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CN110005638B - 一体式导流轮毂结构风扇 - Google Patents

一体式导流轮毂结构风扇 Download PDF

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CN110005638B CN201910360769.7A CN201910360769A CN110005638B CN 110005638 B CN110005638 B CN 110005638B CN 201910360769 A CN201910360769 A CN 201910360769A CN 110005638 B CN110005638 B CN 110005638B
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Abstract

本发明公开了一种一体式导流轮毂结构风扇，它包括风扇芯体、扇叶、以及固定在扇叶上的导流槽、导流筋和加强筋，所述的扇叶的一面为扇叶凸面，另一面为扇叶凹面，所述的扇叶通过嵌件注塑的方式固定在风扇芯体上，导流槽的一端从扇叶的根部位置起始，另一端顺着一个方向经过一个或多个扇叶，延伸到下一个扇叶的前缘位置终止，导流筋从导流槽终止位置起始，与前后的扇叶连接，导流筋的两端分别延伸到扇叶凹面根部位置和相邻扇叶凹面中心线偏后位置，该风扇可以增加风扇流量，提高功率系数，能减轻轮毂重量的同时，还能减轻轮毂局部壁厚过厚导致的收缩不均凹陷现象，且缓解结合部位应力的集中，同时可以用来安放平衡销钉以调整风扇静不平衡量。

Description

一体式导流轮毂结构风扇
技术领域
本发明涉冷却系统领域，具体是一种将转动功率转化为推力，推送大量气体的一体式导流轮毂结构风扇。
背景技术
风扇作为常见的气体输送和能量转换的装置，可以在开放的空间中使用，也可以在管道等相对有限的空间中使用。风扇广泛运用于航空、船舶、汽车、家电等领域，在现代生产与生活中发挥重要的作用。
风扇按气流流动方式区分，主要分为轴流式风扇和离心式风扇，轴流式风扇主要利用叶片推动空气，进风口、出风口之间产生压差，使气体沿轴向输送到出风口，如排风扇；离心式风扇主要利用离心力产生的压力，使气体沿切向输送到出风口，如鼓风机。风扇的设计直接关系到风扇的性能。本专利在风扇常用叶型基础上，对轮毂区域进行优化，从而进一步提高了风扇整体性能。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明所述的一体式导流轮毂结构风扇，该风扇可用于空间通风、气体输送相关的领域，该风扇可以增加风扇流量，提高功率系数。
技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种一体式导流轮毂结构风扇，它包括：风扇芯体和扇叶，以及固定在扇叶上的导流槽、导流筋和加强筋；所述的扇叶的一面为扇叶凸面，另一面为扇叶凹面，所述的扇叶通过嵌件注塑的方式固定在风扇芯体上；
所述的导流槽的一端从扇叶的根部位置起始，另一端顺着一个方向经过一个或多个扇叶，延伸到下一个扇叶的前缘位置终止；
所述的导流筋从导流槽终止位置起始，与前后的扇叶连接，导流筋的两端分别延伸到扇叶凹面根部位置和相邻扇叶凹面中心线偏后位置；
所述的加强筋与相邻的导流筋连接。
作为本发明的进一步优选，所述的导流槽截面为弧形或V形，该结构可以有效增加加风扇流量，提高功率系数。
作为本发明的进一步优选，所述的导流槽终止位置使用一条或多条导流筋与扇叶连接，该设计把导流槽导出的气体引导向扇叶工作效率较高区域，进一步提高轮毂导流效果。同时该设计提高了扇叶的强度，降低了扇叶的应力和变形。
作为本发明的进一步优选，相邻导流筋之间使用加强筋形成H形、X形或三角形的结构加强，该结构可以有效增加轮毂根部抗弯能力，减少轮毂应力集中。
作为本发明的进一步优选，所述的导流筋和加强筋的结合处且靠近叶片根部的位置设有一个或多个孔或槽，能减轻轮毂重量的同时，还能减轻轮毂局部壁厚过厚导致的收缩不均凹陷现象，且缓解结合部位应力的集中，同时可以用来安放平衡销钉以调整风扇静不平衡量。
作为本发明的进一步优选，所述的导流槽、导流筋、加强筋为一体式结构，结构稳定，增加了本发明工作的可靠性，导流轮毂包括导流槽，导流筋，加强筋，以及叶片根部。
有益效果：本发明所述的一体式导流轮毂结构风扇，与现有技术相比，具有以下优点：
1、该风扇可以在不同气体中输送、推动气体；
2、该风扇在工作状态下，导流槽的造型、起止位置有利于发挥导流效果，利用不同半径位置气体相对流速差产生的压差，将轮毂内侧的气体通过弧形或V形导流槽高效导入扇叶凹面；
3、通过增加导流槽，可以增加风扇流量，提高功率系数；
4、导流槽导出的气体引导向扇叶工作效率较高区域，进一步提高轮毂导流效果，并且提高了扇叶的强度，降低了扇叶的应力和变形；
5、导流筋有效增加轮毂根部抗弯能力，减少轮毂应力集中；
6、导流筋和加强筋的结合处且靠近叶片根部的位置设有一个或多个孔或槽，能减轻轮毂重量的同时，还能减轻轮毂局部壁厚过厚导致的收缩不均凹陷现象，且缓解结合部位应力的集中，同时可以用来安放平衡销钉以调整风扇静不平衡量。
附图说明
图1为本发明的正视图；
图2为本发明的后视图；
图3为本发明凸面的局部视图；
图4为本发明凹面的结构示意图；
图5为本发明侧面的局部视图；
图6为本发明的导流槽放大示意图；
图7为流量、静压、效率曲线示意图；
图8为流量、功率曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
如图1所示为风扇的主视图，用来展示风扇工作时，扇叶凸面导流槽气流走向；如图2所示为风扇的后视图，用来展示风扇凹面的结构；如图3所示用来展示扇叶凸面导流槽气流走向；如图4所示用来展示扇叶凹面导流筋、加强筋和孔槽；如图5所示用来展示导流槽、导流筋和扇叶结合，如图6所示用来展示导流槽位置和细节。
本发明所述的一体式导流轮毂结构风扇，它包括风扇芯体9、扇叶7、固定在扇叶7上的轮毂8、导流槽10、导流筋15、加强筋17和孔槽19。
实施例1
扇叶7的一面为扇叶凸面20，另一面为扇叶凹面30，所述的扇叶7通过嵌件注塑的方式固定在风扇芯体9上，导流槽10的一端从扇叶7的根部位置起始，另一端顺着一个方向经过一个扇叶7，延伸到下一个扇叶7的前缘位置终止，所述的导流筋15从导流槽10终止位置起始，与前后的扇叶7连接，分别延伸到轮毂8根部位置和相邻扇叶7的中心线14偏后位置，所述的加强筋17将导流槽10终止位置与扇叶7连接。
电机带动风扇芯体9转动，从而带动扇叶7的转动，此时轮毂8内侧的空气经过导流槽10，流经叶片凸面20，通过导流筋15将空气引导至叶片凹面30，从而增加风扇流量，提高功率系数，在导流筋15或加强筋17与轮毂8的结合处有一个或多个孔槽19，用来安放平衡销钉以调整风扇静不平衡量。
实施例2
扇叶7的一面为扇叶凸面20，另一面为扇叶凹面30，所述的扇叶7通过嵌件注塑的方式固定在风扇芯体9上，导流槽10的一端从扇叶7的根部位置起始，另一端顺着一个方向经过两个扇叶7，延伸到下一个扇叶7的前缘位置终止，所述的导流筋15从导流槽10终止位置起始，与前后的扇叶7连接，分别延伸到轮毂8根部位置和相邻扇叶7的中心线14偏后位置，所述的加强筋17将导流槽10终止位置与扇叶7连接。
电机带动风扇芯体9转动，从而带动扇叶7的转动，此时轮毂8内侧的空气经过导流槽10，流经叶片凸面20，通过导流筋15将空气引导至叶片凹面30，从而增加风扇流量，提高功率系数，在导流筋15或加强筋17与轮毂8的结合处有一个或多个孔或槽19，用来安放平衡销钉以调整风扇静不平衡量。
对比分析实验
1.分析目的：
基于叶型参数相近的不同轮毂结构风扇，在相同的条件下，分析风扇性能，包括风量、静压、消耗功率、静压效率。
2.分析对象：
对象一：本发明所述的轮毂风扇；
对象二：常规轮毂结构风扇。
3.分析工况条件：
风扇直径(mm) 780 伸入状态 66％伸入
护风圈直径(mm) 800 叶顶间隙(mm) 10
环境温度(℃) 20 大气压(kPa) 101
转速(rpm) 1500 气体 空气
测试参考标准：GB/T1236-2000《工业通风机用标准化风道进行性能试验》。
4.分析数据：
表一为基于本发明所述的轮毂风扇的性能数据；
表二为基于常规轮毂结构风扇的性能数据。
5.实验数据曲线
如图7所示为流量、静压、效率曲线示意图，根据附图中的曲线可知，相同流量下，本发明风扇静压和效率比常规轮毂风扇有提高。
如图8所示为流量、功率曲线示意图，根据附图中的曲线可知相同流量下，本发明风扇功率比常规轮毂风扇有降低。

Claims (5)

1.一种一体式导流轮毂结构风扇，它包括：风扇芯体和扇叶，其特征在于：它还包括：固定在扇叶上的导流槽、导流筋和加强筋；
所述的扇叶的一面为扇叶凸面，另一面为扇叶凹面，所述的扇叶通过嵌件注塑的方式固定在风扇芯体上；
所述的导流槽的一端从扇叶的根部位置起始，另一端顺着一个方向经过一个或多个扇叶，延伸到下一个扇叶的前缘位置终止；
所述的导流筋从导流槽终止位置起始，与前后的扇叶连接，导流筋的两端分别延伸到扇叶凹面根部位置和相邻扇叶凹面中心线偏后位置；
所述的加强筋与相邻的导流筋连接；
所述的导流槽截面为弧形或V形；
所述的导流槽终止位置使用一条或多条导流筋与扇叶连接。
2.根据权利要求1所述的一体式导流轮毂结构风扇，其特征在于：相邻导流筋之间使用加强筋形成H形、X形或三角形的结构加强。
3.根据权利要求1所述的一体式导流轮毂结构风扇，其特征在于：所述的导流筋和加强筋的结合处且靠近叶片根部的位置设有一个或多个孔或槽。
4.根据权利要求1所述的一体式导流轮毂结构风扇，其特征在于：所述的导流槽、导流筋、加强筋为一体式结构。
5.根据权利要求1所述的一体式导流轮毂结构风扇，其特征在于：所述的导流槽位于扇叶凸面上，所述的导流筋位于扇叶凹面上。
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