车辆速度的作用减小了由风扇形成的压力。
[0083]附图中所示的本发明的每个实施例均展现了在邻近叶片末端的叶片厚度上的明显增加。例如，在到叶片末端的距离为叶片末端半径的10%、5%或者甚至2.5%的范围内可出现最大厚度上的100%或者更大的增加。在一些情况中，在到叶片末端的距离为叶片末端半径的10%、5%或者2.5%的范围内可出现最大厚度上的200%或者更大的增加。
[0084]附图中所示的本发明的每个实施例均展现了叶片厚度从厚度增加开始至叶片末端的单调地或连续地增加。该单调增加的一个优点是，它通常导致在至漏泄路径的入口处的尖锐边缘，从而可减少漏泄流速。然而，在其他实施例中，叶片厚度上的增加可以不是单调的。特别是，叶片末端的边缘可被稍微倒圆以减少其尖锐度。出于对加工、模制或者部件装卸的考虑，这可以是有益的。甚至在叶片末端具有倒圆边缘(图12)的情况中，最大叶片厚度从厚度增加开始至叶片末端开始边缘倒圆的点也单调地或者连续地增加。因此，上述说明和附图(包括具体实例)全部能够作为备选结构应用于具有倒圆的末端边缘的叶片。
[0085]与现有技术风扇相比，根据本发明的风扇的区别仅在于具有修改的厚度分布。叶片的叶片角度和弧度未受影响。因此，风扇在其设计点处的综合性能基本上未受影响，只不过提高了效率、降低了噪声且稍微降低了速度。用于减少通过末端间隙的流量的其他途径通常将叶片的一侧更改得比另一侧更多。这些途径实际上更改了叶片的中线。这种更改将通常按不可预期的方式改变风扇的性能，因此需要进行设计重复，以实现原始设计点。
[0086]本发明的另一个优点是未给风扇增加附加几何结构特征，比如小翼、翼刀或者局部扎带。当给风扇增加这种附加几何结构时，可引入附加损失和附加噪声，这可抵消从通过末端间隙的流量减少所获得的效率和噪声方面的获益。
[0087]美国专利申请N0.2011/0211949(本文中通过引用包括其内容)公开了叶片弧度和叶片角度方面的变化，其作用是抵消末端间隙对叶片末端负载的影响。因为本发明未涉及对叶片弧度或者叶片角度的任何改变，所以风扇可有利地包括上述申请的特征以及本发明的特征。
[0088]具有根据本发明的一个或多个方面的性能的风扇组件可以是前弯式、后弯式、径流式或者混弯式设计。类似地，根据本发明的一个或多个方面的风扇组件可具有任何数量的叶片、任何分布的叶片角度、弧度、翼弦长或者倾斜度，并且可以是推动器或者拉拔器构型。
【主权项】
1.一种自由末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，所述多个叶片中的每个均具有前缘、后缘和叶片末端；以及 护罩，其包括至少包围叶片末端的一部分的护罩筒，且末端间隙限定在所述护罩筒与叶片末端之间， 其中，所述风扇的叶片末端半径R等于在后缘处测得的叶片末端的最大半径范围，且所述风扇的直径D等于所述叶片末端半径R的两倍， 其中，所述多个叶片中的每个均具有截面几何形状，所述截面几何形状在每个半径处均具有翼弦线和厚度分布，所述厚度从叶片前缘至叶片后缘是变化的，所述厚度在叶片前缘与叶片后缘之间在至少一个最大厚度位置处具有最大值， 其中，无量纲厚度分布在每个半径处被定义为厚度除以最大厚度随弦向位置变化的分布，以及 其中，所述多个叶片中的每个的最大厚度在邻近叶片末端的区域中均呈现明显增加。2.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，所述护罩筒是漏斗形的，叶片末端被成形为与所述护罩筒适配，且叶片末端前缘与叶片末端后缘相比位于更大半径处，其中，最大厚度、后缘厚度和在邻近叶片末端的区域内离叶片末端任何距离处的厚度分布被选取为:具有不随径向位置而变化的最大厚度、后缘厚度和厚度分布的叶片的最大厚度、后缘厚度和厚度分布，其中，离叶片末端所扫过的旋转面以该距离偏移的旋转面与叶片的相交面与具有不随半径位置而变化的最大厚度、后缘厚度和厚度分布的叶片的相应的相交面相同。3.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，所述风扇具有恒定半径的叶片末端。4.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，所述多个叶片中的每个在叶片末端处的最大厚度与以等于0.1OR的距离偏离叶片末端的叶片截面的最大厚度相比大至少100%。5.如权利要求4所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，所述多个叶片中的每个在叶片末端处的最大厚度与以等于0.1OR的距离偏离叶片末端的叶片截面的最大厚度相比大至少200%。6.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，所述多个叶片中的每个在叶片末端处的最大厚度与以等于0.05R的距离偏离叶片末端的叶片截面的最大厚度相比大至少100%。7.如权利要求6所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，所述多个叶片中的每个在叶片末端处的最大厚度与以等于0.05R的距离偏离叶片末端的叶片截面的最大厚度相比大至少200%。8.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，所述多个叶片中的每个在叶片末端处的最大厚度与以等于0.025R的距离偏离叶片末端的叶片截面的最大厚度相比大至少100%。9.如权利要求8所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，所述多个叶片中的每个在叶片末端处的最大厚度与以等于0.025R的距离偏离叶片末端的叶片截面的最大厚度相比大至少200%。10.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，在叶片的内部部分与邻近叶片末端的明显最大厚度增加的区域之间存在厚度上的平滑过渡。11.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，所述厚度在邻近叶片末端的明显最大厚度增加的区域内至叶片末端单调地增加。12.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，最大厚度上的增加大致随离厚度增加开始位置的距离的平方而定。13.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，叶片末端处的无量纲厚度分布类似于沿厚度增加开始位置处的叶片截面的无量纲厚度分布，但是后缘区域除夕卜，在后缘区域处，邻近叶片末端的较厚截面具有相对较小的无量纲后缘厚度。14.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，与沿厚度增加开始位置处的叶片截面的无量纲厚度分布相比，叶片末端处的无量纲厚度分布的最大厚度位置更靠近后缘。15.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，叶片末端的后缘厚度大致等于厚度增加开始位置处的叶片截面的后缘厚度。16.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，所述末端间隙大于风扇直径D的大约0.005倍且小于风扇直径D的大约0.02倍。17.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，所述风扇是注射成型的塑料件。18.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，邻近叶片末端的区域是空心的。19.如权利要求1所述的自由末端型轴流式风扇组件，其特征在于，所述护罩筒是漏斗形的，叶片末端被成形为与所述护罩筒适配，叶片末端前缘与叶片末端后缘相比位于更大的半径处，所述风扇是注射成型的，并且邻近叶片末端的区域是空心的，且不需要成型工具中的动作。20.一种自由末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，所述多个叶片中的每个均具有前缘、后缘和叶片末端；以及 护罩，其包括至少包围叶片末端的一部分的护罩筒，且末端间隙限定在所述护罩筒与叶片末端之间， 其中，所述风扇的叶片末端半径R等于在后缘处测得的叶片末端的最大半径范围，且所述风扇的直径D等于所述叶片末端半径R的两倍， 其中，所述多个叶片中的每个均具有截面几何形状，所述截面几何形状在每个半径处均具有翼弦线和厚度分布，所述厚度从叶片前缘至叶片后缘是变化的，所述厚度在叶片前缘与叶片后缘之间在至少一个最大厚度位置处具有最大值， 其中，无量纲厚度分布在每个半径处被定义为厚度除以最大厚度随弦向位置变化的分布，以及 其中，所述多个叶片中的每个的最大厚度在邻近叶片末端的区域中均呈现明显增加，且最大厚度从所述区域离叶片末端最远的端部至尖锐的叶片末端边缘或者叶片末端的边缘倒圆开始的点而连续地增加。
【专利摘要】一种自由末端型轴流式风扇组件，包括具有使末端间隙的不利影响最小的叶片末端几何形状的风扇。叶片的最大厚度在邻近叶片末端处呈现出明显增加。在一些构型中，叶片末端处的最大厚度比离叶片末端0.10R处的最大厚度大至少100％。在一些构型中，叶片末端处的后缘厚度与离叶片末端0.10R处的后缘厚度大致相同。在一些构型中，叶片厚度的增加随离增加开始位置的距离的平方而定。
【IPC分类】F04D29/68, F04D29/38
【公开号】CN105074226
【申请号】CN201480013666
【发明人】R·J·范霍滕
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2014年3月6日
【公告号】US20140271172, WO2014158937A1, WO2014158937A9