CN102086888A - 具有轮毂隔离槽的轴流风扇 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轴流风扇，其包括绕中心轴线旋转的轮毂。该轮毂包括前侧面和圆柱部分。该轴流风扇还包括从该轮毂的圆柱部分径向向外延伸的多个叶片，和穿过该轮毂的前侧面的孔口。该孔口至少部分地被与该前侧面非平行地定向的第一表面所限定。该轴流风扇还包括具有邻接于该第一表面的第二表面的唇部，其至少部分地与该孔口重叠并且提供穿过该孔口的弯曲通道。

Description

具有轮毂隔离槽的轴流风扇

技术领域

本发明涉及轴流风扇，并且特别是用在汽车发动机冷却系统中的轴流风扇。

背景技术

典型的汽车发动机冷却系统包括电机和连接到该电机输出轴上的轴流风扇。轴流风扇典型地包括连接到该电机输出轴上的轮毂和径向伸出该轮毂的多个叶片。该轴流风扇的轮毂典型地成形以允许该电机至少能部分地容纳在该轮毂中以减少该装配电机和风扇的所需空间。典型地多个径向延伸肋也和该轮毂结合以加强该轴流风扇的结构。如果使用风冷的或空气冷却的电机，该肋也可以通过作为离心风扇以吸引冷空气通过该电机来帮助冷却该电机。

轴流风扇常被设计成在运行过程中减少噪音和震动。一些汽车发动机冷却系统可以承受例如由电机齿转矩、轴向齿力、脉动转矩和轴向脉动力产生的比期望水平更高的噪音、震动和恶劣工况(“NVH”)，这些力能在该轴流风扇的结构中激起共振模式。为了减少由该轴流风扇产生的NVH，隔离孔口或槽常常形成在该轴流风扇的轮毂中。

发明内容

然而，当在该轮毂上使用隔离孔口或槽时，在汽车运行期间少量水或其他液体可能穿过该隔离槽并且接触容纳在该轮毂中的该电机，潜在地引起该电机的损坏。

一方面，本发明提供了一种包括绕中心轴线旋转的轮毂的轴流风扇。该轮毂包括前侧面和圆柱部分。该轴流风扇也包括从该轮毂的圆柱部分向外径向延伸多个叶片，和穿过该轮毂前侧面的孔口。该孔口至少部分地被非平行于该前侧面所定向的第一表面限定。该轴流风扇还包括具有邻接于该第一表面的第二表面的唇部，其至少部分地与该孔口重合并且提供穿过该孔口的弯曲通道。

另一方面，本发明提供了包括绕中心轴线旋转的轮毂的轴流风扇。该轮毂包括前侧面和圆柱部分。该轴流风扇也包括从该轮毂的圆柱部分向外径向延伸多个叶片，和穿过该轮毂前侧面的第一孔口。该第一孔口包括具有相对于中心轴线的径向延伸部分。该轴流风扇还包括穿过该轮毂前侧面的第二孔口。该第二孔口包括具有相对于该第一孔口的径向延伸部分的横向延伸部分。该轴流风扇也包括连接到该轮毂的唇部，其至少部分地与该第一和第二孔口之一重合以提供穿过该第一和第二孔口之一的弯曲通道。

本发明的其他特征和方面将通过接下来详细的描述和附图所呈现。

附图说明

图1是本发明的轴流风扇的第一结构的前透视图。

图2是图1的轴流风扇的一部分的后透视图。

图3是图1的轴流风扇的一部分的前视图。

图4是图1的轴流风扇沿着图3中的线4-4的横截面图。

图5是图1的轴流风扇沿着图3中的线5-5的横截面图。

图6是本发明的轴流风扇的第二结构的前透视图。

图7是图6的轴流风扇的一部分的后透视图。

图8是图6的轴流风扇的一部分的前视图。

图9是图6的轴流风扇沿着图8中的线9-9的横截面图。

图10是图6的轴流风扇沿着图8中的线10-10的横截面图。

在本发明的任一实施方式被详细解释之前，需要了解的是本发明不限制于其结构的细节的应用并且元件的布置在接下来的描述中被阐述或者在接下来的附图中被显示。本发明包括其他实施方式并且以不同的方式被试行或被执行。同时，需要了解用在其中的短语或术语是为了描述的目的并且不应该被认为是限制性的。

具体实施方式

图1显示了本发明轴流风扇10的第一结构。尽管没有示出，该风扇10可以和电机(如，电动机)输出轴连接，输出轴可以被在应用风扇10的该汽车发动机冷却系统中的风扇罩或其他元件所支承。该风扇罩可以置于相邻着热交换器(如，散热器)，因此该风扇10绕中心轴线16的转动产生气流通过该热交换器。

该风扇10包括轮毂14，其具有相对于该中心轴线16基本径向延伸的前侧面18，并且连接该输出轴以和该输出轴一起旋转。该前侧面18可以用现有技术中已知的许多元件和方法中的任何来连接该电机输出轴(如，使用紧固件或夹持件、通过焊接、使用粘合剂、用干涉或压配合等)。此外，该轮毂14的前侧面18可以直接连接该电机输出轴，或者在该轮毂14的前侧面18和该电机输出轴之间可以使用连接器。尽管该轮毂14的前侧面18示出的是具有脱模角(draft angle)并且环形槽22形成于此(也见图5)，该前侧面18备选地基本是平的或平面的，并且该槽22可以被省略。

参考图1，该轮毂14也包括从该前侧面18轴向延伸的圆柱部分26，沿该中心轴线16的方向。尽管未显示，当连接到该风扇10时该电机至少部分地容纳在该轮毂14中，因此该轮毂14的圆柱部分26至少部分地和该电机壳体重合。备选地，该电机可以连接到风扇因此该电机不会容纳在该轮毂中。继续参考图1，该风扇10也包括多个叶片30径向延伸到该轮毂14的圆柱部分26外部。该叶片30的顶端通过绕该风扇10周向延伸的嵌带34相互连接。该嵌带34在该风扇10旋转期间可以帮助稳定该叶片的顶端，然而，该嵌带34可以在该风扇10的备选结构中被省略。

参考图2，该风扇10还包括多个连接在该轮毂14上并且围绕中心轴线16排列的肋片38。特别地，该肋片38从该轮毂14的内部侧42延伸，并且不仅沿着该前侧面18径向延伸还沿着该轮毂14的圆柱部分26轴向延伸。因此，如图2所示该肋片38基本上是L形的，但是，其他形状可以被用以和该轮毂14的形状相配合。在该轴流风扇10的所示结构中，该肋片38沿着该轮毂14平均分布以结构地加强该轮毂14的该前侧面18和该圆柱部分26。备选地，该肋片38可以不平均地或不规律地沿着该轮毂14间隔或分布。另外，当该风扇10旋转产生气流穿过或围绕该电机以冷却该电机时该肋片38功能为离心风扇叶片。备选地，该肋片38可以主要形成以产生气流穿过或围绕该电机，而不结构地加强该轮毂14。

参考图1和3，该风扇10包括多个隔离孔口或槽46穿过该轮毂14的前侧面18。在该轴流风扇10的所示结构中，该槽46绕该中心轴线16均匀分布或排列以减弱或衰减由该风扇10发出的NVH。备选地，该槽46可以绕该中心轴线不均匀分布，或依据该风扇10的特殊NVH特征在该轮毂14上以许多不同方式或模式中的任一种分布。该槽46的每一个基本形成为“I”形，具有处在基本横向间隔延伸部分54、58之间的径向延伸部分50。在该风扇10的所示结构中，每个该槽46的每个该横向延伸部分54、58相对于该中心轴线16圆周地定向。然而，该横向延伸部分54、58每个基本上相对于该槽46径向延伸部分50的长度方向以合适角度定向。此外，每个槽46的靠近该中心轴线16的该横向延伸部分54比远离该中心轴线16的相应的槽46的该横向延伸部分58的周向长度短。备选地，该槽46的横向延伸部分54、58可以有相对图中所示的不同长度。

参考图4，该肋片38相对于该中心轴线16与相应的槽46的径向延伸部分50以一定角度对准。另外，每个肋片38包括处于平面66上的自由边62，其基本平行并且间隔于该前侧面18的内表面70(见图5)。结果是，每个肋片38的自由边62沿着连接该肋片38的槽46的径向延伸部分50的长度方向上不连接到该前侧面18的内表面70上。

继续参考图5，该轴流风扇10包括和每个槽46的横向延伸部分54至少部分重叠的唇部74。特别地，每个槽46的横向延伸部分54至少部分由非平行于该前侧面18所定向的第一表面78限定，并且该唇部74包括邻接于该第一表面78的第二表面82，其至少部分和该槽46的横向延伸部分54重叠。换句话说，该第一表面78和该第二表面82享有共同的边86或互相交叉在共同边86处。此外，该唇部74和该槽46的横向延伸部分54在轮毂14的内部侧42重叠，因此在该前侧面18的内表面70的近处，该唇部74延伸过、下置于、或覆盖该槽46的横向延伸部分54的至少一部分。备选地，该唇部74可以在该前侧面18的外表面90的近处被定位为重叠、上置于、或覆盖该槽46的横向延伸部分54的至少一部分。

在该轴流风扇10的所示结构中，每个唇部74的该第二表面82基本上和该平面66还有该唇部74连接的该肋片38的自由边62共面。结果是，每个唇部74的该第二表面82和该前侧面18的内表面70沿着每个相应的槽46的横向延伸部分54的长度方向上不连接。备选地，该第二表面82可以和该平面66不重合，因此该第二表面82处在该平面66之上或者之下。

参考图4，每个肋片38包括相反的第一和第二侧94、98，在其之间限定该肋片38的厚度。如图5中横截面所示的该唇部74和该肋片38的第一侧94相连接并且延伸出来，该轴流风扇10包括第二唇部102和每个肋片38的第二侧98相连接并且延伸出来(见图2)。以和该第一唇部74相似的方式，该第二唇部102包括第三表面106(见图3)邻接该第一表面78以至少部分和该槽46的横向延伸部分54重叠或下置。该第一和第二唇部74、102基本相同，所以该唇部74、102的相应的表面82、106共面并且和该连接该唇部74、102的相应的肋片38的自由边62共面。结果，该唇部74、102的相应的表面82、106和该相连的肋片38的自由边62沿着每个该槽46的横向延伸部分54的长度方向呈现连续的表面。备选地，该唇部74、102的相应的表面82、106可以和该肋片38的自由边62不共面，因此当通过每个该槽46的横向延伸表面54看，该唇部74、102的集中表面和该肋片38呈现得不连续。作为另外的选择，该唇部74、102可以被结合并且形成为单个、连续的片，从该肋片38分开并且相异。

参考图5，该轴流风扇10包括从每个该肋片38的第一侧94延伸的第三唇部110，并且第四唇部114(见图2和3)从每个该肋片38的第二侧98延伸以至少部分地和每个该槽46的横向延伸部分重叠。特别地，每个槽46的横向延伸部分58至少部分由非平行于该前侧面18的表面118(见图5)所限定，并且每个唇部110、114包括邻接于该表面118的表面122、126，其至少部分和该槽46的横向延伸部分58重叠。换句话说，该相应的表面118、122和118、126享有同一边130或在该共同边130交叉。此外，该唇部110、114在轮毂14的内部侧42上覆盖该槽46的横向延伸部分58，所以该唇部110、114延伸过、下置于、并且覆盖至少该槽46的横向延伸部分58的一部分，近似该前侧面18的内表面70。备选地，该唇部110、114的一个或两个可以置于重叠或覆盖至少该槽46的横向延伸部分58的一部分，近似该前侧面18的外表面90。

在该轴流风扇10的所示结构中，该唇部110、114的相应的表面122、126基本上和该平面66还有该唇部110、114连接的该肋片38的自由边62共面。结果，该唇部110、114的相应的表面122、126和该前侧面18的内表面70沿着每个相应的槽46的横向延伸部分58的长度方向上不连接。

该第三和第四唇部110、114基本相同，因此该唇部110、114的相应的表面122、126共面并且和该唇部110、114连接的相应的肋片38的自由边62共面。结果，该第三和第四唇部110、114的相应的表面122、126和该连接肋片38的自由边62沿每个槽46的横向延伸部分58的长度方向上呈现连续表面。备选地，该唇部110、114的相应的表面122、126可以和该肋片38的自由边62不共面，因此当通过每个该槽46的横向延伸表面58看，该唇部118、122的集中表面122、126和该肋片38的自由边62呈现出不连续。作为另外的选择，该唇部110、114可以被结合并且形成为单个、连续的片，从该肋片38分开并且相异。

在该轴流风扇10的所示结构中，该唇部74、102、110、114和该肋片38整体形成并且该前侧面18作为单个件(例如，使用成型工艺、铸造工艺等)。备选地，该唇部74、102、110、114可以配置为和该肋片38和该前侧面18的分开并且相异的元件，并且该分开唇部74、102、110、114可以以许多不同方式的任一种和该前侧面18连接(例如，通过紧固、焊接、铜焊、粘结等)。作为另外的选择，一些或所有的该唇部74、102、110、114可以整体的形成在中间面上，并且该中间面可以和该前侧面18以许多不同方式的任一种连接(例如，通过紧固、焊接、铜焊、粘结等)。

在轴流风扇10的操作期间，和每个槽46的对应的径向延伸部分50对准的相应的肋片38的自由边62的联合体和重叠于每个槽46的横向延伸部分54、58的该唇部74、102和110、114提供穿过每个槽46的弯曲通道，以减少穿过该轮毂14的前侧面18的水或液体浸入的量。换句话说，可以从该外表面90进入该槽46的任何水不能直接通过直线路径穿过该前侧面18和该轮毂14的内部42。该表面82、106、122、126和相应的肋片38的自由边62阻止穿过该前侧面18的任何水的直线通道。这一功能得到实现同时不影响该隔离槽46的减弱或衰减功能。

图6示出本发明的轴流风扇10a的第二结构，同样的元件标记同样的参考数字，带有字母“a”。参考图6和8，该风扇10a包括多个穿过该轮毂14a的前侧面18a的隔离孔口或槽134。在该轴流风扇10a的所示结构中，该槽134绕该中心轴线16a均匀分布或排列以减弱或衰减由该风扇10a发出的NVH。备选地，该槽134可以绕该中心轴线16a不均匀分布，或依据该风扇10a的特殊NVH特征在该轮毂14a上以许多不同方式或模式的任一种分布。每个该槽134在该前侧面18a上相对于该中心轴线16a径向定向。

参考图7和9，该肋片38a相对于该中心轴线16a和仅仅一些该槽134角度地对准。特别地，该肋片38a和每个其他槽134或在该列的交替槽134角度地对准。备选地，该肋片38a可以和一些槽134以许多不同模式的任一种对准。参考图10，每个该肋片38a包括自由边62a，其处于基本平行并且间隔于该前侧面18a的内表面70a的平面66a上。结果是，每个肋片38a的自由边62a沿着该槽134的长度方向上不接触该前侧面18a的内表面70a。

参考图9，该轴流风扇10a包括至少和每个同对应的肋片38a不对准的槽134部分重叠的唇部138。特别地，每个槽134至少部分由非平行于该前侧面18a所定向的表面142限定，并且该唇部138包括邻接于该表面142的表面146，其至少部分和该槽134重叠。换句话说，该两个表面142、146享有共同的边150或互相交叉在共同边150处。此外，该唇部138和该槽134在轮毂14a的内部侧42a重叠，因此在该前侧面18a的内表面70a的近处该唇部138延伸过、下置于、并且覆盖该槽134的至少一部分。备选地，该唇部138可以定位为在该前侧面18a的外表面90a的近处重叠、上置于、或覆盖该槽134的至少一部分。

在该轴流风扇10a的所示结构中，每个唇部138的该表面146和该前侧面18a的内表面70a在平行于该中心轴线16a的方向间隔开。结果，每个唇部138的该表面146沿着该槽134的长度方向和该前侧面18a的内表面70a不连接。在该轴流风扇10a的所示结构中，该唇部138和该前侧面18a整体形成作为单个件(例如，使用成型工艺、铸造工艺等)。备选地，该唇部138可以形成为和该前侧面18a分开并且相异的元件，并且该分开的唇部138可以以许多不同方式的任一种和该前侧面18a连接(例如，通过紧固、焊接、铜焊、粘结等)。作为另外的选择，一些或所有的该唇部138可以整体的形成在中间面上，并且该中间面可以和该前侧面18a以许多不同方式的任一种连接(例如，通过紧固、焊接、铜焊、粘结等)。

在轴流风扇10a的操作期间，和一些槽134对准的相应的肋片38a的自由边62a的联合体和重叠于剩余的槽134的该唇部138提供穿过每个槽134的弯曲通道，以减少穿过该轮毂14a的前侧面18a的水或液体浸入的量。换句话说，可以从该外表面90a进入该槽134的任何水不能直接通过直线路径穿过该前侧面18a和该轮毂14a的内部42a。相应的唇部138的该表面146和该相应的肋片38a的自由边62a避免了穿过该前侧面18a的任何水的直线通道。这一功能得到实现同时不影响该独立槽134的减弱或衰减功能。

本发明的不同特征在接下来的权利要求中被阐述。

Claims (25)

1.一种轴流风扇，其包括：

绕中心轴线旋转的轮毂，所述轮毂包括前侧面和圆柱部分；

从所述轮毂的圆柱部分径向向外延伸的多个叶片；

穿过所述轮毂的所述前侧面的孔口，所述孔口至少部分地被与所述前侧面非平行地定向的第一表面所限定；和

唇部，所述唇部具有邻接于所述第一表面的第二表面，所述第一表面至少部分地与所述孔口重叠并且提供穿过所述孔口的弯曲通道。

2.如权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面享有共同边。

3.如权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述唇部至少部分地在所述轮毂的内部侧与所述孔口重叠。

4.如权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述前侧面包括内表面，并且其中所述第二表面处于基本与所述前侧面的内表面平行且间隔开的平面中。

5.如权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述轴流风扇还包括在所述轮毂的内部侧连接到所述轮毂的至少一个肋片。

6.如权利要求5所述的轴流风扇，其特征在于，所述孔口包括径向延伸第一部分和从所述第一部分基本横向地延伸的第二部分，并且其中所述唇部的第二表面至少部分地与所述孔口的第二部分重叠。

7.如权利要求6所述的轴流风扇，其特征在于，所述至少一个肋片与所述孔口的所述径向延伸第一部分对准。

8.如权利要求7所述的轴流风扇，其特征在于，所述前侧面包括内表面，并且其中所述至少一个肋片包括处于基本上与所述前侧面的内表面平行并且间隔开的平面中的边。

9.如权利要求7所述的轴流风扇，其特征在于，所述至少一个肋片包括限定所述肋片厚度的相反的第一侧和第二侧，并且其中所述唇部与所述肋片的第一侧连接并且从所述第一侧延伸。

10.如权利要求9所述的轴流风扇，其特征在于，所述唇部是第一唇部，其中所述轴流风扇还包括与所述肋片的第二侧连接并且从所述第二侧延伸的第二唇部，并且其中所述第二唇部包括邻接所述第一表面并且与所述第一唇部的第二表面共面的第三表面。

11.如权利要求7所述的轴流风扇，其特征在于，所述孔口包括与所述第二部分径向间隔开并且从第一部分基本横向地延伸的第三部分，其中所述孔口的第三部分至少部分被与所述前侧面非平行地定向的第三表面所限定，并且其中所述轴流风扇还包括具有邻接于所述第三表面的第四表面的第二唇部，所述第三表面至少部分地与所述孔口的所述第三部分重叠并且提供穿过所述孔口的第三部分的弯曲通道。

12.如权利要求1所述的轴流风扇，其特征在于，所述孔口相对于所述中心轴线径向地延伸。

13.如权利要求12所述的轴流风扇，其特征在于，所述轴流风扇还包括至少一个在轮毂的内部侧连接到所述轮毂的肋片，其中所述至少一个肋片与所述孔口不对准。

14.如权利要求13所述的轴流风扇，其特征在于，所述孔口是第一孔口，并且其中所述轴流风扇包括与所述至少一个肋片对准的第二径向延伸孔口。

15.一种轴流风扇，其包括：

绕中心轴线旋转的轮毂，所述轮毂包括前侧面和圆柱部分；

从所述轮毂的圆柱部分径向向外延伸的多个叶片；

穿过所述轮毂的所述前侧面的第一孔口，所述第一孔口具有相对于所述中心轴线的径向延伸部分；

穿过所述轮毂所述前侧面的第二孔口，所述第二孔口具有相对于所述第一孔口的径向延伸部分的横向延伸部分；和

唇部，所述唇部与所述轮毂连接以至少部分地与所述第一孔口和所述第二孔口中的一个孔口重叠，从而提供穿过所述第一孔口和所述第二孔口中的所述一个孔口的弯曲通道。

16.如权利要求15所述的轴流风扇，其特征在于，所述轴流风扇还包括在所述轮毂的内部侧连接到所述轮毂的至少一个肋片，其中所述至少一个肋片与所述第一孔口的径向延伸部分对准。

17.如权利要求15所述的轴流风扇，其特征在于，所述唇部与所述轮毂连接以至少部分地与所述第二孔口的横向延伸部分重叠。

18.如权利要求17所述的轴流风扇，其特征在于，所述第二孔口的横向延伸部分至少部分地被与所述前侧面非平行地定向的第一表面所限定，并且其中所述唇部包括邻接于所述第一表面的第二表面，所述第一表面至少部分地与所述第二孔口的横向延伸部分重叠。

19.如权利要求18所述的轴流风扇，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面享有共同边。

20.如权利要求18所述的轴流风扇，其特征在于，所述轮毂的前侧面包括内表面，并且其中所述第二表面处于基本与所述前侧面的内表面平行且间隔开的平面中。

21.如权利要求15所述的轴流风扇，其特征在于，所述唇部至少部分地在所述轮毂的内部侧与所述第一孔口和所述第二孔口中的所述一个孔口重叠。

22.如权利要求15所述的轴流风扇，其特征在于，所述第一孔口还包括横向延伸部分，并且其中所述唇部至少部分地与所述第一孔口的横向延伸部分重叠。

23.如权利要求22所述的轴流风扇，其特征在于，所述第二孔口还包括径向延伸部分，并且其中所述轴流风扇还包括第二唇部，所述第二唇部连接所述轮毂以至少部分地与所述第二孔口的横向延伸部分重叠。

24.如权利要求23所述的轴流风扇，其特征在于，所述轴流风扇还包括：

第一径向延伸肋片，其在所述轮毂内部侧连接到所述轮毂，并且与所述第一孔口的径向延伸部分对准，和

第二径向延伸肋片，其在所述轮毂内部侧连接到所述轮毂，并且与所述第二孔口的径向延伸部分对准。

25.如权利要求24所述的轴流风扇，其特征在于，所述第一唇部与所述第一径向延伸肋片连接并且从所述第一径向延伸肋片延伸，并且其中所述第二唇部与所述第二径向延伸肋片连接并且从所述第二径向延伸肋片延伸。

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