[發(fā)明專利]一種葉片非均勻分布的小型軸流風(fēng)扇

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310278682.8
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN103438024A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金英子;朱立夫;李博;吳泳敏;胡勇軍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: F04D29/32
• 分類號: F04D29/32;F04D29/66
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于散熱風(fēng)扇降噪技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種葉片非均勻分布的小型軸流風(fēng)扇。?

背景技術(shù)

小型軸流風(fēng)扇使用方便、成本低，被廣泛的用于民用和商用的散熱通風(fēng)。近幾年，由于計(jì)算機(jī)行業(yè)的飛速發(fā)展和人們生活水平的提高，高性能、低噪聲的小型軸流風(fēng)扇成為散熱的首選，風(fēng)扇的噪聲從噪聲頻率的角度可以分為離散和寬頻噪聲，噪聲的控制一般從三個角度考慮:?其一是從減少噪聲聲源著手；其二是從噪聲的傳播途,?利用消聲器或隔聲器減少噪聲；?其三是從噪聲接收者著手,?對其進(jìn)行保護(hù)。風(fēng)扇葉片產(chǎn)生的空氣動力性噪聲遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于風(fēng)機(jī)的機(jī)械噪聲和電磁噪聲,如果能通過改進(jìn)風(fēng)扇進(jìn)出風(fēng)口和葉片結(jié)構(gòu),?將能大幅度地減少風(fēng)扇輻射的噪聲,而從葉片方面想辦法降噪有很大的研究和應(yīng)用前景。所以出現(xiàn)了一些對葉片處理的方法，常見的有：葉片穿孔減小風(fēng)扇的渦流噪聲、采用前掠葉片降低噪聲、平板葉片吸力面切削降低噪聲、采用軟出邊降低小流量區(qū)噪聲等，其中，采用不等距非均勻分布葉片也是一種降噪措施。傳統(tǒng)的小型軸流風(fēng)扇的葉片采用的是均勻分布，這樣的形式風(fēng)扇產(chǎn)生的離散噪聲峰值較大，通過改變?nèi)~片的分布形式，采用不等節(jié)距非均勻分布可以有效的降低風(fēng)扇的噪聲值。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種葉片非均勻分布的小型軸流風(fēng)扇，通過采用正弦頻率調(diào)制的方法，改變?nèi)~片的分布形式設(shè)計(jì)出一種不等節(jié)距非均勻分布結(jié)構(gòu)的微小型軸流風(fēng)扇，來降低風(fēng)扇基頻和諧波處的噪聲。?

本發(fā)明包括機(jī)匣、葉片、輪轂、電機(jī)、固定架，固定架固定在機(jī)匣內(nèi)，輪轂通過旋轉(zhuǎn)軸與電機(jī)相連接，電機(jī)固定在固定架上，葉片沿周向不等節(jié)距地安裝在輪轂上。?

葉片的不等節(jié)距分布采用正弦頻率調(diào)制，正弦頻率調(diào)制公式如下：?

其中，Φ_i表示等節(jié)距風(fēng)扇第i個葉片在葉輪的周向角度，Φ′_i表示不等節(jié)距風(fēng)扇第i個葉片在輪轂的周向角度,A為調(diào)制振幅，n為調(diào)制的循環(huán)次數(shù)，且不等節(jié)距風(fēng)扇的周向角度(即非均勻度)變化范圍為-9.75°～9.75°。

調(diào)制振幅A的大小決定了葉片周向角度變化的大小，即葉片不均勻分布的程度，A值過大會降低風(fēng)扇葉片對氣體的做功能力，因此需綜合考慮在保證小型風(fēng)扇氣動性能所受影響不大的前提下采用這種正弦調(diào)制方式來分布葉片。本發(fā)明采用的調(diào)制方式中，研究表明，7葉片的某一個風(fēng)扇，當(dāng)A=5,n=1時(shí)，不等節(jié)距風(fēng)扇的周向角度變化范圍為-4.87°～4.87°，此時(shí)風(fēng)扇的基頻處噪聲值下降了1-2dB;當(dāng)A=10，n=2時(shí)，不等節(jié)距風(fēng)扇的周向角度變化范圍為-9.75°～9.75°此時(shí)風(fēng)扇的基頻處噪聲值下降了1～3dB。這兩種調(diào)制方式，風(fēng)扇在設(shè)計(jì)工況下的靜壓升均基本不變。對于7葉片的這一風(fēng)扇研究結(jié)果顯示，周向角度變化-9.75°～9.75°是一個較好的范圍，在這個約束范圍內(nèi)，通過調(diào)制循環(huán)次數(shù)n的不同取值可以選擇一個最佳的葉片分布方式。?

本發(fā)明所針對的適用對象為小型軸流風(fēng)扇，采用正弦調(diào)制分布方式來實(shí)施葉片的不均勻分布，根據(jù)風(fēng)扇自身的葉片數(shù)，通過調(diào)制振幅A來確定各個葉片的周向角度變化范圍，而通過變化調(diào)制循序次數(shù)n來具體選擇在變化范圍之內(nèi)的葉片的最佳周向角度。?

本發(fā)明有益效果如下：?

本發(fā)明主要是對葉片的安裝方式進(jìn)行了改變，將風(fēng)扇葉片不均勻的分布在輪轂的一周，葉片不等節(jié)距非均勻分布之后，?各個葉片之間的距離不等，打破了其周期性規(guī)律，等節(jié)距風(fēng)扇在基頻和諧波處均出現(xiàn)單尖峰值，而不等節(jié)距風(fēng)扇在基頻處和諧波處及其諧波附近出現(xiàn)較小的峰值，不等節(jié)距風(fēng)扇把噪聲峰值散布附近到更寬的頻帶中，從而整體降低了風(fēng)扇的噪聲。經(jīng)研究，采用不等節(jié)距葉片分布的風(fēng)扇的噪聲值整體下降了1～3分貝。采用不等節(jié)距葉片非均勻分布是一種有效的小型軸流風(fēng)扇降噪措施。

附圖說明

圖1是本發(fā)明風(fēng)扇安裝示意圖；?

圖2是原型風(fēng)扇的噪聲頻譜圖；?

圖3是本發(fā)明風(fēng)扇的噪聲頻譜圖；?

圖4是本發(fā)明風(fēng)扇第葉片在輪轂的周向角度圖。?

圖中，機(jī)匣1、葉片2、輪轂3、電機(jī)4、固定架5。?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。?

如圖1所示，一種葉片非均勻分布的小型軸流風(fēng)扇，包括機(jī)匣1、葉片2、輪轂3、電機(jī)4、固定架5，固定架5固定在機(jī)匣1內(nèi)，輪轂3通過旋轉(zhuǎn)軸與電機(jī)4相連接，電機(jī)4固定在固定架5上，葉片2沿周向不等節(jié)距地安裝在輪轂3上。?

葉片2的不等節(jié)距分布采用正弦頻率調(diào)制，正弦頻率調(diào)制公式如下：?