CN106015094A - 一种扇叶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扇叶,包括扇轴(1)和若干均匀安装在扇轴上的叶片(2),所述的叶片(2)具有吸力面(21)和压力面(22),叶片(2)的顶部向吸力面(21)或压力面(22)弯折,形成一个弯折部(23)。本发明的技术方案具有风量损失小、运行噪音低等显著特征,同时工艺简单、制造成本低易于工业生产的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种风扇扇叶,具体涉及一种轴流式电风扇的扇叶。
背景技术
现有的风扇普遍采用光滑曲率连续的扇叶,整个扇叶的表面只是包含传统的压力面和吸力面,无特殊结构对吹风流场进行优化,特别是在扇叶的叶尖,由于压力面与吸力面的压力差,气流会从压力高的压力面向压力低的吸力面流动,造成压力损失导致风量损失,另一方面叶尖的紊流增大气动的噪声。申请号为“201310514402.9”,名称为“风扇叶片及具有该叶片的电风扇”的发明专利申请,通过在叶尖端设置有用于阻断漩涡形成的漩涡阻断部,提供了一种减少风量损失,降低风噪的解决方案,但是上述技术方需要在叶尖端增加一个部件,一是增加了叶片的质量使得电机负荷增大,可能增大风量但造成能力损失,如同增大功率实现风量增大;二是扇叶的工艺复杂成本高昂,模具成本就比传统的高,生产中的次品率也高,不易于工业生产;三是在尖端增加漩涡阻断部,所谓的漩涡阻断部缺少必要技术特征,从技术逻辑上分析至少要把权利要求2并入权利要求1才有授权基础,因此即使有专利产品至少也是沿叶片本体的叶尖端的边缘向叶片本体的吸力面呈垂直状态地弯折;四是叶尖受力太大,漩涡阻断部容易变形,再者噪音与速度的6次方相关,漩涡阻断部的切风面积过大,噪音是不可能小的;五是市场也充分显示上述技术方案没有生命力,市面上此发明的产品几乎见不到。扇叶的设计是一个复杂的工程,若从高效率的角度出发,不同工况导致叶片设计差别巨大,基本需要特别设计,优化永无止境。总之,现有技术要么存在风量损失大噪音大的问题,要么存在生产工艺复杂成本高昂不易于生产。
发明内容
本发明提供一种扇叶,可解决现有电风扇的风量损失大、噪声大的问题,同时工艺简单、制造成本低易于工业生产。
为解决上述技术问题,本发明提供一种扇叶,包括扇轴和若干均匀安装在扇轴上的叶片,所述的叶片具有吸力面和压力面,叶片的顶部向吸力面或吸力面弯折,形成一个弯折部。叶片如何安装在扇轴上是行业内的常规技术,一般是通过根部固定安装在扇轴外周面上,叶片与扇轴为一次成型的一体结构;叶片的顶部是指叶片远离扇轴并相对靠近叶尖的部分,叶片的根部一般是指靠近扇轴的部分,顶部和根部是相对的概念;叶片的顶部向吸力面或压力面弯折并不是叶片上半部分的全部向吸力面或压力面弯折,弯折部的顶端即叶片外圆到弯折线的长度与叶片半径的比例小于0.5,实践中一般为0.05-0.45之间为宜,0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45皆可,根据实际工况调整。所述的弯折部向吸力面或压力面弯折,有点必须指出的是弯折部不能与叶片垂直,否则造成压力面和吸力面减少,进而叶片做功的有效面积也会减少,且弯折部不能像背景技术中的方案同时向压力面和吸力面弯折,否则会因切风面积额增大导致噪音骤增,背景技术中的问题就会出现。弯折部本质上是叶片的一部分,位于叶片的顶部,弯折部可以有效的阻断气流从压力面的高压区向吸力面的低压区流动,减少风量损失,以及减少叶尖漩涡的形成,降低风噪。经实际测试,风力可以提高20%,噪音可以降低3-4个分贝。
进一步地,所述弯折部的顶端即叶片外圆到弯折线的最大长度与叶片半径的比例小于0.5。弯折部的顶端即叶片外圆到弯折线的最大长度与叶片半径的比例小于0.5,一般为0.05-0.45之间为宜,0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5皆可,根据实际工况调整。叶片旋转时的即时速度为半径与角速度的乘积,叶尖的速度是叶根的几十倍,同时又要维持一定风压,若是弯折部的长度与叶片半径的比例过大,在通常的转速下,压力无法满足需要;为达到压力要求增大转速就会导致弯折部的压力太大,只是弯折部变形甚至发生断裂。因此,比例不应过大,弯折部的顶端即叶片外圆到弯折线的长度与叶片半径的比例应小于0.5,实际生产中,比例为0.25左右的技术效果非常好。
进一步地,所述弯折部与吸力面或压力面的夹角在1450至1750之间。当弯折部向吸力面弯折时,所述的夹角是指弯折部与吸力面之间的夹角,夹角在1450至1750之间;当弯折部向压力面弯折时,所述的夹角是指弯折部与压力面之间的夹角,夹角在1450至1750之间。本发明的弯折部不能同时向压力面和吸力面弯折,但弯折部可以选择向压力面或吸力面弯折,所以夹角对应是弯折部弯折方向的那一面对应的夹角。无论弯折部如何设计,都不能完全防止气流从压力面向吸力面流动,经测试弯折部与吸力面或压力面之间的夹角1450、1500、1550、1600、1650、1700、1750都可有不错的经济、性能效果,弯折部夹角为1600左右时效果非常好,经济、综合性能指标甚优。在日常生活中常用的风扇,弯折部与吸力面的夹角为1600左右就可很好的减少气流从压力面向吸力面流动,同时旋转的弯折部又不会对叶片有太大的形变压力。
进一步地,所述弯折部的长度从叶片顶端的前缘向叶片的后缘逐渐增大。叶片顶端的前缘没有弯折部的,弯折部的起点与叶片顶端前缘是重合的,往叶片的后缘,弯折部的长度逐渐加大。叶片顶端的前缘以一个点切风,可以减少噪音,这也是目前市面上很多5叶片甚至以上的风扇把叶片顶端前缘设计得较尖的原因,如刀尖刺穿空气般静寂,降低噪音也减少旋转的阻力;旋转的扇叶也是从叶片顶端的前缘往叶片后缘逐渐对气体加压,越往叶片后缘压力越大,导致气流从叶片压力面向叶片吸力面流动的压差越大,因此随着压差的增大,逐渐增大弯折部的长度可以有效的减少气流从压力面向吸力面地流动,提高送风效率。
进一步地,所述弯折部为表面光滑的曲面。弯折部与叶片一同转动,气流相对叶片以及弯折部发生流动,叶片高速旋转,气流相对速度也非常大,而且还要发生变向,因此,光滑的曲面能减少流体气流急剧变化形成的漩涡,进而减少能力损耗,降低运行噪音。
进一步地,所述弯折部外表面与吸力面外表面光滑地连接。理由如上,叶片高速旋转,气流相对速度也非常大,而且还要发生变向,因此,光滑的曲面能减少流体气流急剧变化形成的漩涡,进而减少能力损耗,降低运行噪音。
与现有的扇叶相比,本发明可以有效的降低运行噪音,减少风力损失,同时工艺简单、制造成本低易于工业生产,具有很高的市场竞争优势。
附图说明
图1为本发明的一种扇叶实施例的立体图;
图2为本发明的一种扇叶实施例的示意图;
图3为本发明的一种扇叶实施例的又一示意图;
在图1至图3中包括有:
扇轴1;叶片2;吸力面21、压力面22、弯折部23。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
附图1实施例,数个叶片2均匀安装在扇轴1上,叶片1顶部向吸力面21弯折,形成一个弯折部23,所述弯折部23的长度从叶片2顶端前缘向叶片2的后缘逐渐增大。扇叶的设计是一个复杂的工程,不同工况导致叶片2设计差别巨大,要通过调整叶片2的曲率、弧度、倾角、叶片数目及弯边结构等要素来提升风扇的风量和能效,并降低扇叶在***中的噪音。本发明不关注考虑叶片曲率、弧度、倾角、叶片数目以及弯边的某一种具体的设计,只是提供一种解决问题的技术方案,而不是实现特定工况下的具体结构设计图,附图1只是优选的实施例,弯折部23向吸力面21弯折。实际生产中,不同工况下设计出的扇叶有较大差别,但只要叶片2的顶部向吸力面或者吸力面弯折形成弯折部23且非垂直弯折,用以减少风量损失、降低噪音的设计都落入本技术方案的保护范围。
附图2为弯折部23向压力面22弯折的实施例,叶片2的顶部向吸力面22弯折,叶片2的顶部从前缘到后缘都有都弯折形成弯折部23,是权利要求1的一个优选实施例。弯折部23从叶片顶部的前缘就开始弯折,可增大防止气流从压力面向吸力面流动的防护面积。
附图3实施例,叶片2的顶部向吸力面21弯折,所述弯折部23的长度从叶片顶端前缘向叶片的后缘逐渐增大,是权利要求2的一个优选实施例。叶片顶端前缘相对整个叶片2而言,是比较锋尖的,可以减少切风面积,有利于叶片2在高速旋转时刺破气流,这也是超音速战机前端都比较尖而非比较钝的原理。与背景技术中那么大的切风面积的技术方案完全不同,本技术方案可以较好的降低风噪,经实测可以减少3-4分贝。
与现有的扇叶相比,本发明可以有效的降低运行噪音,减少风力损失,同时工艺简单、制造成本低易于工业生产,具有很高的市场竞争优势。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.一种扇叶,包括扇轴(1)和若干均匀安装在扇轴上的叶片(2),所述的叶片具有吸力面(21)和压力面(22),其特征在于:叶片(2)的顶部向吸力面(21)或压力面(22)弯折,形成一个弯折部(23)。
2.根据权利要求1所述的一种扇叶,其特征在于:所述弯折部(23)的长度从叶片(2)顶端的前缘向叶片(2)的后缘逐渐增大。
3.根据权利要求1或2所述的一种扇叶,其特征在于:所述弯折部(23)的顶端即叶片(2)外圆到弯折线的最大长度与叶片半径的比例小于0.5。
4.根据权利要求3所述的一种扇叶,其特征在于:所述弯折部(23)与吸力面(21)或压力面(22)之间的夹角在1450至1750之间。
5.根据权利要求1所述的一种扇叶,其特征在于:所述弯折部(23)为表面光滑的曲面。
6.根据权利要求1所述的一种扇叶,其特征在于:所述弯折部(23)与压力面(22)或吸力面(21)的弯折连接处为光滑连接。
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