[发明专利]混合流风扇装置

说明书

技术领域

本发明适合汽车应用的风扇和风扇组件。

背景技术

现代车辆，如中型或中型柴油卡车，可以具有相对高的冷却需求。例如，由欧洲和北美柴油机法令批准的散热要求已经在很大程度对发动机冷却系统提出了不断增加的要求。不仅要求更多的气流来提供足够的冷却和要求增加的压力来克服散热器和其它热交换器的限制，而且车辆设计规定和限制冷却系统零件的尺寸。当为了使驾驶员的能见度更好，希望卡车和施工设备具有低发动机罩时，这种限制属于特别关注的。在不能增加散热器和其它热交换器的暴露表面积的情况下，通常将它们制造得较厚。较厚(即，较深)的散热器和其它热交换器减少了诸如风扇和风扇离合器之类的其它冷却系统零件可用的机舱空间。

传统上，汽车应用已经采用轴向流风扇以提供冷却流。轴向流风扇通常沿平行于风扇旋转轴线的方向移动空气。然而，流量要求增加和热交换器变厚的结合在根本上将冷却系统的限制增加到常规轴向流风扇不再能提供足够的气流的程度。即使采用可以增大的风扇系统，常规轴向流风扇的相对低的效率导致过大功率牵曳(如，大于或等于发动机功率的约15％)，这减少了从发动机可用的功率。而且，对于汽车应用，轴向流风扇可能不能如期望的那样安静地运转，这可能是满足噪声控制的关注点。

熟知的是，混流风扇(也即混合流风扇)和径向流风扇(也即离心式风扇)具有比轴向流风扇更大的效率和流动压力特性，但混流和径向流风扇在大多数车辆发动机舱中难以包装。为了使效率最佳，径向流风扇通常要求大的涡壳，并且如果在没有这种涡壳的情况下使用，则具有不能有助于车辆发动机附近的运动的径向排出速度。虽然混流风扇不具有径向流风扇的这些问题，但沿轴向方向它们通常比引擎罩下应用中可以使用的厚(即，深)。而且，混流风扇是很复杂的装置。虽然混流风扇的一般概念看起来简单，但使它们适合满足特定应用的要求所需要的巨大量的实验和设计已经意味着在实践中很少使用它们。

发明内容

一种用于沿混合径向和轴向方向引导流体流的风扇组件，包括：后板，具有围绕中心轴线定位的内径部和大致截头圆锥体形外径部；从后板延伸的多个叶片；和环形风扇护罩，靠近所述多个叶片定位，并构造为与所述多个叶片共同旋转。后板、多个风扇叶片和风扇护罩形成风扇子组件，并且风扇子组件的总深度约为风扇子组件的全径的20-35％。

附图说明

图1为从前面观看的本发明的风扇装置的一种实施方式的透视图。

图2为从后面观看的图1的风扇装置的透视图。

图3为图1和2的风扇装置的正视图。

图4为图1-3的风扇装置的侧视图。

图5为图1-4的风扇装置的后视图。

图6为根据本发明的风扇组件的一部分的剖视图。

图7为堆叠的图1-6中的多个风扇装置的剖视图。

图8为图1-6的风扇装置的一部分的透视图。

图9为根据本发明的风扇装置的可替换实施方式的示意图，以省略风扇护罩的方式示出。

图10为根据本发明的风扇装置的另一可替换实施方式的正视图，以省略风扇护罩的方式示出。

图11为根据本发明的风扇装置的又一可替换实施方式的正视图，以省略风扇护罩的方式示出。

图12为风扇组件的选择的可替换实施方式的性能数据的图示。

虽然上述附图阐述了本发明的数个实施方式，但如在讨论中注意到的那样，其它实施方式也是可以预期的。在所有的情况中，本公开以代表性且非限制的方式提出了本发明。应当理解，本领域技术人员也可以想出落入本发明范围和原理之内的多种其它修改和实施方式。附图可以不按比例绘制。在整个附图中，相同的附图标记用来表示相同的部件。

具体实施方式

本发明要求于2008年2月22日递交的名称为“高效混合流风扇”的美国临时专利申请No.61/066,692的优先权，在此通过参考将其全部内容结合到本发明中。

通常，本发明提供了一种准混(或混合)流风扇(在此通常简单地称为混流风扇)，其使得能够响应于旋转输入产生沿混合径向和轴向方向(即，在相对于轴向方向的0和90°之间的某处)的流体流。在一种实施方式中，风扇具有约为总风扇直径的20-35％的总深度(即，厚度或宽度)。本发明的风扇可以用在发动机冷却系统，优选在从约0.04至0.08的风扇节流系数范围内运转时，其中节流系数定义为速度压力与总压力之比，速度压力的计算基于等于气流除以风扇轴向投影面积所得结果的表面速度。