專利名稱：軸流風(fēng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平面中成角度的葉片的軸流風(fēng)機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)機(jī)可用于多種用途，例如，使空氣移動(dòng)通過(guò)用于機(jī)動(dòng)車輛或類似物的發(fā)動(dòng)機(jī)的一冷卻系統(tǒng)的一熱交換器或散熱器；或者使空氣移動(dòng)通過(guò)加熱系統(tǒng)的熱交換器、和/或通過(guò)機(jī)動(dòng)車輛內(nèi)部的空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器。
而且，根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)機(jī)可用于在房屋用的固定的空調(diào)或加熱系統(tǒng)中移動(dòng)空氣。
背景技術(shù)：
這種類型的風(fēng)機(jī)必須滿足多種要求，包括低噪聲級(jí)、高效率、緊湊、實(shí)現(xiàn)適合壓力和流量值的能力。
尤其，在保持低噪聲級(jí)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的總體性能需要葉片及其包含的剖面的細(xì)致設(shè)計(jì)。
從美國(guó)專利第US-6241474號(hào)中已知一種此類型的風(fēng)機(jī)，該專利描述了一種低噪聲風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)具有其角度或斜度在一預(yù)定的半徑延伸部分上方從轂向頂端逐漸減小、然后向頂端再次增大的葉片。諸葉片通過(guò)一外圈彼此連接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在低噪聲級(jí)時(shí)具有良好的總體性能的風(fēng)機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種如權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)機(jī)。
從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的諸較佳的和有利的實(shí)施例。


下面參見附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，這些附圖顯示了一較佳的、非限制性的實(shí)施例，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)機(jī)的一前視圖；
圖2是在前面的圖中顯示的風(fēng)機(jī)的一葉片的示意前視圖；圖3是在風(fēng)機(jī)的不同直徑處幾個(gè)剖面的截面圖；以及圖4是一剖面和相應(yīng)的幾何特征的截面圖。
具體實(shí)施例方式
參見附圖，風(fēng)機(jī)1圍繞一軸線2轉(zhuǎn)動(dòng)，并且包括一中心轂3，多個(gè)葉片4連接至該中心轂3，這些葉片在風(fēng)機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)平面XY中彎曲。
葉片4具有一根部5、一頂端6，并且由一凸出的前緣7和一凹入的后緣8所限定。
為了在效率、流量和氣壓方面的最好結(jié)果，風(fēng)機(jī)沿一轉(zhuǎn)動(dòng)方向V轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1和4所示，從而每個(gè)葉片4的頂端6在根部5之后遭遇氣流。
保持轉(zhuǎn)動(dòng)方向V，通過(guò)適當(dāng)?shù)匦薷娜~片的剖面，風(fēng)機(jī)1可生產(chǎn)成為一送風(fēng)機(jī)或稱為一抽風(fēng)機(jī)。例如，下面的描述涉及一送風(fēng)機(jī)。
圖2顯示了一葉片4的幾何特征的一例子前緣7由兩個(gè)圓弧段9、10限定，而后緣8由一個(gè)圓弧段11限定。在前緣7中，一標(biāo)示成R1的半徑是從一個(gè)圓弧段到另一個(gè)圓弧段的變化之處。
根據(jù)圖2中的例子，在平面XY中，一葉片4的投影的總體尺寸在表1中有概括表1-葉片4的尺寸

葉片4的總體幾何特征相對(duì)于一轂而被限定，該轂具有110mm的直徑，也就是說(shuō)，葉片4在根部5處具有一最小半徑Rmin＝55mm，并且該轂具有一302mm的外徑，該外徑在頂端6處給葉片一最大半徑Rmax＝151mm，這意味著葉片4具有一96mm的徑向延伸部分。
如圖所示，風(fēng)機(jī)的外側(cè)可配裝有一連接圈12，該連接圈12可以是幾毫米厚，這意味著在示例的實(shí)施例中提供的風(fēng)機(jī)1具有大約310mm的總直徑。
眾所周知，連接圈的一個(gè)作用是加固葉片4的外部，從而有助于保持沖角的角度并且改進(jìn)葉片外部剖面的空氣動(dòng)力性能，在葉片4的頂端6處減少渦流的形成。
然而，應(yīng)該注意到，使用根據(jù)本發(fā)明制成的、沒有連接圈的一風(fēng)機(jī)也可實(shí)現(xiàn)良好的效果。
考慮到葉片4具有一最小半徑Rmin＝55mm和一最大半徑Rmax＝151mm，前緣7具有一半徑R1，在該半徑R1處圓弧段發(fā)生變化，該處對(duì)應(yīng)于前緣7的徑向延伸部分的約44％處，該延伸部分如同已經(jīng)描述的是96mm。
前緣7靠近根部5的部分9包括一圓弧，其半徑等于半徑Rmax的約88％，而前緣靠近頂端6的部分10包括一圓弧段，其半徑等于葉片4的半徑Rmax的約55％。
關(guān)于后緣8，圓弧段11具有等于葉片4的半徑Rmax的約44.5％的一半徑。
尺寸百分比在表2中有概括表2-百分比形式的葉片4的尺寸

在流量、壓力和噪聲方面令人滿意的結(jié)果恰好用大約這些百分比尺寸的值來(lái)實(shí)現(xiàn)。尤其，上述尺寸的10％左右的變化是可以的。
相對(duì)于尺寸的百分比范圍在表3中有概括表3-葉片4的邊的百分比范圍

對(duì)于前緣7，在圓弧段變化的區(qū)域中，可有一適當(dāng)?shù)膱A角，從而前緣7是連續(xù)的并且沒有尖突。
關(guān)于葉片的寬度或角度延伸部分，再次參見圖2，在平面XY中葉片4的投影在根部5具有由約60度的角度B1所示的一幅度，并且在頂端6具有由約26度的角度B2所示的一幅度。
再次，在流量、壓力和噪聲方面令人滿意的結(jié)果可用這些值附近的角度B1、B2的值來(lái)實(shí)現(xiàn)。尤其，所示角度的10％左右的變化是可以的。角度B1可在54-66度之間變化，而角度B2可在23-29度之間變化。
總之，還必須考慮到，根據(jù)用來(lái)制造風(fēng)機(jī)的塑料材料，所有尺寸和角度的5％左右的變化必須全都被認(rèn)為在所示值之內(nèi)。考慮到相應(yīng)的二等分線并且跟隨風(fēng)機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向V，頂端6在根部5之后約26度的一角度B3處。
葉片4的其它角度特征是角度B4、B5、B6、B7(圖2)，這些角度由對(duì)于兩邊7、8相應(yīng)的切線并且由通過(guò)點(diǎn)M、N、S、T的相應(yīng)的線形成角度B4和B5分別是28和54度，而角度B6和B7分別是28和45度。
可以有三個(gè)到七個(gè)葉片4，根據(jù)一較佳實(shí)施例，有五個(gè)葉片4，并且它們以相同的角度分開。
每個(gè)葉片4包括一組空氣動(dòng)力學(xué)剖面，這些剖面從根部5開始逐漸連接至頂端6。
圖3顯示了七個(gè)剖面13-19，相對(duì)于沿著一葉片4的徑向延伸部分在不同間距處的相應(yīng)段。
剖面13-19還由幾何特征來(lái)形成，在圖4中對(duì)于諸剖面中的一個(gè)提供了一例子。
如圖4所示，每個(gè)剖面13-19由一沒有拐折或尖突點(diǎn)的連續(xù)中心線L1和一弦L2形成。
每個(gè)剖面13-19還由與前緣和后緣的兩個(gè)傾角BLE、BTE形成，所述傾角由與前緣和與后緣相交處的中心線L1的相應(yīng)切線以及垂直于平面XY通過(guò)對(duì)應(yīng)相交處的一相應(yīng)直線形成。
關(guān)于七個(gè)剖面13-19，下面的表4顯示了一葉片4的剖面的前緣BLE和后緣BTE的角度、中心線L1和弦L2的長(zhǎng)度。
表4-一葉片4的剖面的徑向位置、前緣和后緣的角度、中心線和弦的長(zhǎng)度


應(yīng)該注意到，根據(jù)翼形剖面的一典型傾向，每個(gè)剖面13-19的厚度首先增加，在中心線L1長(zhǎng)度的約40％處達(dá)到一最大值S-MAX，然后厚度逐漸減小到遠(yuǎn)至后緣8。
以百分比形式，厚度S-MAX是半徑Rmax的約1.6％；剖面的厚度相對(duì)于中心線L1而對(duì)稱分布。
剖面13-19相對(duì)于一葉片4的徑向延伸部分的位置以及用于根據(jù)相對(duì)于中心線L1的位置的厚度趨向的相對(duì)值在表5中有概括。
表5-葉片4剖面的徑向位置和厚度趨向

參照所示的實(shí)施例，下面的表6概括了用于每個(gè)剖面13-19的根據(jù)相對(duì)于中心線L1的位置的厚度趨向的實(shí)際mm值。
表6-葉片4的剖面13-19的厚度趨向(mm)

剖面13-19較佳地用前緣7側(cè)面上的一半圓角和使用后緣8側(cè)面上的一直線段而產(chǎn)生的一平截來(lái)限定。
在另一實(shí)施例中，在噪聲、流量和壓力方面的良好性能通過(guò)所提供的描述成具有更厚剖面的風(fēng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)所述的另一實(shí)施例，剖面13-19相對(duì)于葉片延伸部分的位置以及根據(jù)相對(duì)于中心線L1的位置的相對(duì)厚度趨向值在表7中有概括。
應(yīng)該注意到，在此實(shí)施例中，在中心線L1的長(zhǎng)度的30％處到達(dá)厚度S-MAX。
表7-葉片4剖面的徑向位置和厚度趨向

下面的表8概括了相對(duì)于附圖中所示的實(shí)施例，用于每個(gè)剖面13-19的相對(duì)于中心線L1的位置的厚度趨向的實(shí)際mm值。
表8-葉片4的剖面13-19的厚度趨向(mm)

如同可看到的，在兩個(gè)實(shí)施例中，剖面13-19在沿著中心線L1的延伸部分的對(duì)應(yīng)位置(0％L1、20％L1、……、80％L1等)具有相同的厚度。
具有較薄剖面的第一實(shí)施例在輕度、成本和易于成型方面有優(yōu)勢(shì)。
具有較厚剖面的第二實(shí)施例在空氣動(dòng)力效率方面有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)檩^厚的剖面對(duì)于防止失速具有較好的性能。
所述的本發(fā)明可作出修改和變化，但因此并不脫離權(quán)利要求書中描述的本發(fā)明概念的范圍。

權(quán)利要求
1.一種軸流風(fēng)機(jī)(1)，在一平面(XY)中繞一軸線(2)沿一方向(V)轉(zhuǎn)動(dòng)，包括具有一半徑(Rmin)的一中心轂(3)；多個(gè)葉片(4)，每個(gè)葉片(4)都具有一根部(5)、一頂端(6)，該頂端(6)延伸至一頂端半徑(Rmax)，所述葉片(4)由一凸出的前緣(7)和一凹入的后緣(8)界定，其特征在于，所述前緣(7)包括一第一圓弧段(9)、一第二圓弧段(10)、以及在所述兩個(gè)圓弧段(9、10)之間的變化處的一半徑，該第一圓弧段(9)接近所述根部(5)，具有所述頂端半徑(Rmax)的79-97％之間的一半徑，該第二圓弧段(10)接近所述頂端(6)，具有所述頂端半徑(Rmax)的49.5-60.5％之間的一半徑，該變化處的半徑在所述葉片的延伸部分(Rmax-Rmin)的40-48.5％之間。
2.如權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述后緣(8)包括一圓弧段(11)，該圓弧段(11)具有所述頂端半徑(Rmax)的40-49％之間的一半徑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述前緣(7)包括一第一圓弧段(9)、一第二圓弧段(10)、以及在所述兩個(gè)圓弧段(9、10)之間的變化處的一半徑，該第一圓弧段(9)接近所述根部(5)，具有所述頂端半徑(Rmax)的88％的一半徑，該第二圓弧段(10)接近所述頂端(6)，具有所述頂端半徑(Rmax)的55％的一半徑，該變化處的半徑是所述葉片的延伸部分(Rmax-Rmin)的44％。
4.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述后緣包括一圓弧段(11)，該圓弧段(11)具有所述頂端半徑(Rmax)的44.5％的一半徑。
5.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述葉片(4)在所述平面(XY)中的投影在所述根部(5)處具有一幅度，該幅度具有54-66度之間的一角度(B1)。
6.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述葉片(4)在所述平面(XY)中的投影在所述頂端(6)處具有一幅度，該幅度具有23-29度之間的一角度(B2)。
7.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述葉片(4)在所述平面(XY)中的投影在所述根部(5)處具有一幅度，該幅度具有約60度的一角度(B1)。
8.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述葉片(4)在所述平面(XY)中的投影在所述頂端(6)處具有一幅度，該幅度具有約26度的一角度(B2)。
9.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，考慮到所述葉片(4)在所述平面(XY)中的投影和風(fēng)機(jī)(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向(V)，所述頂端(6)在所述根部(5)之后約26度的一角度(B3)處。
10.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述葉片(4)在所述平面(XY)中的投影以一28度的角度(B4)形成所述前緣(7)和所述轂(3)之間的一交點(diǎn)(M)，所述角度(B4)由在所述點(diǎn)(M)對(duì)于所述前緣(7)的相應(yīng)切線和從所述風(fēng)機(jī)(1)的所述軸線(2)通過(guò)所述點(diǎn)(M)的一相應(yīng)線形成。
11.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述葉片(4)在所述平面(XY)中的投影以一54度的角度(B5)形成所述前緣(7)和所述頂端(6)之間的一交點(diǎn)(N)，所述角度(B5)由在所述點(diǎn)(N)對(duì)于所述前緣(7)的相應(yīng)切線和從所述風(fēng)機(jī)(1)的所述軸線(2)通過(guò)所述點(diǎn)(N)的一相應(yīng)線形成。
12.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述葉片(4)在所述平面(XY)中的投影以一28度的角度(B6)形成所述后緣(8)和所述轂(3)之間的一交點(diǎn)(S)，所述角度(B6)由在所述點(diǎn)(S)對(duì)于所述后緣(8)的相應(yīng)切線和從所述風(fēng)機(jī)(1)的所述軸線(2)通過(guò)所述點(diǎn)(S)的一相應(yīng)線形成。
13.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述葉片(4)在所述平面(XY)中的投影以一45度的角度(B7)形成所述后緣(8)和所述頂端(6)之間的一交點(diǎn)(T)，所述角度(B5)由在所述點(diǎn)(T)對(duì)于所述后緣(8)的相應(yīng)切線和從所述風(fēng)機(jī)(1)的所述軸線(2)通過(guò)所述點(diǎn)(T)的一相應(yīng)線形成。
14.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述葉片(4)相對(duì)于沿著一葉片(4)的所述徑向延伸部分在不同間距處的相應(yīng)段包括至少幾個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)剖面(13-19)，每個(gè)剖面(13-19)由一中心線(L1)和所述前緣和所述后緣的兩個(gè)傾角(BLE、BTE)形成，該中心線(L1)是連續(xù)的并且沒有拐折或尖突點(diǎn)，所述傾角由在與所述前緣和所述后緣的交點(diǎn)處對(duì)于所述中心線(L1)的相應(yīng)切線和垂直于所述平面(XY)通過(guò)對(duì)應(yīng)交點(diǎn)的一相應(yīng)直線來(lái)形成，并且所述剖面(13-19)的所述傾角(BLE、BTE)具有下表中所示的值
15.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述葉片(4)相對(duì)于沿著一葉片(4)的所述徑向延伸部分在不同間距處的相應(yīng)段包括至少幾個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)剖面(13-19)，每個(gè)剖面(13-19)由一中心線(L1)形成，該中心線(L1)是連續(xù)的并且沒有拐折或尖突點(diǎn)，并且所述剖面(13-19)具有一厚度S-MAX，該厚度S-MAX等于所述頂端半徑Rmax的1.6％。
16.如權(quán)利要求15所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述剖面(13-19)具有一厚度和一厚度趨向，該厚度設(shè)置成關(guān)于所述中心線(L1)對(duì)稱，該厚度趨向首先增加，在所述中心線(L1)的所述長(zhǎng)度的約40％處達(dá)到一最大值S-MAX，然后逐漸減小到遠(yuǎn)至所述后緣8，并且所述厚度趨向由下表限定
17.如權(quán)利要求1-14中的任意一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述葉片(4)相對(duì)于沿著一葉片(4)的所述徑向延伸部分在不同間距處的相應(yīng)段包括至少幾個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)剖面(13-19)，每個(gè)剖面(13-19)由一中心線(L1)形成，該中心線(L1)是連續(xù)的并且沒有拐折或尖突點(diǎn)，并且所述剖面(13-19)具有一厚度S-MAX，該厚度S-MAX等于所述頂端半徑Rmax的2.6％。
18.如權(quán)利要求17所述的軸流風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述剖面(13-19)具有一厚度和一厚度趨向，該厚度設(shè)置成關(guān)于所述中心線(L1)對(duì)稱，該厚度趨向首先增加，在所述中心線(L1)的所述長(zhǎng)度的約30％處達(dá)到一最大值S-MAX，然后逐漸減小到遠(yuǎn)至所述后緣8，并且所述厚度趨向由下表限定
全文摘要
一種軸流風(fēng)機(jī)(1)，在一平面(XY)中繞一軸線(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，包括一中心轂(3)、具有一根部(5)、一頂端(6)的多個(gè)葉片(4)，葉片(4)由一凸出的前緣(7)和一凹入的后緣(8)限定，它們?cè)陲L(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平面中的投影每個(gè)都由諸圓弧段形成；葉片(4)由具有空氣動(dòng)力學(xué)剖面的諸段制成，每段都從周邊到轂長(zhǎng)度減小并且更加彎曲。
文檔編號(hào)F04D29/38GK1981134SQ200580022923
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
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