扇叶耐受流体压力强度之测试系统及其测试方法与流程

本发明有关于扇叶测试领域，尤指用于扇叶耐受流体压力强度之测试系统及其测试方法。

背景技术：

早期风扇的设计开发与分析大多以风洞实验之量测为依据，风扇可经由风洞实验测试风扇静压与风量之性能曲线图以及无响室测试风切噪音，以验证设计。

在日新月异的科技进步下，电脑的运算能力也大幅提升，促使数值分析之方法与技巧能够不断的创新与发展，计算效率也大幅的提升。数值分析法例如藉由计算流体力学CFD（Computational Fluid Dynamics）的分析工具探求整体风扇及内部区域的流场现象。

然而，不论是风洞实验或者数值分析，都没有提供扇叶耐受流体压力强度的测试或分析，因此如何测定扇叶耐受流体压力强度为本领域的人所要努力的方向。

技术实现要素：

因此，为有效解决上述之问题，本发明目的提供一种令扇叶在一具有压力的流体中运转，以测试该扇叶的耐受流体压力强度之测试系统。

本发明另一目的在提供一种令扇叶在一具有压力的流体中运转，以测试该扇叶的耐受流体压力强度之测试方法。

本发明另一目的在提供一种检测经过耐受流体压力强度之测试的扇叶的外型及工作效能及工作异音其中至少一项的变化判断该扇叶的耐受流体压力的强度。

为达上述目的，本发明提供一种用于一扇叶耐受流体压力强度之测试系统，包括：一箱体，其内界定一腔室容置该扇叶；一驱动装置，具有一传动杆延伸到该腔室内连接该扇叶，并经由该传动杆驱动该扇叶转动；一流体源，提供一流体进入该箱体的腔室内；一加压泵，连接该流体源及该箱体，该流体源之流体经过该加压泵加压后流入该箱体的腔室内，以使在腔室内的扇叶在加压的流体中转动。

本发明另外提供一种用于用于一扇叶耐受流体压力强度之测试方法，包括：将一扇叶设置在一箱体的一腔室内，并使该扇叶连结一驱动装置的一传动杆；通过一流体源提供一流体经过一加压泵加压到一预设流体压力后流入该箱体内；该驱动装置驱动该扇叶以一预定转速在该预设压力的流体中转动，且经过一预设转动时间后停止运转。

在一实施，该驱动装置连接一转速器及一计时器，该转速器调节设定该驱动装置的驱动转速，该计时器设定该驱动装置的驱动时间。

在一实施，该箱体的腔室内设有一压力感测器感测该箱体的腔室内的流体压力。

在一实施，该流体源经由一管道连通该加压泵及该箱体的腔室。

在一实施，该流体包括：压缩空气、氮气、植物油、煤油、蒸馏水。

在一实施，该测试方法更包括：根据该扇叶的外型及工作效能及工作异音其中至少一项的变化判断该扇叶的耐受流体压力的强度。

【附图说明】

下列图式之目的在于使本发明能更容易被理解，于本文中会详加描述该些图式，并使其构成具体实施例的一部份。透过本文中之具体实施例并参考相对应的图式，俾以详细解说本发明之具体实施例，并用以阐述发明之作用原理。

图1为本发明测试系统示意图；

图2A为本发明第一种扇叶的示意图；

图2B为本发明第二种扇叶的示意图；

图3为本发明测试方法流程图；

图4为本发明另一测试方法流程图。

主要符号说明：

11箱体

111腔室

12驱动装置

121传动杆

13流体源

14加压泵

15扇叶

151轮毂

152叶片

16转速器

17计时器

18管道

19压力感测器

SP1～SP4 步骤。

【具体实施方式】

本发明之上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式之较佳实施例予以说明。

请参考图1为本发明测试系统示意图；图2A为本发明第一种扇叶的示意图；图2B为本发明第二种扇叶的示意图。如图所示，本发明的测试系统用于测试一扇叶耐受流体压力的强度，该测试系统包括：一箱体11、一驱动装置12、一流体源13、一加压泵14。

该箱体11内界定一腔室111用以容置该扇叶15，该腔室111作为测试的空间。该驱动装置12具有一传动杆121延伸到该腔室111内连接该扇叶15，经由该传动杆121驱动该扇叶15转动。其中该扇叶15包含轮毂151及设在轮毂周围的叶片152，例如但不限制为轴流扇叶（如图2A）或离心扇叶（如图2B）。

该驱动装置12例如为直流或交流马达可调节驱动转速，以使该扇叶15以一预设转速转动。该流体源13在该箱体11外提供一流体进入该箱体的腔室内，该流体例如但不限定为压缩空气、氮气、植物油、煤油或蒸馏水等。

该加压泵14连接在该流体源13及该箱体11之间，该流体源13经由一管道18连通该加压泵14及该箱体11的腔室111，流体源13的流体藉由管道18先经过加压泵14加压后再藉由管道18流入该箱体11的腔室111内，因此流入腔室111内的流体具有一预设流体压力。

再者，虽然图中表示该加压泵14设置在该箱体11外，但是在另一替代实施该加压泵14也可以设置在该箱体11的腔室111内，当流体流入腔室111后再对腔室111内的流体加压。前述流入腔室111的流体至少淹过该扇叶15，或者充满整个腔室111，以使在腔室111内的扇叶15在加压的流体中转动。

前述的驱动装置12连接一转速器16及一计时器17，该转速器16用以调节该驱动装置12的驱动转速，该计时器17用以设定该驱动装置12的驱动时间使该扇叶在预设的测试时间运转，其中该驱动时间根据每一种扇叶的规格，例如扇叶的尺寸及扇叶的使用场合等而定。

另外，该箱体11的腔室111内设有一压力感测器19连结该加压泵14，该压力感测器19感测该腔室111内的流体压力，该压力泵14根据该压力感测器19的感测调整对流体的加压以确保腔室111内的流体达到预设流体压力。

请继续参考图3为本发明测试方法流程图。如本图所示一并参考图1，本发明的测试方法将扇叶放置在如上图1所述的测试系统中做测试，包括步骤如下：

步骤1 （SP1）：将一扇叶设置在一箱体的一腔室内，并使该扇叶连结一驱动装置的一传动杆。在本步骤，将扇叶15（例如轴流扇叶或离心扇叶）放置在箱体11的腔室111内，并跟驱动装置12的传动杆121结合，扇叶15跟传动杆121之间的结合方式可以是螺锁或卡接或扣接。

步骤2 （SP2）：通过一流体源提供一流体经过一加压泵加压到一预设流体压力后流入该箱体内。在本步骤，开启流体源使流体经过管道18流入加压泵14，再从加压泵14经过管道18流入腔室111，加压泵14对该流体加压，使得流入腔室111内的流体被加压到一预设流体压力，且藉由该腔室111内的压力感测器19流体压力，该压力泵14根据该压力感测器19的感测调整对流体的加压，以确保腔室111内的流体达到预设流体压力。

步骤3（SP3）：该驱动装置驱动该扇叶以一预定转速在该预设流体压力的流体中转动，且经过一预设转动时间后停止运转。在本步骤，当流入腔室111的流体淹过该扇叶15或充满整个腔室111后，停止将流体注入到腔室111，启动该驱动装置12驱动该扇叶15在预设流体压力的流体中转动，其中该驱动装置12可以经由该转速器16调节驱动转速，且经由计时器17设定驱动时间以使该扇叶在预设的测试时间以一预定的转速运转。

本发明透过以上的步骤1至步骤3以令扇叶在具有压力的流体中运转，以测试扇叶15耐受流体压力的强度，举例而言，将扇叶15放置在箱体11的腔室111内，流体加压到5Kg，驱动装置12带动该扇叶15以5000r.p.m.的转速在5Kg的流体压力中持续转动1小时，以测试该扇叶15的耐受流体压力的强度。

请继续参考图4为本发明另一测试方法流程图，本图与图3的差异在于更包括步骤4（SP4）在该步骤3（SP3）的后面，该步骤4（SP4）：根据该扇叶的外型及工作效能及工作异音其中至少一项的变化判断该扇叶的耐受流体压力的强度。在本步骤将前述经过耐受流体压力强度的扇叶15从箱体11的腔室111取出，然后根据扇叶的外型及/或工作效能及/或工作异音的变化来判断扇叶15的耐受强度。

前述扇叶外型是指扇叶是否变形或断裂，扇叶是否变形可以利用接触式的量测（例如量测头）或非接触式的量测（例如 以3D雷射扫瞄量测仪进行3D非接触式光学量测），透过这些量测扇叶的轴向变形及径向变形数值。

前述工作效能是指将扇叶放入风洞测试仪测量风压-风量曲线（P-Q曲线图），风量是指扇叶「每分钟送出或吸入的空气总体积」。风量单位是CFM，即为每分钟立方英尺(Cubic Feet per Minute)；如果按立方公尺来算，则为CMM (Cubic Meters per Minute)。风扇的风压又称为静压 (static pressure)，指风扇在进气端与吹出端的气压差异，通常使用单位为公厘水柱高 (mmH2O) 或是英寸水柱高 (inchH2O)。

前述异音是指将扇叶放入消音室中进行量测，一般而言消音室的杂讯要小于17dB。

举例而言，将前述以5000r.p.m.的转速在5Kg的流体压力中持续转动1小时的扇叶15从箱体中取出，然后根据该扇叶15是否断裂，若断裂则判断该扇叶15没有通过测试。再者，若该扇叶15没有断裂则要量测该扇叶15的轴向变形是否小于等于0.1mm；径向变形是否小于0.2mm，且风压是否小于等于12mm水柱；风量是否小于等于5CFM；异音是否小于等于33分贝判断该扇叶15有无通过测试。例子中各项目的数值并不局限于本发明，可以根据测试者的需求设定。

藉由以上的系统及方法以令扇叶15在一具有压力的流体中运转，以测试该扇叶15的耐受流体压力强度，且检测经过耐受流体压力强度之测试的扇叶15的外型及工作效能及工作异音其中至少一项的变化判断该扇叶15的耐受流体压力的强度是否通过测试。

惟以上所述者，仅系本发明之较佳可行之实施例而已，举凡利用本发明上述之方法、形状、构造、装置所为之变化，皆应包含于本案之权利范围内。