專利名稱：軸流式風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸流式風(fēng)扇，更具體地說，涉及一種在該軸流式風(fēng)扇中的肋的形狀。
背景技術(shù)：
目前，電子設(shè)備設(shè)有許多用于散發(fā)在電子設(shè)備中產(chǎn)生的熱的冷卻風(fēng)扇。隨著電子設(shè)備性能的增強(qiáng)，產(chǎn)生的熱量也逐漸增加，因此對風(fēng)扇冷卻性能的要求也變得更高。為了改善風(fēng)扇的冷卻性能，需要改善風(fēng)扇的流速特性和靜壓特性。這兩種特性的改善都需要風(fēng)扇以高速轉(zhuǎn)動。另一方面，隨著在家庭或辦公室使用的電子設(shè)備的增多，在許多電子設(shè)備中對減少噪聲的要求也越來越多。
一般的風(fēng)扇包括電機(jī)；葉輪，該葉輪具有多個安裝到電機(jī)的轉(zhuǎn)子上的葉片；以及殼體，該殼體支撐電機(jī)的定子并包圍葉輪的外周。所述殼體包括腔，該腔形成用于由葉輪轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的氣流的通道；框架，該框架支撐定子；以及多個肋，這些肋使所述腔和所述框架彼此連接。這些肋被布置成橫穿所述通道。因此，所述肋處的風(fēng)阻損失導(dǎo)致能量損失，從而既降低了氣流的流速，也降低了氣流的靜壓。此外，氣流與肋干涉而導(dǎo)致干涉噪聲，這是風(fēng)扇中的一個噪聲源。
為了解決上述問題，已經(jīng)提出了具有流線型截面的肋。該肋被布置成使其截面形狀的主軸平行于氣流。
然而，為了實際設(shè)計所提出的肋，需要測量由葉輪轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的氣流的方向。該方向不僅根據(jù)葉輪的形狀而改變，而且還根據(jù)葉輪的轉(zhuǎn)速而改變。另外，殼體腔的形狀、葉輪的表面情況、風(fēng)扇在電子設(shè)備中的放置狀態(tài)、溫度以及濕度等也會改變氣流的方向。由于氣流的方向如上所述隨著環(huán)境中的微小變化而改變，因此只能針對特定的風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、特定的轉(zhuǎn)速、特定的使用條件等來設(shè)計所提出的肋的形狀。然而，風(fēng)扇可能具有各種結(jié)構(gòu)，以各種轉(zhuǎn)速操作，并且可在各種條件下使用。必須考慮到這些來設(shè)計肋的形狀。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)扇的肋的形狀，不管所述風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)和使用條件如何，所述肋的形狀都可以改善鼓風(fēng)性能而不會使噪聲特性變差。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種軸流式風(fēng)扇包括電機(jī)，該電機(jī)包括可圍繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子；葉輪，該葉輪安裝在所述轉(zhuǎn)子的外周上以與該轉(zhuǎn)子一起圍繞所述轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，該葉輪包括多個在所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生氣流的葉片；殼體，該殼體包圍所述葉輪的外周以形成用于所述氣流的通道；框架，所述電機(jī)放置在該框架上；以及多個肋，這些肋從所述框架大致成放射狀并將所述框架固定到所述殼體上。所述肋中的每個肋都包括面向所述葉輪的空氣引導(dǎo)面。該空氣引導(dǎo)面為相對于與所述轉(zhuǎn)動軸平行的軸向方向具有平均傾斜(average inclination)的大致平坦面或彎曲面。所述平均傾斜被定義為在沿著垂直于所述軸向方向的徑向方向的位置處，在垂直于該徑向方向的平面上，大致連接所述空氣引導(dǎo)面的兩端的直線的傾斜。所述平均傾斜的角度沿著遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)動軸的方向變小。
所述肋中的每個肋當(dāng)沿著該肋的縱向方向看時的截面面積可以在沿著徑向方向的任何位置處都大致恒定。
在沿著所述徑向方向的任何位置處，在垂直于所述徑向方向的平面上，所述肋中的每個肋的所述空氣引導(dǎo)面的所述平均傾斜相對于所述葉片中的位于沿著所述軸向方向距該肋最近位置處的一個葉片的平均傾斜的角度可以大致恒定。所述葉片中的每個葉片的所述平均傾斜被定義為在垂直于所述徑向方向的平面上，連接所述葉片的兩端的直線的傾斜。
在沿著所述徑向方向的任何位置處，在垂直于所述徑向方向的平面上，所述肋中的每個肋的所述空氣引導(dǎo)面的所述平均傾斜相對于所述葉片中的位于沿著所述軸向方向距該肋最近位置處的一個葉片的平均傾斜的角度可以為100°或更小。所述葉片中的每個葉片的所述平均傾斜被定義為在垂直于所述徑向方向的平面上，大致連接所述葉片的兩端的直線的傾斜。
在沿著所述徑向方向的任何位置處，在垂直于所述徑向方向的平面上，所述肋中的每個肋的所述空氣引導(dǎo)面的所述平均傾斜相對于所述葉片中的位于沿著所述軸向方向距該肋最近位置處的一個葉片的后緣(trailing edge)的傾斜的角度可以為100°或更小。
所述肋中的每個肋沿著所述徑向方向看的截面形狀可以在沿著所述徑向方向的不同位置處均不同。
當(dāng)沿著所述軸向方向看時，所述肋中的每個肋可以相對于徑向方向成一角度地布置。
所述肋可以朝向所述葉輪的轉(zhuǎn)動方向和與該轉(zhuǎn)動方向相反的方向中的一個方向彎曲。
所述肋中的每個肋都可以包括底面，該底面大致平行于所述殼體的下表面并布置在與所述殼體的該下表面相同的平面內(nèi)。


從如下參照附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述中將更加清楚本發(fā)明的其它特征、元件、優(yōu)點及特性。
圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的軸流式風(fēng)扇的剖視圖。
圖2為圖1的軸流式風(fēng)扇的殼體的立體圖。
圖3A至圖3C示出了在沿著徑向方向的給定位置處看的肋和葉片的截面形狀。
圖4為圖1的軸流式風(fēng)扇的平面圖。
圖5為圖1實施例的軸流式風(fēng)扇的修改示例的平面圖。
圖6為圖1的軸流式風(fēng)扇的殼體的平面圖。
圖7A至圖7C分別為沿著圖6中的線A-A、B-B和C-C剖取的、根據(jù)本發(fā)明的示例性肋的剖視圖。
圖8A至圖8C分別為沿著圖6中的線A-A、B-B和C-C剖取的、根據(jù)本發(fā)明的另一示例性肋的剖視圖。
圖9A至圖9C分別為沿著圖6中的線A-A、B-B和C-C剖取的、根據(jù)本發(fā)明的又一示例性肋的剖視圖。
圖10A至圖10C分別為沿著圖6中的線A-A、B-B和C-C剖取的、根據(jù)本發(fā)明的再一示例性肋的剖視圖。
圖11A至圖11C分別為沿著圖6中的線A-A、B-B和C-C剖取的、根據(jù)本發(fā)明的再一示例性肋的剖視圖。
圖12A至圖12C分別為沿著圖6中的線A-A、B-B和C-C剖取的、根據(jù)本發(fā)明的再一示例性肋的剖視圖。
具體實施例方式
將參照圖1至圖12C詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。應(yīng)注意的是，在本發(fā)明的說明中，當(dāng)將不同部件之間的位置關(guān)系和方位描述成上/下或左/右時，是指在附圖中的最終位置關(guān)系和方位；不是指已經(jīng)被組裝成實際設(shè)備時部件之間的位置關(guān)系和方位。同時，在如下的描述中，軸向方向是指平行于轉(zhuǎn)動軸的方向，而徑向方向是指垂直于所述轉(zhuǎn)動軸的方向。
圖1為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的軸流式風(fēng)扇的剖視圖。圖2為圖1的軸流式風(fēng)扇的殼體的立體圖。圖3A示出了沿著徑向方向看的葉輪葉片的截面形狀、以及葉輪的轉(zhuǎn)動方向和氣流。圖3B和圖3C為在沿著徑向方向的給定位置處看時肋和位于距該肋最近位置處的葉輪葉片的剖視圖。圖4為圖1的軸流式風(fēng)扇的平面圖。圖5為圖1的軸流式風(fēng)扇的修改示例的平面圖。
軸流式風(fēng)扇A包括放置在框架12上的電機(jī)。該電機(jī)包括轉(zhuǎn)子，在該轉(zhuǎn)子中包括帶有蓋的大致筒形的轉(zhuǎn)子軛31。轉(zhuǎn)子軛31通過從軸流式風(fēng)扇A的外部供應(yīng)的電流而被驅(qū)動以轉(zhuǎn)動。具有多個葉片21的葉輪2安裝在轉(zhuǎn)子的外周，即轉(zhuǎn)子軛31的外周表面上，并且可以在轉(zhuǎn)子軛31轉(zhuǎn)動時與該轉(zhuǎn)子軛31一起轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子軛31包括軸32，該軸32具有通過緊固而固定在轉(zhuǎn)子軛31中心處的端部。該軸32用作轉(zhuǎn)動軸。
在框架12的中心處，形成有具有底部的大致筒形的軸承殼體12a。徑向軸承34被壓配并支撐在軸承殼體12a中。該徑向軸承34包括用于軸32的插入孔。將軸32插入到該插入孔中從而可轉(zhuǎn)動。徑向軸承34為由諸如燒結(jié)材料的多孔材料形成的含油軸承，在該徑向軸承34中容納有潤滑油。由于徑向軸承34容納潤滑油，因此該徑向軸承34可以借助于潤滑油而可轉(zhuǎn)動地支撐軸32。然而，該徑向軸承34并不限于如上所述的借助于潤滑油而可轉(zhuǎn)動地支撐軸32的滑動軸承。除了滑動軸承外，可使用諸如球軸承的滾柱軸承?？紤]軸流式風(fēng)扇A所需的性能和成本以適當(dāng)?shù)姆绞竭x擇待使用的軸承類型。
軸流式風(fēng)扇A還包括作為電機(jī)一部分的定子3。定子3支撐在軸承殼體12a的外周上。定子3包括定子芯35、線圈37、絕緣體36以及電路板38。定子芯35被由絕緣材料形成的絕緣體36包圍，從而使定子芯35的上端和下端以及每個齒都絕緣。線圈37圍繞所述齒纏繞，且使絕緣體36插設(shè)在它們之間?？刂迫~輪2的驅(qū)動和轉(zhuǎn)動的電路板38布置在定子3的下端處。在電路板38中，電子部件(未示出)安裝在印刷電路板上以形成電路。線圈37的一端被電連接到電路板38上的電子部件，該電路板38結(jié)合并固定到絕緣體36的下部上。當(dāng)使從軸流式風(fēng)扇A的外部供應(yīng)的電流通過包括IC和霍耳元件的電子部件而流過線圈37時，在定子芯35周圍產(chǎn)生磁場。
在葉輪2的內(nèi)周表面上設(shè)有可以使漏至軸流式風(fēng)扇A外部的磁通量減少的轉(zhuǎn)子軛31。此外，作為電機(jī)的一部分，轉(zhuǎn)子磁體33在葉輪2內(nèi)安裝在轉(zhuǎn)子軛31的內(nèi)周上，該轉(zhuǎn)子磁體33被磁化而獲得多極磁體。將通過緊固于轉(zhuǎn)子軛31的中心而固定的軸32插入到徑向軸承34中，而使轉(zhuǎn)子磁體33和定子芯35沿著徑向方向相對。當(dāng)電流流過線圈37時，通過由定子芯35產(chǎn)生的磁場與由被磁化而獲得多極磁體的轉(zhuǎn)子磁體33形成的磁場的相互作用而在葉輪2中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，由此使葉輪2圍繞作為轉(zhuǎn)動軸的軸32轉(zhuǎn)動。由霍耳元件檢測來自轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子磁體33的磁通量的變化?；谠摍z測，通過驅(qū)動IC來切換輸出電壓。這樣，對葉輪2的轉(zhuǎn)動進(jìn)行控制以使其穩(wěn)定。在葉輪2轉(zhuǎn)動期間，葉片21向下推動空氣，因此產(chǎn)生大致沿著軸向方向的氣流。
其上放置有電機(jī)的框架12被布置成與電路板38沿著軸向方向相對，并具有直徑與電路板38的外徑大致相同的大致圓盤形狀?？蚣?2通過從該框架延伸到殼體1的四個肋13而固定到殼體1上。請注意，用于將框架12固定到殼體1上的肋13的數(shù)量并不限于四個。例如，可設(shè)置三個或五個肋。殼體1形成為包圍葉輪2的外周并包括腔11，該腔11用作用于由葉輪2的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的氣流的通道。殼體1的上端面和下端面的外周部分形成為大致方形的框架。在該方形的四個角部處分別形成有沿徑向向外伸展的凸緣部分14。每個凸緣部分14均具有形成于其中的安裝孔14a。當(dāng)將軸流式風(fēng)扇A安裝到待使用該軸流式風(fēng)扇A的設(shè)備上時，將諸如螺釘?shù)陌惭b部件插入到安裝孔14a中。四個肋13以規(guī)則的角度間隔沿著周向方向布置。
當(dāng)正交投影到垂直于軸向方向的平面上時，葉輪2的葉片21沿著周向方向朝向葉輪2的轉(zhuǎn)動方向傾斜。每個葉片21沿著徑向方向看的截面形狀都為朝向葉輪2的轉(zhuǎn)動方向彎曲的弧形形狀，如圖3B所示。通常，考慮電子設(shè)備中的系統(tǒng)阻抗(即，在電子設(shè)備中靜壓和流速之間的關(guān)系)以及風(fēng)扇的流速和靜壓來選擇冷卻電子設(shè)備內(nèi)部所用的風(fēng)扇。在許多電子設(shè)備中，電子部件、電源等都集中在狹窄的空間內(nèi)，因此系統(tǒng)阻抗較高。在系統(tǒng)阻抗較高時，對于具有較低靜壓的風(fēng)扇來說很難產(chǎn)生足夠的氣流。為此，用于冷卻電子設(shè)備內(nèi)部的風(fēng)扇需要具有較高的靜壓。為了使靜壓較高，有一種方法，即，使沿著軸向方向看時相鄰葉片21之間的間隔較小。這可以通過使每個葉片21在沿著徑向方向看的截面形狀中的弧形部分的弧長沿徑向向外較長來實現(xiàn)。然而，在這種情況下，每個葉片21的軸向高度(即，沿著軸向方向的高度)沿徑向向外增加。通過使徑向內(nèi)部位置與徑向外部位置之間的軸向高度差較小，葉片21在腔11中所占據(jù)的空間的有效容積(該容積為葉片21在沿著軸向方向看時的面積和葉片21的軸向高度的乘積)增加。這樣，可以設(shè)計流速和靜壓都高的軸流式風(fēng)扇A。這可以通過使葉片21相對于軸向方向的傾斜沿徑向向外較大來實現(xiàn)。
肋13沿著徑向方向看的截面形狀具有大致三角形形狀，該三角形由底面131、空氣引導(dǎo)面132以及使底面131與空氣引導(dǎo)面132彼此相連的側(cè)面133形成，如圖7A所示。底面131大致垂直于軸向方向，即，大致平行于殼體1的下端面和框架12的下端面，并形成了與由殼體1和框架12的下端面形成的平面相同的平面。空氣引導(dǎo)面132引導(dǎo)由葉輪2的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的氣流，并相對于軸向方向成一角度地布置。盡管在圖7A中所示的空氣引導(dǎo)面132由平坦面形成，但該空氣引導(dǎo)面132可以為彎曲面。在彎曲面的情況下，該彎曲的空氣引導(dǎo)面132的平均傾斜被定義為在垂直于徑向方向的截面上，大致連接該彎曲的空氣引導(dǎo)面132的兩端的直線的傾斜；并且該空氣引導(dǎo)面132相對于軸向方向的角度由這樣定義的平均傾斜來表示。
由于肋13被布置成橫穿用于氣流的通道，因此，肋13必須具有使在氣流經(jīng)過肋13時引起的氣流能量損失最小的形狀。如果肋13具有流線型形狀(其中，沿著徑向方向看的每個肋13的截面形狀都平行于氣流)，則隨著肋13厚度的減小，由于氣流撞擊肋13而引起的氣流能量損失也變小。然而，在肋13較薄的情況下，肋13的軸向高度必須增加以使肋13具有足夠的強(qiáng)度等級。軸向高度較高的肋13并不是優(yōu)選的，因為肋13接近葉片21，從而使氣流與肋13干涉而產(chǎn)生的噪聲變大。這種大干涉噪聲使得噪聲等級更高?；谏鲜隹紤]，在本實施例中，肋13形成為具有在徑向方向上看時呈大致三角形的截面形狀。該截面形狀可以增加肋13的厚度和強(qiáng)度，同時抑制由于肋13引起的氣流能量損失。
由葉輪2的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的氣流在經(jīng)過肋13時沿著肋13的空氣引導(dǎo)面132流動，并從腔11流出到軸流式風(fēng)扇A的外部。葉片21如上所述那樣朝向葉輪2的轉(zhuǎn)動方向傾斜。每個葉片21在垂直于徑向方向的截面上的平均傾斜被定義為在該截面上大致連接葉片21的兩端的直線的傾斜。氣流并不平行于軸向方向流動。相反，氣流相對于軸向方向的角度取決于葉片21的平均傾斜，從而氣流相對于葉片21的平均傾斜以90°或更小的角度排出。然而，該角度隨著葉片21的截面形狀、腔11的形狀、葉輪2的轉(zhuǎn)速以及軸流式風(fēng)扇A所使用處的外部溫度而變化。在沿著徑向方向的不同位置處每個葉片21的平均傾斜都是不同的。因此，在沿著徑向方向的不同位置處，來自每個葉片21的氣流的角度都是不同的。
為了設(shè)計可以減少由肋13引起的氣流能量損失的肋13的形狀，需要根據(jù)沿著徑向方向的位置而改變每個肋13的空氣引導(dǎo)面132的平均傾斜。請注意，在垂直于徑向方向的平面上每個肋13的空氣引導(dǎo)面132的平均傾斜被定義為連接該空氣引導(dǎo)面132的兩端的直線的傾斜。通過根據(jù)從葉片21流動的氣流的角度改變每個肋13的空氣引導(dǎo)面132的平均傾斜，可以使氣流能量損失最小。由于從葉片21流動的氣流的角度根據(jù)葉片21的截面形狀、腔11的形狀、葉輪2的轉(zhuǎn)速以及軸流式風(fēng)扇A所使用處的外部溫度而改變，因此，根據(jù)本發(fā)明，考慮到上述改變這樣設(shè)計肋13的形狀，即，每個肋13的空氣引導(dǎo)面132的平均傾斜相對于葉片21中的位于沿著軸向方向距該肋13最近位置處的一個葉片的平均傾斜的角度為100°或更小。在本實施例中，每個肋13的空氣引導(dǎo)面132的平均傾斜相對于位于沿著軸向方向距該肋13最近位置處的葉片21的角度被設(shè)定為90°，如圖3B所示。此外，通過將肋13的形狀設(shè)計成在沿著徑向方向的任何位置處，使每個肋13的空氣引導(dǎo)面132的平均傾斜相對于位于沿著軸向方向距該肋13最近位置處的葉片21的傾斜的角度都相同，可以使氣流能量損失在沿著徑向方向的任何位置處都恒定。具體地說，當(dāng)將每個肋13的空氣引導(dǎo)面132的平均傾斜相對于位于沿著軸向方向距該肋13最近位置處的葉片21的傾斜的角度都設(shè)置成90°時，可以減少能量損失。在其中每個葉片21沿著徑向方向看的截面形狀的彎曲部分的曲率相對于其弧長相對較小的情況下，來自該葉片21的氣流的角度不取決于該葉片21在垂直于徑向方向的截面上的平均傾斜，而是取決于該葉片21的后緣211相對于軸向方向的角度。在這種情況下，基于后緣211的角度而不是葉片21的傾斜來設(shè)計肋13的截面形狀。
圖6為在本實施例中的殼體的平面圖。圖7A至圖12C分別為沿著線A-A、線B-B和線C-C剖取的肋13的剖視圖。在圖7A至圖7C的示例中，底面131總是形成在與框架12的下端面相同的平面內(nèi)。此外，底面131在沿著徑向方向看的截面形狀中的長度沿徑向向外變短，而側(cè)面133在該截面形狀中的高度沿徑向向外變高。也就是說，在圖7A至圖7C的示例中肋13的截面形狀這樣變化，即，空氣引導(dǎo)面132相對于底面131的角度θ沿徑向向外逐漸變大，也就是說，空氣引導(dǎo)面132相對于軸向方向的平均傾斜的角度沿著遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動軸的方向變小。在該示例中，肋13被設(shè)計成具有在沿著縱向方向看時恒定的截面面積。通過該設(shè)計，即使在肋13上施加載荷，也不會出現(xiàn)應(yīng)力集中，并且可以抑制肋13的強(qiáng)度下降。另外，在框架12與各個肋13的結(jié)合處強(qiáng)度不高。然而，通過使肋13的底面131形成在與框架12的下端面相同的平面內(nèi)，可以抑制應(yīng)力集中，因此可以抑制在框架12與各個肋13的結(jié)合處的強(qiáng)度下降。這也適用于殼體1與各個肋13的結(jié)合。也就是說，可以通過使各個肋13的底面131形成在與殼體1的下端面相同的平面內(nèi)來抑制殼體1與各個肋13的結(jié)合處的強(qiáng)度下降。
圖8A至圖12C表示在本實施例中的肋13的截面形狀的修改示例。在圖7A至7C的示例中，每個肋13的側(cè)面133都平行于軸向方向，而在圖8A至圖8C的示例中，肋13的截面形狀這樣改變，即，側(cè)面133相對于底面131的角度沿徑向向外變小。因此，在圖8A至圖8C的示例中，側(cè)面133的傾斜變成接近于空氣引導(dǎo)面132的傾斜，從而可以抑制氣流能量損失。然而，在圖8A至圖8C的示例中的肋13的厚度比在圖7A至圖7C中的肋13的厚度薄。因此，在圖8A至圖8C的示例中的各個肋13的強(qiáng)度低于在圖7A至圖7C的示例中的各個肋13的強(qiáng)度。在圖9A至圖9C的示例中，底面131在沿著徑向方向看的截面形狀中的長度保持恒定，而空氣引導(dǎo)面132相對于底面131的角度沿徑向向外增加。也就是說，空氣引導(dǎo)面132相對于軸向方向的平均傾斜的角度沿著遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動軸的方向變小。在這種情況下，也可以抑制氣流能量損失。此外，由于在圖9A至圖9C的示例中肋13的軸向高度保持恒定，因此可以使各個肋13在沿著該肋13的縱向方向看時的截面面積恒定。在圖10A至圖10C的示例中，使底面131和側(cè)面133彼此相連的角部被倒圓。通過該截面形狀，可以防止待沿著肋13流動的氣流從肋13流走，因此抑制了湍流的產(chǎn)生。在本發(fā)明中，沿著徑向方向所看到的各個肋13的截面形狀不限于大致三角形的形狀。例如，沿著徑向方向所看到的各個肋13的截面形狀可以是在圖11A至圖11C中所示的靜葉的形狀，或者如圖12A至圖12C所示的具有兩個被倒圓的縱向端部的形狀。
假設(shè)氣流大致平行于空氣引導(dǎo)面132流動，則在圖7C中側(cè)面133相對于氣流的角度比圖7A中的小。在徑向外部位置處，相比于在徑向內(nèi)部位置處，沿著徑向方向所看到的葉片21的截面形狀中的弧長較長，并且葉片21的圓周速度較大。因此，由葉片21產(chǎn)生的氣流的流速在徑向外部位置處比在徑向內(nèi)部位置處大。因此，通過使在徑向外部位置處，在垂直于徑向方向的平面上各個肋13的側(cè)面133相對于氣流的角度較小，可以抑制氣流能量損失。在徑向內(nèi)部位置處，即使各個肋13的側(cè)面133相對于氣流的角度較大，肋13對于氣流能量損失的影響也較小，這是因為流速較低。因此，可提供可以獲得高流速的軸流式風(fēng)扇。
通過將在垂直于徑向方向的平面上，各個肋13的空氣引導(dǎo)面132的平均傾斜相對于位于沿著軸向方向距該肋13最近位置處的葉片21的平均傾斜的角度設(shè)置為90°，不僅可以減少氣流能量損失，而且可以減少由于氣流撞擊肋13而產(chǎn)生的干涉噪聲。如果將葉片21的后緣211和肋13布置成在葉片21轉(zhuǎn)動期間大致彼此平行，則由葉片21推動的氣流同時撞擊肋13，因此干涉噪聲變得較大。為了避免這一點，將每個肋13布置成相對于徑向方向成一角度，從而當(dāng)沿著軸向方向看時，肋13的徑向外端沿著葉輪2的轉(zhuǎn)動方向位于該肋13的徑向內(nèi)端的后方，如圖4所示。在這種情況下，肋13和葉片21不能彼此平行，因為在本實施例中，葉片21朝向葉輪2的轉(zhuǎn)動方向傾斜。另外，如在圖5中作為修改示例所示出的那樣，如此布置的肋13可朝向與葉輪2的轉(zhuǎn)動方向相反的方向彎曲。在這種情況下，同樣可以抑制干涉噪聲?？蛇x的是，當(dāng)正交投影到垂直于軸向方向的平面上時，在葉片21朝向與葉輪2的轉(zhuǎn)動方向相反的方向傾斜的情況下，肋13中的每個肋都被布置成相對于徑向方向成一角度，從而使肋13的徑向外端沿著葉輪2的轉(zhuǎn)動方向位于該肋13徑向內(nèi)端的前方。
在本發(fā)明中，在沿著徑向方向的給定位置處所看到的各個肋13的截面形狀確定時，只需要根據(jù)葉片21的平均傾斜來改變各個肋13的空氣引導(dǎo)面132的平均傾斜。因此，可以容易地設(shè)計肋13。
根據(jù)本發(fā)明，可以使由葉輪轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的氣流由于肋引起的能量損失最小化。另外，可以抑制氣流的流速和靜壓的降低。此外，也可以抑制在氣流經(jīng)過肋時產(chǎn)生的干涉噪聲。
盡管上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是應(yīng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說各種修改和改變都是顯而易見的。因此，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種軸流式風(fēng)扇，該軸流式風(fēng)扇包括電機(jī)，該電機(jī)包括可圍繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子；葉輪，該葉輪安裝在所述轉(zhuǎn)子的外周上以與該轉(zhuǎn)子一起圍繞所述轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，該葉輪包括多個在所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生氣流的葉片；殼體，該殼體包圍所述葉輪的外周以形成用于所述氣流的通道；框架，所述電機(jī)放置在該框架上；以及多個肋，這些肋從所述框架延伸到所述殼體并將所述框架固定到所述殼體上，其中所述肋中的每個肋都包括面向所述葉輪的空氣引導(dǎo)面，該空氣引導(dǎo)面為相對于與所述轉(zhuǎn)動軸平行的軸向方向具有平均傾斜的大致平坦面或彎曲面，所述平均傾斜被定義為在沿著垂直于所述軸向方向的徑向方向的位置處，在垂直于所述徑向方向的平面上，大致連接所述空氣引導(dǎo)面的兩端的直線的傾斜；所述平均傾斜的角度沿著遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)動軸的方向變小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式風(fēng)扇，其特征在于，所述肋中的每個肋當(dāng)沿著該肋的縱向方向看時的截面面積在沿著徑向方向的任何位置處大致恒定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式風(fēng)扇，其特征在于，在沿著所述徑向方向的任何位置處，在垂直于所述徑向方向的平面上，所述肋中的每個肋的所述空氣引導(dǎo)面的所述平均傾斜與所述葉片中的位于沿著所述軸向方向距該肋最近位置處的一個葉片的平均傾斜之間的角度大致恒定，所述葉片中的每個葉片的所述平均傾斜被定義為在垂直于所述徑向方向的平面上，大致連接所述葉片的兩端的直線的傾斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式風(fēng)扇，其特征在于，在沿著所述徑向方向的任何位置處，在垂直于所述徑向方向的平面上，所述肋中的每個肋的所述空氣引導(dǎo)面的所述平均傾斜與所述葉片中的位于沿著所述軸向方向距該肋最近位置處的一個葉片的平均傾斜之間的角度為100°或更小，所述葉片中的每個葉片的所述平均傾斜被定義為在垂直于所述徑向方向的平面上，大致連接所述葉片的兩端的直線的傾斜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式風(fēng)扇，其特征在于，在沿著所述徑向方向的任何位置處，在垂直于所述徑向方向的平面上，所述肋中的每個肋的所述空氣引導(dǎo)面的所述平均傾斜與所述葉片中的位于沿著所述軸向方向距該肋最近位置處的一個葉片的后緣的傾斜之間的角度為100°或更小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式風(fēng)扇，其特征在于，所述肋中的每個肋沿著所述徑向方向看的截面形狀在沿著所述徑向方向的不同位置處均不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式風(fēng)扇，其特征在于，當(dāng)沿著所述軸向方向看時，所述肋中的每個肋均相對于徑向方向成一角度地布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式風(fēng)扇，其特征在于，所述肋朝向所述葉輪的轉(zhuǎn)動方向和與該轉(zhuǎn)動方向相反的方向中的一個方向彎曲。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式風(fēng)扇，其特征在于，所述肋中的每個肋都包括底面，該底面大致平行于所述殼體的表面并布置在與所述殼體的該表面相同的平面內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種軸流式風(fēng)扇，該軸流式風(fēng)扇包括電機(jī)，其包括可圍繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子；葉輪，其安裝在轉(zhuǎn)子的外周上以與轉(zhuǎn)子一起圍繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，該葉輪包括多個在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生氣流的葉片；殼體，其包圍葉輪的外周以形成用于氣流的通道；框架，電機(jī)放置在該框架上；以及多個肋，它們從框架延伸到殼體并將框架固定到殼體上。在該軸流式風(fēng)扇中，所述肋中的每個都包括面向葉輪的空氣引導(dǎo)面。該空氣引導(dǎo)面為相對于與轉(zhuǎn)動軸平行的軸向方向具有平均傾斜的大致平坦面或彎曲面。該平均傾斜定義為在沿著垂直于軸向方向的徑向方向的位置處，在垂直于徑向方向的平面上，大致連接空氣引導(dǎo)面的兩端的直線的傾斜。該平均傾斜的角度沿遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動軸的方向變小。
文檔編號F04D29/52GK1987122SQ200610168719
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月19日
發(fā)明者吉田裕亮 申請人:日本電產(chǎn)株式會社