专利名称：轴流式风扇组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轴流式风扇，并且尤其涉及一种汽车轴流式风扇组件。
背景技术：
在用于汽车应用中时，轴流式风扇组件通常包括罩盖、联接到该罩盖 上的电动机和由该电动机驱动的轴流式风扇。轴流式风扇通常包括连接轴 流式风扇叶片的各个尖端的环区，从而增强轴流式风扇叶片并且允许叶片 的尖端生成更大的压力
发明内容
汽车应用中使用的轴流式风扇组件必须以高效率和低噪音操作。然而， 多个约束通常会使该设计目标复杂化。这种约束可以包括例如轴流式风扇 和上游热交换器之间有限的间隔(即，"风扇与芯部间隔")、来自就在 轴流式风扇下游的发动机部件的气动阻塞、罩盖覆盖的面积与轴流式风扇 叶片的回转面积的较大比(即"面积比")和轴流式风扇的环区与罩盖之 间的再循环。
几个因子可以有助于降低轴流式风扇的效率。与小的风扇与芯部间隔 结合的大面积比通常会导致轴流式风扇叶片的尖端附近相对较高向内径向 流入速度。该环区中的气流也通常会与围绕该环区的再循环气流混合。围 绕该环区的这种再循环气流可以具有相对较高程度的"预涡旋"或沿轴流 式风扇的旋转方向的相对较高的切向速度。单独或是组合考虑时，这些因 子通常会减小轴流式风扇叶片的尖端的能力以有效地生成压力。在一个方面，本发明提供了轴流式风扇叶片，轴流式风扇叶片设计成 保持高速气流附着到轴流式风扇叶片的尖端和环区(即，在对应于风扇叶
片半径的外20%的风扇叶片的区域中)，尽管存在促进降低轴流式风扇效率 的一个或多个上面所列出的因子。
在另一个方面，本发明提供了一种轴流式风扇，该轴流式风扇包括适 于围绕中心轴旋转的毂和从该毂径向向外延伸并且围绕该中心轴布置的多 个叶片。每个叶片均包括根、尖端、该根与该尖端之间的前缘和该根与该 尖端之间的后缘。每个叶片均界定了叶片尖端和中心轴之间的叶片半径。 每个叶片均界定了在叶片半径的外20%之内减小的斜拱角。叶片间距与平均 叶片间距之比在叶片半径的外20%之内从最低值向最高值增大。最高值比最 低值高大约30%至大约75%。
在另一个方面，本发明提供了一种包括罩盖和联接到该罩盖上的电动 机的轴流式风扇组件。该电动机包括围绕中心轴旋转的输出轴。轴流式风 扇组件还包括轴流式风扇，该轴流式风扇具有联接到输出轴上用于围绕中 心轴旋转的毂和多个从该毂径向向外延伸并且围绕该中心轴布置的多个叶 片。每个叶片均包括根、尖端、根与尖端之间的前缘和根与尖端之间的后 缘。每个叶片均界定了叶片尖端和中心轴之间的叶片半径。每个叶片均界 定了在叶片半径的夕卜20%之内减小的斜拱角。叶片间距与平均叶片间距之比 在叶片半径的外20%之内从最低值向最高值增大。最高值比最低值高大约 30%至大约75%。
通过下面的详细说明和附图，本发明的其它特征和方面将会变得显而 易见。
图l是本发明的轴流式风扇组件的局部剖视图，显示了罩盖、连接到该 罩盖上的电动机和由该电动机驱动的轴流式风扇。
图2是图1的轴流式风扇组件的轴流式风扇的顶部透视图。 图3是图1的轴流式风扇组件的轴流式风扇的底部透视图。 图4是图1的轴流式风扇组件的轴流式风扇的顶视图。 图5是沿着图4中的线5-5的轴流式风扇的放大剖视图。 图6是图1的轴流式风扇组件的轴流式风扇的一部分的放大顶视图。图7是图1的轴流式风扇组件的一部分的放大剖视图，显示了与轴流式 风扇间隔开的下游阻塞。
图8是图7的轴流式风扇组件的横截面的放大图，显示了轴流式风扇和 罩盖之间的间隔。
图9是显示在图1的轴流式风扇组件的轴流式风扇的跨距之上的叶片间 距的曲线图。
图10是显示在图1的轴流式风扇组件的轴流式风扇的跨距之上的叶片 间距和叶片斜拱角的曲线图。
图ll是显示在图l的轴流式风扇组件的轴流式风扇的跨距之上的叶片 倾度的曲线图。
在对本发明的任意实施例进行详细说明之前，应当理解，本发明的应 用并不限于在下面的说明书中所述或是下面的附图中所示的部件的构造和 配置的细节。本发明可以具有其它实施例并且能够以各种方式实践或是实 施。而且，应当理解，此处使用的措辞和术语仅仅出于说明的目的而不应 视为限制。在此中所使用的"包括(including)"、"包含(co卿rising)" 或"具有(having)"及其变体旨在包含其后所列项和其等效物以及附加 项。除非指定或是限制，否则术语"安装(moimted)"、"连接(connected)"、 "支撑(supported)"和"联结(coupled)"及其变体均被广义地使用 并且包括直接和间接安装、连接、支撑和联接。另外，"连接"和"联接" 并不限于物理或机械连接或联接。
具体实施例方式
图1显示了联接到热交换器14例如汽车散热器上的轴流式风扇组件10。 然而，轴流式风扇组件10可以在多个不同应用中的任一个中与热交换器14 结合使用。轴流式风扇组件10包括罩盖18、联接到该罩盖18上的电动机22 和联接至并由电动机22驱动的轴流式风扇26。尤其是，如图1中所示，电动 机22包括用于围绕轴流式风扇26和输出轴30的中心轴34驱动轴流式风扇26 的输出轴30。
轴流式风扇组件10以"抽吸通过"配置联接到热交换器14上，这样轴 流式风扇26就抽吸穿过热交换器14的气流。或者，轴流式风扇组件10可以 以"推动通过"配置联接到热交换器14上，这样轴流式风扇10就可以排放穿过热交换器14的气流。可以利用多种不同连接器中的任一个来将轴流式 风扇组件10联接到热交换器14上。
在图1的轴流式风扇组件10的所示结构中，罩盖18包括其上联接了电动 机22的支架38。支架38通过多个倾斜叶片42联接到罩盖18的外部，且倾斜 叶片42调整由轴流式风扇26排放的气流。然而，轴流式风扇组件10的可选 结构可以利用其它支撑构件来将支架38联接到罩盖18的外部，而这些支撑 构件基本上不会调整从轴流式风扇26排放的气流。电动机22可以使用多种 不同紧固件或其它连接设备中的任一种联接到支架38上。
罩盖18还包括围绕轴流式风扇26的外圆周放置的基本上环形的出口钟 46。多个泄漏定子50联接到出口钟46上并且围绕中心轴34布置。在轴流式 风扇26的操作期间，泄露定子50通过中断或减少再循环气流的切向分量(即 "预涡旋")来减少围绕轴流式风扇26的外圆周的再循环。然而，轴流式 风扇组件10的可选结构可以利用设计成不同于图1中所示的出口钟46和泄 露定子50。另外，轴流式风扇组件10的另外一个可选结构可以不包括出口 钟46或泄露定子50。
参照图1一4，轴流式风扇26包括中心毂54、多个从毂54向外延伸的叶 片58和连接叶片58的环区62。尤其是，每个叶片58均包括邻近并且联接到 毂54上的根部或根66和从根66向外间隔并且联接到环区62上的尖端部分或 尖端70。各个叶片58的中心轴34和尖端70之间的径向距离定义为轴流式风 扇26的最大叶片半径"R"(参见图4)，而每个叶片58的根66和每个叶片 58的相应的尖端70之间的径向距离定位为叶片"S"的跨距。叶片58的直径 定义为最大叶片直径"D"并且等于两倍的叶片半径"R"。
每个叶片58还包括根66和尖端70之间的前缘74和根66和尖端70之间的 后缘78。图4显示了相对于由箭头"A"表示的轴流式风扇26的旋转的顺时 针方向的叶片58的前缘和后缘74、 78。在轴流式风扇组件10的可选结构中， 叶片58可以依照轴流式风扇26的旋转的逆时针方向进行不同地设计。另外， 每个叶片58均包括压力面86 (参见图2和4)和吸力面82 (参见图3)。压力 面和吸力面86、 82给予每个叶片58机翼形状，这允许轴流式风扇26生成气 流。
参见图1和3，多个辅助叶片90围绕中心轴34布置并且联接到毂54的内 圆周上以在电动机22上方提供冷却气流。电动机22可以包括基本上闭合电动机的电子元件的电动机外壳94 (参见图l)。虽然未显示在图l中，但是 电动机外壳94可以包括多个孔以允许由辅助叶片90生成的冷却气流经过外 壳94以冷却电动机22的电子元件。或者，电动机外壳94可能不包括任何孔， 并且由辅助叶片90生成的冷却气流仅仅指引到外壳94上方。在另外一个结 构的轴流式风扇组件10中，轴流式风扇26可能不包括辅助叶片90。
参见图4，叶片58的几个特征在跨距S之上改变。尤其是，这些特征可 以在对应于从叶片58的根66移动到叶片58的尖端70的半径"r"的分散圆柱 形叶片剖面处测量。具有半径"r"的叶片剖面因此界定在带有具有半径"r" 的缸的风扇26同与风扇26的中心轴34共线的轴线的交点处。如此前所述， 与叶片58的尖端70对应的叶片剖面具有等于轴流式风扇26的叶片58的最大 半径相等的半径"R"。因此，可以参照叶片半径R的比值(即"r/R")处 的特定叶片剖面描述在跨距S之上改变的叶片58的特征。当在此使用时，比 值"r/R"也可以被称作"无因次半径"。
参照图5，图中显示了在跨距S的末端附近(即，r/R 1)的叶片剖面。 在该特定叶片剖面处，叶片58具有曲率。叶片58的曲率的程度或是本领域 中被称为"凸度"是通过参照特定叶片剖面处的叶片58的中线98和鼻尾线 102测量的。如图5所示，中线98从叶片58的前缘74向后缘78延伸，在叶片 58的压力面86和吸力面82之间的中间。鼻尾线102是一条直线，它在叶片58 的前缘74和后缘78之间延伸并且在叶片58的前缘74和后缘78处与中线98相 交。
凸度是一个无因次量，该无因次量是沿着鼻尾线102的位置的函数。尤 其是，凸度是描述被鼻尾线102的长度除的从鼻尾线102到中线98的垂直距 离"D"的函数，也被称为叶片"弦"。通常，凸度的无因次量越大，叶片 58的曲率越大。
图5也在跨距S的末端附近的叶片剖面处(即，r/R 1)显示了叶片58 的螺旋角。螺旋角P定义为鼻尾线102和基本上垂直于中心轴34的平 面106之间的角。已知叶片58的螺旋角p在从叶片58的根66向叶片58的尖端 70移动的半径"r"处对应于每个后续的叶片剖面，叶片的"间距"可以使 用下列方程计算
间距二2兀rtanP叶片58的间距是通常控制由叶片58沿其径向长度生成的静压力量的特 征。从上面的方程很显然，间距是尺寸量并且可以想象为如果在固态介质 中旋转，由特定叶片剖面在半径"r"处通过一个轴回转在理论上移动的轴 向距离，这类似于螺纹拧紧到一块木头上的螺钉。
图9显示在轴流式风扇26的跨距S之上的叶片间距。尤其是，X轴表示沿 着特定叶片剖面的叶片剖面跨距S的比值"r/R"，并且Y轴表示叶片间距与 叶片58的根66和叶片58的尖端70之间所有叶片剖面的平均值叶片间距之 比。通过获得叶片间距与平均叶片间距之比，图9中所示的曲线被标准化并 且表示高间距和低间距轴流式风扇26。另外，图9中所示的曲线表示具有不 同叶片直径D的轴流式风扇26。因为"平均叶片间距"仅仅是一个标量，所 以表示"叶片间距"的曲线的形状与表示"叶片间距/平均叶片间距"的曲 线相同。
继续参见图9，叶片间距与平均叶片间距之比在叶片半径R的外209&内或 在0.8《r/R《l之间不会减小。此外，叶片间距与平均叶片间距之比会在叶 片半径R的夕卜20呢之内增大。在由图9的曲线表示的叶片58的结构中，"叶片 间距/平均叶片间距"值会在叶片半径尺的夕卜20%内增大大约40%，从大约O. 88 到关于1.22。然而，在叶片58的其它结构中，"叶片间距/平均叶片间距" 值可以在叶片半径1 的夕卜20%内增大至少大约5%。另外，在由图9的曲线表示 的叶片58的结构中，"叶片间距/平均叶片间距"值会在叶片半径R的外10。/。 之上或是0.9《r/R《l之间连续地增大。在叶片58的其它结构中，"叶片间 距/平均叶片间距"值可以在叶片半径1^的夕卜20%内增大大约30%至大约75%， 而在叶片58的其它结构中，"叶片间距/平均叶片间距"值可以在叶片半径 R的外10%之内增大大约20%至大约60%。
通过在叶片半径R的夕卜20呢之内增大叶片58的间距，如图9中所示，叶片 58的尖端70可以形成增大的静止压力以维持环区62处的高速轴向气流，因 此提高轴流式风扇26的效率，尽管存在流入的径向向内的分量。
参照图6，轴流式风扇26的叶片58成形为具有改变的斜拱角"9 "。叶 片58的斜拱角9是在对应于半径"r"的特定叶片剖面处参照对应于叶片58 的根66的叶片剖面测量的。具体地说，参考点110标记在与叶片58的根66对 应的叶片剖面的中间弦，并且参考线114通过参考点110和轴流式风扇26的 中心轴34绘制。如图6所示，参考线114分开"正的"斜拱角e与"负的"斜拱角e 。如在此定义的，正的斜拱角0表示叶片58沿轴流式风扇26的旋 转方向歪斜，而负的斜拱角e表示叶片58沿与轴流式风扇26的旋转方向相 反的方向歪斜。
中间弦118然后在叶片58的前缘74和后缘78之间绘制。与增大的半径 "r"对应的每个后续的叶片剖面具有位于中间弦线118上的中间弦点(例 如，位于图5中所示的叶片剖面上的点"P")。在与半径"r"对应的特定 叶片剖面处的叶片58的斜拱角9是在参考线114和连接特定叶片剖面的中 间弦点(例如，点"P")和中心轴34的钱122之间测量的。如图6所示，一 部分叶片58沿正向歪斜，并且一部分叶片58沿负向歪斜。
图10显示了在轴流式风扇26的跨距S之上的叶片间距和斜拱角9 。尤其 是，X轴表示沿着特定叶片剖面的跨距S的无因次半径或比值":r/R"，左侧 Y轴表示叶片间距与轴流式风扇直径或叶片直径D之比，并且右侧Y轴表示参 照参考线114的斜拱角9 。通过获得叶片间距与叶片直径D之比，图10中所 示的曲线是无因次的并且表示具有不同叶片直径D的轴流式风扇26。因为叶 片直径D仅仅是一个标量，所以表示"叶片间距"的曲线的形状与表示"叶 片间距/叶片直径D"的曲线相同。
继续参见图IO，叶片58界定了在叶片半径R的外20y。之内减小的斜拱角 0。换句话说，斜拱角e在0.8《r/R《l的范围内减小。另外，叶片58的斜 拱角6在叶片半径R的外2096之上连续地减小。在由图10的曲线表示的叶片 58的结构中，斜拱角9在叶片半径R的外209&内减小大约12. 75度，从大约(+ ) 2.75度减小到大约(-)9.98度。或者，叶片58可以设计成斜拱角9在叶片 半径R的外2(F。之内减小大约12.75度。然而，在风扇26的优选结构中，叶片 58的斜拱角e应该在叶片半径R的外20y。之内减小大约至少5度。
参照图5和图11,轴流式风扇26的叶片58成形为具有改变的倾度轮廓。 如图5所示，叶片倾度测量为对应于半径"r"的特定叶片剖面的中间弦点 (例如点"P")参照对应于叶片58的根66的叶片剖面的中间弦点(近似为 参考线124)的轴向偏移"A"。轴向偏移A的值在对应于半径"r"的叶 片剖面的中间弦点(例如点"P")设置在对应于叶片58的根66的叶片剖面 的中间弦点的上游时是负的，而轴向偏移A的值在对应于半径"r"的叶片 剖面的中间弦点设置在对应于叶片58的根66的叶片剖面的中间弦点的下游 时是正的。图11显示了在轴流式风扇26的跨距S之上的叶片倾度。尤其是，X轴表 示沿着特定叶片剖面的跨距S的无因次半径或比值"r/R"，并且Y轴表示叶 片倾度与轴流式风扇直径或叶片直径D之比。通过获得叶片倾度与叶片直径 D之比(即，"无因次叶片倾度")，图ll中所示的曲线是无因次的并且表 示具有不同叶片直径D的轴流式风扇26。因为叶片直径D仅仅是一个标量， 所以表示"叶片倾度"的曲线的形状与表示"叶片倾度/叶片直径D"的曲 线相同。
在叶片半径R的外2(F。之上的叶片58的倾度轮廓是依照斜拱角和间距轮 廓调节的，如图10中所示，以减小从叶片58的压力面86延伸的曲面法线的 径向向内和径向向外分量。换句话说，向前倾斜叶片58 (即，沿图6中所示 的正向)而不改变叶片58的倾度轮廓会生成曲面法线，或是从叶片58的压 力面86垂直地延伸的射线，它除轴向和切向分量之外还具有径向向内的分 量。同样，向后歪斜叶片58 (g卩，沿图6中所示的负向方向)会生成除轴向 和切向分量之外具有径向向外分量的曲面法线。从叶片58的压力面86延伸 的曲面法线的这种径向向内和径向向外分量可以降低轴流式风扇26的效 率。然而，通过如图11中所示改变叶片58的倾度轮廓，曲面法线的这种径 向向内和径向向外分量可以减小，因此提高轴流式风扇26的效率以及叶片 58的结构稳定性，并且保证由每个叶片58形成的压力最优地与气流方向对 齐。
图11显示了在叶片半径R的夕卜20呢之上的一个无因次倾度轮廓。尤其是， 在所示倾度轮廓中，无因次叶片倾度在叶片半径R的外209&之上连续地增大。 另外，在所示倾度轮廓中，无因次叶片倾度相对于在叶片半径R的外20呢之 上的无因次半径的变化率大约为0.08至大约0. 18。在叶片半径R的外20呢之
上的所示倾度轮廓可以由下列公式描述为叶片半径R的外2oy。之上的间距改
变和斜拱角改变的函数，其中"D"等于叶片直径D-
<formula>formula see original document page 13</formula>
Rake鹏-Rake抑',。J Sfew80% - Sfevty,。"尸/"&0% +尸Zfc、。,。) ± Q 00/) D 一( 360° "x2J— 为计算在跨距S的各个增量之上的倾度的变化(即，0.8《r/R《0.9并 且0.9《r/R《1)，对于已知叶片直径D的轴流式风扇26，首先需要经验地
确定间距和斜拱的各自的值。然后，可以计算倾度变化值。
在轴流式风扇26的可选结构中，叶片58可以在叶片半径R的外20。/。之上 包括不同的斜拱角和间距轮廓，这样所生成的在叶片半径R的外2(^之上的 倾度轮廓就不同于图11中所示的无因次倾度轮廓。
参照图7，轴流式风扇组件10显示为相对于示意性地显示的下游"阻塞" 126放置。这种阻塞126可以是例如汽车发动机的一部分。轴流式风扇组件 10的效率部分地取决于环区62与出口钟46和泄露定子50的间隔，并且取决 于出口钟46和阻塞126之间的间隔。
图8显示了在轴流式风扇组件10的一个结构中环区62和出口钟46与泄 露定子50之间的间隔。尤其是，环区62包括邻近轴向延伸的径向最内侧表 面134和轴向延伸的径向最外侧表面138的端面130。出口钟46包括邻近径向 最内侧表面146的端面142。轴向间隙"G1"是在环区62和出口钟46的各个 端面130、 142之间测量的。图8还显示了在环区62的轴向延伸的径向最外侧 表面138和出口钟46的径向最内侧表面146之间测量的径向间隙"G2"。
轴向间隙G1和径向间隙G 2是相对于出口钟4 6和阻塞12 6之间的间距 ("L")(参见图7)、环区的轴向延伸的径向最内侧表面134的半径("Ru")、 毂54的半径("Rhub")和出口钟150的径向最外侧表面的半径("R。ut") 确定的。尤其是，轴向间隙G1和径向间隙G2可以相对于"阻塞因子"确定， 而"阻塞因子"依照如下公式计算
参照图8，在其中阻塞因子小于大约O. 83的轴流式风扇组件10的结构 中，轴向间隙G1与叶片直径D之比可以为大约0.01至大约0.025。然而，在 其中阻塞因子大于或等于大约O. 83的轴流式风扇组件10的结构中，轴向间 隙Gl与叶片直径D之比可以为大约O至大约O. 01。在图8中所示的轴流式风扇 组件10中，轴向间隙G1通过将端面130置于端面142的上游来形成。然而， 当阻塞因子大于或等于大约O. 83时，轴向间隙G1可以通过将端面130置于端 面142的下游来形成。这些优选的轴向间隙G1与图9-ll中所示的间距、斜拱 角e和轴向偏移A (即，倾度)的优选轮廓结合，可以通过增大泄露定子50的效率而同时减小环区62和出口钟46之间的预涡旋和气流的再循环来提 高轴流式风扇组件10的总体效率。
继续参见图8，在其中阻塞因子大于或等于大约O. 83的轴流式风扇组件 IO的结构中，径向间隙G2与叶片直径D之比可以为大约0.01至大约0.02。在 图8中所示的轴流式风扇组件10中，径向间隙G2通过将轴向延伸的径向最外 侧表面138置于出口钟46的径向最内侧表面146的径向内部来形成。然而， 当阻塞因子小于大约O. 83时，径向间隙G2可以通过将轴向延伸的径向最内 侧表面138置于出口钟46的径向最内侧表面146的径向外部来形成。
在其中阻塞因子小于关于0.83的轴流式风扇组件10的结构中，轴向延 伸的径向最内侧表面134与出口钟46的径向最内侧表面146基本上对齐。因 此，径向间隙G2与叶片直径D之比可以为大约0至大约0.01。在轴流式风扇 组件10的这种结构中，泄露定子50可以设计成对环区62提供足够的间隙。 这些优选的径向间隙G2与用于图9一11中所示的间距、斜拱角9和轴向偏移 A (即，倾度)的优选轮廓结合，可以通过减少尾流分离和不需要的压縮 提高轴流式风扇组件10的总体效率。
轴流式风扇组件10包含在轴流式风扇叶片58的跨距之上的相对恒定的 静压力升高且具有大的罩盖面积比和小的风扇与芯部间隔。这些特征的组 合通常会在风扇叶片58的尖端70处生成相对较高的向内径向流入速度。此 外，在叶片58的尖端70附近的相对较高的静压力升高会增加环区62和出口 钟46之间的气流的再循环。这又会增大预涡旋流入叶片58的尖端70。相对 较高的径向向内流入速度可以导致气流从环区62和出口钟46的分离。增大 叶片58在叶片半径R的外2(F。之内的间距使叶片58的尖端70适合相对较高的 流入速度。所生成的流入速度和静压力升高的增大是通过在叶片半径R的外 20%之内倾斜叶片58以确保由叶片58形成的压力最优地与气流的方向对齐、 在特定范围内依照阻塞因子径向地间隔环区62和出口钟46以防止尾流分离 和不需要的压縮，并且在特定范围内依照阻塞因子轴向地分隔环区62和出 口钟46以优化泄露定子50的功能以减少预涡旋和再循环来保持的。
在下面的权利要求中阐明了本发明的各个特征。
权利要求
1. 一种轴流式风扇，包括适于围绕中心轴旋转的毂；从该毂径向向外延伸并且围绕所述中心轴布置的多个叶片，每个叶片均包括根；尖端；根和尖端之间的前缘；和根和尖端之间的后缘；其中每个叶片均界定了叶片尖端和中心轴之间的叶片半径；其中每个叶片均界定了在叶片半径的外20％之内减小的斜拱角；其中叶片间距与平均叶片间距之比在叶片半径的外20％之内从最低值向最高值增大；以及其中最高值比最低值高大约30％至大约75％。
2. 如权利要求1所述的轴流式风扇，其特征在于，叶片间距与平均叶片 间距之比在叶片半径的夕卜10%之内从最低值增大至最高值，并且其中，叶片 半径的外10%之内的最高值比在叶片半径的外10%之内的最低值高大约20% 至大约60%。
3. 如权利要求1所述的轴流式风扇，其特征在于，叶片的斜拱角在叶片 半径的外20%之上会连续地减小。
4. 如权利要求1所述的轴流式风扇，其特征在于，每个叶片均界定了叶 片半径的外20%之内的增大的倾度。
5. 如权利要求4所述的轴流式风扇，其特征在于，倾度会在叶片半径的 外20%之上连续地增大。
6. 如权利要求4所述的轴流式风扇，其特征在于，倾度与最大叶片直径 之比包括无因次叶片倾度，并且其中，无因次叶片倾度相对于叶片半径的 外20%之上的无因次半径的变化率是大约0. 08至大约0.18。
7. —种轴流式风扇组件，包括習生.早皿；连接到该罩盖上的电动机，该电动机包括围绕中心轴旋转的输出轴；轴流式风扇，包括联接到输出轴用于围绕中心轴旋转的毂；从该毂径向向外延伸并且围绕中心轴布置的多个叶片，每个叶片 均包括根； 尖端；根和尖端之间的前缘；和根和尖端之间的后缘； 其中每个叶片均界定了叶片尖端和中心轴之间的叶片半径；其中每个叶片均界定了在叶片半径的外20%之内减小的斜拱角； 其中叶片间距与平均叶片间距之比会在叶片半径的外20%之内从最低值向最高值增大；以及其中最高值比最低值高大约30%至大约75%。
8. 如权利要求7所述的轴流式风扇组件，其特征在于，叶片间距与平均 叶片间距之比在叶片半径的外10%之内从最低值增大至最高值，并且其中， 叶片半径的外10%内的最高值比在叶片半径的外10%之内的最低值高大约 20%至大约60%。
9. 如权利要求7所述的轴流式风扇组件，其特征在于，叶片的斜拱角在 叶片半径的外20%之上连续地减小。
10. 如权利要求7所述的轴流式风扇组件，其特征在于，每个叶片均界 定了叶片半径的外20%之内的增大的倾度。
11. 如权利要求10所述的轴流式风扇组件，其特征在于，倾度会在叶片 半径的外20%之上连续地增大。
12. 如权利要求10所述的轴流式风扇组件，其特征在于，倾度与最大叶 片直径之比包括无因次叶片倾度，并且其中，无因次叶片倾度相对于叶片 半径的外20%之上的无因次半径的变化率是大约0. 08至大约0. 18。
13. 如权利要求7所述的轴流式风扇组件，其特征在于，风扇包括联接 到叶片尖端上的基本上圆形的环区，并且其中罩盖包括中心在中心轴上的 基本上环形的出口钟。
14. 如权利要求13所述的轴流式风扇组件，其特征在于，还包括从所述 环区径向向外并且邻近出口钟放置的多个泄露定子，其中，泄露定子围绕 中心轴布置。
15. 如权利要求14所述的轴流式风扇组件，其特征在于，出口钟包括径 向最内侧表面、径向最外侧表面和邻近径向最内侧表面的端面，其中，泄 露定子置于径向最内侧表面和径向最外侧表面之间，其中，该环区包括轴 向延伸的径向最内侧表面、轴向延伸的径向最外侧表面和邻近轴向延伸的 径向最内侧表面和轴向延伸的径向最外侧表面的端面，其中，环区和出口 钟的各自端面由一轴向间隙分开，并且其中，该轴向间隙与最大叶片直径 之比大约为0至大约0.01，其中，环区的轴向延伸的径向最外侧表面与出口 钟的径向最内侧表面径向向内间隔一径向间隙，并且其中，该径向间隙与 最大叶片直径之比是大约O. Ol至大约O. 02。
16. 如权利要求15所述的轴流式风扇组件，其特征在于，毂包括界定毂 半径(Rhub)的径向最外侧表面，其中环区的轴向延伸的径向最内侧表面界 定了环区半径()，其中出口钟的径向最外侧表面界定了出口半径(R。")， 其中，出口钟与下游阻塞轴向分隔一个长度尺寸(L)，其中，阻塞因子由 公式界定阻塞因子-K"^ 一^"6其中，当阻塞因子大于或等于大约0.83时，轴向间隙与最大叶片直径 之比为大约O至大约O. 01，并且径向间隙与最大叶片直径之比为大约O. Ol至 大约O. 02。
17. 如权利要求14所述的轴流式风扇组件，其特征在于，出口钟包括径 向最内侧表面、径向最外侧表面和邻近径向最内侧表面的端面，其中，泄 露定子置于径向最内侧表面和径向最外侧表面之间，其中，该环区包括轴 向延伸的径向最内侧表面、轴向延伸的径向最外侧表面和邻近轴向延伸的 径向最内侧表面和轴向延伸的径向最外侧表面的端面，其中，环区的轴向 延伸的径向最外侧表面与出口钟的径向最内侧表面径向向外间隔一个径向 间隙，其中，该径向间隙与最大叶片直径之比为大约O至大约O.Ol，其中， 环区和出口钟的各自端面间隔一个轴向间间隙，并且其中，该轴向间隙与 最大叶片直径之比是大约O. Ol至大约O. 025。
18.如权利要求17所述的轴流式风扇组件，其特征在于，毂包括界定毂 半径(Rhuh)的径向最外侧表面，其中，环区的轴向延伸的径向最内侧表面 界定了环区半径(U ，其中，出口钟的径向最外侧表面界定了出口半径 (R。ut)，其中，出口钟与下游阻塞轴向分隔一个长度尺寸(L)，其中，阻 塞因子由公式界定<formula>formula see original document page 5</formula>其中，当阻塞因子小于大约0.83时，径向间隙与最大叶片直径之比为 大约O至大约O.Ol，并且轴向间隙与最大叶片直径之比为大约0.01至大约 0. 025。
全文摘要
本发明提供了一种轴流式风扇(26)，该轴流式风扇包括适于围绕中心轴旋转的毂(54)和从该毂径向向外延伸并且围绕该中心轴布置的多个叶片(58)。每个叶片均包括根(66)、尖端(70)、该根与该尖端之间的前缘(74)和该根与该尖端之间的后缘(78)。每个叶片均界定了叶片尖端和中心轴之间的叶片半径(R)。每个叶片均界定了在叶片半径的外20％内减小的斜拱角。叶片间距与平均叶片间距之比在叶片半径的外20％之内从最低值向最高值增大。最高值比最低值高大约30％至大约75％。
文档编号F04D29/58GK101535657SQ200780028700
公开日2009年9月16日 申请日期2007年5月31日 优先权日2006年5月31日
发明者R·W·斯泰尔斯, W·斯蒂文斯 申请人:罗伯特·博世有限公司