[发明专利]用于计算轴流式风扇的叶片之间的角间距的方法

说明书

描述了一种用于计算轴流式风扇(1)的角间距的方法，所述轴流式风扇(1)包括叶毂(2)和从该叶毂延伸出来的z个叶片(3)，其中，各个叶片的角位置表示为α₁,…,α_z(假设α₁＝0)，并且各个叶片之间的角度差表示为ε_i＝α_i+1‑α_i,i＝1,…,z‑1,ε_z＝360°‑α_z，所述方法包括建立包括多个数学问题的计算系统的步骤，其中每一个数学问题都是角间距必须满足的约束的表达式；所述计算系统包括：要求风扇(1)静态平衡的第一数学问题、要求相邻的叶片(3)不重叠的第二数学问题以及要求角度差ε₁,…,ε_n全部都彼此不同的第三数学问题。

技术领域

本发明涉及用于计算角间距的方法，特别是用于计算轴流风扇或轴流式风扇的叶片之间的角间距的方法或用于设计该角间距的方法。

背景技术

所研究的轴流式风扇是被设计用于汽车应用的轴流式风扇，特别是通常与合适的热交换器(例如，散热器)结合用于发动机冷系统的轴流式风扇。

这种类型的风扇必须满足若干要求，包括效率高、尺寸紧凑，特别是轴向上的尺寸紧凑、能够实现良好的扬程(压力)和流速值以及噪声低。

用于轴流式风扇的叶片之间的角间距的技术随着时间在发展。

理论上，风扇的实施方式实际上具有无限种方案，通过在复杂的方程组中施加适当的约束条件，这无限种方案被减小；例如，必须总是遵守风扇是平衡的情况的一个约束条件。

以与本发明相同的申请人的名义的专利EP0553598B示出了装有叶片的风扇，其中叶片以等角度间隔开。根据该专利制造的风扇具有良好的效率以及较低的声级值，然而噪声的声音分布可能证明对人类听觉产生干扰。

实际上，在叶片以等距角间隔开的情况下，会出现一系列谐波的共振现象，该一系列谐波的频率与叶片通过频率的整数倍数对应。该频率对应于风扇每秒的转数与叶片数量的乘积。这些共振现象造成可能证明对人类听力产生干扰的杂音。

尽管噪声引起的不适感觉主要是主观问题，但是实质上存在两个因素影响声音干扰：声压级，即，噪声的强度；以及噪声的音调分布。因此，如果噪声的音调分布将其与背景噪声区分开来，则即使强度较小的噪声也可能是烦人的；例如，当音调比噪声的基础级别(宽带)至少大6dB时，该音调被认为是烦人的。

为了克服这一缺点，已经提出了具有以不相等的角度间隔开的叶片的风扇，同时还避免了由影响气流的气动不连续性的存在确定的音调；在以相同申请人的名义的专利EP0945625中描述了这样的风扇的例子。

通过计算不同频率(总噪声)下的声强值的积分，在以不相等的角度间隔开的叶片的情况下产生的噪声大致等于以相等的角度间隔开的叶片情况下的噪声。然而，噪声的不同音调分布使得改善了声学舒适性。

偏置叶片的逻辑已经发展成完善的逻辑，其转化成对应的约束条件，该约束条件越来越多地旨在基于声音发射频谱改善感受到的噪声。

然而，感受到的噪声中存在在频谱中不可见并引起不愉快的感觉的类型。

恰恰相反，有些风扇具有可接受或良好的频谱，但是在使用中传递不愉快的感觉。

在这种情况下，本发明的主要目的是提供过一种克服了上述缺点的用于计算角间距的方法。

发明内容

本发明的目的是提供过一种用于计算轴流式风扇的角间距的方法，该方法转化成在噪声方面、特别是在感受的噪声方面得到改进的风扇类型的实现方式，从而使旋转中产生的噪声尽可能地舒适。

通过根据权利要求1的计算方法本质上实现了所指出的技术目的和所指定的目标。