CN108180154A - 一种风扇波纹支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风扇波纹支架，由导风圈、多个导流叶片和支架轮毂组成，电机安装在支架轮毂的一侧，风扇叶片与电机通过转轴连接并安装于支架轮毂的另一侧，风扇波纹支架还包括扩口结构，扩口结构设置在导风圈的端部，导流叶片设置于扩口结构和支架轮毂之间，扩口结构的内壁线型为倾斜设置，导流叶片后缘处设置波纹降噪结构，波纹降噪结构由至少一组波峰和波谷构成，每组波峰和波谷均沿着导流叶片后缘至导流叶片前缘的方向设置。本发明的风扇波纹支架不仅能够起到支撑电机安装的作用，而且还在导流叶片上进行波纹设计，对风扇出风进行整流，减少风扇涡流损失，以提高风扇效率，降低宽频涡流噪声。

Description

一种风扇波纹支架

技术领域

本发明涉及风扇设备领域，具体涉及一种风扇波纹支架。

背景技术

在现有大巴汽车和电器散热等行业中，为避免电子元件温度过高导致电子设备工作异常，需要对电子设备进行散热，通常的散热设备为风扇装置。在风扇装置中，风扇支架主要起到支撑风扇电机安装和连接风扇的作用。风扇支架上的导流叶片结构简单，大多是沿径向方向延伸的平板支架，在风扇转动过程中，产生的气流经过导流叶片，气流会顺着导流叶片后缘出风，产生气流分离，未起到导流作用，增加风扇宽频涡流噪声，导致风扇效率低，噪声高。现有技术中一般是在风扇叶片的后缘处设置锯齿状的结构，使气流流过锯齿面时，气流会向锯齿凸面汇集，减少风扇叶片的吸力面上的涡流分离，降低风扇宽频涡流噪声。但是在风扇转动过程中，由于导流叶片不能起到导流作用，仅依靠风扇叶片不能使风扇的噪音得到显著降低。现有技术的风扇支架中的扩口结构一般是直接安装在导风圈的端部，扩口结构的内壁和导风圈的内壁均处于垂直状态，扩口结构的内壁和导风圈的内壁处于图一平面，容易造成风扇出口气流速度过大，进而进一步增大噪音。

申请号为200820162494.3的专利“用于风机的风叶轮”，该专利包括有叶片和与电机的输出轴相联动的轮毅，且在位于外弦位置的叶片上设置有流线型的襟翼,所述襟翼从叶尖延伸入外弦长度的5一10％的位置开始延伸至外弦的后端，且每片叶片的后缘采用能降低旋转噪音的锯齿形。在叶片后缘上设置的锯齿结构，能有效地降低叶片出口处的旋涡流损失，使运行时能合理地避开喘振区，提高叶片的空气动力性能，使叶轮在转动时噪声更低。但是不能解决导流叶片对气流进行分离从而增加风扇宽频涡流噪声的问题。

申请号为CN201480035414.6的专利“风扇护罩组件”，公开了一种防涡流锯齿风扇护罩组件，防涡流锯齿沿着送风部的内周面预定区域而与风扇的叶片端部或者风扇环端部维持预定间距地排列并且以锯齿形态形成，可以有效较少被移送的空气产生涡流以及由此产生的噪音。该发明的锯齿结构设置在送风部内周面，结构较为复杂，安装过程不方便，而且没有解决因导流叶片而产生的宽频涡流噪声噪声问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种风扇波纹支架，该风扇波纹支架不仅能够起到支撑电机安装的作用，而且还在导流叶片上进行波纹设计，对风扇出风进行整流，减少风扇涡流损失，以提高风扇效率，降低宽频涡流噪声。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种风扇波纹支架，由导风圈、多个导流叶片和支架轮毂组成，电机安装在所述支架轮毂的一侧，风扇叶片与所述电机通过转轴连接并安装于所述支架轮毂的另一侧，所述支架还包括扩口结构，所述扩口结构设置在所述导风圈的端部，所述导流叶片设置于所述扩口结构和所述支架轮毂之间，所述导流叶片后缘处设置波纹降噪结构。

优选的，所述波纹降噪结构由至少一组波峰和波谷构成，每组所述波峰和所述波谷均沿着所述导流叶片后缘至所述导流叶片前缘的方向设置；所述波纹降噪结构沿叶尖至叶根方向相邻所述波谷或波峰之间间距呈均等分布、不均等分布、由小到大渐进变化分布或由大到小渐进分布中的一种。气流经过导流叶片时会顺着导流叶片后缘出风，容易产生气流分离，增加风扇涡流噪声，但由于导流叶片上设置波纹降噪结构，气流流出时会有向波凹部位聚集趋势，会起到延迟气流脱落的效果，最终达到降低风扇宽频涡流噪声的作用。

优选的，相邻两个所述波峰之间的距离或相邻两个所述波谷之间的距离为波长a，所述导流叶片长度为A，a和A之间的关系为：0<a≤0.5A。

优选的，所述导流叶片的倾斜方式为直线倾斜或弯曲倾斜中的一种，所述风扇叶片的倾斜方向与所述导流叶片倾斜方向相反。其目的是为了减小导流叶片沿叶高截面的叶型损失和二次流动损失，提高风扇效率。

优选的，所述导流叶片沿径向的横截面形状为翼型截面、等厚度板截面、椭圆形截面或圆角矩形截面中的一种。

优选的，所述导流叶片沿径向的横截面形状为翼型截面，相邻所述波谷和所述波峰上的截面翼型气流出口角分别为b1、b2，其关系为：b1>b2；两个所述气流出口角形成的夹角为b，所述夹角b的范围为：0.5°≤b≤10°。若夹角太小未能起到降噪效果，夹角过大高速旋转时会引起啸叫声。

优选的，所述扩口结构和所述支架轮毂之间设置有固定圈，所述固定圈与所述支架轮毂同心设置，所述固定圈安装在所述导流叶片上用于固定所述导流叶片。

优选的，所述扩口结构内壁为倾斜设置，倾斜方式为直线倾斜或曲线倾斜，倾斜起始端与导风圈内壁面相连。扩口结构的倾斜设置可以使风扇的动压转化为静压，以提高风扇静压效率，降低风扇出口气流速度，进而达到降低噪声的作用。

优选的，所述曲线倾斜起始端与所述导风圈内壁面相切；所述直线倾斜的倾斜角度范围为：3°≤θ≤15°。

优选的，所述扩口结构内壁的倾斜高度为H，导风圈高度为h，其关系为0.1h≤H≤0.6h。

相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：

本发明的风扇波纹支架不仅能够起到支撑电机安装的作用，而且还进行了支架导风设计，通过在导流叶片后缘处设置波纹降噪结构，波纹降噪结构沿叶尖至叶根的方向分布。波纹降噪结构由至少一组波峰和波谷构成，每组波峰和波谷均沿着叶片后缘至叶片前缘的方向设置。气流经过导流叶片时会顺着导流叶片后缘出风，容易产生气流分离，增加风扇涡流噪声，但由于导流叶片上设置波纹降噪结构，气流流出时会有向波谷部位聚集趋势，会起到延迟气流脱落的效果，最终达到降低风扇宽频涡流噪声的作用。

导流叶片的倾斜设置会减小导流叶片沿叶高截面的叶型损失和二次流动损失。对导流叶片的数量进行了限制，既能保证风扇支架支撑强度，又能更好地对风扇出风进行导流，减少风扇涡流损失，提高风扇效率，降低宽频涡流噪声。

本发明在导流叶片上设置固定圈，可以起到固定导流叶片的作用，防止导流叶片的震动产生噪声，确保了在风扇运转过程中，导流叶片可以稳固的进行气体分流。扩口结构内壁的倾斜设置使风扇的动压转化为静压，提高了风扇的静压效率，降低了风扇出口气流速度，进而达到降低噪声的作用。

附图说明

图1为本发明风扇波纹支架的俯视结构示意图；

图2为本发明风扇波纹支架的仰视结构示意图；

图3为本发明风扇波纹支架的剖视图；

图4为本发明风扇波纹支架的仰视图；

图5为本发明风扇的俯视图；

图6为本发明风扇的仰视图；

图7为本发明导流叶片的局部结构和相关角度示意图；

图8为本发明导流叶片截面气流出口角度示意图；

图9为本发明导流叶片的局部示意图。

附图标记：

1.风扇波纹支架；11.导风圈；12.导流叶片；13.支架轮毂；14.扩口结构；15.波纹降噪结构；121.叶根；122.叶尖；123.导流叶片后缘；124.导流叶片前缘；1211.叶根前缘点；1212.叶根后缘点；1221.叶尖前缘点；1222.叶尖后缘点；2.风扇叶片；3.电机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

本发明的第一实施例中，如图1、2、5、6所示，一种风扇波纹支架1，由导风圈11、多个导流叶片12和支架轮毂13组成，电机3安装在支架轮毂13的一侧，风扇叶片2与电机3通过转轴连接并安装于支架轮毂13的另一侧，风扇波纹支架1还包括扩口结构14，扩口结构14设置在导风圈11的端部，导流叶片12设置于扩口结构14和支架轮毂13之间，支架轮毂13、扩口结构14、导风圈11均同心设置，电机3与扩口结构14置于同一侧，风扇叶片2则置于导风圈11中。扩口结构14和支架轮毂13之间设置有固定圈，固定圈与支架轮毂13同心设置，固定圈安装在导流叶片12上用于固定导流叶片12。本发明在导流叶片12上设置固定圈，可以起到固定导流叶片12的作用，防止导流叶片12的震动产生噪声，确保了在风扇运转过程中，导流叶片12可以稳固的进行气体分流。

导流叶片后缘123处设置波纹降噪结构15。波纹降噪结构15由至少一组波峰和波谷构成，每组波峰和波谷均沿着导流叶片后缘123至导流叶片前缘124的方向设置。气流经过导流叶片12时会顺着导流叶片后缘123出风，容易产生气流分离，增加风扇涡流噪声，但由于导流叶片12上设置波纹降噪结构15，气流流出时会有向波谷部位聚集趋势，会起到延迟气流脱落的效果，最终达到降低风扇宽频涡流噪声的作用。

如图9所示，波纹降噪结构15沿叶尖122至叶根121方向相邻波谷或波峰之间间距呈均等分布或不均等分布。相邻两个波峰之间的距离或相邻两个波谷之间的距离为波长a，导流叶片12长度为A，a和A之间的关系为：0<a≤0.5A。本实施例的沿叶尖122至叶根121方向波纹降噪结构15中的波峰等间距分布，即相邻两个波峰之间的间距相等，而且沿叶尖122至叶根121方向波纹降噪结构15中的波谷也是等间距分布，即相邻两个波波谷之间的间距相等。本实施例优选的两个波峰之间的距离或相邻两个波谷之间的距离为波长a和叶片长度A之间的关系为a＝0.2A。

导流叶片12的倾斜方式为直线倾斜，风扇叶片2的倾斜方向与导流叶片12倾斜方向相反。其目的是为了减小导流叶片12沿叶高截面的叶型损失和二次流动损失，提高风扇效率。

如图7所示，导流叶片12的横截面形状对气流的流动阻力有一定的影响，在本实施例中，优选设置导流叶片12的截面形状为翼型截面。导流叶片12的截面安装角为截面的前缘点与后缘点之间的连线与水平线形成的夹角，其中叶根121截面的叶根前缘点1211和叶根后缘点1212的连线与水平线的夹角为叶根安装角e2，叶尖122截面的叶尖前缘点1221和叶尖后缘点1222的连线与水平线的夹角为叶尖安装角e1。由于导流叶片12的叶高不同，叶根121和叶尖122的安装角不相等，形成的差角为扭角c，扭角c的角度范围为：0°≦c≦20°，其中导流叶片12的叶尖安装角e1大于叶根安装角e2，这样可以使风扇2运行出风产生的气流经过导流叶片12时气流压力分布均匀，避免产生压力差而导致气流分离，达到降低风扇装置宽频涡流噪声提高工作效率的作用。

如图8所示，由于导流叶片12沿径向的横截面形状为翼型截面，波纹降噪结构15中的相邻波谷和波峰上的截面翼型气流出口角分别为b1、b2，其关系为：b1>b2；两个气流出口角形成的夹角为b，夹角b的范围为：0.5°≤b≤10°。若夹角太小未能起到降噪效果，夹角过大高速旋转时会引起啸叫声。

在风扇支架1中，导流叶片12的数量不仅会对风扇装置的支撑强度产生影响，还会对风扇装置的出风散热效果和基频噪声产生影响。在本实施例中，导流叶片12数量为n1，风扇叶片2数量为n，优选两者之间的关系为：1.4n<n1<4n，n1≠2n、3n。这样即可以保证风扇支架1的支撑强度，又能更好地对风扇叶片2的出风进行导流。为了避免风扇叶片2基频噪声激化，导流叶片12数量不能为风扇叶片2数量的整数倍。

如图3和4所示，本发明的扩口结构14内壁为倾斜设置，倾斜方式为直线倾斜或曲线倾斜，倾斜起始端与导风圈11内壁面相连，曲线倾斜起始端与导风圈11内壁面相切；直线倾斜的倾斜角度范围为：3°≤θ≤15°。扩口结构14内壁的倾斜高度为H，导风圈11高度为h，其关系为0.1h≤H≤0.6h。气流经导风圈11进入扩口结构14后，其直径增大，由于存在尺寸的突变，使动压变为静压。扩口结构14内壁的倾斜设置使风扇的动压转化为静压，提高了风扇的静压效率，降低了风扇出口气流速度，使降噪效果进一步提升。

如图9所示，在本发明的第二实施例中，沿叶尖122至叶根121方向波纹降噪结构15中的波峰等间距分布，即相邻两个波峰之间的间距相等，而且沿叶尖122至叶根121方向波纹降噪结构15中的波谷等间距分布，即相邻两个波波谷之间的间距相等。本实施例优选的两个波峰之间的距离或相邻两个波谷之间的距离为波长a和叶片长度A之间的关系为a＝0.1A。本实施例导流叶片上的波纹密集提高了一倍，对气流流过导流叶片后缘123处时的聚集效果更加明显，会使噪声得到进一步降低。

在本发明的第三实施例中，波纹降噪结构15包括至少两组波峰和波谷，沿叶尖122至叶根121方向波纹降噪结构15中的相邻两个波峰之间的距离逐渐增大，沿叶尖122至叶根121方向波纹降噪结构15中的相邻两个波谷之间的距离逐渐增大。

在本发明的第四实施例中，波纹降噪结构15包括至少两组波峰和波谷，沿所述叶尖122至叶根121方向所述波纹降噪结构15中的相邻两个所述波峰之间的距离逐渐减小，沿叶尖122至叶根121方向波纹降噪结构15中的相邻两个波谷之间的距离逐渐减小。

在本发明的第五实施例中，导流叶片12倾斜方式还可以为弯曲倾斜，导流叶片12沿叶高方向不同的截面后缘点的连线为曲线，曲线可以为抛物线或圆弧线中的一种。

在本发明的第六实施例中，导流叶片12沿径向的横截面形状还可以为等厚度板截面、椭圆形截面或圆角矩形截面中的一种，本实施例对第一实施例的导流叶片12的横截面形状做了常规修改，说明书附图没有示出。

本发明的风扇波纹支架1不仅能够起到支撑电机3安装的作用，而且还进行了支架导风设计，通过在导流叶片后缘123处设置波纹降噪结构15，波纹降噪结构15沿叶尖122至叶根121的方向分布。波纹降噪结构15由至少一组波峰和波谷构成，每组波峰和波谷均沿着导流叶片后缘123至导流叶片前缘124的方向设置。气流经过导流叶片12时会顺着导流叶片后缘123出风，容易产生气流分离，增加风扇涡流噪声，但由于导流叶片12上设置波纹降噪结构15，气流流出时会有向波谷部位聚集趋势，会起到延迟气流脱落的效果，最终达到降低风扇宽频涡流噪声的作用。导流叶片12的倾斜设置会减小导流叶片12沿叶高截面的叶型损失和二次流动损失。对导流叶片12的数量进行了限制，既能保证风扇支架支撑强度，又能更好地对风扇出风进行导流，减少风扇涡流损失，提高风扇效率，降低宽频涡流噪声。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种风扇波纹支架，由导风圈、多个导流叶片和支架轮毂组成，电机安装在所述支架轮毂的一侧，风扇叶片与所述电机通过转轴连接并安装于所述支架轮毂的另一侧，其特征在于，所述支架还包括扩口结构，所述扩口结构设置在所述导风圈的端部，所述导流叶片设置于所述扩口结构和所述支架轮毂之间，所述导流叶片后缘处设置波纹降噪结构。

2.根据权利要求1所述的一种风扇波纹支架，其特征在于，所述波纹降噪结构由至少一组波峰和波谷构成，每组所述波峰和所述波谷均沿着所述导流叶片后缘至所述导流叶片前缘的方向设置；所述波纹降噪结构沿叶尖至叶根方向相邻所述波谷或波峰之间间距呈均等分布、不均等分布、由小到大渐进变化分布或由大到小渐进分布中的一种。

3.根据权利要求2所述的一种风扇波纹支架，其特征在于，相邻两个所述波峰之间的距离或相邻两个所述波谷之间的距离为波长a，所述导流叶片长度为A，a和A之间的关系为：0<a≤0.5A。

4.根据权利要求1所述的一种风扇波纹支架，其特征在于，所述导流叶片的倾斜方式为直线倾斜或弯曲倾斜中的一种，所述风扇叶片的倾斜方向与所述导流叶片倾斜方向相反。

5.根据权利要求4所述的一种风扇波纹支架，其特征在于，所述导流叶片沿径向的横截面形状为翼型截面、等厚度板截面、椭圆形截面或圆角矩形截面中的一种。

6.根据权利要求2所述的一种风扇波纹支架，其特征在于，所述导流叶片沿径向的横截面形状为翼型截面，相邻所述波谷和所述波峰上的截面翼型气流出口角分别为b1、b2，其关系为：b1>b2；两个所述气流出口角形成的夹角为b，所述夹角b的范围为：0.5°≤b≤10°。

7.根据权利要求1所述的一种风扇波纹支架，其特征在于，所述扩口结构和所述支架轮毂之间设置有固定圈，所述固定圈与所述支架轮毂同心设置，所述固定圈安装在所述导流叶片上用于固定所述导流叶片。

8.根据权利要求1所述的一种风扇波纹支架，其特征在于，所述扩口结构内壁为倾斜设置，倾斜方式为直线倾斜或曲线倾斜，倾斜起始端与导风圈内壁面相连。

9.根据权利要求8所述的一种风扇波纹支架，其特征在于，所述曲线倾斜起始端与所述导风圈内壁面相切；所述直线倾斜的倾斜角度范围为：3°≤θ≤15°。

10.根据权利要求8所述的一种风扇波纹支架，其特征在于，所述扩口结构内壁的倾斜高度为H，导风圈高度为h，其关系为0.1h≤H≤0.6h。