[發明專利]軸流式風扇

有效

• 申請號: 201480028359.8
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN105358836B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: C·加利納
• 申請（專利權）人: 可風可有限公司
• 主分類號: F04D29/38
• 分類號: F04D29/38;F04D29/68
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 張琦;韓羽楓

一種軸流式風扇，包括轂以及從該轂延伸的多個葉片；其中每個葉片包括主葉片部和副葉片部，并且副葉片部的前緣鄰近主葉片部的前緣，并且形成用于主葉片部的襟翼；其中流體通道被限定在主葉片部的前緣與副葉片部的前緣之間；其中主葉片部具有主翼弦，而副葉片部具有副翼弦；并且其中主翼弦和副翼弦形成5°到35°之間的相對攻角。

技術領域

本發明涉及一種用于工業用途的軸流式風扇。

背景技術

如已知的，軸流式風扇一般包括轂和多個葉片，這些葉片基本上沿徑向從轂延伸。

轂可圍繞一軸線旋轉，并且連接到電機，用以經由傳動系統接收旋轉運動。

葉片設有翼面，使得由電機施加的旋轉作用在葉片的拱背與內弧面之間產生壓差。反過來，該壓差產生沿基本上平行于轂軸線的方向的氣流。

沿軸向運動提供的空氣流速取決于多種因素，主要包括轉速、翼面的形狀以及葉片的螺旋角(pitch angle)。

已知的是，給定某個轉速，迎角(即，空氣的速度矢量與葉片的翼弦之間的角度)由螺旋角決定，并且不能超過臨界閾值或者失控角(stalling angle)。在工業用途的軸流式風扇中，葉片的螺旋角通常在-4°到+30°之間(螺旋角通常利用定位在葉片的拱背的遠端且垂直于徑向定向的傾角計來測量)。

在臨界閾值以下，沿著葉片的表面的氣流是層流，并且允許正確地充分利用葉片的內弧面與拱背之間的曲率來得到上升力。限制包圍(lapping)拱背和內弧面的流動的統一點(reunification point)下游(即，基本上葉片的尾緣的下游)的湍流。

如果改為迎角超過臨界閾值(失控角)，包圍拱背和內弧面的流動無法均勻地聚合，與葉片的表面分離，并且導致分離點的下游的渦流。該分離通常從切向速度較高的葉片的外圍區域發生。

渦流引起提升力的損失，并且因此導致風扇效率的下降。在實踐中，響應于驅動風扇的電機所吸收的能量的對應增量，在運轉中設定的流速并不增加，或者甚至減小。

部分通過限制超過臨界閾值且觸發渦流形成的危險，可以將軸流式風扇的葉片設計成使得在較大的空氣螺旋角和高速下效率較高。然而，該改進對應在螺旋角和/或低速度下效率低。相反地，設計為在小螺旋角和低速下具有高效率的葉片完全不能符合較大角度和速度的要求，不但效率低而且更容易失控(失速)。

在工業用途的軸流式風扇中，實際上，圓周速度度(peripheral speed)和螺旋角的條件可以以實質的方式改變。實際上，工業用途的軸流式風扇的直徑范圍通常從約1m到約12m，但是圓周速度度能夠達到約75m/s。而如已經指出的，螺旋角能夠在約30°-40°的范圍內變化。與期望的相反，工作點因此可顯著地改變，并且已知的軸流式風扇僅能夠確保在狹窄的運行條件范圍下的充足效率。在較寬的運行條件的范圍中達到令人滿意的性能的困難主要取決于工業用途(尤其是大尺寸)的軸流式風扇的單獨特性。實際上，所述軸流式風扇的葉片沿徑向有幾米長，并且因此遠端與近端之間的速度差非常大，足以將葉片的外圍部分帶入失控條件，同時徑向最內的部分仍然具有相對充足的余量，但是那無法被充分利用。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種軸流式風扇，其能夠克服以上描述的限制，并且尤其能夠在葉片的大范圍的螺旋角、迎角以及圓周速度度上獲得高效率。

根據本發明，提供一種軸流式風扇，其包括轂以及從該轂延伸的多個葉片；其中每個葉片包括主葉片部和副葉片部，并且副葉片部的前緣鄰近主葉片部的尾緣并形成中間葉片部的襟翼(flap)；并且其中在主葉片部的尾緣與副葉片部的前緣之間限定流體通道。

根據本發明的另一方案，流體通道被構造成允許從主葉片部的內弧面到副葉片部的拱背的流體流動通道。