CN1330228A - 带有无刷直流电机的轴流风扇 - Google Patents

带有无刷直流电机的轴流风扇 Download PDF

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Abstract

一种带有无刷直流电机的用于电子器具的轴流风扇对以下参数进行最优化设计:叶片和风扇壳体的轴向高度、叶片数量、叶片的内外直径比、曲度比、叶片倾角和扫掠角。叶片轴向高度比风扇壳体轴向高度大,叶片进气面在所述风扇壳体的一个表面之外,其位置高出所述风扇壳体的该表面一个预定的突出高度,增加了所述风扇的空气量。叶片的数量是8,所述风扇的内外直径之比为0.40～0.45,因此降低了所述风扇的运行噪音。

Description

带有无刷直流电机的轴流风扇
本发明广义上讲涉及一种带有电机的轴流风扇，用于电子器具，诸如办公室或家庭用电子器具；比较特殊地讲涉及一种带有无刷直流电机的轴流风扇。该轴流风扇对以下参数都进行了最优化设计：直径比、叶片数量、曲度比(camber ratio)、倾角(pitch angle)和扫掠角(sweep angle)，因此除了增加空气量外还降低了运行噪音。
图1a和1b分别是普通的与电机组合的轴流风扇的平面图和侧视图。图2是普通轴流风扇沿图1a中A-A线的剖面图。图3是一种装有该普通轴流风扇的电磁感应加热炊具的剖面图。
如图1a至2所示，普通轴流风扇的典型尺寸设定到92mm(W)×92mm(D)×25mm(H)。这种普通轴流风扇包括一风扇壳体7和一台电机1，该电机1稳固地安装在该壳体7内。一个叶毂3稳固地安装在所示电机1的旋转轴2上，而多个叶片5有规律地绕所述叶毂3固定。风扇壳体7覆盖所述叶片5，从而防止所述叶片5受到外部冲击。
在这些普通轴流风扇中，电机1通常从小型无刷电机中选择。上述轴流风扇通常有7片叶片5。在这种普通轴流风扇中，叶片5的轴向高度被设定为小于风扇壳体7的轴向高度，这从图2中可清晰地看出；叶片5的表面也安置得低于壳体7的表面。
普通轴流风扇的风扇壳体7的轴向高度限制在25mm，而叶片5的表面必须低于风扇壳体7的表面。这种普通轴流风扇的叶片形状简单，这是不理想的。
具体地讲，这种普通轴流风扇的每一叶片的最大曲度位置设定到0.45，在每一叶片5上从叶毂到叶尖曲度位置均匀分布，以便使最大曲度位置安置在接近叶片进气边处。每一叶片5的最大曲度比在叶毂处为2.0％，在叶尖处为8.0％，并在叶片5上实行一种线性分布。每一叶片5几乎都没有扫掠角，而每个叶片5的倾角从叶毂处的52°迅速变化到叶尖处的26°，且有一种线性分布。
这样的轴流风扇优选用在如图3所示的电磁感应加热炊具中，以驱动和冷却所述炊具。
如图3所示，该炊具有一个固定在炊具外壳的底壁上的轴流风扇20。当轴流风扇20起动时，大气通过一个进气栅21由该轴流风扇20的吸力吸入该炊具的外壳内，并在一根导气管22的导引下流动，从而在通过一个排气栅25排出外壳之前冷却一个散热片23和一个加热线圈24。
这样的轴流风扇20除上述炊具外还可以优选用在大量电子器具中。尤其是，这些轴流风扇20可以优选用于冷却供电单元、灯和普通LCD投影仪的LCD模块。
用在诸如LCD投影仪和感应加热炊具等电子器具中的轴流风扇20是重要的元件，因为风扇20驱动和冷却所述电子器具。然而，普通轴流风扇20的问题是，它们令人不快地产生运行噪音，从而干扰该器具周围的人。尤其是，安装在感应加热炊具中的普通轴流风扇20的运行噪音占炊具全部运行噪音的70％。风扇20的这种运行噪音引起采用这种风扇的电子器具的一系列缺陷。
这就是说，这些轴流风扇的运行特性和运行噪音直接影响采用这些风扇的电子器具的运行特性和运行噪音。
普通轴流风扇的叶片5的轴向高度设计成小于风扇壳体7的轴向高度。此外不理想的是，叶片5的形状扁又宽，曲度比小，倾角小和扫掠角也小。因而，普通轴流风扇仅仅产生较少的空气量，而令人不快地增加运行噪音。具体地讲，当叶片5的轴向高度小于风扇壳体7的轴向高度时，叶片5的径向吸入的空气量就小于叶片5的轴向吸入的空气量。因此普通轴向风扇仅仅产生较少的空气量，而令人不快地增加运行噪音。
当叶片5有一个小的扫掠角时，它们令人不快地增加运行噪音。当叶片5有一个小的倾角时，每一叶片5的宽度减小，这样就难于吸入所期望的空气量。当叶片5有一个小的曲度比时，几乎不可能令人满意地增加空气通过风扇的静压力。这就迫使增加风扇的转速，以便获得所期望的空气量，但最终恶化了风扇的吹气效率。
因此，有必要优化设计叶片5和风扇壳体7的轴向高度、叶片5的扫掠角、倾角和曲度比，以便使采用轴流风扇的电子器具获得理想的运行效果，除降低风扇的运行噪音之外还获得理想的空气量。
因此，本发明的出发点是解决存在于已有技术中的上述问题，其目的是提供一种带有无刷直流电机的用于电子器具的轴流风扇。该轴流风扇对以下参数都进行了最优化设计：叶片和风扇壳体的轴向高度、直径比、叶片数量、曲度比、倾角和扫掠角，这样除降低风扇的运行噪音之外还改善吹气运行效率。
为了实现上述目的，本发明的第一个实施例提供一种轴流风扇，它包括一台无刷直流电机，一个安装在所述电机旋转轴上的叶毂，多个安装在所述叶毂上的叶片和一个风扇壳体，该风扇壳体覆盖所述叶片，同时固定其中的电机，其中，所述叶片的轴向高度比所述风扇壳体的轴向高度大，并且所述叶片的进气面安装在所述风扇壳体的一个表面之外，其位置高出风扇壳体的该表面一个预定的突出高度，因此增加了所述风扇的空气量。
在该第一个实施例中，所述轴流风扇叶片的数量是8，所述风扇的内外直径之比为0.40～0.45，因此降低了所述风扇的运行噪音。在该实施例中，叶片设计成有一个大的扫掠角、一个大的倾角和一个大的曲度比。
在第二个实施例中，所述轴流风扇叶片的数量是7，所述风扇的内外直径之比为0.40～0.43，因此降低了所述风扇的运行噪音。在该实施例中，叶片设计成有一个大的扫掠角、一个大的倾角和一个大的曲度比。
为了更清晰地了解本发明的上述目的和其他目的、特征和其他优点，可参阅下面详细说明和附图。附图中：
图1a和1b分别是普通的与电机组合的轴流风扇的平面图和侧视图；
图2是普通轴流风扇沿图1a中A-A线的剖面图；
图3是一种装有该普通轴流风扇的电磁感应加热炊具的剖面图；
图4a和4b分别是根据本发明第一个实施例的带有无刷直流电机的轴流风扇的平面图和侧视图；
图5是沿图4a中B-B线的剖面图，示出根据本发明第一个实施例的轴流风扇的结构；
图6a和6b分别是平面图和侧视图，示出包含在根据本发明第一个实施例的轴流风扇内的各叶片的形状；
图7a和7b是剖面图，示出包含在根据本发明第一个实施例的轴流风扇内的一个叶片的形状；
图8是一张曲线图，示出根据本发明第一个实施例的轴流风扇的运行噪音与该轴流风扇的直径比的函数关系；
图9是一张曲线图，示出根据本发明第一个实施例的轴流风扇的运行噪音与该轴流风扇的最大曲度比的函数关系；
图10是一张曲线图，示出根据本发明第一个实施例的轴流风扇的运行噪音与该轴流风扇的倾角的函数关系；
图11是一张曲线图，示出根据本发明第一个实施例的轴流风扇的运行噪音与该轴流风扇的扫掠角的函数关系；
图12a和12b分别是根据本发明第二个实施例的带有无刷直流电机的轴流风扇的平面图和侧视图；
图13是沿图12a中C-C线的剖面图，示出根据本发明第二个实施例的轴流风扇的结构；
图14a和14b分别是平面图和侧视图，示出包含在根据本发明第二个实施例的轴流风扇内的各叶片的形状；
图15a和15b是剖面图，示出包含在根据本发明第二个实施例的轴流风扇内的一个叶片的形状；
图16是一张曲线图，示出根据本发明第二实施例的轴流风扇的运行噪音与该轴流风扇的直径比的函数关系；
图17是一张曲线图，示出根据本发明第二实施例的轴流风扇的运行噪音与该轴流风扇的最大曲度比的函数关系；
图18是一张曲线图，示出根据本发明第二实施例的轴流风扇的运行噪音与该轴流风扇的倾角的函数关系；
图19是一张曲线图，示出根据本发明第二实施例的轴流风扇的运行噪音与该轴流风扇的扫掠角的函数关系。
图4a和4b分别是根据本发明第一个实施例的带有无刷直流电机的轴流风扇的平面图和侧视图。图5是沿图4a中B-B线的剖面图，示出根据本发明第一个实施例的轴流风扇的结构。图6a和6b分别是平面图和侧视图，示出包含在根据本发明第一个实施例的轴流风扇内的各叶片的形状图。7a和7b是剖面图，示出包含在根据本发明第一个实施例的轴流风扇内的一个叶片的形状。
如图4a至7b所示，根据本发明第一个实施例的轴流风扇包括一个风扇壳体57，一台电机51稳固地安装在该壳体57之内。一个叶毂53稳固地安装在所述电机51的旋转轴52上，多个叶片55有规律地围绕该叶毂53而固定。风扇壳体57覆盖叶片55，以便防止叶片55受到外部冲击。本发明的轴流风扇对以下参数都进行了最优化设计：叶片55和风扇壳体57的轴向高度、叶片55的数量、所述风扇内径ID与外径OD之比、曲度比、叶片55的倾角和扫掠角，这样除增加空气量之外还降低运行噪音。
在上述轴流风扇中，叶片55的轴向高度设计成大于风扇壳体57的轴向高度，这从图5中可清晰地看出；并且叶片55的进气面安装在风扇壳体57的表面之外，其位置高出风扇壳体57一个预定的突出高度P。因此，通过叶片55的这一突出高度增加了叶片55的径向吸入空气量，从而本发明的轴流风扇令人满意地增加其空气量。
优选的是，本发明的轴流风扇有8片叶片55，因为8片叶片55除增加空气量以外还能够理想地降低运行噪音。在该第一个实施例中，轴流风扇的内径ID与外径OD的直径比优选为0.40～0.45，而内径ID等于叶毂53的直径。
如图5、6a至7b所示，风扇壳体57的轴向高度S为21.0±0.4mm，而风扇壳体57的内径Q为88.5±0.2mm。另一方面，叶片55突出风扇壳体57的表面的突出高度为4.5±0.1mm。因此，根据该第一个实施例的轴流风扇的总高度为25.5±0.5mm，这是将风扇壳体57的轴向高度S与叶片55的突出高度P相加后得到的。
另一方面，叶片55的外径OD为86.0±0.5mm，而叶片55的内径ID(叶毂53的直径)为35±0.5mm，因此，叶片55的直径比(叶片55的内径ID与外径OD之比)为0.407。此外，叶片55的前进气距离FD为14.0±0.4mm，而叶片55的后出气距离RD为4.94±0.4mm。在这种情况下，叶片55的前进气距离FD形成一个旋转轴，该旋转轴从叶片基准(dater)的中心点(0，0，0)扩展到最大叶片进气边RE，而叶片55的后出气距离RD形成一个旋转轴，该旋转轴从叶片基准的中心点(0，0，0)扩展到最大叶片出气边TE。这就是说，这两个距离FD和RD共同确定在叶毂53的旋转轴(Z轴)上。
叶片基准的中心点(0，0，0)位于叶毂53内，也是叶尖BT的中心点。
具体地讲，每一叶片55的最大曲度位置CP设定为0.65～0.7，并且曲度位置在每一叶片55上从叶毂BH到叶尖BT均匀分布。每一叶片55的最大曲度比在叶毂BH处为3.7～4.1％，在叶尖BT处为9.7～10.1％，并在该叶片55上实行一种线性分布。
在这种情况下，每一叶片55的最大曲度位置CP位于某一点，在该点叶片55的边部离从叶片进气边RE扩展到叶片出气边TE的直线最远。在所述直线和每一叶片55上所述点之间的距离就是最大曲度C。最大曲度比是最大曲度C与弦长CL之比。弦长CL是从叶片进气边RE扩展到叶片出气边TE的直线的长度。
每一叶片55的倾角ψ在叶毂BH处为39.0°～40.0°，在叶尖BT处为26.0°～27.0°，并在叶片55上从叶毂BH到叶尖BT线性分布。每一叶片55的倾角ψ是在X轴和从叶片进气边RE扩展到叶片出气边TE的直线之间形成的角度。这就是说，每一叶片55的倾角ψ表示叶片55相对于一垂直于Z轴的平面的斜率。
每一叶片55的扫掠角θ在叶毂BH处为0.0°，在叶尖BT处为34.0°，并在叶片55上从叶毂BH到叶尖BT为二次抛物线分布。每一叶片55的扫掠角θ是在Y轴和从叶毂BH的中心扩展到叶尖BT的直线之间形成的角度，而叶毂BH的中心位于Y轴上。这就是说，每一叶片55的扫掠角θ表示叶片55在其旋转方向的斜度。
当叶片55的轴向高度设计成大于风扇壳体57的轴向高度，以便使得叶片55的表面如上所述突出壳体57的表面时，叶片55的径向吸入空气量就由叶片55的突出高度所增加。因此，本发明的轴流风扇理想地增加其空气量和降低其运行噪音。
此外，当本发明的轴流风扇有一个大的扫掠角θ、一个大的倾角ψ和一个大的曲度比时，该风扇理想地降低其运行噪音和有一个能增加空气量的宽大叶片宽度BD。此外，有可能理想地增加空气通过该风扇的静压力，因而可以以低的风扇转速有效地获得该风扇的理想空气量。
另一方面，叶片55之间的叶片间距在位置∈设定为2.5mm，在位置
Figure A0011868900091
为5.0mm，在位置∠为7.0mm，在位置为17.0mm，如图6a所示。当将每一叶片55上的叶毂BH的位置设定为零(0.00)，叶尖BT的位置为1.00时，叶片间距在围绕叶毂BH的位置初步设定在2.5±0.5mm。另一方面，在0～0.75第一位置段内的叶片间距以二次抛物线从2.5±0.5mm增加到5.0±0.5mm。此外，在0.75～0.97第二位置段内的叶片间距以二次抛物线从5.0±0.5mm增加到7.0±0.5mm。在0.97～1.00第三位置段(包括叶尖BT)内的叶片间距以三次抛物线从7.0±0.5mm增加到17.0±1.0mm。
简言之，5.0mm和7.0mm的叶片间距位于位置0.75和0.97(从叶毂BH到叶尖BT度量)。在这种情况下，导出的差分函数在所述三个位置段的边界点0.75和0.97处为零，而在三个位置段内叶片间距分布形成二次和三次抛物线分布。
在根据本发明第一个实施例的带有无刷直流电机的轴流风扇中，最优选的是将风扇壳体的轴向高度S设定在21.0mm，风扇壳体的内径Q为88.5±0.2mm，叶片突出风扇壳体表面的突出高度P为4.5±0.1mm。
最优选的还有，将叶片的外径OD设定为86mm，叶片的内径ID为35mm，叶片的前进气距离FD为14.0±0.4mm，叶片的后出气距离RD为4.94±0.4mm，叶片数量为8。
另一方面，最优选的是，每一叶片的最大曲度位置CP设定为0.67，并且曲度位置在每一叶片55上从叶毂BH到叶尖BT均匀分布。此外，每一叶片55的最大曲度比在叶毂BH处最优选地设定为3.8％，在叶尖BT处最优选地设定为9.89％，并在该叶片55上实行一种线性分布。
每一叶片55的扫掠角θ在叶毂BH处最优选地设定为0.0°，在叶尖BT处最优选地设定为34.0°，并在叶片55上从叶毂BH到叶尖BT为二次抛物线分布。另一方面，每一叶片55的倾角ψ在叶毂BH处最优选地设定为39.65°，在叶尖BT处最优选地设定为26.65°，并在叶片55上从叶毂BH到叶尖BT线性分布。
根据本发明第一个实施例的轴流风扇的运行噪音的变化作为设计因素的函数如图8至11的曲线图所示。
图8是一张曲线图，示出所述轴流风扇的运行噪音与叶片直径比(ID/OD)的函数关系。该图表明，当叶片55的直径比设定在0.4～0.45时，有可能获得理想的最低运行噪音22.4±0.1dB。
图9是一张曲线图，示出所述轴流风扇的运行噪音与该轴流风扇的最大曲度比的函数关系。该图表明，当每一叶片55的最大曲度比在叶毂BH处设定为3.7～4.1％，在叶尖BT处设定为9.7～10.1％，并在该叶片55上实行一种线性分布时，有可能获得理想的低运行噪音22.6±0.1dB。尤其是该图表明，当每一叶片55的最大曲度比在叶毂BH处设定为4.0％，在叶尖BT处为10.0％，并在该叶片55上实行一种线性分布时，获得理想的最低运行噪音22.5dB。
图10是一张曲线图，示出所述轴流风扇的运行噪音与所述叶片倾角ψ的函数关系。该图表明，当每一叶片55的倾角ψ在叶毂BH处设定为39.0°～40.0°，在叶尖BT处设定为26.0°～27.0°，并在叶片55上从叶毂BH到叶尖BT线性分布时，有可能获得理想的最低运行噪音22.5±0.1dB。
图11是一张曲线图，示出所述轴流风扇的运行噪音与所述叶片扫掠角θ的函数关系。该图表明，当每一叶片55的扫掠角θ在叶毂BH处设定为0.0°，在叶尖BT处设定为34.0°，并在叶片55上从叶毂BH到叶尖BT为二次抛物线分布时，有可能获得理想的最低运行噪音22.6dB。
在表1中给出了包含在根据本发明第一个实施例的轴流风扇中叶片55的边界数据。如表1所示，与普通轴流风扇相比，该轴流风扇有效地将其运行噪音降低了3dB(A)，同时提供相等的空气量。
                 表1
         叶片宽度＝18.95mm
    5.526     16.605     -4.580
    4.352     16.950     -3.810
    3.172     17.210     -3.003
    1.993     17.386     -2.164
    0.821     17.481     -1.298
    -0.339     17.497     0.409
    -1.481     17.437     0.498
    -2.599     17.306     1.422
    -3.652     17.115     2.404
    -4.628     16.877     3.457
    -5.526     16.605     4.580
    -6.003     19.130     4.863
    -6.292     21.706     4.941
    -6.384     24.326     4.808
    -6.261     26.983     4.461
    -5.903     29.668     3.907
    -5.280     32.372     3.159
    -4.219     35.097     2.146
    -2.622     37.809     0.884
    -0.463     40.447     -0.554
    5.960     42.585     -6.394
    7.397     42.359     -7.669
    8.967     42.055     -8.651
    10.602     41.673     -9.468
    12.257     41.216     -10.200
    13.902     40.691     -10.902
    15.548     40.091     -11.542
    17.190     39.415     -12.119
    18.824     38.661     -12.634
    20.446     37.828     -13.083
    22.051     36.915     -13.466
    23.278     33.080     -13.770
    20.305     32.002     -13.074
    17.511     30.708     -12.119
    14.886     29.228     -10.947
    12.479     27.556     -9.647
    10.415     25.667     -8.369
    8.695     23.599     -7.179
    7.310     21.385     -6.126
    6.255     19.049     -5.250
    5.526     16.605     -4.580
图12a和12b分别是根据本发明第二个实施例的带有无刷直流电机的轴流风扇的平面图和侧视图。图13是沿图12a中C-C线的剖面图，示出根据本发明第二个实施例的轴流风扇的结构。图14a和14b分别是平面图和侧视图，示出包含在根据本发明第二个实施例的轴流风扇内的各叶片的形状。图15a和15b是剖面图，示出包含在根据本发明第二个实施例的轴流风扇内的一个叶片的形状。
如图13至15所示，根据本发明第二个实施例的轴流风扇包括一个风扇壳体157，一台电机151稳固地安装在该壳体157之内。一个叶毂153稳固地安装在所述电机151的旋转轴152上，多个叶片155有规律地围绕该叶毂53而固定。风扇壳体157与一根导管160相连接，并覆盖叶片155，以便防止叶片155受到外部冲击。本实施例中的轴流风扇对以下参数都进行了最优化设计：叶片155的数量、风扇内径与外径之比、曲度比、叶片155的倾角ψ和扫掠角θ，这样除增加空气量之外还降低运行噪音。
优选的是，本实施例中的轴流风扇有7片叶片155，而叶片155的内径ID′与外径OD′的直径比优选为0.40～0.43。
如图14a至15b所示，风扇壳体157的轴向高度S′设定为25.0±0.5mm，而风扇壳体157的内径Q′为88.5±0.2mm。
另一方面，叶片155的外径OD′设定为86.5±0.5mm，而叶片155的内径ID′设定为35±0.5mm。此外，叶片155的前进气距离FD′为11.51±0.4mm，而叶片155的后出气距离RD′为6.53±0.4mm。在这种情况下，由前进气距离FD′和叶片155的后出气距离RD′共同确定的叶片宽度BD′等于18.4±0.5mm。另一方面，叶片155的高度T设定为23.5±0.5mm。
每一叶片155的最大曲度位置CP′设定为0.66～0.69，并且曲度位置在每一叶片155上从叶毂BH′到叶尖BT′均匀分布。每一叶片155的最大曲度比在叶毂BH′处设定为5.3～5.7％，在叶尖BT′处设定为11.3～11.71％，并在该叶片155上实行一种线性分布。
每一叶片155的倾角ψ′在叶毂BH′处设定为37.0°～39.0°，在叶尖BT′处设定为24.0°～26.0°，并在叶片155上从叶毂BH′到叶尖BT′线性分布。
另一方面，每一叶片155的扫掠角θ′在叶毂BH′处设定为0.0°，在叶尖BT′处设定为37.0°，并在叶片155上从叶毂BH′到叶尖BT′实行一种二次抛物线分布。
当本实施例的轴流风扇设计有一个大的扫掠角θ′、一个大的倾角ψ′和一个大的曲度比时，该风扇理想地降低其运行噪音和有一个能增加空气量的宽大叶片宽度BD′。此外，有可能理想地增加空气通过该风扇的静压力，因而可以以低的风扇转速有效地获得该风扇的理想空气量。
另一方面，叶片155之间的叶片间距在位置∈设定为2.5mm，在位置
Figure A0011868900141
为5.0mm，在位置∠为5.5mm，在位置为17.0mm，如图14a所示。当将每一叶片155上的叶毂BH′的位置设定为零(0.00)，叶尖BT′的位置为1.00时，叶片间距在围绕叶毂BH′的位置设定在2.5±0.5mm。另一方面，在0～0.8第一位置段内的叶片间距以二次抛物线从2.5±0.5mm增加到5.0±0.5mm。此外，在0.8～0.97第二位置段内的叶片间距以二次抛物线从5.0±0.5mm增加到5.5±0.5mm。在0.97～1.00第三位置段(包括叶尖BT′)内的叶片间距以三次抛物线从5.5±0.5mm增加到17.0±1.0mm。
简言之，5.0mm和5.5mm的叶片间距位于位置0.8和0.97(从叶毂BH′到叶尖BT′度量)。在这种情况下，导出的差分函数在所述三个位置段的边界点0.8和0.97处为零，而在三个位置段内叶片间距分布形成二次和三次抛物线分布。
在根据本发明第二个实施例的带有无刷直流电机的轴流风扇中，最优选的是将风扇的尺寸设定为92mm(W)×92mm(D)×25mm(H)，风扇壳体的轴向厚度S′设定为25mm，风扇壳体的内径Q′设定为88.5±0.2mm。
最优选的还有，将叶片的外径OD′设定为86.5mm，叶片的内径ID′为35mm，直径比(ID′/OD′)为0.405。
最优选的还有，将叶片的高度设定为23.5mm，叶片的前进气距离FD′设定为11.51mm，叶片的后出气距离RD′为6.53mm，叶片宽度BD'为18.04mm，叶片数量为7。
另一方面，最优选的是，每一叶片的最大曲度位置CP′设定为0.67，并且曲度位置在每一叶片155上从叶毂BH′到叶尖BT′均匀分布。此外，每一叶片155的最大曲度比在叶毂BH′处最优选地设定为5.47％，在叶尖BT′处最优选地设定为11.47％，并在该叶片155上从叶毂BH，到叶尖BT′实行一种线性分布。
每一叶片155的扫掠角θ′在叶毂BH′处最优选地设定为0.0°，在叶尖BT处最优选地设定为37.0°～38.0°，并在叶片155上从叶毂BH′到叶尖BT′实行一种二次抛物线分布。另一方面，每一叶片155的倾角ψ′在叶毂BH′处最优选地设定为37.74°，在叶尖BT′处最优选地设定为24.74°，并在叶片55上从叶毂BH′到叶尖BT′线性分布。
根据本发明第二个实施例的轴流风扇的运行噪音的变化作为设计因素的函数如图16至19的曲线图所示。
图16是一张曲线图，示出所述轴流风扇的运行噪音与叶片直径比(ID′/OD′)的函数关系。该图表明，当叶片155的直径比设定在0.4～0.45时，有可能获得理想的最低运行噪音22.4±0.1dB。
图17是一张曲线图，示出所述轴流风扇的运行噪音与该轴流风扇的最大曲度比的函数关系。该图表明，当每一叶片155的最大曲度比在叶毂BH′处设定为5.3～5.7％，在叶尖BT′处设定为11.3～11.7％，并在该叶片155上从叶毂BH′到叶尖BT′实行一种线性分布时，有可能获得理想的低运行噪音22.4dB。
图18是一张曲线图，示出所述轴流风扇的运行噪音与所述叶片倾角ψ′的函数关系。该图表明，当每一叶片155的倾角ψ′在叶毂BH′处设定为37.0°～39.0°，在叶尖BT′处设定为24.0°～26.0°，并在叶片155上从叶毂BH′到叶尖BT′线性分布时，有可能获得理想的最低运行噪音22.4dB。
图19是一张曲线图，示出所述轴流风扇的运行噪音与所述叶片扫掠角θ′的函数关系。该图表明，当每一叶片155的扫掠角θ′在叶毂BH′处设定为0.0°，在叶尖BT处设定为37.0°～38.0°，并在每一叶片155上从叶毂BH′到叶尖BT′为二次抛物线分布时，有可能获得理想的最低运行噪音22.5±0.1dB。
在表2中给出了包含在根据本发明第二实施例的轴流风扇中叶片155的边界数据。如表2所示，与普通轴流风扇相比，该轴流风扇有效地将其运行噪音降低了3dB(A)，同时提供相等的空气量。
                 表2
          叶片宽度＝18.04mm
      X       Y       Z
    6.448     16.269     -4.991
    4.900     16.800     -4.144
    3.339     17.179     -3.223
    1.780     17.409     -2.241
    0.238     17.498     -1.209
    -1.276     17.483     -0.134
    -2.749     17.283     0.972
    -4.129     17.006     2.164
    -5.362     16.658     3.503
    -6.448     16.269     4.991
    -7.159     19.061     5.809
    -7.570     21.954     6.326
    -7.664     24.932     6.531
    -7.410     27.980     6.425
    -6.774     31.076     6.026
    -5.715     34.192     5.370
    4.116     37.301     4.469
    -1.868     40.346     3.377
    5.734     42.868     -2.467
    7.366     42.618     -5.253
    9.738     42.140     -6.359
    12.075     41.530     -7.459
    14.448     40.765     -8.370
    16.798     39.855     -9.200
    19.128     38.790     -9.912
    21.429     37.568     -10.495
    23.687     36.187     -10.950
    25.888     34.646     -11.273
    26.628     30.368     -11.436
    22.781     29.822     -10.981
    19.222     28.849     -10.189
    16.020     27.477     -9.191
    13.248     25.735     -8.132
    10.908     23.693     -7.109
    8.998     21.408     -6.203
    7.513     18.924     -5.480
    6.448     16.269     -4.991
如上所述，本发明提供了一种带有电机的轴流风扇，用于电子器具，诸如办公室或家庭用电子器具。本发明的轴流风扇对以下参数都进行了最优化设计：叶片和风扇壳体的轴向高度、叶片数量、叶片的内外直径比、曲度比、叶片的倾角和扫掠角，因此除了增加空气量外还降低了运行噪音。
因此，当本发明的轴流风扇用于电子器具，诸如办公室或家庭用电子器具中时，有可能除了增加空气量外还降低所述电子器具的运行噪音。
尽管为了达到说明目的而公开了本发明的优选实施例，但是本领域的专业人员懂得可能有多种多样的更改、添加和替代，同时不背离公开在权利要求中的本发明的范围和实质。

Claims (12)

1.一种轴流风扇，它包括一台无刷直流电机，一个安装在所述电机旋转轴上的叶毂，多个安装在所述叶毂上的叶片和一个风扇壳体，该风扇壳体覆盖所述叶片，同时固定其中的电机，其中，所述叶片的轴向高度比所述风扇壳体的轴向高度大，并且所述叶片的进气面安装在所述风扇壳体的一个表面之外，其位置高出风扇壳体的该表面一个预定的突出高度，因此增加了所述风扇的空气量。
2.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，所述壳体的轴向高度为21.0±0.4mm，而所述叶片突出所述风扇壳体的所述表面的突出高度为4.5±0.1mm。
3.一种轴流风扇，它包括一台无刷直流电机，一个安装在所述电机旋转轴上的叶毂，多个安装在所述叶毂上的叶片和一个风扇壳体，该风扇壳体覆盖所述叶片，同时固定其中的电机，其中，所述叶片的数量是8，所述风扇的内外直径之比为0.40～0.45，因此降低了所述风扇的运行噪音。
4.根据权利要求3所述的轴流风扇，中，所述外径为86.0±0.5mm，而内径为35±0.5mm，并且所述叶片的前进气距离为14.0±0.4mm，所述叶片的后出气距离为4.94±0.4mm。
5.根据权利要求3所述的轴流风扇，其中，每一叶片的最大曲度位置为0.65～0.7，并在叶片上从叶毂到叶尖实行一种均匀的分布；每一叶片的最大曲度比在叶毂处为3.7～4.1％，在叶尖处为9.7～10.1％，并在该叶片上实行一种线性分布。
6.根据权利要求3所述的轴流风扇，其中，每一叶片的倾角在叶毂处为39.0°～40.0°，在叶尖处为26.0°～27.0°，并在叶片上从叶毂到叶尖实行一种线性分布。
7.根据权利要求3所述的轴流风扇，其中，每一叶片的扫掠角在叶毂处为0.0°，在叶尖处为34.0°，并在叶片上从叶毂到叶尖实行一种二次抛物线分布。
8.一种轴流风扇，它包括一台无刷直流电机，一个安装在所述电机旋转轴上的叶毂，多个安装在所述叶毂上的叶片和一个风扇壳体，该风扇壳体覆盖所述叶片，同时固定其中的电机，其中，所述叶片的数量是7，所述风扇的内外直径之比为0.40～0.43，因此降低了所述风扇的运行噪音。
9.根据权利要求8所述的轴流风扇，其中，所述外径为86.5±0.5mm，而内径为35±0.5mm，并且所述叶片的前进气距离为11.51±0.4mm，所述叶片的后出气距离为6.53±0.4mm。
10.根据权利要求8所述的轴流风扇，其中，每一叶片的最大曲度位置为0.66～0.69，并在叶片上从叶毂到叶尖实行一种均匀的分布；每一叶片的最大曲度比在叶毂处为5.3～5.7％，在叶尖处为11.3～11.7％，并在该叶片上实行一种线性分布。
11.根据权利要求8所述的轴流风扇，其中，每一叶片的倾角在叶毂处为37.0°～39.0°，在叶尖处为24.0°～26.0°，并在叶片上从叶毂到叶尖实行一种线性分布。
12.根据权利要求8所述的轴流风扇，其中，每一叶片的扫掠角在叶毂处为0.0°，在叶尖处为37.0°，并在叶片上从叶毂到叶尖实行一种二次抛物线分布。
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