風葉和安裝有該風葉的風扇的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種模仿蝙蝠翅膀的風葉結(jié)構(gòu)，借鑒蝙蝠翅膀邊緣的三段圓弧結(jié)構(gòu)，在葉片進風邊設(shè)置至少兩段內(nèi)凹弧，所述內(nèi)凹弧可以從葉片的葉根處一直延伸到葉頂外緣處。應(yīng)用本實用新型的技術(shù)方案，一方面可以減小葉片的紊流附面層面積，從而降低附面層中紊流的壓力脈動作用于葉片產(chǎn)生的噪聲，另一方面紊流附面層面積減小也使葉片尾部的脫落渦尺寸減小，降低渦流脫落的噪聲，還可以提高風葉壓力面的有效做功面積，提高風葉做功能力，相對沒有內(nèi)凹弧的風葉，風壓提高6％左右，使出風氣流吹的更遠。本實用新型還公開了一種包括上述風葉的風扇。
【專利說明】風葉和安裝有該風葉的風扇

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及家用電器領(lǐng)域，更具體地，涉及一種風葉和安裝有該風葉的風扇。

【背景技術(shù)】
[0002]當今，風扇的應(yīng)用越來越廣泛，既可以用來為人類降溫消暑，又可以用來為電子元器件散熱。評價風扇性能優(yōu)劣的標準主要為風葉的做功能力，提高風葉做功能力一般是提高風扇的轉(zhuǎn)速，但是這樣又非常容易帶來一系列問題:一、在葉片的表面形成紊流附面層，附面層中紊流的壓力脈動作用于葉片會產(chǎn)生較大噪聲；二、風葉前緣受到的沖擊渦流增大，從而葉片尾部渦流脫落也會形成噪聲。
[0003]有一種做法是在葉片出風側(cè)邊緣開有多個不等的鋸齒槽，形成多個不等距鋸齒，可對出風處所產(chǎn)生的大渦流進行切割、梳理成無數(shù)小渦流，從而降低葉片高速旋轉(zhuǎn)帶來的噪聲。但是，這種方案并不能改善葉片表面的紊流層，降噪效果不夠理想，并且設(shè)置多個小鋸齒工藝復(fù)雜，容易碎裂。
[0004]鑒于此，需要設(shè)計一種方案，既可以降低紊流附面層中紊流的壓力脈動，又可以減少渦流脫落，從而進一步降低風扇噪音。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型旨在解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，從蝙蝠翅膀邊緣的三段不等距內(nèi)凹錐形弧結(jié)構(gòu)得到啟示，提供一種風葉，能夠有效降低風扇運行中風葉進風邊受到的沖擊渦流以及葉片表面紊流附面層中壓力脈動導(dǎo)致的噪聲，并且可以提高風葉的做功能力，增加升力。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種風葉，葉片進風邊設(shè)置有至少兩段內(nèi)凹弧，所述內(nèi)凹弧均設(shè)在葉根和葉頂外緣之間。
[0007]進一步地，所述內(nèi)凹弧彼此之間不等弦長。
[0008]進一步地,最罪近葉根處的內(nèi)凹弧的弦長值最大。
[0009]進一步地，所述內(nèi)凹弧為三個，從葉根至葉頂依次為第一內(nèi)凹弧、第二內(nèi)凹弧和第三內(nèi)凹弧，其中第一內(nèi)凹弧的弦長值分別大于第二內(nèi)凹弧和第三內(nèi)凹弧的弦長值，且第一內(nèi)凹弧的弦長值小于或者等于第二內(nèi)凹弧和第三內(nèi)凹弧的弦長值之和。
[0010]進一步地，所述內(nèi)凹弧為三個，從葉根至葉頂依次為第一內(nèi)凹弧、第二內(nèi)凹弧和第三內(nèi)凹弧，其中第一內(nèi)凹弧的曲率取值為0.0496-0.0528，第二內(nèi)凹弧的曲率取值為0.0129-0.1343，第三內(nèi)凹弧的曲率取值為0.0062-0.0766
[0011 ] 進一步地，所述內(nèi)凹弧為圓弧或者錐形弧。
[0012]根據(jù)實用新型的另一方面，提供了一種風扇，該風扇安裝有上述的風葉。
[0013]本實用新型公開了一種模仿蝙蝠翅膀的風葉結(jié)構(gòu)，借鑒蝙蝠翅膀邊緣的三段圓弧結(jié)構(gòu)，在葉片進風邊設(shè)置至少兩段內(nèi)凹弧，所述內(nèi)凹弧可以從葉片的葉根處一直延伸到葉頂外緣處。應(yīng)用本實用新型的技術(shù)方案，一方面可以減小葉片的紊流附面層面積，從而降低附面層中紊流的壓力脈動作用于葉片產(chǎn)生的噪聲，另一方面紊流附面層面積減小也使葉片尾部的脫落渦尺寸減小，降低渦流脫落的噪聲，還可以提高風葉壓力面的有效做功面積，提高風葉做功能力，相對沒有內(nèi)凹弧的風葉，風壓提高6%左右，使出風氣流吹的更遠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0015]圖1示出了本實用新型風葉主視圖；
[0016]圖2示出了本實用新型第一實施例的單片風葉結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3示出了本實用新型第一實施例的錐形內(nèi)凹弧結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖4不出了傳統(tǒng)風葉壓力面靜壓分布z?圖；
[0019]圖5不出了本實用新型風葉壓力面靜壓分布z?圖；
[0020]圖6不出了傳統(tǒng)風葉吸力面噪聲分布云圖；
[0021]圖7示出了本實用新型風葉吸力面噪聲分布云圖；
[0022]圖8示出了本實用新型第一實施例的圓形內(nèi)凹弧結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0023]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本專利。
[0024]第一實施例
[0025]如圖1至2所示，第一實施例的風葉包括葉片2和設(shè)置在風葉進風邊的三個內(nèi)凹弧，分別為第一內(nèi)凹弧11、第二內(nèi)凹弧12和第三內(nèi)凹弧13。根據(jù)蝙蝠翅膀仿生學(xué)原理，通過所述內(nèi)凹弧結(jié)構(gòu)可以減小葉片的紊流附面層面積，從而降低附面層中紊流的壓力脈動作用于葉片產(chǎn)生的噪聲，同時紊流附面層面積減小也使葉片尾部的脫落渦尺寸減小，降低渦流脫落的噪聲，還可以提高風葉壓力面的有效做功面積，提高風葉做功能力。并且，第一內(nèi)凹弧11、第二內(nèi)凹弧12和第三內(nèi)凹弧13從葉片的葉根處向葉頂外緣處依次分布。
[0026]優(yōu)選地，第一內(nèi)凹弧11起始于葉片的葉根處，第三內(nèi)凹弧13—直延伸到葉頂外緣處。這樣，內(nèi)凹弧覆蓋整個葉片的進風邊，降噪效果和提高風葉做功能力的效果更佳。也可以是第一內(nèi)凹弧11起始于葉片的葉根處，第三內(nèi)凹弧13末端與葉頂外緣存在一定距離。也可以是第一內(nèi)凹弧11的起始端與葉片的葉根存在一定距離，第三內(nèi)凹弧13末端與葉頂外緣存在一定距離。也可以是第一內(nèi)凹弧11的起始端與葉片的葉根存在一定距離，第三內(nèi)凹弧13 —直延伸到葉頂外緣處。
[0027]在葉片表面，由于噪聲和靜壓的高低分布是從葉頂?shù)饺~根逐漸遞減，所以設(shè)置所述三個內(nèi)凹弧彼此不等弦長。越靠近葉根處噪聲和靜壓越低，靠近葉根處的第一內(nèi)凹弧11的弦長值最大，相反，越靠近葉頂處噪聲和靜壓越高，靠近葉頂處的第三內(nèi)凹弧13的弦長值最小。該設(shè)置使所述三個內(nèi)凹弧大小和葉片表面的噪聲和靜壓相適應(yīng)。
[0028]所述三個內(nèi)凹弧的弦長設(shè)置要和葉片表面的噪聲和靜壓相適應(yīng)，所以第一內(nèi)凹弧11的弦長值最大，并且小于或者等于第二內(nèi)凹弧12和第三內(nèi)凹弧13的弦長值之和。
[0029]如圖3所示，優(yōu)選地，所述三個內(nèi)凹弧均為錐形弧，較大彎度一側(cè)靠近葉頂方向，其中第一內(nèi)凹弧11的曲率為0.0496-0.0528，第二內(nèi)凹弧12的曲率為0.0129-0.1343，第三內(nèi)凹弧13的曲率為0.0062-0.0766。
[0030]經(jīng)過CFD專業(yè)流體力學(xué)軟件反復(fù)測試驗證，相對進風邊沒有內(nèi)凹弧的風葉，風葉壓力面靜壓提高6%左右，使出風氣流吹的更遠。參見圖4和圖5，圖中的曲線為等靜壓線，曲線上的數(shù)值為靜壓值，單位為帕。根據(jù)等靜壓線的分布，對比傳統(tǒng)風葉和本專利風葉，觀察壓力面處的靜壓值，壓力面就是風葉壓動氣流做功的曲面，正對著氣流出風位置，本專利風葉的高壓區(qū)面積(1Pa以上區(qū)域)要明顯大于傳統(tǒng)風葉，并且高壓區(qū)域更接近風葉后緣，風葉主要的做功區(qū)域越靠近后緣處越好，說明本專利風葉的做功能力更強。
[0031]另外，經(jīng)過FFT噪音軟件反復(fù)測試驗證，相對進風邊沒有內(nèi)凹弧的風葉，風葉吸力面噪聲明顯降低。參見圖6和圖7，圖中的曲線為等噪聲線，曲線上的數(shù)值為噪聲值，單位為分貝。由于影響風葉噪聲的主要部位在吸力面處，也就是向著來流方向的一面。根據(jù)等噪聲線的分布，對比傳統(tǒng)風葉和本專利風葉吸力面的噪聲，可以看到在40%到70%葉高處，本專利風葉的低噪聲區(qū)面積要大于傳統(tǒng)風葉，且主要差異就在靠近前緣附近，說明本專利風葉確實可以對風葉的前緣沖擊渦流噪聲起到一定的削弱作用，且該內(nèi)凹弧結(jié)構(gòu)使葉片紊流附面層面積減少，進一步減小了紊流附面層導(dǎo)致的脈動力，降低噪聲，也使尾部渦流尺寸減小，降低渦流脫落的噪聲。
[0032]如圖8所示，上述三個內(nèi)凹弧也可以為兩端均勻?qū)ΨQ的圓弧。
[0033]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種風扇，該風扇安裝有第一實施例中所述的風葉。
[0034]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風葉，其特征在于，葉片進風邊設(shè)置有至少兩段內(nèi)凹弧，所述內(nèi)凹弧均設(shè)在葉根和葉頂外緣之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風葉，其特征在于，所述內(nèi)凹弧彼此之間不等弦長。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風葉，其特征在于，最靠近葉根處的內(nèi)凹弧的弦長值最大。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風葉，其特征在于，所述內(nèi)凹弧為三個，從葉根至葉頂依次為第一內(nèi)凹弧、第二內(nèi)凹弧和第三內(nèi)凹弧，其中第一內(nèi)凹弧的弦長值分別大于第二內(nèi)凹弧和第三內(nèi)凹弧的弦長值，且第一內(nèi)凹弧的弦長值小于或者等于第二內(nèi)凹弧和第三內(nèi)凹弧的弦長值之和。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風葉，其特征在于，所述內(nèi)凹弧為三個，從葉根至葉頂依次為第一內(nèi)凹弧、第二內(nèi)凹弧和第三內(nèi)凹弧，其中第一內(nèi)凹弧的曲率取值為0.0496-0.0528，第二內(nèi)凹弧的曲率取值為0.0129-0.1343，第三內(nèi)凹弧的曲率取值為0.0062-0.0766。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的風葉，其特征在于，所述內(nèi)凹弧為圓弧或者錐形弧。
7.一種風扇，其特征在于，所述風扇安裝有如權(quán)利要求1至6中任一項所述的風葉。
【文檔編號】F04D29/66GK204186638SQ201420604088
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】賈鈮, 柳洲, 林建文, 劉偉龍 申請人:珠海格力電器股份有限公司