[实用新型]一种降低能耗和噪音的轴流风扇

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种轴流风扇，尤其是能提高轴流风扇的效率，降低能耗和噪音的技术。

背景技术

本发明人与其他发明人合作于2000年向中国知识产权局提交了一项专利申请，发明名称《高性能螺旋桨》，专利申请号CN00111209.0，2001年提交国际专利申请，国际申请号：pct/cn01/00112，在美国的申请已经得到授权，专利号US6866482B2，名称：HIGN-PERFORMENCEPROPELLER。该申请涉及一种具有单边弧形叶边桨叶结构的轴流风扇技术，本申请技术是在上述技术基础上的进一步发展。

国际申请说明书中对单边弧形叶边的位置、运动轨迹、运动特性有如下描述：“叶边各部分基本与螺旋桨同圆心，叶边功能相同部分在螺旋桨轴向投影基本在相同旋转半径上，原则上要求叶边在旋转方向只产生摩擦阻力。在叶边有倾角情况下，叶边会产生增加或减小桨叶叶端压力的形状力。根据需要，叶边可以在桨叶旋转方向以近似渐开线型式适当展开”。

发明内容

前面所述的具有单边弧形叶边桨叶结构的轴流风扇技术，在实验中发现完全相同形状结构的单边弧形叶边，在一部份轴流风扇上使用，节能降噪效果非常好，而在另一部分轴流风扇上，却没有节能降噪效果。由于不清楚是什么原因，因此无法有把握的设计这种具有节能降噪效果的的轴流风扇，严重阻碍了这项技术的应用。

本实用新型通过大量研究试验发现问题与单边弧形叶边结构、形状、位置、空间运动轨迹等无关，通过大量试验和研究发现桨叶负压力面与轴流风扇径向之间的夹角β对节能作用效果有着关键作用，当夹角β为正值，单边弧形叶边桨叶结构的轴流风扇具有非常好的节能降噪效果，如附图1所示；当夹角β为负值，单边弧形叶边桨叶结构的轴流风扇节能降噪效果很小，甚至不具有节能降噪效果，如附图2所示。

研究发现，在夹角β为正值情况下，桨叶负压力面能够得到充分的流体补充，使桨叶负压力面的压强绝对值降低，从而降低了桨叶压力抵抗、使桨叶阻力和能耗都得到降低。由于桨叶负压力面的压强绝对值减小，与周围空间的压力差减小，流体向桨叶负压力面流动速度降低，因此产生的涡流强度也相应降低，噪音也得到相应降低。上述作用在桨叶叶端效果最显著，因为这里是风扇线速度最快，产生的各项作用力最大，压力梯度也最大的位置，而且在绝大部分风扇使用的旋转线速度范围内，桨叶负压力面产生的作用力远大于正压力面，因此降低桨叶负压力面压强绝对值，节能降噪效果非常显著。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：具有单边弧形叶边桨叶结构的轴流风扇桨叶，该桨叶负压力面与轴流风扇径向之间的夹角β在0度至90度之间，或具有单边弧形叶边桨叶结构的轴流风扇桨叶，该桨叶负压力面与轴流风扇径向之间的平均夹角β在0度至90度之间，研究和试验发现夹角β或平均夹角β角度数值最佳范围在6度至50度之间。

本实用新型的有益效果是，为单边弧形叶边桨叶技术的应用扫除了技术障碍，为设计制造高效率、低噪音轴流风扇奠定了基础和提供了可行的实施方案，避免了在节能降噪原理不清楚的情况下，没有可靠的实施技术方案条件下，盲目设计造成的损失，使单边弧形叶边桨叶这项节能降噪技术达到了应用水平。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是桨叶负压力面与轴流风扇径向之间的夹角β为正值的图示。

图2是桨叶负压力面与轴流风扇径向之间的夹角β为负值的图示。

图3是单边弧形叶边与桨叶负压力面连接位置的表面为曲面形状情况下，桨叶负压力面与风扇径向之间的平均夹角β的图示。

图4是桨叶负压力面为曲面形状情况下，桨叶负压力面与风扇径向之间的平均夹角β的图示。

图5是采用单边弧形叶边与桨叶形成一体结构的桨叶，单边弧形叶边与桨叶之间没有明显分界线，在此情况下，桨叶负压力面与轴流风扇径向之间的平均夹角β的图示。

图6是描述单边弧形叶边桨叶结构的轴流风扇各部分采用的名称与具体对应位置示意图。

图中1.桨叶，2.桨毂，3.桨叶根部，4.桨叶端部，5.单边弧形叶边，6.由轴流风扇径向向桨叶负压力面流动的流体，7.桨叶负压力面。

具体实施方式

在图1所示实施例中，有单边弧形叶边的桨叶(1)的负压力面(7)与轴流风扇径向之间夹角β的角度数值为正值，由桨叶端部(4)的外部，沿轴流风扇径向流动的流体(6)能够到达桨叶负压力面(7)的附面层，能够减小桨叶负压力面(7)的压强绝对值，减小桨叶的压力抵抗，从而减少桨叶阻力，减小桨叶能耗，降低噪音。