CN1262767C - 轴流风扇 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过把旋转叶片的弯度比减少率设定为33%～85%，比以往更能显著减少噪声的轴流风扇。该轴流风扇具有：毂(120)，其与电动机的旋转轴结合；以及多个旋转叶片(110)，其在上述毂的外周设置成一体，一面旋转一面在轴方向吹送空气；当把上述旋转叶片(110)的叶片根侧的最大弯度值除以弦长所得的值设定为叶片根侧弯度比(cr1)，把上述旋转叶片(110)的叶片端侧的最大弯度值除以弦长所得的值设定为叶片端侧弯度比(cr2)，以及把上述叶片根侧弯度比(cr1)和上述叶片端侧弯度比(cr2)的差除以上述叶片根侧弯度比(cr1)所得的值设定为弯度比减少率(Δcr)时，上述弯度比减少率(Δcr)满足33%～85%。

Description

轴流风扇
技术领域
本发明涉及轴流风扇，具体涉及一种通过把旋转叶片的弯度(camber)比减少率设定为33％～85％，能实现噪声明显比以往低的轴流风扇。
背景技术
轴流风扇(Axial Flow Fan)是一种具有在毂(hub)的外周成放射状设置的多个旋转叶片，通过电动机等旋转并在旋转叶片的轴方向吹送空气的流体机械。作为代表性的轴流风扇，具有为了促进风扇和换气用换气扇或者汽车的散热器和冷凝器等的空冷式热交换器的散热而向上述热交换器吹送散热用空气的冷却风扇(Cooling Fan)。
作为汽车空调装置的热交换器冷却风扇使用的轴流风扇和罩板(Shroud)一起安装在热交换器的后面或前面，该罩板用喇叭口型通风口包围其周围，并在通风口的前面或后面具有可在轴方向诱导送风空气的引导叶片。这种轴流风扇根据针对热交换器的配置形式而大致分为推送式(Pusher Type)和牵引式(PullerType)。
一般，汽车用轴流风扇1，如图1和图2所示，包围固定其外周，并与引导送风空气的罩板(Shroud)2形成一组安装在热交换器的前面。而且，轴流风扇1由以下部分形成一体型：毂12，其与电动机3的驱动轴结合；多个旋转叶片11，其在上述毂12的外周呈放射状设置；以及圆形风扇带(fan band)13，其与上述旋转叶片11的叶片端连结并包围旋转叶片11的周围。上述毂12、旋转叶片11和风扇带13的材料是合成树脂。上述轴流风扇1一面通过电动机3的旋转力，使设置在毂12外周的具有流线型断面结构的旋转叶片11旋转，一面在其前后面生成由空气流动速度差引起的差压，在轴方向吹送空气。
因此，上述旋转叶片11给轴流风扇1的送风效率和噪声的发生量带来最大影响。为此，正如表示轴流风扇旋转叶片相关术语的定义的图5的旋转叶片断面图所示，在设计轴流风扇1时，旋转叶片11的设定角(Setting Angle)、弯度比(Max Camber value ratio)、横方向曲率、弦长、以及轴方向倾斜角等成为重要的设计因素。
上述弯度比是最大弯度值(Max Camber Value)除以弦长(Chord Length)的比。
而且，上述设定角是90°减旋转叶片11的交错角(Stagger Angle)所得的值。
此处，上述设计因素中，设定角和弯度比是更重要的。
现有技术中的设定角，如图5和图6所示，从中间区域到叶片端(Blade Tip)是恒定的，在端部减少若干，弯度比从毂12越到叶片端就越减少，减少率不超过30％。
然而，根据上述现有技术的设计因素，在减少旋转叶片旋转时发生的送风噪声方面是有限制的。
发明内容
本发明是鉴于上述现有问题而提出的，本发明的目的是提供一种通过把旋转叶片的弯度比减少率设定为33％～85％，使噪声明显低于以往的轴流风扇。
为了达到上述目的，本发明的一实施例，一种轴流风扇，具有：毂，其与电动机的旋转轴结合；以及多个旋转叶片，其在上述毂的外周形成一体，一面旋转一面在轴方向吹送空气；其特征在于，当把上述旋转叶片的叶片根侧的最大弯度值除以弦长所得的值设定为叶片根侧弯度比(cr1)，把上述旋转叶片的叶片端侧的最大弯度值除以弦长所得的值设定为叶片端侧弯度比(cr2)，以及把上述叶片根侧弯度比(cr1)和上述叶片端侧弯度比(cr2)的差除以上述叶片根侧弯度比(cr1)所得的值设定为弯度比减少率(Δcr)时，上述弯度比减少率(Δcr)为33％～85％。
优选地，本发明的轴流风扇可在上述技术方案的基础上进一步改进，其特征在于，上述旋转叶片的叶片根侧具有向后摆动(sweep)角，上述旋转叶片的叶片端侧具有向前摆动角；在上述旋转叶片中叶片根侧的向后摆动角区域和叶片端侧的向前摆动角区域之间的区域，由被划分成摆动角方向交替变化的多个区域的流动分散区域组成。
根据本发明的轴流风扇，通过把旋转叶片的弯度比减少率设定为33％～85％，能够使噪声明显低于以往。
附图说明
图1是一般轴流风扇组装体的分解透视图。
图2是图1所示的轴流风扇的正面图。
图3是示出根据本发明的轴流风扇的外观的透视图。
图4是本发明的轴流风扇的正面图。
图5示出与轴流风扇旋转叶片有关的术语的定义，是沿图4的指示线“V-V”的断面图。
图6是示出根据本发明的实施例的设定角的变化的图。
图7是示出使用本发明的设定角时，以往和本发明的各自噪声程度的图。
图8是示出根据本发明的实施例的弯度比的变化的图。
图9是示出同一风量时，根据本发明的弯度比的噪声程度的线型图。
[符号说明]
110旋转叶片
120毂
具体实施方式
以下，根据附图对根据本发明的轴流风扇的优选实施例进行详细说明。
图3是示出根据本发明的轴流风扇的外观的透视图，图4是图3的正面图，图5示出与轴流风扇旋转叶片有关的术语的定义，是沿图4的指示线“V-V”的断面图，图6是示出根据本发明的实施例的设定角的变化的图，图7是示出使用本发明的设定角时，以往和本发明的各自噪声程度的图，图8是示出根据本发明的实施例的弯度比的变化的图，图9是示出同一风量时，根据本发明的弯度比的噪声程度的线型图。
本发明的轴流风扇100具有：毂120，其与电动机的旋转轴结合；多个旋转叶片110，其在上述毂120的外周设置成一体，一面旋转一面在轴方向吹送空气；以及圆形风扇带130，其与上述旋转叶片110的叶片端连结，并包围旋转叶片110的周围。
上述旋转叶片110，其前缘110a和后缘110b形成波状。
上述本发明的轴流风扇100根据针对热交换器的配置形式而分为推送式(Pusher Type)和牵引式(Puller Type)。
具有上述结构的本发明的第1实施例，当把上述旋转叶片110的叶片根侧最大弯度值除以弦长所得的值设定为叶片根侧弯度比cr1，把上述旋转叶片110的叶片端侧最大弯度值除以弦长所得的值设定为叶片端侧弯度比cr2，以及把上述叶片根侧弯度比cr1和上述叶片端侧弯度比cr2的差除以上述叶片根侧弯度比cr1所得的值设定为弯度比减少率Δcr时，上述弯度比减少率Δcr满足33％～85％。
最优选的是，上述弯度比减少率Δcr为50％～70％。
上述旋转叶片110的设定角(setting angle)sa从上述旋转叶片110的中央区域越向上述旋转叶片110的叶片端就越增加。
上述设定角从最小值增加到2°～8°。
上述旋转叶片110的叶片根侧弯度比cr1为最大0.1，上述旋转叶片110的叶片端侧弯度比cr2为最小0.01。
更优选的是，上述旋转叶片110的叶片根侧弯度比cr1为最大0.065，上述旋转叶片110的叶片端侧弯度比cr2为最小0.025。
以上，对本发明的第1实施例作了说明。
本发明的第2实施例，上述旋转叶片110的叶片根侧具有向后摆动角，上述旋转叶片110的叶片端侧具有向前摆动角；在上述旋转叶片110中叶片根侧的向后摆动角区域和叶片端侧的向前摆动角区域之间的区域，由被划分成摆动角的方向交替变化的多个区域的流动分散区域组成。
进行更详细说明，摆动角(sweep angle)σr在与毂120接触的叶片根侧向反旋转方向倾斜，在作为旋转叶片110的前端的叶片端侧向旋转方向倾斜，被定义成在通过旋转叶片110的前缘110a或后缘110b上的任意地点的切线与通过该任意地点和毂120的中心的半径线之间的角度，表示旋转叶片110的旋转方向的斜度。上述摆动角(sweep angle)σr的方向尽管在叶片根侧是向后(-)，然而越向叶片端就越在特定地点回折，在叶片端侧改变为向前(+)。即，上述摆动角(sweep angle)σr在叶片根侧区域具有向后的摆动角σr1，在叶片端侧区域具有向前的摆动角σr2。
上述前缘110a或后缘110b具有：摆动角的方向从叶片根侧的向后变为向前的第1回折点r11，以及从向前变为向后的第2回折点r12，并还具有从向后变为向前的第3回折点r13，并且还具有作为第1回折点r11和第3回折点r13之间区域的流动分散区域D。
如上所述，如果具有流动分散区域D，则在后缘侧形成流动集中的二个流动集中部D1、D2。因此，根据本发明的轴流风扇10与仅具有一个流动集中部(参照图2的符号C)的现有轴流风扇相比，使流动集中得到大幅缓和。
另一方面，当把上述旋转叶片110的叶片根侧最大弯度值除以弦长所得的值设定为叶片根侧弯度比cr1，把上述旋转叶片的叶片端侧最大弯度值除以弦长所得的值设定为叶片端侧弯度比cr2，以及把上述叶片根侧弯度比cr1和上述叶片端侧弯度比cr2的差除以上述叶片根侧弯度比cr1所得的值设定为弯度比减少率Δcr时，上述弯度比减少率Δcr满足33％～85％。
最优选的是，上述弯度比减少率Δcr为50％～70％。
上述旋转叶片110的设定角(setting angle)sa从上述旋转叶片110的中间区域越向上述旋转叶片110的叶片端就越增加。
上述设定角从最小值增加到2°～8°。
上述旋转叶片110的叶片根侧弯度比cr1为最大0.1，上述旋转叶片110的叶片端侧弯度比cr2为最小0.01。
更优选的是，上述旋转叶片110的叶片根侧弯度比cr1为最大0.065，上述旋转叶片110的叶片端侧弯度比cr2为最小0.025。
此处，图6的X轴把旋转叶片110在图4的V-V线方向作了17等分，Y轴意味着图5所示的设定角。
进一步详细说明，设定角1(□)表示，如本发明那样的设定角从上述毂120的中间区域越向上述旋转叶片110的叶片端就越增加，设定角2(◇)表示，不是从毂120的中间区域越向上述旋转叶片110的叶片端就越增加，而是大致恒定，设定角3(◆)、设定角4(■)、设定角5(△)表示如以往那样的设定角从毂120的中间区域越向上述旋转叶片110的叶片端就越减少，
此处，图8的X轴把旋转叶片110在图4的V-V线方向作了17等分，Y轴意味着图5所示的弯度比。
进一步详细说明，●是以往的旋转叶片110的弯度比，表示从毂120越向旋转叶片110的叶片端就越恒定，此时的弯度比在全部区间为0.06～0.07。
◇的弯度比表示从毂120越向旋转叶片110的叶片端就越减少若干，此时的弯度比为0.06至0.07～0.05至0.06。
△是本发明的最佳弯度比，表示从毂120越向旋转叶片110的叶片端就减少越多，此时的弯度比为0.065～0.025。
通过根据上述本发明的第1实施例和第2实施例来设计旋转叶片110的设定角，如图7所示，在设定角1(□)，在同一风量时噪声显著减少，而越到设定角2(◇)、设定角3(◆)、设定角4(■)、设定角5(△)，噪声越是逐渐增加。
并且，通过根据第1实施例和第2实施例设定旋转叶片110的弯度比减少率范围以内，如图8和图9所示，在本发明中，根据弯度比1(●)、弯度比2(◇)、弯度比3(△)，在同一风量时噪声逐渐减少。
而且，在本发明的最佳弯度比3(△)时，如图9所示，在同一风量时噪声显著减少。

Claims (12)

1.一种轴流风扇，具有：
毂(120)，其与电动机的旋转轴结合；
以及多个旋转叶片(110)，其在上述毂(120)的外周设置成一体，一面旋转一面在轴方向吹送空气；
其特征在于，
当把上述旋转叶片(110)的叶片根侧的最大弯度值除以弦长所得的值设定为叶片根侧弯度比(cr1)，
把上述旋转叶片(110)的叶片端侧的最大弯度值除以弦长所得的值设定为叶片端侧弯度比(cr2)，以及
把上述叶片根侧弯度比(cr1)和上述叶片端侧弯度比(cr2)的差除以上述叶片根侧弯度比(cr1)所得的值设定为弯度比减少率(Δcr)时，
上述弯度比减少率(Δcr)满足33％～85％。
2.根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，上述旋转叶片(110)的设定角(sa)从上述旋转叶片(110)的中间区域越向上述旋转叶片(110)的叶片端就越增加。
3.根据权利要求2所述的轴流风扇，其特征在于，上述设定角从最小值增加到2°～8°。
4.根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，上述旋转叶片(110)的叶片根侧弯度比(cr1)为最大0.1，上述旋转叶片(110)的叶片端侧弯度比(cr2)为最小0.01。
5.根据权利要求4所述的轴流风扇，其特征在于，上述旋转叶片(110)的叶片根侧弯度比(cr1)为最大0.065，上述旋转叶片(110)的叶片端侧弯度比(cr2)为最小0.025。
6.根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，上述弯度比减少率(Δcr)为50％～70％。
7.根据权利要求4所述的轴流风扇，其特征在于，
每个旋转叶片(110)在叶片根侧具有向后摆动角，在叶片端侧具有向前摆动角；
在叶片根侧的向后摆动角区域和叶片端侧的向前摆动角区域之间的区域，由被划分成摆动角的方向交替变化的多个区域的流动分散区域组成。
8.根据权利要求7所述的轴流风扇，其特征在于，上述旋转叶片(110)的设定角(sa)从上述旋转叶片(110)的中间区域越向上述旋转叶片(110)的叶片端就越增加。
9.根据权利要求8所述的轴流风扇，其特征在于，上述设定角从最小值增加到2°～8°。
10.根据权利要求7所述的轴流风扇，其特征在于，上述旋转叶片(110)的叶片根侧弯度比(cr1)为最大0.1，上述旋转叶片(110)的叶片端侧弯度比(cr2)为最小0.01。
11.根据权利要求10所述的轴流风扇，其特征在于，上述旋转叶片(110)的叶片根侧弯度比(cr1)为最大0.065，上述旋转叶片(110)的叶片端侧弯度比(cr2)为最小0.025。
12.根据权利要求7所述的轴流风扇，其特征在于，上述弯度比减少率(Δcr)为50％～70％。
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