CN104088812A - 一种轴流风扇 - Google Patents

Abstract

一种轴流风扇，包括多个叶片，其在周向上分开设置；旋转轴部，其配置在上述多个叶片的旋转中心，具有用于安装电机轴的轴孔；其中，所述每个叶片的根部位置设有将叶片根部连接在旋转轴部上并彼此相连的连接片体结构，所述每个叶片的连接片体结构为由风扇吸风侧往吹风侧扭曲的V形，所述V形的开口部朝向吹风侧，所述V形V脊部的延伸线通过旋转轴部的轴心及叶片前缘的根部，所述的多个叶片、连接片体结构及旋转轴部一体形成。从而提高连接片体结构及整个风扇连接部的强度，改善风扇中心区域的出风效果。

Description

一种轴流风扇

技术领域

本发明涉及轴流风扇，更具体地，是一种无轮毂式的轴流风扇。

背景技术

请参见图1和图2，图1和图2描绘了一种传统的轴流风扇结构，该轴流风扇基本由两部分组成，风扇叶片1以及风扇轮毂2，风扇叶片1以一定的角度和方式安装在轮毂2的侧面，轮毂2中心为电机安装轴孔3。轮毂2一般为圆柱形，其体积较大，材料使用量高，其直径与风扇外径之比称之为轮毂比，一般取值在0.3至0.4左右。受制于传统轴流风扇结构设计限制以及风扇强度要求，轮毂2一直是轴流风扇(尤其是注塑轴流风扇)设计中不可缺少的一部分。因为，风扇轮毂2直径过小，会造成叶片无法安装，且叶片根部强度不能满足运行要求，易发生断裂。然而这种常规的轴流风扇在旋转运行时，轮毂处是不出风的，轮毂直径越大，风扇整体出风的均匀性以及出风量都受到的影响也越大。并且由于轮毂的存在，使得风扇整体的用料以及重量大大增加，不仅使风扇旋转需要消耗更多的能量，而且制作该风扇的成本也大大提高。

为此，在CN201391482等专利中，发明人提出了一种无轮毂式的风扇，该风扇将风扇叶片通过与由叶片翼面连续过渡形成的翼面状连接部连接，使得各个风扇叶片之间一体成型。这种取消轮毂的风扇，不仅加大了整个风扇的有效出风区，使得出风效率大大提高，同时采用一体式设计减少了产品的用料，降低了制作成本。

然而，该专利中提到风扇却存在如下的问题：

第一：各个叶片之间的连接部被设计成从叶片顺延形成的用于伴随旋转进行送风的的连接部为从叶片翼面平滑过渡的薄壁形翼面状结构，在高速旋转时叶片容易抖动，影响风扇运作的稳定性，而且叶片所承受的空气阻力会更大，其连接部有受力容易折断的风险，。

而且为了考虑制作模具时的简易程度以及在风扇堆叠运放时的便易性，把连接部中部增加平面过渡，更加加剧了连接部折断的风险。

第二：由于叶片与连接部均为一体成型的薄壁形状，连接部为比较平坦的过渡，在中心部位连接部在垂直与风扇轴线的平面上的投影面积并没有多大的减少，带来的负面效果是对中心风力的影响，即连接部的出风效率与传统的轴流风扇相比，提升不大。

因此，对于上述的一体式设计的轴流风扇，有必要提出一种新的改进方案，以克服该轴流风扇存在的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种结构优化的能够改善连接部强度的无轮毂的轴流风扇。

根据本发明的目的提出的一种轴流风扇，包括：

多个叶片，其在周向上分开设置；旋转轴部，其配置在上述多个叶片的旋转中心，具有用于安装电机轴的轴孔；其中，所述每个叶片的根部位置设有将叶片根部连接在旋转轴部上并彼此相连的连接片体结构，所述每个叶片的连接片体结构为由风扇吸风侧往吹风侧扭曲的V形，V形开口朝向风扇吹风侧，所述V脊部的延伸线通过旋转轴部的轴心及叶片前缘的根部；所述多个叶片、连接片体结构及旋转轴部一体成型。

优选的，所述连接片体结构和对应的叶片根部的连接为非连续切线的过渡。

优选的，所述叶片具有：位于旋转方向侧的前缘，和位于旋转方向相反侧的后缘；上述叶片中的第一叶片的上述前缘的根部，和旋转轴部以及与上述第一叶片相邻的第二叶片的上述后缘的根部连接，所述连接片体结构形成为：随着叶片前缘的根部向旋转轴部靠近，所述连接片体结构并向第一叶片后缘根部以及第二叶片后缘根部延伸，所述连接片体结构由风扇吸风侧往吹风侧扭曲扭曲的V形，第一叶片前缘根部与轴心的连线形成所述V脊部。

优选的，每个所述叶片的厚度从前缘向后缘逐渐递减。

优选的，所述叶片包括厚度加强部，所述厚度加强部位于所述叶片前缘与所述连接片体结构的连接处的上侧。

优选的，所述的叶片数为2-3片。

优选的，所述的叶片数为2个时，所述两个叶片前缘根部的连线通过旋转轴部的轴心。

上述的轴流风扇，与现有技术相比，具有如下的技术优势：

第一：风扇的第一叶片前缘根部，和旋转轴部以及与上述第一叶片相邻的第二叶片的上述后缘根部连接，上述连接部形成为：随着叶片前缘的根部向旋转轴部靠近，所述连接片体结构并向第一叶片后缘根部以及第二叶片后缘根部延伸，所述连接片体结构由风扇吸风侧往吹风侧扭曲的V形，第一叶片前缘根部与轴心的连线形成所述V脊部。强化了与旋转轴部的连接。风扇连接部的强度有很大提升。

第二：对各个风扇叶片起到过渡作用的连接片体结构成V形，使风扇在由多个连接片体结构相连形成的连接部在垂直于旋转轴线的平面上的投影更小，减少了风扇中心区域的封堵面积，提高了整个风扇的出风量及出风效率。

第三：将各个风扇叶片设计成前缘厚后缘薄的结构，使得风扇在高速旋转时，能够保证叶片的稳定性，从而提高了风扇的电能利用率，同时使连接部与叶片的强度进一步得到提升。

第四：基于第二点优势的前提下，将连接部与风扇叶片的连接处设计成非连续切线的过渡，使各个叶片根部的连接片体结构呈V形，在连接强度的前提下，减少连接部的用料，降低风扇的制作成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有轴流风扇的俯视图；

图2是现有轴流风扇的侧视图；

图3是本发明轴流风扇的俯视图；

图4是图3中A箭头方向的侧视图；

图5是图3中B箭头方向的侧视图；

图6是本发明的轴流风扇与现有技术中的轴流风扇的风速分布图。

具体实施方式

正如背景技术中所示，现有的轴流风扇中，对于有轮毂型的轴流风扇，在轮毂处由于没有出风效果，因此其出风效率受轮毂面积大小的影响，且轮毂的用料也提高了轴流风扇的生产成本。出于对该种风扇的改善，取消了轮毂的设计，提出了一种一体成型的轴流风扇。然而现有的无轮毂式的轴流风扇，由于其连接处与风扇叶片中间的连接部为从叶片平滑过渡的薄壁形翼面结构，由于取消轮毂，使得连接部与较小的旋转轴部的连接强度大大下降，这种风扇的薄翼设计使得风扇在旋转过程中容易出现抖动，增加了受力折断风险。而且由于连续的翼面状结构，风扇中心位置的出风效果有限。

因此，本发明对现有的无轮毂型的风扇作出了改进，提出了一种新的轴流风扇。该轴流风扇包括2个叶片，其在周向上分开设置；旋转轴部，其配置在上述2个叶片的旋转中心，具有用于安装电机轴的轴孔；其中，所述每个叶片的根部位置设有将叶片根部连接在旋转轴部上并彼此相连的连接片体结构，所述每个叶片的连接片体结构为由风扇吸风侧往吹风侧扭曲的V形，V形开口部形成于吹风侧，所述V形的V脊部的延伸线通过旋转轴部的轴心及叶片前缘的根部，所述的多个叶片、连接片体结构及旋转轴部一体形成。

每个叶片具有：位于旋转方向侧的前缘221，和位于旋转方向相反侧的后缘222，前缘221具有向旋转方向内凹的弧形曲线，后缘222具有向旋转方向的反方向外凸的弧形曲线；上述叶片中的第一叶片的上述前缘221的根部，和旋转轴部以及与上述第一叶片相邻的第二叶片的上述后缘222的根部连接，所述连接片体结构形成为：随着叶片前缘221的根部向旋转轴部靠近，所述连接片体结构21并向第一叶片后缘222根部以及第二叶片后缘222根部延伸，所述连接片体结构21由风扇吸风侧往吹风侧扭曲的V形，第一叶片前缘根部与轴心的连线形成V形的V脊部212。这里需要指出的是，对于不同风扇叶片的连接片体结构21的划分，是按照连接片体结构的形状在变化趋势相同的方向上进行划分。而所谓的连接片体结构的V形，取自从叶片前缘根部向旋转轴部延伸的两个相交的延伸面交界形成的大致形状。即在该V脊部212的一侧，连接片体结构呈现往吹风侧扭曲的变化趋势，在V脊部212的另一侧，连接片体结构同样呈现往吹风侧扭曲的变化趋势。但是作为几何意义上的等分线，也可以是以整个轴流风扇的中线进行划分，如此一来，对于连接部的界定，则是通过其所处的几何位置而定。

将连接片体结构21设计成往吹风侧扭曲的V形，这样一来，上述叶片中的第一叶片的上述前缘的根部，和旋转轴部以及与上述第一叶片相邻的第二叶片的上述后缘的根部连接，风扇连接片体结构及其相连的整个风扇的连接部的强度有很大提升，同时连接片体结构成V形，使风扇在由多个连接片体结构相连形成的连接部在垂直于旋转轴线的平面上的投影更小，减少了风扇中心区域的封堵面积，提高了整个风扇的出风量及出风效率，相比较原来从叶片的平滑连续的设计，这种结构的连接片体结构21具有更高的出风效率。

进一步地，在设计叶片22的时候，将每个叶片22的厚度从前缘221向后缘222逐渐递减。即前缘221为整个叶片22最厚的部分，而后缘222则为整叶片22最薄的部分。如此设计，从而增强风扇运作的稳定性。

进一步地，连接片体结构21和对应的叶片22的连接处为非连续切线的过渡形成V形，在同等强度的情况下，有可能使物料更加减少。且

前缘221的厚度从与连接片体结构21相交处依次向尖端递减。每个风扇叶片的前缘为一个钝曲面，该钝曲面的中间向两侧微凸，以便减少风阻。

在整个风扇的旋转轴心处设有轴孔23，该轴孔23是将风扇安装至驱动电机上。该旋转轴部凸出于连接片体结构21，通过卡合结构使电机轴部与风扇旋转轴部轴孔过盈配合。请参见图6，图6是本发明的轴流风扇与现有技术中的轴流风扇的风速分布图。如图所示，其中图6A是本发明的轴流风扇的风速分布图，可以明显看到在本发明中，风扇的中心部位的低风区的面积较小，其出风效果要明显优于图6B中的现有技术的风扇的出风效果。

综上所述，本发明提出的轴流风扇，将将各个叶片的连接片体结构设计成沿吸风侧往吹风侧扭曲的V形结构，提高了连接片体结构的强度及整个风扇连接部的强度和出风效果，另外在本发明中，将风扇叶片的前缘设计的比较厚，按照蜻蜓仿生学的原理，可以减少风扇旋转中的抖动，降低风扇运动中的噪音。且将连接部与风扇叶片的连接处设计成非连续切线的过渡，即保证了连接处的结合强度，又减少了轴流风扇的用料，降低了该轴流风扇的制作成本。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种轴流风扇，其特征在于，包括：

多个叶片，其在周向上分开设置；旋转轴部，其配置在上述多个叶片的旋转中心，具有用于安装电机轴的轴孔；其中，所述每个叶片的根部位置设有将叶片根部连接在旋转轴部上并彼此相连的连接片体结构，所述每个叶片的连接片体结构为由风扇吸风侧往吹风侧扭曲的V形，V形开口朝向风扇吹风侧，所述V脊部的延伸线通过旋转轴部的轴心及叶片前缘的根部；所述多个叶片、连接片体结构及旋转轴部一体成型。

2.根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述每个叶片的叶片根部与其所述连接片体结构的连接为非连续切线的过渡。

3.根据权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述叶片具有：位于旋转方向侧的前缘，和位于旋转方向相反侧的后缘；上述叶片中的第一叶片的上述前缘的根部，和旋转轴部以及与上述第一叶片相邻的第二叶片的上述后缘的根部连接，所述连接片体结构形成为：随着叶片前缘的根部向旋转轴部靠近，所述连接片体结构并向第一叶片后缘根部以及第二叶片后缘根部延伸，所述连接片体结构由风扇吸风侧往吹风侧扭曲的V形，第一叶片前缘根部与轴心的连线形成所述V脊部。

4.如权利要求3所述的轴流风扇，其特征在于：每个所述叶片的厚度从前缘向后缘逐渐递减。

5.如权利要求3所述的轴流风扇，其特征在于：所述叶片包括厚度加强部，所述厚度加强部位于所述叶片前缘与所述连接片体结构的连接处的上侧。

6.如权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述的叶片数为2-3片。

7.如权利要求6所述的轴流风扇，其特征在于，所述的叶片数为2个时，所述两个叶片前缘根部的连线通过旋转轴部的轴心。