专利名称：具导流翼形肋之轴流式扇叶的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轴流式扇叶。
图1及图2为典型习用轴流式叶扇之前视图及其侧视图，此扇叶具有轴部1及数个形状相同，对称或不对称配置之螺旋叶片2，当扇叶由图未示之动力源驱动如方向R旋转时，将扇叶间空气或其他流体打压向前推送为送出之流体X，扇叶后方流体N受扇叶附近低压之吸引带动而向扇叶间空隙填补而持续流往。由扇叶送出之流体X在其切面上流速呈不均匀之变化，包括向前之主流X1、外缘因离心力及流体压差作用而外溢之反向回流X2以及流入扇叶轴部1后方静压区V之紊流X3等，此等流体方向、流速之不均匀及叶片2之薄片状引起扇叶与流体之振动及噪音;另由于叶片2为光滑表面无法有效拘束流体前送，造成流体在叶面上幅向滑移损失，使扇叶前后方之流体压差小，无法长程送出，尤其对扇叶转速不同时，其流体辐向滑移量不同，不能有效控制流体之流动。又，当此扇叶作为散热器之流体驱动源，并因实际需要贴近待冷却物(散热器)设置时，送出之流体X之不均匀分布亦使待冷却物之散热效果受影响。此外，扇叶在高速旋转时，受相当大的离心力，对扇叶的强度及其轴部设计都需要特别考虑，否则有安全上的顾虑。
本发明目的之一在提供一种可导引、控制流体送出方向之轴流式扇叶构造。
本发明目的之二在提供一种可抑止离心作用之外溢回流，以提高推送效率之轴流式扇叶构造。
本发明目的之三在提供一种可使送出流体之流速均匀，以减少噪音与流阻损失之轴流式扇叶构造。
本发明目的之四在提供一种可增加扇叶刚性，以减少噪音提高安全性之轴流式扇叶构造。
本发明目的之五在提供一种含有抵消扇叶转动时之离心力之结构，以容许高速旋转之轴流式扇叶构造。
本装置系在习用轴流式扇叶之平滑叶片上加设翼形导流肋片，以引导流体方向而得以控制流体送出之方向及稳定其流速并使其流畅;增加叶片刚性，以及利用流动于翼形肋两侧所造成之流体压差抗衡叶片转动之离心力，以减少叶片之振动与紊乱流所引起之噪音。
本发明可应用于如空调机之冷却风扇以提供更宽广之散热面积、较高风强度及较低噪音;使用于抽风机以制造更大压力差，提高抽风效率;应用于直升机尾旋翼，提高平衡稳定效果;以及使用于船舰螺旋桨，减少液流空蚀(Cavitation)现象，增大船速及推进之稳定性等。
现举三实施例并配合附图详细说明如下图1为习用轴流式扇叶前视图;图2为图1中2-2方向之侧视及作用图，已说明如前。
图3为本发明一实施例之前视图;
图4为图3中4-4方向之侧视及作用图;
图5为本发明叶片上翼形导流片产生向轴心力之作用图;
图6为图5中6-6方向之导流片侧视图;
图7为本发明另一实施例之前视图;
图8为图7中8-8方向之侧视及作用图;
图9为本发明再一实施例之前视图;
图10为图9中10-10方向之侧视及作用图。
如图3及图4所示之本发明实施例系在一般轴流式扇叶之各螺旋叶面29上突设若干导流片2a、2b、2c等，除可因之大幅增加扇叶刚性，减少因流体拍击扇叶所引起之振动噪音外，亦可因应不同应用需求而设计改变其引导流体送出方向之各种变化类型，例如图示，使接近轴心10之导流片2c顺旋转方向R之前端之对轴心距d1较其后端之对轴心距d2呈逐渐缩小，以迫使出流Xc导向轴心10方向，即缩小受轴部1遮蔽之静流区V之范围，使贴近扇叶前方亦可获得均匀之出流;位于叶面29中段之导流片2b之由前端至后端之对轴心距d3至d4约呈一致，以引导出流Xb平行于轴心10方向;位于叶面29外缘之导流片2a之由前端至后端之对轴心距d5至d6则呈逐渐加大，以迫使出流Xa外张，即扩大出流范围，以应特定之需求。上述导流片2a、2b、2c等系位于各叶面29之一面(前面);实际上，叶面29之另一面(背面)亦可具有类似之导流片2X、2Y等。此等导流片除导流作用外并可增强叶面29之刚性，且其数目、形状、间距、高度及走向等均可依需要作适当之设计调配，使出流之范围内有均匀之流速，并防止噪音及提高效率。此等设计变化之实施例将再说明如下。
每一叶面29上导流片之数目可依需求任意调配，惟相邻导流片间之角度变化应不超过引起流体产生分离(separation)作用之角度(气流而言为7.5度)，以确保其导流为稳顺流(laminar flow)。图5显示叶面29上任一导流片20藉其翼面(流线)形状之流体效应产生向轴心力之作用情形。导流片20之背向轴心10之一面其曲线长度较面向轴心10之另一面之曲线长度为小，使分别掠过此两面之流体f1与f2流速不同，其相对压差可产生向轴心10之力Fc，藉以抵消叶片旋转离心力Fd，而能允许扇叶高速运转;同时因此种力平衡设计及导流片对扇叶刚性之加强，可降低振动及噪音。
图6为图5中6-6方向之导流片20之侧视图，显示导流片20在叶面29上之高度系可适当变化，例如顺流体f方向入口端至出口端之高度H1至H2可渐次增大、等高或作其他变化;多数个别导流片20间之高度同样可变化，例如距轴心近处者较高，距轴心远处者较矮，以防止流体因离心关系向外流动，提高扇叶推送效率。至于导流片20之断面系呈大体垂直于叶面29之突起，为增加其导流及增压效果，亦可作成向轴部弯曲。此外，由于扇叶含有突起之导流片，于动平衡校正时可以钻孔或洗削等方式在导流片之适当位置去除其部分材料，而极易达成。
导流片20走向之设计变化可使出流之范围达成扩张、平行或集中之需求，其典型之设计例示于图7至图10。其中，图7为一扩张出流之实施例，图8为其侧视及作用图，显示各导流片20顺旋转方向R之前端之对轴心距d7较其后端之对轴心距d8呈逐渐加大，以迫使出流Xd外张;图9为一集中出流之实施例，图10为其侧视及作用图，显示各导流片20顺旋转方向R之前端之对轴心距d9较其后端之对轴心距d10逐渐缩小，以迫使出流Xe向内集中。
本发明扇叶之各导流片可与叶面一体成形制造;此外，当然亦可制成个体元件而连结组装。
以上所举实施例仅用以说明本发明的特征，对熟悉此类技术之人基于本发明精神所作的各种变形、修饰与应用，应包含于本发明专利范围内。
权利要求
1.一种具导流翼形肋之轴流式扇叶，具有一轴部及环设于轴部外围之复数个螺旋叶面，其特征在于各叶面之至少一侧突设有若干导流片，以导引流经扇叶流体之送出方向，使在出流之范围内获得均匀之流速，并防止噪音及提高效率。
2.根据权利要求1所述的一种具导流翼形肋之轴流式扇叶，其特征为各导流片背向轴部之一面之长度较面轴心之另面之长度为小，使分别掠过此两面之流体流速不同，其相对压差产生向轴部之力，藉以抵消扇叶旋转离心力，而能允许扇叶高速运转而不变形。
3.根据权利要求1所述的一种具导流翼形肋之轴流式扇叶，其特征为各导流片之数目、形状、间距、高度及走向等均可依需要适当调变。
全文摘要
一种具导流翼形肋之轴流式扇叶，系在各叶面上设有若干翼形肋，以引导叶面推送流体之方向而控制流体送出之方向及稳定其流速；并增加叶片刚性，以及利用流动于翼形肋两侧所造成之流体压差抗衡叶片转动之离心力，以减少叶片之振动与紊乱流所引起之噪音。
文档编号F04D29/38GK1088667SQ9211409
公开日1994年6月29日 申请日期1992年12月16日 优先权日1992年12月16日
发明者徐佳铭 申请人:新典自动化股份有限公司