CN101835990A - 风扇 - Google Patents

Abstract

一种风扇，其包括毂和以倾角形成在该毂上的多个叶片。在毂的轴向方向上，任一叶片的后缘均不具有被设置为以大于近似等于毂直径的25％的距离而超出出气口端的部分。

Description

风扇

技术领域

本发明涉及一种风扇。

背景技术

风扇是一种用于产生气流的装置。轴流式风扇是一种沿轴流式风扇的轴吸入和排出空气的风扇。

轴流式风扇包括设置在毂的外表面上的多个叶片。当轴流式风扇旋转时，空气沿叶片的正压表面从叶片的前缘流到叶片的后缘。

随着传统轴流式风扇的旋转，最大压力量施加于叶片的正压表面的中心部，而最小的压力则施加于叶片的后缘附近。随着风扇的旋转，空气在每个叶片的后缘与叶片分离，由此产生噪声。这种空气分离还使轴流式风扇的送风性能下降。

为了改进送风性能，一些传统风扇的毂为锥形形状。然而，这种风扇的问题在于在模制过程中经常发生锁死(die-lock)。即，在使用两板模具模制风扇时，通常难以在模制过程之后使模具板分离。该问题可使风扇的制造成本增加。

影响风扇的送风性能和噪声性能的叶片特征包括掠角、倾角、螺旋角、弯度(camber)以及弯度位置。

图1为示出现有技术的轴流式风扇的掠角Ψ。

参照图1，点P1定义为叶片50的连接到毂10的部分的中心点。点P2定义为叶片50的外缘58的中心点。掠角Ψ定义为将点P1连接到毂10的中心的第一假想线与将点P2连接到毂10的中心的第二假想线之间的角。

图2为示出现有技术的轴流式风扇的倾角γ的立体图。

参照图2，倾角γ定义为将点P1连接到点P2的第三假想线与垂直于毂10的旋转轴线的第四假想线之间的角。倾角γ表示叶片50自垂直于毂10的旋转轴线的第四假想线倾斜的程度。

图3为示出现有技术的轴流式风扇的螺旋角θ的立体图。

参照图3，螺旋角θ定义为将叶片50的连接到毂10的部分的多个端部连接在一起的第五假想线与平行于毂10的旋转轴线的第六假想线之间的角。螺旋角θ表示叶片50相对于毂10的旋转轴线扭转的程度。弯度定义为叶片50的正压表面51相对于叶片50的负压表面52的凹陷的量。

发明内容

技术问题

本发明的风扇的特征之一在于使风扇叶片的后缘附近的空气分离最小化，由此使噪声最小化并改进风扇的送风性能。风扇的其它特征在于，空气能有效地自风扇的毂散开，并且风扇相对较容易模制。

技术方案

这些特征可由包括毂和以倾角形成在毂上的多个叶片的风扇来实现。在毂的轴向方向上，任一叶片的后缘均不具有被设置为以大于近似等于毂直径的25％的距离而超出出气口端12的部分。

每个叶片的后缘可位于垂直于毂的轴线的平面中。每个叶片可具有在其各自后缘附近的弯度。每个倾角可介于大约4°与大约8°之间。

毂的外表面可包括倾斜部，沿该倾斜部，毂的外表面的半径在从毂的进气口端到毂的出气口端的方向上增大。在毂的进气口端，毂的截面可以是圆形形状。倾斜部可沿径向方向设置在多个叶片其中之一的前缘与相邻叶片的后缘之间。

沿该倾斜部，毂的外表面的半径可在径向方向上从一个叶片的前缘到相邻叶片的后缘减小。倾斜部可从毂的进气口端延伸到毂的出气口端。

还披露一种包括毂和形成在毂上的多个叶片的风扇。毂的外表面具有倾斜部，沿该倾斜部，毂的外表面的半径在从毂的进气口端到毂的出气口端的方向上减小，倾斜部沿径向方向设置在多个叶片其中之一的前缘与相邻叶片的后缘之间，并且毂的外表面的半径沿径向方向从一个叶片的前缘到相邻叶片的后缘减小。

在毂的进气口端，毂的截面可以是圆形形状。倾斜部可从毂的进气口端延伸到毂的出气口端。

在附图及下面的描述中给出了一个或多个实施例的细节。通过文字描述、附图以及权利要求，其它特征将变得明显。

有益效果

根据实施例，叶片的靠近后缘的部分被去除，以使噪声最小化，并改进风扇的送风性能。

而且，根据实施例，尽管毂朝向出气口侧被加大，但由于使用两板模具来形成毂，减小了风扇的制造成本。

附图说明

图1为示出现有技术的轴流式风扇的掠角的平面图。

图2为示出现有技术的轴流式风扇的倾角的立体图。

图3为示出现有技术的轴流式风扇的螺旋角的立体图。

图4为示出根据本发明的轴流式风扇的实施例的立体图。

图5为示出图4的轴流式风扇的叶片的侧视图。

图6为示出图4的轴流式风扇的叶片的前视图。

图7为示出图4的轴流式风扇的不带叶片的毂的立体图。

图8为示出图4的轴流式风扇的毂的前视图。

图9为示出形成在图4的毂上的倾斜部的视图。

具体实施方式

现在将详细地描述本发明的实施例，本发明的实例示于附图中。尽管参照多个图示描述了实施例，但应该认识到，本领域的技术人员可构想到在本发明的原理的主旨和范围内的许多其它的变型和实施例。

图4为示出根据本发明的轴流式风扇的示例性实施例的立体图。

图4所示的轴流式风扇包括毂10和设置在毂10的外表面上的多个叶片50。叶片50的前缘55为风扇旋转时走在最前头的叶片50的边缘。叶片50的后缘56为风扇旋转时尾随于后的叶片50的边缘。叶片50还包括外缘58。正压表面51为叶片50的在风扇旋转时推动空气的表面。负压表面52为叶片50的反面。毂10包括圆柱部30和相对于圆柱部30倾斜的倾斜部20。

图5为示出轴流式风扇的叶片50的侧视图。图6为示出轴流式风扇的叶片50的前视图。

可使用计算机程序设计轴流式风扇。诸如掠角Ψ、倾角γ、螺旋角θ、弯度以及弯度位置等的参数可被储存在数据库中，并输入到程序。基于这些参数，确定叶片50的前缘55的尺寸和后缘56的标准线型57。后缘56的标准线型57以虚线示出。叶片50以倾角γ形成为相对于与毂10的旋转轴线垂直的线向出气口端12倾斜。

参照图5，叶片50的后缘56被设计为，后缘56不具有被设置为以大于近似等于毂直径D的25％的距离(由线L2标识，在距线L1为D/4的位置处)而超出出气口端12(由线L1标识)的部分。因此，在初始确定具有标准线型57的叶片50的尺寸之后，叶片50设计为使后缘56与线L1平齐，如图5所示。而且，如图5所示，后缘56可位于一个垂直于毂10的轴向方向的平面中。

当轴流式风扇旋转时，空气在从前缘55到后缘56的方向上沿叶片50的正压表面51流动。通过将叶片50设计为：其后缘56未被设置成自出气口端12延伸超出D/4，使得在后缘56上发生的空气分离显著减小，由此降低风扇的噪声。

弯度59可形成在后缘56附近，使得外缘58朝向正压表面51的中心稍向内弯曲，如图4所示。弯度59减小了空气从正压表面51越过外缘58到负压表面52的流动，由此进一步降低噪声。

叶片50的倾角γ的范围可介于大约4°至大约8°之间。如果倾角γ小于4°，则正压表面51的空气会越过叶片50的顶端58流向进气口端11，从而减小轴流式风扇的送风量。如果倾角γ大于8°，则叶片50将朝向出气口端12严重地倾斜，从而减小轴流式风扇的送风量。

图7为轴流式风扇的未带有叶片的毂10的立体图。图8为示出轴流式风扇的毂10的前视图。图9为示出毂10的倾斜部20的视图。

如图7至图9所示，倾斜部20可形成在毂10的外表面上。因此，毂10的外表面的非倾斜部分被称作为圆柱部30。

从毂10的旋转轴线测量，整个圆柱部30具有恒定的半径。倾斜部20的半径大于圆柱部30的半径。

如图8所示，倾斜部20可沿径向方向设置在叶片50的前缘55与相邻叶片50的后缘56之间。

倾斜部20可随着从进气口端11向出气口端12的行进而向外倾斜。即，如图7所示，沿着倾斜部，毂的外表面的半径在从毂10的进气口端11到出气口端12的方向上增大。在毂10的进气口端11处，毂10的截面为圆形形状。由于倾斜部20致使空气自毂10散开，由此改进了风扇的送风性能。另外，还减小了轴流式风扇旋转时相应于轴流式风扇的进气口端11的空气流动阻力。此外，如图8所示，毂10的外表面的半径沿径向方向从叶片10的前缘55(即，倾斜部20的前缘部23)到相邻叶片50的后缘56(即，倾斜部20的后缘部24)减小。因此，当轴流式风扇旋转时，后缘部24跟随前缘部23，由此减小沿倾斜部20的空气流动阻力。

现在将描述制造上述轴流式风扇的过程。

将诸如风扇的掠角Ψ、倾角γ、螺旋角θ、弯度以及弯度位置的参数输入到模具制造装置中以确定图5和图6中所示的标准线型57、后缘56以及前缘55。如上所述，后缘56设计为短于标准线型57。

基于所设计的轴流式风扇的尺寸，制造第一模具和第二模具(未示出)。第一模具对应于轴流式风扇的进气口端11，而第二模具对应于轴流式风扇的出气口端12。

形成毂10的特征，并形成叶片50的初始平坦特征(flat feature)，随后在毂10上设置叶片50的初始平坦特征。照此，制造出第一模具和第二模具以及初始轴流式风扇。

另外，在进气口端11处，第一模具支撑毂10的倾斜部20和叶片50的负压表面52。在出气口端12，第二模具支撑正压表面51和毂10的圆柱部30。第一模具和第二模具包围轴流式风扇。

轴流式风扇被第一模具和第二模具加热和施压。

通过第一模具和第二模具的热量和压力，使得轴流式风扇形成为具有掠角Ψ、倾角γ、螺旋角θ以及弯度。

当轴流式风扇已形成时，第一模具向轴流式风扇的进气口端11移动，而第二模具则向轴流式风扇的出气口端12移动。由于倾斜部20与毂10的旋转轴线之间的距离沿着从进气口端11向出气口端12的方向增大，并且倾斜部20设置在叶片50的前缘55与相邻叶片50的后缘56之间，所以第一模具很容易朝向进气口端11移动。如果倾斜部20与毂10的旋转轴线之间的距离随着从进气口端11向出气口端12的行进而减小，则轴流式风扇可能会被第一模具锁死。

而且，由于毂10的圆柱部30具有恒定的半径，并且出气口端12在叶片50的正压表面51处敞开，所以很容易从第二模具移除轴流式风扇。

照此，尽管倾斜部20形成于叶片50的前缘55与相邻叶片50的后缘56之间，但仍可使用一个双板模具制造轴流式风扇。

在制造出第一模具和第二模具之后，将熔融材料(例如，塑料)注入到第一模具和第二模具中。如上所述，第一模具和第二模具很容易与轴流式风扇分离。

对在此描述的实施例的说明旨在提供对各实施例的结构的基本理解。这些说明并不旨在用作对利用在此描述的结构或方法的设备和系统的所有部件和特征的完整描述。在阅读本公开内容之后，许多其它实施例对于本领域技术人员来说也是明显的。本公开内容可以采用其它实施例以及从本公开内容中导出其它实施例，以使得在不脱离本公开内容的范围的情况下，进行结构和逻辑的替换和改变。因此，本公开内容以及附图应视为示例性的而非限制性的。

在此通过本发明可以单独地和/或共同地参考本公开内容的一个或多个实施例，其仅出于方便的目的且并不旨在蓄意将本申请的范围限制于任何特定的发明或发明构思。而且，尽管在此示意和描述了特定的实施例，然而应当理解的是，任何设计成实现相同或相似目的的后来的设置都可以替换示出的特定实施例。本公开内容旨在涵盖各个实施例的任何及所有后来的修改或变型。在阅读说明书时，上述实施例的组合以及在此没有具体描述的其它实施例对于本领域技术人员来说是显而易见的。

上面公开的主题应视为示意性的，而非限制性的，而且，所附权利要求书旨在涵盖所有变型、改进和落入本发明的真实精神和范围内的其它实施例。因此，为了最大程度地为法律所准许，本发明的范围由下面的权利要求及其等同内容的可准许的最宽的解释进行确定，并应不局限或限于前面的详细说明。

尽管参照几个示例性的实施例对本发明进行了说明，然而应当理解的是，所用的措辞仅为说明和示例目的的措辞，而非用于限定目的的措辞。由于本发明可以在不脱离本发明的精神或本质特征情况下以各种形式实施，所以还应当理解的是，除非另外说明，上述实施例不受前述说明的任何细节的限制。更确切地，上述实施例应当广泛地在所附权利要求限定的本发明的精神和范围内进行诠释。因此，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，如当前声明和修正的，在所附权利要求的界限内可以进行多种改变。

Claims (12)

1.一种风扇，包括：

毂；以及

以倾角形成在所述毂上的多个叶片，

其中，在所述毂的轴向方向上，任一叶片的后缘均不具有被设置为以超过近似等于所述毂的直径的25％的距离而超出所述毂的出气口端的部分。

2.根据权利要求1所述的风扇，其中，每个所述叶片的后缘均位于一个垂直于所述毂的轴向方向的平面中。

3.根据权利要求1所述的风扇，其中，每个所述叶片在其各自的后缘附近均具有弯度。

4.根据权利要求1所述的风扇，其中，每个所述倾角均介于大约4°与大约8°之间。

5.根据权利要求1所述的风扇，其中，所述毂的外表面包括倾斜部，沿着所述倾斜部，所述毂的外表面的半径在从所述毂的进气口端到所述毂的出气口端的方向上增大。

6.根据权利要求5所述的风扇，其中，在所述毂的进气口端，所述毂的截面为圆形形状。

7.根据权利要求5所述的风扇，其中，所述倾斜部沿径向方向设置在多个叶片其中之一的前缘与相邻叶片的后缘之间。

8.根据权利要求7所述的风扇，其中，沿着所述倾斜部，所述毂的外表面的半径沿径向方向从一个叶片的前缘到相邻叶片的后缘减小。

9.根据权利要求5所述的风扇，其中，所述倾斜部从所述毂的进气口端延伸到所述毂的出气口端。

10.一种风扇，包括：

毂；以及

形成在所述毂上的多个叶片，

其中，所述毂的外表面具有倾斜部，沿所述倾斜部，所述毂的外表面的半径在从所述毂的进气口端到所述毂的出气口端的方向上增大，所述倾斜部沿径向方向设置在所述多个叶片其中之一的前缘与相邻叶片的后缘之间，并且所述毂的外表面的半径沿径向方向从一个叶片的前缘到相邻叶片的后缘减小。

11.根据权利要求10所述的风扇，其中，在所述毂的所述进气口端，所述毂的截面为圆形形状。

12.根据权利要求10所述的风扇，其中，所述倾斜部从所述毂的进气口端延伸到所述毂的出气口端。

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