CN108167224A - 一种设置多层降噪结构的叶片及包括该叶片的风扇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设置多层降噪结构的叶片，所述叶片的吸力面上设置多层降噪结构，所述降噪结构的数量至少为两层。多层所述降噪结构沿叶片后缘向叶片前缘依次间隔设置，设置在所述叶片后缘位置上的所述降噪结构为后缘降噪结构，设置在所述吸力面上的其余所述降噪结构为吸力面降噪结构，所述吸力面降噪结构包括至少一层所述降噪结构。所述降噪结构为锯齿结构或梳形结构，所述锯齿结构为弧形波纹锯齿或三角形锯齿。由于本发明的风扇叶片上的降噪结构中设置有锯齿凸面，锯齿凸面有聚流的效果，当气流流过锯齿面时，气流会向锯齿凸面汇集，有效减少风扇叶片的吸力面上的涡流分离，降低风扇宽频涡流噪声。

Description

一种设置多层降噪结构的叶片及包括该叶片的风扇

技术领域

本发明涉及风扇设备领域，具体涉及一种设置多层降噪结构的叶片及包括该叶片的风扇。

背景技术

目前，风扇是制冷或通风等行业必不可少的一个组成部分，在风扇工作过程中，气流会顺着风扇叶片的吸力面和压力面流动，在叶片的后缘出风，产生气流分离，气流沿风扇叶片的吸力面流动速率高于在压力面上的速率。由于风扇叶片的吸力面存在气流附面层，并且随着风扇旋转气流附面层不断地从风扇叶片后缘脱落，产生大量的气流涡，进而增大风扇的涡流噪声。现有技术中在风扇叶片的后缘上设置锯齿状的结构，使气流流过锯齿面时，气流会向锯齿凸面汇集，减少风扇叶片的吸力面上的涡流分离，降低风扇宽频涡流噪声。但是此结构降低噪音的效果低，在风扇叶片转速较大时，由于风量增大，叶片后缘上的锯齿状结构使风扇叶片的吸力面上的涡流分离的效果降低，无法满足风扇的降噪效果。

申请号为200820162494.3的专利“用于风机的风叶轮”，该专利包括有叶片和与电机的输出轴相联动的轮毅，且在位于外弦位置的叶片上设置有流线型的襟翼,所述襟翼从叶尖延伸入外弦长度的5一10％的位置开始延伸至外弦的后端，且每片叶片的后缘采用能降低旋转噪音的锯齿形。在叶片后缘上设置的锯齿结构，能有效地降低叶片出口处的旋涡流损失，使运行时能合理地避开喘振区，提高叶片的空气动力性能，使叶轮在转动时噪声更低。但是不能解决风量过大时叶片后缘处产生大量气流涡的问题。

申请号为CN201520586783.6的专利“一种风扇叶片的静音结构”，通过在风扇叶片的背风侧边缘部粘结锯齿粘条，锯齿粘条的锯齿在风扇旋转时产生涡流，涡流在交汇处相互抵消，从而减小噪音。该专利中的技术虽然也能起到风扇装置的降噪作用，但是设置的锯齿粘条是通过粘结的方式固定在风扇叶片上，容易脱落，而且不能解决风量过大时的气流涡过大的问题，使降噪效果受到影响。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种设置多层降噪结构的叶片，在风扇叶片的吸力面上设计至少两层以上降噪结构，由于降噪结构上的锯齿凸面有聚流的效果，当气流流过锯齿面时，气流会向锯齿凸面汇集，有效减少风扇叶片的吸力面上的涡流分离，降低风扇宽频涡流噪声。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种设置多层降噪结构的叶片，所述叶片的吸力面上设置多层降噪结构，所述降噪结构的数量至少为两层。当气流流过风扇叶片的吸力面时，由于风扇叶片的吸力面上存在多层降噪结构可提前延迟气流附面层气流分离，降低风扇宽频涡流噪声。

优选的，多层所述降噪结构沿叶片后缘向叶片前缘依次间隔设置，设置在所述叶片后缘位置上的所述降噪结构为后缘降噪结构，设置在所述吸力面上的其余所述降噪结构为吸力面降噪结构，所述吸力面降噪结构包括至少一层所述降噪结构。

优选的，每层所述降噪结构从叶片叶根延伸至叶片叶尖。

优选的，所述后缘降噪结构在所述叶片后缘处从所述吸力面穿透至压力面，所述吸力面降噪结构未从所述吸力面穿透至压力面，所述吸力面降噪结构在所述叶片的吸力面上所述叶片后缘的方向延伸。所述吸力面降噪结构未穿透所述叶片便于更好汇集气流延迟气流分离。

优选的，所述降噪结构为锯齿结构或梳形结构，所述锯齿结构为弧形波纹锯齿或三角形锯齿。梳形结构和锯齿结构上均设置有凹面和凸面，锯齿结构上的锯齿为凸面，齿槽为凹面，梳形结构上的长条形结构为凸面，相邻两个长条形结构之间设置有凹面。

优选的，所述降噪结构为矩形凸起结构或梯形凸起结构中的一种。

优选的，相邻两层的所述降噪结构上的凹凸面相互对应，前层所述降噪结构上的凹面或凸面与后层所述降噪结构上的凹面或凸面一一对应。若前层所述降噪结构的凹面与后层所述降噪结构的凸面对应，会破坏凸面聚流的效果，使气流附面层提前分离，增加风扇涡流噪声。

优选的，所述后缘降噪结构上的锯齿厚度h和锯齿位置对应位置的风扇叶片厚度H之间关系为：0.1H≤h≤0.5H。锯齿厚度过小起不到聚流的效果，锯齿厚度过大会导致风扇叶片后缘强度不够，导致风扇旋转时叶片变形。

优选的，相邻两层所述降噪结构之间间隔距离a和多层所述降噪结构的宽度总和A之间的关系为：0<a≤0.2A。

本发明还提供了一种风扇，所述风扇包括风扇轮毂和电机，还包括多个上述的叶片，所述叶片安装在所述风扇轮毂上。

相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：

本发明通过在风扇叶片的吸力面上设置多层降噪结构，降噪结构的数量至少为两层。当气流流过风扇叶片的吸力面时，通过设置多层降噪结构可以使气流在不同层的降噪结构上均产生气流汇集，提前延迟气流附面层气流分离，降低风扇宽频涡流噪声。相邻两层的降噪结构上的凹凸面相互对应，前层降噪结构上的凹面或凸面与后层降噪结构上的凹面或凸面一一对应，这样的设置是为了防止前层降噪结构的凹面与后层降噪结构的凸面对应后，破坏凸面聚流的效果，使气流附面层提前分离，增加风扇涡流噪声。由于后缘降噪结构是气流在风扇叶片上最后汇聚的地方，后缘降噪结构上的锯齿厚度h和锯齿位置对应位置的风扇叶片厚度H之间关系为：0.1H≤h≤0.5H，可以确保锯齿具有最优的厚度，防止出现锯齿厚度过小起不到聚流的效果和锯齿厚度过大会导致风扇叶片后缘强度不够、风扇旋转时叶片变形的问题。降噪结构为锯齿结构或梳形结构，由于锯齿结构和梳形结构上均设置有凸面和凹面，在风扇叶片转动过程中凸面有聚流的效果，当气流流过锯齿面时，气流会向锯齿凸面汇集，有效减少风扇叶片的吸力面上的涡流分离，降低风扇宽频涡流噪声。

附图说明

图1为本发明叶片和风扇轮毂装配的正示图；

图2为本发明叶片和风扇轮毂装配的侧视图；

图3为本发明叶片的正视图；

图4为本发明叶片的侧视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

如图1和2所示，本发明的第一实施例中，一种设置多层降噪结构的叶片1，叶片1包括吸力面13和压力面14，在风扇转动的过程中，气流会顺着风扇叶片1的吸力面13和压力面14流动，在叶片1的后缘出风，产生气流分离，气流沿风扇叶片的吸力面13流动速率高于在压力面14上的速率，因此当气流流过风扇叶片的吸力面13时，在叶片的吸力面13上产生气流附面层，并且随着风扇旋转气流附面层不断地从风扇叶片1后缘脱落，产生大量的气流涡。本发明的叶片的吸力面13为叶片1的正面，叶片的压力面14为叶片1的背面，通过在叶片的吸力面13上设置多层降噪结构4，降噪结构4的数量至少为两层。由于降噪结构4上的锯齿凸面有聚流的效果，当气流流过锯齿面时，气流会向锯齿凸面汇集，有效减少风扇叶片的吸力面13上的涡流分离，降低风扇宽频涡流噪声。通过设置多层降噪结构4可以使气流在不同层的降噪结构4上均产生气流汇集，提前延迟气流附面层气流分离，降低风扇宽频涡流噪声。叶片1和多层降噪结构4为一体注塑或铸造成型。

如图1所示，多层降噪结构4沿叶片后缘3向叶片前缘5依次间隔设置，优选的，每两层降噪结构4之间的距离均相等，设置在叶片后缘3位置上的降噪结构4为后缘降噪结构41，设置在吸力面13上的其余降噪结构4为吸力面降噪结构，吸力面降噪结构包括至少一层降噪结构4，吸力面降噪结构沿叶片后缘3向叶片前缘5的方向依次为第二层降噪结构42、第三层降噪结构……、第N层降噪结构。本发明优选的降噪结构为两层，即后缘降噪结构41和第二层降噪结构42。

每层降噪结构4从叶片叶根12延伸至叶片叶尖，确保最大限度的汇集气流。后缘降噪结构41在叶片后缘3处从吸力面13穿透至压力面14，吸力面降噪结构在叶片1的吸力面上13叶片后缘3的方向延伸。后缘降噪结构41穿透叶片1，吸力面降噪结构未穿透叶片1。吸力面降噪结构未穿透叶片1便于更好汇集气流延迟气流分离。后缘降噪结构41直接在叶片后缘3上机加工，吸力面降噪结构通过与叶片1一体铸造，直接在吸力面13上成型。

降噪结构4为锯齿结构或梳形结构，锯齿结构为弧形波纹锯齿或三角形锯齿。梳形结构和锯齿结构上均设置有凹面和凸面，锯齿结构上的锯齿为凸面，齿槽为凹面，梳形结构上的长条形结构为凸面，相邻两个长条形结构之间设置有凹面。相邻两层的降噪结构4上的凹凸面相互对应，前层降噪结构4上的凹面或凸面与后层降噪结构4上的凹面或凸面一一对应。若前层降噪结构4的凹面与后层降噪结构4的凸面对应，会破坏凸面聚流的效果，使气流附面层提前分离，增加风扇涡流噪声。

如图3和4所示，当降噪结构4为锯齿结构时，后缘降噪结构41上的锯齿厚度h和锯齿位置对应位置的风扇叶片1厚度H之间关系为：0.1H≤h≤0.5H。锯齿厚度过小起不到聚流的效果，锯齿厚度过大会导致风扇叶片后缘3强度不够，导致风扇旋转时叶片1变形。相邻两层降噪结构4之间间隔距离a和多层降噪结构4的宽度总和A之间的关系为：0<a≤0.2A，a和A的比例设置可以确保相邻层降噪结构4之间具有最优的距离，即保证了气流的汇集，又避免了由于间距过大，造成的不同层降噪结构4产生的汇集气流之间互相影响的问题。

在本发明的第二实施例中，叶片1上设置的降噪结构4还可以为矩形凸起结构或梯形凸起结构的一种，本实施例对第一实施例的叶片1的降噪结构4做了常规修改，说明书附图没有示出。

本发明还公开了一种风扇，风扇包括风扇轮毂和电机，还包括上述的叶片1，叶片1安装在风扇轮毂2上，风扇轮毂2安装在电机上。在风扇轮毂2上的电机带动叶片1转动的过程中，叶片1产生的气流沿着叶片的吸力面13流动产生气流附面层，由于气流会向叶片1上的多层降噪结构4中的凸出部位聚集，起到延迟气流脱落的效果，最终达到降低风扇装置宽频涡流噪声的作用。

本发明通过在风扇叶片的吸力面13上设置多层降噪结构4，降噪结构4的数量至少为两层。当气流流过风扇叶片的吸力面13时，由于风扇叶片的吸力面13上存在多层降噪结构4可提前延迟气流附面层气流分离，降低风扇宽频涡流噪声。相邻两层的降噪结构4上的凹凸面相互对应，前层降噪结构4上的凹面或凸面与后层降噪结构4上的凹面或凸面一一对应，这样可以防止前层降噪结构4的凹面与后层降噪结构4的凸面对应后，破坏凸面聚流的效果，使气流附面层提前分离，增加风扇涡流噪声。由于后缘降噪结构41是气流在风扇叶片1上最后汇聚的地方，后缘降噪结构41上的锯齿厚度h和锯齿位置对应位置的风扇叶片1厚度H之间关系为：0.1H≤h≤0.5H，可以确保锯齿具有最优的厚度，防止出现锯齿厚度过小起不到聚流的效果和锯齿厚度过大会导致风扇叶片后缘3强度不够、风扇旋转时叶片1变形的问题。降噪结构4为锯齿结构或梳形结构，由于锯齿结构和梳形结构上均设置有凸面和凹面，在风扇叶片1转动过程中凸面有聚流的效果，当气流流过锯齿面时，气流会向锯齿凸面汇集，有效减少风扇叶片的吸力面13上的涡流分离，降低风扇宽频涡流噪声。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种设置多层降噪结构的叶片，其特征在于，所述叶片的吸力面上设置多层降噪结构，所述降噪结构的数量至少为两层。

2.根据权利要求1所述的一种设置多层降噪结构的叶片，其特征在于，多层所述降噪结构沿叶片后缘向叶片前缘依次间隔设置，设置在所述叶片后缘位置上的所述降噪结构为后缘降噪结构，除所述后缘降噪结构外设置在所述吸力面上的其余所述降噪结构为吸力面降噪结构，所述吸力面降噪结构包括至少一层所述降噪结构。

3.根据权利要求1所述的一种设置多层降噪结构的叶片，其特征在于，每层所述降噪结构从叶片叶根延伸至叶片叶尖。

4.根据权利要求2所述的一种设置多层降噪结构的叶片，其特征在于，所述后缘降噪结构在所述叶片后缘处从所述吸力面穿透至压力面，所述吸力面降噪结构未从所述吸力面穿透至压力面，所述吸力面降噪结构在所述叶片的吸力面上所述叶片后缘的方向延伸。

5.根据权利要求2所述的一种设置多层降噪结构的叶片，其特征在于，所述降噪结构为锯齿结构或梳形结构，所述锯齿结构为弧形波纹锯齿或三角形锯齿。

6.根据权利要求2所述的一种设置多层降噪结构的叶片，其特征在于，所述降噪结构为矩形凸起结构或梯形凸起结构中的一种。

7.根据权利要求5或6所述的一种设置多层降噪结构的叶片，其特征在于，相邻两层的所述降噪结构上的凹凸面相互对应，前层所述降噪结构上的凹面或凸面与后层所述降噪结构上的凹面或凸面一一对应。

8.根据权利要求5或6所述的一种设置多层降噪结构的叶片，其特征在于，所述后缘降噪结构上的锯齿厚度h和锯齿位置对应位置的风扇叶片厚度H之间关系为：0.1H≤h≤0.5H。

9.根据权利要求5或6所述的一种设置多层降噪结构的叶片，其特征在于，相邻两层所述降噪结构之间间隔距离a和多层所述降噪结构的宽度总和A之间的关系为：0<a≤0.2A。

10.一种风扇，所述风扇包括风扇轮毂和电机，其特征在于，还包括多个叶片，所述叶片安装在所述风扇轮毂上，所述叶片为权利要求1-9任一项所述的叶片。