[发明专利]带有无刷直流电机的轴流风扇

说明书

本发明广义上讲涉及一种带有电机的轴流风扇，用于电子器具，诸如办公室或家庭用电子器具；比较特殊地讲涉及一种带有无刷直流电机的轴流风扇。该轴流风扇对以下参数都进行了最优化设计：直径比、叶片数量、曲度比(camber ratio)、倾角(pitch angle)和扫掠角(sweep angle)，因此除了增加空气量外还降低了运行噪音。

图1a和1b分别是普通的与电机组合的轴流风扇的平面图和侧视图。图2是普通轴流风扇沿图1a中A-A线的剖面图。图3是一种装有该普通轴流风扇的电磁感应加热炊具的剖面图。

如图1a至2所示，普通轴流风扇的典型尺寸设定到92mm(W)×92mm(D)×25mm(H)。这种普通轴流风扇包括一风扇壳体7和一台电机1，该电机1稳固地安装在该壳体7内。一个叶毂3稳固地安装在所示电机1的旋转轴2上，而多个叶片5有规律地绕所述叶毂3固定。风扇壳体7覆盖所述叶片5，从而防止所述叶片5受到外部冲击。

在这些普通轴流风扇中，电机1通常从小型无刷电机中选择。上述轴流风扇通常有7片叶片5。在这种普通轴流风扇中，叶片5的轴向高度被设定为小于风扇壳体7的轴向高度，这从图2中可清晰地看出；叶片5的表面也安置得低于壳体7的表面。

普通轴流风扇的风扇壳体7的轴向高度限制在25mm，而叶片5的表面必须低于风扇壳体7的表面。这种普通轴流风扇的叶片形状简单，这是不理想的。

具体地讲，这种普通轴流风扇的每一叶片的最大曲度位置设定到0.45，在每一叶片5上从叶毂到叶尖曲度位置均匀分布，以便使最大曲度位置安置在接近叶片进气边处。每一叶片5的最大曲度比在叶毂处为2.0％，在叶尖处为8.0％，并在叶片5上实行一种线性分布。每一叶片5几乎都没有扫掠角，而每个叶片5的倾角从叶毂处的52°迅速变化到叶尖处的26°，且有一种线性分布。

这样的轴流风扇优选用在如图3所示的电磁感应加热炊具中，以驱动和冷却所述炊具。

如图3所示，该炊具有一个固定在炊具外壳的底壁上的轴流风扇20。当轴流风扇20起动时，大气通过一个进气栅21由该轴流风扇20的吸力吸入该炊具的外壳内，并在一根导气管22的导引下流动，从而在通过一个排气栅25排出外壳之前冷却一个散热片23和一个加热线圈24。

这样的轴流风扇20除上述炊具外还可以优选用在大量电子器具中。尤其是，这些轴流风扇20可以优选用于冷却供电单元、灯和普通LCD投影仪的LCD模块。

用在诸如LCD投影仪和感应加热炊具等电子器具中的轴流风扇20是重要的元件，因为风扇20驱动和冷却所述电子器具。然而，普通轴流风扇20的问题是，它们令人不快地产生运行噪音，从而干扰该器具周围的人。尤其是，安装在感应加热炊具中的普通轴流风扇20的运行噪音占炊具全部运行噪音的70％。风扇20的这种运行噪音引起采用这种风扇的电子器具的一系列缺陷。

这就是说，这些轴流风扇的运行特性和运行噪音直接影响采用这些风扇的电子器具的运行特性和运行噪音。

普通轴流风扇的叶片5的轴向高度设计成小于风扇壳体7的轴向高度。此外不理想的是，叶片5的形状扁又宽，曲度比小，倾角小和扫掠角也小。因而，普通轴流风扇仅仅产生较少的空气量，而令人不快地增加运行噪音。具体地讲，当叶片5的轴向高度小于风扇壳体7的轴向高度时，叶片5的径向吸入的空气量就小于叶片5的轴向吸入的空气量。因此普通轴向风扇仅仅产生较少的空气量，而令人不快地增加运行噪音。

当叶片5有一个小的扫掠角时，它们令人不快地增加运行噪音。当叶片5有一个小的倾角时，每一叶片5的宽度减小，这样就难于吸入所期望的空气量。当叶片5有一个小的曲度比时，几乎不可能令人满意地增加空气通过风扇的静压力。这就迫使增加风扇的转速，以便获得所期望的空气量，但最终恶化了风扇的吹气效率。

因此，有必要优化设计叶片5和风扇壳体7的轴向高度、叶片5的扫掠角、倾角和曲度比，以便使采用轴流风扇的电子器具获得理想的运行效果，除降低风扇的运行噪音之外还获得理想的空气量。

因此，本发明的出发点是解决存在于已有技术中的上述问题，其目的是提供一种带有无刷直流电机的用于电子器具的轴流风扇。该轴流风扇对以下参数都进行了最优化设计：叶片和风扇壳体的轴向高度、直径比、叶片数量、曲度比、倾角和扫掠角，这样除降低风扇的运行噪音之外还改善吹气运行效率。