自由梢端型轴流式风扇组件的制作方法

专利名称：自由梢端型轴流式风扇组件的制作方法
自由梢端型轴流式风扇组件
相关串请的交叉引用
本申请要求于2010年2月26日提交的美国临时专利申请No. 61/308，375的优先权，其全部内容通过引用结合在本文中。技术领域
本申请大致涉及自由梢端型轴流式风扇，其在其它用途中可以用作汽车发动机冷却风扇。
背景技术：
发动机冷却风扇用于机动车辆以使空气流动经过一组热交换器，其通常包括冷却内燃机用的散热器、空调机的冷凝器、以及或许会附加的热交换器。这些风扇由罩盖大致进行包封，所述罩盖用于减少再循环且在风扇和热交换器之间引导空气。
风扇通常由具有有限机械性能的塑料注塑成型。当在高温下受到旋转和空气动力载荷时，塑料风扇表现出蠕变变形或挠弯。在设计过程中必须考虑该挠弯。
虽然一些发动机冷却风扇具有连接所有叶片梢端的旋转梢端带体，但许多梢端是自由梢端型的(即，叶片梢端没有彼此连接)。自由梢端型风扇设计为在叶片梢端和罩盖筒之间具有梢端间距或运行间隙。该梢端间距必须足以允许制造公差和允许风扇组件在使用寿命期间可能出现的最大挠弯。
自由梢端型风扇经常设计为具有固定半径的梢端形状，并且在与风扇叶片最接近的区域为圆筒形的罩盖筒(shroud barrel)中运行。在其它情况下,梢端半径并非固定。 例如，美国专利No. 6, 595, 744描述了一种自由梢端型的发动机冷却风扇，其中叶片梢端成形得与喇叭型罩盖筒的形状相顺应或一致。在任一情况下，都需要通常在风扇直径的1%到I.5%之间的明显梢端间距。
虽然梢端间距总是会在一定程度上降低风扇效率和增加风扇噪音，但是自由梢端型风扇提供了一些优于带状风扇(banded fan)的优势,诸如降低材料成本、降低质量、以及改善平衡。因此，需要一种自由梢端型风扇，其将由缺少梢端带体引起的不良性能的影响最小化。特别地，需要一种风扇，其能在存在梢端间距的情况下改进设计叶片的载荷。如果风扇设计时没有考虑间隙，该风扇的实际载荷将会与设计载荷不同，并且将会损害风扇的效率和噪音性能。发明内容
在一方面，本发明提供了自由梢端型轴流式风扇组件，包括风扇和罩盖，所述风扇具有等于叶片尾缘的最大径向长度的叶片梢端半径R，以及等于叶片梢端半径R两倍的直径D。每个叶片均具有截面几何结构，所述截面几何结构在每个径向位置上具有等分线(等分线具有弦长)、叶片角度和弯度分布(弯度分布具有最大弯度)。罩盖包括围绕着至少一部分叶片梢端的罩盖筒，风扇组件在罩盖筒和叶片梢端之间具有运行间隙。随着在径向位置增加的方向上接近于靠近叶片梢端半径R，多个叶片的每一个的最大弯度均表现出急剧和明显的增加。
在一方面，本发明提供了自由梢端型轴流式风扇组件，包括风扇和罩盖，所述风扇具有等于叶片尾缘的最大径向长度的叶片梢端半径R，以及等于叶片梢端半径R两倍的直径D。每个叶片均具有截面几何结构，所述截面几何结构在每个径向位置上具有等分线(等分线具有弦长)、叶片角度和弯度分布(弯度分布具有最大弯度)。罩盖包括围绕着至少一部分叶片梢端的罩盖筒，风扇组件在罩盖筒和叶片梢端之间具有运行间隙。叶片梢端半径R 处的最大弯度至少比在r/R=0. 95的径向位置r处的最大弯度大10%。
在本发明的另一方面，叶片梢端半径R处的最大弯度至少比在r/R=0. 95的径向位置r处的最大弯度大20%。
在本发明的另一方面，叶片梢端半径R处的最大弯度至少比在r/R=0. 95的径向位置r处的最大弯度大30%。
在本发明的其它方面，自由梢端型轴流式风扇组件的特征在于，叶片梢端半径R 处的最大弯度除以弦长至少是O. 06。
在本发明的其它方面，自由梢端型轴流式风扇组件的特征在于，从r/R=0. 95的径向位置r到叶片梢端半径R，叶片角度增加了至少O. 01弧度。
在本发明的其它方面，自由梢端型轴流式风扇组件的特征在于，从r/R=0. 95的径向位置r到叶片梢端半径R，叶片角度增加了至少O. 02弧度。
在本发明的其它方面，自由梢端型轴流式风扇组件的特征在于，从r/R=0. 95的径向位置r到叶片梢端·半径R，叶片角度增加了至少O. 04弧度。
在本发明的其它方面，自由梢端型轴流式风扇组件的特征在于，罩盖筒是喇叭型， 并且叶片梢端前缘的半径大于叶片梢端尾缘的半径。
在本发明的其它方面，自由梢端型轴流式风扇组件的特征在于，梢端间距大于风扇直径D的O. 007倍，且小于风扇直径D的O. 02倍。
通过参考详细说明和附图，本发明的其它方面将变得显而易见。·


图Ia是自由梢端型轴流式风扇组件的示意图，示出了固定半径的叶片梢端和圆筒形的罩盖筒。该自由梢端型轴流式风扇组件配置为发动机冷却风扇组件。
图Ib是自由梢端型轴流式风扇组件的示意图，示出了与喇叭型罩盖筒形状相顺应的叶片梢端。该自由梢端型轴流式风扇组件配置为发动机冷却风扇组件。
图Ic是自由梢端型轴流式风扇组件的示意图，示出了与喇叭型罩盖筒形状相顺应的叶片梢端，其中该叶片梢端在尾缘处倒圆。
图2a示出了具有固定半径的叶片梢端的风扇的轴向投影图，其中定义了多种几何结构参数。
图2b示出了具有与喇叭型罩盖形状相顺应的叶片梢端的风扇的轴向投影图，其中定义了多种几何结构参数。
图2c示出了一种风扇的轴向投影图，所述风扇的叶片梢端与喇叭型罩盖的形状相顺应，其中叶片梢端在尾缘处倒圆。CN 102947597 A说明书3/7页
图3是图2a的风扇叶片沿线A_A的圆柱截面图，其中定义了多种几何结构参数。
图4是由梢端间距引起的梢端涡流的示意图。
图5示出了梢端涡流强度根据叶片梢端处的弦向位置而变化的曲线图。
图6是由梢端涡流造成的叶片梢端处的下冲速度的绘图。
图7是由下冲速度引起的流线曲率的示意图。
图8示出了在没有梢端涡流的情况下产生设计载荷所需的叶片梢端等分线，以及在存在由梢端涡流引起的流线曲率的情况下产生该载荷所需的等分线。
图9a和9b示出了现有技术中的自由梢端型风扇和根据本发明改进的自由梢端型风扇的最大弯度、叶片角度和弦长作为径向位置的函数而变化的曲线图。
图IOa和IOb示出了另一现有技术中的自由梢端型风扇和根据本发明改进的自由梢端型风扇的最大弯度、叶片角度和弦长作为径向位置的函数而变化的曲线图。
图Ila和Ilb示出了另一现有技术中的自由梢端型风扇和根据本发明改进的自由梢端型风扇的最大弯度、叶片角度和弦长作为径向位置的函数而变化的曲线图。
具体实施方式
在详细解释本发明的任何实施例之前，可以理解的是，本发明并非将本申请限制于以下说明或以下所示附图所·阐明的构件的结构和设置的细节中。本发明能够具有其它实施例，并且能够以多种方式进行实践和执行。
图Ia示出了自由梢端型轴流式风扇组件I。在所示的结构中，自由梢端型轴流式风扇组件I是发动机冷却风扇组件，其安装得靠近于至少一个热交换器2。在一些结构中， 热交换器(一个或多个)2包括散热器3 ;随着流体循环通过散热器3和流回内燃机，散热器3将内燃机(未示出)冷却。在替代性的电动机动车中，风扇组件I可以与一个或多个热交换器结合使用以冷却电池、电动机等。罩盖4将冷却空气从散热器3引导至风扇5。风扇5绕轴线6旋转且包括毂7和多个大致径向延伸的叶片8。每个叶片8的邻近于毂7的端部是叶片根部9，且每个叶片8的最外端部是叶片梢端10a。叶片梢端IOa由罩盖4的筒 Ila围绕。梢端间距12a在叶片梢端IOa和罩盖筒Ila之间提供了运行间隙。
虽然风扇5可能是“吸风式”配置且位于热交换器(一个或多个)2的下游，但在一些情况中，风扇5是“吹风式”配置且位于热交换器(一个或多个)2的上游。虽然图Ia 最准确地代表着吸风式配置，但其能被解释为吹风式配置，虽然在该吹风式配置中该组热交换器2中的散热器3的位置将被颠倒。
图Ia示出的每个叶片梢端IOa具有固定半径，且罩盖筒Ila在非常靠近于叶片梢端IOa的区域通常是圆筒形。该示例示出的叶片梢端IOa沿着其整个轴向长度都非常靠近于罩盖筒11a。在其它情况下，允许叶片梢端IOa从筒Ila突伸出去(例如，在图Ia中向左方延伸出去)，从而只有每个叶片梢端IOa的后部(图Ia中右方的叶片部分)与罩盖筒 Ila有小间隙。
图2a是图Ia的具有固定半径的叶片梢端IOa的自由梢端型风扇的轴向投影图。 图中的旋转沿顺时针方向，并且示出了风扇前缘LE和尾缘TE。整体风扇半径等于叶片梢端半径R。描述叶片几何结构的参数定义为径向位置r的函数，其可以被叶片梢端半径R无量纲化。叶片截面几何结构以圆柱截面的方式定义，诸如截面A-A所示。6
图Ib示出了自由梢端型轴流式风扇组件，其配置为类似于图Ia中的发动机冷却风扇组件，但有以下例外。罩盖筒Ilb为喇叭型而非大致圆筒形，且叶片梢端IOb与罩盖筒 Ilb的喇叭形状相顺应。梢端间距12b提供了运行间隙。
图2b示出了图Ib的自由梢端型风扇的主视图，其中叶片梢端IOb与喇叭型罩盖 Ilb的形状相顺应。前缘LE处的每个叶片梢端IOb的半径是&E，且尾缘处TE处的每个叶片梢端IOb的半径是Rte，其中Ru超过Rte。在风扇具有喇叭型叶片梢端的情况下，尾缘半径 Rte被认为是名义叶片梢端半径。因此，除非另外特别指明，否则在以下说明中无论使用“叶片梢端半径”、“叶片梢端半径R”或”风扇半径”，它们都意味着包含风扇的固定叶片梢端半径(风扇具有非喇叭型叶片梢端)和风扇的名义叶片梢端半径(风扇具有喇叭型叶片梢端)。
图Ic示出了自由梢端型轴流式风扇组件，其配置为类似于图Ib中的发动机冷却风扇组件，其中罩盖筒Ilc是喇叭型，且叶片梢端IOc与罩盖筒Ilc的喇叭形状相顺应。在这里，叶片梢端处的尾缘TE局部倒圆。
图2c示出了图Ic的自由梢端型风扇的主视图，其中叶片梢端IOc与喇叭型罩盖 Ilc的形状相顺应，且叶片尾缘TE在叶片梢端处倒圆。每个叶片梢端IOc的尾缘半径Rte被认为是尾缘TE处、其梢端间距为名义或大致最小值处的叶片梢端半径。在风扇具有喇叭型叶片梢端、其叶片尾缘局部倒圆的情况下，尾缘半径Rte被认为是名义叶片梢端半径。
除非另外特别注明，以下说明和附图大致涉及自由梢端型风扇，且不必然受限于图la_2c中所示风扇的特别形状和配置。在以下详细说明中，风扇直径D被认为是图2a所示叶片梢端半径R的两倍、或图2b和2c所示尾缘半径Rte的两倍。梢端间距12a、12b、12c 可以以图la-2c所示任何风扇的风扇直径的方式来描述。在梢端间距12a、12b、12c为最小值的轴向位置，叶片梢端IOaUObUOc和罩盖筒lla、llb、llc之间的梢端间距12a、12b、 12c在风扇直径D的约O. 007倍到约O. 02倍之间。图la、Ib和Ic示出了为风扇直径D大约O. 01倍的梢端间距12a、12b、12c。
图3示出了图2a所示风扇的径向位置r处的圆柱截面A-A。叶片截面100具有前缘101和尾缘102。首尾线103是前缘101和尾缘102之间的直线。首尾线的长度定义为弦长C，且弦向位置X从前缘101开始沿着首尾线103测量。叶片角度Θ定义为旋转平面 104和首尾线103之间的角度。叶片的等分线105定义为位于相对的“下”表面106和”上” 表面107之间中央部位的线。更准确地，从等分线105上的一点到上表面107的距离(垂直于等分线105测量)等于从等分线105上的该点到下表面106的距离(垂直于等分线105测量)。等分线105的几何结构可被描述为无量纲化的弦向位置x/c (沿着首尾线103的距离 X除以弦长c)的函数。例如，任何无量纲的弦向位置x/c处的弯度f是在该位置处垂直于首尾线103测量的、首尾线103和等分线105之间的距离。任何径向位置r处的弯度最大值(或”最大弯度” )ffflax是该径向位置r处的弯度f的最大值。
当风扇运转时，在叶片的压力面上存在高压，而在叶片的吸力面上存在低压。在自由梢端型风扇的梢端处，该压力差导致该梢端处产生经过梢端间距的从压力面到吸力面的泄漏流动。这降低了穿过叶片梢端的压力差，且导致梢端涡流形成。在沿着梢端的每个弦向位置处，局部的泄漏流动促使涡流形成，所述涡流在向下游对流之前随着从梢端前缘到梢端尾缘而加强。
图4是示出梢端涡流以循环的方式加强的示意图。图4示出了叶片的边界循环流体401仅不完美或不完全地转移到罩盖。部分边界循环流体流入到梢端涡流402，梢端涡流 402随着得到从叶片流入的更多旋涡而强度增加。通过加厚代表梢端涡流的线而示意性地描述出该强度的增加。
图5示出了梢端涡流402的强度作为弦向位置(x/c)的函数而变化的绘图。所述强度在前缘处为零，最初迅速增加，并且由于叶片载荷在尾缘处必须减小到零，所以所述强度此后向着尾缘缓慢增加。
图6是由梢端涡流402引起的叶片梢端处的速度。该速度被称为下冲速度Vd_wash， 且反映出梢端涡流402的局部强度。
图7是由梢端涡流402引起的叶片梢端处的流线曲率的示意图。起始流动701的局部速度由旋转和风扇传递的空气流引起。为简单起见，在这里假设起始流动701的速度 Vonset沿着叶片弦长是恒定的。流线702的局部斜率是局部下冲速度Vdwnwash与局部起始流动速度Vmsrt的比率。如图6所示，下冲速度Vdwnwash随着弦向位置的增加引起了流线弯曲。 可以以流线的弯度fv tra￡和角度Θ vortex的形式描述这种流线，其中测量fVOTtra和Θ vortex类似地测量为等分线的相应特征。
图8示出了等分线几何结构的两种代表形式。虚线801代表了可适用于带状风扇的普通叶片梢端的等分线，这里没有梢端间距且因此没有梢端涡流。最大弯度表示为fdesign 且叶片角度表示为9design。实线802代表了将在存在梢端涡流的情况下产生设计载荷的叶片梢端等分线。弯度f大约是设计弯度fdesign和由梢端涡流引起的弯度fratra￡ (如图7所示)的总和。同样地，叶片角度Θ大约是设计角度Qdesign和由梢端涡流引起的角度0vOTtra￡ 的总和。
因为由梢端涡流引起的速度随着远离涡流而降低，在径向位置r处对设计叶片几何结构所需的修正系数明显小于在叶片梢端半径R处对设计叶片几何结构所需的修正系数。通常对r/R=0. 95处的修正系数非常小。
图9a和9b示出了现有技术中的风扇和根据本发明一种结构的风扇的最大弯度、 弦长和叶片角度作为径向位置r的函数的绘图。该曲线始于叶片根部的径向位置处(其是风扇毂的半径)。毂半径与叶片梢端半径的比率被称为毂比率，在使用图9a和9b的风扇的情况下穀比率是O. 4。因为图9a和9b的视图所代表的两个风扇都具有固定半径的叶片梢端，所以几何结构变量定义在r/R=0. 4的毂半径到r/R=l. O的叶片梢端半径之间。最大弯度和弦长由风扇直径D无量纲化。叶片角度给出为弧度。箭头指示最大弯度从左边轴线读出，且叶片角度和弦长从右边轴线读出。如图9a所示，随着径向位置从叶片根部向叶片梢端半径增加，现有技术中的风扇所具有的最大弯度和叶片角度减小。
根据本发明设计了图9b的改进的风扇，考虑到梢端间距的影响，所述改进的风扇具有修改的梢端几何结构。随着径向位置r增加以接近于靠近叶片梢端半径R，最大弯度和叶片角度都明显增加。例如，当将等于95%叶片梢端半径R的径向位置r处(r/R=0.95)的最大弯度与叶片梢端半径处(r/R=1.0)的最大弯度相比较时，叶片梢端处的最大弯度约大出54%。并且，叶片梢端半径处的叶片角度比在r/R=0. 95的径向位置r处的叶片角度大出约O. 11弧度。在叶片梢端半径处，最大弯度与直径的比率约为O. 0131，且弦长与直径的比率约为O. 215，所以最大弯度与弦长的比率约为O. 061。
图IOa和IOb不出了另一现有技术中的风扇和根据本发明的一种结构的另一风扇的最大弯度、弦长和叶片角度作为径向位置的函数的绘图。因为图IOa和IOb的视图所代表的两个风扇具有喇叭型叶片梢端，且在喇叭型罩盖中操作，所以几何结构定义在r/R=0. 4 的毂半径与稍微超过r/R=1.0的径向位置(S卩，尾缘半径或名义叶片梢端半径R)之间。如图IOa中所示，现有技术中的风扇具有最大弯度，所述最大弯度随着径向位置在从叶片根部向中间位置进行增加而减少，然后随着径向位置从中间位置向叶片梢端半径进行增加而稍微增加。该逐渐增加开始于约r/R=0. 7处，且不会弥补泄漏流动穿过梢端间距的特性。 在r/R=l. O的径向位置r处的最大弯度仅比在r/R=0. 95的径向位置r处的最大弯度大出约6% ο
根据本发明的某些方面设计了图IOb的改进的风扇，其中考虑梢端间距的影响， 所述改进的风扇具有修改的梢端几何结构。随着径向位置r增加以接近于靠近叶片梢端半径R，最大弯度和叶片角度分布都明显增加。叶片梢端半径处(r/R=l. O)的最大弯度比在 r/R=0. 95的径向位置r处的最大弯度大出约40%。并且，叶片梢端半径R处的叶片角度比在r/R=0. 95的径向位置处的叶片角度大出约O. 054弧度。在叶片梢端半径R处，最大弯度与直径的比率约为O. 02，且弦长与直径的比率约为O. 20，所以最大弯度与弦长的比率约为 O. 10。
图Ila示出了又另一现有技术中的风扇的数据代表图。如图Ila所示，该特别的现有技术中的风扇具有最大弯度和叶片角度，两者随着径向位置r从叶片根部向中间位置增加而减小。然后，这两个量随着径向位置r从中间位置向叶片梢端增加而增加。这两个量的增加 (始于约r/R=0. 80和约r/R=0. 85之间)是逐渐的，且不会抵消泄漏流动穿过梢端间距的特性。叶片梢端半径处(r/R=l. O)的最大弯度仅比在r/R=0. 95的径向位置r处的最大弯度大出约3%，且叶片梢端半径R处的叶片角度仅比r/R=0. 95的径向位置r处的叶片角度大出约O. 029弧度。
根据本发明的某些方面设计了图Ilb的改进的风扇，其中考虑梢端间距的影响， 所述改进的风扇具有修改的梢端几何结构。随着径向位置r增加以接近于靠近叶片梢端半径R，最大弯度和叶片角度分布都显著增加。叶片梢端半径处(r/R=1.0)的最大弯度比r/ R=O. 95的径向位置r处的最大弯度大出约85%。叶片梢端半径处的叶片角度比在r/R=0. 95 的径向位置r处的叶片角度大处约O. 13弧度。在叶片梢端半径处，最大弯度与直径的比率约为O. 021，且弦长与直径比率约为O. 20，所以最大弯度与弦长的比率约为O. 105。
随着径向位置r增加以接近于靠近叶片梢端半径R，图9b、10b和Ilb的视图所代表的每个风扇叶片轮廓的最大弯度都急剧和明显的增加，从而解决或克服当风扇在罩盖内运行时(其中风扇叶片和罩盖筒之间存在梢端间距)梢端涡流所造成的影响。例如，随着径向位置r朝着叶片梢端半径R增加，最大弯度的10%或更多的增加将可能出现在叶片梢端半径R的最后10%或甚至最后5%处。虽然在以上示例中，随着径向位置!■增加以接近于靠近叶片梢端半径R，叶片角度也有明显的增加，但这并不必然是本发明的需求。
图9a_llb中的曲线没有示出基迭线参数扭斜和倾度。对叶片梢端几何结构的修正系数(其对梢端间距的影响作修正)在很大程度上是独立于这些参数的。具有根据本发明一个或多个方面特性的风扇组件可以是向前扭斜的、向后扭斜的、径向的、或混合扭斜的设计。类似地，根据本发明一个或多个方面的风扇组件可以具有任何倾度分布，并且可以是吹风式或吸风式配置。虽然图9a-llb中的曲线始于数值为O. 4的毂比率，具有根据本发明一9个或多个方面特性的风扇组件可以具有小于或大于O. 4的毂比率。
权利要求
1.一种自由梢端型轴流式风扇组件,包括风扇，其包括大致径向延伸的多个叶片，所述多个叶片的每一个具有前缘、尾缘和叶片梢端；以及罩盖，其包括围绕至少一部分叶片梢端的罩盖筒，其中梢端间距被限定在罩盖筒和叶片梢端之间；其中，风扇具有叶片梢端半径R和等于叶片梢端半径R两倍的直径D ；其中，所述多个叶片的每一个具有截面几何结构，所述截面几何结构在每个径向位置处具有等分线、叶片角度和弯度分布，其中所述等分线具有弦长，所述弯度分布具有最大弯度；其特征在于叶片梢端半径R处的最大弯度至少比r/R=0. 95的径向位置r处的最大弯度大10% ο
2.如权利要求I所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于叶片梢端半径R处的最大弯度至少比r/R=0. 95的径向位置r处的最大弯度大20%。
3.如权利要求I所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于叶片梢端半径R处的最大弯度至少比r/R=0. 95的径向位置r处的最大弯度大30%。
4.如权利要求I所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于叶片梢端半径R处的最大弯度除以弦长至少是O. 06。
5.如权利要求I所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于从r/R=0.95的径向位置r到叶片梢端半径R，叶片角度增加了至少O. 01弧度。
6.如权利要求5所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于从r/R=0.95的径向位置r到叶片梢端半径R，叶片角度增加了至少O. 02弧度。
7.如权利要求6所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于从r/R=0.95的径向位置r到叶片梢端半径R，叶片角度增加了至少O. 04弧度。
8.如权利要求I所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于罩盖筒是喇叭型，且叶片梢端前缘的半径大于叶片梢端尾缘的半径。
9.如权利要求I所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于梢端间距大于风扇直径D的约O. 007倍且小于风扇直径D的约O. 02倍。
10.一种自由梢端型轴流式风扇组件,包括风扇，其包括多个大致径向延伸的叶片，所述多个叶片的每一个具有前缘、尾缘和叶片梢端；和罩盖，其包括围绕至少一部分叶片梢端的罩盖筒，其中梢端间距被限定在罩盖筒和叶片梢端之间；其中风扇具有叶片梢端半径R和等于叶片梢端半径R两倍的直径D ；其中所述多个叶片的每一个具有截面几何结构，所述截面几何结构在每个径向位置处具有等分线、叶片角度和弯度分布，其中所述等分线具有弦长，所述弯度分布具有最大弯度；其特征在于随着沿径向位置增加的方向接近于靠近叶片梢端半径R，所述多个叶片的每一个的最大弯度表现出急剧和明显的增加。
11.如权利要求10所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于随着沿径向位置增加的方向接近于靠近叶片梢端半径R，最大弯度增加了至少10%。
12.如权利要求10所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于随着沿径向位置增加的方向接近于靠近叶片梢端半径R，最大弯度增加了至少20%。
13.如权利要求10所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于随着沿径向位置增加的方向接近于靠近叶片梢端半径R，最大弯度增加了至少30%。
14.如权利要求10所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于叶片梢端半径R 处的最大弯度除以弦长至少是O. 06。
15.如权利要求10所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于随着沿径向位置增加的方向接近于靠近叶片梢端半径R，叶片角度增加了至少O. 01弧度。
16.如权利要求15所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于随着沿径向位置增加的方向接近于靠近叶片梢端半径R，叶片角度增加了至少O. 02弧度。
17.如权利要求16所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于随着沿径向位置增加的方向接近于靠近叶片梢端半径R，叶片角度增加了至少O. 04弧度。
18.如权利要求10所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于罩盖筒是喇叭型， 且叶片梢端前缘的半径大于叶片梢端尾缘的半径。
19.如权利要求10所述的自由梢端型轴流式风扇组件，其特征在于梢端间距大于风扇直径D的约O. 007倍，且小于风扇直径D的约O. 02倍。
全文摘要
一种自由梢端型轴流式风扇组件，其包括具有叶片梢端几何结构的风扇，所述几何结构在存在梢端间距的情况下提供了理想的叶片载荷。随着在径向位置增加的方向上接近于靠近叶片梢端半径R，最大弯度表现出急剧和明显的增加。在一些结构中，叶片梢端半径R处的最大弯度比在r/R=0.95的径向位置r处的最大弯度大至少10%。在一些结构中，从r/R=0.95的径向位置r到叶片梢端半径R，叶片角度增加了0.01弧度以上。在一些结构中，叶片梢端半径R处的最大弯度至少是弦长的0.06倍。
文档编号F04D29/68GK102947597SQ201180019425
公开日2013年2月27日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年2月26日
发明者R·J·范霍滕 申请人:罗伯特·博世有限公司