螺旋桨式风机和具有该螺旋桨式风机的空调的制作方法
【专利摘要】提供了一种螺旋桨式风机和具有该螺旋桨式风机的空调。所述螺旋桨式风机包括：轮毂，在轴向上为椭圆形；多个叶片，从轮毂延伸；至少一个加强肋，从轮毂延伸，且形成为更靠近所述多个叶片中的每一个的前缘。通过该配置，螺旋桨式风机具有吹送效率和刚度，且可减小螺旋桨式风机的重量和材料成本。
【专利说明】螺旋桨式风机和具有该螺旋桨式风机的空调
【技术领域】
[0001]实施例涉及一种螺旋桨式风机和具有该螺旋桨式风机的空调，所述螺旋桨式风机是轴流式风机中的一种，能够在轴向方向上形成气流。
【背景技术】
[0002]通常，螺旋桨式风机是轴流式风机中的一种，能够通过包括圆柱形轮毂(驱动电机的旋转轴结合到所述轮毂)和多个叶片(朝着所述轮毂的外侧延伸)而在轴向上形成气流。这种螺旋桨式风机被用于空调的室外单元中，并能够使空气强制流动。
[0003]在这种情况下，形成在螺旋桨式风机的中部的轮毂从驱动电机的旋转轴接收扭矩，并同时稳定地支撑多个叶片，从而即使当螺旋桨式风机以高速旋转时也能为多个叶片提供足够的刚度。
[0004]然而，这种轮毂应该具有相对大的尺寸，以支撑多个叶片(尽管这对吹送效率没有帮助)。因此，螺旋桨式风机的重量增加，从而其材料成本增加。
[0005]因此，也已经提出了省略轮毂而使多个叶片依次相互连接的螺旋桨式风机。然而，这种不具有轮毂的螺旋桨式风机在将所述多个叶片形成为确保所述多个叶片的结构刚度时需要高价材料。
【发明内容】
[0006]在一个或多个实施例的一方面，提供了一种螺旋桨式风机以及具有该螺旋桨式风机的空调，其中，减小了轮毂的尺寸，同时确保多个叶片的刚度，从而可以减小螺旋桨式风机的重量并且可以降低螺旋桨式风机的材料成本。
[0007]在一个或多个实施例的一方面，提供了一种螺旋桨式风机，该螺旋桨式风机包括:轮毂，被构造成结合到驱动电机的旋转轴；多个叶片，从轮毂延伸到轮毂的外侧，且被构造成在轴向上形成气流，其中，所述轮毂为椭圆形，所述椭圆形具有垂直于轴向的长半径和短半径，所述长半径大于所述短半径。
[0008]所述螺旋桨式风机还可包括从轮毂延伸并从所述多个叶片中的每一个的表面突出的至少一个加强肋。
[0009]所述多个叶片中的每一个可包括位于旋转方向的前部的前缘、位于旋转方向的后部的后缘以及连接所述前缘和后缘的齿缘，所述至少一个加强肋可包括在从前缘到后缘的方向上依次设置的彼此可隔开预定距离的多个加强肋，前缘与最靠近前缘的加强肋之间的距离可以小于后缘与最靠近后缘的加强肋与后缘之间的距离。
[0010]轮毂的长半径的虚拟延伸线可与叶片的前缘相交，轮毂的短半径的虚拟延伸线可与叶片的后缘的相交。
[0011]如果轮毂的长半径是Y并且轮毂的短半径为X，则可满足式子1.1Χ〈Υ〈1.4Χ。
[0012]如果轮毂的长半径是Y，并且以旋转轴线为中心且将叶片包括在其中的最小虚拟圆的半径是Rl，则可满足式子3.5Y〈R1〈6.5Y。[0013]如果以旋转轴线为中心且将叶片包括在其中的最小虚拟圆的半径是Rl并且以旋转轴线为中心且将包括所述至少一个加强肋包括最小虚拟圆的半径是R2，则可满足式子0.33<R2/R1<0.45。
[0014]所述至少一个加强肋可以形成在叶片的正压力侧和/或叶片的负压力侧。
[0015]所述多个叶片可包括第一叶片和第二叶片,第一叶片和第二叶片中的每一个均可包括位于旋转方向的前部的前缘、位于旋转方向的后部的后缘以及连接前缘和后缘的齿缘，第一叶片的前缘和第二叶片的后缘可以彼此不相交，第一叶片的后缘和第二叶片的前缘可以彼此不相交。
[0016]所述轮毂可包括侧壁部分，所述多个叶片从所述侧壁部分延伸。
[0017]所述轮毂可包括轴结合部分，驱动电机的旋转轴结合到所述轴结合部分，凹腔可形成在所述轴结合部分和所述侧壁部分之间，所述轮毂可包括至少一个支撑肋，所述至少一个支撑肋连接所述轴结合部分和所述侧壁部分。
[0018]所述螺旋桨式风机可利用复合聚丙烯(PP)树脂一体注射成型。
[0019]在一个或多个实施例的一方面，提供了一种螺旋桨式风机，所述螺旋桨式风机包括:多个叶片，每个叶片可具有位于旋转方向的前部的前缘、位于旋转方向的后部的后缘以及连接前缘和后缘的齿缘，所述多个叶片可在轴向方向上形成气流；轮毂，所述轮毂可被配置为结合到驱动电机的旋转轴，并且可被配置为接收扭矩，所述轮毂可在轴向上为椭圆形，所述椭圆形具有长半径和短半径，其中，所述多个叶片可从轮毂延伸，长半径的虚拟延伸线与前缘相交，短半径的虚拟延伸线与后缘相交；多个加强肋，可从所述轮毂延伸，并且可从叶片突出出来，其中，与后缘相比，所述多个加强肋可形成为更靠近前缘。
[0020]在一个或多个实施例的一方面，提供了一种空调，该空调包括:主体；热交换器，设置在所述主体中；螺旋桨式风机，允许主体内的气流强制流动；驱动电机，驱动所述螺旋桨式风机，其中，所述螺旋桨式风机包括:轮毂，结合到驱动电机的旋转轴；多个叶片，从所述轮毂延伸到轮毂的外侧，并且在轴向上形成气流，所述轮毂在轴向上为椭圆形，所述椭圆形具有长半径和短半径。
[0021]所述多个叶片的每一个均可包括位于旋转方向的前部的前缘、位于旋转方向的后部的后缘以及连接前缘和后缘的齿缘，轮毂的长半径的虚拟延伸线可与前缘相交，轮毂的短半径的虚拟延伸线可与后缘相交。
[0022]所述空调还可包括从轮毂延伸并从叶片的表面突出出来的至少一个加强肋。
[0023]在一个或多个实施例的一方面，提供了一种螺旋桨式风机，所述螺旋桨式风机可包括:轮毂，结合到驱动电机的旋转轴；多个叶片，从轮毂延伸，以当旋转轴旋转时，在轴向上形成气流，其中，所述轮毂在轴向上为椭圆形，所述椭圆形具有长半径和短半径；多个加强肋，从轮毂延伸并从多个叶片的每一个的表面突出出来，其中，每个叶片包括位于旋转方向的前部的前缘、位于旋转方向的后部的后缘以及连接前缘和后缘的齿缘；前缘与最靠近前缘的加强肋之间的距离小于后缘与最靠近后缘的加强肋之间的距离。
[0024]所述多个加强肋可仅形成在叶片的负压力侧。
[0025]所述轮毂可包括侧壁部分，所述多个叶片从所述侧壁部分延伸。
[0026]所述轮毂可包括轴结合部分，驱动电机的旋转轴结合到所述轴结合部分。凹腔可形成在轴结合部分和侧壁部分之间，轮毂可包括连接所述轴结合部分和侧壁部分的至少一个支撑肋。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]通过下面结合附图对实施例进行的描述，这些和/或其他方面将会变得清楚且更容易理解，其中:
[0028]图1是根据实施例的螺旋桨式风机的侧视图；
[0029]图2是图1中示出的螺旋桨式风机的主视透视图；
[0030]图3是图1的螺旋桨式风机的后视透视图；
[0031]图4是图1的螺旋桨式风机的后视图；
[0032]图5是图1的螺旋桨式风机的轮毂的放大后视图；
[0033]图6是图1的螺旋桨式风机的后视图，该图示出了加强肋的尺寸；
[0034]图7是图1的螺旋桨式风机的轮毂的放大透视图；
[0035]图8是示出应用了图1的螺旋桨式风机的空调的室外单元的示图。
【具体实施方式】
[0036]现在，将对实施例进行详细说明，其例子在附图中示出，其中，相同的标号始终指示相同的元件。下面通过参考附图来描述实施例。
[0037]图1是根据实施例的螺旋桨式风机的侧视图，图2是图1中示出的螺旋桨式风机的主视透视图，图3是图1的螺旋桨式风机的后视透视图，图4是图1的螺旋桨式风机的后视图，图5是图1的螺旋桨式风机的轮毂的放大后视图，图6是图1的螺旋桨式风机的后视图，该图示出了加强肋的尺寸，图7是图1的螺旋桨式风机的轮毂的放大透视图。
[0038]参照图1至图7，根据实施例的螺旋桨式风机I包括:轮毂300，形成在螺旋桨式风机I的中部并且结合到驱动电机(见图8的440)的旋转轴441 ;多个叶片100和200，从轮毂300朝着轮毂300的外侧延伸。
[0039]轮毂300可以通过螺钉紧固结构稳定地结合到旋转轴441，并从旋转轴441接收扭矩。轮毂300包括:轴结合部分320，轴结合部分320具有轴结合孔321，旋转轴441插入到所述轴结合孔321中；侧壁部分310，在轴向方向上为椭圆形，所述椭圆形具有长半径Y和短半径X。
[0040]在这种情况下，在轴结合部分320和侧壁部分310之间形成凹腔330，轴结合部分320和侧壁部分310通过多个支撑肋340相互连接。所述凹腔330形成在轴结合部分320和侧壁部分310之间，从而可以减少轮毂300的整个重量。
[0041]多个叶片100和200包括第一叶片100和第二叶片200。第一叶片100和第二叶片200均从轮毂300的侧壁部分310朝着轮毂300的外侧延伸。
[0042]第一叶片100和第二叶片200被设置为具有相同的形状，并且被设置为基于轮毂300彼此对称。如图1中所示，第一叶片100和第二叶片200被设置为具有平缓斜坡，从而允许螺旋桨式风机I的后部R中的空气沿着轴向朝着前部F吹送。
[0043]如图4中所示，第一叶片100包括:前缘130，在螺旋桨式风机I的旋转方向S上形成在螺旋桨式风机I的前部F，允许空气流入螺旋桨式风机I ;后缘150，在螺旋桨式风机I的旋转方向S上形成在螺旋桨式风机I的后部R中，允许空气从螺旋桨式风机I中流出；齿缘140,连接前缘130和后缘150,并近似为圆弧形。因此,通过前缘130、齿缘140和后缘150依次形成第一叶片100的多个边缘。
[0044]第一叶片100包括位于螺旋桨式风机I的前部F中的正压力侧110以及与正压力侧Iio相对的负压力侧120。正压力侧110和负压力侧120被前缘130、齿缘140和后缘150环绕。
[0045]同样地，第二叶片200也包括:前缘230，在螺旋桨式风机I的旋转方向S上形成在螺旋桨式风机I的前部F中，允许空气流入螺旋桨式风机I中；后缘250，在螺旋桨式风机I的旋转方向S上形成在螺旋桨式风机I的后部R中，允许空气从螺旋桨式风机I中流出；以及齿缘240,连接前缘230和后缘250,并且近似为圆弧形。因此,通过前缘230、齿缘240和后缘250依次形成第二叶片200的多个边缘。
[0046]第二叶片200包括位于螺旋桨式风机I的前部F中的正压力侧210以及与正压力侧210相对的负压力侧220。正压力侧210和负压力侧220被前缘230、齿缘240以及后缘250环绕。
[0047]如上所述，螺旋桨式风机I的轮毂300在轴向方向上为椭圆形，该椭圆形具有长半径Y和短半径X。例如，该椭圆形可以是满足式子1.1Χ〈Υ〈1.4Χ的形状。
[0048]此外，如图4所示，轮毂300的长半径Y的虚拟延伸线Ly可以被设置为与叶片100的前缘130以及叶片200的前缘230相交，并且轮毂300的短半径X的虚拟延伸线Lx可以被设置为与叶片100的后缘150以及叶片200的后缘250相交。
[0049]例如，轮毂300的长半径Y的虚拟延伸线Ly可在接触点Pyl以及接触点Py2处与第一叶片100的前缘130相交，并在接触点Py3和接触点Py4处与第二叶片200的前缘230相交。
[0050]此外，轮毂300的短半径X的虚拟延伸线Lx可在接触点Pxl处与第一叶片100的后缘150相交，并在接触点Px2处与第二叶片200的后缘250相交。
[0051]轮毂300的形状形成为使得加强肋160和260 (将在下面描述)的长度被适当地保持并且压缩不与加强肋160和260连接的不必要的点，从而在为多个叶片100和200提供足够的刚度的范围内，最大程度地减少螺旋桨式风机I的重量和材料成本。
[0052]根据实施例的螺旋桨式风机I的加强肋160(161、162、163、164)和260(261、262、263和264)被用于加强多个叶片100和200的刚度。加强肋160 (161、162、163、164)和260 (261、262、263和264)可从轮毂300的侧壁部分310延伸，并且可从所述多个叶片100和200的表面突出出来。
[0053]标号160 (161、162、163和164)表不形成在第一叶片100上的加强肋。如图5中所示，可在从前缘130到后缘150的方向上依次形成加强肋161、加强肋162、加强肋163以及加强肋164。当在附图中不需要区分加强肋161、162、163和164时，将这些加强肋用标号160表不。
[0054]同样地，标号260(261、262、263和264)表示形成在第二叶片200上的加强肋。如图5中所示，在从前缘230到后缘250的方向上可依次形成加强肋261、加强肋262、加强肋263以及加强肋264。当在附图中不需要区分加强肋261、262、263和264时，将这些加强肋用标号260表75。
[0055]当然，加强肋161、162、163、164、261、262、263和264的数量不限于此，并且可根据设计规格进行各种方式的修改。
[0056]然而，对于加强肋161、162、163、164、261、262、263和264的位置而言，与后缘150相比，加强肋161、162、163和164可以形成为更靠近前缘130，以及与后缘250相比，加强肋261、262、263和264可以形成为更靠近前缘230。
[0057]这是因为，当叶片100和200旋转时，相对于后缘150和250而言，较大的负载被施加到前缘130和230，因此，与后缘150和250相比，前缘130和230损坏的风险更大。
[0058]例如，如图5中所示，在第一叶片100中，最靠近前缘130定位的加强肋161与前缘130之间的距离Dl可以小于最靠近后缘150定位的加强肋164与后缘150之间的距离D2。
[0059]如上所述，根据实施例的螺旋桨式风机I的轮毂300被设置为在轴向方向上为椭圆形，从而轮毂300的长半径Y的虚拟延伸线Ly与叶片100的前缘130以及叶片200的前缘230相交，并且轮毂300的短半径X的虚拟延伸线Lx与叶片100的后缘150以及叶片200的后缘250相交。
[0060]因此，在从轮毂300延伸并形成在前缘130上的加强肋161、162、163和164为叶片100提供足够的刚度以及从轮毂300延伸并形成在前缘230上的加强肋261、262、263和264为叶片200提供足够的刚度的范围内，轮毂300可具有使尺寸最小化的形状。
[0061]如图6中所示，加强肋161、162、163、164、261、262、263和264可基于虚拟旋转轴O延伸预定的半径R2，从而为多个叶片100和200提供足够的刚度。
[0062]例如，可以在以螺旋桨式风机I的虚拟旋转轴O为中心并且包括加强肋161、162、163、164、261、262、263和264的最小圆C2的半径R2与以螺旋桨式风机I的虚拟旋转轴O为中心并将叶片100和200包括在圆内的最小圆Cl的半径Rl之间建立式子0.33<R2/RK0.45。
[0063]在实施例中，加强肋161、162、163和164形成在所述叶片100的负压力侧120，以及加强肋261、262、263和264形成在所述叶片200的负压力侧220。然而，实施例的多个方面不限于此，加强肋161、162、163和164可形成在正压力侧110或者同时形成在正压力侧110和负压力侧120，以及加强肋261、262、263和264可形成在正压力侧210或者同时形成在正压力侧210和负压力侧220。
[0064]由于通过加强肋161、162、163、164、261、262、263和264为所述多个叶片100和200提供了补充刚度，因此，与不具有加强肋161、162、163、164、261、262、263和264的轮毂相比，即使轮毂300的尺寸较小，该轮毂300也可以稳定地支撑所述多个叶片100和200。
[0065]例如，如图4中所示，如果以螺旋桨式风机I的虚拟旋转轴O为中心并将叶片100和200包括在内的最小圆Cl的半径是Rl，则轮毂300的长半径Y与Rl之间的关系可满足式子 3.5Y〈R1〈6.5Y。
[0066]以这种方式减小了轮毂300的整体尺寸，从而与现有技术相比，可以减小螺旋桨式风机I的整个重量。此外，如上所述，凹腔330形成在轮毂300中，从而还可减小螺旋桨式风机I的重量。
[0067]如图5中所示，第一叶片100的前缘130和第二叶片100的后缘250彼此不相交。同样地，第一叶片100的后缘150和第二叶片200的前缘230也彼此不相交。
[0068]例如，第一叶片100的前缘130在接触点Pl与轮毂300相交，第二叶片200的后缘250在接触点P2与轮毂300相交，并且接触点Pl和接触点P2不会相互重合。
[0069]如果连接螺旋桨式风机I的虚拟旋转轴O和接触点Pl的虚拟线LI与轮毂300的短半径X的虚拟延伸线Lx之间的角度为0 1，并且连接螺旋桨式风机I的虚拟旋转轴O和接触点P2的虚拟线L2与轮毂300的短半径X的虚拟延伸线Lx之间的角度为Θ 2，则Θ I可以在大约40度到60度的范围内，Θ 2可以在大约30度到50度的范围内。
[0070]可利用复合聚丙烯(PP)树脂将螺旋桨式风机I 一体注射成型。
[0071]图8是示出应用了图1的螺旋桨式风机的空调的室外机的示图。
[0072]参照图8，室外单元400包括盒形主体。可通过组合前面板421、后面板422、两个侧面板423和424、顶面板425和底面板426来形成所述主体。
[0073]后面板422和一个侧面板423可具有由一个面板弯曲而成的结构，吸入口 422a形成在后面板422中，室外空气通过吸入口 422a被吸入。
[0074]排放口 421a形成在前面板421中，空气通过所述排放口 421a被排放到主体的外部，防止外部杂质被引入到主体中的风机防护罩410可结合到排放口 421a。
[0075]压缩机450、热交换器460和鼓风机可设置在所述主体中。鼓风机可包括螺旋桨式风机I以及用于驱动螺旋桨式风机I的驱动电机440。鼓风机可被固定到支撑构件430，当支撑构件430的顶端和底端被结合到主体的顶面板425和底面板426时，支撑构件430可被固定到主体。
[0076]热交换器460可包括:第一集管461和第二集管462，第一集管461和第二集管462内部均形成有空间；多个管465，连接第一集管461和第二集管462 ;热交换翅片466，连接所述多个管465。
[0077]由压缩机450压缩的高温高压的制冷剂可通过第一连接管463流入热交换器460，通过热交换器460且被冷凝的制冷剂可经第二连接管464引导到膨胀阀(未示出)。
[0078]通过该配置，由于鼓风机而强制流动的空气可通过吸入口 422a被吸入，可通过热交换器460、可吸热、并且可经过排放口 421a被排放到主体外部。
[0079]根据多个实施例，可以提供其重量可被减少并且其材料成本可被减少的螺旋桨式风机。
[0080]尽管已经示出和描述了一些实施例，但是本领域的技术人员应该认识到，在不脱离本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变，本公开的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种螺旋桨式风机，包括: 轮毂，结合到驱动电机的旋转轴； 多个叶片，从轮毂朝着轮毂的外侧延伸，在轴向上形成气流， 其中，所述轮毂为椭圆形，所述椭圆形具有垂直于轴向的第一半径和第二半径，所述第一半径大于第二半径。
2.如权利要求1所述的螺旋桨式风机，其中，所述旋转轴结合到所述轮毂的中心轴， 第一半径沿着椭圆形轮毂的圆周上的点与所述中心轴之间的最长的直线路径延伸； 第二半径沿着所述椭圆形轮毂的圆周上的点与所述中心轴之间的最短的直线路径延伸。
3.如权利要求2所述的螺旋桨式风机，所述螺旋桨式风机还包括从轮毂延伸并从所述多个叶片中的每一个的表面突出的至少一个加强肋。
4.如权利要求3所述的螺旋桨式风机，其中，所述多个叶片中的每一个包括位于旋转方向的前部的前缘、位于旋转方向的后部的后缘以及连接所述前缘和后缘的齿缘， 在从所述前缘到后缘的方向上，依次设置以预定距离相互隔开的所述至少一个加强肋， 所述至少一个加强肋中最靠近前缘的加强肋与前缘之间的距离小于所述至少一个加强肋中最靠近后缘的加强肋与后缘之间的距离。
5.如权利要求4所述的螺旋桨式风机，其中，轮毂的第一半径的虚拟延伸线与叶片的前缘相交，轮毂的第二半径的虚拟延伸线与叶片的后缘的相交。
6.如权利要求2所述的螺旋桨式风机，其中，如果轮毂的第一半径是Y并且轮毂第二半径为X，则满足式子1.1X〈Y〈1.4Χ。
7.如权利要求2所述的螺旋桨式风机，其中，如果轮毂的第一半径是Y，并且以旋转轴线为中心且将叶片包括在圆内的最小虚拟圆的半径是Rl，则满足式子3.5Y〈R1〈6.5Y。
8.如权利要求3所述的螺旋桨式风机，其中，如果以旋转轴线为中心且将叶片包括在圆内的最小虚拟圆的半径是Rl并且以旋转轴线为中心且包括所述至少一个加强肋的最小虚拟圆的半径是R2，则满足式子0.33<R2/R1<0.45。
9.如权利要求3所述的螺旋桨式风机，其中，所述至少一个加强肋形成在叶片的正压力侧和/或叶片的负压力侧。
10.如权利要求2所述的螺旋桨式风机，其中，所述多个叶片包括第一叶片和第二叶片， 第一叶片和第二叶片中的每一个均包括位于旋转方向的前部的前缘、位于旋转方向的后部的后缘以及连接前缘和后缘的齿缘， 第一叶片的前缘和第二叶片的后缘彼此不相交，第一叶片的后缘和第二叶片的前缘彼此不相交。
11.如权利要求1所述的螺旋桨式风机，其中，所述轮毂包括侧壁部分，所述多个叶片从所述侧壁部分延伸并且在所述侧壁部分中形成凹腔。
12.如权利要求11所述的螺旋桨式风机，其中，所述轮毂包括轴结合部分和至少一个支撑肋，驱动电机的旋转轴结合 到所述轴结合部分，所述至少一个支撑肋连接所述轴结合部分和所述侧壁部分。
13.如权利要求1所述的螺旋桨式风机，其中，所述螺旋桨式风机是利用复合聚丙烯树脂一体注射成型的。
14.一种 空调，具有如权利要求1至13中任一项权利要求所述的螺旋桨式风机。
【文档编号】F04D29/32GK103790859SQ201310469802
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2012年10月31日
【发明者】张根晶, 金秉建, 金钟文, 金荣宰, 徐炯濬 申请人:三星电子株式会社