[发明专利]一种降噪式轴流风扇

说明书

本发明涉及一种降噪式轴流风扇，包括轮毂(1)、扇叶(2)和外环(3)，轮毂(1)和外环(3)同轴设置，扇叶(2)顶端与所述外环(3)固定连接，扇叶(2)底端与所述的轮毂(1)固定连接，扇叶(2)以风扇旋转轴线为中心呈放射状排列，扇叶(2)包括弧状前缘和后缘，各个扇叶(2)的吸力面上靠近扇叶(2)顶端位置处分别设置至少一个导流槽(4)，当设置多个导流槽(4)时，多个导流槽(4)沿扇叶(2)的前缘均匀排布，风扇在旋转过程中，各导流槽(4)将气流从扇叶(2)的前缘导向至后缘。与现有技术相比，本发明减小了大尺度涡破裂和脱落产生的湍流噪声，在对气动性能的影响很小的情况下就能达到较好的降噪效果。

技术领域

本发明涉及一种轴流风扇，尤其是涉及一种降噪式轴流风扇。

背景技术

轴流风扇在汽车冷却系统中普遍使用，由于汽车动力性不断提高，散热需求也不断增大，为了达到更高的散热性能要求，往往需要提高风扇转速，然而，风扇转速的提高极大地增加了风扇噪声，驾驶员长时间处于高噪声环境中，易出现烦躁或注意力不集中的不良反应。

在轴流风扇运行过程中，高速气体产生的气动噪声主要包括窄带旋转噪声与宽频涡流噪声。在风扇高速旋转过程中，叶片周期性冲击切割周围空气使其发生扰动，产生由叶片通过频率(BPF)为基频的一系列离散频率旋转噪声。由于轴流风扇输送的气体是旋转向前运动的，气流流动比较紊乱，叶片表面附面层的气体分离易产生大量涡流，不同尺度的涡流破裂为更加细小的涡，同时叶片尾缘的脱落涡会激发出频率范围较宽的噪声，最终引起在较宽频带上的涡流噪声。为了消除风扇涡流噪声，减小边界层的分离与涡的脱落，需要对风扇结构实施改进措施。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种降噪式轴流风扇。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种降噪式轴流风扇，包括轮毂、扇叶和外环，所述的轮毂和外环同轴设置，所述的扇叶顶端与所述外环固定连接，所述的扇叶底端与所述的轮毂固定连接，所述的扇叶以风扇旋转轴线为中心呈放射状排列，所述的扇叶包括弧状前缘和后缘，各个扇叶的吸力面上靠近扇叶顶端位置处分别设置至少一个导流槽，当设置多个导流槽时，多个导流槽沿扇叶的前缘均匀排布，风扇在旋转过程中，各导流槽将气流从扇叶的前缘导向至后缘。

所述的导流槽为扇叶表面的凹槽形结构，所述的导流槽包括底面、上壁面和下壁面，所述的底面为平面，所述的上壁面与下壁面相对设置并从扇叶的前缘向后缘延伸，导流槽的入口端靠近扇叶的前缘处，导流槽的出口端远离扇叶的前缘处，导流槽的出口端为与扇叶表面相接的连续非阶梯结构，风扇在旋转过程中，气流从入口端流入导流槽，沿上壁面与下壁面向扇叶的后缘流动并从出口端流出，进而继续沿扇叶的表面向后缘流动。

所述的上壁面为圆弧壁面，上壁面在风扇回转平面上投影的二维曲线圆心与风扇回转中心重合。

各扇叶上从扇叶底端开始的第i个导流槽的上壁面的半径为r_i＝k·r₀+i(r_n+1-k·r₀)/(n+1)，其中，r₀为轮毂半径，r_n+1为扇叶顶端叶尖所在圆柱面半径，i＝1，2，……，n，n为同一扇叶上导流槽的个数，k为常系数。

常系数k取值为：1.2≤k≤1.8。

所述的下壁面为圆弧壁面，下壁面在风扇回转平面上投影的二维曲线首末点连线与上壁面在风扇回转平面上投影的二维曲线首末点连线存在一夹角θ。

夹角θ的取值为：8°≤θ≤20°。

所述的各扇叶上从扇叶底端开始的第i个导流槽的下壁面的半径为r_di＝m·r_i，m为常系数。

常系数m的取值为：1≤m≤3。