CN101639075B - 轴流风扇 - Google Patents
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Abstract
公开了一种轴流风扇，其通过改进结构而能够防止在应力集中的部分产生裂纹。为此，所述轴流风扇包括毂、从毂的外表面延伸的多个翼以及填充形成在毂的外表面和每个翼的前边缘部分之间的空间的加强构件。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴流风扇，更具体地说，涉及一种通过克服在风扇的旋转过程中导致的应力集中的问题而能够分散旋转应力的轴流风扇。
背景技术
风扇是一种通过产生空气流而用于通风或冷却热的机械装置，通常包括离心式风扇和轴流风扇。然而，离心式风扇具有相对低的容积流量和高的恒定压力，轴流风扇具有相对高的容积流量和低的恒定压力。因此，轴流风扇主要用于冷却。
轴流风扇被构造为包括基本呈圆柱形的毂和从毂沿着径向延伸的多个翼。
轴流风扇的性能和噪声属性由翼的三维形状确定。近来，通过优化翼的3D形状而极大地改进了轴流风扇的性能和噪声属性。
此外，轴流风扇的安全系数可通过其机械属性确定。更具体地说，在轴流风扇高速旋转或者轴流风扇已被使用了很长时间的情况下，由于集中在某一特定部分上的应力，可产生裂纹。安全系数受这种机械属性的影响。例如，由于毂和翼之间的连接部分具有急剧改变的形状，因此应力会集中在连接部分上，从而大大增加了出现裂纹的可能性。为了加强很可能发生裂纹的部件的强度，在所述部件上附上专用构件。
发明内容
与本发明的实施例的一个方面一致，本发明的示例性实施例提供一种轴流风扇，该轴流风扇包括：毂；多个翼，从毂沿着径向延伸并且与毂一起旋转，其中，加强构件沿着翼的旋转方向形成在每个翼和毂互相接触的边缘部分。
加强构件可位于边缘部分的端部。
加强构件可位于边缘部分的相对于翼的旋转方向的前端。
加强构件可沿着翼的厚度方向突出。
加强构件可呈球形。
在轴流风扇中，毂与翼相对于加强构件的接触部分可被圆化。
加强构件可与毂和翼一体地形成。
加强构件可包括：球部，突出到翼的上部；圆柱形部分，突出到翼的下部。
加强构件可包括在圆柱形部分中凹入预定深度的空心部分。
其它方面和/或优点将一部分在以下描述中被阐述，并且通过以下描述一部分将变得清楚，或者可通过实施本发明而学习到。
根据本发明的实施例，提供了一种轴流风扇，其包括毂、从毂延伸的多个翼和填充形成在毂的外周表面与每个翼的前边缘部分之间的空间的加强构件。
这里，毂和翼相对于加强构件的接触部分可被圆化。
加强构件可具有球形。
每个翼的前边缘部分可以是相对于翼的旋转方向的边缘部分的前面，所述边缘部分形成在每个翼与毂的外周表面接触之处。
加强构件可被焊接到毂和所述多个翼中的一个。
通过注模成型，加强构件可与毂和翼一次性一体地形成。
根据本发明的实施例，提供一种加强构件，该加强构件用于减小在附着到轴流风扇的翼的旋转过程中的应力集中，所述加强构件包括：球形上部，被成型为安装到翼的截面以及安装到毂的圆周外表面中；下部，被成型为安装到翼的截面以及安装到毂的圆周外表面中。
下部可以是球形的，从而下部和球形上部形成一个球。
下部可以是圆柱形的。
在下部中可形成空心部分。
加强构件接触毂或翼的位置可被圆化。
附图说明
通过以下结合附图对实施例进行的描述，这些和/或其它方面和优点将会变得清楚和更加容易理解，其中：
图1显示了根据本发明实施例的轴流风扇的整体示图；
图2显示了例如图1的部分A的放大透视图；
图3显示了例如图1的部分A的放大仰视透视图；
图4显示了接触例如图2中的加强构件的部件被圆化的状态；
图5显示了接触例如图3中的加强构件的部件被圆化的状态；
图6显示了根据本发明的实施例的轴流风扇的加强构件的上部；
图7显示了根据本发明的实施例的轴流风扇的加强构件的下部。
具体实施方式
现在将详细说明本发明的实施例，其例子显示在附图中，图中相同的标号始终指代相同的部件。以下通过参照附图描述实施例以解释本发明。
图1显示了根据本发明的实施例的轴流风扇的整体示图。
如图1所示，轴流风扇包括毂10和从毂10沿着径向延伸的多个翼20。
毂10具有圆柱形。设置在毂10中的电机紧固部分14连接到用于供应使毂10旋转的驱动力的电机(未示出)。多个翼20沿着毂10的外周按照均匀的间隔布置。翼20通过与毂10一起旋转而产生空气流。
如图1所示，翼20的每个具有三维形状。轴流风扇的性能和噪声属性由翼20的3D形状确定。由于多个翼20均可具有相同的3D形状，因此，将阐述和解释所述多个翼20中的一个。
翼20具有凹曲面形状，其包括相对于翼20的旋转方向设置在前侧的前边缘部分21和设置在前边缘部分21的相对侧的后边缘部分22。轴流风扇还可包括通过翼20和毂10之间的接触而形成的边缘部分30。边缘部分30的相对于旋转方向对应于翼20的前部的前端31被设置为靠近毂10的上表面12。边缘部分30的对应于翼20的后部的后端32被设置为靠近毂10的下表面13。参照图1，翼20逆时针旋转。前边缘部分21的外部比其它部分相对于旋转方向朝前突出得更多，从而在翼20的旋转期间产生的流动噪声可被最小化。
轴流风扇的安全系数由轴流风扇的机械属性确定。这里，安全系数可由屈服应力比实际应力来表示。屈服应力与实际应力的比率越高，安全系数越高。因此，当构造轴流风扇时，优选地，在应力集中的部分，屈服应力被最大化而实际应力被最小化。以下，将解释轴流风扇中应力集中的部分以及用于分散应力的结构。
在轴流风扇中，在毂10和翼20之间的边缘部分30的形状会急剧改变。当轴流风扇旋转时，应力集中于形状急剧改变之处，例如边缘部分30。具体地说，由于应力集中在边缘部分30的对应于相对于旋转方向的翼20的前部的前端31，因此前端31容易出现裂纹。应力尤其容易在边缘部分30的前端31上集中的原因是因为毂10的外周表面11和翼20的前边缘部分21形成V形缺口。因此，如图2至图7所示，加强构件40可形成在边缘部分30的前端31的部分A处，从而使得V形缺口更加流畅。
图2显示了从上方看到的图1的部分A的放大示图。图3显示了从下面看的部分A的放大示图。
参照图2和图3，加强构件40以预定程度填充毂10的外周表面11和翼20的前边缘部分21之间的空间。加强构件40具有球形，更具体地说，加强构件40包括如图2所示的形成在其上部的球部41和如图3所示的形成在其下部的圆柱形部分42。加强构件40沿着翼20的厚度方向安装，以增大翼20的强度。
更具体地说，加强构件40形成在边缘部分30的前端31(图1)，并沿着翼20的旋转方向部分地突出。因为这种突出，加强构件40可将由毂10的外周表面11和翼20的前边缘部分21形成的V形缺口改变为反A形。也就是说，加强构件40通过填充由毂10的外周表面11和翼20的前边缘部分21形成的空间而使在外周表面11和前边缘部分21之间形成的缺口形状的角变钝。结果，毂10和翼20可更加缓和地连接，从而限制了在边缘部分30的前端31(图1)上的应力集中。
加强构件40与毂10和翼20两者接触。当接触部分的形状急剧改变时，产生应力集中。因此，加强构件40和毂10之间的接触部分以及加强构件40和翼20之间的接触部分可以被圆化。
图4显示了通过圆化变形的毂10和图2显示的加强构件40之间的接触部分以及翼20和加强构件40之间的接触部分。图5显示了毂10和图3显示的加强构件40之间的接触部分以及翼20和加强构件40之间的接触部分被圆化。
如图4和图5所示，由于相对于加强构件40的所有接触部分都被圆化，所以可防止应力集中。
对于空气流，加强构件40由于呈球形而不会对空气流导致很大的阻力。另外，与加强构件40接触的接触部分由于被圆化而引起较小的阻力。
但是，如图2和图3所示将加强构件40的上部设计为球形同时将加强构件40的下部设计为圆柱形的原因与轴流风扇的重量相关。如果加强构件40具有完美的球形，则轴流风扇的总重量增大的量等同于额外形成的加强构件40的重量。在这种情况下，用于驱动轴流风扇的功耗因此而增加。此外，材料成本也增加。考虑到这点，需要尽可能地限制由加强构件40增加的重量。因此，加强构件40的下部被形成为圆柱形，并且在下部中形成空心部分43。加强构件40的重量可减少对应于形成在加强构件40中的空心部分43(图3)的容积的量。
但是，由于加强构件40的部分相对于整个轴流风扇太小，因此，忽略由于增加重量而带来的缺点，加强构件40可形成为完美的球形，如图6和图7所示，同时，毂10和翼20与加强构件40接触的接触部分仍然被圆化。
图6显示了根据本发明的实施例的加强构件的上部，图7显示了加强构件的下部。
参照图6和图7，如前所述，由于加强构件40而增加的重量被忽略，因此，加强构件40的上部和下部均可具有球形。在这种情况下，加强构件40填充由外周表面11和前边缘部分21形成的空间，从而防止应力集中于边缘部分30的前端31(图1)。除此之外，加强构件40和毂10之间的接触部分以及加强构件40与翼20之间的接触部分被圆化，以使得应力可被分散。结果，在图1的部分A上的应力的集中可被防止，从而提高轴流风扇的安全系数。
另外，由于加强构件40具有流线型，因此对空气流的阻力非常小，并且可顺利地产生空气流。
如图2和图3所示，加强构件40可被分开地形成然后通过焊接连接到毂10和翼20，从而随后圆化接触部分。
另一种方案是，加强构件40可与毂10和翼20通过注模成型一次性一体地形成。当轴流风扇通过一次注模成型形成时，制造工艺可被简化。因此，工作效率可被提高，同时降低成本。
虽然已经显示并描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (11)
1.一种轴流风扇，包括：
毂；
多个翼，从毂沿着径向延伸并且与毂一起旋转，
其中，加强构件沿着翼的旋转方向形成在每个翼和毂互相接触的边缘部分，
其中，加强构件包括：
球部，突出到翼的上部；
圆柱形部分，突出到翼的下部。
2.如权利要求1所述的轴流风扇，其中，加强构件位于边缘部分的端部。
3.如权利要求1所述的轴流风扇，其中，加强构件位于边缘部分的相对于翼的旋转方向的前端。
4.如权利要求1所述的轴流风扇，其中，毂与翼相对于加强构件的接触部分被圆化。
5.如权利要求1所述的轴流风扇，其中，加强构件与毂和翼一体地形成。
6.如权利要求1所述的轴流风扇，其中，加强构件包括在圆柱形部分中凹入预定深度的空心部分。
7.如权利要求1所述的轴流风扇，其中，加强构件被焊接到毂和翼。
8.如权利要求1所述的轴流风扇，其中，通过注模成型，加强构件与毂和翼一次性一体地形成。
9.一种加强构件，该加强构件用于减小在附着到轴流风扇的翼的旋转过程中的应力集中，所述加强构件包括：
球形上部，被成型为安装到翼的截面以及安装到毂的圆周外表面中；
圆柱形下部，被成型为安装到翼的截面以及安装到毂的圆周外表面中。
10.如权利要求9所述的加强构件，其中，在圆柱形下部中形成空心部分。
11.如权利要求9所述的加强构件，其中，加强构件接触毂或翼的位置被圆化。
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