風(fēng)葉及具有其的風(fēng)扇的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風(fēng)葉及具有其的風(fēng)扇，包括：輪轂和多個葉片，多個葉片設(shè)在輪轂的外周壁上，其中，每個葉片的上表面和/或下表面與第一圓柱面相交處為曲線，曲線的至少二分之一段構(gòu)造為反拋物線，其中第一圓柱面的中心軸線與輪轂的中心軸線重合，反拋物線構(gòu)造成在多個葉片轉(zhuǎn)動時從風(fēng)葉吹出的風(fēng)會匯聚到反拋物線的焦點附近。根據(jù)本發(fā)明實施例的風(fēng)葉，在葉片高速轉(zhuǎn)動時，從風(fēng)葉吹出的風(fēng)存在匯聚點，使得風(fēng)葉具有大風(fēng)量、大風(fēng)速和高性能的優(yōu)點。
【專利說明】風(fēng)葉及具有其的風(fēng)扇

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生活電器領(lǐng)域，尤其是涉及一種風(fēng)葉及具有其的風(fēng)扇。

【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)葉性能研究和性能提升是風(fēng)葉的發(fā)展方向，市場對于風(fēng)扇的性能指標(biāo)提出越來越高的要求，風(fēng)量、風(fēng)速、能效、噪音是其中的四個重要指標(biāo)，風(fēng)葉設(shè)計的優(yōu)劣是決定這四個重要指標(biāo)達(dá)成好壞的關(guān)鍵因素。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。
[0004]為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種具有大風(fēng)量、風(fēng)速和高能效優(yōu)點的風(fēng)葉。
[0005]本發(fā)明的另一個目的在于提出一種具有上述風(fēng)葉的風(fēng)扇。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實施例的風(fēng)葉，包括:輪轂；多個葉片，所述多個葉片設(shè)在所述輪轂的外周壁上，其中，每個所述葉片的上表面和/或下表面與第一圓柱面相交處為曲線，所述曲線的至少二分之一段構(gòu)造為反拋物線，其中所述第一圓柱面的中心軸線與所述輪轂的中心軸線重合，所述反拋物線構(gòu)造成在所述多個葉片轉(zhuǎn)動時從所述風(fēng)葉吹出的風(fēng)會匯聚到所述反拋物線的焦點附近。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實施例的風(fēng)葉，由于每個葉片的上表面和/或下表面與第一圓柱面相交的曲線的至少二分之一段為反拋物線，從而在葉片高速轉(zhuǎn)動時，從風(fēng)葉吹出的風(fēng)存在匯聚點，使得風(fēng)葉具有大風(fēng)量、大風(fēng)速和高性能的優(yōu)點。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)葉還具有如下附加技術(shù)特征:
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述曲線的構(gòu)造成反拋物線的部分上的每個點的柱坐標(biāo)參數(shù)(r, θ ,Z)滿足下列公式:r=Rx ; Z = , 6 —4a(C ^ 其中，r為柱坐標(biāo)半徑，Θ

Ia?
為角度，Z為高度，Rx為所述第一圓柱面和所述中心軸線之間的距離，a、b、c為預(yù)定值。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一些實施例，所述曲線的構(gòu)造成反拋物線的部分上的每個點的直角坐標(biāo)參數(shù)(x，y，z)滿足下列公式:X=SX;Z=—￡±士_—屯八人―30其中，Sx為所述第一圓

2d t
柱面和所述中心軸線之間的距離，d、e、f為預(yù)定值。
[0011]優(yōu)選地，所述輪轂形成為圓柱形。從而便于輪轂的加工成型且增加風(fēng)葉的外觀美觀性。
[0012]在本發(fā)明的一些示例中，所述葉片和所述輪轂為塑料件。
[0013]在本發(fā)明的另一些示例中，所述葉片與所述輪轂為金屬件。
[0014]進(jìn)一步地，所述葉片與所述輪轂焊接成一體。
[0015]可選地，所述葉片為三個或五個且在所述輪轂的周向上均勻分布。
[0016]在本發(fā)明的一些實施例中，每個所述葉片的上表面和/或下表面與任意第一圓柱面相交處的曲線為反拋物線。
[0017]根據(jù)本發(fā)明實施例的風(fēng)扇，包括根據(jù)本發(fā)明上述實施例的風(fēng)葉。
[0018]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0020]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的風(fēng)葉的主視圖；
[0021]圖2為圖1所示的風(fēng)葉的后視圖；
[0022]圖3為圖1所示的風(fēng)葉的俯視圖；
[0023]圖4為圖1所示的風(fēng)葉的側(cè)視圖；
[0024]圖5為圖1所示的風(fēng)葉的立體圖；
[0025]圖6為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的風(fēng)葉的葉片與多個第一圓柱面相交以形成多條曲線的示意圖；
[0026]圖7為根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的風(fēng)葉的葉片與多個第一圓柱面相交以形成多條曲線的示意圖。
[0027]附圖標(biāo)記:
[0028]風(fēng)葉100、輪轂1、葉片2

【具體實施方式】
[0029]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0030]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0031]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0032]此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0033]下面參考圖1-圖6描述根據(jù)本發(fā)明實施例的一種風(fēng)葉100，該風(fēng)葉100可應(yīng)用到風(fēng)扇、空調(diào)或風(fēng)機(jī)等電器上。值得說明的是，眾所周知，拋物線具有如下特征，即平行光束經(jīng)過拋物線反射后會匯聚到焦點上，同理，反拋物線也具有上述特征，即平行光束經(jīng)過反拋物線的反射后也會匯聚到焦點上。在本說明書的描述中，葉片2的性能指的是葉片2轉(zhuǎn)動時的風(fēng)量、風(fēng)速、能效和噪音四項指標(biāo)。
[0034]根據(jù)本發(fā)明實施例的風(fēng)葉100，如圖1-圖6所示，包括:輪轂I和多個葉片2，優(yōu)選地，輪轂I形成為圓柱形，多個葉片2設(shè)在輪轂I的外周壁上，在本發(fā)明的一些示例中，如圖1-6所示，葉片2為三個且在輪轂I的周向上均勻分布。在本發(fā)明的另一些示例中，如圖7所示，葉片2還可為五個且在輪轂I的周向上均勻分布。其中，每個葉片2的上表面和/或下表面與第一圓柱面相交處為曲線，曲線的至少二分之一段構(gòu)造為反拋物線，換言之，每個葉片2的上表面與第一圓柱面相交處為第一曲線，每個葉片2的下表面與第一圓柱面相交處為第二曲線，第一曲線和第二曲線中的至少一個的至少二分之一段構(gòu)造為反拋物線，也就是說，可以是只有第一曲線的至少二分之一段構(gòu)造為反拋物線，也可是只有第二曲線的至少二分之一段構(gòu)造為反拋物線，還可以是第一曲線的至少二分之一段和第二曲線的至少二分之一段均構(gòu)造為反拋物線。其中第一圓柱面的中心軸線與輪轂I的中心軸線重合，反拋物線構(gòu)造成在多個葉片2轉(zhuǎn)動時從風(fēng)葉100吹出的風(fēng)會匯聚到反拋物線的焦點附近。其中，值得理解的是，該第一圓柱面可為任意一個與輪轂I共用中心軸線的圓柱面。
[0035]具體而言，每個葉片2的上表面和/或下表面所形成的曲面可通過多條與輪轂I的中心軸線的距離不同的曲線生成，且每條曲線的至少二分之一構(gòu)造成反拋物線，從而在葉片2高速轉(zhuǎn)動時，通過葉片2上的每條反拋物線吹出的風(fēng)存在匯聚點，匯聚的位置正好在每條反拋物線的焦點位置附近，由于多條反拋物線的焦點位置存在一些差異，故風(fēng)葉100的風(fēng)的匯聚點在多條反拋物線的焦點之間，進(jìn)而可通過檢測風(fēng)的匯聚點的位置調(diào)整反拋物線上的曲線參數(shù)。
[0036]也就是說，可通過調(diào)整每條曲線上的構(gòu)造為反拋物線部分的曲線參數(shù)調(diào)整該曲線的形狀以形成不同形狀的葉片2，同時可通過借助仿真軟件進(jìn)行對比分析，以從各種參數(shù)中選出使得葉片2性能較為優(yōu)異的曲線，以這些性能優(yōu)異的曲線生成的葉片2就具有大風(fēng)量、高效能的效果，此外，通過曲線生成曲面，且曲面留有一定的邊界余量，可以方便設(shè)計葉片2的外觀，便捷有效。同時，可根據(jù)不同電機(jī)的特點，通過調(diào)整曲線參數(shù)設(shè)計出匹配該電機(jī)的葉片2,以提聞風(fēng)葉100的能效。
[0037]根據(jù)本發(fā)明實施例的風(fēng)葉100，由于每個葉片2的上表面和/或下表面與第一圓柱面相交的曲線的至少二分之一段為反拋物線，從而在葉片2高速轉(zhuǎn)動時，從風(fēng)葉100吹出的風(fēng)存在匯聚點，使得風(fēng)葉100具有大風(fēng)量、大風(fēng)速和高性能的優(yōu)點。
[0038]在本發(fā)明的一些示例中，每個葉片2的上表面和/或下表面與任意第一圓柱面相交處的曲線為反拋物線。也就是說，整條曲線均被構(gòu)造為反拋物線。從而可使得風(fēng)葉100轉(zhuǎn)動時吹出的風(fēng)量最大、風(fēng)速最快和具有的性能最優(yōu)。
[0039]可選地，輪轂I和多個葉片2可為塑料件且可通過注塑一體成型，當(dāng)然本發(fā)明不限于此，輪轂I和多個葉片2還可為金屬件，且可通過焊接成一體。在本發(fā)明的示例中，輪轂I形成為中空且后側(cè)敞開的圓柱體，該圓柱體內(nèi)可設(shè)有多條加強(qiáng)筋以提高輪轂I的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0040]在本發(fā)明的一些實施例中，曲線的構(gòu)造成反拋物線的部分上的每個點的柱坐標(biāo)參數(shù)(r，Θ，Ζ)滿足下列公式:
[0041]r=Rx ；
[0042]z = ~b±4b--Αα{ρ-Θ)_其中，r為柱坐標(biāo)半徑，Θ為角度，z為高度，Rx為第一
Ia,
圓柱面和中心軸線之間的距離，a、b、c為預(yù)定值。具體地，可先使用建模軟件且確定一個圓心以繪制出一條圓弧線，以先確定r值和Θ的大致范圍,然后確定一個Θ值且根據(jù)風(fēng)的匯聚點的位置并通過仿真分析軟件和實驗不斷的調(diào)整a、b、c的值，以選出使得葉片2具有最優(yōu)性能的實驗值a、b、c,最后得出與該Θ值對應(yīng)的最優(yōu)的z值,從而根據(jù)該確定的Θ值和z值調(diào)整該圓弧線的形狀，如此重復(fù)以得到一條使得葉片2具有最優(yōu)性能的反拋物線，如此重復(fù)上述過程以得出多條焦點不同的反拋物線，最后根據(jù)該多條反拋物線繪制出一個曲面，該曲面可為葉片2的上表面和/或下表面。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的另一些實施例，曲線的構(gòu)造成反拋物線的部分上的每個點的直角坐標(biāo)參數(shù)(X，y，z)滿足下列公式:
[0044]x=Sx ；
Γ ?-e 土 J?-4^(/-7)
[0045]藝=-!-1--

2d
[0046]其中，Sx為第一圓柱面和中心軸線之間的距離，d、e、f為預(yù)定值。此時，可先通過建模軟件且確定一個圓心以匯出一條圓弧線，以先確定出X值和y的大致范圍，然后確定一個I值且根據(jù)風(fēng)的匯聚點的位置并通過仿真分析軟件和實驗以不斷的調(diào)整d、e、f的值，以選出使得葉片2具有最優(yōu)性能的實驗值d、e、f，最后得到與該y值對應(yīng)的最優(yōu)的z值，從而根據(jù)該確定的I值和z值調(diào)整該條圓弧線的形狀，如此重復(fù)以得到一條使得葉片2具有最優(yōu)性能的反拋物線，如此重復(fù)上述過程以得到多條焦點不同的反拋物線，最后根據(jù)該多條反拋物線繪制出一個曲面，該曲面可為葉片2的上表面和/或下表面。
[0047]下面以一個具體實施例為例說明反拋物線曲線的在本發(fā)明的風(fēng)葉中的應(yīng)用。
[0048]下面以取兩個第一圓柱面為例進(jìn)行說明，令X=Rx/R0，分別為Xl=L 181，X2=1.889，其中Rx為第一圓柱面和中心軸線之間的距離。
[0049]在Rl，R2的第一圓柱面位置，由參數(shù)化的反拋物線曲線方程構(gòu)成翼型曲線。
[0050]其翼型曲線具有如下特征
[0051]r=Rx
[0052]:=-辦土 士 ~4a(c^ff)

2a
[0053]其參數(shù)如下:
[0054]在Xl截面
[0055]滿足參數(shù)方程:
r = Rx
6? = 60/ + 12(0</< I)
a 二 = 0.0055
[0056]i b = />, = 0.62...............方程(I)
c = C1 = -9.76

-b + - 4a[c - (6/ + 0.5)]
、2a
[0057]方程(I)為柱坐標(biāo)反拋物線方程的衍生，
[0058]用簡化形式的參數(shù)來表示，方程(I)可以寫成方程(2)的標(biāo)準(zhǔn)形式:
^r = Rl

-b + Jh2 - 4a (c - Θ)
ζ =-^^——:(12。<θ< 72。)

2α
[0059]< a = 0.055........................--方程(2)
6 = 6.2
c = - 90.6
[0060]在X2截面

r -二 R -,
6? = 60/ + 8.5(0 </<1)
a = = 0.003667
[0061]< b = b2 = 0.443 I
c = c, = —5.8465

-b + Jb2 - Aa\c — (6t + 0.5)1
z =---.2a
[0062]如此重復(fù)，可通過選取不同的X值、a、b、c值從而形成不同的翼型曲線。
[0063]根據(jù)本發(fā)明實施例的風(fēng)葉100，通過合適的參數(shù)設(shè)計(a，b，c)或(d、e、f)和三維建模，可以獲得性能優(yōu)異的葉片2的形狀，經(jīng)過測試比較，發(fā)現(xiàn)該形狀的葉片2和傳統(tǒng)的葉片相比，風(fēng)量能效值有較大的提升，根據(jù)測試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的葉片2可以配合低成本電機(jī)使用，即便該電機(jī)帶載能力不強(qiáng)，本發(fā)明的葉片2也能發(fā)揮出較高的性能，配合14疊厚電機(jī)使用時測試的風(fēng)量能效性能，甚至高于傳統(tǒng)的葉片使用16疊厚電機(jī)的測試性能。
[0064]測試數(shù)據(jù)
[0065]A.16寸3片葉片測試數(shù)據(jù)，配合同一臺風(fēng)扇產(chǎn)品(14疊厚電機(jī))測試測試電丨K/頻率:220V/50HZ_ 環(huán)境溫度:M 1 °C_
— 測試項B產(chǎn)品A產(chǎn)品B產(chǎn)品C
[0066]風(fēng)量(m3/min)__65.99__5W3__57.16_
能效值(m3/
,、、1.501.321.25
(mm.W)____
[0067]產(chǎn)品A是采用本發(fā)明上述具體實施例提供的具有3片葉片的風(fēng)葉，產(chǎn)品B和產(chǎn)品C為現(xiàn)有的具有3片葉片的風(fēng)葉。配合相同電機(jī)，并在相同實驗條件下，本發(fā)明實施例提供的風(fēng)葉的風(fēng)量、能效遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)風(fēng)葉。風(fēng)量值提升10%以上，能效值提升14%以上。B.16寸5片葉片測試數(shù)據(jù)，配合同一臺風(fēng)扇產(chǎn)品(16疊厚電機(jī))測試測試項B j產(chǎn)品I產(chǎn)品2
Γ ?風(fēng) Μ: (m3/min) 70.1859.17
[0068]-；---
能效值(m7._1.461, 28

(min.W)〕
[0069]產(chǎn)品I為本發(fā)明實施例提供的具有5片葉片的風(fēng)葉，產(chǎn)品2為現(xiàn)有的具有5片葉片的風(fēng)葉，配合相同電機(jī)，本發(fā)明實施例提供的風(fēng)葉的風(fēng)量、能效值均高于現(xiàn)有其它風(fēng)葉。
[0070]根據(jù)本發(fā)明實施例的風(fēng)扇，包括根據(jù)本發(fā)明上述實施例的風(fēng)葉，其中，根據(jù)本發(fā)明實施例的風(fēng)扇的其他構(gòu)成例如控制面板等以及操作對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言都是已知的，這里不再詳細(xì)描述。
[0071]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0072]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)葉，其特征在于，包括: 輪轂； 多個葉片，所述多個葉片設(shè)在所述輪轂的外周壁上，其中，每個所述葉片的上表面和/或下表面與第一圓柱面相交處為曲線，所述曲線的至少二分之一段構(gòu)造為反拋物線，其中所述第一圓柱面的中心軸線與所述輪轂的中心軸線重合，所述反拋物線構(gòu)造成在所述多個葉片轉(zhuǎn)動時從所述風(fēng)葉吹出的風(fēng)會匯聚到所述反拋物線的焦點附近。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)葉，其特征在于，所述曲線的構(gòu)造成反拋物線的部分上的每個點的柱坐標(biāo)參數(shù)(r, θ，Z)滿足下列公式:
r=Rx ; z = -b±p -Aa{c-&)_其中，r為柱坐標(biāo)半徑，Θ為角度，z為高度，Rx為所述第一
2a?圓柱面和所述中心軸線之間的距離，a、b、c為預(yù)定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)葉，其特征在于，所述曲線的構(gòu)造成反拋物線的部分上的每個點的直角坐標(biāo)參數(shù)(X，1，z)滿足下列公式:
X-Sx ； z=-e±4e2~Ad(J~ylSx為所述第一圓柱面和所述中心軸線之間的距離，d、
2d


9e、f為預(yù)定值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)葉，其特征在于，所述輪轂形成為圓柱形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)葉，其特征在于，所述葉片和所述輪轂為塑料件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)葉，其特征在于，所述葉片與所述輪轂為金屬件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)葉，其特征在于，所述葉片與所述輪轂焊接成一體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)葉，其特征在于，所述葉片為三個或五個且在所述輪轂的周向上均勻分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的風(fēng)葉，其特征在于，每個所述葉片的上表面和/或下表面與任意第一圓柱面相交處的曲線為反拋物線。
10.一種風(fēng)扇，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的風(fēng)葉。
【文檔編號】F04D29/38GK104165160SQ201310182333
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月16日
【發(fā)明者】萬欣, 劉華強(qiáng) 申請人:廣東美的環(huán)境電器制造有限公司, 美的集團(tuán)股份有限公司