專利名稱：：軸流式風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及軸流式風(fēng)扇，更具體地，涉及能提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以減少葉片的變形和不平衡性并且實現(xiàn)低噪聲級的軸流式風(fēng)扇。
背景技術(shù)：
：如圖1所示，用于冷卻經(jīng)過諸如車輛散熱器、冷凝器等熱量交換器內(nèi)部的熱量交換介質(zhì)的軸流式風(fēng)扇IO設(shè)置有連接到諸如電動機(jī)的驅(qū)動源50的軸52的輪轂20，徑向地排列在輪轂20的外圓周長處的多個葉片30，和用于連接葉片尖端以防止葉片變形的風(fēng)扇帶40。軸流式風(fēng)扇10因此由從驅(qū)動源50傳向輪轂20的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)并且由葉片30沿軸線方向吹氣。固定到熱量交換器的罩60用于有效地引導(dǎo)由軸流式風(fēng)扇10吹來的氣體。罩60設(shè)置具有氣孔并且支撐作為驅(qū)動源的電動機(jī)50，氣孔的大小使得軸流式風(fēng)扇IO可旋轉(zhuǎn)地插入其中。在傳統(tǒng)的軸流式風(fēng)扇10的葉片30中，如圖2所示，前緣LE是旋轉(zhuǎn)方向一側(cè)的邊緣，后緣TE是旋轉(zhuǎn)方向的對側(cè)的邊緣，當(dāng)其從連接葉片30與輪轂20的葉片根部32延展至葉片30的中心部時具有向旋轉(zhuǎn)的反方向傾斜的后掃描角(sweepingangle),和當(dāng)其延展至連接葉片到風(fēng)扇帶(fanband)40的葉片尖端34時具有向旋轉(zhuǎn)方向傾斜的前掃描角。掃描角的此種改變?yōu)檩S流式風(fēng)扇的性能中的重要因素，然而，已知其難于獲得滿意的鼓風(fēng)效率和減噪效果。考慮到上述問題，改進(jìn)型軸流式風(fēng)扇已經(jīng)在由本發(fā)明人的韓國專利申請公開號第2002-94183號和第2002-94184號中提出。如圖3和圖4中所示，前述軸流式風(fēng)扇10a具有波形結(jié)構(gòu)葉片30a，其中，前緣LE和后緣TE的掃描角在其從葉片根部32a延展至葉片尖端34a時從向后到向前和從向前到向后交替改變。并且，弦長CL在其從葉片根部32a延展至葉片尖端34a時逐漸增加。標(biāo)記符號a表示葉片30相對于水平線H的角度。標(biāo)記符號20a和40a分別表示輪轂和風(fēng)扇帶。如圖5和圖6所示，后述的軸流式風(fēng)扇10b具有與前述相同的波形結(jié)構(gòu)葉片30b，且弦長CL(見圖4)也在其從葉片根部32b延展至葉片尖端34b時逐漸增加。此外，葉片根部32b具有最大的后掃描角且葉片尖端34b具有最大的前掃描角。標(biāo)記符號20b和40b分別表示輪轂和風(fēng)扇帶。根據(jù)分別具有上述波形結(jié)構(gòu)葉片30a和30b的軸流式風(fēng)扇10a和10b，位于沿前緣LE和后緣TE間的中點走向的中弦線上的拐點Pl和P2之間的區(qū)域，用作用于分散氣流并因此防止氣流聚集從而與圖1和圖2所示的軸流式風(fēng)扇相比能增加流動效率和減小噪聲的區(qū)域。如圖7中所示，例如，在設(shè)置有具有上述波形結(jié)構(gòu)的葉片的軸流式風(fēng)扇中，當(dāng)假定分別穿過輪轂20b的中心C和相鄰兩個葉片30b和輪轂20b相接觸的各葉片的根部32b的中點Cl和C2的兩條線Ll和L2之間的角度為葉片的分布角度A1，且葉片的數(shù)目為n時，等角分布角度被定義為分布角度變?yōu)?60/n的情況。另外，葉片的分布角度Al可在軸流式風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向(+)或反方向(_)上以等角分布角度中的預(yù)定角度移動，且此時其中可增加或減小角度的范圍被稱為間隙角B。換言之，其可由以下公式表示葉片的分布角度Ab等角分布角度x間隙角B。同時，美國專利第5,000,660號公開了具有不均勻結(jié)構(gòu)的葉片的軸流式風(fēng)扇，其中在至少兩個葉片間從葉片根部到葉片尖端的曲率是不同的，且該軸流式風(fēng)扇被建議用于增加葉片根部的剛度并且減小葉片尖端部的噪聲。然而，在具有上述波形結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇中，存在有以下問題，即，當(dāng)軸流式風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時出現(xiàn)不平衡，并且如果間隙角B被設(shè)置得過大，則不能達(dá)到滿意的減噪效果。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種軸流式風(fēng)扇，其能提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以減少葉片的變形和不平衡性，并且通過用最優(yōu)間隙角確定葉片的分布角度并且因此確定葉片的不均勻率來實現(xiàn)低噪聲級。為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇包括輪轂(110);在輪轂周圍徑向地排列的且具有掃描角的多個葉片(120)，其掃描角的方向在葉片的根部(122)和尖端(124)之間的區(qū)域內(nèi)交替變化；用于整體地連接每一葉片的尖端的風(fēng)扇帶(130);其中，當(dāng)假定分別穿過輪轂(110)的中心(C)和相鄰兩個葉片(120)與輪轂(110)相接觸的各葉片的根部的中點(Cl，C2)的兩條線(Ll，L2)之間的角度是葉片的分布角Al，并且在葉片的數(shù)目為n的情況下等角分布角的角度是360/n，則所述葉片被排列成間隙角處于4°到9°的范圍內(nèi)，同時滿足公式葉片的分布角(Al)=等角分布角±間隙角。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選間隙角處于6。到7。的范圍內(nèi)。另外，優(yōu)選當(dāng)假定分別通過輪轂的中心和相鄰兩葉片和輪轂相接觸的各葉片的根部的中點的兩條線之間的角度是葉片的輪轂側(cè)分布角，且分別穿過輪轂的中心和兩個葉片(120)的各尖端的中點的兩條線之間的角度是葉片的尖端側(cè)分布角時，葉片的輪轂側(cè)分布角和葉片的尖端側(cè)分布角是相同的。另外，葉片具有掃描角，當(dāng)從具有前向角的葉片的尖端向與輪轂相連接并具有后向角的葉片的根部延展時，掃描角逐漸改變，并且葉片具有葉片的尖端(124)側(cè)的前向角區(qū)域和葉片的根部(122)側(cè)的后向角區(qū)域之間的多個流動分散區(qū)域(D)，其中掃描角的方向交替反向。此時，優(yōu)選的是，葉片具有從葉片尖端向葉片根部延伸的前緣(LE)，且前緣的掃描角的方向從在葉片根部處的最大后向角至葉片尖端處的最大前向角逐漸改變，其中掃描角的方向從葉片根部側(cè)的后向角反向為前向角，隨后，反向為后向角并且再次反向為前向角以連接到葉片尖端側(cè)的前向角。此外，優(yōu)選的是，葉片具有從葉片尖端向葉片根部延伸的后緣(TE)，并且后緣(TE)的掃描角的改變模式與前緣(LE)的相同。本發(fā)明的以上和其它目標(biāo)、特性和優(yōu)點將從下列優(yōu)選實施方式的說明結(jié)合附圖而變得很明顯，其中圖1是說明傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇和罩組件的分解透視圖。圖2是說明傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇的部分正視圖。圖3是說明傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇的另一個實例的正視圖。圖4是定義弦的葉片的剖視圖。圖5是說明傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇的又一實例的透視圖。圖6是說明圖5中所示的軸流式風(fēng)扇的部分正視圖。圖7是用于解釋圖5中所示的軸流式風(fēng)扇中的葉片的分布角的部分正視圖。圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇的一個實施方式的正視圖。圖9是用于解釋圖8中所示的本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇中葉片的結(jié)構(gòu)的部分正視圖。圖10至圖15是比較性地顯示關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇和傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇，依照頻率的噪聲級別的圖表。圖16是顯示總噪聲根據(jù)間隙角變化的變化模式的圖表。主要元件的描述110:輪轂120:葉片122:葉片根部124:葉片尖端130:風(fēng)扇帶Al:葉片的分布角C:輪轂的中心Cl，C2:接觸輪轂的葉片的根部的中點Ll，L2:穿過輪轂的中心和葉片的根部中點的線D:流動分散區(qū)域Sl，S2:集流部件ru，ri2，ri3:第一，第二和第三拐點具體實施例方式此后，將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇。軸流式風(fēng)扇100包括輪轂110;多個葉片120，其徑向地排列在輪轂110的周圍并且具有掃描角，掃描角的方向在葉片根部122和葉片尖端124間的區(qū)域內(nèi)交替地改變；和用于整體地連接每一葉片120的尖端124的風(fēng)扇帶130。在本實施方式中，圖示的軸流式風(fēng)扇100具有9個葉片120。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)假定分別穿過輪轂110的中心C和相鄰兩葉片120和輪轂110相接觸的各葉片的根部122的中點Cl和C2的兩條線Ll和L2之間的角度為葉片的分布角Al時，葉片的分布角Al沿軸流式風(fēng)扇100的旋轉(zhuǎn)方向(+)或反方向(-)移動的角度范圍是間隙角，且葉片的數(shù)目為n，代表葉片排列的間隔的等角分布可規(guī)定為360/n。換言之，葉片120可被示例性地以40°的間隔排列，葉片120的實際角度分布可在軸流式風(fēng)扇IOO的旋轉(zhuǎn)方向(+)或旋轉(zhuǎn)的反方向(-)上以間隙角范圍中的預(yù)定角度移動。葉片120的分布角度Al可由以下公式表示葉片的分布角Al=等角分布角土間隙角，且間隙角優(yōu)選地處于4°到9°的范圍內(nèi)并更優(yōu)選處于6°到7。的范圍內(nèi)。此外，當(dāng)假定分別穿過輪轂110的中心C和相鄰兩個葉片120和輪轂110相接觸的各葉片的根部122的中點Cl和C2的兩條線Ll和L2之間的角度Alr是葉片的輪轂側(cè)分布角，并且分別穿過輪轂110的中心C和兩個葉片120的各尖端124的中點C3和C4的兩條線L3和L4之間的角度Alt是葉片的尖端側(cè)分布角時，優(yōu)選葉片的輪轂側(cè)分布角Alr和葉片的尖端側(cè)分布角Alt是相同的。圖9是用于解釋圖8中所示的本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇中的葉片結(jié)構(gòu)的部分正視圖。在圖9的葉片中，顯示了前緣LE、后緣TE和中弦線ML，中弦線ML被定義為徑向地沿前端LE和后端TE間的中點走向的線。如圖所示，在根據(jù)本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇中，葉片120的前緣LE具有掃描角，在葉片根部122和葉片尖端之間的全剖面上，掃描角的方向從在葉片根部122處的最大后向掃描角至葉片尖端124處的最大前向掃描角逐漸改變。此外，前緣LE具有流動分散區(qū)域D，該區(qū)域是從第一拐點ru(此處掃描角的方向從后向變?yōu)榍跋?開始穿過第二拐點"，并到達(dá)第三拐點(此處掃描角的方向再次從后向變?yōu)榍跋?的小區(qū)段。換言之，葉片120的前緣LE如此形成使得掃描角的方向從葉片根部122側(cè)處的后向按照前向、后向和前向的順序逐漸改變，并且最終在葉片120的根部122側(cè)的后部區(qū)域和葉片120的尖端124側(cè)的前部區(qū)域間的葉片的尖端124側(cè)變?yōu)榍跋?。此外，如圖所示，葉片120的后緣TE也以與前緣LE相同的模式形成，也就是，使得掃描角的方向從在葉片的根部122側(cè)處的后向按照前向、后向和前向的順序逐漸改變，且最終在葉片120的根部122側(cè)的后部區(qū)域和葉片120的尖端124側(cè)的前部區(qū)域間的葉片的尖端124側(cè)變?yōu)榍跋?。如上所述，流動分散區(qū)域D形成兩個集流部件Sl和S2，在此處流集中到后緣TE的一側(cè)并因此大量減少流的集中，從而相對于功耗增加了鼓風(fēng)效率，并且極大地減少噪聲的生成。圖10至圖15是比較性地顯示在根據(jù)本發(fā)明間隙角處于4°到9°的情況下各種頻率下的噪聲級別的圖表。如圖10到圖15所示，在相同電壓條件下對根據(jù)本發(fā)明(第一和第二實施例)的軸流式風(fēng)扇和傳統(tǒng)的軸流式風(fēng)扇的測試顯示根據(jù)本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇在噪聲級別方面比傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇低很多。根據(jù)本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇在低rpm下具有很大的氣流速率，并且在相同氣流速率條件下對根據(jù)本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇和傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇的測試顯示在噪聲級別、rpm和電壓方面，根據(jù)本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇都比傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇低很多。在圖10到圖15的圖表中，均勻風(fēng)扇的噪聲級別由黑實線表示，而每一不均勻風(fēng)扇的噪聲級別由灰虛線表示。在圖10到圖15中，可清楚地注意到，不均勻風(fēng)扇的噪聲峰值比均勻風(fēng)扇噪聲峰值低很多。表1列出總噪聲根據(jù)間隙角變化的數(shù)據(jù)，并且圖16示意性地顯示表l的數(shù)據(jù)。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>在以上表1和圖16中，間隙角為0°的情況表示均勻風(fēng)扇的情況，即，葉片精確地以等角分布排列的情況(葉片的分布角=等角分布角)。圖16清楚地顯示出一種趨勢，其中在葉片的分布角為等角分布角，也就是間隙角為0°的情況下噪聲非常高，并且噪聲隨著間隙角的增加逐漸減少，而如果間隙角超過特定值，則噪聲又增加。如圖所示，將知道噪聲在間隙角處于4°到9°的范圍內(nèi)的情況下比均勻風(fēng)扇的情況下明顯減少，特別地，在間隙角處于6。到7。的范圍內(nèi)的情況下，減噪效果達(dá)到最大。使用根據(jù)本發(fā)明的上述軸流式風(fēng)扇，與傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇相比，由于通過用最優(yōu)間隙角確定葉片120的分布角，可極大地降低噪聲，因此能促進(jìn)使用軸流式風(fēng)扇的設(shè)備的安靜操作。此外，鼓風(fēng)效率和減噪效果可通過調(diào)整間隙角以及在葉片上形成流動分散區(qū)域而大幅增加。另外，與傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇相比，由于根據(jù)本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇即使在低rpm下也可產(chǎn)生較大的氣流速率，因此能提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性并且由此增加軸流式風(fēng)扇的耐用性。權(quán)利要求1.一種軸流式風(fēng)扇，其包括輪轂(110)；在所述輪轂周圍徑向排列且具有掃描角的多個葉片(120)，所述掃描角的方向在所述葉片的根部(122)和尖端(124)之間的區(qū)域內(nèi)交替變化；和用于整體地連接每一所述葉片的尖端的風(fēng)扇帶(130)；其中，假定分別穿過所述輪轂(110)的中心(C)和相鄰兩個所述葉片(120)與所述輪轂(110)相接觸的各所述葉片的根部的中點(C1，C2)的兩條線(L1，L2)之間的角度是所述葉片的分布角A1，并且在所述葉片的數(shù)目為n的情況下等角分布角的角度是360/n，則所述葉片被排列成間隙角處于4°到9°的范圍內(nèi)，同時滿足公式葉片的分布角(A1)＝等角分布角±間隙角。2.如權(quán)利要求1所述的軸流式風(fēng)扇，其中所述間隙角處于6°到7°的范圍內(nèi)。3.如權(quán)利要求1或2所述的軸流式風(fēng)扇，其中，假定分別穿過所述輪轂(110)的中心(C)和相鄰兩個所述葉片(120)與所述輪轂(110)相接觸的各所述葉片的根部(122)的中點(Cl，C2)的兩條線(Ll，L2)之間的角度(Alr)是所述葉片的輪轂側(cè)分布角，并且分別穿過所述輪轂的中心(C)和兩個所述葉片(120)的各尖端(124)的中點(C3，C4)的兩條線(L3，L4)之間的角度(Alt)是所述葉片的尖端側(cè)分布角，則所述葉片的所述輪轂側(cè)分布角(Alr)和所述葉片的所述尖端側(cè)分布角(Alt)是相同的。4.如權(quán)利要求3所述的軸流式風(fēng)扇，其中所述葉片(120)具有掃描角，當(dāng)從具有前向角的所述葉片的所述尖端(124)向與所述輪轂(110)相連接并具有后向角的所述葉片的所述根部(122)延展時，所述掃描角逐漸改變，并且所述葉片具有所述葉片的所述尖端(124)側(cè)的前向角區(qū)域和所述葉片的所述根部(122)側(cè)的后向角區(qū)域之間的多個流動分散區(qū)域(D)，其中所述掃描角的方向交替反向。5.如權(quán)利要求4所述的軸流式風(fēng)扇，其中所述葉片(120)具有從所述葉片的所述尖端(124)向所述葉片的所述根部(122)延伸的前緣(LE)，并且所述前緣的掃描角的方向從所述葉片的所述根部(122)處的最大后向角至所述葉片的所述尖端(124)處的最大前向角逐漸改變，其中所述掃描角的方向從所述葉片的所述根部(122)側(cè)的后向角反向為前向角，隨后反向為后向角并再次反向為前向角以便連接到所述葉片的所述尖端(124)側(cè)的前向角。6.如權(quán)利要求4所述的軸流式風(fēng)扇，其中所述葉片(120)具有從所述葉片的所述尖端(124)向所述葉片的所述根部(122)延伸的后緣(TE)，并且所述后緣(TE)的掃描角的改變模式與所述前緣(LE)的掃描角的改變模式相同。全文摘要本發(fā)明涉及軸流式風(fēng)扇，且本發(fā)明的目的是使其能提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以減少葉片的變形和不平衡性，并且通過用最優(yōu)間隙角確定葉片的分布角和因此確定葉片的不均勻率來實現(xiàn)低噪聲級別。文檔編號F04D29/38GK101379300SQ200780004257公開日2009年3月4日申請日期2007年1月15日優(yōu)先權(quán)日2006年2月3日發(fā)明者樸世龍,趙景石,金禹準(zhǔn)申請人:漢拿空調(diào)株式會社