CN110799758B - 具有不平衡叶片间隔的轴流风扇 - Google Patents

Abstract

一种轴流风扇，该轴流风扇包括毂部和从毂部的周边延伸的多个叶片。叶片中的每一个具有从前缘至后缘以及从根部至尖端变化的厚度。叶片以不平衡的模式围绕毂部的周边不均匀地间隔。风扇通过多个叶片之间的叶片厚度的变化来平衡。

Description

具有不平衡叶片间隔的轴流风扇

技术领域

本发明大体上涉及一种轴流风扇，该轴流风扇除了其它用途以外也可以用作汽车发动机冷却风扇。

背景技术

发动机冷却风扇用于机动车辆中以使空气移动通过一组热交换器（该组热交换器通常包括散热器以冷却内燃机）、空调冷凝器,以及也许附加的热交换器。这些风扇通常位于护罩中，该护罩在热交换器与风扇之间引导空气并且控制再循环。通常，这些风扇由电动马达驱动，该电动马达由从马达安装件延伸至护罩的多个臂支撑。

由这些风扇所产生的空气动力噪声包括宽带噪声和声学音调两者。这些音调是由叶片上的时变力引起的，其是叶片对上游和下游流扰动的响应。上游扰动通常是由于护罩和热交换器的非轴对称性质引起的，且下游扰动是由于马达支撑臂和靠近风扇叶片的任何其它物体引起的。

由响应于这些流扰动的每个叶片产生的噪声的频谱由轴旋转速率的许多谐波组成。如果叶片均匀地间隔开，则由整个风扇所产生的噪声的频谱仅由叶片速率（叶片数量与轴速率的乘积）的谐波组成。相消干涉消除叶片速率谐波之间的谐波，并且相长干涉增强叶片速率谐波处的音调。这些音调在主观上能够非常烦人，并且设计者经常修改风扇几何形状以使这种烦恼最小化。

设计者能够改善主观噪声质量的一种方式是使风扇叶片不均匀地间隔。为了维持良好的风扇性能，必须限制不均匀的程度。但是，即使是适量的不均匀，也能够显著地减小风扇频谱的更高阶叶片速率谐波。随着风扇频谱中的叶片速率谐波减小，在不存在均匀间隔的风扇的情况下，其它轴谐波增加。换言之，如果叶片不均匀地间隔，则相长和相消音调消除两者都减小。结果能够是具有在主观上不如均匀间隔的风扇的噪声特征烦人的噪声特征的风扇。

由于不均匀间隔的风扇的每个叶片的入流稍微不同，并且每个叶片要求产生稍微不同量的升力，因此每个叶片的桨距和拱曲度以及也许甚至弦可以理想地根据其相对于其它叶片的位置进行调节。然而，对于合理量的不均匀，经常能够使用具有相同几何形状的叶片。实际上，经常观察到，均匀间隔的风扇与使用相同叶片几何形状的不均匀间隔的风扇具有相同性能。

关于具有不均匀间隔的叶片的风扇的设计的一个限制是使风扇平衡。风扇中的任何不平衡都能够在风扇组件上引起不稳定的力，这引起显著的轴速率噪声和振动。尽管能够通过在特定位置增加或减去重量（夹子或平衡球）来校正少量的不平衡，但是当校正大量的不平衡（诸如，由不合适的叶片间隔引起的不平衡）时，这是不实际的。因此，当计算风扇叶片的期望位置时，通常必须通过平衡要求来确定这些叶片位置中的两个——一个用于围绕横向轴中的每一个的平衡。如果叶片具有相同的设计，则这种策略还保证了不会由不均匀的叶片间隔导致偶不平衡（couple imbalance）。

尽管确保平衡的各种各样的叶片间隔布置可用于具有许多叶片的风扇的设计者，但是具有较少叶片的风扇的设计者具有较少选择。尤其，四叶片风扇的叶片的间隔只具有一个能够任意选择的叶片间间隔。一旦选择了间隔，所有其它叶片间间隔均由平衡要求确定。三叶片风扇的问题甚至更加严重，因为没有可用以确保平衡的不均匀间隔的叶片布置。

对该问题的一个解决方案是在期望叶片间隔的一定灵活性的风扇上始终使用至少5个叶片。然而，对于较少叶片的使用通常存在空气动力优势。尤其，轻加载的风扇要求较小的叶片坚固性，并且经常受益于使用较少的叶片而不是具有减小的叶片面积的更多叶片。自由尖端风扇尤其受益于少数量叶片的使用，因为通过使风扇叶片之间的距离最大化而使涡旋相互作用噪声最小化。

因此，需要一种风扇，其具有少叶片数量的空气动力和噪声优势，但也具有不均匀叶片间隔的主观噪声优势。

发明内容

在一方面中，本发明提供一种轴流风扇，该轴流风扇包括毂部和从毂部的周边延伸的多个叶片。叶片中的每一个具有从前缘至后缘以及从根部至尖端变化的厚度。叶片以不平衡的模式围绕毂部的周边不均匀地间隔。风扇通过多个叶片之间的叶片厚度的变化来平衡。

在本发明的另一方面中，第一叶片的叶片厚度通过单独的叶片厚度因子来缩放以限定其它叶片中的每一个的厚度，所述叶片厚度因子在多个叶片之间变化以使得风扇被平衡。

在本发明的另一方面中，被限定为多个叶片中的最厚的一个的厚度因子除以多个叶片中的最薄的一个的厚度因子的比为至少1.05。

在本发明的另一方面中，被限定为多个叶片中的最厚的一个的厚度因子除以多个叶片中的最薄的一个的厚度因子的比为至少1.10。

在本发明的另一方面中，所有多个叶片的叶片厚度因子均是独特的。

在本发明的另一方面中，除了多个叶片中的两个叶片以外，所有多个叶片的叶片厚度因子均是独特的。

在本发明的另一方面中，多个叶片由恰好三个叶片组成。

在本发明的另一方面中，多个叶片由恰好四个叶片组成。

在本发明的另一方面中，由多个叶片中的每一个所限定的等分表面是相同的。

在本发明的另一方面中，轴流风扇是自由尖端的轴流风扇。

在本发明的另一方面中，轴流风扇是汽车发动机冷却风扇。

在本发明的另一方面中，多个叶片的间隔关于对称线是对称的。

在本发明的另一方面中，多个叶片的间隔关于对称线是对称的，并且多个叶片中的两个叶片具有相等厚度，该两个叶片的位置相对于对称线是对称的。

在本发明的另一方面中，被限定为多个叶片中的相邻叶片之间的最大间隔角除以多个叶片中的相邻叶片之间的最小间隔角的比为至少1.15。

在本发明的另一方面中，被限定为多个叶片中的相邻叶片之间的最大间隔角除以多个叶片中的相邻叶片之间的最小间隔角的比为至少1.20。

在本发明的另一方面中，被限定为多个叶片中的相邻叶片之间的最大间隔角除以多个叶片中的相邻叶片之间的最小间隔角的比小于或等于1.80。

在本发明的另一方面中，被限定为多个叶片中的相邻叶片之间的最大间隔角除以多个叶片中的相邻叶片之间的最小间隔角的比小于或等于1.60。

附图说明

图1a是风扇的示意图，其具有一些术语的限定。

图1b是通过图1a的风扇的代表性圆柱形截面，其具有一些截面特性的限定。

图2a是现有技术均匀间隔的五叶片风扇的示意图。

图2b是图2a的风扇的音调频谱的示意图。

图2c是产生了图2b的风扇音调频谱的假定的单个叶片音调频谱的示意图。

图3a是现有技术不均匀间隔的五叶片风扇的示意图。

图3b是图3a的风扇的音调频谱的示意图。

图4a是现有技术均匀间隔的四叶片风扇的示意图。

图4b是图4a的风扇的音调频谱的示意图。

图4c是产生了图4b的风扇音调频谱的假定的单个叶片音调频谱的示意图。

图5a是现有技术不均匀间隔的四叶片风扇的示意图。

图5b是图5a的风扇的音调频谱的示意图。

图6a是根据本发明的不均匀间隔的四叶片风扇的示意图。

图6b是图6a的风扇的音调频谱的示意图。

图6c是示出了最大叶片厚度因子与最小叶片厚度因子的比随着针对图6a的风扇的2号叶片所选择的厚度因子变化的方式的图表。

图6d示出了通过图6a的风扇的叶片的代表性圆柱形截面，其示出了确保平衡的一组相对厚度。

图7a是根据本发明的不均匀间隔的四叶片风扇的示意图，其中叶片间隔关于一个轴线对称。

图7b是图7a的风扇的音调频谱的示意图。

图7c示出了通过图7a的风扇的叶片的代表性圆柱形截面，其示出了仅使用两个厚度因子来确保平衡的相对厚度。

图8a是现有技术均匀间隔的三叶片的示意图。

图8b是图8a的风扇的音调频谱的示意图。

图8c是产生了图8b的风扇音调频谱的假定的单个叶片音调频谱的示意图。

图9a是根据本发明的不均匀间隔的三叶片风扇的示意图。

图9b是图9a的风扇的音调频谱的示意图。

图9c示出了通过图9a的风扇的叶片的代表性圆柱形截面，其示出了确保平衡的相对厚度。

图10a是根据本发明的不均匀间隔的三叶片风扇的示意图，其中叶片间隔关于一个轴线对称。

图10b是图10a的风扇的音调频谱的示意图。

图10c示出了通过图10a的风扇的叶片的代表性圆柱形截面，其示出了确保平衡的相对厚度。

具体实施方式

在对本发明的任何实施例进行详细解释之前，应理解，本发明在其应用上不限于如下说明书中陈述的或者如下附图中图示的构造的细节和部件的布置。本发明能够具有其它实施例并且能够以各种方式来实践或执行。

图1a和图1b用于参照本文中所公开的每个风扇而限定如贯穿说明书和附图的其余部分所使用的基本术语。图1a是风扇的示意图，该风扇具有从毂部H的周边表面延伸的多个叶片B。风扇半径“R”被限定为叶片尖端的后缘的半径。所示出的是前缘1、后缘2、叶片根部3和叶片尖端4。周向截面A-A以半径“r”指示。

图1b是图1a中的周向截面A-A的视图。叶片区段100具有前缘101和后缘102。叶片的等分线105被限定为在相对的“下”表面106和“上”表面107之间位于中间的线。更精确地，从等分线105上的点到上表面107的距离（垂直于等分线105测量）等于从等分线105上的该点到下表面106的距离（垂直于等分线105测量）。等分线弧长被限定为“A”。沿着等分线105的任何位置“a”处的叶片厚度“t”是上表面107与下表面106之间的距离（垂直于该位置处的等分线测量）。厚度能够被指定为沿着等分线的位置a/A以及径向位置r/R的函数。

叶片的等分表面被限定为其周向截面在任何半径处都与在该半径处的如上文所限定的等分线相同的表面。

叶片的角位置“θ”被限定为叶片上的代表点相对于任意固定角位置的角位置，并且两个相邻叶片之间的角间隔“δ”被限定为这两个叶片上的代表点之间的角距离。在图1a和本文件的其它附图中，假定代表点在等于风扇半径R的径向位置处在叶片的前缘与后缘之间的中间。然而，能够选择任何其它代表点，只要对于每个叶片都假定相同的代表点。相似地，在图1a和该文件的其它附图中，任意固定角位置是y轴的位置，但也能够使用任何其它任意固定角位置。

图2a示出了具有均匀间隔的叶片B1至B5的现有技术五叶片风扇。每个叶片尖端的角位置被示出为θ_i，其中“i”是叶片的索引。相邻叶片之间的角间隔为恒定的72度。

图2c示出了由图2a的风扇的单个叶片在旋转时所产生的声学音调的假定频谱的“条形图”示意图。这是一个理论频谱，因为我们将听不到与该频谱相对应的噪声，这是由于其它叶片也正在产生音调。在图2c中所示的单个叶片频谱中，所有轴谐波阶数都具有相同的幅值。这与声压相对应，该声压为时域中的脉冲。实际的单个叶片频谱将依赖于风扇的操作环境的细节。其通常是未知的，并且只能够从实验推断。但是通过假定脉冲频谱，我们能够选择在各种操作环境中有效的叶片间隔。

图2b示出了基于图2c的假定的脉冲单个叶片频谱的图2a的整个风扇的音调噪声频谱。由于相长干涉，等于叶片数量5的倍数处的轴速率阶数的音调增加了20log5 = 14dB，同时由于相消干涉，所有其它轴速率谐波都不存在。假定单个叶片轴速率谐波音调处于-14 dB的水平处，从而导致风扇频谱中的叶片速率阶数处于0 dB的水平处。

图3a示出了具有不均匀间隔的叶片的现有技术风扇，该叶片中的每一个具有相同的几何形状。该风扇具有完美的平衡，这是因为叶片间隔被选择以确保维持以下关系：

其中θ_i是第i个叶片的角位置，并且Z是叶片的总数量，对于图3a的风扇，该总数量为5。这两个方程式表明叶片分别绕y轴和x轴平衡。满足这两个方程式的任何叶片的间隔都能够被称为平衡间隔或平衡模式。

尽管图3a仅示出了一组叶片位置角，但五个相同叶片的其它平衡布置也是可能的。一个叶片位置角仅固定风扇的旋转角。能够任意指定两个叶片角，并且其余两个叶片角由平衡要求决定。

图3b示出了图3a的风扇的音调频谱的示意图，假定单个叶片频谱对于所有叶片都相同，并且等于图2c至所示的频谱。为了进行比较，均匀间隔的风扇的频谱（图2b）被示出为虚线的条。具有不均匀叶片间隔的风扇的频谱在叶片速率的谐波处具有减小的音调，并且在不是叶片速率的谐波的轴速率谐波处具有可观察的音调。第一叶片速率谐波处的音调仅略微减小，但是较高叶片速率谐波音调则显著减小。主观地，大多数观察者将认为不均匀间隔的风扇的噪声不如均匀间隔的风扇的噪声烦人。

图4a示出了具有均匀间隔的叶片B1至B4的现有技术四叶片风扇。相邻叶片之间的角间隔为恒定的90度。图4c示出了产生了图4b的风扇频谱的脉冲单个叶片频谱。与在五叶片均匀间隔的风扇的情况下一样，强音调在为叶片速率的谐波的那些轴速率谐波处，并且在其它轴速率谐波处没有音调。图4c的脉冲频谱已按比例缩放，使得风扇频谱的叶片速率音调具有0 dB的幅值。

图5a示出了具有不均匀间隔的叶片B1至B4的现有技术四叶片风扇，该叶片中的每一个具有相同的几何形状。该风扇是完美平衡的。四个相同叶片的其它平衡布置也是可能的。在四叶片风扇的情况下，能够任意选择两个相邻叶片的角位置，并且其余两个叶片角由平衡要求决定。任意角中的一个仅固定风扇的旋转角，使得在选择叶片的平衡模式时只有一个自由度。四个相同叶片的每个平衡模式都以两组直径相对的叶片为特征。

图5b示出了图5a中所示的风扇的音调频谱的示意图，假定单个叶片频谱对于所有叶片都相同，并且等于图4c中所示的频谱。为了进行比较，均匀间隔的风扇的频谱（图4b）被示出为虚线的条。因为图5a中所示的风扇的叶片间隔包括在周向上均匀间隔的叶片的两个相同的组，所以风扇频谱仅在偶数轴谐波数量下具有非零音调，并且在奇数轴谐波数量下具有零音调。这减小了音调能量传播到不同谐波的程度，并且减少了不均匀叶片间隔的益处。

图6a示出了根据本发明的不均匀间隔的四叶片风扇。该风扇的叶片B1至B4（这些叶片间隔开以实现期望的音调特性）除了叶片厚度之外具有相同的几何形状，叶片厚度针对每个叶片而言相差常数因子。在具有相等间隔（图4a）或平衡间隔（图5a）的风扇的情况下，风扇叶片的厚度能够被认为是“设计厚度”。该厚度t_d（a/A,r/R）从前缘1至后缘2,以及从根部3至尖端4变化。图6a中的风扇的第i个叶片上的每个位置处的厚度将等于对应位置处的设计厚度乘以厚度因子T _i ，该厚度因子对于任何叶片都是恒定的，但在叶片之间将有所不同。

由以下方程式的解给出了将导致平衡风扇的T _i 值：

这些方程式是齐次的，并且T _i 的值的任何解集都能够乘以常数因子以获得另一解集。因此，我们能够任意将T _i 的值设定为等于1.0。然后，我们得到T _i 的Z-1个未知值和两个待满足的方程式。

在四叶片风扇的情况下，能够任意选择一个T _i 的值（除T ₁ 之外，T ₁ 等于1.0），并且其余两个值是通过满足两个平衡方程式来确定。为了最小化可以由具有不同厚度的叶片而引起的任何问题，能够选择任意厚度因子以最小化被限定为多个叶片中的最厚的一个的厚度因子T _max 除以多个叶片中的最薄的一个的厚度因子T _min 的比。对于图6a中所示的风扇，图6c示出了该比随T₂的假定值变化的曲线，假定T ₁ 保持等于1.0。如图6c中所示，最大叶片厚度因子与最小叶片厚度因子的比具有在1.15与1.20之间，并且更特别地在1.169的最小值。

尽管通过满足上述方程式组能确保风扇的平衡，但是结构、制造和成本问题可以决定最小和/或最大叶片厚度。在这种情况下，整个T _i 值集在被应用为单独的厚度因子之前能够乘以常数因子。

图6d示出了通过图6a的风扇的四个叶片中的每一个的圆柱形截面，其全都处于等于0.8倍的叶片尖端的半径的半径处。这些截面示出了一组厚度因子T _i ，该组厚度因子T _i 导致平衡的风扇。在该示例中，已将T ₂ 选择为与最小厚度比相对应的值，如图6c所示。如能够看到的，T₂的这种选择导致T₄等于T₁。

图6b示出了图6a中所示的风扇的频谱的示意图，假定单个叶片频谱对于所有叶片都相同，并且等于图4c中所示的频谱。虚线的条代表均匀间隔的四叶片风扇的音调（图4b）。因为图6a中所示的风扇的叶片B1至B4不形成叶片的两个相同的组，所以所得风扇频谱在轴速率的所有谐波处均具有非零音调，并且当与图5a的风扇的噪声相比时，主观噪声可能被改善。

图7a示出了根据本发明的不均匀间隔的四叶片风扇，其中叶片间隔是对称的。对称叶片间隔被限定为其处存在对称线的间隔，在图7a中被示出为“L”，使得每个叶片相对于该对称线的角位置与另一叶片相对于该对称线的角位置相等但符号相反。当具有对称位置的每组叶片（叶片B1和B4,以及叶片B2和B3）的厚度因子相同时，实现了关于对称线的平衡。对于两组叶片的相对厚度因子，仅必须求解一个平衡方程式。该风扇只能够用两种不同的叶片设计制成，这一事实可以在某种程度上简化风扇的制造。例如，如果叶片被单独模制并且然后附接至风扇毂部，则这能够减少所要求的注射模具的数量。

图7c示出了通过图7a的风扇的四个叶片中的每一个的圆柱形截面，其全都处于等于0.8倍的叶片尖端的半径的半径处。这些截面示出了一组厚度因子T _i ，该组厚度因子T _i 导致平衡的风扇。叶片B1和B4的厚度因子,以及叶片B2和B3的厚度因子相同。

图7b示出了图7a中所示的风扇的音调频谱的示意图，假定单个叶片频谱对于所有叶片都相同，并且等于图4c中所示的频谱。虚线的条代表均匀间隔的四叶片风扇的音调（图4b）。通过将图7b的频谱与图6b和图5b的频谱进行比较，能够看到，不平衡间隔的优势在一定程度上被叶片的对称布置的选择所削弱，但与具有平衡间隔的现有技术风扇相比仍然存在显著的优势。

图8a示出了具有均匀间隔的叶片的现有技术三叶片风扇。相邻叶片之间的角间隔为恒定的120度。图8c示出了产生了图8b的风扇频谱的脉冲单个叶片频谱。与在具有均匀间隔的叶片的四叶片或五叶片风扇的情况下一样，强音调在为叶片速率的谐波的那些轴速率谐波处，并且在其它轴速率谐波处没有音调。图8c的脉冲频谱已按比例缩放，使得风扇频谱的叶片速率音调具有0 dB的幅值。

如果图8a中所示的风扇的叶片具有相同的几何形状，则风扇将处于平衡中，但是三个相同叶片的任何其它布置都不能满足平衡方程式。

图9a示出了根据本发明的不均匀间隔的三叶片风扇。该风扇的叶片（这些叶片间隔开以实现期望的音调特性）除了叶片厚度之外具有相同的几何形状，叶片厚度针对每个叶片而言相差常数因子T _i 。由控制图6a中的风扇的厚度因子的方程式的解给出了将导致平衡的风扇的T _i 的值。由于T ₁ 等于1.0，所以能够针对未知值T ₂ 和T ₃ 求解两个平衡方程式。

图9c示出了通过图9a的风扇的三个叶片中的每一个的圆柱形截面，其全都处于等于0.8倍的叶片尖端的半径的半径处。这些截面示出了厚度因子T _i ，该厚度因子T _i 导致平衡的风扇。

图9b示出了图9a中所示的风扇的音调频谱的示意图，假定单个叶片频谱对于所有叶片都相同，并且等于图8c中所示的频谱。虚线的条代表均匀间隔的三叶片风扇的音调（图8b）。

图10a示出了根据本发明的不均匀间隔的三叶片风扇，其中叶片间隔是对称的。具有奇数个叶片和对称叶片间隔的风扇必须具有对称线，其角位置等于叶片中的一个的角位置。在图10a中，对称线具有等于叶片B2的角位置的角位置。当具有对称位置的两个叶片（叶片B1和B3）的厚度因子相同时，实现了关于该对称线的平衡。与这两个叶片的相对厚度因子相比，对于叶片B2的相对厚度因子，仅必须求解一个平衡方程式。该风扇只能够用两种不同的叶片设计制成，这一事实可以在某种程度上简化风扇的制造。

图10c示出了通过图10a的风扇的三个叶片中的每一个的圆柱形截面，其全都处于等于0.8倍的叶片尖端的半径的半径处。这些截面示出了厚度因子T _i ，该厚度因子T _i 导致平衡的风扇。叶片B1和B3的厚度因子是相同的。

图10b示出了图10a中所示的风扇的音调频谱的示意图，假定单个叶片频谱对于所有叶片都相同，并且等于图8c中所示的频谱。虚线的条代表均匀间隔的三叶片风扇的音调（图8b）。通过将图10b的频谱与图9b和图8b的频谱进行比较，能够看到，不平衡间隔的优势显著地被叶片的对称布置的选择所削弱，但与具有平衡间隔的现有技术风扇相比仍然存在显著的优势。

因为图6a、图7a、图9a和图10a中所示的风扇中的每一个的叶片除了厚度之外都相同，并且通过满足两个平衡方程式确保了静态平衡，所以偶不平衡也将为零。

尽管一定的间隔不均匀会改善了噪声质量，但是增大不均匀并不一定进一步改善噪声质量。尽管通常能够通过更不均匀的间隔来进一步减小风扇噪声的感知音调，但在某个点处，声音的感知粗糙度能够增加至令人反感的水平。其它考虑因素（诸如，维持高空气动力效率的考虑因素）也能够限制叶片不均匀的程度。不均匀的一个度量标准是最大叶片间间隔“δ_max”与最小叶片间间隔“δ_min”的比。图6a、图7a、图9a和图10a中所示的风扇具有1.354、1.285、1.226和1.300的叶片间隔比δ_max/δ_min。本发明的一些实施例可以具有更大的间隔比，并且一些实施例可以具有更小的间隔比。间隔比为至少1.15，并且在一些构造中能够为至少1.20，而在一些构造中，间隔比小于或等于1.80，并且能够小于或等于1.60。

图6d、图7c、图9c和图10c的截面图示出了最大厚度因子与最小厚度因子的比为1.169、1.125、1.313和1.286的叶片。本发明的一些实施例可以在叶片厚度因子中具有更大的变化，并且一些实施例可以具有更小的变化。最大厚度因子与最小厚度因子的比在一些构造中为至少1.05，并且在一些构造中能够为至少1.10。

所示出的风扇全部为自由尖端风扇。换言之，其不以连接叶片尖端的带为特征。自由尖端风扇在轻负载下具有高效率，其中三叶片或四叶片风扇能够是合理的设计选择，并且是用于本发明的良好候选。但是具有带的风扇也能够以不平衡的叶片间隔为特征，并且通过使用如本文所描述的不相等叶片厚度来实现平衡。

在一些位置中，各个叶片的厚度分布可以没有完美缩放。尤其，叶片与毂部之间的圆角可以不符合缩放比例。相似地，如果叶片以在美国专利号9,404,511（其通过引用并入本文）中描述的尖端几何形状为特征，则尖端区域中的厚度可以没有完美缩放。与完美厚度缩放比例的这些以及其它微小偏差将不会显著地影响风扇的静态平衡和偶平衡，并且任何剩余的不平衡都能够以传统的方式处理。这些风扇仍将表现出本发明的益处并且被包括在其范围中。

已经描述了本发明的多个实施例，但是本发明的益处也扩展到其它几何形状和配置。限定本发明的真实范围的是所附权利要求及其所有合理等同物，而不是所描绘的实施例。具有根据本发明的一个或多个方面的特性的风扇能够是前偏斜、后偏斜、径向或混合偏斜设计的。相似地，根据本发明的一个或多个方面的风扇能够具有任何等分表面几何形状。

Claims (16)

1.一种轴流风扇，包括：

毂部；以及

从所述毂部的周边延伸的多个叶片，

其中，所述多个叶片中的每一个具有从前缘至后缘以及从根部至尖端变化的厚度，

其中，所述多个叶片以不平衡的模式围绕所述毂部的所述周边不均匀地间隔，并且

其中，由不均匀地间隔的叶片引起的所述风扇中的不平衡通过所述多个叶片之间的叶片厚度的变化来平衡，并且

其中，第一叶片的叶片厚度通过单独的叶片厚度因子来缩放以限定其它叶片中的每一个的厚度，所述叶片厚度因子在所述多个叶片之间变化以使得所述风扇被平衡。

2.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，所有所述多个叶片的所述叶片厚度因子均是独特的。

3.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，除了所述多个叶片中的两个以外，所有所述多个叶片的所述叶片厚度因子均是独特的。

4.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，被限定为所述多个叶片中的最厚的一个的所述厚度因子除以所述多个叶片中的最薄的一个的所述厚度因子的比为至少1.05。

5.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，被限定为所述多个叶片中的最厚的一个的所述厚度因子除以所述多个叶片中的最薄的一个的所述厚度因子的比为至少1.10。

6.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，所述多个叶片由恰好三个叶片组成。

7.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，所述多个叶片由恰好四个叶片组成。

8.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，所述多个叶片中的每一个的等分表面是相同的。

9.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，所述轴流风扇是自由尖端的轴流风扇。

10.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，所述轴流风扇是汽车发动机冷却风扇。

11.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，所述多个叶片的间隔关于对称线是对称的。

12.根据权利要求11所述的轴流风扇，其中，所述多个叶片中的两个叶片具有相等厚度，所述两个叶片的位置相对于所述对称线是对称的。

13.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，被限定为所述多个叶片中的相邻叶片之间的最大间隔角除以所述多个叶片中的相邻叶片之间的最小间隔角的比为至少1.15。

14.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，被限定为所述多个叶片中的相邻叶片之间的最大间隔角除以所述多个叶片中的相邻叶片之间的最小间隔角的比为至少1.20。

15.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，被限定为所述多个叶片中的相邻叶片之间的最大间隔角除以所述多个叶片中的相邻叶片之间的最小间隔角的比小于或等于1.80。

16.根据权利要求1所述的轴流风扇，其中，被限定为所述多个叶片中的相邻叶片之间的最大间隔角除以所述多个叶片中的相邻叶片之间的最小间隔角的比小于或等于1.60。

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