CN102828996A

CN102828996A - 一种轴流风扇

Info

Publication number: CN102828996A
Application number: CN2011101593176A
Authority: CN
Inventors: 刘中杰; 龙斌华; 刘利娜; 曹锋
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2031-06-14
Also published as: CN102828996B

Abstract

本发明公开了一种轴流风扇，包括轮毂和设置在所述轮毂外周上的若干叶片，叶片的前缘设置有加厚部，该加厚部自轮毂的根部向叶片的外缘延伸，且自叶片的前缘向叶片的后缘沿着等基元弧线延伸设定长度；叶片向吸力面或压力面弯曲，使得叶片的吸力面或压力面形成曲面。该轴流风扇在转动过程中，能减轻叶片震颤以及叶片涡流现象，降低轴流风扇产生的噪音，提高轴流风扇整机性能。

Description

一种轴流风扇

技术领域

本发明涉及轴流风轮技术领域，更具体的说是涉及一种轴流风扇。

背景技术

在空调室外机以及一些通风设备中广泛采用轴流风扇作为送风部件。轴流风扇包括轮毂以及设置在轮毂上的若干个叶片，而叶片的设计直接影响了室外空调机以及送风设备的整机性能。

现有轴流风扇的轮毂转动时，轴流风轮的叶片会随着轮毂转动产生较为强烈的颤抖振动，引起整个轴流风扇的振动，进而导致整机的强烈振动，产生较大的噪声影响。同时，现有的轴流风扇叶片较为平整，当轴流转动时，叶片的压力面和吸力面会产生较大的压力差，在叶片边缘处由于压力差的存在，压力面的气流会向处于低压状态的吸力面回流，造成气体紊乱，产生附面层分离以及涡流现象，使得风扇的噪音升高，进而影响整机的性能以及使用寿命。

可见，现有的轴流风扇由于叶片震颤和叶片涡流现象会产生较大噪声，影响轴流风扇的性能，因此，如何解决在轴流风扇转动过程中，由于叶片震颤和涡流现象导致的噪声问题是本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种轴流风扇，在轴流风扇转动过程中，能减轻叶片震颤以及叶片涡流现象，降低轴流风扇产生的噪音，提高轴流风扇整机性能。

为实现上述目的，本发明提供一种轴流风扇，包括轮毂和设置在所述轮毂外周上的若干叶片，每个叶片沿轴向流动方向上的两侧面分别为压力面和吸力面，所述叶片的前缘设置有加厚部；

所述加厚部自所述轮毂的根部向所述叶片的外缘延伸，且自所述叶片的前缘向所述叶片的后缘沿着等基元弧线延伸设定长度；

所述叶片向所述吸力面弯曲，使得所述叶片的吸力面和/或压力面形成曲面。

优选的，所述叶片沿径向的截面上位于所述压力面的边缘曲线和/或位于所述吸力面的边缘曲线为朝向吸力面弯曲的曲线，且在所述叶片的吸力面朝上时，所述边缘曲线靠近外缘的一端高于所述边缘曲线靠近轮毂根部的一端。

优选的，所述加厚部设置在所述叶片的前缘的压力面和/或吸力面。

优选的，所述加厚部对称的设置在所述前缘的压力面和吸力面上。

优选的，所述叶片的后缘的径向弧线在第一投影面上的投影曲线由第一线段和第二线段组成，所述第一投影面为垂直于所述轴流风扇旋转轴的平面；

所述第一线段为从所述轮毂的根部向着所述叶片的外缘延伸的折线，且该折线的各个折点的折弯方向均相同，且所述折弯方向背离所述叶片的前缘；

所述第二线段为以所述第一线段靠近所述外缘的一端为起点的曲线，且所述曲线的弯曲方向与所述折线的折弯方向相同。

所述第一线段为从所述轮毂的根部向着所述叶片的外缘延伸的直线；

所述第二线段为以所述第一线段靠近所述外缘的一端为起点的曲线，且所述曲线的弯曲方向背离所述叶片的前缘。

所述第一线段为从所述轮毂的根部向着所述叶片的外缘延伸的曲线，所述曲线的弯曲方向背离所述叶片的前缘；

优选的，当所述叶片的后缘的在第一投影面上的投影曲线长度为La时，所述第一线段的长度为0.6～0.8La。

优选的，所述叶片的外缘由依次相连的第一圆弧、第二圆弧和第三圆弧组成，其中，所述第一圆弧以叶片的前缘为起点；

所述第一圆弧和所述第三圆弧的半径均小于所述第二圆弧的半径。

优选的，所述加厚部的厚度从轮毂根部向着所述叶片的外缘沿径向逐渐减小。

优选的，在从所述叶片的前缘到所述叶片的后缘方向上，所述加厚部的厚度沿着等基元弧线逐渐变小。

优选的，所述加厚部的最大厚度T_Max与所述叶片的外缘的最大半径R之比T_Max/R＝0.051～0.06，所述加厚部的最小厚度T_Min与所述叶片的外缘的最大半径R之比T_Min/R＝0.016～0.03。

优选的，所述加厚部沿着等基元弧线延伸设定长度，所述设定长度为设定弧长L1，L1∝Raⁿ，n≥4，Ra为所述设定弧长L1所对应的半径，且所述设定弧长L1与叶片外缘的最大半径R之比L1/R＝0.1～0.2。

优选的，在所述叶片沿径向的截面上，所述压力面的边缘曲线和/或所述吸力面的边缘曲线为开口向上的二次抛物线。

优选的，在所述叶片沿径向的截面上，所述压力面的边缘曲线和/或所述吸力面的边缘曲线所成的二次抛物线的对称中心位于距离所述轮毂的半径为Rx的弧线上，所述半径Rx与叶片外缘最大半径R之比Rx/R＝0.6～0.7。

优选的，所述压力面的边缘曲线和/或所述吸力面的边缘曲线所成的二次抛物线的方程为：

y＝-0.0748x²-0.9855x+2.842；

其中，x轴为沿该轮毂根部向叶片外缘延伸的方向，y轴为与轮毂转轴平行的坐标轴；x值表示在由所述x轴和y轴构成的坐标系中，以压力面和/或吸力面的边缘曲线与轮毂的交点为坐标原点，所述压力面和吸力面的边缘曲线上的点的横坐标值；y值表示在由所述x轴和y轴构成的坐标系中，以压力面和/或吸力面的边缘曲线与轮毂的交点为坐标原点，所述压力面和吸力面的边缘曲线上的点的纵坐标值。

优选的，在所述叶片沿径向的截面上，所述压力面的边缘曲线和/或所述吸力面的边缘曲线的曲线方程为：

y＝-0.0003x⁴+0.0153x³-0.1858x²+0.6015x+0.3976；

y＝-0.0003x⁴+0.0166x³-0.2112x²+0.7868x；

另外，本发明还提供了另一种轴流风扇，包括轮毂和设置在所述轮毂外周上的若干叶片，每个叶片沿轴向流动方向上的两侧面分别为压力面和吸力面，所述叶片的前缘设置有加厚部；

所述叶片向所述压力面弯曲，使得所述叶片的压力面形成曲面。

优选的，所述叶片沿径向的截面上位于所述压力面的边缘曲线和/或位于所述吸力面的边缘曲线为朝向压力面弯曲的曲线，且在所述叶片的吸力面朝下时，所述边缘曲线靠近外缘的一端低于所述边缘曲线靠近轮毂根部的一端。

优选的，当所述叶片的后缘的在第一投影面上的投影曲线长度为La时，所述第一线段的长度为0.6La～0.8La。

优选的，在所述叶片沿径向的截面上，所述压力面的边缘曲线和/或所述吸力面的边缘曲线均为开口向下的二次抛物线。

y＝-0.02x²+0.2042x-3.4697；

y＝-2×10^-8x⁴+2×10^-6x³-0.014x²+0.1479x-2.1532；

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种轴流风扇，该轴流风扇在叶片的前缘设置有加厚部，该加厚部从轮毂的根部沿径向向叶片的外缘延伸，并沿着与所述轮毂同心的各个圆弧上延伸设定长度，在轴流风扇转动过程中，当在相同气流对叶片前缘撞击的前提下，由于在叶片前缘设置有加厚部，可以增加叶片的稳固度，减少叶片的颤动，从而降低轴流风轮转动中产生的噪声。

同时，叶片向压力面或吸力面弯曲，以使得叶片外缘微翘，叶片的压力面或吸力面形成曲面，当轴流风扇转动时，气流在叶片外缘处的流向会发生改变，气流对边缘的冲击力减弱，从而降低了附面层的加厚程度，减弱了叶片外缘的压力差，从而减弱叶片的涡流现象，降低由于涡流引起的噪声。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种轴流风扇实施例一的正面结构示意图；

图2为本发明一种轴流风扇实施例一的背面结构示意图；

图3为本发明一种轴流风扇实施例一的包含叶片沿径向截面曲线的立体结构示意图；

图4为本发明一种轴流风扇实施例一的叶片沿径向的截面曲线结构示意图；

图5为本发明一种轴流风扇实施例一的叶片沿径向截面的曲线结构在平面坐标系中的示意图；

图6为本发明一种轴流风扇实施例一的叶片沿径向截面的边缘曲线为二次曲线时的数据分析图；

图7为本发明一种轴流风扇实施例一的叶片沿径向截面的边缘曲线为四次曲线时的数据分析图；

图8为本发明一种轴流风扇实施例二的正面结构示意图；

图9为本发明一种轴流风扇实施例二的叶片的后缘曲线投影示意图；

图10为本发明一种轴流风扇实施例三的叶片外缘结构示意图；

图11为本发明一种轴流风扇实施例四的包含叶片沿径向截面曲线的立体结构示意图；

图12为本发明一种轴流风扇实施例四的叶片沿径向截面的曲线结构在平面坐标系中的示意图；

图13为本发明一种轴流风扇实施例四的叶片沿径向截面的边缘曲线为二次曲线时的数据分析图；

图14为本发明一种轴流风扇实施例四的叶片沿径向截面的边缘曲线为四次曲线时的数据分析图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

轴流风扇每个叶片沿轴向流动方向上的两侧面分别为压力面和吸力面，每片叶片与其旋转方向相同侧的边缘部位为前缘、与其旋转方向相反侧的边缘部位为后缘、径向向外的边缘部位为外缘，现有的轴流风扇转动时，由于叶片振动或涡流现象，使得安装该轴流风扇的室外空调机或送风设备在运行过程中会产生很大的噪声。经分析发现，现有的轴流风扇转动过程中产生噪声的原因主要有以下两个方面：

首先，现有轴流风扇的叶片的前缘较薄，叶片前缘抵御气流撞击的能力较差，当轴流风扇转动时，叶片的前缘受到气流撞击后，叶片会发生严重的抖动、震颤，进而带动整个轴流风扇的振动，产生很大的噪声；

其次，现有的轴流风扇的叶片的叶面较为平整，从而造成轴流风扇转动过程中，由于气体粘性，使气体沿着叶片的流动中生成边界层，引起叶片径向出口速度分布不均匀，叶片的吸力面和压力面(也就是叶片的正面和背面)的压力差较大，在叶片边缘处由于压力差的存在，压力面的气流会向处于低压状态的吸力面回流，造成气体紊乱，产生附面层分离以及涡流现象，使得风扇的噪音升高。

为了能降低轴流风扇转动过程产生的噪声，需要综合考虑以上两个产生噪声的原因，本发明实施例提供了一种轴流风扇，该轴流风扇包括轮毂和设置在轮毂上的若干个叶片，在叶片的前缘的设置加厚部，该加厚部从叶片的前缘的轮毂根部开始沿叶片径向延伸至叶片外缘，该加厚部自叶片的前缘向叶片的后缘延伸，且沿着等基元弧线延伸设定长度。通过在叶片前缘增设加厚部可以增强叶片前缘的稳定性，增加叶片抵御气流冲击的能力，减少了叶片的振动。

同时，为了较少叶片涡流现象，对叶片的形状构造进行了改变，叶片向吸力面弯曲，使得叶片外缘微翘，使叶片正面的叶面(即吸力面)形成曲面C(图3示出)，当轴流风扇转动时，气流在叶片外缘处的流向会发生改变，气流对边缘的冲击力减弱，从而降低了附面层的加厚程度，减弱叶片外缘的压力差(外缘为吸力面与压力面的交界)，从而减弱叶片的涡流现象，降低由于涡流引起的噪声。

参见图1和图2，分别为本发明一种轴流风扇实施例一的正面结构示意图和背面结构示意图，该轴流风扇包括轮毂1和设置在轮毂1外周上的若干个叶片2，每个叶片沿轴向流动方向上的两侧面分别为压力面和吸力面，叶片的个数可以根据需要进行设定，可以为两个或两个以上，本发明对此并不加以限定；

该叶片2的前缘21的设置有加厚部24，该加厚部24自轮毂的根部11向叶片的外缘23延伸；该加厚部自叶片的前缘21向所述叶片的后缘22延伸，且沿着等基元弧线延伸设定的长度。

其中，等基元弧线是指叶片上与轮毂同圆心的圆弧线，如图1中弧线L为叶片上的一个等基元弧线，该弧线L为一段圆弧线。也就是说，加厚部24沿着与所述轮毂1同心的各个圆弧上延伸设定的长度；该加厚部24从叶片的前缘21的轮毂根部11开始沿叶片径向延伸至叶片外缘23；

该加厚部可以设置在叶片的前缘的压力面和/或吸力面。即，加厚部可以单独设置在叶片的前缘的压力面，也可以单独设置在叶片的前缘的吸力面，或者在叶片的前缘的压力面和吸力面均设置加厚部。进一步的，加厚部24可以均匀设置在该叶片的前缘1的压力面和吸力面，也就是说，该加厚部24均匀分布的设置在叶片前缘区域的正面和背面。

其中，吸力面也称吸风面或迎风面指轴轮风扇的叶片的正面(图1为叶片的吸力面，也就是图3中的曲面C)；压力面也称为背风面指轴轮风扇的叶片的背面(图2为叶片的压力面)，当吸力面将风吸过来以后，随着叶片的旋转，压力面会给风一个压力，将风压走。

从轮毂的根部11到叶片外缘21的径向方向(纵向方向)上，该加厚部24从轮毂根部11起沿着径向向叶片的外缘23延伸，加厚部沿径向延伸的长度可以根据需要进行设定，加厚部可以一直延伸到叶片的外缘23，当然也可以沿径向延伸指定的长度。其中，径向就是指从轮毂根部11到叶片外缘23的半径方向，如图中箭头方向T所示。

在叶片上具有相同半径的弧线方向上(即，横向方向上)，加厚部24从叶片的前缘21起沿着距离轮毂圆心相同半径的各个弧线上延伸设定弧长的长度，也就是说，加厚部24沿着叶片的前缘21到叶片后缘22的弧线方向上，在叶片上任意半径相同的弧线上延伸设定弧长的长度，当然，叶片上同半径的弧线的也可以不以轮毂的圆心，只要在横向方向上具有半径的弧线上，加厚部延伸设定长度既可。

例如，参见图1所示，以加厚部在同半径的弧线上加厚设定长度L1为例，图中弧线L为叶片上半径相同的一段圆弧线，该圆弧线的半径为Ra，则加厚部在该弧线L上从叶片前缘起将加厚部延伸到该弧线的L1长度处。在叶片上其他同半径的弧线上，加厚部的延伸方向与此相同，在各个弧线上延伸的长度可以根据需要尽享设定。如可以设定加厚部在叶片横向上，从叶片前缘起各个弧线延伸的长度与其此处的弧线的半径成正比，即，设L为叶片上任意同半径的弧线的长度，加厚部延伸的长度L1为L的比值L1/L为设定值。

其中，该加厚部24的厚度从轮毂根部11向着叶片的外缘沿着径向逐渐减小。换言之，在叶片径向的方向上，加厚部在轮毂根部11的厚度最大，且加厚部的厚度从轮毂根部沿着径向逐渐变小。为了能更好的降低噪声，同时不增加叶片的功耗，具体的，该加厚部24的最大厚度T_Max与叶片外缘的最大半径R之比T_Max/R＝0.051～0.06，优选地，该加厚部24的最大厚度T_Max与叶片外缘的最大半径R之比T_Max/R＝0.052或0.051或0.06；加厚部24的最小厚度T_Min与叶片外缘的最大半径R之比T_Min/R＝0.016～0.03，优选地，加厚部24的最小厚度T_Min与叶片的外缘的最大半径R之比T_Min/R＝0.016或0.02或0.03。如果叶片的外缘23的弧线为同一半径的圆弧线，则最大半径就是指，该叶片外缘的圆弧线对应的半径；如果叶片外缘的弧线是由多段不同半径的圆弧线组成，则最大半径应取半径最大的弧线对应的半径。设定加厚部最大厚度和最小厚度与外缘最大半径之比是为了更好的保证叶片的稳定度。

进一步的，在由叶片的前缘21到叶片的后缘(或称叶片的尾缘)22的方向上(或称横向方向上)，加厚部24在叶片前缘21处的厚度最大，且加厚部24的厚度沿着等基元弧线逐渐变小。也就是说，在沿叶片上相同半径的各个弧线上，加厚部24从叶片的前缘21到叶片的后缘22方向上的厚度逐渐变小。

为了使加厚部的设计更加合理，参见图1，加厚部从叶片的前缘21起在距离轮毂圆心相同半径的弧线L(即某条等基元弧线L)上延伸设定弧长L1，所述设定弧长L1∝Raⁿ，n≥4，Ra为所述设定弧长L1的半径，也可以说是弧线L的半径，且所述设定弧长L1与叶片外缘的最大半径R之比L1/Ra＝0.1～0.2，优选地，L1/Ra可取0.1或0.2或0.15。

该叶片向吸力面弯曲，叶片的吸力面形成曲面，相应的压力面可以为曲面，也可以不为曲面。叶片的外缘向吸力面弯曲，使叶片的外缘处微微翘起，从叶片的正面看去，叶片径向呈弧状弯曲，在叶片径向方向上，从轮毂根部起径向弧线先向下延伸，向下延伸一定距离后向上弯曲，使得叶片从轮毂根部到叶片外缘逐渐向叶片吸力面弯曲，形成类似弧面的叶片形状，且在叶片吸力面面朝上时，叶片的外缘一端高于叶片靠近轮毂的一端。

进一步的，参见图3、图4，将叶片沿径向做截面B(其中B1为该截面B与轮毂的交截处的截面，B2为截面B上处于外缘的一端的截面)，则叶片沿径向的截面B上位于压力面的边缘曲线和/或位于吸力面的边缘曲线均为朝向吸力面弯曲的曲线，且在所述叶片的吸力面面朝上时，所述边缘曲线靠近外缘的一端高于所述边缘曲线靠近轮毂根部的一端。也就是说，在叶片沿径向的截面上，位于吸力面的边缘曲线为朝向压力面弯曲的曲线，且在叶片的吸力面朝向上，位于吸力面的边缘曲线靠近外缘的一端高于该边缘曲线靠近轮毂的一端，当叶片的压力面的弯曲方向与该吸力面弯曲方向相同时，在叶片的吸力面朝向上位于吸力面的边缘曲线靠近外缘的一端高于该边缘曲线靠近轮毂的一端。或者说是在朝叶片径向的截面上看去，叶片沿径向截面上位于压力面和吸力面的边缘曲线均为中间凹两端高的曲线，且边缘曲线靠近外缘的一端的高于所述边缘曲线靠近轮毂根部的一端。为了能降低由于涡流现象带来的噪声，可以将叶片外缘向吸力面弯曲，并且叶片径向的曲线中间部位较低，且叶片径向的曲线靠近叶片外缘的一端要高于靠近轮毂根部的一端。

沿叶片径向做一截面，该截面上的压力面和吸力面的边缘曲线可以均为二次抛物线，且所述二次抛物线的开口向上。将叶片的外缘向吸力面微弯，同时在叶片1沿径向的截面上，叶片正面和背面的边缘曲线所成的曲线为中间略凹两端较高的二次抛物线状弧线，也就是说，叶片的径向截面的上边缘曲线和下边缘曲线为二次抛物线形。为了更清楚的描述该叶片沿径向方向的结构，从轮毂根部到叶片外缘的径向方向上做一截面，参见图4，为沿叶片的径向截面得到的截面图，则该截面的边缘曲线为二次抛物线状的弧线，且该二次抛物线为开口向上的抛物线，因此叶片径向截面的边缘曲线为中间低两端略高的抛物线。其中，叶片的径向截面上靠近轮毂的一端为图中标示B1处的一端，B2处为外缘一端。为了理解方便，可以沿径向做一通过轴轮旋转轴的平面(如果该轴流风扇水平放置，则该平面即可为竖直平面)，则叶片径向在该平面上的投影也为图4所示的。

将该截面的边缘曲线所呈现的二次抛物线设置在一平面坐标系中，参见图5和图6，坐标系的原点对应该叶片径向截面上叶片与轮毂根部的接触点，x(即，X(R))轴为沿该轮毂根部向叶片外缘延伸的方向，x值代表截面上位于压力面和吸力面的边缘曲线在该方向上延伸的长度，y(即Y(R))轴为与轮毂转轴平行的坐标轴，y值代表截面上位于压力面和吸力面的边缘曲线在该方向上延伸的高度(正方向)，即，x值表示在由所述x轴和y轴构成的坐标系中，以压力面和/或吸力面的边缘曲线与轮毂的交点为坐标原点，所述压力面和吸力面的边缘曲线上的点的横坐标值；y值表示在由所述x轴和y轴构成的坐标系中，以压力面和/或吸力面的边缘曲线与轮毂的交点为坐标原点，所述压力面和吸力面的边缘曲线上的点的纵坐标值(正方向)，图中，系列一为风叶的实际边缘曲线，系列二为根据该实际边缘曲线拟合出来的函数曲线。在该坐标平面对该截面的边缘曲线(或者是与该截面上正压力面的边缘曲线平行的任意二次抛物线线)进行分析，可以得到该截面边缘曲线所成的二次抛物线可以由公式一表示：

y＝-0.0748x²-0.9855x+2.842 (公式一)

进一步的，为了能更好的降低涡流现象，在叶片沿径向的截面上，压力面的边缘曲线和/或吸力面的边缘曲线所成的二次抛物线的对称中心位于距离所述轮毂的半径为Rx的弧线上，所述半径Rx与叶片外缘最大半径R之比Rx/R＝0.6～0.7。此处所说的二次抛物线的对称中心也就是是指二次抛物线的最低点处。也就是说，将叶片沿径向的做截面，得到的截面上位于叶片正面和/或背面边缘曲线均二次抛物线，且二次抛物线的最低点所在弧线的半径Rx与叶片外缘的半径之比可以设定在0.6～0.7的范围内，以此来确定二次抛物线的最低点在叶片径向的位置。

需要说明的是，由于双曲线中的一个分支的曲线形状与二次抛物线形状相似，因此，也可以说，沿叶片径向的截面上位于压力面的边缘曲线和/或位于吸力面的边缘曲线为双曲线的一个分支的曲线形状。

当然，叶片沿径向的截面上位于所述压力面的边缘曲线和/或位于所述吸力面的边缘曲线也可以为关于x的n次曲线，其中，2≤n≤6。仍以图5所示的坐标系中为例，叶片沿径向的截面的边缘曲线也可以为四次曲线，如图7为叶片沿径向截面的边缘曲线所成的四次曲线的结构图以及数据分析结果(图中，系列一为风叶的实际边缘曲线，系列二为根据该实际边缘曲线拟合出来的函数曲线)，可以得到该截面边缘曲线所成的四次曲线可以由公式二表示：

y＝-0.0003x⁴+0.0153x³-0.1858x²+0.6015x+0.3976 (公式二)

该四次曲线的方程也可以为：y＝-0.0003x⁴+0.0166x³-0.2112x²+0.7868x

当然关于x的n次曲线的方程可以有多种，只要是将叶片后缘向吸力面折弯，同时在朝向叶片沿径向的截面看去，叶片沿径向的截面上位于所述压力面的边缘曲线和/或位于所述吸力面的边缘曲线为中间凹两端高的曲线，可以降低叶片上的涡流现象即可。更进一步地，只要是将叶片后缘向吸力面折弯，同时在朝向叶片沿径向的截面看去，叶片沿径向的截面上位于所述吸力面的边缘曲线为中间凹两端高的曲线(满足公式一或公式二或其他函数曲线公式)，即吸力面为曲面，只要能降低叶片上的涡流现象即可，此时压力面可以为曲面，也可以不为曲面(即此时压力面可以为任意形状)。

轴流风扇的整机性能还与风扇的功耗有关，现有的轴流风扇在降低风扇噪音时，并没有考虑是否对风扇功耗的带来影响，现有的轴流风扇的叶片面积很大，但是叶片的有效做功面积较小，同时由于叶片面积大，叶片重量较大，又增加了叶片的功耗。

为了在降低叶片噪声的同时，降低轴流风扇的功耗，参见图8和图9，为本发明一种轴流风扇实施例二的结构示意图，实施例二与实施例一的区别在于，增加叶片的后缘22靠近叶片的外缘23处的面积，将叶片的后缘22上靠近外缘23的曲线向外扩展延伸，以增加叶片后缘的面积。为了增大叶片后缘靠近叶片外缘区域的面积，将叶片的后缘22的径向弧线设置为由第一弧线段和第二弧线段组成，第一弧线段和第二弧线段的连接处为O。叶片的后缘22的径向弧线在第一投影面上的投影曲线由第一线段S1和第二线段S2组成，其中，第一投影面为垂直于轴流风扇旋转轴的平面(当轴流风叶水平放置时，第一投影面即为平行于水平面的任一平面)；第一线段S1为从轮毂的根部11向着叶片的外缘22延伸的折线，且该折线的各个折点的折弯方向均相同，且折弯方向背离叶片的前缘；第二线段S2为以第一线段S1靠近外缘的一端为起点的曲线，且曲线的弯曲方向与折线的折弯方向相同。

第一线段S1为从轮毂根部11沿径向到连接点O之间的弧线在第一投影面的投影线段，即，第一弧线线段在第一投影面的投影。第一弧线段具有较大的弧度，该弧线平稳缓慢的变化，其投影曲线第一线段S1为缓慢变化的线性线段，第一线段可以认为由多段折线组成，相连的各个折线间弯折较小，使得第一线段S1呈现类似直线的线型。

第二线段S2为第二弧线段在第一投影面的投影，第一线段S1和第二线段S2的连接点O1，连接点O1为连接点O在第一投影面的投影。该第二线段为曲线，优选的，该第二线段S2可以呈抛物线状，该抛物线沿着背离前缘的方向向外扩展，增加叶片的后缘靠近外缘区域的面积。

其中，该第一线段S1也可以为从轮毂的根部向着所述叶片的外缘延伸的直线；对应的，第二线段S2为以第一线段S1靠近所述外缘的一端为起点的曲线，所述曲线的弯曲方向背离叶片的前缘。

当然，第一线段S1也可以为从轮毂的根部向着叶片的外缘延伸的曲线，且第一线段S1所成的曲线的弯曲方向背离叶片的前缘；与第一线段对应，第二线段S2为以第一线段靠近外缘的一端为起点的曲线，且第二线段所成的曲线的弯曲方向背离叶片的前缘。

具体的，第二线段S2可以为抛物线，抛物线的弯曲方向背离叶片的前缘。

经发明人研究发现，轴轮风扇转动过程中，叶片的主要做功区域位于叶片的后缘靠近叶片的外缘的区域，而现有的轴流风扇的叶片的后缘为一条近似直线的，具有较大弧度弧线，整个叶片的面积较大，但是叶片的有效做功面积并不大，因此，本实施例中将叶片的后缘设计成由第一弧线段和第二弧线组成，第二弧线段在第一投影面上投影得到的第二线段，该第二线段成曲线，且曲线的弯曲方向背离叶片的前缘，从而增大了叶片的后缘靠近外缘的面积区域，增加了叶片的有效做功面积，当轴流风扇转动时，风叶的送风量增加，功耗降低。

进一步的，参见图8，叶片的后缘22的径向弧线在水平面的投影曲线长La，第一线段S1的长度为0.6～0.8La，优选地，第一线段S1的长度可以为0.6La或0.7La或0.8La；第二线段的为从0.6La或0.7La或0.8La到La处的曲线，换言之，当叶片后缘22的径向弧线在水平面的投影曲线长为La时，连接点O1位于0.6～0.8La处，从0.6～0.8La处到La的投影曲线为抛物线。

参见图10、为本发明一种轴流风扇实施例三的叶片外缘结构示意图，本实施例与实施例一的区别在于，叶片的外缘并非由同一半径的圆弧线组成，该叶片的外缘由依次相连的第一圆弧C1、第二圆弧C2和第三圆弧C3组成，第一圆弧C1以叶片的前缘为起点，第一圆弧和第三圆弧的半径均小于所述第二圆弧的半径。

该第一圆弧C1以叶片的前缘为起点，第一圆弧C1的终点为第二圆弧C2的起点，而第二圆弧C2的终点为第三圆弧C3的起点，第三圆弧C3的终点与叶片的后缘相接；且第二圆弧C2的半径大于第一圆弧C1和第三圆弧C2中任一圆弧的半径。如果第一圆弧的半径为R1、第二圆弧的半径为R2、第三圆弧半径为R3，则R2＞Max(R1，R2)，第二圆弧R2的半径最大，在该情况下叶片的外缘的弧线并不是同半径的，叶片外缘的最大半径为第二圆弧对应的半径R2。

经发明人研究发现，叶片外缘与导流圈的间隙大小会影响风扇转动过程中风量的大小，而叶片外缘与导流圈的间隙越小，风扇转动产生的风量越容易满足设计要求。本实施例中叶片外缘由半径不同的三段圆弧组成，叶片外缘中间部分圆弧的半径最大，两端圆弧半径较小，这样叶片外缘中间部分与导流圈的间隙不会发生改变，风扇转动过程中产生的风量也不会发生改变，而叶片外缘的两端的圆弧半径变小，使得叶片整体面积减小，降低了叶片的重量，进而减少了功耗。

为了在降低叶片噪声的同时，降低轴流风扇的功耗，还可以将叶片向压力面弯曲，参见图11，为本发明一种轴流风扇实施例四的包含叶片沿径向截面B’曲线的立体结构示意图，实施例四与实施例一的区别点在于，实施例四中的叶片的外缘向压力面弯曲，叶片向压力面弯曲，叶片外缘微翘，叶片的压力面成曲面，使叶片背面的叶面(即压力面)形成曲面C’，当轴流风扇转动时，气流在叶片外缘处的流向会发生改变，气流对叶片的外缘的冲击力减弱，从而降低了附面层的加厚程度，减弱叶片外缘的压力差(外缘为吸力面与压力面的交界)，从而减弱叶片的涡流现象，降低由于涡流引起的噪声。

叶片沿径向的截面上位于压力面的边缘曲线和/或位于所述吸力面的边缘曲线为朝向压力面弯曲的曲线，且在所述叶片的吸力面朝下时，所述边缘曲线靠近外缘的一端低于所述边缘曲线靠近轮毂根部的一端。也就是说，在叶片沿径向的截面上，位于压力面的边缘曲线为朝向压力面弯曲的曲线，且在叶片的压力面朝向上，位于压力面的边缘曲线靠近外缘的一端高于该边缘曲线靠近轮毂的一端，当叶片的吸力面的弯曲方向与该压力面弯曲方向相同时，在叶片的压力面朝向上，位于吸力面的边缘曲线靠近外缘的一端高于该边缘曲线靠近轮毂的一端。

优选的，在叶片沿径向的截面上，位于压力面的边缘曲线和/或位于吸力面的边缘曲线均为开口向下的二次抛物线。将该图11中的沿叶片径向的截面的边缘曲线所呈现的二次抛物线设置在一平面坐标系中，参见图12和图13，坐标系的原点对应该叶片径向截面上叶片与轮毂根部的接触点，x(即，X(R))轴为沿该轮毂根部向叶片外缘延伸的方向，x值代表截面上位于压力面和吸力面的边缘曲线在该方向上延伸的长度，y(即Y(R))轴为与轮毂转轴平行的坐标轴，y值代表截面上位于压力面和吸力面的边缘曲线在该方向上延伸的高度(负方向)，即，x值表示在由所述x轴和y轴构成的坐标系中，以压力面和/或吸力面的边缘曲线与轮毂的交点为坐标原点，所述压力面和吸力面的边缘曲线上的点的横坐标值；y值表示在由所述x轴和y轴构成的坐标系中，以压力面和/或吸力面的边缘曲线与轮毂的交点为坐标原点，所述压力面和吸力面的边缘曲线上的点的纵坐标值(负方向)，图中，系列一为风叶的实际边缘曲线，系列二为根据该实际边缘曲线拟合出来的函数曲线。在该坐标平面对该截面的边缘曲线(或者是与该截面上正压力面的边缘曲线平行的任意二次抛物线线)进行分析，可以得到该截面边缘曲线所成的二次抛物线可以由公式三表示：

y＝-0.02x²+0.2042x-3.4697 (公式三)

进一步的，为了能更好的降低涡流现象，在叶片沿径向的截面上，压力面的边缘曲线和/或吸力面的边缘曲线所成的二次抛物线的对称中心位于距离所述轮毂的半径为Rx的弧线上，所述半径Rx与叶片外缘最大半径R之比Rx/R＝0.6～0.7。此处所说的二次抛物线的对称中心也就是指二次抛物线的最高点处。也就是说，将叶片沿径向做截面，得到的截面上位于叶片正面和/或背面边缘曲线为二次抛物线，且二次抛物线的最低点所在弧线的半径Rx与叶片外缘的半径之比可以设定在0.6～0.7的范围内，以此来确定二次抛物线的最低点在叶片径向的位置。

当然，叶片沿径向的截面上位于所述压力面的边缘曲线和/或位于所述吸力面的边缘曲线也可以为关于x的n次曲线，其中，2≤n≤6。仍以图12所示的坐标系中为例，叶片沿径向的截面的边缘曲线也可以为四次曲线，如图14为叶片沿径向截面的边缘曲线所成的四次曲线的结构图以及数据分析结果(图中，系列一为风叶的实际边缘曲线，系列二为根据该实际边缘曲线拟合出来的函数曲线)，可以得到该截面边缘曲线所成的四次曲线可以由公式四表示：

y＝-2×10^-8x⁴+2×10^-6x³-0.014x²+0.1479x-2.1532 (公式四)

当然关于x的n次曲线的方程可以有多种，只要是将叶片后缘向压力面折弯，同时在朝向叶片沿径向的截面看去，叶片沿径向的截面上位于所述压力面的边缘曲线和/或位于所述吸力面的边缘曲线为中间凸两端低的曲线，可以降低叶片上的涡流现象即可。更进一步地，只要是将叶片后缘向压力面折弯，同时在朝向叶片沿径向的截面看去，叶片沿径向的截面上位于所述压力面的边缘曲线为中间凸两端低的曲线(满足公式三或公式四或其他函数曲线公式)，即压力面为曲面，只要能降低叶片上的涡流现象即可，此时吸力面可以为曲面，也可以不为曲面(即此时压力面可以为任意形状)。

在叶片朝向压力面弯曲的情况下，也可以增加叶片后缘的面积，叶片后缘的结构与实施例二的描述相同，在此不再赘述。

当然为了增加叶片的做功面积，当叶片的外缘朝压力面弯曲的情况下，叶片的外缘也可以由不同半径的圆弧线组成，叶片外缘的结构与实施例三描述的相同，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种轴流风扇，包括轮毂和设置在所述轮毂外周上的若干叶片，每个叶片沿轴向流动方向上的两侧面分别为压力面和吸力面，其特征在于，所述叶片的前缘设置有加厚部；

所述叶片向所述吸力面弯曲，使得所述叶片的吸力面形成曲面。

2.根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述叶片沿径向的截面上位于所述压力面的边缘曲线和/或位于所述吸力面的边缘曲线为朝向吸力面弯曲的曲线，且在所述叶片的吸力面朝上时，所述边缘曲线靠近外缘的一端高于所述边缘曲线靠近轮毂根部的一端。

3.根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述加厚部设置在所述叶片的前缘的压力面和/或吸力面。

4.根据权利要求3所述的轴流风扇，其特征在于，所述加厚部对称的设置在所述前缘的压力面和吸力面上。

5.根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述叶片的后缘的径向弧线在第一投影面上的投影曲线由第一线段和第二线段组成，所述第一投影面为垂直于所述轴流风扇旋转轴的平面；

6.根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述叶片的后缘的径向弧线在第一投影面上的投影曲线由第一线段和第二线段组成，所述第一投影面为垂直于所述轴流风扇旋转轴的平面；

7.根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述叶片的后缘的径向弧线在第一投影面上的投影曲线由第一线段和第二线段组成，所述第一投影面为垂直于所述轴流风扇旋转轴的平面；

8.根据权利要求5、6或7任一项所述的轴流风扇，其特征在于，当所述叶片的后缘的在第一投影面上的投影曲线长度为La时，所述第一线段的长度为0.6La～0.8La。

9.根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述叶片的外缘由依次相连的第一圆弧、第二圆弧和第三圆弧组成，其中，所述第一圆弧以叶片的前缘为起点；

10.根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述加厚部的厚度从轮毂根部向着所述叶片的外缘沿径向逐渐减小。

11.根据权利要求10所述的轴流风扇，其特征在于，在从所述叶片的前缘到所述叶片的后缘方向上，所述加厚部的厚度沿着等基元弧线逐渐变小。

12.根据权利要求11所述的轴流风扇，其特征在于，所述加厚部的最大厚度T_Max与所述叶片的外缘的最大半径R之比T_Max/R＝0.051～0.06，所述加厚部的最小厚度T_Min与所述叶片的外缘的最大半径R之比T_Min/R＝0.016～0.03。

13.根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述加厚部沿着等基元弧线延伸设定长度，所述设定长度为设定弧长L1，L1∝Raⁿ，n≥4，Ra为所述设定弧长L1所对应的半径，且所述设定弧长L1与叶片外缘的最大半径R之比L1/R＝0.1～0.2。

14.根据权利要求2所述的轴流风扇，其特征在于，在所述叶片沿径向的截面上，所述压力面的边缘曲线和/或所述吸力面的边缘曲线均为开口向上的二次抛物线。

15.根据权利要求14所述的轴流风扇，其特征在于，在所述叶片沿径向的截面上，所述压力面的边缘曲线和/或所述吸力面的边缘曲线所成的二次抛物线的对称中心位于距离所述轮毂的半径为Rx的弧线上，所述半径Rx与叶片外缘最大半径R之比Rx/R＝0.6～0.7。

16.根据权利要求14所述的轴流风扇，其特征在于，所述压力面的边缘曲线和/或所述吸力面的边缘曲线所成的二次抛物线的方程为：

y＝-0.0748x²-0.9855x+2.842；

17.根据权利要求2所述的轴流风扇，其特征在于，在所述叶片沿径向的截面上，所述压力面的边缘曲线和/或所述吸力面的边缘曲线的曲线方程为：

y＝-0.0003x⁴+0.0153x³-0.1858x²+0.6015x+0.3976；

18.根据权利要求2所述的轴流风扇，其特征在于，在所述叶片沿径向的截面上，所述压力面的边缘曲线和/或所述吸力面的边缘曲线的曲线方程为：

y＝-0.0003x⁴+0.0166x³-0.2112x²+0.7868x；

19.一种轴流风扇，包括轮毂和设置在所述轮毂外周上的若干叶片，每个叶片沿轴向流动方向上的两侧面分别为压力面和吸力面，其特征在于，所述叶片的前缘设置有加厚部；

20.根据权利要求19所述的轴流风扇，其特征在于，所述叶片沿径向的截面上位于所述压力面的边缘曲线和/或位于所述吸力面的边缘曲线为朝向压力面弯曲的曲线，且在所述叶片的吸力面朝下时，所述边缘曲线靠近外缘的一端低于所述边缘曲线靠近轮毂根部的一端。

21.根据权利要求19所述的轴流风扇，其特征在于，所述加厚部设置在所述叶片的前缘的压力面和/或吸力面。

22.根据权利要求21所述的轴流风扇，其特征在于，所述加厚部对称的设置在所述前缘的压力面和吸力面上。

23.根据权利要求19所述的轴流风扇，其特征在于，所述叶片的后缘的径向弧线在第一投影面上的投影曲线由第一线段和第二线段组成，所述第一投影面为垂直于所述轴流风扇旋转轴的平面；

24.根据权利要求19所述的轴流风扇，其特征在于，所述叶片的后缘的径向弧线在第一投影面上的投影曲线由第一线段和第二线段组成，所述第一投影面为垂直于所述轴流风扇旋转轴的平面；

25.根据权利要求19所述的轴流风扇，其特征在于，所述叶片的后缘的径向弧线在第一投影面上的投影曲线由第一线段和第二线段组成，所述第一投影面为垂直于所述轴流风扇旋转轴的平面；

26.根据权利要求23、24或25任一项所述的轴流风扇，其特征在于，当所述叶片的后缘的在第一投影面上的投影曲线长度为La时，所述第一线段的长度为0.6La～0.8La。

27.根据权利要求19所述的轴流风扇，其特征在于，所述叶片的外缘由依次相连的第一圆弧、第二圆弧和第三圆弧组成，其中，所述第一圆弧以叶片的前缘为起点；

28.根据权利要求19所述的轴流风扇，其特征在于，所述加厚部的厚度从轮毂根部向着所述叶片的外缘沿径向逐渐减小。

29.根据权利要求28所述的轴流风扇，其特征在于，在从所述叶片的前缘到所述叶片的后缘方向上，所述加厚部的厚度沿着等基元弧线逐渐变小。

30.根据权利要求29所述的轴流风扇，其特征在于，所述加厚部的最大厚度T_Max与所述叶片的外缘的最大半径R之比T_Max/R＝0.051～0.06，所述加厚部的最小厚度T_Min与所述叶片的外缘的最大半径R之比T_Min/R＝0.016～0.03。

31.根据权利要求19所述的轴流风扇，其特征在于，所述加厚部沿着等基元弧线延伸设定长度，所述设定长度为设定弧长L1，L1∝Raⁿ，n≥4，ra为所述设定弧长L1所对应的半径，且所述设定弧长L1与叶片外缘的最大半径R之比L1/R＝0.1～0.2。

32.根据权利要求20所述的轴流风扇，其特征在于，在所述叶片沿径向的截面上，所述压力面的边缘曲线和/或所述吸力面的边缘曲线均为开口向下的二次抛物线。

33.根据权利要求32所述的轴流风扇，其特征在于，在所述叶片沿径向的截面上，所述压力面的边缘曲线和/或所述吸力面的边缘曲线所成的二次抛物线的对称中心位于距离所述轮毂的半径为Rx的弧线上，所述半径Rx与叶片外缘最大半径R之比Rx/R＝0.6～0.7。

34.根据权利要求32所述的轴流风扇，其特征在于，所述压力面的边缘曲线和/或所述吸力面的边缘曲线所成的二次抛物线的方程为：

y＝-0.02x²+0.2042x-3.4697；

35.根据权利要求20所述的轴流风扇，其特征在于，在所述叶片沿径向的截面上，所述压力面的边缘曲线和/或所述吸力面的边缘曲线的曲线方程为：

y＝-2×10^-8x⁴+2×10^-6x³-0.014x²+0.1479x-2.1532；