CN109424584B - 叶片导流装置 - Google Patents

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Abstract

一种叶片导流装置，用以解决现有叶片导流装置增加额外重量及表面积的问题。该叶片导流装置包括：一导流件，该导流件具有一导流帆，该导流帆连接于一颈部的第一端，该颈部的第二端具有一第一结合部；及一叶片，该叶片的末端具有一第二结合部，该第二结合部与该第一结合部相结合，该导流帆的径向截面积小于或等于该叶片的径向截面积，及该颈部的第一端的径向截面积小于该颈部的第二端的径向截面积，及小于该导流帆的径向截面积。

Description

叶片导流装置
技术领域
本发明涉及一种叶片导流装置，尤其是一种可减弱尖端涡流及提升风扇旋转效率的叶片导流装置。
背景技术
风扇叶片正常旋转时，该叶片的上表面与下表面存在一压力差，导致该叶片末端周遭的空气由压力高处往压力低处绕流，同时该叶片旋转使空气以切线方向通过该叶片末端，组合两种空气流动形态，形成一螺旋状的漩涡运动，称作尖端涡流（Tip Vortex）。
大型机具所产生的尖端涡流会干扰周遭的环境甚至造成破坏，而一般风扇的运转能量较小并不足以造成危害，但可能因为旋转中的叶片进入前方叶片的尖端涡流而产生噪音，同时影响风扇运转的稳定性。
现有的翼端帆（Winglet）可安装于叶片末端，增加空气由上表面流动至下表面的路径，以阻碍叶片末端的空气绕流，达到减弱尖端涡流的效果。
但是，安装上述现有的翼端帆于叶片时，会增添额外的重量，且延伸扩张的表面积等同于增加摩擦阻力，将导致叶片的旋转效率降低。
有鉴于此，现有的叶片导流装置确实仍有加以改善的必要。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种叶片导流装置，其可降低空气摩擦阻力并降低风扇马达的负担，以提升风扇旋转效率。
本发明的目的在于提供一种叶片导流装置，其具有阻碍空气绕流以削减尖端涡流的功能，并转换空气绕流为旋转动力。
本发明以下所述方向性或其近似用语，例如“末端”、“径向”、“纵切面”、“横切面”、“内”、“外”、“侧面”等，主要参考附图的方向，各方向性或其近似用语仅用以辅助说明及理解本发明的各实施例，并非用以限制本发明。
本发明的叶片导流装置包括：一导流件，该导流件具有一导流帆，该导流帆连接于一颈部的第一端，该颈部的第二端具有一第一结合部；及一叶片，该叶片的末端具有一第二结合部，该第二结合部与该第一结合部相结合，该导流帆的径向截面积小于或等于该叶片的径向截面积，及该颈部的第一端的径向截面积小于该颈部的第二端的径向截面积，及小于该导流帆的径向截面积。
据此，本发明的叶片导流装置具有缩小的表面积以降低空气摩擦阻力，且可以使导流件及叶片的重量减轻以降低风扇马达的负担，可提升风扇旋转效率，同时具有阻碍空气绕流以削减尖端涡流的功能。
其中，该颈部的第一端的径向截面积小于该导流帆的径向截面积。如此，空气绕流的路径受阻于该导流帆，具有削减尖端涡流的技术效果。
其中，该导流件的该颈部是锥状结构，由该颈部的第二端往第一端渐缩。如此，可减轻导流件的重量及减少导流帆的面积，具有提升风扇旋转效率的技术效果。
其中，在该叶片的旋转空间的径向纵切面上，该颈部与该叶片之间具有一仰角。如此，可改变空气绕流发生的位置，具有转换空气绕流为推力的技术效果。
其中，在该叶片的旋转空间的径向纵切面上，该颈部与该叶片之间具有一俯角。如此，可改变空气绕流发生的位置，具有转换空气绕流为推力的技术效果。
其中，在该叶片的旋转空间的横切面上，该颈部与该叶片之间具有一夹角。如此，该导流帆偏离该叶片，可分散空气绕流对叶片的径向施力，具有减轻叶片结构负担的技术效果。
其中，该颈部顺向该叶片的旋转方向弯折。如此，具有转换空气绕流为切向力的技术效果。
其中，该颈部逆向该叶片的旋转方向弯折。如此，具有转换空气绕流为切向力的技术效果。
其中，该叶片的内部构造中空。如此，可减少风扇运作的转动惯量，具有提升风扇旋转效率及减缓结构疲劳耗损的技术效果。
其中，该叶片的内部具有筋骨支撑构件。如此，具有提升叶片强度的技术效果。
其中，该导流帆的径向截面的外轮廓与该叶片的径向截面的外轮廓是相同形状。如此，空气沿该导流帆与该叶片流动的路径形状一致，具有使叶片稳定旋转的技术效果。
其中，该叶片的两端各自连接该导流件及一吊扇马达的一转子。如此，该吊扇马达运转时，提高吊扇旋转效率并减少尖端涡流的技术效果。
本发明的有益效果为：本发明的叶片导流装置具有缩小的表面积，以降低空气摩擦阻力，且该导流件及叶片的重量可以减轻以降低马达的负担，以提升旋转效率，甚至可转换空气绕流为旋转动力的技术效果。
附图说明
图1：本发明的第一实施例的分解立体图；
图2a：如图1所示导流帆的剖面图；
图2b：如图1所示叶片的剖面图；
图3：本发明的第一实施例的组合剖面图；
图4：如图3所示的局部构造放大图；
图5：本发明的第二实施例的局部构造放大图；
图6：本发明的第三实施例的局部构造放大图；
图7：本发明的一实施例的局部构造放大的俯视图；
图8：本发明的另一实施例的局部构造放大的俯视图。
附图标记说明
1 导流件
11 导流帆 12 颈部
121 第一端 122 第二端
13 第一结合部
2 叶片
21 第二结合部 22 定位组件
23 筋骨支撑构件
S1 第一表面 S2 第二表面
θ1 仰角 θ2 俯角。
具体实施方式
为使本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特根据本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
请参照图1所示本发明的叶片导流装置的第一实施例，其包括多个导流件1及多个叶片2，各导流件1一对一结合各叶片2的一端，该叶片2的另一端连接马达的转子，并随该转子同步旋转。
各导流件1具有一导流帆11，该导流帆11连接于一颈部12的第一端121，该颈部12的第二端122连接一第一结合部13。
各叶片2具有一第二结合部21，该第二结合部21设于该叶片2的末端，该第二结合部21固定结合于该第一结合部13上，在本实施例中，该第一结合部13是榫头，该第二结合部21是榫眼，该第一结合部13榫接于该第二结合部21内，并以一定位组件22固定，但是，该结合方式不以此为限；该叶片2具有一第一表面S1及一第二表面S2。
如图2a所示是该导流帆11的径向截面，如图2b所示是该叶片2的径向截面，且该导流帆11的径向截面积小于或等于该叶片2的径向截面积，如此可以具有缩小的体积及表面积，且该导流帆11的径向截面2的外轮廓与该叶片2的径向截面2的外轮廓较佳是相同形状。
请参照图3所示，该颈部12可以形成锥状结构，由该第二端122往该第一端121渐缩，可以是该颈部12的任意周缘以不同斜度内缩，而构成直锥状或斜锥状，使该第一端121的径向截面积小于该第二端122的径向截面积，及小于该导流帆11的径向截面积，如此可进一步减少该导流件1的体积及重量；该第二端122的外轮廓较佳与该叶片2末端的外轮廓具有相同形状及大小，使该第一结合部13结合该第二结合部21后，该导流件1与该叶片2之间完全吻合，如此可以使空气的流动较为稳定。
该导流件1及该叶片2的内部构造较佳是中空，可减少转动惯量，能以较低的功率达到相同的转速，及可以减缓该叶片2的各连接组件的疲劳耗损，但是，该叶片2的内部较佳具有筋骨支撑构件23，以增强该叶片2强度，及可以避免该叶片2末端下垂。
请参照图4所示，据由前述结构，当马达运转并带动各叶片2旋转，使空气流体通过各叶片2的第一表面S1及第二表面S2，依据流体力学，当该第一表面S1的压力低于该第二表面S2，由于空气倾向由高压处往低压处流动，该第二表面S2附近的空气具有绕流至该第一表面S1的趋势，又，在旋转过程中，大量空气沿各叶片2旋转的反方向通过各叶片2的第一表面S1及第二表面S2，导致空气由该第二表面S2绕流至该第一表面S1的路径，仅剩下通过该叶片2的末端及该导流件1，而该导流件1的该颈部12是锥状渐缩于第一端121及该导流帆11，该导流帆11的截面又大于该锥状渐缩的颈部12的第一端121，如此，可以有效阻碍空气绕流通过该导流件1。
请参照图5所示本发明的叶片导流装置的第二实施例，与第一实施例相比较，在本实施例中，在该叶片2的旋转空间的径向纵切面上，该颈部12与该叶片2之间具有一仰角θ1，该仰角θ1较佳为锐角，如此，可改变空气沿该叶片2经该颈部12到该导流帆11的路径，以影响空气绕流发生的位置，使空气绕流作用于该导流帆11的外侧，以形成往风扇中心的一作用力，如此，该导流帆11可将该作用力部分转换为该叶片2的推力，而增加风扇旋转效率。
请参照图6所示本发明的叶片导流装置的第三实施例，与第一实施例相比较，在本实施例中，在该叶片2的旋转空间的径向纵切面上，该颈部12与该叶片2之间具有一俯角θ2，该俯角θ2较佳为锐角，如此，可改变空气沿该叶片2经该颈部12到该导流帆11的路径，以影响空气绕流发生的位置，可转换空气绕流为该叶片2的推力，而增加旋转效率。
请参照图7及图8所示，在该叶片2的旋转空间的横切面上，该颈部12与该叶片2之间可具有一夹角，使该颈部12顺向该叶片2的旋转方向弯折，如图7所示，且该导流帆11的径向截面积小于或等于该叶片2的径向截面积；或使该颈部12逆向该叶片2的旋转方向弯折，如图8所示，且该导流帆11的径向截面积小于或等于该叶片2的径向截面积。
本发明的叶片导流装置可设置于一吊扇马达上，使该叶片2的两端各自连接该导流件1及该吊扇马达的转子，该吊扇马达运转时，具有提高吊扇旋转效率并减少尖端涡流的技术效果。
综上所述，本发明的叶片导流装置具有缩小的表面积，以降低空气摩擦阻力，且该导流件及叶片的重量可以减轻以降低马达的负担，以提升旋转效率，甚至可转换空气绕流为旋转动力的技术效果。

Claims (10)

1.一种叶片导流装置，其特征在于，包括：
一导流件，该导流件具有一导流帆，该导流帆连接于一颈部的第一端，该颈部的第二端具有一第一结合部；及
一叶片，该叶片的末端具有一第二结合部，该第二结合部与该第一结合部相结合，该导流帆的径向截面积小于或等于该叶片的径向截面积，及该颈部的第一端的径向截面积小于该颈部的第二端的径向截面积，该颈部的第一端的径向截面积小于该导流帆的径向截面积，该导流件的该颈部是锥状结构，由该颈部的第二端往第一端渐缩。
2.如权利要求1所述的叶片导流装置，其特征在于，在该叶片的旋转空间的径向纵切面上，该颈部与该叶片之间具有一仰角。
3.如权利要求1所述的叶片导流装置，其特征在于，在该叶片的旋转空间的径向纵切面上，该颈部与该叶片之间具有一俯角。
4.如权利要求1所述的叶片导流装置，其特征在于，在该叶片的旋转空间的横切面上，该颈部与该叶片之间具有一夹角。
5.如权利要求4所述的叶片导流装置，其特征在于，该颈部顺向该叶片的旋转方向弯折。
6.如权利要求4所述的叶片导流装置，其特征在于，该颈部逆向该叶片的旋转方向弯折。
7.如权利要求1所述的叶片导流装置，其特征在于，该叶片的内部构造是中空。
8.如权利要求1所述的叶片导流装置，其特征在于，该叶片的内部具有筋骨支撑构件。
9.如权利要求1所述的叶片导流装置，其特征在于，该导流帆的径向截面的外轮廓与该叶片的径向截面的外轮廓是相同形状。
10.如权利要求1~9中任一权利要求所述的叶片导流装置，其特征在于，该叶片的两端各自连接该导流件及一吊扇马达的一转子。
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