本實用新型涉及散熱設備和動力設備技術領域，特別涉及一種風扇和動力設備。

背景技術：

現有的風扇，其扇葉均是固定設置在扇葉轉軸上，所輸送的空氣流量與為其提供動力的動力設備的轉速成正相關，即當動力設備的轉速較大時，風扇能夠輸送較多的空氣流量，產生較強的散熱效果，而當動力設備的轉速較小時，則風扇所輸送的空氣流量較少，散熱效果較差。基于此，當動力設備的轉速恒定時，風扇能夠產生較為穩定的散熱效果，然而，當動力設備的轉速可變時，風扇在動力設備以較小轉速工作時則難以產生理想的散熱效果，無法滿足散熱需求。以下以用于為電動機散熱的風扇為例進行說明。

電動機是一種能夠將電能轉換為機械能的動力設備，由于在工作過程中存在能量損失，且所損失的能量會轉化為熱能累積在電動機內部，如果不能有效散熱，則會影響電動機的正常工作，因此，電動機上通常設置風扇，利用風扇驅使空氣流動，對電動機進行散熱。

在現有技術中，對于轉速不變的待散熱電動機，風扇均直接與待散熱電動機驅動連接，使風扇在待散熱電動機的帶動下轉動。在這種情況下，由于待散熱電動機轉速不變，因此，風扇能夠提供穩定的空氣流量與待散熱電動機進行熱交換，實現有效的散熱效果。

然而，對于轉速可變的待散熱電動機，若仍設置由該待散熱電動機驅動的風扇，則在該待散熱電動機低速旋轉時，風扇只能提供較少的空氣流量，散熱效果較差。因此，為了保證待散熱電動機在轉速較低時風扇仍能進行較好地散熱，現有技術中只能設置獨立的風扇對電 動機進行散熱，該獨立的風扇不再由待散熱電動機驅動，而是自帶電動機，并在該自帶電動機的帶動下旋轉。通過這種設置，使得空氣的運動與待散熱電動機的轉速無關，即使待散熱電動機轉速較低時，風扇仍能夠提供較充足的空氣流量，對待散熱電動機進行有效散熱。

然而，這種利用自帶電動機的獨立風扇進行散熱的方式，一方面，由于額外需要一臺電動機驅動風扇，所以其成本較高，結構和制造工藝均較復雜；另一方面，設置獨立風扇會增加轉速可變電動機整體的損耗，降低電動機的整體效率；再一方面，額外增加的電動機會增大轉速可變電動機的整體尺寸，使轉速可變電動機的體積較大，重量較重，影響安裝方便性。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的一個技術問題為：現有的風扇，其扇葉均是固定設置在扇葉轉軸上，且風扇所輸送的空氣流量取決于為其提供動力的動力設備的轉速，風扇在動力設備以較小轉速工作時，難以滿足散熱需求。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種風扇和一種動力設備。

本實用新型所提供的風扇，包括扇葉轉軸和安裝于扇葉轉軸上的扇葉組件，扇葉轉軸用于與動力設備的輸出軸驅動連接以使扇葉轉軸能夠帶動扇葉組件繞著轉動中心轉動；扇葉組件包括扇葉，扇葉的出口半徑能夠隨著輸出軸轉速的變化而變化，且扇葉的出口半徑與輸出軸的轉速成負相關，扇葉的出口半徑為扇葉的出口與轉動中心之間的距離。

可選地，扇葉通過在輸出軸轉速變化時相對于轉動中心做離心或向心運動來改變扇葉出口半徑的大小。

可選地，扇葉組件可移動地安裝于扇葉轉軸上；扇葉組件還包括配重體、連接結構和彈性件，配重體通過連接結構與扇葉連接，且配重體與扇葉位于轉動中心的兩側，當輸出軸轉速變化時，扇葉能夠在 配重體的帶動下相對于轉動中心做離心或向心運動；彈性件的彈性力作用于扇葉，并且，當輸出軸轉速穩定時，彈性件能夠使扇葉組件處于受力平衡狀態。

可選地，扇葉轉軸上設有與扇葉組件對應的安裝導向部，安裝導向部與扇葉組件配合使扇葉組件可移動地設置于扇葉轉軸上。

可選地，扇葉組件的與安裝導向部配合的表面的粗糙度小于或等于3.2，和/或，安裝導向部的與扇葉組件配合的表面的粗糙度小于或等于3.2。

可選地，安裝導向部包括設置位置關于轉動中心對稱的第一安裝口和第二安裝口，扇葉組件穿過第一安裝口和第二安裝口且與第一安裝口和第二安裝口均間隙配合，以使扇葉組件能夠相對于扇葉轉軸沿著扇葉轉軸的徑向移動。

可選地，安裝導向部還能夠通過與扇葉組件配合來防止扇葉在相對于轉動中心做向心或離心運動的過程中脫離扇葉轉軸。

可選地，連接結構包括與扇葉連接的第一連接部和與配重體連接的第二連接部，第一連接部穿過第一安裝口且第二連接部穿過第二安裝口，以使扇葉和配重體均位于扇葉轉軸的外部；扇葉的靠近第一安裝口的端面尺寸大于第一安裝口的端面尺寸；配重體的靠近第二安裝口的端面尺寸大于第二安裝口的端面尺寸。

可選地，風扇包括至少兩個扇葉組件，至少兩個扇葉組件互不干涉地安裝于扇葉轉軸上。

可選地，風扇包括至少兩個扇葉組件，至少兩個扇葉組件互不干涉地安裝于扇葉轉軸上；其中，每個扇葉組件的連接結構均包括與扇葉連接的第一連接部、與配重體連接的第二連接部和連接于第一連接部和第二連接部之間的避讓部，避讓部使得對應的連接結構具有允許其他連接結構從中穿過的避讓空間，且任意兩個避讓部之間沿著扇葉轉軸的軸向具有間隔，以使至少兩個扇葉組件互不干涉。

可選地，每個避讓部包括第一過渡部、第二過渡部和中間連接部，第一過渡部沿著扇葉轉軸的軸向設置且第一過渡部與第一連接部連 接，第二過渡部沿著扇葉轉軸的軸向設置且第二過渡部與第二連接部連接，中間連接部沿著扇葉轉軸的徑向設置且中間連接部連接于第一過渡部和第二過渡部之間形成避讓空間；任意兩個避讓部的中間連接部之間沿著扇葉轉軸的軸向具有間隔。

可選地，中間連接部為直桿、曲線形桿或折線形桿。

可選地，扇葉轉軸上還設有軸向連接件，軸向連接件用于沿著扇葉轉軸的軸向穿過扇葉轉軸并實現扇葉轉軸與輸出軸之間的軸向連接；各個中間連接部還被構造為使得軸向連接件能夠沿著扇葉轉軸的軸向穿過扇葉轉軸。

可選地，各個中間連接部均為曲線形桿或折線形桿，且各個中間連接部向著遠離轉動中心的不同方向凸出。

本實用新型所提供的動力設備，包括輸出軸和本實用新型的風扇。

本實用新型所提供的風扇，其扇葉的出口半徑能夠隨著動力設備轉速呈負相關變化，因此，在動力設備轉速變小時，扇葉的出口半徑能夠自動增大，從而使得即使在動力設備以較小轉速工作時，本實用新型的風扇仍然能夠提供較充足的空氣流量，保證散熱效果，滿足散熱需求。

通過以下參照附圖對本實用新型的示例性實施例進行詳細描述，本實用新型的其它特征及其優點將會變得清楚。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出本實用新型一實施例中的風扇與動力設備的輸出軸的組合結構的爆炸圖。

圖2示出圖1中扇葉轉軸的結構示意圖。

圖3a和圖3b示出本實用新型風扇的工作原理示意圖。

圖4示出本實用新型另一實施例的扇葉組件與扇葉轉軸的裝配結構示意圖。

圖中：

1、扇葉轉軸；11、第一安裝口；12、第二安裝口；13、止口；14、第一鍵槽；

2、扇葉組件；21、扇葉；22、連接結構；221、第一連接部；222、第二連接部；223、避讓部；2231、第一過渡部；2232、第二過渡部；2233、中間連接部；23、配重體；24、彈簧；

3、端蓋；

4、螺釘；

5、輸出軸；51、第二鍵槽。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本實用新型及其應用或使用的任何限制。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有開展創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

對于相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為授權說明書的一部分。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，方位詞如“前、后、上、下、左、右”、“橫向、豎向、垂直、水平”和“頂、底”等所指示的方位或位置關系通常是基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，在未作相反說明的情況下，這些方位詞并不指示和暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位或者以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型保護范圍的限制； 方位詞“內、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內外。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等詞語來限定零部件，僅僅是為了便于對相應零部件進行區別，如沒有另行聲明，上述詞語并沒有特殊含義，因此不能理解為對本實用新型保護范圍的限制。

圖1-4示出了本實用新型風扇的結構及工作原理。參照圖1-4，本實用新型所提供的風扇，其包括扇葉轉軸1和安裝于扇葉轉軸1上的扇葉組件2，其中：扇葉轉軸1用于與動力設備的輸出軸5驅動連接以使扇葉轉軸1能夠帶動扇葉組件2繞著轉動中心轉動；扇葉組件2包括扇葉21，扇葉21的出口半徑能夠隨著輸出軸5轉速的變化而變化，且扇葉21的出口半徑與輸出軸5的轉速成負相關。

在本實用新型中，扇葉21的出口半徑為扇葉21的出口與轉動中心之間的距離。

本實用新型通過將風扇設計為扇葉21的出口半徑能夠隨著動力設備轉速成負相關變化，使得在動機機構轉速變小時，扇葉21的出口半徑能夠自動變大。

在流體動力學中，將風扇所輸送的單位重量的空氣從進口至出口的能量增值，也就是單位重量的空氣流過風扇所獲得的有效能量，稱為風扇的揚程H(單位為m)。

空氣經過風扇所獲得的能量絕大部分會轉化成空氣的動能。根據流體動力學的知識可知，當風扇旋轉時，在扇葉進口處，空氣一方面隨著扇葉旋轉作圓周牽連運動，其圓周速度為u₁；另一方面又沿扇葉方向作相對流動，其相對速度為w₁。因此，空氣在進口處的絕對速度v₁應為u₁和w₁的矢量和，進口切向分速度為v_u1。同理，在扇葉出口處，空氣的圓周速度u₂與相對速度w₂的矢量和為絕對速度v₂，出口切向分速度為v_u2。

由此，根據歐拉方程，風扇的理論揚程H_T的計算公式如下：

$H_T=\frac{1}{g}\·(u_2\·v_{u2}-u_1\·v_{u1})$

在設計風扇時，總是使進口絕對速度v₁與進口圓周速度u₁的工作角為90°，即進口切向分速度為v_u1為0，由于這種情況下u₁·v_u1＝0，所以， 上述理論揚程H_T的計算公式可以簡化為：

$H_T=\frac{1}{g}\·u_2\·v_{u2}$

由此簡化方程可以看出，空氣經過風扇所獲得的能量，與扇葉出口的圓周速度u₂和扇葉出口的切向分速度v_u2有關。而又由于圓周速度的計算公式為：因此，風扇揚程H與扇葉出口半徑成正相關，也即當扇葉轉速一定時，扇葉出口半徑越大，則風扇揚程H越大，空氣流過風扇所獲得的動能越大，單位時間風扇所輸送的空氣流量越大，散熱效果越好。

由上述理論分析結果可知，本實用新型將扇葉21設計為其出口半徑能夠在動力設備轉速變小時自動變大，可以使得風扇的揚程在動力設備轉速變小時自動變大，也即本實用新型能夠在動力設備轉速變小時，通過增大扇葉21的出口半徑來增大流經風扇的空氣所獲得的動能，增加單位時間內風扇所輸送的空氣流量，改善散熱效果。

可見，本實用新型所提供的風扇，其所輸送的空氣流量不再僅取決于轉速大小，而是還與扇葉21的出口半徑有關，即使在動力設備以較小轉速工作時，本實用新型的風扇仍然能夠提供較充足的空氣流量，保證散熱效果，滿足散熱需求。

基于此，本實用新型的風扇不僅可以用于對轉速恒定的電動機等動力設備進行散熱，還可以用于對轉速可變的電動機等進行散熱，且在對轉速可變的電動機進行散熱時，可以直接與該轉速可變的電動機進行驅動連接，而無需再額外設置單獨的電動機驅動風扇轉動，從而可以使得包括本實用新型風扇的轉速可變的電動機整體結構較為簡單，成本較低，功耗較少，且體積較小，重量較輕，便于安裝。

在本實用新型中，扇葉21可以通過在輸出軸5轉速變化時相對于轉動中心做離心或向心運動來改變扇葉21的出口半徑大小，這樣較易控制，實現較為方便，且結構比較簡單。當然，這僅是實現扇葉21出口半徑隨動力設備轉速成負相關變化的一種實施方式，實際上，本實用新型也可以采用其他實施方式，例如可以通過使扇葉21的形狀或尺寸等隨著輸出軸5轉速變化而變化來實現。

為了使扇葉21在輸出軸5轉速變化時能夠相對于轉動中心做離心或向心運動，在本實用新型中，扇葉組件2可以可移動地安裝于扇葉轉軸1上，且扇葉組件2可以還包括配重體23、連接結構22和彈性件，其中：配重體23通過連接結構22與扇葉21連接，且配重體23與扇葉21位于轉動中心的兩側，當輸出軸5轉速變化時，扇葉21能夠在配重體23的帶動下相對于轉動中心做離心或向心運動；而彈性件的彈性力作用于扇葉21，并且，當輸出軸5轉速穩定時，彈性件能夠使扇葉組件2處于受力平衡狀態。

基于該設置，在輸出軸5轉速穩定時，風扇組件2能夠在扇葉21、配重體23和彈性件的作用下處于受力平衡狀態，穩定工作；而當輸出軸5轉速變化時，扇葉組件2的平衡狀態被打破，于是扇葉組件2會相對于扇葉轉軸1移動，且由于配重體23所受的離心力(以下簡稱為配重體離心力)大于扇葉21所受的離心力(以下簡稱為扇葉離心力)，因此，配重體23能夠帶動扇葉21相對于轉動中心做離心或向心運動，其中：當輸出軸5轉速變小時，扇葉21在配重體23的作用下能夠相對于轉動中心做離心運動，使扇葉21的出口遠離轉動中心，增大扇葉21的出口半徑，增多風扇所輸送的空氣流量，保證風扇的散熱效果不會因轉速變小而變差；而當輸出軸5轉速變大時，則扇葉21在配重體23的作用下能夠相對于轉動中心做向心運動，使扇葉21的出口靠近轉動中心，減小扇葉21的出口半徑，降低空氣流速，這可以使得在滿足相應轉速散熱效果的同時，減小動力設備的風摩損耗，有助于提高動力設備的性能，延長動力設備的使用壽命。

在本實用新型中，為了使扇葉組件2能夠相對于扇葉轉軸1移動，可以在扇葉轉軸1上設置與扇葉組件2對應的安裝導向部，該安裝導向部可以通過與扇葉組件2配合來使扇葉組件2可移動地設置于扇葉轉軸1上。且為了保證扇葉組件2移動的順暢性，扇葉組件2的與安裝導向部配合的表面的粗糙度可以設置為小于或等于3.2，和/或，安裝導向部的與扇葉組件2配合的表面的粗糙度可以設置為小于或等于3.2，這樣可以減小扇葉組件2移動時所受的阻力，使扇葉組件2 的移動更加順暢。此處，與安裝導向部配合用于使扇葉組件2移動的，既可以為扇葉21，也可以為連接結構22或配重體23。

此外，為了防止扇葉21在相對于轉動中心做向心或離心運動的過程中脫離扇葉轉軸1，該安裝導向部還可以通過與扇葉組件2配合來限制扇葉21的位移，以使扇葉21相對于轉動中心做離心或向心運動時不會脫離扇葉轉軸1，保證風扇的正常工作。

圖1示出了本實用新型的一個實施例。如圖1所示，在該實施例中，風扇包括扇葉轉軸1和風扇組件2。

其中，扇葉轉軸1用于與動力設備的輸出軸5驅動連接，這樣扇葉轉軸1能夠在動力設備的驅動下轉動，且扇葉轉軸1的轉速與輸出軸5的轉速成正相關，即輸出軸5的轉速不變，則扇葉轉軸1的轉速不變；輸出軸5的轉速變小，則扇葉轉軸1的轉速也變小；輸出軸5的轉速變大，則扇葉轉軸1的轉速也變大。

由圖1可知，該實施例的扇葉轉軸1為中空結構，這不僅使得風扇的質量較輕，而且也便于扇葉組件2的安裝以及扇葉轉軸1與輸出軸5的連接。

在該實施例中，扇葉轉軸1與輸出軸5通過鍵驅動連接。結合圖1和圖2可知，扇葉轉軸1的第一端套設于輸出軸5上，且扇葉轉軸1的第一端內壁上設有第一鍵槽14，相應地，輸出軸5上設有第二鍵槽51，設置于第一鍵槽14和第二鍵槽51中的鍵即可以將動力設備的轉矩傳遞至扇葉轉軸1上，使扇葉轉軸1隨著輸出軸5轉動。當然，該鍵能夠同時實現扇葉轉軸1與輸出軸5的徑向定位。

而且，如圖2所示，在扇葉轉軸1的第一端還設有止口13，該止口13與輸出軸5的端面配合，實現扇葉轉軸1與輸出軸5的軸向定位。

此外，如圖1所示，扇葉轉軸1的第二端還設有端蓋3，端蓋3用于封閉扇葉轉軸1的第二端端面。并且，端蓋3和輸出軸5上對應設有中心孔，螺釘4經由這兩個中心孔沿著扇葉轉軸1的軸向穿過扇葉轉軸1，并實現扇葉轉軸1與輸出軸5的軸向連接。可以理解的是， 螺釘4并非唯一能夠實現扇葉轉軸1與輸出軸5軸向連接的部件，其還可以為其他軸向連接件，只要該軸向連接件能夠沿著扇葉轉軸1的軸向穿過扇葉轉軸1并實現扇葉轉軸1與輸出軸5的軸向連接即可。

扇葉組件2安裝于扇葉轉軸1上，其能夠在扇葉轉軸1的帶動下與扇葉轉軸1同步地相對于轉動中心轉動，并在轉動過程中使空氣流動形成風，實現散熱。在該實施例中，扇葉組件2徑向可移動地安裝于扇葉轉軸1上，且在輸出軸5轉速變化時，扇葉組件2能夠相對于扇葉轉軸1產生沿著扇葉轉軸1的徑向的移動(以下簡稱徑向移動)。

如圖1所示，該實施例的扇葉組件2包括扇葉21、連接結構22、配重體23和彈簧24，扇葉21、配重體23和彈簧24均設置于連接結構22上。

其中，扇葉21用于在轉動過程中使空氣流動形成風。空氣從扇葉21的進口(即扇葉21的靠近扇葉轉軸1的一端)進入，并從扇葉21的出口(即扇葉21的遠離扇葉轉軸1的一端)流出，在該過程中空氣獲得能量，具有動能。圖1所示的扇葉21的形狀為矩形，且扇葉21的軸線垂直于扇葉轉軸1的軸線，但應當理解的是，為了滿足風扇設定的空氣流量，扇葉21的形狀及傾斜角度可以進行適應性改變。

連接結構22用于連接扇葉21和配重體23。由圖1可知，該實施例的連接結構22包括彼此連接的第一連接部221和第二連接部222，第一連接部221與扇葉21連接，第二連接部222與配重體23連接，這樣使得扇葉21與配重體23能夠通過該連接結構22連接在一起。

該連接結構22相對于扇葉轉軸1徑向可移動地設置于扇葉轉軸1上，以使扇葉組件2能夠相對于扇葉轉軸1沿著徑向移動，從而使扇葉21的出口能夠靠近或遠離轉動中心，進而能夠增大或減小扇葉21的出口半徑。如圖1所示，在該實施例中，扇葉轉軸1的側壁上設有第一安裝口11和第二安裝口12，二者的設置位置關于轉動中心 對稱，即二者分別位于扇葉轉軸1同一直徑的兩端。連接結構22穿過該第一安裝口11和第二安裝口12，且連接結構22與該第一安裝口11和該第二安裝口12均間隙配合。具體地，由圖1可知，連接結構22的第一連接部221穿過第一安裝口11，而連接結構22的第二連接部222則穿過第二扇葉安裝孔12，且第一連接部221與第一安裝口11間隙配合，第二連接部222也與第二安裝口12間隙配合。基于該設置，連接結構22能夠相對于扇葉轉軸1沿著徑向移動，從而使得設置于連接結構22上的扇葉21、配重體23和彈簧24也能夠一起沿著徑向移動，也即使得扇葉組件2整體能夠相對于扇葉轉軸1沿著徑向移動。

可見，在該實施例中，第一安裝口11和第二安裝口12用作安裝導向部，二者通過與連接結構22配合實現扇葉組件2與扇葉轉軸1的徑向可移動連接。為了保證扇葉組件2移動過程的順暢性，在該實施例中，第一連接部221與第一安裝口11相互配合的表面以及第二連接部222與第二安裝口12相互配合的表面的粗糙度均設置為小于或等于3.2，這樣可以更有效地減小連接結構22沿著徑向移動時所受的阻力，使扇葉組件2的徑向移動更加順暢。

而且，由圖1可知，該實施例通過使第一連接部221和第二連接部222分別穿過第一安裝口11和第二安裝口12，也使得連接于第一連接部221上的扇葉21和連接于第二連接部222上的配重體23均位于扇葉轉軸1的外部，并處于轉動中心的兩側。

為了使輸出軸5轉速變化時，扇葉組件2能夠相對于扇葉轉軸1產生徑向移動，在該實施例中，相對于扇葉21位于轉動中心另一側的配重體23，其離心力大于扇葉21的離心力。由于配重體23與扇葉21位于轉動中心的兩側，因此，配重體離心力與扇葉離心力的方向總是相反的，又由于配重體離心力大于扇葉離心力，因此，在轉速變化時，扇葉組件2相對于扇葉轉軸1的移動方向總是與配重體離心力的方向相同，而與扇葉離心力的方向相反，從而當轉速變大時，扇葉21能夠在配重體23的帶動下相對于轉動中心做向心運動，減小出 口半徑，降低空氣流速，減少風摩損耗；而當轉速變小時，扇葉21則在配重體23的帶動下相對于轉動中心做離心運動，增大出口半徑，增加空氣流量，保證散熱效果。可見，該實施例的配重體23用于在輸出軸5轉速變化時帶動扇葉21相對于轉動中心做離心或向心運動，進而實現增大或減小出口半徑的目的。

由于配重體離心力與扇葉離心力大小不等，方向相反，因此，僅在配重體23的扇葉21的作用下，該實施例的整個扇葉組件2無法在轉速穩定后重新達到受力平衡狀態。而該實施例通過設置彈簧24能夠有效地解決該問題。

在該實施例中，彈簧24用作一種彈性件，其用于施加使扇葉組件2在轉動過程中達到受力平衡狀態的彈性力。由于配重體離心力大于扇葉離心力，因此，彈簧24所施加的彈性力，其方向與扇葉離心力的方向一致，且其大小等于配重體離心力與扇葉2離心力的差值。

具體地，如圖1所示，在該實施例中，彈簧24套設于連接結構22上，且被壓縮于連接結構22與扇葉轉軸1的設有第二安裝口12的內壁之間。基于該設置，彈簧24的彈性力與扇葉離心力方向一致，且彈性力的大小能夠在扇葉21相對于轉動中心做向心運動時變大，并在扇葉21相對于轉動中心做離心運動時變小，從而使得在輸出軸5轉速經過變化重新達到穩定后，扇葉21的離心力與彈簧24的彈性力之和總是能夠重新與配重體21的離心力相等，進而使得扇葉組件2能夠重新達到平衡狀態，保證風扇穩定工作。

圖3a和圖3b更直觀地示出了該實施例風扇的工作原理。在圖3a中，風扇以轉速n₁轉動，而在圖3b中，風扇以轉速n₂轉動，其中，n₁＜n₂，也即由圖3a至圖3b為輸出軸5轉速變大的過程，而由圖3a至圖3b則為輸出軸5轉速變小的過程。由于與扇葉21和配重體23相比，連接結構22的質量可以忽略不計，因此，為了簡化計算過程，以下將連接結構22的質量忽略不計。且為了簡化描述，定義以下參數：扇葉組件2整體的徑向長度為L，扇葉21的質量為m，配重體23的質量為M，彈簧24的彈性系數為k，彈簧24在圖3a中的壓縮 量為Δx₁，彈簧24在圖3b中的壓縮量為Δx₂。

由圖3a所示，當風扇以轉速n₁轉動時，扇葉21的出口半徑為R₁，因此，扇葉21的重心半徑為R_1/2，配重體23的重心半徑近似為L-R₁。在本實用新型中，重心半徑是指重心至轉動中心的距離。由于此時扇葉組件2處于受力平衡狀態，因此，配重體23的離心力、扇葉21的離心力以及彈簧24的彈性力具有如下的關系：

$(L-R_1)\·{\left(\frac{2{\mathrm{\πn}}_1}{60}\right)}^2\·M=k\·{\mathrm{\Δx}}_1+\frac{R_1}{2}\·{\left(\frac{2{\mathrm{\πn}}_1}{60}\right)}^2\·m$

結合圖3a和圖3b可知，當風扇的轉速由n₁增大至n₂時，配重體23的離心力將增大，配重體23相對于扇葉轉軸1向著遠離轉動中心的方向移動，于是帶動扇葉21相對于扇葉轉軸1向著靠近轉動中心的方向移動，也即帶動扇葉21相對于轉動中心做向心運動，使扇葉21的出口半徑由R₁減小為R₂，同時使彈簧24被進一步壓縮，彈簧24的變形量由Δx₁增大為Δx₂，此時，在扇葉21的離心力、彈簧24的彈性力以及配重體23的離心力的作用下，扇葉組件2重新達到受力平衡狀態，風扇以轉速n₂穩定地轉動。

類似地，當風扇的轉速由n₂減小至n₁時，扇葉21會相對于轉動中心做離心運動，使扇葉21的出口半徑由R₂增大為R₁，這樣就使得即使在低速運行時，該實施例的風扇仍然能夠提供足夠的空氣進行散熱，實現較好的散熱效果。

如前所述，該實施例的第一安裝口11和第二安裝口12用作安裝導向部，二者與連接結構22配合實現扇葉組件2與扇葉轉軸1的徑向可移動連接。而進一步地，在該實施例中，第一安裝口11和第二安裝口12還與扇葉21和配重體23配合實現對扇葉組件2徑向位移的限制，以防止扇葉組件2在轉速變化的過程中脫離扇葉轉軸1。

具體地，如圖1所示，扇葉21的靠近第一安裝口11的端面尺寸大于第一安裝口11的端面尺寸，基于此，由于當扇葉21的靠近第一安裝口11的端面抵靠在扇葉轉軸1的設有第一安裝口11的外壁上時，扇葉21無法再繼續靠近轉動中心，因此，該設置可以限制扇葉21的向心位移，以防止在扇葉21相對于轉動中心做向心運動時，扇 葉組件2脫離扇葉轉軸。而且，配重體23的靠近第二安裝口12的端面尺寸大于第二安裝口12的端面尺寸，基于此，由于當配重體23的靠近第二安裝口12的端面抵靠在扇葉轉軸1的設有第二安裝口12的外壁上時，扇葉21無法再遠離轉動中心，因此，該設置可以限制扇葉21的離心位移，以防止在扇葉21相對于轉動中心做離心運動時，扇葉組件2脫離扇葉轉軸。當然，要防止扇葉組件2在轉速變化的過程中脫離扇葉轉軸1，還可以采用其他方式，例如可以通過在連接結構22上設置止擋部等來實現。

通常，風扇上不止設置一個扇葉，而是設置至少兩個扇葉，并且，為了實現減小噪聲和振動等目的，風扇上通常設置奇數個扇葉。如圖1所示，在該實施例中，風扇即包括三個扇葉組件2，這三個扇葉組件2互不干涉地安裝于扇葉轉軸1上，以保證風扇的工作可靠性。相應地，扇葉轉軸1上設有三組第一安裝口11和第二安裝口12，也即設有三個導向安裝部，其中，每個導向安裝部與每個扇葉組件2對應設置。

為了使三個扇葉組件2互不干涉，如圖1所示，在該實施例中，每個扇葉組件2的連接結構22均還包括連接于第一連接部221和第二連接部222之間的避讓部223，該避讓部223使得對應的連接結構22具有允許其他連接結構22從中穿過的避讓空間，且任意兩個避讓部223之間沿著扇葉轉軸1的軸向具有間隔。該避讓部223的設置，既便于三個扇葉組件2沿著扇葉轉軸1的周向分布于扇葉轉軸1的同一橫截面上，兩兩之間形成空氣流道；又便于各個扇葉組件2分別相對于扇葉轉軸1沿著徑向移動，以使每個扇葉21的出口半徑均能夠隨著轉速變化而成負相關變化，更有效地解決轉速較低時風扇散熱效果較差的問題；還為每個扇葉組件2在扇葉轉軸1的軸線方向上留有一定的空間，使得各個扇葉組件2在軸向上互不干涉。可見，該實施例的三個扇葉組件2在工作過程中能夠互不干涉，可以提高風扇工作過程的順暢性和可靠性。

具體地，由圖1可知，在該實施例中，每個避讓部223均包括第 一過渡部2231、第二過渡部2232和中間連接部2233，其中：第一過渡部2231沿著扇葉轉軸1的軸向設置，且該第一過渡部2231與第一連接部221連接；第二過渡部2232沿著扇葉轉軸1的軸向設置，且該第二過渡部2232與第二連接部222連接；中間連接部2233則沿著扇葉轉軸1的徑向設置，且該中間連接部2233連接于第一過渡部2231和第二過渡部2232之間形成避讓空間。如圖1所示，每個避讓部223整體均大致呈凵字型，凵的中空部即形成為避讓空間，在安裝各個扇葉組件2時，每個扇葉組件2的連接結構22均可以從其他連接結構22的該避讓空間中穿過。而且，若將圖1中從左至右的三個扇葉組件2分別稱為第一扇葉組件、第二扇葉組件和第三扇葉組件，則如圖1所示，第一扇葉組件的中間連接部2233連接于對應的第一過渡部2231與第二過渡部2232的左端，第二扇葉組件的中間連接部2233連接于對應的第一過渡部2231與第二過渡部2232的中部，第三扇葉組件的中間連接部2233則連接于對應的第一過渡部2231與第二過渡部2232的右端，這樣就使得任意兩個避讓部223的中間連接部2233之間沿著扇葉轉軸1的軸向具有間隔，從而保證各個扇葉組件2在軸向上也互不干涉。

此外，如圖1所示，在該實施例中，各個中間連接部2233均為曲線形桿，更具體地為弧形桿，且各個中間連接部2233向著遠離轉動中心的不同方向凸出，這樣設置的好處在于，可以避免各個扇葉組件2與前述用作軸向連接件的螺釘4發生干涉。例如，在圖1中，第一扇葉組件的中間連接部2233的曲線相對于轉動中心向著圖1的前方凸出，第二扇葉組件的中間連接部2233的曲線相對于轉動中心向著圖1的上方凸出，而第三扇葉組件的中間連接部2233的曲線則相對于轉動中心向著圖1的后方凸出。這樣設置的好處在于，使得各個中間連接部2233在徑向上也存在距離，形成徑向空間，從而使得各個扇葉組件2不會對前述用作軸向連接件的螺釘4形成阻擋，進而便于螺釘4沿著扇葉轉軸1的軸向穿過扇葉轉軸1。當然，圖1所示的僅是實現該目的的一種方式，實際上，中間連接部2233并不局限于 向遠離轉動中心的方向凸出的曲線形桿的結構，例如，其還可以為向遠離轉動中心的方向凸出的折線形桿，只要各個中間連接部2233被構造為使得軸向連接件能夠沿著扇葉轉軸1的軸向穿過扇葉轉軸1即可。

圖4示出了本實用新型的另一實施例。如圖4所示，該實施例與圖1所示實施例的結構基本相同，區別主要在于，該實施例的中間連接部2233不再為曲線形桿，而是直桿，這種結構的好處在于結構較為簡單，加工較為方便。該實施例尤其適用于扇葉轉軸1與輸出軸5不通過軸向連接件實現軸向連接的風扇。當然，前述為曲線形桿或折線形桿的中間連接部2233也可以應用于扇葉轉軸1與輸出軸5不通過軸向連接件實現軸向連接的風扇。

在圖1和圖4所示的兩個實施例中，均是以風扇包括3個扇葉組件2的情況為例，但本領域技術人員不難理解，本實用新型同樣適用于風扇包括1個、2個或3個以上的扇葉組件2的情況，由于原理相似，可以參照上述兩個實施例的描述進行理解，因此，此處不再贅述。

此外，需要說明的是，雖然在圖1和圖4中，彈簧24均是螺旋彈簧，且均壓縮于第二過渡部2232與扇葉轉軸1的設有第二安裝口12的內壁之間，但彈簧24的設置方式并不局限于此，例如，彈簧24還可以為扭轉彈簧、橡膠彈簧、空氣彈簧等其他類型的彈簧，再例如，彈簧24還可以通過在連接結構22上設置單獨的擋板、在連接結構22上設有孔位或者膠粘等其他方式設置，只要彈簧24的彈性力能夠作用于扇葉21上，并能夠使扇葉組件2重新達到受力平衡狀態即可。而且，雖然在圖1和圖4中，第一安裝口11呈長圓形，第二安裝口12呈圓形，但這是與第一連接部221為長方體形狀的桿且第二連接部222為圓柱形的桿相適應的，其并不構成對本實用新型的限制。另外，本實用新型的配重體23可以使用但不限于使用鐵、銅及鉛等材料制成。

綜上，本實用新型所提供的風扇，其扇葉21的出口半徑能夠隨著動力設備轉速成負相關變化，這使得無論動力設備的轉速較大還是較 小，本實用新型的風扇均能夠高效且低耗地進行散熱。其中尤其在動力設備轉速變小時，扇葉的出口半徑能夠自動增大，使得即使在動力設備以較小轉速工作時，本實用新型的風扇仍然能夠提供較充足的空氣流量，保證散熱效果，滿足散熱需求，從而可以有效解決現有扇葉固定于扇葉轉軸上的風扇無法在轉速變小時實現有效散熱的問題。且本實用新型的風扇結構較為簡單，易于實現。

本實用新型的風扇，不僅可以用于對轉速恒定的電動機等動力設備進行散熱，還可以用于對轉速可變的電動機等進行散熱，且無論是對轉速恒定的動力設備進行散熱，還是對轉速可變的動力設備進行散熱，本實用新型的風扇均可直接與待散熱動力設備驅動連接。其中尤其在對轉速可變的電動機進行散熱時，由于可以直接與轉速可變的電動機進行驅動連接，而無需再額外設置單獨的電動機驅動風扇轉動，因此可以簡化轉速可變電動機的整體結構，降低轉速可變電動機的加工難度，減少轉速可變電動機的的能量損耗，可以有效節約轉速可變電動機的整體成本，提高轉速可變電動機的工作效率，且由于體積更小，重量更輕，因此也更便于轉速可變電動機的安裝。

所以，本實用新型還提供了一種動力設備。該動力設備包括輸出軸5和本實用新型的風扇。其中，風扇的扇葉轉軸1與輸出軸5驅動連接。該動力設備可以為轉速恒定的電動機，也可以為轉速可變的電動機，當然，還可以為除電動機以外的其他動力設備。

以上所述僅為本實用新型的示例性實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。