本發(fā)明有關(guān)于扇葉測試領(lǐng)域，尤指用于扇葉耐受流體壓力強度之測試系統(tǒng)及其測試方法。

背景技術(shù)：

早期風(fēng)扇的設(shè)計開發(fā)與分析大多以風(fēng)洞實驗之量測為依據(jù)，風(fēng)扇可經(jīng)由風(fēng)洞實驗測試風(fēng)扇靜壓與風(fēng)量之性能曲線圖以及無響室測試風(fēng)切噪音，以驗證設(shè)計。

在日新月異的科技進步下，電腦的運算能力也大幅提升，促使數(shù)值分析之方法與技巧能夠不斷的創(chuàng)新與發(fā)展，計算效率也大幅的提升。數(shù)值分析法例如藉由計算流體力學(xué)CFD（Computational Fluid Dynamics）的分析工具探求整體風(fēng)扇及內(nèi)部區(qū)域的流場現(xiàn)象。

然而，不論是風(fēng)洞實驗或者數(shù)值分析，都沒有提供扇葉耐受流體壓力強度的測試或分析，因此如何測定扇葉耐受流體壓力強度為本領(lǐng)域的人所要努力的方向。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，為有效解決上述之問題，本發(fā)明目的提供一種令扇葉在一具有壓力的流體中運轉(zhuǎn)，以測試該扇葉的耐受流體壓力強度之測試系統(tǒng)。

本發(fā)明另一目的在提供一種令扇葉在一具有壓力的流體中運轉(zhuǎn)，以測試該扇葉的耐受流體壓力強度之測試方法。

本發(fā)明另一目的在提供一種檢測經(jīng)過耐受流體壓力強度之測試的扇葉的外型及工作效能及工作異音其中至少一項的變化判斷該扇葉的耐受流體壓力的強度。

為達上述目的，本發(fā)明提供一種用于一扇葉耐受流體壓力強度之測試系統(tǒng)，包括：一箱體，其內(nèi)界定一腔室容置該扇葉；一驅(qū)動裝置，具有一傳動桿延伸到該腔室內(nèi)連接該扇葉，并經(jīng)由該傳動桿驅(qū)動該扇葉轉(zhuǎn)動；一流體源，提供一流體進入該箱體的腔室內(nèi)；一加壓泵，連接該流體源及該箱體，該流體源之流體經(jīng)過該加壓泵加壓后流入該箱體的腔室內(nèi)，以使在腔室內(nèi)的扇葉在加壓的流體中轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明另外提供一種用于用于一扇葉耐受流體壓力強度之測試方法，包括：將一扇葉設(shè)置在一箱體的一腔室內(nèi)，并使該扇葉連結(jié)一驅(qū)動裝置的一傳動桿；通過一流體源提供一流體經(jīng)過一加壓泵加壓到一預(yù)設(shè)流體壓力后流入該箱體內(nèi)；該驅(qū)動裝置驅(qū)動該扇葉以一預(yù)定轉(zhuǎn)速在該預(yù)設(shè)壓力的流體中轉(zhuǎn)動，且經(jīng)過一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)動時間后停止運轉(zhuǎn)。

在一實施，該驅(qū)動裝置連接一轉(zhuǎn)速器及一計時器，該轉(zhuǎn)速器調(diào)節(jié)設(shè)定該驅(qū)動裝置的驅(qū)動轉(zhuǎn)速，該計時器設(shè)定該驅(qū)動裝置的驅(qū)動時間。

在一實施，該箱體的腔室內(nèi)設(shè)有一壓力感測器感測該箱體的腔室內(nèi)的流體壓力。

在一實施，該流體源經(jīng)由一管道連通該加壓泵及該箱體的腔室。

在一實施，該流體包括：壓縮空氣、氮氣、植物油、煤油、蒸餾水。

在一實施，該測試方法更包括：根據(jù)該扇葉的外型及工作效能及工作異音其中至少一項的變化判斷該扇葉的耐受流體壓力的強度。

【附圖說明】

下列圖式之目的在于使本發(fā)明能更容易被理解，于本文中會詳加描述該些圖式，并使其構(gòu)成具體實施例的一部份。透過本文中之具體實施例并參考相對應(yīng)的圖式，俾以詳細解說本發(fā)明之具體實施例，并用以闡述發(fā)明之作用原理。

圖1為本發(fā)明測試系統(tǒng)示意圖；

圖2A為本發(fā)明第一種扇葉的示意圖；

圖2B為本發(fā)明第二種扇葉的示意圖；

圖3為本發(fā)明測試方法流程圖；

圖4為本發(fā)明另一測試方法流程圖。

主要符號說明：

11箱體

111腔室

12驅(qū)動裝置

121傳動桿

13流體源

14加壓泵

15扇葉

151輪轂

152葉片

16轉(zhuǎn)速器

17計時器

18管道

19壓力感測器

SP1～SP4 步驟。

【具體實施方式】

本發(fā)明之上述目的及其結(jié)構(gòu)與功能上的特性，將依據(jù)所附圖式之較佳實施例予以說明。

請參考圖1為本發(fā)明測試系統(tǒng)示意圖；圖2A為本發(fā)明第一種扇葉的示意圖；圖2B為本發(fā)明第二種扇葉的示意圖。如圖所示，本發(fā)明的測試系統(tǒng)用于測試一扇葉耐受流體壓力的強度，該測試系統(tǒng)包括：一箱體11、一驅(qū)動裝置12、一流體源13、一加壓泵14。

該箱體11內(nèi)界定一腔室111用以容置該扇葉15，該腔室111作為測試的空間。該驅(qū)動裝置12具有一傳動桿121延伸到該腔室111內(nèi)連接該扇葉15，經(jīng)由該傳動桿121驅(qū)動該扇葉15轉(zhuǎn)動。其中該扇葉15包含輪轂151及設(shè)在輪轂周圍的葉片152，例如但不限制為軸流扇葉（如圖2A）或離心扇葉（如圖2B）。

該驅(qū)動裝置12例如為直流或交流馬達可調(diào)節(jié)驅(qū)動轉(zhuǎn)速，以使該扇葉15以一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。該流體源13在該箱體11外提供一流體進入該箱體的腔室內(nèi)，該流體例如但不限定為壓縮空氣、氮氣、植物油、煤油或蒸餾水等。

該加壓泵14連接在該流體源13及該箱體11之間，該流體源13經(jīng)由一管道18連通該加壓泵14及該箱體11的腔室111，流體源13的流體藉由管道18先經(jīng)過加壓泵14加壓后再藉由管道18流入該箱體11的腔室111內(nèi)，因此流入腔室111內(nèi)的流體具有一預(yù)設(shè)流體壓力。

再者，雖然圖中表示該加壓泵14設(shè)置在該箱體11外，但是在另一替代實施該加壓泵14也可以設(shè)置在該箱體11的腔室111內(nèi)，當流體流入腔室111后再對腔室111內(nèi)的流體加壓。前述流入腔室111的流體至少淹過該扇葉15，或者充滿整個腔室111，以使在腔室111內(nèi)的扇葉15在加壓的流體中轉(zhuǎn)動。

前述的驅(qū)動裝置12連接一轉(zhuǎn)速器16及一計時器17，該轉(zhuǎn)速器16用以調(diào)節(jié)該驅(qū)動裝置12的驅(qū)動轉(zhuǎn)速，該計時器17用以設(shè)定該驅(qū)動裝置12的驅(qū)動時間使該扇葉在預(yù)設(shè)的測試時間運轉(zhuǎn)，其中該驅(qū)動時間根據(jù)每一種扇葉的規(guī)格，例如扇葉的尺寸及扇葉的使用場合等而定。

另外，該箱體11的腔室111內(nèi)設(shè)有一壓力感測器19連結(jié)該加壓泵14，該壓力感測器19感測該腔室111內(nèi)的流體壓力，該壓力泵14根據(jù)該壓力感測器19的感測調(diào)整對流體的加壓以確保腔室111內(nèi)的流體達到預(yù)設(shè)流體壓力。

請繼續(xù)參考圖3為本發(fā)明測試方法流程圖。如本圖所示一并參考圖1，本發(fā)明的測試方法將扇葉放置在如上圖1所述的測試系統(tǒng)中做測試，包括步驟如下：

步驟1 （SP1）：將一扇葉設(shè)置在一箱體的一腔室內(nèi)，并使該扇葉連結(jié)一驅(qū)動裝置的一傳動桿。在本步驟，將扇葉15（例如軸流扇葉或離心扇葉）放置在箱體11的腔室111內(nèi)，并跟驅(qū)動裝置12的傳動桿121結(jié)合，扇葉15跟傳動桿121之間的結(jié)合方式可以是螺鎖或卡接或扣接。

步驟2 （SP2）：通過一流體源提供一流體經(jīng)過一加壓泵加壓到一預(yù)設(shè)流體壓力后流入該箱體內(nèi)。在本步驟，開啟流體源使流體經(jīng)過管道18流入加壓泵14，再從加壓泵14經(jīng)過管道18流入腔室111，加壓泵14對該流體加壓，使得流入腔室111內(nèi)的流體被加壓到一預(yù)設(shè)流體壓力，且藉由該腔室111內(nèi)的壓力感測器19流體壓力，該壓力泵14根據(jù)該壓力感測器19的感測調(diào)整對流體的加壓，以確保腔室111內(nèi)的流體達到預(yù)設(shè)流體壓力。

步驟3（SP3）：該驅(qū)動裝置驅(qū)動該扇葉以一預(yù)定轉(zhuǎn)速在該預(yù)設(shè)流體壓力的流體中轉(zhuǎn)動，且經(jīng)過一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)動時間后停止運轉(zhuǎn)。在本步驟，當流入腔室111的流體淹過該扇葉15或充滿整個腔室111后，停止將流體注入到腔室111，啟動該驅(qū)動裝置12驅(qū)動該扇葉15在預(yù)設(shè)流體壓力的流體中轉(zhuǎn)動，其中該驅(qū)動裝置12可以經(jīng)由該轉(zhuǎn)速器16調(diào)節(jié)驅(qū)動轉(zhuǎn)速，且經(jīng)由計時器17設(shè)定驅(qū)動時間以使該扇葉在預(yù)設(shè)的測試時間以一預(yù)定的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。

本發(fā)明透過以上的步驟1至步驟3以令扇葉在具有壓力的流體中運轉(zhuǎn)，以測試扇葉15耐受流體壓力的強度，舉例而言，將扇葉15放置在箱體11的腔室111內(nèi)，流體加壓到5Kg，驅(qū)動裝置12帶動該扇葉15以5000r.p.m.的轉(zhuǎn)速在5Kg的流體壓力中持續(xù)轉(zhuǎn)動1小時，以測試該扇葉15的耐受流體壓力的強度。

請繼續(xù)參考圖4為本發(fā)明另一測試方法流程圖，本圖與圖3的差異在于更包括步驟4（SP4）在該步驟3（SP3）的后面，該步驟4（SP4）：根據(jù)該扇葉的外型及工作效能及工作異音其中至少一項的變化判斷該扇葉的耐受流體壓力的強度。在本步驟將前述經(jīng)過耐受流體壓力強度的扇葉15從箱體11的腔室111取出，然后根據(jù)扇葉的外型及/或工作效能及/或工作異音的變化來判斷扇葉15的耐受強度。

前述扇葉外型是指扇葉是否變形或斷裂，扇葉是否變形可以利用接觸式的量測（例如量測頭）或非接觸式的量測（例如 以3D雷射掃瞄量測儀進行3D非接觸式光學(xué)量測），透過這些量測扇葉的軸向變形及徑向變形數(shù)值。

前述工作效能是指將扇葉放入風(fēng)洞測試儀測量風(fēng)壓-風(fēng)量曲線（P-Q曲線圖），風(fēng)量是指扇葉「每分鐘送出或吸入的空氣總體積」。風(fēng)量單位是CFM，即為每分鐘立方英尺(Cubic Feet per Minute)；如果按立方公尺來算，則為CMM (Cubic Meters per Minute)。風(fēng)扇的風(fēng)壓又稱為靜壓 (static pressure)，指風(fēng)扇在進氣端與吹出端的氣壓差異，通常使用單位為公厘水柱高 (mmH2O) 或是英寸水柱高 (inchH2O)。

前述異音是指將扇葉放入消音室中進行量測，一般而言消音室的雜訊要小于17dB。

舉例而言，將前述以5000r.p.m.的轉(zhuǎn)速在5Kg的流體壓力中持續(xù)轉(zhuǎn)動1小時的扇葉15從箱體中取出，然后根據(jù)該扇葉15是否斷裂，若斷裂則判斷該扇葉15沒有通過測試。再者，若該扇葉15沒有斷裂則要量測該扇葉15的軸向變形是否小于等于0.1mm；徑向變形是否小于0.2mm，且風(fēng)壓是否小于等于12mm水柱；風(fēng)量是否小于等于5CFM；異音是否小于等于33分貝判斷該扇葉15有無通過測試。例子中各項目的數(shù)值并不局限于本發(fā)明，可以根據(jù)測試者的需求設(shè)定。

藉由以上的系統(tǒng)及方法以令扇葉15在一具有壓力的流體中運轉(zhuǎn)，以測試該扇葉15的耐受流體壓力強度，且檢測經(jīng)過耐受流體壓力強度之測試的扇葉15的外型及工作效能及工作異音其中至少一項的變化判斷該扇葉15的耐受流體壓力的強度是否通過測試。

惟以上所述者，僅系本發(fā)明之較佳可行之實施例而已，舉凡利用本發(fā)明上述之方法、形狀、構(gòu)造、裝置所為之變化，皆應(yīng)包含于本案之權(quán)利范圍內(nèi)。