专利名称:一种模块化的混流风扇及其安装盘的制作方法
【专利摘要】一种模块化的混流风扇，其特征在于：包括绕轴旋转的安装盘和多个叶片，各所述叶片安装在所述安装盘的外表面的开孔内；各所述叶片在相对的端部之间沿径向延伸，一端形成尖端边缘，另一端形成根部凸起的与所述安装盘外表面配合的安装边缘，所述安装边缘呈弧形；所述安装盘具有平行的第一平面和第二平面，以及连接两者的呈弧状的所述外表面；所述外表面是一个有球体中心点的球形截面，该球形截面是指在所述第一平面和第二平面之间且平行于这两个平面的面的集合，且所述第一平面的直径小于第二平面的直径。本实用新型解决了现有技术无角度调节的问题，并在实现角度调节功能的同时避免叶片根部与安装盘之间产生间隙，从而保证了风扇的性能。
【专利说明】一种模块化的混流风扇及其安装盘
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种混流风扇，具体涉及一种模块化的混流风扇及其安装盘，所述混流风扇由多个叶片安装在安装盘上构成。
【背景技术】
[0002]混流风扇是一种用于冷却发动机(如内燃机或电机)的特殊风扇，包括多个叶片以及一个用于安装叶片的安装盘。混流风扇产生的混合气流包括轴向分量和径向分量两部分，通常是由锥形的安装盘产生。为了优化风扇提供的气流，叶片根部的形状应与安装盘的圆锥形状相匹配，这是因为如果叶片根部与安装盘之间有间隙，将会产生降低风扇性能的紊流。
[0003]非圆锥形安装盘的轴流风扇，它经常会使叶片围绕其径向轴旋转而改变其特定条件下的性能，即叶片的角度调节。
[0004]由于混流风扇的安装盘呈圆锥形，通常混流风扇中的叶片无角度调节，因为这样的角度调节会使叶片的根部与安装盘之间产生间隙(该间隙出现在叶片的前沿或是后缘取决于角度调节的方向)。而在相对的一侧，叶片的根部还会与安装盘发生干涉。为了实现叶片的角度调节并避免叶片根部与安装盘发生干涉，须令叶片的根部与安装盘之间的间隙做大，但这样却会使叶片的前沿和后缘与安装盘之间都产生间隙，从而降低风扇的性能。
[0005]因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本实用新型所要解决的课题。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种模块化的混流风扇及其安装盘，以解决现有混流风扇的叶片无角度调节的问题。
[0007]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种模块化的混流风扇，包括绕轴旋转的安装盘和多个叶片，各所述叶片安装在所述安装盘的外表面的孔内；
[0008]各所述叶片在相对的端部之间沿径向延伸，一端形成尖端边缘，另一端形成根部凸起的与所述安装盘外表面配合的安装边缘，所述安装边缘呈弧形；
[0009]所述安装盘具有平行的第一平面和第二平面，以及连接两者的呈弧状的所述外表面；所述外表面是一个有球体中心点的球形截面，该球形截面是指在所述第一平面和第二平面之间且平行于这两个平面的面的集合，且所述第一平面的直径小于第二平面的直径。
[0010]上述技术方案中的有关内容解释如下:
[0011]1.上述方案中，所述混流风扇是一款适用于流动气体(一般是空气)的风扇，该混流风扇能够产生风扇旋转轴平行方向和相对于旋转轴的径向方向的气流，即产生轴向和径向的气流。本文中所提空气应理解为涵盖任何气体，本文中的气流包含气体的流动。
[0012]2.上述方案中，本案中混流风扇可用于内燃机的冷却，内燃机可以是拖拉机的一部分，或联合收割机或任何类似的一种农业机械，或挖掘机、推土机、起重机，或用于公路或非公路上用途的任何类似工程机械上。
[0013]3.上述方案中，所述安装盘通常被连接到由皮带轮带动的发动机或者电力驱动的电动机或液压驱动的马达的轴上，轴的转动带动安装盘的转动，从而带动气体的运动。在空冷发动机上，气体冷却发动机的表面，在水冷发动机上，气体被吹入冷却冷却液的散热器。此轴可以是内燃机轴的延伸。
[0014]4.上述方案中，各所述叶片可定义为安装件和推动空气流动的零件。其中所述安装件是指连接着所述安装盘和固定在所述安装盘孔内的叶片部分。因此，每个叶片形成一个连接安装盘并使安装件插入安装盘孔中的单独零件。所述叶片与所述孔一一对应，独立的叶片和安装盘定义了风扇的模块化，从而所述安装盘可使用不同的叶片进行配置。
[0015]5.上述方案中，上述安装盘或叶片可以由金属、塑料材质或是纤维组成的复合材料(如玻璃或碳)制成，如铁、铝、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚丙烯或乙烯等，也可以使用其它的金属材料或塑料材料。
[0016]6.上述方案中，所述风扇包括多个叶片，如4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个等，风扇直径范围在100?750mm,比如100mm、250mm、500mm、750mm。所述混流风扇的厚度为30?400mm。
[0017]7.上述方案中，通过具有与所述安装盘配合的弧形安装边缘的叶片，和具有球形截面形状外表面的安装盘，使得所述叶片在进行角度调节时，其根部和安装盘可以相互配合，由于弧形安装边缘的设计，使得角度调节时所产生的缝隙能够最小化，所以在此混流风扇中叶片的角度调节不会降低风扇的性能。
[0018]8.上述方案中，所述球形截面是指在所述第一平面和所述第二平面之间且平行第一、第二平面的面的集合，所述第一平面的直径小于所述第二平面的直径，从而安装盘的一端直径大于安装盘的另一端直径，所以具有球形截面的所述安装盘，其直径从第一平面到第二平面是逐渐增加的。
[0019]9.上述方案中，所述第一平面和第二平面可延伸且垂直于旋转轴，由此所述安装盘的第一直径和第二直径可以在垂直于旋转轴的轴线上进行测量。所述第二平面的位置可能更靠近球体中心，第一直径比第二直径小。
[0020]10.上述方案中，在具体实施时，在某一实施例中从球体中心到所述第一平面的距离是球形直径的65%?80%，而从球体中心到所述第二平面的距离是球形直径的40%?65%。
[0021]11.上述方案中，为了便于所述叶片角度的安装，所述叶片的安装边缘的半径可大于等于球体半径，因为一个较小的半径将会使所述安装边缘和球形安装盘之间产生缝隙，且可能引起叶片安装边缘和安装盘的干涉，相较于当叶片安装边缘的半径至少与球体半径相等时，将导致风扇性能损失。
[0022]12.上述方案中，安装在孔内叶片的根部可以是近似的圆形，也可以是其他形状，比如椭圆形、方形等，此外，沿着内圈开孔的不同形状可包括槽口、凹口、凹处或凸起等。
[0023]14.上述方案中，各所述孔内均有一中心点，各所述中心点都在同一平面上且到球体中心的距离相等。此共同的平面可以设置在所述第一平面和第二平面之间，也可以是平行于第一和第二平面。在实施例中，所述平面设置在第一和第二平面的中心。所述平面可能在不同的实施例中被设置在靠近第一和第二平面。
[0024]15.上述方案中，在具体实施时，所述安装盘和叶片的设计使得叶片在叶片根部与安装盘的连接处具有一角度。在某个实施例中，叶片的角度可以通过拆开从安装盘处的叶片或松开安装盘和叶片间的接头调整，并把叶片装在安装盘上且拧紧安装盘和叶片来改变叶片角度。
[0025]16.上述方案中，为了提供叶片在不同旋转位置的角度，其根部可能在开孔的多个位置通过每个位置对应叶片的不同角度来旋转锁紧。位置的数量取决于安装盘的尺寸、叶片的尺寸、叶片数目以及风扇应用的场合等。
[0026]17.上述方案中，所述锁紧可以由第一装配结构连接的叶片根部和安装盘开孔处第二装配结构来实现。具体的，叶片的第一装配结构可以包括从根部沿径向延伸的一个或多个凸起。开孔处的第二装配结构在孔内表面可能有多个凹槽，以使得所述叶片根部的凸起可以插在孔的凹槽内。反之，也可在叶片根部设所述凹槽，在孔的内表面设置所述凸起。
[0027]18.上述方案中，所述锁紧还可以通过连接第一和第二装配结构的单独的零件来完成，即风扇可以包括协助第一和第二装配结构的第三单独锁紧结构。
[0028]19.上述方案中，在具体实施时，叶片根部的第一装配结构和所述孔里的第二装配结构中至少包括两个凹槽。第三单独锁紧结构可以插在根部的凹槽内和孔的凹槽内，通过提供叶片特定的角度来锁紧孔和叶片的根部。如果选择了另一组凹槽时，则可以将叶片锁紧在另一角度。
[0029]20.上述方案中，在具体实施时，凹槽可以在横截面里设置为半圆形。当叶片根部的凹槽放置在对应的孔的凹槽内时，两个凹槽的相对位置可能形成一个横截面是圆形的管状形状。有着横截面是圆形的管状形状的第三单独锁紧结构可以因此锁紧孔和叶片根部，从而提供一个叶片的特定角度。通过至少改变一个凹槽，即至少改变第一和第二装配结构中的一个，角度才能被改变。
[0030]21.上述方案中，这个应理解为，圆形的横截面只是一个例子。第三单独锁紧结构的横截面形状与第一和第二装配结构的连接相匹配，并不局限于圆形。该截面形状可以是方形，椭圆形和三角形等。
[0031]22.上述方案中，在具体实施时，第三单独锁紧结构可能有一种对称的截面形状，这截面的两部分被放置在垂直于该结构的中心轴，从而使横截面的形状是被放置在彼此相对的侧面的两个半圆面，或者是放置在彼此相对的侧面的两个正方形，从而定义了一个非对称的横截面。
[0032]23.上述方案中，所述的非对称形状的一个优点是，半圆的一部分可以插入孔的凹槽内，半圆的其他部分可以插入叶片根部的凹槽内，因此，两个凹槽可以彼此相对地放置。由此第三单独锁紧结构也可以放置在相对位置上，也可以放置在其他方向的位置上，从而有便于更精确地调整角度。
[0033]24.上述方案中，这个应理解为，上述例子中的第三单独锁紧结构有两个放置在彼此相对位置的两个半圆的截面形状仅是用于说明。第三单独锁紧结构可以有由彼此相对的两个正方形，两个半椭圆形的横截面。
[0034]25.上述方案中，所述叶片通常将沿安装盘外表面的圆周等距地放置，孔可以被等距离地布置在安装盘外表面的圆周上，叶片也是，但也可以非对称地布置在沿安装盘外表面的圆周上。
[0035]26.上述方案中，根据第二方面，本发明提供了一款模块化的混流风扇的安装盘，该安装盘被设计为绕轴旋转并包含外表面上用于安装叶片的多个孔，每个叶片在相对的端部之间沿径向延伸，一端形成尖端边缘，另一端形成从叶片根部凸起的安装盘边缘，安装盘边缘是拱形的，安装盘外表面是一个有球体中心的球体中心，球形的截面是指在第一平面和第二平面之间且平行第一和第二平面的面，沿第一平面的安装盘的第一直径小于沿第二平面安装盘的第二直径。
[0036]27.上述方案中，每个孔都可以有一个中心点，且所有的中心点都分布在同一个平面上且到球体中心的距离都相等。
[0037]28.上述方案中，这个应该理解为，本领域的技术人员很容易地发现，在与这个发明的第一个方面结合的任何特征描述也可以结合到这个发明的第二个方面，反之亦然。
[0038]29.上述方案中，根据本发明的第二个方面的安装盘与本发明的第一个方面的混流风扇是非常匹配的，以上所述有关于混流风扇的叙述也同样地适用于相关的根据本发明的第二个方面的安装盘。
【附图说明】
[0039]附图1为本实用新型实施例的示意图；
[0040]附图2为本实用新型实施例中球形形状和两平面的示意图；
[0041]附图3为本实用新型实施例的另一面投影视图；
[0042]附图4为本实用新型实施例中第一和第二装配结构的示意图；
[0043]附图5为本实用新型实施例中第三单独锁紧结构的示意图。
[0044]以上附图中:1.混流风扇；2.安装盘；3.叶片；4.根部；5.开孔；6.外表面；7.边缘；8.安装边缘；9.球形截面；10.第一平面；11.第二平面；12.平面；13.球体中心；14.第一装配结构；15.第二装配结构；16.第三单独锁紧结构。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
[0046]实施例:参见附图1所示，一种模块化的混流风扇1，由安装盘2和多个叶片3组成，图1中只显示了一个叶片3。所述叶片3包括安装在安装盘2外表面6的开孔5内的根部4，如图中所示的虚线部分。叶片3在端部的相反方向沿径向延伸，其一端形成尖的边缘7和另一端从叶片根部4凸起形成安装边缘8。
[0047]所述安装边缘8是弧形(拱形)的，且安装盘2的外表面6形成了一个球形的截面9 (见图2)。由于其弧形的安装边缘8，使得叶片3的角度调节能够最少，因此，安装边缘8的形状在不降低混流风扇I性能的情况下有利于叶片3的弯曲。
[0048]在安装盘2的外表面6的球形截面9中，如图2所示，其截面的宽度w是指在第一平面10和第二平面11之间的宽度。第一平面10和第二平面11是相互平行的且延伸垂直于旋转轴(未标识出)。
[0049]所述叶片的根部4的开孔5是近似的圆形。每个开孔5都有一个中心点，叶片3的角度调节有便于保证所有的中心点在同一个平面12上，如虚线所示。且开孔5中心点到球体中心13的距离相等。
[0050]球形截面9是指在第一平面10和第二平面11之间且平行这个两个面的平面，由此安装盘2的端部直径L2大于第一平面10的直径LI。共同平面12是指在第一、第二平面10、11之间且平行与两个平面10、11的面的集合。
[0051]为了便于叶片3角度的安装，所述安装边缘8的半径大于球形截面9的球体半径，由于此半径小于球体半径，将会在安装边缘8和安装盘2的外表面6产生缝隙，在图2中安装边缘8的半径是RXXX+1，而球形的半径9是RXXX。
[0052]图3是图1、2中的混流风扇I的另一个投影图，在这个图中因为叶片根部4被插入开孔5中，所以是不可见的。
[0053]为了提供不同旋转位置的叶片3的角度，叶片根部4被拧紧在各个位置的开孔5内，因此每个位置都对应一个不同叶片3的角度，锁紧是由在叶片根部4上的第一装配结构14，开孔5上的第二装配结构15以及第三单独锁紧结构16完成的，如图4a和4b所示。
[0054]所述叶片根部4的第一装配结构14中沿根部4圆周上有很多凹槽，在开孔5内的第二装配结构15中沿开孔5内表面也设有很多凹槽。通过调整叶片3根部4凹槽，叶片根部4可以旋转锁紧在安装盘2中，并且插入在共面的管状的两个凹槽里的第三独立锁紧结构16，因此为锁紧开孔5内的叶片根部4提供了一种特定的叶片3角度，如果选择另一种凹槽连接，则叶片3也会选择另一种角度来锁紧。
[0055]在图4中，第三单独锁紧结构16的管状横截面是圆形。
[0056]图5a所示的是在截面内的第三单独锁紧结构16，图5b和5c所示的是第三单独锁紧结构16可选择的其他实施方案。第三单独锁紧结构16是一个与放置在两侧相对的两个半圆相一致的形状，从而提供一种非对称形状的锁紧结构。
[0057]非对称形状的优点在于半圆的一端可以插在开孔5内的凹槽里，半圆的另一端可以插在叶片根部4的凹槽里，因此两个凹槽的位置是彼此相对的。第三单独锁紧结构16也可以放置在相反的位置上(如图5b和5c)，位置也可以在另一个方向上，从而允许更好地调整角度。
[0058]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种模块化的混流风扇，其特征在于:包括绕轴旋转的安装盘和多个叶片，各所述叶片安装在所述安装盘的外表面的开孔内； 各所述叶片在相对的端部之间沿径向延伸，一端形成尖端边缘，另一端形成根部凸起的与所述安装盘外表面配合的安装边缘，所述安装边缘呈弧形； 所述安装盘具有平行的第一平面和第二平面，以及连接两者的呈弧状的所述外表面；所述外表面是一个有球体中心点的球形截面，该球形截面是指在所述第一平面和第二平面之间且平行于这两个平面的面的集合，且所述第一平面的直径小于第二平面的直径。2.根据权利要求1所述的混流风扇，其特征在于:各所述开孔内均有一中心点，各所述中心点都在同一平面上且到球体中心的距离相等。3.根据权利要求2所述的混流风扇，其特征在于:所述平面位于第一平面和第二平面之间。4.根据权利要求1所述的混流风扇，其特征在于:所述第一平面到球体中心的第一距离是球体半径的65%?80%。5.根据权利要求1所述的混流风扇，其特征在于:所述第二平面到球体中心的第二距离是球体半径的40%?65%。6.根据权利要求1所述的混流风扇，其特征在于:所述安装边缘的半径大于球体半径。7.根据权利要求1所述的混流风扇，其特征在于:所述叶片的根部在所述孔中的多个位置都可旋转锁紧。8.根据权利要求7所述的混流风扇，其特征在于:所述锁紧是由所述叶片根部上的第一装配结构以及所述开孔上的第二装配结构完成的。9.根据权利要求8所述的混流风扇，其特征在于:还包括用于连接第一装配结构和第二装配结构的第三单独锁紧结构。10.根据权利要求1?9中任一项所述的混流风扇，其特征在于:所述开孔沿所述安装盘外表面等距离周向布置。11.一种模块化的混流风扇的安装盘，其特征在于:所述安装盘绕轴旋转并包括多个在安装盘外表面可以安装叶片根部的开孔； 各所述叶片在相对的端部之间沿径向延伸，一端形成尖端边缘，另一端形成根部凸起的与所述安装盘外表面配合的安装边缘，所述安装边缘呈弧形； 所述安装盘具有平行的第一平面和第二平面，以及连接两者的呈弧状的所述外表面；所述外表面是一个有球体中心点的球形截面，该球形截面是指在所述第一平面和第二平面之间且平行于这两个平面的面的集合，且所述第一平面的直径小于第二平面的直径。12.根据权利要求11所述的安装盘，其特征在于:各所述开孔内均有一中心点，各所述中心点都在同一平面上且到球体中心的距离相等。
【文档编号】F04D29-64GK204283931SQ201420703544
【发明者】维克多·西尔伯曼 [申请人]莫迪温集团有限公司