专利名称：微波炉用的冷却风扇的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于冷却设置在微波炉的电气设备室内的磁控管和高压变压器的冷却风扇，更具体的说，本发明涉及微波炉的这样一种冷却风扇，它是一种具有特定轮毂的混合气流风扇，或者是一种具有优选的设计参数的轴流风扇，例如风扇的外径与炉膛内的电器装置室宽度的比例，轮毂比，掠角，倾角，最大凸度等等。
微波炉的炉膛中的空间可分为烹调室和电气设备室，食物在烹调室内烹调，而各种电气装置则设置在电气设备室内。
图1是表示把一台现有的冷却风扇设置在微波炉的电气设备室中的状态的侧断面图。
如图1所示，在微波炉的电气设备室的上方和下方设有磁控管12和高压变压器14，前者用于把高频的微波发射到在炉膛2内形成的烹调室(图中未表示)中，后者用于向磁控管12供应高压电。在磁控管12和高压变压器14的后面设置了一台冷却风扇20，以便供应气流，冷却上述磁控管12和高压变压器14。冷却风扇20由电动机16驱动。
通常，上述冷却风扇是一台轴流式风扇，它通过在炉膛2的后壁上形成的吸气孔2a吸入空气，并沿着轴向排出空气。这种轴流式风扇20有一个轮毂22，轮毂22连接在电动机16的输出轴16a上，以便与电动机16一起旋转，在轮毂22的外圆周表面上安装了许多互相隔开预定角度的叶片24。
这种轴流式风扇20布置在设置在电气设备室的上方和下方的磁控管12和高压变压器14的后方。具体的说，为了保证气流能均匀地分布在磁控管12和高压变压器14上，这台轴流式风扇20的位置，沿垂直方向处于磁控管12和高压变压器14之间。
但是，按照以上方式设计的普通微波炉有这样的缺陷，即，由于磁控管12和高压变压器14是设置在电气设备室的上方和下方，而轴流式风扇20则布置在其后方，这样，就有一部分从轴流式风扇20排出的高速气流，从磁控管12的下端与高压变压器14的上端之间的空间内流过。结果，就不能充分发挥冷却风扇20的冷却效率，使它的效率降低了。
图2是单独说明图1中的现有冷却风扇20的立体图，图3是说明形成图1中的冷却风扇20的一部分的叶片24的远端的局部侧视图。
在这种普通的轴流式风扇20中，风扇20的外径与在炉膛2内形成的电气设备室在图1中z轴线方向的宽度的比例为0.74；轮毂22的外径与轴流式风扇20之间的轮毂比为0.23；掠角为0～32°；而倾角为31～45°。
此处，倾角表示连接叶片24的前缘LE和后缘TE的直线与通过轮毂22的直径的延长线之间的夹角。因此，倾角表示叶片24相对于与电动机16的输出轴16a垂直的平面的倾斜程度。
然而，具有上述结构的现有的轴流式风扇20有下列缺点，即，当电动机16驱动这种轴流式风扇20以2856RPM的速度旋转时，吸入炉膛2内的容积流量为1.73CMM，而在这样的条件下，噪音达到了43.1db[A]，因而在叶片24旋转的过程中产生了相当大的吸气噪音。
另外，在考虑到这样的事实，即，如图3所示，每一片叶片24都有一个由于吸气而有正压力施加在上面的正压力作用表面24b，和一个由于排气而有负压力施加在上面的负压力作用表面24c，以及在正压力作用表面24b与负压力作用表面24c的远端之间形成的叶片尖端24a具有稍微呈弧形的横断面，因此，在空气从正压力作用表面24b越过叶片尖端24a，流向负压力作用表面24c时，由于迅速产生的静压力恢复现象，进一步增大了噪音的程度。
本发明的另一个目的是提供一种用于微波炉的冷却风扇，它设计成具有最佳结构参数，例如，风扇的外径与在炉膛内形成的电器装置室宽度的比例，轮毂比，掠角，倾角，最大凸度等等，从而降低噪音，增大容积流量。
为了达到上述第一目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于微波炉的冷却风扇—一种具有特定轮毂角的混合流风扇。
此外，为了达到上述第二目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种用于微波炉的冷却风扇—一种轴流式风扇，它具有最佳结构参数，例如风扇的外径与在炉膛内形成的设有磁控管和高压变压器的电器装置室宽度的比例，轮毂比，掠角，倾角，最大凸度等等。
在阅读了下文中参照附图的详细说明之后，将能更加清楚地了解本发明的上述目的，以及其他特点和优点。附图中图1是表示把一台现有的冷却风扇设置在微波炉的电气设备室中的状态的侧断面图；图2是单独说明图1中的现有冷却风扇的立体图；图3是说明形成图1中的冷却风扇的一部分的叶片的远端的局部侧视图；图4是表示把一台按照本发明的第一实施例的冷却风扇设置在微波炉的电气设备室中的状态的侧断面图；图5是单独说明按照本发明第一实施例的冷却风扇的立体图；图6是表示把一台按照本发明的第二实施例的冷却风扇设置在微波炉的电气设备室中的状态的侧断面图；图7是单独说明按照本发明第二实施例的冷却风扇的立体图；图8是按照本发明的第二实施例的冷却风扇的正视图；图9是按照本发明的第二实施例的冷却风扇的侧视图；图10是说明形成按照本发明的第二实施例的冷却风扇的一部分的一块叶片的远端的局部侧视图；图11是说明图10中的叶片沿宽度方向切开时的状态的横断面图；图12是比较按照本发明的和现有技术中的冷却风扇的转速与容积流量之间的关系的曲线图；以及图13是比较按照本发明的轴流式风扇与和它相当的轴流式风扇的容积流量与噪音程度之间的关系的曲线图。
图4是表示把一台按照本发明的第一实施例的冷却风扇设置在微波炉的电气设备室中的状态的侧断面图；图5是单独说明按照本发明第一实施例的冷却风扇的立体图。
如图4所示，在微波炉的电气设备室中，上方设有将高频波发射到在炉膛52内形成的烹调室(图中未表示)中去的磁控管62，下方设有把高压电供应给上述磁控管62的高压变压器64。一台混流风扇70布置在磁控管62和高压变压器624的后方，以便将吸入的气流沿轴向均匀分布在磁控管62和高压变压器64上。这台混流风扇70由电动机66驱动。
如图5所示，上述混流风扇70有一个联接在电动机66的输出轴66a上的轮毂72，以便与电动机成为一体地旋转，在轮毂72的外圆周表面上装有许多互相隔开预定角度的叶片74。
轮毂72做成这样，即，电动机66的输出轴66a的中心线与轮毂72的外圆周表面之间的夹角一轮毂角θ在20～40°的范围内。
混流风扇70的轮毂72做成这样，即，一根从轮毂72外圆周表面与轮毂72的轴线垂直的表面相交的直线延伸出来的第一延长线11通过磁控管62的第一重心G1，而一根从轮毂72外圆周表面与轮毂72的轴线垂直的表面相交的另一根直线延伸出来的第二延长线12则通过高压变压器64的第二重心G2。
结果，当混流风扇70运转时，通过在炉膛52的后壁上形成的吸气孔52a沿轴向吸入的空气，便由轮毂72导向设置在电气设备室上方和下方的磁控管62和高压变压器64。此时，由混流风扇70所供应的气流没有一部分是通过磁控管62的下端与高压变压器64的上端之间的空间。因此，由于气流是以均匀分布的状态完全通过磁控管62和高压变压器64使它们冷却，所以冷却风扇的冷却效率提高了。
图6是表示把一台按照本发明的第二实施例的冷却风扇设置在微波炉的电气设备室中的状态的侧断面图；图7是单独说明按照本发明第二实施例的冷却风扇的立体图；图8是按照本发明的第二实施例的冷却风扇的正视图；图9是按照本发明的第二实施例的冷却风扇的侧视图。
如图6所示，按照本发明第二实施例的冷却风扇是一台布置在设置在炉膛82的上方和下方的磁控管92和高压变压器94后方的轴流式风扇100。
当然，如图6和7所示，这台轴流式风扇100有一个轮毂102，它联接在一台电动机96的输出轴96a上，与其一起转动，并且在轮毂102的外圆周表面上装有许多互相隔开预定角度的叶片104。
如图6、8和9所示，这种轴流式风扇100是这样做成的，即，当沿着图6的z轴方向度量时，风扇100的外径D2与在炉膛82内形成的电气设备室的宽度L1的比例不小于0.8，而轮毂102的外径D1与风扇100的外径D2的轮毂比在0.28～0.32的范围内。
具体的说，在按照本发明第二实施例的轴流式风扇100中，炉膛82中的电气设备室的宽度L1为145mm，风扇100的外径D2与在炉膛82内形成的电气设备室的宽度L1的比例为0.83，而轮毂比为0.3。结果，这种轴流式风扇100的外径D2为120.35mm，而轮毂102的外径D1为36.105mm。
同时，从其他各方面考虑，例如，冷却效率，容积流量，空气压力等等，这种轴流式风扇100最好具有5块叶片104。当这种轴流式风扇100向着顺时针方向转动时，每一块叶片104都有这样的外轮廓，即，它的两个侧表面都向反时针方向弯曲。
各叶片104上位置处于轴流式风扇100顺时针旋转方向的上游的前侧表面，称之为前缘104a，而各叶片104上位置处于轴流式风扇100顺时针旋转方向的下游的后侧表面，则称之为后缘104c。在前缘104a远端上的凸出部分104b是这样形成的，即，当从顺时针旋转方向看时，它向前凸出。
各叶片104上把前缘104a和后缘104c的远端连接起来的外圆周表面称之为外周边(下文中称为“叶片端头”104d)，而各叶片104上与叶片端头104d相对的内圆周表面则固定在轮毂102的外圆周表面上，称之为内周边(下文中称为“叶片根部”104e)。
前缘104a的尖顶称之为前导边缘LE，而后缘104c的尖顶称之为尾部边缘TE。
各叶片104在前缘104a与后缘104c之间都具有预定的曲率，使得叶片端头104d的后端部分和后缘104c的叶片根部104e的位置，比叶片端头104d和叶片根部104e的前端部分更靠近轮毂102的出口端。各叶片104都有一个由于吸气而有正压力施加于其上的正压力作用表面104g，和一个由于排气而有负压力施加于其上的负压力作用表面104f。
本发明的每一块叶片104所形成的掠角α为26～30°。
掠角α表示叶片104向顺时针旋转方向倾斜的程度。掠角α由连接叶片端头104d和叶片根部104e的中心的第一直线X1，和连接叶片根部104e与轮毂102的中心的第二直线X2所形成。
叶片104在叶片根部104e处测量的第一倾角β为43°，而在叶片端头104d处测量的第二倾角β为29.7°。因此，各叶片104在其叶片端头104d与叶片根部104e之间倾角β的变化范围为43～29.7°。
倾角β表示叶片104相对于垂直于电动机96的输出轴96a的平面的倾斜程度。因此，倾角β表示由把叶片104的前导边缘LE与尾部边缘TE连接起来的直线，与垂直于作为旋转轴线的x轴线的y轴线之间的夹角。
倾角β的作用是把轴流式风扇104转动时作用在叶片端头104d上的巨大荷载扩散开来，以便最大限度地减少气流的扩散。因此，倾角β是这样一种设计参数，它能降低流体流动时的噪音，并能增大容积流量。
测量叶片104前缘104a和后缘104c的远端之间的宽度为42.94mm。两块相邻叶片104互相之间在它们的叶片根部104e处隔开的第一距离为6～8mm，而在它们的叶片端头104d处隔开的第二距离为23～25mm。同样，两块相邻叶片104在它们的从叶片根部104e开始到叶片端头104d的距离为其全长的0.75处的点上互相之间隔开的第三距离为11～13mm，而在它们的从叶片根部104e开始到叶片端头104d的距离为其全长的0.95处的点上互相之间隔开的第四距离为8～10mm。
图10是说明形成按照本发明的第二实施例的冷却风扇的一部分的一块叶片的远端的局部侧视图；图11是说明图10中的叶片沿宽度方向切开时的状态的横断面图。
如图10所示，叶片104的形状，在从正压作用表面104g到负压作用表面104f，从叶片端头104d向叶片根部104e方向的长度为8mm的距离上呈弧形，并且具有预先选定的曲率。
因此，由于静压力恢复现象是在空气的流动中从叶片端头104d上的正压力作用表面104g向着负压力作用表面104f缓慢地进行的，所以就有可能最大限度地减少在叶片端头104处产生涡流。
如图11所示，叶片104的最大凸度的位置CP始终保持在从叶片端头104d到叶片根部104e长度的0.53处。此外，叶片104在叶片根部104e处度量的第一最大凸度率为4％，而在叶片端头104d处度量的第二最大凸度率为9.3％。
上述最大凸度的位置CP表示叶片104上离开弦CL最远的位置，弦CL是把前导边缘LE与尾部边缘TE连接起来的一条直线。最大凸度C由弦CL与叶片104之间的距离来表示。最大凸度率表示最大凸度C与弦CL的长度之间的比例的百分数。
表1是轴流式风扇的按照本发明的具有以上所述的结构的叶片104与现有的叶片的比较表。即，在表1中对本发明的叶片B与现有的叶片A的设计参数进行了比较。
图12是比较按照本发明的和现有技术中的冷却风扇的转速与容积流量之间的关系的曲线图；而图13是比较按照本发明的轴流式风扇与和它相当的轴流式风扇的容积流量与噪音程度之间的关系的曲线图。
表1
从图12可以很容易地看出，当噪音的程度为43.1db[A]时，现有的轴流式风扇A的旋转速度为2856RPM，容积流量为1.73CMM，而本发明的轴流式风扇的旋转速度为2495RPM，容积流量为2.29CMM。
在同样的噪音程度下，本发明的轴流式风扇B降低的旋转速度不少于10％，而增加的容积流量不少于30％。因此，很明显，本发明的轴流式风扇B大大地提高了冷却效率，降低了噪音。
在图13中，用于比较的第一轴流式风扇F2，在它的其余设计参数的数值与本发明的轴流式风扇F1相同的情况下，其宽度比只能变化到0.74。用于比较的第二轴流式风扇F3，在它的其余设计参数的数值与本发明的轴流式风扇F1相同的情况下，其掠角只能变化到35°。用于比较的第三和第四轴流式风扇F4和F5，在它的其余设计参数的数值与本发明的轴流式风扇F1相同的情况下，它们的倾角范围只能分别改变到40～27°和46～33°。
本技术领域的技术人员很容易从图13认识到，本发明的轴流式风扇F1在容积流量和噪音程度方面，优于用于比较的轴流式风扇F1到F4。
以本发明的轴流式风扇F1和用于比较的第四轴流式风扇F5都在同样的转速2495RPM下转动为例，与本发明的轴流式风扇F1相比，用于比较的第四轴流式风扇F5的容积流量降低了6％以上，因而冷却效率降低了。这样，就很容易明了，本发明的轴流式风扇F1表现出优异的运转性能。
根据以上的描述，很清楚，按照本发明的用于微波炉的冷却风扇具有这样的优点，即，由于磁控管和高压变压器设置在电气设备室的上方和下方，而具有特定轮毂角的混流式风扇布置在其后方，沿着轴向吸入混流式风扇内的空气就能均匀地分布在磁控管和高压变压器上，于是就能有效地冷却磁控管和高压变压器，从而能减小冷却风扇的尺寸。
同样，由于按照本发明的冷却风扇是一种具有优化设计参数的轴流式风扇，例如风扇的外径与炉膛内电气设备室宽度的比例，轮毂比，掠角，倾角最大凸度率等等，所以容积流量增加了，提高了冷却效率，降低了噪音。
此外，在按照本发明的冷却风扇中，由于轴流式风扇的叶片端头呈弧形，具有预定的曲率，所以能防止在叶片的负压作用的表面上产生涡流，从而能进一步降低噪音，提高容积流量。
在以上的说明书和附图中描述了本发明的典型的优选实施例，但，其中虽然超音速了特定的术语，其目的只是为了描述，而不是为了限制本发明，本发明的保护范围应由权利要求书确定。
权利要求
1.一种用于微波炉的冷却风扇，它布置在磁控管和向磁控管施加高压的高压变压器的后方，磁控管和高压变压器设置于炉膛内的电气设备室上方和下方，该冷却风扇将气流吹向上述磁控管和高压变压器，该冷却风扇是具有特定轮毂角的混流式风扇。
2.如权利要求1所述的冷却风扇，其特征在于，上述混流式风扇是这样安装的，即，一根由轮毂的外圆周表面与轮毂的轴线垂直的表面相交所形成的直线延伸出来的第一延长线通过上述磁控管的第一重心。
3.如权利要求1所述的冷却风扇，其特征在于，上述混流式风扇是这样安装的，即，一根由轮毂外圆周表面与轮毂的轴线垂直的表面相交所形成的直线延伸出来的第二延长线通过高压变压器的第二重心。
4.如权利要求1所述的冷却风扇，其特征在于，上述混流风扇做成具有20～40°的轮毂角。
5.一种用于微波炉的冷却风扇，它布置在磁控管和向磁控管施加高压的高压变压器的后方，磁控管和高压变压器设置于炉膛内的电气设备室上方和下方，该冷却风扇将气流吹向上述磁控管和高压变压器，该冷却风扇是轴流式风扇，它的外径与在炉膛内形成的电气设备室宽度的比例不小于0.8。
6.如权利要求5所述的冷却风扇，其特征在于，上述轴流式风扇的外径与在炉膛内形成的电气设备室宽度的比例为0.83。
7.如权利要求5所述的冷却风扇，其特征在于，上述轴流式风扇有5块叶片。
8.如权利要求5所述的冷却风扇，其特征在于，上述轴流式风扇的轮毂比为0.28～0.32。
9.如权利要求5所述的冷却风扇，其特征在于，上述叶片在叶片端头所测得的第一倾角为29±2°，而在叶片根部所测得的第二倾角为45±2°。
10.如权利要求5所述的冷却风扇，其特征在于，上述叶片的掠角为28±2°。
11.如权利要求5所述的冷却风扇，其特征在于，上述叶片的最大凸度的位置始终保持在从叶片端头到叶片根部长度的0.53处，在叶片根部处度量的第一最大凸度率为4％，而在叶片端头处度量的第二最大凸度率为9.3％。
12.如权利要求5所述的冷却风扇，其特征在于，上述叶片端头从其正压力作用表面向负压力作用表面呈弧形，并具有预定的曲率。
13.如权利要求5所述的冷却风扇，其特征在于，两块相邻叶片互相之间在它们的叶片根部处隔开的第一距离为6～8mm，在它们的叶片端头处隔开的第二距离为23～25mm，在它们的从叶片根部开始到叶片端头的距离为其全长的0.75处的点上互相之间隔开的第三距离为11～13mm，在它们的从叶片根部开始到叶片端头的距离为其全长的0.95处的点上互相之间隔开的第四距离为8～10mm。
全文摘要
本发明公开了一种用于微波炉的冷却风扇，它能把吸入的气流沿着轴向均匀地分布在磁控管和高压变压器上。这种冷却风扇是具有特定轮毂角的混流式风扇，或者是具有优选设计参数的轴流式风扇，例如，风扇的外径与炉膛内电气设备室宽度的比例，轮毂比，掠角，倾角最大凸度率等等。
文档编号H05B6/80GK1430019SQ02122588
公开日2003年7月16日 申请日期2002年6月14日 优先权日2002年1月3日
发明者孙尚范 申请人:Lg电子株式会社