孔13,凸台部分12在内部限定有 轴孔以结合到例如风扇电机的轴,通风孔13将冷空气引导到风扇电机以冷却 风扇电机。
结合到与旋转板10一体地形成的叶片20的末端上的环形护罩30具有 内边缘(inner periphery)31和外边缘(outer periphery)32,用于允许空气被 轴向地引入到涡轮风扇1中和从涡轮风扇1径向地排出。
在护罩30中间穿透地形成有空气通过其被吸入的吸入开口30a。用于排 放被吸入的空气的排放开口30b沿着圆周方向被限定在旋转板10和护罩30 之间。
通常,叶片20与旋转板10一体注模成型,护罩30通常通过热熔接 (thermal fusion)或者超声波熔接(ultrasonic fusion)被结合到叶片20的末 端。或者,护罩30也可以与旋转板10和叶片20一起一体地注模成型。
如图1所示,护罩30的内边缘31向外突出预定长度,从而使被吸入到 风扇1中的空气能够通过护罩30的内边缘31被有效地引导向叶片20。
图2是图1中示出的涡轮风扇1的主视图。
如图2所示,根据图1中的本示例性实施例的涡轮风扇1包括布置在毂 11的外边缘与护罩30的外边缘32之间的多个叶片20。叶片20绕着在毂11 上形成的凸台部分12径向地形成。
严格地讲,叶片20不是从凸台部分12径向地延伸。叶片20沿着与旋转 板10的旋转方向相反的方向倾斜。因此,叶片20是向后倾斜的叶片。
为了提高涡轮风扇1的操作效率,每个叶片20被形成为具有至少一个弯 曲表面。在图1和图2的涡轮风扇1中,叶片20的面对旋转板10的旋转方 向的一个表面(即,正压表面20a)采用平坦表面的形式,叶片20的与旋转 板10的旋转方向相反的另一个表面(即,负压表面20b)采用弯曲表面的形 式。
图3A和图3B是考虑到噪声和功耗,示出与具有平坦的正压表面20a的 叶片20的涡轮风扇1相比,与两个对比示例一致的涡轮风扇的主视图。
图3A示出了叶片20的正压表面20a采用凸出的弯曲表面的形式的对比 的涡轮风扇(以下,称为“A型”),图3B示出了叶片20的正压表面20a采 用凹入的弯曲表面的形式的对比的涡轮风扇(以下,称为“B型”)。
在本发明的总体构思中,做实验将具有平坦的正压表面20a的叶片20 的涡轮风扇1的性能与对比的A型和B型涡轮风扇的性能进行比较。
基于对三种不同类型的涡轮风扇进行的上述实验的结果,图4A示出了 气流与噪声的关系,图4B示出了气流与功耗的关系。
从图4A中可以清楚地得知,在对示出的三种类型的涡轮风扇施加相同 的气流的条件下,与图1和图2中的实施例一致的涡轮风扇1的噪声小于A 型和B型涡轮风扇的噪声。
而且,从图4B中可以清楚地得知,在对示出的三种类型的涡轮风扇施 加相同的气流的条件下,与图1和图2中的实施例一致的涡轮风扇1的功耗 稍大于A型涡轮风扇的功耗,但是明显小于B型涡轮风扇的功耗。
参照图4A和图4B,对上面三种类型的涡轮风扇进行比较,从功耗角度 考虑,虽然A型涡轮风扇具有比图1和图2中的涡轮风扇1稍好的性能,但 是其存在噪声比涡轮风扇1的噪声大的问题。此外,考虑到噪声和功耗两方 面,B型涡轮风扇的性能比与图1和图2中的实施例一致的涡轮风扇1的性 能差。
因此,根据上面的实验结果来判断清楚地得知,图1和图2中的具有平 坦的正压表面20a的叶片20的涡轮风扇1在性能方面是最优的。
同时,假设叶片20的正压表面20a是平坦表面,则执行用于测试根据负 压表面20b的形状的涡轮风扇的性能的实验。在这种情况下,正压表面20a 是平坦表面,而负压表面20b是平坦表面或者凸出的弯曲表面。
图5是示出图2中示出的涡轮风扇1的叶片20的放大视图。
如图5所示,涡轮风扇1的半径用“d”表示,负压表面20b的曲率半径 用“r”表示。在这种情况下,涡轮风扇1的半径d与负压表面20b的曲率半 径r的比值用“R”表示,从而获得公式R=d/r。
基于由实验计算的值R,图6A示出气流与噪声的关系,图6B示出气流 与功耗的关系。
从图6A可以清楚地得知,在对示出的三种类型的涡轮风扇施加相同的 气流的条件下,当R值为0(以下,“R=0”表示叶片的负压表面采用平坦表 面的形式)产生的噪声最大,当R值为4或者6时产生的噪声最小。
此外,从图6B中可以清楚地得知,在气流相同的条件下,假设当R值 为6时则功耗最大,当R值为0、2或者4时功耗最小。
根据图6A和图6B示出的结果来判断可以得出,为了降低噪声和功耗这 两方面,R值最好在2.5至4的范围内。因此,与图1和图2的实施例一致的 涡轮风扇1被设计成,使得涡轮风扇1的半径d与负压表面20b的曲率半径 r的比值R在2.5至4的范围内。
如上所述,当叶片20具有平坦的正压表面20a,并且涡轮风扇1的半径 d在叶片的20的负压表面20b的曲率半径r的2.5倍至4倍的范围内时,与 图1和图2的实施例一致的涡轮风扇1可以在噪声和功耗两方面实现降低。
图7是示出具有与本发明总体构思的示例性实施例的一致的涡轮风扇的 空调的剖视图。
如图7所示,天花板嵌入式(ceiling-mounted)空调包括具有敞开的下表 面的盒形主体50和安装到主体50的下端的下面板60,主体50通过天花板 41的开口42安装到天花板41中,下面板60被构造成遮盖主体50的下表面 和天花板41的开口42。
吹风装置52安装在主体50的中间并且适于用吹送力送入室内空气。此 外,热交换器53围绕着吹风装置52安装,并且适于对从吹风装置52排放的 空气进行冷却或者加热。下面板60具有中间吸入开口61和围绕吸入开口61 的排放开口62。
吹风装置52包括与图1和图2的实施例的涡轮风扇类似的涡轮风扇1 和固定到主体50的内部顶表面上的风扇电机2,涡轮风扇1被设计成从其中 间轴向地吸入空气和将吸入的空气径向地排放。热交换器53围绕着涡轮风扇 1安装,使得通过涡轮风扇1的操作吹送的空气在穿过热交换器53的同时被 进行热交换。支撑构件54安装在主体50的下部区域中并且用于支撑热交换 器53。支撑构件54还用于收集并排放从热交换器53流下的冷凝水。
在具有上述构造的天花板嵌入式空调中,如果操作在主体50中的吹风装 置52,则通过吸入开口61吸入到主体50中的空气在穿过热交换器53的同 时进行热交换。随着进行了热交换的空气被供给回室内,可以实现对室内的 冷却或者加热。
通过将图1和图2的涡轮风扇1安装到图7的天花板嵌入式空调中,空 调可以实现噪声和功耗方面的降低。虽然以上描述了具有图1和图2的涡轮 风扇1的天花板嵌入式空调,但是应该理解,涡轮风扇1可以安装到各种其 它的空调和其它各种电器中。
从上面的描述中清楚的是,与本发明总体构思的示例性实施例一致的涡 轮风扇具有降低噪声和功耗的效果,并且实现性能的改进。
而且,当将涡轮风扇安装到空调中时,可以降低空调的噪声和功耗。
虽然已经示出和描述了本发明总体构思的一些实施例,但是本领域的技 术人员应该理解,在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明总体 构思的原理和精神的情况下,可以对其进行改变。