[发明专利]具有不变的安装角及外倾角的风扇叶片

说明书

相关申请交叉参考

本发明要求于2005年12月29日提交的美国临时申请No.60/755,473的优先权，并将其整体结合于此作为参考。

技术领域

本发明通常涉及冷却风扇，并且具体地涉及用在冷却风扇中的风扇叶片设计。

背景技术

根据理论和已知的文献记载，风扇叶片必须具有沿径向方向变化的安装角以及外倾角轮廓。已知的风扇叶片被设计为具有随半径(如从毂至叶片顶端测得的)而增大的安装角，并且多数风扇叶片被设计为具有随半径而减小的外倾角。

发明内容

根据本发明的用于任何风扇框架尺寸的风扇叶片均被设计为具有沿径向坐标不变的安装角以及不变的外倾角。换言之，风扇叶片的横截面形状沿其径向方向不发生改变。对于给定风扇尺寸以及给定旋转速度，这种易于生产的叶片俘获了最大可能的流量，并且将噪声级降低几个分贝。由于成形简单因此该叶片易于制造；将叶片材料注入铸模内且制成的叶片能够轻松地被取出。

我们发明这种叶片以用于具有微小叶片高度的小型风扇。此想法是，对于微小叶片来说，在径向切面之间进入气流无本质区别并且该进入气流看作一个“整体”；因此我们为安装角和外倾角两者选择单一的“平均”值。当我们测试小型风扇时，出乎意料地，它们运行得非常良好。随后我们将同样的想法应用于越来越大的风扇叶片。发现对于所有的风扇叶片尺寸而言，根据本发明的风扇叶片设计均改善了性能。

附图说明

图1A是根据本发明的风扇的叶轮部件的透视图。

图1B是叶轮部件的俯视图，示出了本发明的风扇叶片的特征。

图2示出了根据本发明而具体化的冷却风扇。

图3示出了比较传统风扇叶片和本发明风扇叶片的性能的压力/流量图。

图4示出了翼剖面的参数。

具体实施方式

图1A示出了根据本发明的叶轮部件，包括毂102以及围绕该毂布置的风扇叶片104。根据本发明，风扇叶片104被设计为具有基本上不变的安装角和基本上不变的外倾角。在本发明的一个实施例中，每个风扇叶片104均享有这种设计特征。在其他实施例中，少数而非全部的风扇叶片具有这种设计特征。

图1B更详细地示出了根据本发明的风扇叶片设计。图1B示出了叶轮部件的俯视图。毂被示出了其旋转轴和旋转方向。风扇叶片在其根部连接至毂。按照惯例，通过一系列横截面视图(被称作翼剖面)描述风扇叶片。因此，在给出若干数量(N)翼剖面的情况下，风扇叶片可以通过叠加翼剖面且在翼剖面之间内插数值来限定。用于确定风扇叶片的翼剖面的数量取决于风扇叶片的尺寸和所期望的精确度，其范围可以为五个剖面至上百个剖面。普通的技术人员可以理解，每个翼剖面均沿叠加轴线从毂截取。

每个翼剖面的特征在于如图4所示的参数。图4中示出的翼剖面514沿径向线(叠加轴)从毂截取。风扇叶片的每个翼剖面514具有前缘516、后缘518、上表面522、以及下表面524。翼剖面514可以进一步由安装角526、外倾角528、弦线532、其弦长534、中弧线536、以及厚度538测量结果来限定。在现有技术的风扇中，风扇叶片的安装角和外倾角两者从毂至叶片顶端均沿径向方向变化。

在本发明的描述中，对于翼剖面来说它到毂的径向距离是确定的。方便的参照点是从旋转轴测得的距离，如图1B中所示的。

因此，根据本发明的风扇叶片的翼剖面，每个翼剖面具有与其他翼剖面基本上相同的安装角，且每个翼剖面具有与其他翼剖面基本上相同的外倾角。换言之，从风扇叶片的一个翼剖面到该同一风扇叶片的另一翼剖面之间，安装角和外倾角基本上是不改变的。再换另一方式说明，风扇叶片的特征在于具有基本上恒定的叶片安装角和基本上恒定的叶片外倾角。将叶片安装角(始终为单一值)选择为俘获最大可能的流量，且将外倾角(始终为单一值)选择为有效地产生压力。

在本发明的另一实施例中，风扇叶片的特征至少是沿风扇叶片的径向长度具有基本上不变的叶片安装角，然而外倾角可能改变。换言之，根据本发明的风扇叶片的每个翼剖面具有与其他翼剖面基本上相同的安装角。

在本发明的又一实施例中，风扇叶片的特征至少是沿风扇叶片径向长度具有基本上不变的叶片外倾角，然而安装角可能改变。换言之，根据本发明的风扇叶片的每个翼剖面具有与其他翼剖面基本上相同的外倾角。

披露了根据本发明的风扇叶片设计可用于小尺寸风扇(直径小于60mm)，中等尺寸风扇(直径在60mm至120mm之间)，以及大尺寸风扇(直径大于120mm)。