[发明专利]一种轴流式流体驱动装置

说明书

技术领域

本发明属于流体机械技术领域，涉及一种流体驱动装置，具体地说涉及一种轴流式流体驱动装置，更具体地说涉及一种轴流式风扇和轴流式叶片泵的叶片结构及布局。 

背景技术

轴流式流体驱动装置包括轴流式风扇和轴流式叶片泵等，属于典型的流体机械。轴流式流体驱动装置的功用是通过扇叶的旋转来驱动流体工质，使之产生主要沿着驱动轴的轴向方向的流动。轴流式风扇输送的工质一般为气态状的流体，而轴流式叶片泵输送的工质则一般为液态状的流体。无论是轴流式风扇还是轴流式叶片泵，它们输送的工质不仅仅为单一种类物质和单一流态的流体，而且往往还包含有多种不同的物质以及不同形态的混合流体，因此它们输送的工质的流动性质常常包含有混合流和多相流。 

传统的轴流式驱动装置包括有轮毂、扇叶和整流罩，其中扇叶采用辐射状布置在轮毂与整流罩之间。轴流式驱动装置的一种经典布局是将轮毂、扇叶和整流罩做成一体结构并一起旋转，比如电脑芯片的冷却风扇和某些管道用叶片泵等就采用这类结构，此时扇叶的内端与轮毂相连接，扇叶的外端与整流罩相连接，扇叶为具有一定宽度的条片状叶片，扇叶与其旋转平面呈现有一定的偏倾角度以对流体工质产生轴向驱动力。显然，上述整体式轴流驱动装置的结构十分简单，非常适合布置在空间受到苛刻限制的工作场合。但是，上述整体式轴流驱动装置却存在有明显的缺陷，主要体现在三个方面：1）由于采用每一个叶片的根部均与轮毂连接的方案，使得靠近轮毂的轴向进口通道截面因叶片过 于密集而受到遮挡，结果妨碍了更多流体工质的通过，或者说降低了装置的输送效率，这一缺点在小型的轴流式风扇和轴流式叶片泵上表现尤为突出；2）由于采用每一个叶片的根部均与轮毂连接的方案，致使装置的总体质量较大尤其是致使整个装置的转动惯量较大，在相同的运行条件下使得装置的惯性力矩较大，结果增大了装置驱动轴的负担，这一点对于频繁启动-运转-停止等间歇式循环工作的某些风扇或泵来说极易造成驱动轴的疲劳断裂；3）由于采用每一个叶片的根部均与轮毂连接的方案，使得每一片叶片的结构要素如尺寸、形态以及布局等大体相同或者相似，以至于它们对工质的作用规律或者工质对于叶片的作用规律均极为相似，结果极易造成共振现象的发生，不仅会产生较大的运行噪声，而且还会危害装置的工作可靠性。 

发明内容

针对传统轴流式驱动装置存在的上述缺陷，本发明提出一种轴流式流体驱动装置，目的在于一方面有效增加轴流式驱动装置的轴向进口通道面积以提高装置的输送效率，另一方面有效减少轴流式驱动装置的质量及转动惯量以降低其驱动轴出现疲劳破坏的机会，此外还能有效抑制共振现象的发生以降低噪声并提高装置的工作可靠性。 

本发明的目的是这样实现的：一种轴流式流体驱动装置，包括轮毂、扇叶和整流罩，其中扇叶采用辐射状布置在轮毂与整流罩之间，其特征在于：设置有悬空叶片，所述悬空叶片的内端采用悬臂结构，悬空叶片的外端与整流罩紧固连接或者与整流罩为一体结构制作。 

上述的悬空叶片中包含有两种以上长度的规格。 

上述的轮毂与整流罩之间连接有驱动杆。 

上述的扇叶全部为悬空叶片。 

上述的扇叶或/和悬空叶片包含有曲线辐射状布局的叶片结构。 

上述的扇叶或/和悬空叶片沿圆周方向的分布为不等分角度的布局。 

上述的扇叶或/和悬空叶片沿轴向方向包含有不同的回转平面。 

上述的扇叶或/和悬空叶片包含有不同的入流攻角。 

上述的扇叶或/和悬空叶片包含有不同的出流攻角。 

上述轴流式流体驱动装置的用途为风扇或流体泵。 

本发明相比现有技术突出的优点是：采用悬空叶片结构，由于至少有部分叶片与轮毂不连接而退让出一些轴向进口通道面积，据此可有效增加流体工质的通过流量，从而提高装置的输送效率；另外，由于悬空叶片较之传统的扇叶要短许多，据此可以减轻装置的质量和降低装置的转动惯量，从而节约材料并降低装置驱动轴出现疲劳破坏的机会；还有，由于存在长短不一的叶片结构，使得叶片对工质的作用规律或者工质对于叶片的作用规律不再整齐划一，结果可以有效抑制共振现象从而降低噪声并提高装置的工作可靠性。 

附图说明

图1是本发明一种轴流式流体驱动装置的轴测示意图； 

图2是图1所示本发明一种轴流式流体驱动装置的轴向方向投影视图； 

图3是图2某叶片在圆周截面M-M处的叶片入流攻角与出流攻角的表征示意图；