一种轴流风扇降噪结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106402025A(43)申请公布日2017.02.15(21)申请号201610966342.8(22)申请日2016.10.28(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人朱茂桃李娜李凯强(51)Int.Cl.F04D29/38(2006.01)F04D29/66(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种轴流风扇降噪结构(57)摘要本发明公开了一种轴流风扇降噪结构，属于流体机械类降噪领域。轴流风扇降噪结构，包括轮缘、风扇叶片、轮毂及楔形结构，轮缘、风扇叶片、轮毂及楔形结构通过注塑一体成型；风扇叶片开始于轮毂外缘，并沿径向前掠延伸至轮缘内侧面；风扇叶片以风扇旋转中心轴线为中心，在周向上呈等间距分布；风扇叶片的一个侧面上沿径向布置楔形结构；楔形结构的形状包括折线型和曲线型两种。本发明通过楔形结构对周围空气的不规则扰动降低轴流风扇气动噪声，通过楔形结构对空气的导向作用增加轴流风扇的流量；另外本发明可以满足轴流风扇在工作过程中的结构强度及疲劳寿命要求，使得轴流风扇总体性能提升。CN106402025ACN106402025A权利要求书1/1页1.一种轴流风扇降噪结构，其特征在于，包括轮缘(1)、风扇叶片(2)、轮毂(3)及若干楔形结构(4)，所述轮缘(1)、风扇叶片(2)、轮毂(3)及若干楔形结构(4)通过注塑一体成型；所述风扇叶片(2)开始于轮毂(3)外缘，并沿径向前掠延伸至轮缘(1)内侧面；所述风扇叶片(2)以风扇旋转中心轴线为中心，在周向上呈等间距分布；所述风扇叶片(2)的一个侧面上沿径向布置多个楔形结构(4)。2.根据权利要求1所述的一种轴流风扇降噪结构，其特征在于，所述楔形结构(4)沿其所在风扇叶片(2)径向分布的规律参数包括：第i个楔形结构(4)中心处的半径为ri，其中，rn+1为风扇叶片(2)尖部半径，r0为轮毂(3)半径；第j+1个楔形结构(4)与第j个楔形结构(4)之间的间距为Δtj＝rj+1-rj，且满足∑Δtj＝rn+1-r0；第i个楔形结构(4)的宽度为ti、高度为hi；其中，i＝1，2，3…n；j＝0，1，2…n。3.根据权利要求1所述的一种轴流风扇降噪结构，其特征在于，所述楔形结构(4)为折线型楔形结构ABC，A点为平面叶型中前缘曲线与叶背曲线的切点，B点为折线型楔形结构上与风扇叶片(2)内弦长B0垂直距离最远处，C点为折线型楔形结构终点。4.根据权利要求3所述的一种轴流风扇降噪结构，其特征在于，所述折线型楔形结构ABC的结构参数包括：直线AB在内弦长B0上的投影距离B1、点B到内弦长B0的垂直距离H1及直线BC与内弦长B0的夹角β，且结构参数满足的关系式为：B1+H1cot(β)≤B0。5.根据权利要求1所述的一种轴流风扇降噪结构，其特征在于，所述楔形结构(4)为曲线型楔形结构A′B′C′，曲线A′B′与曲线B′C′在点B′处的切线都与内弦长B0平行；曲线型楔形结构的曲线形式可以根据实际情况及加工工艺进行选取，如抛物线、圆弧、三次曲线或其中两种曲线的组合。6.根据权利要求5所述的一种轴流风扇降噪结构，其特征在于，所述曲线型楔形结构A′B′C′的结构参数包括：曲线A′B′在内弦长B0上的投影距离B2、点B′到内弦长B0的垂直距离H2、曲线B′C′在点C′处的切线与内弦长B0的夹角β′、曲线B′C′在内弦长B0上的投影距离B3和曲线A′B′在点A′处的切线与风扇叶片(2)平面叶型前缘曲线在点A′的切线的夹角α′；且结构参数满足的关系式为：B2+B3≤B0。2CN106402025A说明书1/4页一种轴流风扇降噪结构技术领域[0001]本发明属于流体机械类降噪领域，尤其涉及一种轴流风扇降噪结构。背景技术[0002]近年来，随着发动机的高功率化、前舱零部件布置的复杂化与紧凑化，对发动机前舱的散热性能提出了更高的要求。因此，发动机冷却风扇负荷增大，转速增加。而随着冷却风扇转速的增加，其噪声也会明显增大，是整车噪声的主要来源之一，乘员的乘车舒适性大大降低。因此，冷却风扇气动性能与噪声性能的协同提升已经成为众多公司与学者的研究对象。[0003]由于轴流风扇具有风量大、体积小、效率高等特点，因此多用于汽车发动机的强制冷却。轴流风扇的噪声来源主要有振动噪声以及气动噪声两部分，经过大量试验与仿真的验证得知其振动噪声在总噪声中占比重不大，可以忽略。而轴流风扇的气动噪声又可以分为两部分：离散噪声和宽频噪声。其中，离散噪声主要是由于风扇叶片周期性的扰动周围空气进而引起压力脉动而产生的，也称为旋转噪声；宽频噪声主要是指叶片与周围空气互相作用产生的复杂的无特定规律可循的湍流噪声。[00