CN110998098A

CN110998098A - 机动车辆热系统的风扇的螺旋桨、包括这种螺旋桨的风扇及热系统

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Publication number: CN110998098A
Application number: CN201880042768.1A
Authority: CN
Inventors: M.亨纳; B.德莫里
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2038-06-29
Also published as: EP3728861A1; US11078920B2; FR3073582B1; FR3073582A1; EP3728861B1; US20200141420A1; CN110998098B; WO2019002585A1

Abstract

一种用于机动车辆热系统(10)的风扇(14)的螺旋桨(16)，包括用于接收螺旋桨(16)的马达(18)的接收碗(22)和连接到接收碗(22)的至少一个叶片(34)，该接收碗(22)还包括：‑中心构件(26)，其包括至少一个通孔(30)，‑套环(28)，其围绕中心构件(26)延伸，所述叶片(34)从套环(28)径向向外延伸，以及‑至少一个肋(36)，其参照由螺旋桨(16)产生的空气流(F)的流动方向布置在套环(28)的前面上，所述肋径向向外延伸，从而具有在与螺旋桨(16)的旋转方向相反的方向上定向的弯曲形状。

Description

机动车辆热系统的风扇的螺旋桨、包括这种螺旋桨的风扇及热系统

技术领域

本发明涉及车辆，特别是机动车辆。本发明还涉及车辆的热系统。更具体地，本发明涉及这些热系统的风扇的螺旋桨。

背景技术

机动车辆通常包括至少一个热系统。例如，机动车辆包括旨在提供机动车辆的乘客舱的热控制、冷却或加热的热系统。例如，它可以是车辆的空调系统。机动车辆还包括旨在冷却车辆的发动机(通常是内燃机)的热系统。

机动车辆热系统通常包括至少一个风扇。风扇通常旨在引导空气流通过热交换器，该热交换器尤其可以是壳管式热交换器。

因此，风扇包括螺旋桨，其旋转所需的机械功由通常为电动的马达提供。螺旋桨包括接收碗，多个叶片从该接收碗延伸。此外，螺旋桨的马达固定在接收碗上。

在运行过程中，马达会发热，有损坏马达的危险。结果，螺旋桨的接收碗可以具有两种不同的结构以便冷却马达。

根据第一种结构，接收碗包括面对马达的通孔的至少一个通孔。这种接收碗有时称为“开放碗”。因此，由于螺旋桨的上游侧和下游侧之间的压力差，由螺旋桨产生的一部分空气流穿过马达和接收碗。因此，马达被相对有效地冷却。然而，从螺旋桨的下游侧到上游侧穿过马达和接收碗的这部分空气流扰乱了从螺旋桨的上游侧到下游侧的空气流。这种扰乱具有降低螺旋桨效率的作用。

根据第二种结构，接收碗不包括通孔，而马达包括通孔。然而，接收碗包括通向螺旋桨下游的叶片根部的管道。这种接收碗称为“封闭碗”。因此，由螺旋桨产生的一部分空气流穿过马达和管道。因此，用于冷却马达的空气流的一部分被限制在螺旋桨的下游部分，这具有不改变螺旋桨效率的作用。然而，冷却效果不如开放式接收碗，因为用来冷却马达的一部分空气流的流速与开放式接收碗的流速不同。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于热系统的风扇的螺旋桨，该螺旋桨保持令人满意的效率，并且其马达可被有效地冷却。

为此，本发明设想了一种用于机动车辆热系统风扇的螺旋桨，其特征在于，该螺旋桨包括用于接收螺旋桨的马达的接收碗和连接到接收碗的至少一个叶片，该接收碗还包括：

-中心构件，其包括至少一个通孔，

-套环，其围绕中心构件延伸，叶片从套环径向向外延伸，以及

-至少一个肋，其参照由螺旋桨产生的空气流的流动方向布置在套环的前面上，肋径向向外延伸，从而具有在与螺旋桨的旋转方向相反的方向上定向的弯曲形状。

因此，接收碗的中心构件包括通孔，该通孔旨在面对马达的通孔布置，以便产生旨在冷却马达的空气流。该空气流具有足够的流速以有效地冷却马达，因为它与螺旋桨的上游侧和下游侧之间的压差有关。

另外，当该空气流离开中心构件的通孔时，其离开在螺旋桨上游的中心构件的前面。中心构件和套环的面向螺旋桨上游侧的面称为中心构件或套环的“前面”。因此，中心构件和套环的相对面称为“后面”。因此，空气流到达套环的前面。布置在套环的前面上的肋在与螺旋桨的旋转方向相反的方向上定向。结果，肋补偿了由于螺旋桨的旋转而传递到空气流的回转。因此，当空气流离开套环到达叶片的根部时，它仅轻微地扰乱从螺旋桨的上游侧到下游侧的空气流。因此，螺旋桨的效率仅受到该空气流的轻微影响。

因此，根据本发明的螺旋桨能够有效地冷却马达，同时保持令人满意的效率。

此外，在本发明的各种实施例中，也可以使用以下一种或多种布置：

-由与肋相切并穿过肋的外径向端部的直线与穿过套环的中心和肋的外径向端部的直线形成的角度在15°至100°之间，优选地在20°至80°之间；角度也可以在20°至70°之间；通常，该角度至少等于20°；已经发现，这种角度值可以保持令人满意的螺旋桨效率；

-套环与中心构件相距一定距离延伸，从而在套环与中心构件之间形成通道。

-螺旋桨包括至少一个第二肋，该第二肋布置在套环的前面上并且部分地在套环和中心构件之间形成的通道上延伸，第二肋径向向外延伸，从而具有在与螺旋桨的旋转方向相反的方向上定向的弯曲形状；该第二肋还可以补偿传递到空气流的回转并在结构上增强螺旋桨的接收碗；

-中心构件在与套环正交的方向上相对于套环偏移；

-中心构件是盘形的；

-中心构件的通孔形成在中心构件的中心；以及

-中心构件、套环和叶片一体地形成。

本发明还设想一种用于机动车辆热系统的风扇，其包括如前所述的螺旋桨以及电动马达，该电动马达包括面对螺旋桨的中心构件的通孔布置的通孔。

最后，设想了一种用于机动车辆的热系统，其包括如上所述的风扇。

附图说明

现在将参考以下附图通过非限制性示例来描述本发明的实施例：

-图1是根据本发明的热系统的一部分的示意图，

-图2是热系统的螺旋桨的透视图，

-图3是螺旋桨及螺旋桨的马达的横截面透视图，以及

-图4是类似于图2中的视图的螺旋桨的透视图，但是示出了螺旋桨的中心构件的特写。

具体实施方式

图1是根据本发明的热系统10的一部分的示意图。热系统10布置在机动车辆中。它的功能是冷却内燃机，该内燃机产生机械功来移动机动车辆。应当注意，根据本发明，机动车辆的热系统10可以具有任何类型的功能，并且例如可以旨在提供对于机动车辆的乘客舱的热控制。类似地，热系统10可以布置在任何类型的车辆中。

热系统10包括板式热交换器12。该板式热交换器12连接到热系统10的其他部分。热系统10还包括风扇14。风扇14具有引导空气流F(通过图1中的箭头示意性地表示)流动至板式热交换器12的功能。

风扇14包括螺旋桨16和电动马达18。电动马达18传递机械功，以使螺旋桨16能够产生空气流F。如图1所示，螺旋桨16限定了上游空间19和下游空间20。当风扇14运转时，下游空间20中的压力高于上游空间19中的压力。

现在将参照图2至4更详细地描述螺旋桨16。这些图示出了螺旋桨16的被称为“前面”的面。该面面向上游空间19。螺旋桨的称为“后面”的相对面面向下游空间20。因此，前面和后面是参照在螺旋桨16运行时所产生的空气流F的流动方向定义的。

螺旋桨16包括接收碗22。如图3所示，接收碗22使得可以将电动马达18固定到螺旋桨16。如该图所示，电动马达18包括细长主体24，其纵向端部固定到接收碗22的后面。

接收碗22包括中心构件26和套环28。中心构件26具有平面盘形并且包括在其中心处形成的通孔30。电动马达18还包括沿电动马达18的纵向方向延伸的通孔31。因此，如图3所示，电动马达18的通孔31面对接收碗22的中心构件26的通孔30。另外，这两个通孔30、31相继地布置，以形成空气回路，如将在下面更详细地描述。

另外，中心构件26包括三个孔32，其功能是容纳用于将中心构件26固定到电动马达18的装置。套环28也是平面的并且围绕中心构件26延伸并且与之相距一定距离，以在套环28和中心构件26之间形成通道。中心构件26在平行于空气流F的方向上相对于套环28向前偏移，该方向也是与套环28正交的方向。

螺旋桨16还包括多个叶片34。每个叶片34从套环28的外周轮廓29径向向外延伸。螺旋桨16还包括外套环35，其在多个叶片34的外径向端部处连接多个叶片34。

套环28还包括第一系列肋36。这些肋36布置在套环28的前面上。肋36仅在套环28的前面上延伸。这些肋36均具有相同的形状。它们径向向外延伸，以具有弯曲形状，该弯曲形状在与螺旋桨16的多个叶片34的旋转方向相反的方向上定向。

套环28还包括第二系列肋38。这些肋38每个都包括固定到中心构件26的外围轮廓27的内径向端部，特别在图3和4中可以看出。肋38进一步在套环28的前面上部分地延伸。因此，肋38在中心构件26和套环28之间形成的通道上部分地延伸。肋38还具有与肋36的弯曲形状相同的弯曲形状。因此，它们也径向向外延伸以具有弯曲形状，该弯曲形状在与螺旋桨16的多个叶片34的旋转方向相反的方向上定向。此外，肋38还具有在结构上增强接收碗22的功能。它们还具有连接中心构件26和套环28的功能。

在该实施例中，第一系列肋36和第二系列肋38具有相同的曲率。因此，由与肋36、38之一相切并穿过其外径向端部的直线与穿过套环28的中心和该外径向端部的直线形成的角度至少等于15°或20°。优选地，该角度在20°至70°之间，或者在20°至80°之间。该角度通常也可以在15°至100°之间。类似地，在该实施例中，第一系列肋36和第二系列肋38具有相同的厚度。

还应注意，根据本实施例的变型，第一系列肋36和第二系列肋38可具有不同的曲率。而且，两个肋36可以具有彼此不同的曲率。类似地，两个肋38也可以具有彼此不同的曲率。此外，肋36和38可以具有不同的厚度。同样，两个肋36或两个肋38可以具有彼此不同的厚度或长度。

在该实施例中，螺旋桨16通过注塑形成。因此，中心构件26、套环28、多个叶片34和外套环35一体地形成。然后，将螺旋桨形成为单个部件，形成为一件式部件，该部件尤其可以通过将塑料材料注入模具中来获得。根据变型，中心构件26、套环28、多个叶片34和外套环35中的至少一个可以分开地形成，然后与螺旋桨16的其他部分组装在一起。

现在将描述当风扇14被致动时电动马达18的冷却。

如前所述，当风扇14被致动时，由多个叶片34产生从上游空间19到下游空间20的空气流F。因此，该空气流F导致在下游空间20中出现比上游空间19中更高的压力。

结果，第二空气流(其流速明显低于空气流F)穿过电动马达18的通孔31，然后穿过中心构件26中的通孔30。因此，第二空气流冷却电动马达18。此外，第二空气流到达中心构件26的前面，在此其径向向外导出。因此，第二空气流遇到肋38，然后遇到肋36。当它们沿与多个叶片34的旋转方向相反的方向定向时，这些肋36、38补偿由螺旋桨16的旋转赋予第二空气流的回转。因此，当该第二空气流到达多个叶片34的根部时，它仅轻微地扰乱空气流F。因此，仅轻微地影响螺旋桨16的效率。

当然，在不脱离本发明范围的情况下，可以对本发明进行多种修改。

中心构件26可以具有方形或任何其他形状。

Claims

1.一种用于机动车辆热系统(10)的风扇(14)的螺旋桨(16)，其特征在于，该螺旋桨包括用于接收螺旋桨(16)的马达(18)的接收碗(22)和连接到接收碗(22)的至少一个叶片(34)，该接收碗(22)还包括：

-中心构件(26)，其包括至少一个通孔(30)，

-套环(28)，其围绕中心构件(26)延伸，所述叶片(34)从套环(28)径向向外延伸，以及

-至少一个肋(36)，其参照由螺旋桨(16)产生的空气流(F)的流动方向布置在套环(28)的前面上，所述肋径向向外延伸，以具有在与螺旋桨(16)的旋转方向相反的方向上定向的弯曲形状。

2.如前一权利要求所述的螺旋桨(16)，其中，由与肋(36)相切并穿过肋(36)的外径向端部的直线与穿过套环(28)的中心和肋(36)的外径向端部的直线形成的角度在15°至100°之间，优选地在20°至80°之间。

3.如前述权利要求中任一项所述的螺旋桨(16)，其中，所述套环(28)与中心构件(26)相距一定距离延伸，从而在套环(28)和中心构件(26)之间形成通道。

4.如前一权利要求所述的螺旋桨(16)，包括至少一个第二肋(38)，该第二肋(38)布置在套环(28)的前面上并且部分地在套环(28)和中心构件(26)之间形成的通道上延伸，第二肋(38)径向向外延伸，从而具有在与螺旋桨(16)的旋转方向相反的方向上定向的弯曲形状。

5.如前一权利要求所述的螺旋桨(16)，其中，所述中心构件(26)在与套环(28)正交的方向上相对于套环(28)偏移。

6.如前述权利要求中任一项所述的螺旋桨(16)，其中，所述中心构件(26)是盘形的。

7.如前一权利要求所述的螺旋桨(16)，其中，所述中心构件(26)的通孔(30)形成在中心构件(26)的中心。

8.如前述权利要求中任一项所述的螺旋桨(16)，其中，所述中心构件(26)、套环(28)和叶片(34)一体地形成。

9.一种用于机动车辆热系统(10)的风扇(14)，其包括如前述权利要求中任一项所述的螺旋桨(16)以及电动马达(18)，该电动马达包括面对螺旋桨(16)的中心构件(26)的通孔(30)布置的通孔(31)。

10.一种用于机动车辆的热系统(10)，其包括根据前一权利要求所述的风扇(14)。