專利名稱：軸流式風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冷卻電子部件等的軸流式風(fēng)扇。
背景技術(shù)：
圖16是一種軸流式風(fēng)扇的透視圖，該軸流式風(fēng)扇裝備有在美國(guó)外觀設(shè)計(jì)專利No.D506540(官方公報(bào))的圖1中所示的固定葉片。圖17是同一官方公報(bào)的圖5中所示的傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇的后視圖。如這些圖中所示，在裝備有固定葉片的傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇中，多個(gè)固定葉片101中的每一個(gè)都朝軸的圓周方向的一側(cè)以凸起的方式彎曲。所述多個(gè)固定葉片101大體傾斜，使得抽氣側(cè)邊緣部分101位于在軸的圓周方向上與抽氣側(cè)邊緣部分相對(duì)的一側(cè)上。所述多個(gè)固定葉片以大致不變的角度傾斜。
然而，對(duì)于傳統(tǒng)的軸流式風(fēng)扇而言，增加氣流量并且同時(shí)降低噪音水平而不改動(dòng)其結(jié)構(gòu)是不可能的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種軸流式風(fēng)扇，所述軸流式風(fēng)扇能夠增加氣流量并同時(shí)降低噪音水平。
本發(fā)明的另一目的是提供一種軸流式風(fēng)扇，即使當(dāng)將被冷卻的物體和軸流式風(fēng)扇的排氣口之間的距離較短時(shí)，所述軸流式風(fēng)扇也能夠徹底地冷卻將被冷卻的物體。
根據(jù)本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇，包括風(fēng)扇罩，所述風(fēng)扇罩包括具有排氣口和抽氣口的空氣通道；具有多個(gè)葉片并設(shè)置在風(fēng)扇罩中的葉輪；葉輪固定于其上的轉(zhuǎn)子，并且所述轉(zhuǎn)子圍繞軸旋轉(zhuǎn)；對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子設(shè)置的定子；定子固定于其上的發(fā)動(dòng)機(jī)殼體；和連接發(fā)動(dòng)機(jī)殼體和風(fēng)扇罩的多個(gè)固定葉片。所述發(fā)動(dòng)機(jī)殼體包括位于排氣口一側(cè)的底壁部分和與底壁部分連續(xù)形成并向著抽氣口延伸的外圍壁部分。定子固定于底壁部分上。所述多個(gè)固定葉片在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上間隔設(shè)置并位于空氣通道的排氣口內(nèi)。所述多個(gè)固定葉片中的每一個(gè)都具有連接到風(fēng)扇罩的內(nèi)壁部分的外端部、連接到發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的外圍壁部分的內(nèi)端部、形成在外端部和內(nèi)端部之間并位于排氣口一側(cè)的排氣側(cè)邊緣部分，以及形成在外端部和內(nèi)端部之間并位于抽氣口一側(cè)的抽氣側(cè)邊緣部分。所述多個(gè)固定葉片中的每一個(gè)都朝向轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向以凸起的方式被彎曲。所述多個(gè)固定葉片中的全部或大多數(shù)固定葉片大體傾斜，使得固定葉片的排氣側(cè)邊緣部分比所述固定葉片的抽氣側(cè)部分在旋轉(zhuǎn)方向上更靠前。當(dāng)沒有一個(gè)固定葉片用作將用于為發(fā)動(dòng)機(jī)供電的引線容納在其中的裝置時(shí)，所述多個(gè)固定葉片中的全部都具有基本相同的結(jié)構(gòu)。當(dāng)所述多個(gè)固定葉片中的一個(gè)被用作將用于為發(fā)動(dòng)機(jī)供電的引線容納在其中的裝置時(shí)，除所述一個(gè)固定葉片外的多個(gè)固定葉片(即，大多數(shù)固定葉片)具有基本相同的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇中，全部或大多數(shù)所述固定葉片在外端部附近的傾角大于全部或大多數(shù)所述固定葉片在內(nèi)端部附近的傾角，并且傾角從外端部附近朝內(nèi)端部附近逐漸改變。在此，傾角被限定為沿排氣口的虛平面和通過(guò)第一交點(diǎn)與第二交點(diǎn)的虛擬線之間的角，其中被限定為與所述虛平面正交并與排氣側(cè)邊緣部分以及抽氣側(cè)邊緣部分正交的正交虛平面與排氣側(cè)邊緣部分在所述第一交點(diǎn)處相交，所述正交虛平面與抽氣側(cè)邊緣部分在所述第二交點(diǎn)處相交。
從軸流式風(fēng)扇的排氣口排出的空氣的流速在距離風(fēng)扇罩(外側(cè))更近的區(qū)域趨向于更快，而流速在距離發(fā)動(dòng)機(jī)殼體(內(nèi)側(cè))更近的區(qū)域則趨向于更慢。當(dāng)使用簡(jiǎn)單形狀的固定葉片時(shí)這種趨向相同。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)如上所述設(shè)置全部或大多數(shù)多個(gè)固定葉片，在固定葉片的內(nèi)端部附近流動(dòng)的氣流的流速相對(duì)于在固定葉片的外端部附近流動(dòng)的氣流的流速被增大。氣流流速?gòu)墓潭ㄈ~片的外端部向內(nèi)端部逐漸增加。因此，從排氣口排出的空氣的流速基本上被盡可能地均勻化，從而增加了氣流量并同時(shí)降低噪音水平。
在小型軸流式風(fēng)扇中，當(dāng)空氣通道在軸線是垂直線的方向上所截取的橫截面形狀在從葉輪存在的位置到排氣口位置的區(qū)域內(nèi)朝排氣口變大時(shí)，傾角優(yōu)選被限定為外端部附近的傾角可在50°到60°的范圍內(nèi)，而內(nèi)端部附近的傾角可以在45°到55°的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，各個(gè)傾角的優(yōu)選范圍可根據(jù)旋轉(zhuǎn)葉片的形狀和數(shù)量、固定葉片的形狀和數(shù)量、風(fēng)扇罩的內(nèi)壁部分的形狀(空氣通道的形狀)等而改變。
所述多個(gè)固定葉片中的一個(gè)固定葉片可被形成為將多根用于為轉(zhuǎn)子提供電力的引線容納在其中。在此情況下，除所述一個(gè)固定葉片之外的多個(gè)固定葉片是所述多個(gè)固定葉片的大多數(shù)。
發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的底壁部分的外表面可比全部或大多數(shù)所述多個(gè)固定葉片的排氣側(cè)邊緣部分更靠近抽氣口。利用此布置，沿固定葉片流動(dòng)的氣流的一部分進(jìn)入靠近發(fā)動(dòng)機(jī)殼體底面的區(qū)域中，然后被吹出排氣口。因此，即使在將被冷卻的物體與軸流式風(fēng)扇的排氣口之間的距離較短時(shí)，從軸流式風(fēng)扇排出的空氣可被吹到與軸流式風(fēng)扇的發(fā)動(dòng)機(jī)殼體相對(duì)的將被冷卻物體的一部分上，從而徹底地冷卻將被冷卻的物體。
發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的底壁部分的外表面包括平底面和與所述平底面連續(xù)的外圍表面部分。請(qǐng)注意，平底表面不僅包括整個(gè)是平面的表面，也包括主要部分是平面的表面。例如，用于支撐軸的軸承可被布置在底面的中心區(qū)域。在此情況下，外圍表面部分優(yōu)選成形為從底面向外圍壁部分的外圍表面逐漸彎曲。利用此布置，沿著固定葉片朝發(fā)動(dòng)機(jī)殼體流動(dòng)的空氣可平滑地流到發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的底面上。因此，從發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的底面流向排氣口的空氣量可被增加。
優(yōu)選地，全部或大多數(shù)所述多個(gè)固定葉片中的每一個(gè)都包括在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的底壁部分上延伸的延伸部分，并且所述延伸部分具有引導(dǎo)表面，用于引導(dǎo)沿固定葉片流向底壁部分的底面的一部分空氣。借助這樣的引導(dǎo)表面，空氣可積極(actively)地沿引導(dǎo)表面被引到底壁部分。
進(jìn)一步，所述延伸部分優(yōu)選地包括延伸引導(dǎo)表面，所述延伸引導(dǎo)表面與引導(dǎo)表面連續(xù)形成并向旋轉(zhuǎn)方向延伸。所述延伸引導(dǎo)表面有助于流到發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的底壁部分上的氣流螺旋而平滑地離開排氣口。
根據(jù)本發(fā)明，由軸流式風(fēng)扇所產(chǎn)生的氣流量可被更多地增加并且同時(shí)更多地降低噪音水平。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的軸流式風(fēng)扇從其右上前側(cè)看去的透視圖，這里省略了引線；圖2是圖1中所示實(shí)施例的軸流式風(fēng)扇的主視圖；圖3是圖1中所示實(shí)施例的軸流式風(fēng)扇的后視圖；圖4是圖2中所示的軸流式風(fēng)扇的右視圖；圖5是沿圖4中線5-5截取的軸流式風(fēng)扇的橫截面圖，其中省略了發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖6是沿圖4中線6-6截取的軸流式風(fēng)扇的橫截面圖，其中省略了發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖7是沿圖2中線7-7截取的橫截面圖；圖8圖示說(shuō)明旋轉(zhuǎn)葉片和固定葉片的橫截面，以解釋旋轉(zhuǎn)葉片和固定葉片各自的形狀；圖9A是顯示出該實(shí)施例中氣流路徑的透視圖；而圖9B是表示常規(guī)布置中氣流路徑的透視圖；圖10A是用于描述一個(gè)傾角的固定葉片的局部視圖；圖10B是內(nèi)端部附近的固定葉片的橫截面圖；以及圖10C是在外端部附近的固定葉片的橫截面圖；圖11A到11C分別表示用于證明效果的試驗(yàn)軸流式風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)和傾角，其通過(guò)將固定葉片在其外端部附近的傾角限定為大于固定葉片在內(nèi)端部附近的傾角，以及從外端部附近朝內(nèi)端部附近逐漸改變傾角而獲得所述結(jié)構(gòu)和傾角；圖12是靜壓-圖11A到11C中所示的三種風(fēng)扇的氣流特征的測(cè)量結(jié)果的曲線圖(其中結(jié)構(gòu)設(shè)置相同，除了固定葉片的形狀和轉(zhuǎn)數(shù)保持不變以外)；圖13是顯示測(cè)量結(jié)果的表格；圖14是顯示靜壓-分別使用圖11A到圖11C中所示的固定葉片的三個(gè)風(fēng)扇的氣流特征的測(cè)量結(jié)果的曲線圖；圖15是顯示測(cè)量結(jié)果的表格；圖16是傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇的透視圖；
圖17是傳統(tǒng)軸流式風(fēng)扇的后視圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇的一個(gè)實(shí)施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的軸流式風(fēng)扇1從其右上前側(cè)看去的透視圖，其中省略了引線。圖2是圖1中所示實(shí)施例的軸流式風(fēng)扇1的主視圖，圖3是其的后視圖。圖4是圖2中所示的軸流式風(fēng)扇1的右視圖。圖5是沿圖4中線5-5截取的軸流式風(fēng)扇1的橫截面圖，其中省略了發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖6是沿圖4中線6-6截取的軸流式風(fēng)扇1的橫截面圖，其中省略了發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖7是沿圖2中線7-7截取的橫截面圖。
參照這些附圖，軸流式風(fēng)扇1包括風(fēng)扇罩3和配有七個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片5的葉輪7，其可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在風(fēng)扇罩3的內(nèi)部。如圖7所示，軸流式風(fēng)扇1進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)9和五個(gè)固定葉片11A到11E。發(fā)動(dòng)機(jī)9包括轉(zhuǎn)子9A和定子9B。轉(zhuǎn)子9A安裝有葉輪7。該實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子9A包括轉(zhuǎn)軸8和多個(gè)永久磁鐵M，其被固定到固定安裝在轉(zhuǎn)軸8上的杯形部件12的外圍壁部分上。定子9B包括定子芯和繞在定子芯周圍的激勵(lì)繞組。定子9B固定到發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10上。在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10內(nèi)部，安裝有用于為激勵(lì)繞組提供激勵(lì)電流的電路的電路板被固定地安裝。發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10包括位于排氣口16(其將在后面描述)一側(cè)處的底壁部分10A，和與底壁部分10A連續(xù)形成并向抽氣口14(將在后面描述)延伸的外圍壁部分10B。發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的底壁部分10A的外表面包括平底面10C和與所述平底面10C連續(xù)的外周表面部分10D。外圍表面部分10D從底面10C向外圍壁部分10B的外圍表面逐漸彎曲。
風(fēng)扇罩3具備在轉(zhuǎn)軸8(參見圖7)的軸線AL延伸方向上的一側(cè)處的環(huán)形抽氣側(cè)凸緣13和在所述軸線延伸方向上的另一側(cè)處的環(huán)形的排氣側(cè)凸緣15。風(fēng)扇罩3還包括凸緣13和15之間的柱形部分17。空氣通道19具有分別設(shè)置在其任一端的抽氣口14和排氣口16，并且所述空氣通道19是由抽氣側(cè)凸緣13、排氣側(cè)凸緣15和柱形部分17形成的內(nèi)部空間。錐形表面21形成在圖3和圖7所示的抽氣側(cè)凸緣13的內(nèi)部。彎曲錐形表面21，使得轉(zhuǎn)軸8的軸線與錐形表面21之間的距離朝抽氣口14逐漸變大。因此，其橫截面面積朝抽氣口14變大的空間22在抽氣側(cè)凸緣13內(nèi)形成。而且，錐形表面23如圖2和圖7所示形成在排氣側(cè)凸緣15中。彎曲所述錐形表面23，使得轉(zhuǎn)軸8的軸線與錐形表面23之間的距離朝排氣口16逐漸變大。因此，其橫截面面積朝排氣口16變大的空間24形成在排氣側(cè)凸緣15中。抽氣側(cè)凸緣13和排氣側(cè)凸緣15的輪廓為大致矩形。允許螺釘通過(guò)其中的通孔形成在每一個(gè)凸緣的四個(gè)角上。
葉輪7包括杯形的旋轉(zhuǎn)葉片固定部件6。七個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片5如圖7所示固定在旋轉(zhuǎn)葉片固定部件6的外圍壁部分上。杯形部件12被固定在旋轉(zhuǎn)葉片固定部件6的外圍壁部分中，并且構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)9轉(zhuǎn)子一部分的多個(gè)永久磁鐵M被固定到杯形部件12的外圍壁上。
圖8說(shuō)明了旋轉(zhuǎn)葉片5和固定葉片11C的橫截面，以解釋旋轉(zhuǎn)葉片5和固定葉片11A到11D各自的形狀。圖8中，實(shí)線箭頭表示旋轉(zhuǎn)葉片5的旋轉(zhuǎn)方向，而虛線箭頭分別表示氣流方向。圖8表示了沿圖2中線8-8截取的固定葉片11C的橫截面視圖。圖8還表示以與固定葉片11C的橫截面視圖相同的方式取的旋轉(zhuǎn)葉片5的橫截面圖。以下面方式彎曲七個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片5的每一個(gè)即凹陷部分5a如圖8所示朝葉輪7的旋轉(zhuǎn)方向開口(從圖2中看為順時(shí)針；從圖3中看為逆時(shí)針)。如圖8所示，以下面方式彎曲固定葉片11C即當(dāng)沿圖2中線8-8的橫截面視圖看去時(shí)，凹陷部分朝與葉輪7的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向開口。
五個(gè)固定葉片11A到11E在葉輪7(轉(zhuǎn)子)的旋轉(zhuǎn)方向上間隔排列，并位于空氣通道19的排氣口16內(nèi)部，如圖1和圖2所示。四個(gè)固定葉片11A到11D的每一個(gè)具有連接到風(fēng)扇罩3的內(nèi)壁部分的外端部11a、連接到發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的外圍壁部分10B的內(nèi)端部11b、形成在外端部11a和內(nèi)端部11b之間并位于排氣口16側(cè)的排氣側(cè)邊緣部分11c，和形成在外端部11a和內(nèi)端部11b之間并位于抽氣口14側(cè)的抽氣側(cè)邊緣部分11d。在該實(shí)施例中，固定葉片的一個(gè)葉片11E具有凹槽部分27，其中容納多條引線25，用于為定子9B的激勵(lì)繞組供電。凹槽部分27朝排氣口16開口。所述一個(gè)固定葉片11E的排氣側(cè)邊緣部分11c包括兩個(gè)分開的邊緣，所述邊緣分別位于凹槽部分27任一側(cè)處。兩個(gè)分開的邊緣11c1和11c2在內(nèi)端部11b附近傾斜，使得發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的底壁部分10A的平底面10C與兩個(gè)分開的邊緣11c1和11c2相互平齊。借助這樣的設(shè)置，引線25容易插入凹槽部分27中。
在該實(shí)施例中，如圖1、2和7所示，發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的底壁部分10A的外表面(底面10C)比四個(gè)固定葉片11A到11D的排氣側(cè)邊緣部分11c更靠近抽氣口14設(shè)置。換句話，四個(gè)固定葉片11A到11D的排氣口側(cè)邊緣部分11c比發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的底壁部分10A的外表面(底面10C)更靠近排氣口16設(shè)置。借助該設(shè)置，沿固定葉片11A到11E流動(dòng)的一部分空氣流到發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的底面10C上方的區(qū)域中，然后所述空氣被排出排氣口16，如圖9(A)所示，其中氣流路徑以箭頭表示。因此，即使在將被冷卻的物體與軸流式風(fēng)扇1的排氣口之間的距離較短時(shí)，從軸流式風(fēng)扇排出的氣流可被吹到與軸流式風(fēng)扇1的發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10相對(duì)的將被冷卻物體的一部分上。因此，將被冷卻的物體可被徹底冷卻。為了比較，圖9(B)表示當(dāng)固定葉片11A′到11D′的排氣側(cè)邊緣部分11c′與發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的底壁部分10A的底面彼此平齊時(shí)的氣流路徑；即，排氣側(cè)邊緣部分11c與發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的底壁部分10A的底面處于同樣的高度處。圖9(B)表示的空間S為空氣不流動(dòng)的區(qū)域。
如圖1、2和7所示，四個(gè)固定葉片11A到11D的每一個(gè)與在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的底壁部分10A上延伸的延伸部分11e一體形成。每一個(gè)延伸部分10e具有引導(dǎo)表面11f，用于把沿固定葉片11A和11D流動(dòng)的一部分空氣引向底壁部分10A的底面10C。引導(dǎo)表面11f沿外圍表面部分10D延伸，其從發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的外圍壁部分10B的外表面向底壁部分10A的底面10C彎曲，然后在底面10C上延伸。這樣的引導(dǎo)表面11f允許空氣沿其被主動(dòng)引向底壁部分10C。進(jìn)一步，所述延伸部分11e還具有延伸引導(dǎo)表面11g，其與引導(dǎo)表面10f連續(xù)形成并向葉輪7的旋轉(zhuǎn)方向延伸。所述延伸引導(dǎo)表面11g促使已經(jīng)流到發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的底壁部分10C上的空氣，從排氣口16平滑地螺旋排出。通過(guò)提供引導(dǎo)表面11f和延伸引導(dǎo)表面11g，更大量的空氣流到發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的底面10C上。即使在不具備引導(dǎo)表面11f和延伸引導(dǎo)表面11g時(shí)，由于底面10C比固定葉片11A到11D的排氣側(cè)邊緣更靠近抽氣口，氣流也被引向發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的中心區(qū)域。由此，和圖9(B)中所示的常規(guī)結(jié)構(gòu)相比，更大量的空氣從發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的中心區(qū)域排出。
發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的底壁部分10A的底面10C與固定葉片11A到11E的排氣側(cè)邊緣部分11c之間在高度上的尺寸差優(yōu)選為3mm或更大。
現(xiàn)在，將參照?qǐng)D2以固定葉片11A為例，在下文描述如何確定固定葉片11A到11D的形狀。首先，限定在徑向上延伸的第一虛平面(virtualplane)PS1，其上包括固定葉片11A的排氣側(cè)邊緣部分11c的內(nèi)端和延伸通過(guò)轉(zhuǎn)軸8中心的中心線CL。然后，限定在徑向上延伸的第二虛平面PS2，其上包括固定葉片11A的排氣側(cè)邊緣部分11c的外端和中心線CL。并且，限定在徑向上延伸的第三虛平面PS3，其上包括固定葉片11A的抽氣側(cè)邊緣部分11d的外端和中心線CL。然后，確定每一個(gè)固定葉片11的形狀，從而從第一虛平面PS1到第二虛平面PS2以及從第二虛平面PS2到第三虛平面PS3的兩個(gè)方向都朝向與葉輪7旋轉(zhuǎn)方向相反的方向。
該實(shí)施例中，安排四個(gè)固定葉片11A到11D，使得在外端部11a附近的傾角θ4大于內(nèi)端部11b附近的傾角θ3，以及傾角從外端部11a向內(nèi)端部11b附近逐漸變化。即，四個(gè)固定葉片11A到11D的每一個(gè)被成形為外端部11a被固定，然后當(dāng)從內(nèi)端部11b觀察外端部11a時(shí)，內(nèi)端部11b被相對(duì)于固定的外端部11a順時(shí)針地扭轉(zhuǎn)。換言之，四個(gè)固定葉片11A到11D的每一個(gè)被成形為內(nèi)端部11b被固定，然后當(dāng)從外端部11a觀察內(nèi)端部11b時(shí)，外端部11a被相對(duì)于固定的內(nèi)端部11b順時(shí)針地扭轉(zhuǎn)。
這里，將參考圖10描述傾角。圖10A是用于描述傾角的固定葉片的局部視圖。圖10B是橫截面圖，其中固定葉片11D在內(nèi)端部11b附近被切削，以及圖10C是橫截面圖，其中固定葉片11D在外端部11a附近被切削。首先，限定沿排氣口16延伸的虛平面PS4。然后，限定正交虛平面PS5、PS6，其分別與虛平面PS4正交，并分別與排氣側(cè)邊緣部分11c和抽氣側(cè)邊緣部分11d正交。限定虛擬線PL1通過(guò)第一交點(diǎn)CP1，這里正交虛平面PS5與排氣側(cè)邊緣部分11c相交，并且還通過(guò)第二交點(diǎn)CP2，這里正交虛平面PS5與抽氣側(cè)邊緣部分11d相交。限定虛擬線PL2通過(guò)另一個(gè)第一交點(diǎn)CP11，這里正交虛平面PS6與排氣側(cè)邊緣部分11c相交，并且還通過(guò)另一個(gè)第二交點(diǎn)CP12，這里正交虛平面PS6與抽氣側(cè)邊緣部分11d相交。然后，傾角被限定為由虛擬線(PL1，PL2)的任一條與虛平面PS4形成的角。
圖10B表示傾角θ3，當(dāng)固定葉片11D沿正交虛平面PS5在內(nèi)端部11b附近被切削時(shí)測(cè)得所述傾角。圖10C表示傾角θ4，當(dāng)固定葉片11D沿正交虛平面PS6在內(nèi)端部11b附近被切削時(shí)測(cè)得所述傾角。如上所述，該實(shí)施例中，在四個(gè)固定葉片11A到11D的每一個(gè)的外端部11a附近的傾角θ4大于內(nèi)端部11b附近的傾角θ3，并且傾角從外端部11a附近向內(nèi)端部11b附近逐漸變化。該實(shí)施例中，傾角θ3的角度優(yōu)選處于45°到55°的范圍，并且傾角θ4的角度處于50°到60°的范圍。
從軸流式風(fēng)扇1的排氣口16排出的空氣的流速在距離風(fēng)扇罩3(外側(cè))更近的區(qū)域趨向于更快，而流速在距離發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10(內(nèi)側(cè))更近的區(qū)域則趨向于更慢。這就是為什么固定葉片10A到10D如上所述成形的原因。當(dāng)使用更簡(jiǎn)單形狀的固定葉片時(shí)這種趨向相同。當(dāng)如上所述設(shè)置固定葉片11A到11D時(shí)，在固定葉片11A到11D的內(nèi)端部11b附近流動(dòng)的空氣的流速相對(duì)于在固定葉片11A到11D的外端部11a附近流動(dòng)的空氣的流速被增大?？諝饬魉?gòu)墓潭ㄈ~片的外端部11a向內(nèi)端部11b逐漸增加?；谏鲜鰞?nèi)容，可以理解的是，從排氣口16排出的空氣的流速逐漸盡可能均勻化，從而增加了氣流量并同時(shí)降低了噪音水平。該實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)葉片5具有固定到旋轉(zhuǎn)葉片固定部件6的內(nèi)側(cè)邊緣和在徑向上更靠外的外側(cè)邊緣。由旋轉(zhuǎn)葉片5的內(nèi)側(cè)邊緣和限定為與虛平面PS4平行并沿旋轉(zhuǎn)葉片固定部件6的底壁表面延伸的假想平面形成的角度(傾角)比由所述假想平面與旋轉(zhuǎn)葉片5的外側(cè)邊緣形成的角度(傾角)大。這些傾角的差可以根據(jù)需要的流速適當(dāng)?shù)乇淮_定。
圖11A到11C分別表示用于證明效果的試驗(yàn)軸流式風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)和傾角，其中通過(guò)將固定葉片在其外端部附近的傾角θ4限定為大于固定葉片在其內(nèi)端部附近的傾角θ3，并且從外端部附近朝內(nèi)端部附近逐漸改變傾角而獲得所述結(jié)構(gòu)和傾角。與上述實(shí)施例中的風(fēng)扇不同，這些試驗(yàn)風(fēng)扇中，所有的固定葉片11具備相同的形狀，而不把一個(gè)葉片用作引線的支撐裝置。為了驗(yàn)證扭轉(zhuǎn)固定葉片的效果，不同于實(shí)施例，設(shè)置固定葉片11的排氣側(cè)邊緣部分11c使其與發(fā)動(dòng)機(jī)殼體10的底壁部分10C平齊。進(jìn)一步，固定葉片11的每一個(gè)未形成有延伸部分。在圖11A所示的風(fēng)扇中，把固定葉片的傾角設(shè)置為從內(nèi)端部到外端部是恒定的(57°)。在圖11B所示的風(fēng)扇中，和實(shí)施例的風(fēng)扇一樣，傾角在固定葉片內(nèi)端部一側(cè)設(shè)置得較小(47°)，而傾角在固定葉片外端部一側(cè)設(shè)置得較大(57°)，并且傾角被設(shè)置為從內(nèi)端部向外端部逐漸變大。在圖11C所示的風(fēng)扇中，傾角在固定葉片的內(nèi)端部一側(cè)設(shè)置得較大(57°)，而傾角在外端部一側(cè)設(shè)置得較小(47°)，并且傾角被設(shè)置為從內(nèi)端部向外端部逐漸變小。
圖12是靜壓一圖11A到11C中所示的三種風(fēng)扇的氣流特征的測(cè)量結(jié)果的曲線圖(其中設(shè)置相同，除了固定葉片的形狀和轉(zhuǎn)數(shù)保持不變以外)。如圖12所示，在從風(fēng)扇(圖11B所示)獲得的特征B中，其中在外端部一側(cè)的傾角大于在內(nèi)端部一側(cè)的傾角，這與本發(fā)明實(shí)施例的相同，其氣流大于在相同靜壓下從其它兩個(gè)風(fēng)扇(在圖11A和11C所示)獲得的特征A和C中的氣流。
當(dāng)進(jìn)行圖12中所示的測(cè)量時(shí)，噪音也在相同的條件下同時(shí)被測(cè)量。圖13所示的表格表示了測(cè)量結(jié)果。表格表示了相對(duì)于噪音的聲壓級(jí)Na的聲壓級(jí)差，其由圖11A所示的、以特有速度被驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇所產(chǎn)生(固定葉片的傾角恒定)。在風(fēng)扇(圖11B所示)中，其中與上述實(shí)施例相同，外端部一側(cè)的傾角被設(shè)置為比在內(nèi)端部一側(cè)的傾角大，噪音的聲壓級(jí)被降低1dB(A)；而在風(fēng)扇(圖11C所示)中，其中外端部一側(cè)的傾角被設(shè)置為比在內(nèi)端部一側(cè)的傾角小，聲壓級(jí)被增加0.5dB(A)。測(cè)量結(jié)果表明，當(dāng)與本發(fā)明的實(shí)施例相同，在外端部一側(cè)的傾角設(shè)置為大于內(nèi)端部一側(cè)的傾角時(shí)，氣流可以增加而同時(shí)降低噪音水平。
已證實(shí)，當(dāng)圖11B中所示形狀的固定葉片被用作本申請(qǐng)人的在先申請(qǐng)(日本專利申請(qǐng)No.2004-278370)中所披露的軸流式風(fēng)扇的固定葉片時(shí)，氣流被增加而噪音水平被降低。圖14是顯示靜壓一分別使用圖11A到圖11C中所示的固定葉片的三個(gè)風(fēng)扇的氣流特征的測(cè)量結(jié)果的曲線圖。圖15中所示的表格顯示了噪音水平的變化，其測(cè)量與圖13中所示的表格一樣。
在上述實(shí)施例中，固定葉片的一個(gè)葉片11E構(gòu)造為容納引線25。當(dāng)引線被簡(jiǎn)單拉出而不采用該實(shí)施例中所示的設(shè)置時(shí)，固定葉片11E的結(jié)構(gòu)與其它固定葉片11A到11D的結(jié)構(gòu)相同。所有固定葉片11A到11E都如前面所述被扭轉(zhuǎn)。
進(jìn)一步，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例，可在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，進(jìn)行各種變更和更改。
權(quán)利要求
1.一種軸流式風(fēng)扇，包括風(fēng)扇罩，所述風(fēng)扇罩包括具有排氣口和抽氣口的空氣通道；具有多個(gè)葉片并設(shè)置在風(fēng)扇罩中的葉輪；葉輪固定于其上的轉(zhuǎn)子，并且所述轉(zhuǎn)子圍繞軸旋轉(zhuǎn)；對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子設(shè)置的定子；發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，所述發(fā)動(dòng)機(jī)殼體包括位于排氣口一側(cè)的底壁部分和與底壁部分連續(xù)形成并向著抽氣口延伸的外圍壁部分，定子固定于底壁部分上；以及多個(gè)固定葉片，所述多個(gè)固定葉片在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上間隔設(shè)置并位于空氣通道的排氣口內(nèi)，所述多個(gè)固定葉片的每一個(gè)連接發(fā)動(dòng)機(jī)殼體和風(fēng)扇罩，所述多個(gè)固定葉片的每一個(gè)具有連接到風(fēng)扇罩的內(nèi)壁部分的外端部、連接到發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的外圍壁部分的內(nèi)端部、形成在外端部和內(nèi)端部之間并位于排氣口一側(cè)的排氣側(cè)邊緣部分，以及形成在外端部和內(nèi)端部之間并位于抽氣口一側(cè)的抽氣側(cè)邊緣部分，所述多個(gè)固定葉片中的每一個(gè)都朝向轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向以凸起的方式被彎曲，所述多個(gè)固定葉片中的全部或大多數(shù)固定葉片大致傾斜，使得固定葉片的排氣側(cè)邊緣部分比所述固定葉片的抽氣側(cè)邊緣部分在旋轉(zhuǎn)方向上更靠前，其中全部或大多數(shù)所述固定葉片在其外端部附近的傾角大于全部或大多數(shù)所述固定葉片在其內(nèi)端部附近的傾角，并且傾角從外端部附近朝內(nèi)端部附近逐漸改變；并且傾角被限定為沿排氣口的虛平面和通過(guò)第一交點(diǎn)與第二交點(diǎn)的虛擬線之間的角，其中被限定為與所述虛平面正交并與排氣側(cè)邊緣部分以及抽氣側(cè)邊緣部分正交的正交虛平面在所述第一交點(diǎn)處與排氣側(cè)邊緣部分相交，所述正交虛平面在所述第二交點(diǎn)處與抽氣側(cè)邊緣部分相交。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式風(fēng)扇，其中，空氣通道在軸線是垂直線的方向上所截取的橫截面形狀在從葉輪存在的位置到排氣口位置的區(qū)域內(nèi)朝排氣口變大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸流式風(fēng)扇，其中，外端部附近的傾角在50°到60°的范圍內(nèi)，而內(nèi)端部附近的傾角在45°到55°的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式風(fēng)扇，其中，所述多個(gè)固定葉片中的一個(gè)固定葉片具有將多根用于為轉(zhuǎn)子提供電力的引線容納在其中的結(jié)構(gòu)，除所述一個(gè)固定葉片之外的固定葉片是所述多個(gè)固定葉片的大多數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式風(fēng)扇，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的底壁部分的外表面比全部或大多數(shù)所述多個(gè)固定葉片的排氣側(cè)邊緣部分更靠近抽氣口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸流式風(fēng)扇，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的底壁部分的外表面包括平底面和與所述平底面連續(xù)的外圍表面部分，并且外圍表面部分從底面向外圍壁部分的外圍表面逐漸彎曲。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的軸流式風(fēng)扇，其中，全部或大多數(shù)所述多個(gè)固定葉片中的每一個(gè)都包括在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的底壁部分上延伸的延伸部分，并且所述延伸部分具有引導(dǎo)表面，用于引導(dǎo)沿固定葉片流向底壁部分底面的一部分空氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軸流式風(fēng)扇，其中，所述延伸部分進(jìn)一步具有延伸引導(dǎo)表面，所述延伸引導(dǎo)表面與引導(dǎo)表面連續(xù)形成并向旋轉(zhuǎn)方向延伸。
全文摘要
根據(jù)本公開的一種軸流式風(fēng)扇，該軸流式風(fēng)扇能夠增加氣流量并同時(shí)降低噪音水平。多個(gè)固定葉片朝葉輪的旋轉(zhuǎn)方向以凸起的方式被彎曲。所述多個(gè)固定葉片大致傾斜，使得其排氣側(cè)邊緣部分比其抽氣側(cè)邊緣部分在旋轉(zhuǎn)方向上更靠前。所述多個(gè)固定葉片中的每一個(gè)在外端部附近的傾角都大于所述多個(gè)固定葉片在內(nèi)端部附近的傾角。傾角從外端部附近向內(nèi)端部附近逐漸變化。
文檔編號(hào)F04D19/00GK1975180SQ20061016371
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者石原勝充, 大澤穗波, 宮澤昌嗣, 池田智昭 申請(qǐng)人:山洋電氣株式會(huì)社