专利名称：电机、电机风扇及其叶片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风冷技术领域，特别是涉及一种用于电机风扇的叶片。本实用新 型还涉及一种包括上述叶片的电机风扇和一种包括上述电机风扇的电机。
背景技术：
风扇作为产生气体压力，提供气体流动动力的装置，在需要空气冷却的装置中得 到了广泛的应用。发电机作为常见的发电装置，随着其发电功率的不断增加，其转子的励磁电流也 不断增加，与此同时，发电机的发热量也不断增加，散热问题逐渐成为本领域技术人员关注 的热点，现有技术中，通常采用空气冷却的方式保证电机稳定、持续地工作。风扇安装于发电机的内部，带动空气产生克服发电机自身、冷却器、附加通风管道 以及过滤器等通风回路的风阻的气体压力，维持一定的气体流量和流速，使冷却空气连续 不断地吹过发电机的发热部件的表面，带走发热部件的热量，并通过热交换将其散失至机 外，保证发电机在允许的温度范围内安全运行。现有技术中，应用在发电机中的风扇主要包括径向离心风扇、简单平板式叶片轴 流风扇和圆弧板式叶片轴流风扇。请参考图1，图1为现有技术中一种典型的使用径向离心 风扇的发电机的结构示意图。如图中所示，发电机包括径向离心式风扇11、定子铁芯13、定子绕组12、转子铁芯 14、转子绕组15、转轴16和冷却器17，工作过程中，空气在径向离心式风扇11的作用下流 动，经过冷却器17进行热交换，经过冷却的空气在按照图中箭头的方向流动，对转子铁芯 14、转子绕组15、定子铁芯13和定子绕组12进行冷却，并在冷却器17处进行热交换，再次 进入下一循环。然而，径向离心式风扇11很难在大型风力发电机中进行并联风路设计，而串联风 路的流程长，风阻大，不利于提高整体的流量，从而影响了冷却效果，同时，径向离心式风扇 11本身的工作效率就较低，进一步给提高冷却效果带来了困难。请参考图2至图4，图2为现有技术中一种典型的使用轴流风扇的发电机的结构示 意图；图3为平板式叶片的结构示意图；图4为圆弧式叶片的结构示意图。如图2所示，发电机包括轴流风扇11、定子铁芯12、定子绕组13、转子铁芯14、转 子绕组15、转轴16和冷却器17，轴流风扇11固定安装于转轴16，随着转轴16的旋转，轴流 风扇11的叶片111 (示于图3和图4中)给予空气一定的气体压力，使经过冷却器17冷却 的气体沿图中箭头方向流经转子铁芯14、转子绕组15、定子铁芯12和定子绕组13。现有技术中的轴流风扇11的叶片通常具有如图3和图4中所示的叶片形状，平板 式叶片和圆弧板式叶片的叶形简单，但是空气的流动状态不佳，流线较差，使得风扇压头的 效率较低，空气的摩擦大，噪声大，损耗大，影响冷却效果。因此，如何改善风扇带动空气流动的流动状态，提高风扇压头的效率，减小空气摩 擦力，提高冷却效果，就成为本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于电机风扇的叶片，该叶片具有较好的流线型， 改善了空气的流动状态和电机风扇的工作状态，减小了与空气之间的摩擦作用，降低了噪 声和损耗，提高了冷却效果。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述叶片的电机风扇 和一种包括上述电机风扇的电机。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于电机风扇的叶片，固定于风扇座， 所述叶片的横截面的外缘包括第一光滑曲线段和第二光滑曲线段，二者相交于第一交点和 第二交点，所述第一光滑曲线段和所述第二光滑曲线段分别向连接第一交点和第二交点的 直线段的两侧凸起。优选地，所述叶片的横截面具有与机翼的横截面相同的形状。为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种电机风扇，包括叶片和风扇座，所述 叶片安装于所述风扇座，所述叶片为上述任一项所述的叶片。优选地，所述叶片的直线段与所述风扇座的基线之间的夹角的范围为10度至30度。优选地，所述叶片的直线段与所述风扇座的基线之间的夹角为16度。为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种电机，包括风扇和转轴，所述风扇套 装于所述转轴，所述风扇为上述任一项所述的电机风扇。优选地，所述风扇的数目为两个，且分别位于所述转轴的两端。本实用新型所提供的用于电机风扇的叶片，固定于风扇座，叶片的横截面的外缘 包括第一光滑曲线段和第二光滑曲线段，二者相交于第一交点和第二交点，第一光滑曲线 段和第二光滑曲线段分别向直线段的两侧凸起。可以看出，本发明所提供的用于风扇的叶 片的外轮廓是由两段向相对方向外凸的曲线所形成的曲面相交构成，具有较好的流线型， 在工作过程中，风扇的叶片旋转，带动空气流动，具有上述结构的叶片保证了空气流动时具 有较好的流动状态，能够在保证较大的气压压头和较高的气体流量的同时，降低空气与叶 片之间的摩擦作用，从而降低能量的损耗和较大噪声的产生，提高风扇带动空气流动的效 率，提高冷却效果。本实用新型所提供的电机风扇，包括风扇座和如上所述的叶片，叶片固定于风扇 座，风扇的有益效果与以上所述的叶片的有益效果类似，在此不再赘述。在一种具体实施方式
中，本发明所提供的电机风扇的叶片的直线段与风扇座的基 线之间的夹角为16度。这样，当风扇的叶片运动时，可以最大限度地保证气体具有较好的 流动状态和较大的气体流量，并且保证气体具有较大的气压压头，保证风扇的冷却效果，同 时，还可以避免空气流动过程中与叶片之间产生较大的摩擦，造成能量的损耗和噪声的增 大，提高能量的利用效率。本实用新型所提供的电机，包括转轴和套装于转轴的如上述的电机风扇，电机的 有益效果与以上所述的叶片的有益效果类似，在此也不再赘述。
图1为现有技术中一种典型的使用径向离心风扇的发电机的结构示意图；[0025]图2为现有技术中一种典型的使用轴流风扇的发电机的结构示意图；图3为平板式叶片的结构示意图；图4为圆弧式叶片的结构示意图；图5本实用新型一种具体实施方式
所提供的叶片及风扇座的立体结构示意图；图6为图5的A向示图；图7为本实用新型一种具体实施方式
所提供的电机风扇的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种用于电机风扇的叶片，该叶片具有较好的流线型， 改善了空气的流动状态和风扇的工作状态，减小了与空气之间的摩擦作用，降低了噪声和 损耗，提高了冷却效果。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述叶片的电机风扇和一 种包括上述风扇的电机。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，
以下结合附图和具体实施 方式对本实用新型作进一步的详细说明。请参考图5和图6，图5本实用新型一种具体实施方式
所提供的叶片及风扇座的立 体结构示意图；图6为图5的A向示图。如图中所示，在一种具体实施方式
中，本实用新型所提供的用于电机风扇的叶片 211，固定于电机风扇的风扇座212，叶片211的横截面的外缘包括第一光滑曲线段2111和 第二光滑曲线段2112，二者相交于第一交点和第二交点，第一光滑曲线段2111和第二光滑 曲线段2112分别向直线段2113的两侧凸起。具体地，叶片211和风扇座212可以通过一 体铸造而成。由于第一光滑曲线2111和第二光滑曲线2112为叶片211的横截面的外缘线，因 此直线段2113也位于叶片211的横截面内，且第一光滑曲线段2111和第二光滑曲线段 2112分别向直线段2113的两侧凸起；同时，叶片的整个外轮廓为分别以第一光滑曲线2111 和第二光滑曲线2112为基线延伸形成的曲面相交后的形状。这样，由于本发明所提供的用于电机风扇的叶片211的外轮廓是由两段向相对方 向外凸的曲线所形成的曲面相交构成，具有较好的流线型，在工作过程中，风扇的叶片211 旋转，带动空气流动，具有上述结构的叶片211保证了空气流动时具有较好的流动状态， 能够在保证较大的气压压头和较高的气体流量的同时，降低空气与叶片211之间的摩擦作 用，从而降低能量的损耗和较大噪声的产生，提高风扇带动空气流动的效率，提高冷却效
^ ο具体地，叶片211的横截面可以具有与飞机的机翼的横截面相同的形状。当然，两 形状相同并不表示二者的尺寸完全相同，而是可以按照一定的比例将机翼的尺寸缩小至叶 片211所需要的尺寸。由于飞机的机翼的流线型是经过长期的研究得到的，具有很好的空气动力学性 能，因此保证了叶片211也具有非常好的空气动力学性能，尽可能地保证冷却效果的同时 减小能量的损耗。请参考图7，图7为本实用新型一种具体实施方式
所提供的电机风扇的结构示意 图。
5[0040]另外，本实用新型还提供一种电机风扇，包括风扇座212和如上所述的叶片211， 其中，叶片211固定于风扇座212，风扇座212通过螺纹连接固定于扇叶支架213。电机风扇由于具有本实用新型所提供的叶片211，因此，本发明所提供的电机风扇 也保证了空气流动时具有较好的流动状态，在保证较大的气压压头和较高的气体流量的同 时，降低空气与叶片211之间的摩擦作用，从而降低能量的损耗和较大噪声的产生，提高电 机风扇带动空气流动的效率，提高冷却效果。如图6所示，在一种具体实施方式
中，叶片211的直线段2113与所述风扇座212 的基线2121之间的夹角范围为10度至30度。这样可以使叶片211较好地带动空气流动， 保证冷却效果。当然，上述夹角范围包含10度、30度以及位于两角度之间的任一角度。具体地，上述电机风扇的叶片211的直线段2113与风扇座212的基线2121之间 的夹角为16度。这样，当电机风扇的叶片211随着风扇座212 —起运动时，叶片211可以最大限度 地保证气体具有较好的流动状态和较大的气体流量，并且保证气体具有较大的气压压头， 进而保证风扇的冷却效果，同时，还可以避免空气流动过程中与叶片211之间产生较大的 摩擦，造成能量的损耗和噪声的增大，提高能量的利用效率。进一步地，本实用新型还提供一种电机，包括转轴和套装于转轴的如上述的电机 风扇。这样，本实用新型所提供的电机具有所有安装有轴流风扇的电机的冷却优点，另 外，电机中的风扇为以上所述的电机风扇，因此本实用新型所提供的电机还具有上述风扇 的冷却效果，从而较好地解决了电机的散热问题，保证了电机的正常工作。在安装过程中，首先对风扇的扇叶支架213加热，然后将扇叶支架213套装于电机 的转轴，待扇叶支架213冷却后，扇叶支架213将于转轴构成过盈配合，保证安装的可靠性。为了进一步提高风扇对电机的冷却效果，还可以在同一电机的内部设置两个风 扇，且分别位于转轴的两端。以上对本实用新型所提供的电机、电机风扇及其叶片进行了详细介绍。本文中应 用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮 助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进 和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求一种用于电机风扇的叶片，固定于风扇座(212)，其特征在于，所述叶片(211)的横截面的外缘包括第一光滑曲线段(2111)和第二光滑曲线段(2112)，二者相交于第一交点和第二交点，所述第一光滑曲线段(2111)和所述第二光滑曲线段(2112)分别向连接第一交点和第二交点的直线段(2113)的两侧凸起。
2.根据权利要求1所述的用于电机风扇的叶片，其特征在于，所述叶片(211)的横截面 具有与机翼的横截面相同的形状。
3.一种电机风扇，包括叶片(211)和风扇座(212)，所述叶片(211)固定于所述风扇座 (212)，其特征在于，所述叶片(211)为权利要求1或2任一项所述的叶片(211)。
4.根据权利要求3所述的电机风扇，其特征在于，所述叶片(211)的直线段(2113)与 所述风扇座(212)的基线(2121)之间的夹角范围为10度至30度。
5.根据权利要求4所述的电机风扇，其特征在于，所述叶片(211)的直线段(2113)与 所述风扇座(212)的基线(2121)之间的夹角为16度。
6.一种电机，包括电机风扇和转轴，所述电机风扇套装于所述转轴，其特征在于，所述 电机风扇为权利要求3至5任一项所述的电机风扇。
7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述电机风扇的数目为两个，且分别位于 所述转轴的两端。
专利摘要本实用新型公开了一种用于电机风扇的叶片，固定于风扇座(212)，所述叶片(211)的横截面的外缘包括第一光滑曲线段(2111)和第二光滑曲线段(2112)，二者相交于第一交点和第二交点，所述第一光滑曲线段(2111)和所述第二光滑曲线段(2112)分别向所述直线段(2113)的两侧凸起。本实用新型所提供的叶片具有较好的流线型，改善了空气的流动状态和电机风扇的工作状态，减小了与空气之间的摩擦作用，降低了噪声和损耗，提高了冷却效果。本实用新型公开了一种包括上述叶片的电机风扇和一种包括上述电机风扇的电机。
文档编号H02K9/06GK201750289SQ201020294328
公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月16日 优先权日2010年8月16日
发明者王民伟, 赵军, 马贤好 申请人:三一电气有限责任公司