CN218581885U - 小型轴流风扇 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种小型轴流风扇,包括:每个扇叶与轮毂同轴的多个参考变量圆柱体相贯形成多个扇叶参考横截面,多个参考变量圆柱体的直径D2为介于轮毂直径D1和扇叶的最大直径D3之间的变量值,多个参考变量圆柱体的直径D2与扇叶的最大直径D3的比值为P;叶根的轴向投影弦长H1,轴向高度N1,H1以预设角度与轮毂固定连接,叶尖的轴向投影弦长H2,轴向高度N2,轮毂直径D1、参考变量圆柱体的直径D2,轮毂比D1/D3为常数G,弦长比H1/H2为K,轴向高度比N1/N2为M,弦长夹角为β,叶根投影弦长H1随着轮毂比的增大而增大;当G介于0.32~0.42之间,M介于0.3~0.6之间以及K介于0.33~0.39之间时,β介于42.08r°~64.31r°之间。在同时兼顾噪音与良好散热性能之间有很好的效果。
Description
技术领域
本实用新型是关于电子设备散热领域,特别是关于一种电子设备的小型轴流风扇。
背景技术
风扇是作为目前主要的散热元器件,风扇产品应用广泛,现有风扇的风量和风压足够散热使用,但是风扇本身的噪音大,又或者是在同等散热性能的情况下,噪音较大影响到使用者的使用体验,风扇产品很难同时兼顾噪音与良好散热性能的之间的关系,本发明能够在同分贝噪音大小下,具有更好的风量风压可以满足电子元器件的散热需要提升用户的体验。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种小型轴流风扇,其在同时兼顾噪音与良好的散热性能之间具备很好的效果。
为实现上述目的,本实用新型提供了一种小型轴流风扇,包括:轮毂以及多个扇叶,多个扇叶呈放射状均匀分布在轮毂的外圆周上,每个扇叶包括前缘、后缘、叶根及叶尖,前缘和后缘相对设置,扇叶与轮毂外周侧固定连接结合部为叶根;每个扇叶与轮毂同轴的多个参考变量圆柱体相贯形成多个扇叶参考横截面,多个参考变量圆柱体的直径D2为介于轮毂直径D1和扇叶的最大直径D3之间的变量值,多个参考变量圆柱体的直径D2与扇叶的最大直径D3的比值为P;叶根的轴向投影弦长H1,轴向高度N1,H1以预设角度与轮毂固定连接,叶尖的轴向投影弦长H2,轴向高度N2,轮毂直径D1、参考变量圆柱体的直径D2,轮毂比D1/D3为常数G,弦长比H1/H2为K,轴向高度比N1/N2为M,弦长夹角为β,叶根投影弦长H1随着轮毂比的增大而增大;当G介于0.32~0.42之间时,K介于0.33~0.39之间时,β介于42.08r°~64.31r°之间。
在一优选的实施方式中,M介于0.3~0.6之间。
在一优选的实施方式中,G=0.32,对应的K=0.36,β=64.31r°,G=0.33,对应的K=0.36,β=63.02r°,G=0.35,对应的K=0.33,β=57.77r°,G=0.36,对应的K=0.34,β=56.53r°,G=0.37,对应的K=0.35,β=51.54r°,G=0.38,对应的K=0.35,β=49.4r°,G=0.39,对应的K=0.36,β=47.42r°,G=0.40,对应的K=0.37,β=45.56r°,G=0.41,对应的K=0.38,β=43.8r°,G=0.42,对应的K=0.39,β=42.084r°。在一优选的实施方式中,扇叶的叶根处的后缘接近轮毂的最底面位置,且由叶根部平滑延伸至叶尖。在一优选的实施方式中,轮毂的厚度介于16~23mm之间。在一优选的实施方式中,每个参考横截面具有位于扇叶的承压面的第一弧段F1和位于扇叶的吸压面的第二弧段F2,第一弧段F1和第二弧段F2随着参考变量圆柱体的直径的不同而不同;当P=0.45时,F1=20.40tmm,F2=20.60tmm,当P=0.51时,F1=22.20tmm,F2=22.50tmm,当P=0.57时,F1=24.30tmm,F2=24.60tmm,当P=0.63时,F1=26.80tmm,F2=27.10tmm,当P=0.69时,F1=29.40tmm,F2=29.70tmm,当P=0.75时,F1=32.20tmm,F2=32.50tmm,当P=0.81时,F1=35.60tmm,F2=35.90tmm。
在一优选的实施方式中,每个扇叶参考横截面沿轮毂的轴向投影的中心点a与轮毂中心O的连线L2和叶根沿轮毂的轴向投影的中心点b与轮毂中心O的连线L2之间的夹角A1介于27.81r°至55.88r°之间。
在一优选的实施方式中,当P=0.45时,A1=27.81r°,当P=0.51时,A1=36.01r°,当P=0.57时,A1=42.29r°,当P=0.63时,A1=47.29r°,当P=0.69时,A1=50.66r°,当P=0.75时,A1=55.16r°,当P=0.81时,A1=55.88°r。
在一优选的实施方式中,当P介于0.45~0.81之间时,每个扇叶参考横截面沿轮毂的轴向投影跟前缘沿轮毂的轴向投影的交点c与轮毂中心O的连线L3和前缘在c点处的切线L4之间的夹角A2介于38.69r°至18.78r°之间。
在一优选的实施方式中,当P=0.45时,A2=48.78r°,当P=0.51时,A2=44.33r°,当P=0.57时,A2=40.55r°,当P=0.63时,A2=39.78r°,当P=0.69时,A2=38.69r°,当P=0.75时,A2=39.45r°,当P=0.81时,A2=41.54°r。
在一优选的实施方式中,每个扇叶参考横截面沿轮毂的轴向投影跟后缘沿轮毂的轴向投影的交点d与轮毂中心O的连线L5和后缘在d点处的切线L6之间的夹角A3介于29.96r°至43.93r°之间。
在一优选的实施方式中,当P=0.45,A3=43.93r°,当P=0.51,A3=46.85r°,当P=0.57,A3=40.35r°,当P=0.63,A3=35.90r°,当P=0.69,A3=34.79r°,当P=0.75,A3=32.32r°,当P=0.81,A3=29.96r°。
在一优选的实施方式中,叶尖和前缘及后缘结合处为圆倒角结构,每个扇叶的前缘圆弧段端点的两切线夹角为前缘角,前缘角的角度为36.72°,每个扇叶的后缘圆弧段端点的两切线夹角为后缘角,后缘角的角度为122.41°,前缘角和后缘角的浮动范围介于±5°之间。
在一优选的实施方式中,r为误差调整系数,且范围值在r±5°。
在一优选的实施方式中,t为误差调整系数且范围值在t±3mm。
与现有技术相比,本实用新型的小型轴流风扇具有以下有益效果:扇叶的弧度是沿着旋转方向有弯曲呈现一定弧度,本设计的弧度范围内A1、A2、A3保证吹风气流集中在出风口正前方的柱状空间内,增加送风距离与风压。其中A1能够对扇叶的叶尖的弯曲度进行限定,进而减小扇叶边界层内流体的离心力,这样能够有效地抑制扇叶的叶顶失速,从而降低扇叶的叶顶处能量的损失,提升扇叶送风效率;A2有效地抑制扇叶后缘处涡流脱离,从而降低扇叶噪声;A3能够消除叶轮前缘存在的回流问题,将端壁区域的低能流体吸收到扇叶中高能主流中,减弱了端部低能流体的聚集,从而减弱了流动损失和流动阻塞。
附图说明
图1是根据本实用新型一实施方式的小型轴流风扇的各项参数示意图;
图2是根据本实用新型一实施方式的扇叶的参数示意图;
图3是图2的I处的局部放大图;
图4是根据本实用新型一实施方式的小型轴流风扇的参数俯视示意图;
图5是根据本实用新型一实施方式的小型轴流风扇的俯视剖视示意图;
图6是根据本实用新型一实施方式的小型轴流风扇的主视结构示意图;
图7是根据本实用新型一实施方式的小型轴流风扇的俯视结构示意图;
图8是根据本实用新型一实施方式的小型轴流风扇的俯视立体示意图;
图9是根据本实用新型一实施方式的小型轴流风扇的仰视立体示意图;
图10是根据本实用新型一实施方式的小型轴流风扇的各项数据对比图表。
主要附图标记说明:
10-轮毂,20-扇叶,201-前缘,202-后缘,203-叶根,204-叶尖,S-参考变量圆柱体,D1-轮毂直径,D2-圆柱体直径,D3-扇叶最大直径,F-扇叶参考横截面,F1-第一弧段,F2-第二弧段,H1-叶根的轴向投影弦长,N1-叶根的轴向高度,H2-叶尖的轴向投影弦长,N2-叶尖的轴向高度,前缘角-α1,后缘角-α2。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示,否则在整个说明书和权利要求书中,术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分,而并未排除其它元件或其它组成部分。
请参阅图1至图3:参考变量圆柱体S与轮毂同心设置;D2:圆柱体S的半径;D3:风扇扇叶的最大直径;轮毂的中心O;轮毂直径D1;a:参考变量圆柱体S与扇叶相交所形成的横截面的轴向投影的中点;b:扇叶的叶根与轮毂衔接处形成的横截面轴向投影的中点;L1:b与轮毂中心O的连线;L2:a点和轮毂中心O的连线。
扇叶净弯曲角A1:L1与L2之间的夹角;C:圆柱体S与扇叶前缘的相交点;L3:C与轮毂的中心O连线;L4:扇叶前缘在C点的切线;
前缘导边弯曲角A2:L3与L4之间的夹角;d:圆柱体S与扇叶的后缘相交点;L5:D与轮毂的中心O的连线;L6:扇叶后缘在D点的切线;
后缘导边弯曲角A3:L5与所述L6之间的夹角。
第一弧段F1:扇叶的下表面弦长=下弧线+左右圆弧/2;
第二弧段F2:扇叶上表面弦长=上弧线+左右圆弧/2;
前缘及后缘圆弧段的端点的切线形成的夹角:
扇叶前缘角α1:扇叶前缘圆弧段端点的两切线夹角;
扇叶后缘角α2:扇叶后缘圆弧段端点的两切线夹角。
叶根沿轮毂轴向投影弦长H1,叶根轴向高度N1,叶尖沿轮毂轴向投影弦长H2,叶尖轴向高度N2。
如图1至图9所示,根据本实用新型优选实施方式的一种小型轴流风扇,包括:轮毂以及多个扇叶,多个扇叶呈放射状均匀分布在轮毂的外圆周上,每个扇叶包括前缘、后缘、叶根及叶尖,前缘和后缘相对设置,扇叶与轮毂外周侧固定连接结合部为叶根;每个扇叶与轮毂同轴的多个参考变量圆柱体相贯形成多个扇叶参考横截面,多个参考变量圆柱体的直径D2为介于轮毂直径D1和扇叶的最大直径D3之间的变量值,多个参考变量圆柱体的直径D2与扇叶的最大直径D3的比值为P;叶根的轴向投影弦长H1,轴向高度N1,H1以预设角度与轮毂固定连接,叶尖的轴向投影弦长H2,轴向高度N2,轮毂直径D1、参考变量圆柱体的直径D2,轮毂比D1/D3为常数G,弦长比H1/H2为K,轴向高度比N1/N2为M,弦长夹角为β,叶根投影弦长H1随着轮毂比的增大而增大;当G介于0.32~0.42之间时,K介于0.33~0.39之间,β介于42.08r°~64.31r°之间。
在一些实施方式中,G=0.32,对应的K=0.36,β=64.31r°,G=0.33,对应的K=0.36,β=64.31r°,G=0.35,对应的K=0.33,β=57.77r°,G=0.36,对应的K=0.34,β=56.53r°,G=0.37,对应的K=0.35,β=51.54r°,G=0.38,对应的K=0.35,β=49.4r°,G=0.39,对应的K=0.36,β=47.42r°,G=0.40,对应的K=0.37,β=45.56r°,G=0.41,对应的K=0.38,β=43.8r°,G=0.42,对应的K=0.39,β=47.42r°。
请参阅图2和图3,在一些实施方式中,扇叶前缘圆弧段端点的两切线夹角扇叶前缘角α1和扇叶后缘圆弧段端点的两切线夹角扇叶后缘角α2在同一规格产品中都是固定的,而且叶尖的轴向投影弦长H2是从前缘角α1和后缘角α2的圆弧段与叶顶圆弧的分界点取得的。
在一些实施方式中,不同圆柱面截取风扇得到的参数以14025型号九叶风扇为例的参数表如下:
在一些实施方式中,扇叶的叶根处的后缘接近轮毂的最底面位置,且由叶根部平滑延伸至叶尖。轮毂的厚度介于16~23mm之间。
在一些实施方式中,每个参考横截面具有位于扇叶的承压面的第一弧段F1和位于扇叶的吸压面的第二弧段F2,第一弧段F1和第二弧段F2随着参考变量圆柱体的直径的不同而不同;当P=0.45时,F1=20.40tmm,F2=20.60tmm,当P=0.51时,F1=22.20tmm,F2=22.50tmm,当P=0.57时,F1=24.30tmm,F2=24.60tmm,当P=0.63时,F1=26.80tmm,F2=27.10tmm,当P=0.69时,F1=29.40tmm,F2=29.70tmm,当P=0.75时,F1=32.20tmm,F2=32.50tmm,当P=0.81时,F1=35.60tmm,F2=35.90tmm。
在一些实施方式中,每个扇叶参考横截面沿轮毂的轴向投影的中心点a与轮毂中心O的连线L2和叶根沿轮毂的轴向投影的中心点b与轮毂中心O的连线L2之间的夹角A1介于27.81r°至55.88r°之间。
在一些实施方式中,当P=0.45时,A1=27.81r°,当P=0.51时,A1=33.02r°,当P=0.57时,A1=42.29r°,当P=0.63时,A1=47.29r°,当P=0.69时,A1=50.66r°,当P=0.75时,A1=55.16r°,当P=0.81时,A1=55.88r°。
在一些实施方式中,当P介于0.45~0.81之间时,每个扇叶参考横截面沿轮毂的轴向投影跟前缘沿轮毂的轴向投影的交点c与轮毂中心O的连线L3和前缘在c点处的切线L4之间的夹角A2介于39.69r°至48.78r°之间。
在一些实施方式中,当P=0.45时,A2=48.78r°,当P=0.51时,A2=47.81r°,当P=0.57时,A2=40.55r°,当P=0.63时,A2=39.78r°,当P=0.69时,A2=38.69r°,当P=0.75时,A2=39.45r°,当P=0.81时,A2=41.54r°。
在一些实施方式中,每个扇叶参考横截面沿轮毂的轴向投影跟后缘沿轮毂的轴向投影的交点d与轮毂中心O的连线L5和后缘在d点处的切线L6之间的夹角A3介于29.96r°至43.93r°之间。
在一些实施方式中,当P=0.45,A3=43.93r°,当P=0.51,A3=48.55r°,当P=0.57,A3=40.35r°,当P=0.63,A3=35.90r°,当P=0.69,A3=34.79r°,当P=0.75,A3=32.32r°,当P=0.81,A3=29.96r°。
在一些实施方式中,不同轮毂比下的叶根轴向投影弦长H1和叶尖轴向投影弦长H2及弦长比H1/H2和夹角请参阅下表:
由上表可以看出,随着D1/D3的增大,H1和K逐渐增大,β逐步减小。
请参阅图2和图3,在一些实施方式中,叶尖和前缘及后缘结合处为圆倒角结构,每个扇叶的前缘圆弧段端点的两切线夹角为前缘角,前缘角的角度为36.72°,每个扇叶的后缘圆弧段端点的两切线夹角为后缘角,后缘角的角度为122.41°,前缘角和后缘角的浮动范围介于±5°之间。
在一些实施方式中,r为误差调整系数,且范围值在r±5°,t为误差调整系数且范围值在t±3mm。
如图10所示,在同一噪音水平环境下,本发明与现有技术的风扇风量和风压对比,本设计的轮毂比范围内具有较好的风扇性能,PQ曲线风压P/mmAq,风量Q/CFM(右上部的14025曲线为本次设计的性能曲线)。
结合图10可以看出,在不同环境下即:对于高阻抗的结构系统,可以选择高风压的风扇,对于低阻抗的系统,则更适合选择高风量的散热风扇。本设计与其他现有的公开的风扇相比较,相同的风压下有更大的风量,相同的风量下具有更大的风压,所以可以充分对待散热部件散热。
综上所述,本实用新型的小型轴流风扇具有以下有益效果:
轮毂比G的设定可以使得风扇维持一定的风量风压适应电子元器件的散热需要;叶根与叶尖的轴向投影弦长的比例K的限定,可以使得风扇具有送风量与噪声的平衡。另外,本发明扇叶的弧度是沿着旋转方向有弯曲呈现一定弧度,在该弧度范围内A1、A2、A3保证吹风气流集中在出风口正前方的柱状空间内,在保证低噪音的同时增加送风距离与风压。其中A1能够对扇叶的叶顶的弯掠程度进行限定,通过该限定可以减小扇叶边界层内流体的离心力,这样能够有效地抑制扇叶的叶顶失速,从而降低扇叶的叶顶处能量的损失,提升扇叶送风效率;A2有效地抑制扇叶后缘处涡流脱离,从而降低扇叶噪声;A3能够消除叶轮前缘存在的回流问题,将端壁区域的低能流体吸收到扇叶中高能主流中,减弱了端部低能流体的聚集,从而减弱了流动损失和流动阻塞。
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (14)
1.一种小型轴流风扇,其特征在于,包括:
轮毂以及多个扇叶,所述多个扇叶呈放射状均匀分布在所述轮毂的外圆周上,每个所述扇叶包括前缘、后缘、叶根及叶尖,所述前缘和所述后缘相对设置,所述扇叶与轮毂外周侧固定连接结合部为叶根;
每个所述扇叶与所述轮毂同轴的多个参考变量圆柱体相贯形成多个扇叶参考横截面,所述多个参考变量圆柱体的直径D2为介于所述轮毂直径D1和所述扇叶的最大直径D3之间的变量值,所述多个参考变量圆柱体的直径D2与所述扇叶的最大直径D3的比值为P;
所述叶根的轴向投影弦长H1,轴向高度N1,H1以预设角度与所述轮毂固定连接,所述叶尖的轴向投影弦长H2,轴向高度N2,轮毂直径D1、所述参考变量圆柱体的直径D2,轮毂比D1/D3为常数G,弦长比H1/H2为K,轴向高度比N1/N2为M,弦长夹角为β,叶根投影弦长H1随着轮毂比的增大而增大;
当G介于0.32~0.42之间时,K介于0.33~0.39之间,β介于42.08r°~64.31r°之间。
2.如权利要求1所述的小型轴流风扇,其特征在于,轴向高度比N1/N2为M介于0.3~0.6之间。
3.如权利要求1所述的小型轴流风扇,其特征在于,
G=0.32,对应的K=0.36,β=64.31r°,G=0.33,对应的K=0.33,β=63.02r°,
G=0.35,对应的K=0.33,β=57.77r°,G=0.36,对应的K=0.34,β=56.53r°,
G=0.37,对应的K=0.35,β=51.54r°,G=0.38,对应的K=0.35,β=49.4r°,
G=0.39,对应的K=0.36,β=47.42r°,G=0.40,对应的K=0.37,β=45.56r°,
G=0.41,对应的K=0.38,β=43.8r°,G=0.42,对应的K=0.39,β=42.08r°。
4.如权利要求1所述的小型轴流风扇,其特征在于,所述扇叶的叶根处的后缘接近所述轮毂的最底面位置,且由所述叶根部平滑延伸至所述叶尖。
5.如权利要求1所述的小型轴流风扇,其特征在于,所述轮毂的轴向高度介于16~23mm之间。
6.如权利要求1所述的小型轴流风扇,其特征在于,每个所述参考横截面具有位于所述扇叶的承压面的第一弧段F1和位于所述扇叶的吸压面的第二弧段F2,所述第一弧段F1和所述第二弧段F2随着所述参考变量圆柱体的直径的不同而不同;
当P=0.45时,F1=20.40tmm,F2=20.60tmm,
当P=0.51时,F1=22.20tmm,F2=22.50tmm,
当P=0.57时,F1=24.30tmm,F2=24.60tmm,
当P=0.63时,F1=26.80tmm,F2=27.10tmm,
当P=0.69时,F1=29.40tmm,F2=29.70tmm,
当P=0.75时,F1=32.20tmm,F2=32.50tmm,
当P=0.81时,F1=35.60tmm,F2=35.90tmm。
7.如权利要求1所述的小型轴流风扇,其特征在于,每个所述扇叶参考横截面沿所述轮毂的轴向投影的中心点a与所述轮毂中心O的连线L2和所述叶根沿所述轮毂的轴向投影的中心点b与所述轮毂中心O的连线L2之间的夹角A1介于27.81r°至55.88r°之间。
8.如权利要求6所述的小型轴流风扇,其特征在于,
当P=0.45时,A1=27.81r°,
当P=0.51时,A1=36.01r°,
当P=0.57时,A1=42.29r°,
当P=0.63时,A1=47.29r°,
当P=0.69时,A1=50.66r°,
当P=0.75时,A1=55.16r°,
当P=0.81时,A1=55.88r°。
9.如权利要求6所述的小型轴流风扇,其特征在于,当P介于0.45~0.81之间时,每个所述扇叶参考横截面沿所述轮毂的轴向投影跟所述前缘沿所述轮毂的轴向投影的交点c与所述轮毂中心O的连线L3和所述前缘在c点处的切线L4之间的夹角A2介于38.69r°至48.78r°之间。
10.如权利要求7所述的小型轴流风扇,其特征在于,
当P=0.45时,A2=48.78r°,
当P=0.51时,A2=44.33r°,
当P=0.57时,A2=40.55r°,
当P=0.63时,A2=39.78r°,
当P=0.69时,A2=38.69r°,
当P=0.75时,A2=39.45r°,
当P=0.81时,A2=41.54r°。
11.如权利要求1所述的小型轴流风扇,其特征在于,所述每个所述扇叶参考横截面沿所述轮毂的轴向投影跟所述后缘沿所述轮毂的轴向投影的交点d与所述轮毂中心O的连线L5和所述后缘在d点处的切线L6之间的夹角A3介于29.96r°至43.93r°之间。
12.如权利要求10所述的小型轴流风扇,其特征在于,
当P=0.45,A3=43.93r°,
当P=0.51,A3=46.85r°,
当P=0.57,A3=40.35r°,
当P=0.63,A3=35.90r°,
当P=0.69,A3=34.79r°,
当P=0.75,A3=32.32r°,
当P=0.81,A3=29.96r°。
13.如权利要求1所述的小型轴流风扇,其特征在于,所述叶尖和所述前缘及后缘结合处为圆倒角结构,每个所述扇叶的前缘圆弧段端点的两切线夹角为前缘角,所述前缘角的角度为36.72°,每个所述扇叶的后缘圆弧段端点的两切线夹角为后缘角,所述后缘角的角度为122.41°,所述前缘角和所述后缘角的浮动范围介于±5°之间。
14.如权利要求6所述的小型轴流风扇,其特征在于,所述r为误差调整系数且范围值在r±5°,所述t为误差调整系数且范围值在t±3mm。
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