專利名稱：：軸流風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于向散熱器吹風(fēng)的軸流風(fēng)扇，尤其是那種應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車?yán)鋮s系統(tǒng)和加溫系統(tǒng)中的軸流風(fēng)扇。這種類型的風(fēng)扇一般要滿足某些特定的要求，這些要求包括低噪聲級(jí)、高效率、結(jié)構(gòu)緊湊、并能獲得高的壓頭值和大的通風(fēng)量。同屬于本申請(qǐng)人的歐洲專利文件EP0553598B公開了一種扇葉角間距相等的風(fēng)扇，在扇葉的整個(gè)長度上扇葉的弦線長度都是恒定的，扇葉的前緣和后緣是由兩段曲線圍成的，兩條曲線在葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)平面上的投影是兩條圓弧線。雖然按照此專利制造出的風(fēng)扇在效率和低的噪聲聲壓方面達(dá)到了很好的效果，但噪聲的聲頻分布對(duì)人耳而言是刺激性的。事實(shí)上，由于扇葉等角距布置，所以會(huì)出現(xiàn)和一次諧波發(fā)生共振的情況，其中一次諧波的頻率是由劃分出多個(gè)扇葉的葉輪每秒內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)確定的。該共振現(xiàn)象產(chǎn)生一種咝咝作響的噪聲，而這樣的噪聲對(duì)人耳可能是極具刺激性的。即使對(duì)聲音刺激性的感受主要是主觀上的，但的確有兩個(gè)因素影響噪聲場的分布聲響的聲壓級(jí)、即噪聲強(qiáng)度；以及該聲強(qiáng)在頻譜(聲調(diào))上是如何分布的。因而，如果一個(gè)噪聲的音調(diào)分布顯著地區(qū)別于背景噪聲，則即使小強(qiáng)度的噪聲也會(huì)變得非常刺耳。為了解決這一問題，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)制出了扇葉不等距布置的風(fēng)扇。如果計(jì)算在各個(gè)頻率下的平均聲強(qiáng)，則非等距扇葉所產(chǎn)生的噪聲幾乎和等距扇葉所產(chǎn)生的噪聲完全相同，但是，由于噪聲的聲調(diào)分布發(fā)生了改變，所以聽覺舒適性有所改善。然而，非等距布置的扇葉具有許多缺點(diǎn)。第一個(gè)缺點(diǎn)就是在多數(shù)情況下，扇葉非等距布置的風(fēng)扇的效率要小于扇葉等距布置的風(fēng)扇。另一個(gè)缺點(diǎn)就是扇葉非等距布置的葉輪可能沒有實(shí)現(xiàn)力學(xué)平衡。本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種改進(jìn)的軸流風(fēng)扇，其具有非常低的噪聲級(jí)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是設(shè)計(jì)一種改進(jìn)的具有高效率、高壓頭、大排風(fēng)量的軸流風(fēng)扇。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的軸流風(fēng)扇，其葉輪可很容易地實(shí)現(xiàn)基本的力學(xué)平衡。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開了一種軸流風(fēng)扇，該風(fēng)扇在獨(dú)立權(quán)利要求中進(jìn)行了限定，從屬權(quán)利要求對(duì)應(yīng)于本發(fā)明推薦的、性能優(yōu)越的實(shí)施方式。下文將參照附圖進(jìn)行描述，附圖表示了本發(fā)明幾種最佳的實(shí)施方式，但附圖并不限制本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的范圍，在附圖中；圖1是本發(fā)明所公開的一個(gè)實(shí)施例的正視圖；圖2的正視圖表示了本發(fā)明所公開的某些實(shí)施例中扇葉的各個(gè)幾何特征；圖3表示從葉轂部位到扇葉的端部以恒定的間隔對(duì)本發(fā)明某些實(shí)施例中的風(fēng)扇扇葉所作的剖面視圖；圖4是表示本發(fā)明所公開的一些實(shí)施例中的扇葉其他一些幾何特征的立體圖；圖5是對(duì)本發(fā)明一些實(shí)施例中葉輪的一個(gè)部分和相關(guān)導(dǎo)流管的比例放大的詳細(xì)視圖；圖6是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的前視圖；圖7中直角坐標(biāo)上的圖線代表本發(fā)明某些實(shí)施例中的風(fēng)扇扇葉凸邊的形狀；圖8表示了在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，扇葉不同截面上的葉角隨風(fēng)扇半徑的函數(shù)變化圖線；圖9是本發(fā)明另一實(shí)施例的前視圖；以及圖10的前視示意圖表示了本發(fā)明一些實(shí)施例中扇葉間隔角的確定。下面定義一些用于描述風(fēng)扇的技術(shù)術(shù)語；弦線(L)是指在扇葉截面的氣動(dòng)力學(xué)廓型上，弧線正對(duì)著的、從扇葉前緣引向后緣的直線段的長度，其中扇葉的截面是通過將扇葉和一個(gè)圓柱面相交來形成的，該圓柱面的中軸線和風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線同軸，其半徑r延伸到一個(gè)Q點(diǎn)處；扇葉中線或弦線中點(diǎn)線(MC)是將各個(gè)射線方向上的弦線L中點(diǎn)連接起來所成的線；掠角(δ)是在扇葉特征曲線的一個(gè)給定點(diǎn)Q處測(cè)得的，其中的特征曲線例如是代表扇葉后緣形狀的曲線，該角是指從風(fēng)扇中央部位發(fā)向所討論Q點(diǎn)處的一條射線與在同一點(diǎn)Q處特征曲線切線所成的夾角；扇葉某一特征曲線的斜交角或凈角位移(Netangulardisplacement)(α)是指由穿過該特征曲線在風(fēng)扇葉轂上點(diǎn)的射線、和經(jīng)過該特征曲線在扇葉端部處點(diǎn)的射線所成的角，其中的特征曲線例如為扇葉的中線或弦線中點(diǎn)線；扇葉間距角(θ)是指在轉(zhuǎn)動(dòng)中心處側(cè)得的、由經(jīng)過各個(gè)扇葉的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的射線所成的夾角，其中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)例如在扇葉端部的一個(gè)邊緣上；扇葉葉角(β)是指扇葉截面上的連接氣動(dòng)學(xué)廓型前緣和后緣的直線與風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)平面所成的角；螺距比(P／D)是指螺旋扇葉的旋距和風(fēng)扇最大直徑的比值，其中的旋距即為所研究Q點(diǎn)在軸向上的位移量，也即是P=2*π*r*tan(β)，其中的r是指射向Q點(diǎn)的射線長度，而β為Q點(diǎn)處的扇葉葉角；廓型拱高(f)是從弦線L到扇葉的拱線所測(cè)得的、垂直于弦線L的最長直線段；廓型拱高f相對(duì)于弦線L的出現(xiàn)位置可表示成弦線長度百分比的形式；傾度(V)是指扇葉突出于風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)平面的軸向位移，其不但包括整個(gè)廓型突出于轉(zhuǎn)動(dòng)平面的位移，還包括由于扇葉的撓曲在軸向方向上產(chǎn)生的位移分量——如果在軸向方向上也有撓曲的話。參照附圖，風(fēng)扇1繞一個(gè)轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，其包括一個(gè)中央葉轂3，在葉轂上安裝了一組扇葉4，它們?cè)陲L(fēng)扇1的轉(zhuǎn)動(dòng)平面XY內(nèi)彎曲成一定形狀。扇葉4具有一個(gè)根部5、一個(gè)端部6，并由一個(gè)凸邊7和一個(gè)凹邊8限界圍成。由于按照本發(fā)明制造的風(fēng)扇無論在那個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，都可以在效率、噪聲、壓頭值等方面獲得理想的效果，因而凸邊7和凹邊8都可以是扇葉的前緣或后緣。換句話說，風(fēng)扇1可這樣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使得空氣的運(yùn)動(dòng)是先和凸邊7接觸，然后再遇到凹邊8，或反過來是首先碰到凹邊8，然后碰到凸邊7。顯然，扇葉截面上氣動(dòng)學(xué)廓型的定位必須根據(jù)風(fēng)扇1的工作模式進(jìn)行，也就是說，要按照空氣是要先遇到凸邊7還是要先碰到凹邊8來確定。在扇葉4的端部6，可以固定一個(gè)增強(qiáng)環(huán)9，該增強(qiáng)環(huán)加固了扇葉組4，例如防止了扇葉4的葉角β由于在扇葉的端部處由于受到空氣動(dòng)力學(xué)載荷的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。此外，增強(qiáng)環(huán)9還和一個(gè)導(dǎo)流管10相配合來抑制繞風(fēng)扇形成的氣旋流，并減少在扇葉端部6處的渦旋，如人們所公知的那樣，這些渦旋是由扇葉4兩表面間的壓力差造成的。由于此原因，環(huán)9具有一個(gè)厚的唇部11，該部分配裝在導(dǎo)流管10的一個(gè)承裝座12上。唇部11和承座12之間在軸向方向上有很小的間隙a，并在兩個(gè)元件之間設(shè)置了迷宮結(jié)構(gòu)，從而減小了在風(fēng)扇扇葉端部所產(chǎn)生的渦旋。此外，外環(huán)9和導(dǎo)流管10之間的特殊配合關(guān)系還使得兩個(gè)部件可緊密地相互貼靠在一起，同時(shí)還減小了風(fēng)扇在軸向上的串動(dòng)?？傮w來看，環(huán)9是一個(gè)噴管形狀，也就是說，其進(jìn)氣口部分要大于氣流流經(jīng)扇葉4端部時(shí)的部分，大的吸氣表面由于補(bǔ)償了流動(dòng)阻力損失，使空氣的流量保持穩(wěn)定。但是，如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)扇并不一定要設(shè)置外增強(qiáng)環(huán)和相關(guān)的導(dǎo)流管。下文將描述當(dāng)扇葉4投影到風(fēng)扇1的轉(zhuǎn)動(dòng)平面XY上時(shí)的各個(gè)特征參數(shù)。在中心點(diǎn)處的角度B是在考慮了兩相鄰扇葉4之間的間距的條件下計(jì)算出來的，假設(shè)風(fēng)扇的幾何中心和風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)軸線2重合，則該角度對(duì)應(yīng)于扇葉4在根部5的寬度。事實(shí)上，由于這種類型風(fēng)扇最好是通過塑料的注模成型制成的，所以扇葉在模具中是不能有重疊部分的，不然的話，用于制造風(fēng)扇的模具將變得非常復(fù)雜，結(jié)果就不可避免地增加了生產(chǎn)成本。此外，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，尤其是在機(jī)動(dòng)車應(yīng)用場合中，風(fēng)扇并不是始終工作著的，這是因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的大部分時(shí)間內(nèi)，安裝該風(fēng)扇的散熱器是可以通過車輛運(yùn)行時(shí)自身所產(chǎn)生的氣流來冷卻的。因而，即使在風(fēng)扇停轉(zhuǎn)的時(shí)候，氣流應(yīng)能容易地穿過散熱器。這可以通過在風(fēng)扇扇葉之間留出相對(duì)較大的間隙來實(shí)現(xiàn)。換句話講，風(fēng)扇的扇葉必須不能成為阻礙車輛運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生氣流的冷卻效果的一個(gè)屏障?？捎孟旅娴年P(guān)系式來計(jì)算以角度為單位計(jì)量的夾角BB=(360°／扇葉數(shù))-K；其中K值的最小值Kmin=(葉轂直徑；在葉轂上的扇葉廓型高度)。角度K是一個(gè)考慮了相鄰兩個(gè)扇葉之間最小間距的系數(shù)，以避免它們?cè)谧⒛３尚蜁r(shí)發(fā)生重疊，它是葉轂直徑的函數(shù)，葉轂的直徑越大，角度K可以越小，角度K的值還受到扇葉廓型在葉轂上高度的影響。下文的描述只是給出示例，而不對(duì)本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的保護(hù)范圍進(jìn)行限定，描述參照了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的風(fēng)扇的實(shí)施例，如附圖中所示，風(fēng)扇具有七個(gè)扇葉，一個(gè)直徑為140mm的葉轂，其外直徑對(duì)應(yīng)于外環(huán)9的直徑，為385mm。由這些數(shù)值計(jì)算出對(duì)應(yīng)于扇葉在葉轂上寬度的夾角B為44°。下文將描述風(fēng)扇1的扇葉4的幾何形狀；首先對(duì)扇葉4在風(fēng)扇1的轉(zhuǎn)動(dòng)平面XY上的投影進(jìn)行限定，然后再將扇葉4在平面XY上的投影轉(zhuǎn)化成空間形狀。詳見圖2，附圖中扇葉4的幾何結(jié)構(gòu)包括夾角B的角平分線13，而夾角B是由左側(cè)的射線17和右側(cè)的射線16相交而成的。然后再連出兩條射線14、15，射線14以逆時(shí)針方向相對(duì)于平分線13轉(zhuǎn)動(dòng)角度A=3B／11，而射線15也是在逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)了角A，但卻是相對(duì)于射線16進(jìn)行的轉(zhuǎn)動(dòng)，因而這兩條射線14、15都轉(zhuǎn)動(dòng)了一個(gè)角度A=3B／11，也就是說A=12°。射線17、16和葉轂3的交點(diǎn)、以及射線14、15和風(fēng)扇外環(huán)9(或一個(gè)和外環(huán)9等直徑的一個(gè)假想圓)的交點(diǎn)在平面XY內(nèi)確定了四個(gè)點(diǎn)M、N、S、T，這些點(diǎn)限定了風(fēng)扇1扇葉4的投影范圍。凸邊7在葉轂處的投影也由一條第一切線21確定了，該切線經(jīng)過葉轂3上的點(diǎn)M，并相對(duì)于射線17具有一個(gè)傾角C，其中C=3A／4，也就是說C=9°。從圖2可以看出，夾角C是從相對(duì)于射線17的順時(shí)針方向測(cè)得的，因而在凸邊7是首先和氣流接觸的情況下，第一切線21要在射線17的前面，或在凸邊7是后遇到氣流的情況下、也即是當(dāng)扇緣8先遇到氣流的情況下，是在射線17的后面。在外環(huán)9處，凸邊7還由一條第二切線22來限界，它相對(duì)于射線14的傾角W為夾角A的六倍。也就是說為72°，切線22在外環(huán)9處經(jīng)過點(diǎn)N。如圖2所示，夾角W是相對(duì)于射線14從逆時(shí)針方向測(cè)量的，因而在凸邊7是先遇到氣流的情況下，第二切線22在射線14的前面，或當(dāng)凸邊7是后遇到氣流的情況下、也即是當(dāng)扇緣8先遇到氣流的情況下，是在射線14的后面。實(shí)際上，凸邊7的投影線和第一切線21和第二切線22相切，投影線的特征在于它是一條單調(diào)凸起的曲線，并沒有出現(xiàn)任何一個(gè)拐點(diǎn)。限定凸邊7投影的曲線是一條拋物線類型的曲線y=ax2+bx+c。在所示的實(shí)施例中，該拋物線是由下面的方程限定的y=0．013x2-2．7x+95．7。該方程確定了圖7中所示的表示在直角坐標(biāo)系中的曲線，該方程表明了平面XY內(nèi)的變量x、y的函數(shù)關(guān)系。再參見圖2，拋物線的端點(diǎn)是由在點(diǎn)M、N處的切線21和22限定的，拋物線上最大凸拱區(qū)為最靠近葉轂3的那部分曲線。實(shí)驗(yàn)表明，在風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)平面XY內(nèi)的投影為拋物線的凸邊7可具有非常高的效率和非常好的噪聲特性。至于扇葉4的凹邊8在平面XY內(nèi)的投影，可采用任何形式的二次曲線，并以能形成一個(gè)凹陷部分的方式進(jìn)行布置。例如，凹邊8的投影可采用一條類似于凸邊7拋物線的曲線來限定，并以基本相同的方式進(jìn)行布置。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，限定了凹邊8在平面XY內(nèi)投影的曲線是一段圓弧，其曲率半徑Rcu等于葉轂的半徑R，在此處所描述的實(shí)際條件下，該半徑值為70mm。如圖2所示，凹邊8的投影形狀是由點(diǎn)S、T限界的，它為一段半徑等于葉轂半徑的圓弧。凹邊8的投影形狀因而在幾何上就完全確定了。圖3表示了十一個(gè)斷面廓型18，它們從左到右依次代表對(duì)扇葉4以相同的間距從葉轂3到扇葉4的端緣6所作的十一個(gè)截面。廓型18的某些特征參數(shù)是相同的，但所有這些廓型在幾何形狀上都是不同的，以便于和空氣動(dòng)力學(xué)狀態(tài)相適應(yīng)，其中的氣動(dòng)學(xué)狀態(tài)基本是廓型在徑向方向上位置的函數(shù)。那些對(duì)所有扇葉廓型都相同的特征參數(shù)是一些特別適于達(dá)到高效率、高壓頭值和低噪聲的參數(shù)。在左側(cè)的第一廓型彎曲度更大，并具有更大的扇葉葉角β，這是因?yàn)橛捎诟拷~轂，其線速度要小于在外廓型處的線速度。廓型18具有一個(gè)表面18a，其包括一段起始的直線段。設(shè)計(jì)該直線段的目的是為了使氣流能平穩(wěn)地進(jìn)入，防止扇葉拍擊空氣，對(duì)空氣的拍擊將干擾氣流的平穩(wěn)流動(dòng)，從而增大噪聲、降低效率，在圖3中，該直線段被標(biāo)記為t段，其長度間于弦線L長度的14％到17％之間。表面18a上的其它部分基本由圓弧線組成。從廓型靠近葉轂的部位移向扇葉的端部，組成表面18a的圓弧的半徑也越來越大，也就是說，扇葉4廓型的拱度f是逐漸減小的。廓型拱度f相對(duì)于弦線L的位置點(diǎn)在圖3中用lf標(biāo)記，其大約在弦線L總長度的35％到47％處之間，該長度必須從廓型先遇到空氣的那一緣開始測(cè)量。扇葉的背面18b是由一條曲線以這樣的方式形成的廓型的最大厚度Gmax出現(xiàn)在扇葉弦線總長度15％到25％的區(qū)域處，并最好是在弦線L總長度的20％處，在此情況下，長度同樣是從廓型先遇到空氣的那一邊緣測(cè)量的。從廓型上靠近葉轂的、最大厚度Gmax為最大值的部位開始，廓型18的厚度在向著廓型端部的方向上以一個(gè)恒定的比率減小，在端部處的厚度縮減到最大值的四分之一左右。最大厚度Gmax是按照與風(fēng)扇半徑成線性函數(shù)的變化關(guān)系來減小的。扇葉4截面的廓型18在風(fēng)扇1的最外側(cè)部分具有最小的厚度Gmax值，這是因?yàn)樗鼈兊臍鈩?dòng)學(xué)特性要求它們必須能適于高速旋轉(zhuǎn)。以這樣的方式，廓型對(duì)扇葉截面根據(jù)線速度作了優(yōu)化，其中的線速度顯然隨風(fēng)扇半徑的增加而增加。廓型18的弦線L長度同樣與半徑成函數(shù)變化關(guān)系。在扇葉4的中段，弦線長度L達(dá)到其最大值，并在向著扇葉端部6的方向上逐漸減小，以此來減小風(fēng)扇扇葉最外部分上的氣動(dòng)力學(xué)載荷，并如上文所述的那樣，在風(fēng)扇停止工作時(shí)，便于空氣流過。扇葉角β同樣是作為風(fēng)扇半徑的函數(shù)而進(jìn)行變化的，具體來講，扇葉角β是按照一個(gè)準(zhǔn)線性的關(guān)系進(jìn)行減小的。扇葉角β的變化規(guī)律可根據(jù)作用在風(fēng)扇扇葉最外部分上的氣動(dòng)載荷的要求來進(jìn)行選定。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，扇葉角β作為風(fēng)扇半徑r的函數(shù)，是以下面方程所描述的立方關(guān)系進(jìn)行變化的β=-7*10-6*r3+0．0037*r2-0．7602*r+67．64夾角β隨風(fēng)扇半徑r的函數(shù)變化表示為圖8中的圖線。圖4表示了如何將扇葉4在平面XY內(nèi)的投影轉(zhuǎn)化為空間形狀。扇葉4相對(duì)于風(fēng)扇1的轉(zhuǎn)動(dòng)平面具有一個(gè)傾度V。圖4還表示了連接扇葉4的點(diǎn)M′、N′以及S′、T′的線段。這些點(diǎn)M′、N′、S′、T′是通過從平面XY內(nèi)的點(diǎn)M、N、S、T向上垂直引出線段M′M、N′N、S′S、T′T來定出的，從而這些線段確定了一個(gè)傾度V，換句話說，使扇葉4在軸向方向上有一定的位移。此外，在最佳實(shí)施例中，每個(gè)扇葉4的形狀都是由圖4中的弧線19和弧線20確定出來的?；【€19和20是兩段圓弧，它們的曲率是作為直線段M′N′、S′T′的長度函數(shù)而計(jì)算出來的。如圖4所示，弧段19和20分別和對(duì)應(yīng)的直線段M′N′和S′T′偏移了一段距離h1和h2。這兩段距離h1和h2是從垂直于風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)平面XY的方向上測(cè)量的，并被換算成直線段M′N′和S′T′自身長度百分比的形式。在圖4中的虛線是對(duì)應(yīng)于凸邊7和凹邊8的拋物曲線和圓弧曲線。由軸向位移分量和曲率變化這兩方面所形成的扇葉4的傾度V使得可對(duì)扇葉由于氣動(dòng)學(xué)載荷的作用而發(fā)生的撓曲進(jìn)行修正，并平衡扇葉上的氣動(dòng)學(xué)扭矩，使得在風(fēng)扇的整個(gè)前向迎風(fēng)面上獲得了均勻一致的軸向氣流分布。根據(jù)所描述實(shí)施例設(shè)計(jì)的扇葉的所有特征值都概括在下文的表中，其中的r是指一組風(fēng)扇半徑值，而其下面的各個(gè)幾何變量和該半徑值為對(duì)應(yīng)關(guān)系；L指代弦線的長度；F指代廓型的拱度；t指代扇葉截面上的初始直線段；lf表示廓型拱度相對(duì)于弦線L的位置；β指代扇葉斷面廓型的葉角以六十進(jìn)制表示的角度值；x和y表示扇葉的拋物線邊緣在平面XY內(nèi)的笛卡爾坐標(biāo)。<tablesid="table1"num="001"><table>r70100．6131．2161．9179L59．868．778．27371．2f8．27．57．86．75t1010．51110．510lf2125．531．232．833β30．121．915．713．311．1x65．393．2126．1161．9176．4y-25．2-43．0-38．1-0．723．9</table></tables>將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的一些風(fēng)扇和現(xiàn)有普通風(fēng)扇作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其中實(shí)施例所采用的扇葉是以等間距角θ布置的，表明本發(fā)明的風(fēng)扇在噪聲能量上、以分貝dB(A)為單位表示減小了大約25％到30％，并在聽覺舒適性上有了很大的改進(jìn)。此外，在相同的通風(fēng)量的條件下，根據(jù)本實(shí)施例制成的、扇葉以等距角θ布置的風(fēng)扇，與同種類型的普通風(fēng)扇相比，其壓頭值高出50％。在根據(jù)這些實(shí)施例制成的以等距角θ布置扇葉的風(fēng)扇中，噪聲等級(jí)從扇葉的背面到扇葉的前部結(jié)構(gòu)并沒有任何顯著的變化。此外，在風(fēng)扇某些特定的工作狀態(tài)下，尤其是在高速段上，扇葉的前面構(gòu)造比扇葉的背面構(gòu)造要多輸送20-25％的風(fēng)量。圖9和圖10表示了風(fēng)扇30的另一個(gè)實(shí)施例，其包括一個(gè)扇葉34以非等距角θ布置的葉輪31。該以非等距角θ方式布置扇葉的實(shí)施例進(jìn)一步改善了聽覺舒適性。根據(jù)該實(shí)施例制成的風(fēng)扇發(fā)出的不同噪聲聲場分布對(duì)人耳來說甚至是悅耳的。參照?qǐng)D9和圖10，葉輪31具有七個(gè)扇葉34，以如下的間距角設(shè)置，其中的間距角以六十進(jìn)制角度表示θ1=55．381；θ2=47．129；θ3=50．727；θ4=55．225；θ5=50．527；θ6=48．729；θ7=52．282。如果葉輪31的扇葉34如圖1到圖6中所示實(shí)施例中的風(fēng)扇那樣，是以等距角布置的，則間距角將是θ==360°／7=51．429°。下面的列表表示了不等間距角θi…n、等間距角θ=、以及θi…n相對(duì)于七個(gè)扇葉等間距設(shè)置的風(fēng)扇的等間距角θ=的絕對(duì)偏差和偏差率值；更具體來講，第二列數(shù)據(jù)表示了根據(jù)本實(shí)施例的角度θi…n的值；而第三列表示了在所有的間距角是相同的情況下，夾角θ=的數(shù)值；第四列數(shù)據(jù)表示了第二列數(shù)據(jù)和第三列數(shù)據(jù)之間的代數(shù)差或代數(shù)偏差；第五列數(shù)據(jù)是將第四列的偏差值表示成相對(duì)于第三列夾角值θ=的偏差率的形式。由表可見，相比于扇葉是等間距布置的結(jié)構(gòu)，角度的偏差率和代數(shù)偏差是相對(duì)較低的。根據(jù)該實(shí)施例，扇葉間隔角的偏差率應(yīng)當(dāng)是在0．5％到10％之間。因此，即使在噪聲特征方面取得了很大的改進(jìn)，該實(shí)施例中的風(fēng)扇的效率和扇葉等間隔布置的葉輪相比也基本是相同的。從下文可詳細(xì)地了解到，如果偏差率被保持在這樣的范圍內(nèi)，則即使與實(shí)施例中所示的具有七個(gè)扇葉的葉輪31不同，扇葉的數(shù)目取大于3的任何其它n值，葉輪都能基本保持平衡。甚至是那些扇葉34的數(shù)目不是七個(gè)、但滿足有關(guān)間距角的那些限制條件的實(shí)施例都能在效率和噪聲等級(jí)方面取得很好的效果。按照上述的θi…n間距角制成的風(fēng)扇所產(chǎn)生的噪聲在聲強(qiáng)方面幾乎沒有變化，但對(duì)人耳的刺激性卻變小了，在噪聲的聽覺舒適性方面所實(shí)現(xiàn)的良好效果是由扇葉前方氣流和扇葉后方氣流狀態(tài)上的變化造成的。上述扇葉34的結(jié)構(gòu)布置最好能和前述其它實(shí)施例中具有拋物線邊緣7的扇葉4組合起來使用。同樣，在這樣的條件下，風(fēng)扇的壓頭值、通風(fēng)量和效率能基本保持不變。這樣進(jìn)行配置的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)扇30的重心能始終位于其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線32上。解析表達(dá)一個(gè)參考系統(tǒng)，如其原點(diǎn)位于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線上，則有下面的式子成立其中的Xg和Yg是指風(fēng)扇葉輪30重心的直角坐標(biāo)，而mi、xi、yi分別是指每個(gè)扇葉34的質(zhì)量、重心點(diǎn)橫縱的直角坐標(biāo)。舉例來講，圖9、10中所示的具有n片扇葉的葉輪31有如下的公式，其中各片扇葉的質(zhì)量都為m以這樣的結(jié)構(gòu)配置，葉輪31就已能基本達(dá)到平衡，而不再需要在扇葉34上添加配重質(zhì)量，或相比于要對(duì)扇葉非等角距布置類型的葉輪進(jìn)行平衡的情況，配重質(zhì)量被減到了最少。因而，結(jié)構(gòu)在簡單和經(jīng)濟(jì)性方面也是特別有利的。權(quán)利要求1．一種在一平面(XY)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸流風(fēng)扇(1；30)，其包括一個(gè)中央葉轂(3；33)；一組多于三片的扇葉(4；34)，每個(gè)扇葉都具有一個(gè)根部(5；35)和一個(gè)端部(6；36)，扇葉(4；34)是由一個(gè)第一邊緣(7、37)和一個(gè)第二邊緣(8、38)圍成的，在扇葉橫截面上形成的一組氣動(dòng)學(xué)廓型(18)中，扇葉角(β)在從根部(5、35)向扇葉(4、34)端部(6、36)的方向上逐漸并恒定地減小，扇葉(4、34)是以非等間距角(θi…n)間隔開，其特征在于這些非等間距角(θi…n)相對(duì)于扇葉數(shù)(n)相同的、以等間距角(θ=)布置的風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，角度變化值的百分比(θ％)在0．5％到10％之間，也就是說0．5％≤θ％≤10％，其中θ%=θi···nθ=*100]]>使得風(fēng)扇(30)自身就能大體上實(shí)現(xiàn)平衡。2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇，其特征在于其包括七個(gè)扇葉(34)，其中扇葉(34)的各個(gè)間距角(θi…n)的數(shù)值以六十進(jìn)制角度表示如下θ1=55．381；θ2=47．129；θ3=50．727；θ4=55．225；θ5=50．527；θ6=48．729；θ7=52．282。3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)扇，其特征在于其中凸邊(7)在平面(XY)上的投影是一段拋物線段。4．根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的風(fēng)扇，其特征在于凹邊(8)在平面(XY)上的投影是一段二次幾何曲線。5．根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的風(fēng)扇，其特征在于凹邊(8)在平面(XY)上的投影是一段拋物線。6．根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)扇，其特征在于凹邊(8)在平面(XY)上的投影是一段圓弧線。7．根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的風(fēng)扇，其特征在于其中的氣動(dòng)學(xué)廓型(18)具有一個(gè)表面(18a)，其包括至少一個(gè)直線段(t)。8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)扇，其特征在于其中的氣動(dòng)學(xué)廓型(18)具有一個(gè)表面(18a)，該表面包括一段緊鄰初始段(t)的曲線，該曲線基本是一段圓弧線。9．根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的風(fēng)扇，其特征在于其中的氣動(dòng)學(xué)廓型(18)具有一條弦線(L)和一個(gè)背面(18b)，背面是由一條拱起曲線形成的，在從扇葉先遇到氣流的那一邊緣量起、位于弦線(L)長度15％到25％的部位處，背面和表面(18a)一起形成了一個(gè)廓型最大厚度值(Gmax)。10．根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的風(fēng)扇，其特征在于每個(gè)扇葉(4)在平面(XY)上的投影是由位于平面(XY)內(nèi)的四個(gè)點(diǎn)(M、N、S、T)限定的，這四個(gè)點(diǎn)的位置是一個(gè)角度(B)的函數(shù)，其中角度(B)和每個(gè)扇葉(4)在風(fēng)扇的中央部位所對(duì)著的寬度有關(guān)；其特征還在于四個(gè)點(diǎn)(M、N、S、T)還由下述的特征進(jìn)行限定的點(diǎn)(M)和(S)是從風(fēng)扇的中心發(fā)出的射線(16、17)和葉轂(3)或扇葉(4)根部(5)的交點(diǎn)，其中的射線(16、17)形成了角度(B)；點(diǎn)(N)位于扇葉(4)的端部(6)，并在逆時(shí)針方向上相對(duì)于夾角(B)角平分線(13)轉(zhuǎn)動(dòng)角度(A)=3(B)／11；點(diǎn)(T)位于扇葉(4)的端部(6)，并相對(duì)于從風(fēng)扇中央發(fā)出、并經(jīng)過點(diǎn)(S)射線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)了角度(A)=3(B)／11。11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的風(fēng)扇，其特征在于凸邊(7)在平面(XY)上的投影在點(diǎn)(M)處具有一條第一切線(21)，其相對(duì)于過點(diǎn)(M)的射線(17)的傾角(C)等于角(A)的3／4；其特征還在于凸邊(7)在平面(XY)上的投影在點(diǎn)(N)處具有一個(gè)第二切線，其相對(duì)于過點(diǎn)(N)的射線(14)的傾角(W)為角(A)的六倍；當(dāng)風(fēng)扇(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向使得凸邊(7)先碰到空氣時(shí)，第一和第二切線(21、22)位于對(duì)應(yīng)射線(17、14)的前方，第一和第二切線(21、22)的布置方式還在平面(XY)內(nèi)形成了一條曲線，該曲線為單調(diào)是凸拱的，而沒有出現(xiàn)任何拐點(diǎn)。12．根據(jù)權(quán)利要求6到11之一所述的風(fēng)扇，其特征在于由凹邊(8)在平面(XY)上的投影所形成圓弧的半徑(Rcu)等于葉轂(3)的半徑(R)。13．根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的風(fēng)扇，其特征在于扇葉(4)截面上氣動(dòng)學(xué)廓型(18)的扇葉角(β)從根部(5)到扇葉(4)的端部(6)以半徑的立方函數(shù)變化關(guān)系逐漸地減小。全文摘要一種軸流風(fēng)扇(1、30),其包括一個(gè)中央葉轂(3;33);一組扇葉(4;34),每個(gè)扇葉都具有一個(gè)根部(5;35)和一個(gè)端部(6;36),根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,扇葉(4;34)是以非等間距角(θ文檔編號(hào)F04D19/00GK1294659SQ99804312公開日2001年5月9日申請(qǐng)日期1999年3月18日優(yōu)先權(quán)日1998年3月23日發(fā)明者亞利山德羅·斯帕吉亞里申請(qǐng)人:斯帕爾公司