专利名称：使用分流叶片的冷却风扇中的离散噪声的降低的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及轴流式风扇，并且具体地涉及一种用以减少噪 声的风扇叶片的构造。
背景技术：
图4示出了构成传统轴流式风扇的部件的分解横截面视图。图 中示出了基部402,该基部是冷却风扇壳体(未示出)的部分，定 子安装在该基部上。典型地，基部402包4舌用在用于控制电4几运转 的电子器件方面的小印刷电路板。电源线和控制线(未示出)从该 印刷电路板中引出以用于连接至外部电源和计算机。定子组件包括 线圈配件404,该线圏配件包括缠绕在轴衬406周围的一些单独触 发的线圈。转子组件布置在定子线圈404周围。该转子组件包括》兹 扼408,净皮成形为类似装配在定子线圏404周围的杯形。轴41(H皮 轴向地连4妄至^兹辄408的内部。多个永f兹体412 一皮固定地安装在》兹 辄408的内^彖周围。当》兹辄408与定子组件装配时，轴410 一皮容纳 在轴4于406内且永f兹体412净皮布置在线圏组件404周围。轴410置于轴衬406底部附近的支撑面上。叶轮414 (其包括毂416和多个 连4妄至该毂的风扇叶片418)安在万兹轭408上并^皮连4妄至该》兹辄。伴随风扇出现的普遍问题是它们在运转过程中产生的噪声。特 別令人不悦的噪声分量是离散噪声。离散噪声是由风扇叶片的旋转 导致的。离散噪音的频谱主要由叶片通过频率(基频和谐频)的分 量组成，该叶片通过频率是风扇叶片的数量乘以轴速(每秒转速)。 宽频带噪声是另一噪声分量，但是与离散噪声相比不太明显，这是 由于其频镨通常比离散噪声的频语宽得多，并且其频率分量的振幅 较低。发明内容根据本发明的一个实施例改变每个叶片的弦长，以便减小与叶 片通过频率相关的任何离散噪声。例如，在8叶片的叶轮上，四个 叶片具有一种弦长而另外四个具有另一种弦长。相对于其他叶片改 变一些叶片的弦长是本发明的关4建方面。这通过将一个强的叶片通 过频率改变为两个较小的叶片通过频率而降4氐了叶片通过频率的 离散噪声。其他可能性包括风扇设计中弦长的增加量。具有根据本发明的风扇叶片构造的冷却风扇的结果是由于叶 片通过频率而导致的离散噪声的显著降低。
图1是根据本发明的轴流式风扇的毂的视图。 图1A是图1中所示毂的原型的图^f象。图2是根据本发明的全叶片和分流叶片布置的示意性视图。图3是本发明的简单实施例的示意性视图。图4是传统风扇的分解S见图。图5是机翼的视图，示出了机翼的各种参数。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的教导制造的轴流式叶轮100。图1A 是图1中所示叶轮原型的照片。该叶轮包括毂102。多个风扇叶片 104、 106布置在毂102周围。此图示出了通常净皮称作"全叶片"104 的叶片。设置在一对全叶片104之间的是称作"分流叶片"106的 叶片。叶片104、 106在叶片的根部处被连接至毂102。当叶轮IOO 围绕其旋转轴旋转时，形成了轴向气流，如箭头所示的。根据本发 明，图1中的分流叶片106净皮连"l妄至毂102以4吏它们相只于于全叶片 的轴向位置落在这些全叶片104的前缘112与后缘114之间。这将 在图2中详细讨-论。下面参照图5,给出了对风扇叶片的4黄截面^见图的详述。此图 示出了风扇叶片的各种参数，这些参数部分地限定了风扇叶片的横 截面形状514。叶片的每个横截面(称之为翼剖面)具有前缘516、 后缘518、上表面522、以及下表面524。横截面514可以进一步由 安装角526、外倾角528、弦线532、其弦长(由"c，，表示)534、 中弧线536、以及厚度538测量结果来限定。在现有技术的风扇中， 典型地，对于构成风扇的每个风扇叶片，弦长534基本上相同。继续参照图2，才艮据本发明，可以在一对全叶片之间布置两个 或多个分流叶片。虽然图1的实施例示出了一对全叶片之间的一个 分流叶片，但图2示出了两个分流叶片设置在一对全叶片之间的实例。当然，也可以i殳置其他凄t量的此类分流叶片。全叶片的弦长(分别由d和c4表示)于分流叶片的弦长(分别由c2和c3表示)。应该注意的是，分流叶片的安装角和外倾角不需要与全叶片的 那些角相同。一a殳而言，分流叶片可以具有不同的安装角、外倾角、 以及弦长。进一步应该注意的是，弦长d、 C4可以是相同值或不同值。同 样地，分流叶片的弦长&、 C3可以是相同值或不同值。进一步应注 意到，在全叶片具有不同弦长的情况下，全叶片应关于全叶片与之 连接的毂对称地布置，以使它们的弦长关于该毂对称地分布。同样 地，分流叶片应关于毂布置成〗吏它们的弦长关于该毂对称地分布。 关于毂的此对称分布确^呆了叶專仑平^軒以避免在风扇运转过程中的 摇晃。图3示出了本发明的一个简单实施例。将单一的分流叶片302 i殳置成4吏得该分流叶片的前缚W立于相应全叶片对304a、 304b (共同 为304)前缘的下游，同样地，分流叶片302的后缘位于全叶片304后桑彖的上游。」按照通常的理解，"上游"方向指的是指向气流的方 向(图3中箭头所示)。相反地，"下游"方向指的是气流方向。因 此，分流叶片302^C布置于全叶片的前缘与全叶片的后缘之间。同样地，对于在其相关联的全叶片之间具有两个或多个分流叶 片的情况，如图2所示，每个分流叶片的前缘位于其相关联的全叶 片对的前缘下游，且每个分流叶片的后缘位于其相关联的全叶片对 的后缘上游。换言之，每个分流叶片均被布置于其相应的全叶片前 缘与相应的全叶片后缘之间。因此一般而言，对于每个分流叶片来说弦长可以相同，然而另 一方面，对于每个分流叶片来i兌弦长可以不同。在其他实施例中，弦长在一些分流叶片之间不同。如前所述，在分流叶片之中其^也参凄t(例如安装角、外倾角)可以是固定的或变化的。在一些实施 例中，每对全叶片之间的分流叶片的数量相同。在其他实施例中， 全叶片对之间的分流叶片的数量在对与对之间不同。应该注意的 是，分流叶片应以对称方式关于穀布置。例如，如果全叶片对之间 的分流叶片的凄t量变4b，则此凄史量应关于毂以乂于称方式变4匕。才艮据本发明，分流叶片在一对全叶片之间形成面积压缩区和面 积膨胀区。这些压缩区和膨胀区用于减小气流的叶片通过噪声(音 波)。参照图3，通过箭头示出了轴向定向的气流。可以理解，当气 流在全叶片对304之间穿过时，当气流碰撞分流叶片302时，气流 分成为两股气流。气流的穿过分流叶片302与全叶片304b之间的 下部分量(如图3所示)的音波在压缩区C中经历面积压缩(也就 是冲黄截面积减小)。随着气流在下游方向上的继续，分流叶片302 与全叶片304b之间的空间增大，从而形成了面积膨胀区(也就是 横截面积增大)。音波膨胀到此面积膨胀区E！内并且作为该膨胀的 结果，音波中的能量降低，从而噪声也降低。如图3中可看到的， 第二膨胀区E2是由全叶片对304a和304b形成的面积膨胀区。如前所述，对于每个分流叶片来说弦长可以相同，然而另一方 面，对于每个分流叶片来i兌弦长可以不同。在其^也实施例中， 一些 分流叶片之间的弦长不同。在一些实施例中，每对全叶片之间分流 叶片的数量相同。在其他实施例中，全叶片对之间的分流叶片的^t 量在对与对之间不同。应该注意的是，分流叶片应以对称的方式关 于毂布置。例如，如果全叶片对之间的分流叶片的数量变化，则数量应关于ft以对称方式变^:。可以通过用图1中所示的毂102替换图4中所示的毂416而获得根据本发明的风扇实施例。图2中示出了替代的毂构造，其中在 一对全叶片之间布置了两个分流叶片。应该理解,在此描述的实例和实施例仅用于说明性目的，并且可这些更改和变化都包括在本申请的精神和范围以及所附权利要求 的范围内。
权利要求
1.一种轴流式风扇，包括叶轮，所述叶轮被构造成当由电机驱动以围绕旋转轴旋转时产生轴向气流，所述叶轮包括毂；多个主叶片，围绕所述毂布置；以及多个次叶片，围绕所述毂布置，所述次叶片的弦长短于所述主叶片的弦长，至少一个次叶片被布置在所述主叶片的前缘与后缘之间。
2. 根据权利要求1所述的风扇，其中，所述至少一个次叶片的前 缘在所述主叶片的前缘的下游。
3. 根据权利要求1所述的风扇，其中， 一个所述主叶片和一个所 述次叶片共同形成压缩区和膨胀区，所述膨胀区位于所述压缩 区的下游。
4. 根据权利要求1所述的风扇，其中，至少一个次叶片的后缘在 所述主叶片的后缘的上游。
5. —种用于轴向气流的风扇，包括叶轮和连接至所述叶^^的电 机，所述叶轮包括毂；至少一只于主风扇叶片；以及一个或多个次风扇叶片，所述一个或多个次风扇叶片布 置于该对主叶片之间并且相对该对主叶片定位，其中， 一个所述主风扇叶片和一个所述次风扇叶片P艮定 出膨月长区。
6. 根据权利要求8所述的冷却风扇，其中，分流风扇叶片的弦长 小于至少一些所述主风扇叶片的弦长。
7. 4艮据片又利要求8所述的冷却风扇，其中，第 一对主风扇叶片之 间的所述分流风扇叶片的弦长小于所述第一对主风扇叶片的 弦长。
8. 4艮据冲又利要求5所述的冷却风扇，其中，所述一个或多个次风 扇叶片的前乡彖位于该对主叶片的前》彖的下游。
9. 根据权利要求8所述的冷却风扇，其中，所述一个或多个次风 扇叶片的后缘位于该对主叶片的后缘的上游。
10. —种风扇组4牛，包4舌驱动装置；毂构件，连接至所述驱动装置，其中，通过所述驱动装 置使所述毂围绕旋转轴旋转；可操作地连接至所述毂构件的多个主叶片构件，所述多 个主叶片构件适合于在入口处俘获轴向定向的气流以及在出 口处输出所述轴向定向的气流，每个所述主叶片构件具有前缘 和后缘；布置于所述多个主叶片构4牛中的至少一7于之间的一个或 多个分流叶片，所述分流叶片#皮空间地布置于所述前》彖与所述后纟彖之间， 一个所述分流叶片构件具有分流叶片前缘和分流叶片后乡彖；以及位于每对主叶片构件之间的面积压缩区和面积膨月长区， 所述面积压缩区接近所述分流叶片前纟彖，所述面积膨胀区4妄近 所述分流叶片后缘。
11. 才艮据权利要求10所述的风扇组件，其中，相对于仅通过所述 多个主叶片构件的操作，所述面积压缩区和所述面积膨胀区导 致声音能量的减小。
12. 4艮据权利要求IO所述的风扇组件，其中，所述分流叶片后錄_ 位于所述主叶片构件的后缘的上游。
13. 根据权利要求10所述的风扇组件，其中，所述分流叶片是多 个分流叶片中的一个。
14. 根据权利要求10所述的风扇组件，进一步包括第二压缩区和 第二膨胀区。
15. 根据权利要求10所述的风扇组件，其中，所述面积压缩区和 所述面积膨"长区位于所述毂构件的空间区域内。
16. —种轴向气流风扇，所述风扇包括叶4仑，通过电才几使所述叶轮 围绕旋转轴旋转以产生气流，所述叶轮包括第一风扇叶片；以及用于在第 一对所述第 一风扇叶片之间和下游形成压缩区 且用于在所述第 一对第 一风扇叶片之间和上游形成膨月长区的 装置，其中，被所述第一对第一叶片俘获的部分气流在所述压 缩区内,皮压缩，其中，在所述压缩区内净皮压缩的所述部分气流当进入所 述膨胀区时膨胀。
全文摘要
本发明披露了轴流式风扇的毂。该毂包括主风扇叶片和布置于主风扇叶片对之间的分流叶片。观察到该获得的毂在风扇运转过程中减小了离散噪声。
文档编号B64C11/16GK101326101SQ200680046622
公开日2008年12月17日 申请日期2006年12月20日 优先权日2005年12月29日
发明者优素福·贾拉, 德斯蒙德·里德尔, 约翰·赫茨贝格尔 申请人:美蓓亚株式会社