具有模块式翼瓣组的风扇护罩的制作方法

专利名称：具有模块式翼瓣组的风扇护罩的制作方法
技术领域：
本发明涉及风扇护罩并且更具体地涉及可变的和模块式的风扇护罩。
背景技术：
使用风扇使空气移动经过热交换器是众所周知的，尤其是在空气调节和机动车辆 冷却的领域中。在机动车辆中，为了冷却经过发动机和/或其他附件循环的液体，风扇典型 地用在散热器附近以便推或拉空气经过散热器。这些风扇典型地由一台电动机驱动或者通 过来自机动车辆中的相关发动机的一个传动系来驱动。这些风扇通常被安置为使风扇的径 向平面平行于相关的热交换器(如一个散热器)的一个面部分或表面而延伸。这种类型的风扇通常被称为“轴流式风扇”。为了帮助在轴向方向上提供空气流 动，典型地使用护罩。在其他方向上的空气流动分量是典型地浪费能量的并且可以撞击在 围绕热交换器和/或散热器的不同机械结构上并且可以增加由该系统提供的总体噪音。当这些系统或车辆大量销售时，多种单独的护罩被典型地提供用于每种产品、系 统或车辆，并且被专门被设计用于特定系统或车辆的具体的空气流动。这些护罩典型地具 有一种类型或另一种类型的多个翼瓣，这些翼瓣以具体的大小、形状和曲率来提供以便优 化经过这个特定系统或车辆的空气流动。然而，为一种不是大量生产或销售的一种特定系 统或车辆提供具有多种翼瓣设计的多个分离的护罩经常是不经济的。因此，本发明的一个目的是提供一种改进的护罩和翼瓣系统，该系统在制做和提 供用于典型地不是大量销售的产品、系统和车辆时是不太昂贵的。本发明的另一个目的是 提供一种具有多个模块式部件的风扇护罩和翼瓣系统以便允许护罩易于针对不同车辆和 产品的修改。

发明内容
本发明的以上和其他目的是通过本发明来实现的，其中提供了一种具有多个模块 式翼瓣组的风扇护罩。提供了一种护罩环构件，它典型地具有用于连接到热交换器/散热器或发动机上 的多个安装支架或附接件。提供了多个模块式翼瓣组用于安装在该护罩环的内直径中。这 些模块式构件各自具有一系列的翼瓣，这些翼瓣被用来引导在风扇与热交换器/散热器之 间的空气流动。可以提供任意数量的模块式构件，但优选是为每个风扇护罩环提供三至八 个模块式构件。这些模块式构件各自具有一个弯曲的基底构件，该基底构件被适配为安装在该环 形构件内。这些模块式构件各自具有被定位于其上的多个翼瓣构件，这些翼瓣构件被设计 为优化用于特定发动机或冷却系统的空气流动。可以将多个凹陷或标记提供在该护罩环构件的内表面上，以便将这些模块式构件 精确地定位在其上。这些模块式构件可以通过任何常规的方式、或者通过适当的粘合剂、机 械紧固件或类似物被紧固到该环形构件上。
当与附图以及所附权利要求一起考虑时，本发明的其他特征、益处、和优点将从本 发明的以下说明中变得清楚。


图1是根据本发明的一个实施方案具有冷却系统的一台发动机的透视图。图2展示了根据本发明的一种风扇护罩环。图3展示了根据本发明将多个模块式翼瓣组构件加在一个护罩环上。图4展示了具有全套的模块式翼瓣组构件的一个完整的风扇护罩。图5是根据本发明的一个实施方案将一个模块式翼瓣组构件定位在一个风扇护 罩环上的放大图。图6描绘了用于将模块式翼瓣组紧固到护罩环上的一个替代实施方案。图7展示了用在一个替代护罩环中的一个构件。
具体实施例方式如以上所表明的，本发明提供了具有多个翼瓣的一种独特的、创造性的风扇护罩 环，该风扇护罩环可以使用在多种多样的应用中，如空气调节和机动车辆冷却。为了在此说 明的目的，本发明将仅参照在机动车辆的冷却系统中的一种优选的用途进行说明。然而，本 发明并不受本说明的限制并且本发明人对本发明的所有利益以及范围都享有权益，它包括 在任何冷却系统应用中使用具有模块式翼瓣组的风扇护罩。现在参见图1，它示出了被安装到以幻影示出的发动机15上的一个轴流风扇10。 风扇10具有被附接到发动机(它典型地是该发动机的曲轴的末端16)上的一个中央轮毂 构件12。一个护罩构件20被定位并且被附接到发动机15的前方并且被定位为环绕风扇 10。在这个系统中，风扇10被定位在发动机15与散热器30之间。如图1所示，护罩构件20通过多个附接支架22被附接到发动机15的前方。在一 个替代实施方案中，护罩构件20可以被附接在散热器上。然而，定子构件20优选地被安装 到发动机15上以便减少尖端间隙并因此改进风扇效率中央轮毂构件12具有径向地向外延伸的多个叶片构件14，对于在冷却系统中使 用的风扇这是典型的情况。这种类型的风扇以及叶片的构型和数量就本发明而言不是决定 性的，而可以使用任何类型的风扇以及任何形状和数量的叶片构件。这些叶片构件14的形 状是这样的，当风扇10在方向R上围绕一条中心轴线25旋转时，使得空气沿着该中心轴线 的方向轴向移动。在所示的实施方案中，还描绘了 一个定子组件35。该定子组件被定位在散热器30 与护罩构件20之间并且帮助于引导空气流轴向地经过该散热器、风扇和护罩构件。散热器 护罩35通过任何常规的方式(如安装支架、螺钉、螺栓、粘合剂或类似物)被连接到该散热器上。定子构件20包括一个外部环形构件50以及多个定子翼瓣构件60，这些定子翼瓣 构件被定位在环形构件50的内直径或表面52内。为了帮助于分解经过风扇10的空气流的运动的旋转分量，这些定子翼瓣构件60 各自相对于该冷却系统的中心轴线25并且在这些翼瓣构件14的弯曲的方向上是稍微凹入地弯曲的。这允许经过定子构件20的空气运动的大部分被引导到朝向发动机15的轴线方 向上。在图2中更详细地示出了定子环形构件50。这些支架护罩22以任何常规的方式 (如螺钉、螺栓、粘合剂和类似物)被附接到环形构件50上。当然，应该理解，该定子构件能 以任何常规的方式以及通过任何类型或系统的连接或附接被附接到发动机或散热器上。如 图2所示，提供了四个支架构件22，但可以使用将定子构件以任何常规方式附接到发动机 上所必需的任何数量。定子环形构件50优选地由一种轻型的、高强度的材料(如模制塑料或纤维增强塑 料)制成。它还可以由一种金属材料(如铝)制成。本领域的普通技术人员将会理解，环 形构件50还可以由其他轻型的并且展现出高强度同时易于生产的材料制成。如图3至图5所指明的，在环形构件50上提供并定位了多个模块式翼瓣组构件 55。这些模块式翼瓣组构件被定位在环形构件50的内表面52上。这些模块式翼瓣组构件55各自具有一个基底构件56以及多个翼瓣构件60。这些 基底构件是弯曲的以便配合环形构件50的内表面的曲率，并且这些翼瓣具有如以上提到 的凹形弯曲的结构。被定位在风扇护罩环构件50上的模块式翼瓣组构件55的数量是取决于多种因 素。这些因素包括与模制这些模块式构件的相关的成本，这个成本主要包括该模具构件本 身。在这一方面，可以为每个环形构件50提供任何数量的模块式翼瓣组构件55，尽管优选 地提供三至八个模块式翼瓣组构件。在这一方面，在图3至图4中示出了八个模块式构件 翼瓣组构件。所提供的模块式翼瓣组构件的数量是制造这些模块式翼瓣组构件的成本与这 些组件成本之间的一个折衷。优选地，这些模块式翼瓣组构件是由一种塑料材料模制的，这种塑料材料或者是 一种实心树脂材料或者是一种工程聚合体填充的材料，填料是纤维玻璃或类似物。为每个定子构件50提供的翼瓣构件60的数量是取决于该应用本身。所提供的 翼瓣构件的数量取决于该护罩和冷却系统、连同有待用于该护罩的模块式翼瓣组构件的数 量。此时相信，如果为该护罩提供3至8个模块式翼瓣组构件，则可以在每个模块式翼瓣组 构件上提供4至8个翼瓣构件。这些翼瓣为该冷却系统给出了更高的效率。这些翼瓣允许更多的空气流经该冷却 系统，而无需增加功率，或者以更小功率流过等量的空气流动。这些翼瓣的形状、高度和曲 率典型地针对其中使用它们的具体的冷却系统来进行调节。如果一种风扇护罩被大量提供用于一种车辆或其他冷却系统，典型地护罩与其相 关的多个翼瓣被调谐到该特定的系统上，并且这些护罩由一种单一的整体构件模制而成。 然而本发明特别适用于以较小数量来制造的发动机和产品，并且其中将一种独特的、单件 式模制的风扇护罩提供用于该系统将不是经济的。根据本发明的模块式系统为使用具有一 种特定冷却系统的风扇护罩提供了可变性和灵活性。模制成本被减少并且允许以更容易的 方式地进行改变。例如，如果该风扇本身被改变，那么可以要求不同的翼瓣构件。翼瓣构件 的形状和构型(如形状、角度和曲率)可以根据风扇以及其中放置了风扇和护罩的冷却系 统而改变。这些模块式翼瓣组构件55能以任何常规的方式被附接到护罩构件20上。该附接或连接构件可以是机械的(如铆钉、螺钉或其他紧固件)，或者可以是一种粘合剂构件(如 使用胶或一种高温粘合材料)。在图2至图5所示的实施方案中，提供了对应的开口 70和 72以便允许通过多个螺钉紧固构件74将这些模块式翼瓣组构件55紧固到护罩环上。为了改进经过护罩构件20的空气流动并且防止由模块式翼瓣组构件55的基底56 的前缘所引起的湍流，这些基底构件56为此目的典型地具有薄的前缘58。事实上，这些基 底56的截面形状可以与具有一个窄的前缘以及一个较宽的出口边缘的楔形构件相类似。还有可能根据本发明的一个实施方案在环形构件50的内表面52上提供一个凹陷 80。该凹陷可以围绕环形构件52的内表面360°的圆周来提供。然后这些模块式翼瓣组构 件55将被模制成为具有相应的前缘形状和曲率以便安装在该凹陷之内并且在该环形构件 与这些模块式翼瓣组构件之间提供一种平稳的空气流动过渡。再一次，这在图5中优选地 示出。还有可能简单地在环形构件50的内表面52上提供标志或标记，以便帮助将这些 模块式翼瓣组构件55定位和安装到表面52上。这些翼瓣构件60被对称地、圆周地围绕该风扇的旋转轴线25进行安置。这提供 了最有效的冷却系统。如本领域的一位普通技术人员所理解的，由于这些风扇叶片14在方向R上的旋 转以及由这些风扇叶片14的间距所引起的线性分量，来自风扇10的空气流动的输出速度 (以每分钟立方英尺表示)具有一种旋转的运动分量。此外，这个特定的叶片形式和叶片配 置、沿该叶片跨度的变化和间距、或者沿一个径向截面所采取的叶片的导线长度将对恰好 邻近风扇10提供的状态压力分布产生影响，并且因此将影响已经经过该风扇的空气的流 动。而且，当与具有较大距离的冷却系统相比较时，这些叶片14的尖端与护罩构件20 的内表面之间较小的距离将增加每单元空气流动的静态压力。在图6和图7中示出了将模块式翼瓣组附接到一个护罩环上的替代方法。在这个 实施方案100中，一个环与密封件的连接构件102被定位在护罩环104与这些模块式翼瓣 组106之间。构件102将这些翼瓣组紧固到护罩环104上。连接构件102优选地由一种金属材料(如铝)制成，并且以在图7中所示的截面 形状被挤出。连接构件102具有一个第一狭长的凸缘部分110，这个第一狭长的凸缘部分在 一侧上具有一个夹紧构件112。该夹紧构件被采用为被旋转或被迫进入图6所描绘的位置 中，其中它紧固地向下夹在护罩环104上。为此目的，夹紧构件112在其上具有多个齿构件 120以便紧紧抓握和保持护罩环。该连接构件还具有一个第二狭长的凸缘构件122，该凸缘构件具有一个狭长的凹 槽或通道124以及一个狭长的肋形构件126。模块式翼瓣组106具有一个基底构件108，该 基底构件具有一个狭长的通道或凹槽128用于与肋形构件126相匹配。凹槽或通道125被 形成为与这些模块式翼瓣组的前缘130相匹配。虽然结合不同实施方案说明了本发明，但应理解，本发明并非限于这些实施方案。 相反，本发明覆盖可以包括在所附权利要求的精神与范围之内的所有替代方案、改进、以及 等效物。
权利要求
一种用于风扇冷却系统的护罩，所述护罩包括具有一个内表面的一个圆环形构件、以及被定位在所述内表面上的多个模块式翼瓣组构件，所述模块式翼瓣组构件各自具有一个基底构件以及在其上的多个翼瓣构件。
2.如权利要求1所述的用于风扇冷却系统的护罩，其中提供了被定位在所述内表面上 的3至8个模块式翼瓣组构件。
3.如权利要求1所述的用于风扇冷却系统的护罩，其中所述翼瓣组构件覆盖所述内表 面完整的360°。
4.如权利要求1所述的用于风扇冷却系统的护罩，其中所述模块式翼瓣组构件各自在 其上具有4至8个单独的翼瓣构件。
5.如权利要求1所述的用于风扇冷却系统的护罩，其中所述翼瓣构件在被定位于所述 环形构件中的一个风扇的转动方向上是凹陷地弯曲的。
6.如权利要求1所述的用于风扇冷却系统的护罩，其中所述环形构件是由一种金属材 料制成并且所述模块式翼瓣组构件是模制的塑料构件。
7.如权利要求1所述的用于风扇冷却系统的护罩，其中所述内表面具有一个凹陷并且 所述模块式翼瓣组构件被定位在所述凹陷中。
8.如权利要求7所述的用于风扇冷却系统的护罩，其中所述凹陷是围绕所述内表面 360°形成的。
9.如权利要求1所述的用于风扇冷却系统的护罩，进一步包括被附接到所述环形构件 上的多个连接支架构件。
10.一种用于车辆发动机的冷却系统，该冷却系统包括一个风扇构件，所述风扇具有一个轮毂构件，其中多个叶片构件由此延伸；围绕所述风扇构件定位的一个护罩构件，所述护罩构件包括一个圆环构件；以及多个模块式翼瓣组构件，所述翼瓣组构件各自具有一个基底构件以及在其上的多个翼 瓣构件。
11.如权利要求10所述的一种用于车辆发动机的冷却系统，其中提供了被定位在所述 内表面上的3至8个模块式翼瓣组构件。
12.如权利要求10所述的一种用于车辆发动机的冷却系统，其中所述翼瓣组构件覆盖 所述内表面完整的360°。
13.如权利要求10所述的一种用于车辆发动机的冷却系统，其中所述翼瓣组构件各自 在其上具有4至8个单个的翼瓣构件。
14.如权利要求10所述的一种用于车辆发动机的冷却系统，其中所述翼瓣构件在定位 于所述环形构件内的风扇的转动方向上是凹陷地弯曲的。
15.如权利要求10所述的一种用于车辆发动机的冷却系统，其中所述环形构件是由一 种金属材料制成的并且所述模块式翼瓣组构件是模制的塑料构件。
16.如权利要求10所述的一种用于车辆发动机的冷却系统，其中所述内表面具有一种 凹陷并且所述模块式翼瓣组构件被定位在所述凹陷中。
17.如权利要求10所述的一种用于车辆发动机的冷却系统，其中所述凹陷是围绕所述 内表面360°形成的。
18.如权利要求10所述的用于车辆发动机的一种冷却系统，进一步包括被附接到所述 环形构件上的多个连接支架构件。
19.一种用于在风扇护罩构件中使用的模块式翼瓣组构件，所述模块式翼瓣组构件具 有一个基底构件以及在其上的多个翼瓣构件。
20.如权利要求19所述的一种模块式翼瓣组构件，其中所述模块式翼瓣组构件各自在 其上具有4至8个单独的翼瓣构件。
全文摘要
用于冷却系统的一种具有多个模块式翼瓣构件的风扇护罩。多个模块式翼瓣组构件被定位为环绕该风扇护罩环的内表面，这些模块式翼瓣组构件各自具有多个翼瓣构件。这种模块性为该风扇护罩提供了灵活性和多功能性，并且提供了在成本和制造上的对应效率。
文档编号F04D29/54GK101981290SQ200980109929
公开日2011年2月23日 申请日期2009年2月18日 优先权日2008年2月21日
发明者K·M·泰勒, T·M·泰姆博莱伍勒 申请人:博格华纳公司