CN1303329C - 风扇及具有所述风扇的吹风机单元 - Google Patents

风扇及具有所述风扇的吹风机单元 Download PDF

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Abstract

一种冷却风扇，包括：圆柱状突起部分；多个自突起部分沿径向方向延伸的叶片；以及与叶片的径向外边缘一体形成的环形部件。环形部件具有的轴向尺寸小于相对于突起部分的轴向方向的、在径向外边缘处的叶片轴向尺寸。环形部件包括以铃状形式相对空气流动朝向叶片的上游位置而延伸的延伸部分。延伸部分被设置为使得连接到环形部件的主体部分的基点相对于叶片的轴向尺寸被安置在从离叶片的径向外边缘的上游端处的距离的25%的点开始至离叶片的径向外边缘的上游端处的距离的85%的点结束的范围之内。

Description

风扇及具有所述风扇的吹风机单元
技术领域
本发明涉及风扇，所述风扇具有环形部件，所述环形部件在风扇叶片的径向外边缘处以铃状延伸，本发明还涉及具有所述风扇的吹风机单元。
背景技术
在吹风机单元的冷却扇中，提出了在风扇叶片的外周上设置环形部件，所述环形部件自圆柱状突起部分沿径向方向延伸。在日本实用新型申请出版物No.JP-U-62-152098中所公开的螺旋桨式风扇中，环形部分作为空气引导件与多个叶片一体形成，这样环形部分线形延伸，并与叶片的径向外边缘相接触。风扇在环形部分和叶片的径向外边缘之间不形成间隙，由此减小风扇噪音。此外，环形部分以铃状的形式形成延伸部分以提高空气吹动效率并减小噪音。但是，相对叶片的延伸部分的详细位置并没有在JP-U-62-152098中提出。
发明内容
本发明有鉴于上述问题而提出，本发明的一个目标是提供一种具有环形部件的风扇以及具有所述风扇的吹风机单元，在所述环形部件上延伸部分被形成以进一步提高空气吹动效率。
根据本发明，风扇具有圆柱状突起部分、多个自突起部分的外周在径向方向上延伸的叶片、以及与叶片的径向外边缘一体形成的环形部件。所述环形部件具有自环形部件的主体部分以铃状形式相对空气流动朝向叶片的上游位置而延伸的延伸部分。环形部件的轴向尺寸小于叶片的径向外边缘的、相对突起部分的轴向方向的轴向尺寸。延伸部分被设置使得连接到环形部件主体部分的延伸部分的基点相对于叶片的轴向尺寸被安排在这样的范围内：在离叶片径向外边缘的上游端处的距离的25％的点开始并且结束于离叶片径向外边缘的上游端处的距离的85％的点。
相应地，叶片的上游端和环形部件的延伸部分之间的空间增加。结果，沿径向向内的方向流入叶片中的空气量增加。由此，空气流动效率提高。
如果延伸部分的基点被安置得过于靠近叶片的下游端，则叶片的下游部分的径向外侧被环形部件覆盖。结果，沿径向向外的方向释放的空气流被阻塞。在本发明中，由于上限被设置到其中基点被设置的区域，因此冷却扇的空气流动效率被进一步提高。
在吹风机单元中，风扇被安置在具有罩环部分以及空气引导部分的罩中，所述空气引导部分自罩环部分朝空气上游位置延伸。所述风扇被优选地安置这样空气引导部分的基点被安置得相邻于延伸部分的基点。
相应地，罩的空气引导部分和环形部件的延伸部分相对空气流位于风扇叶片的上游端的下游。因为风扇上游的空间增加，沿径向内侧方向被吸入的空气的量被增加。由此，吹风机单元中的空气吹动效率提高。
附图说明
本发明的其它目标、特征和优点将通过参照附图进行的详细说明而变得显而易见，其中相似的部件用相似的附图标记指示，其中：
图1是根据本发明实施例的冷却扇的吹风机单元的平面图；
图2A是延着线IIA-IIA所取的显示在图1中的吹风机单元的横截面图；
图2B是作为比较示例的吹风机单元的横截面图；
图3是根据本发明实施例的冷却扇的平面图；
图4是沿着线IV-IV所取的图3中所示的冷却扇的横截面图；
图5是根据本发明第一实施例，自径向外侧所视时的冷却扇的侧视图；
图6显示了根据本发明实施例的相对于环形部件的基点的位置的冷却扇的效率图；
图7是根据本发明实施例的相对于环形部件的基点的位置的声音水平差的视图；以及
图8是在冷却扇具有连接壁和在冷却扇不具有连接壁时的冷却扇的空气体积水平的柱状图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施例进行说明。
参照图1，本发明的冷却扇100被用于吹风机单元(电风扇)10中。冷却扇100被容纳在罩200中并被电机300驱动。吹风机单元10通过四个设置在罩200的拐角处的固定部分250被固定到车辆散热器(未示出)的引擎侧。如图2A中所示，吹风机单元10产生通过散热器的芯部1a的冷空气流。此处，吹风机单元10是抽吸型的，这样冷却空气自车辆的格栅被抽吸到引擎，即，自散热器的芯部1a朝向冷却扇100。
冷却扇100是轴向流风扇。冷却扇100由通常包括20％的玻璃纤维的聚丙烯制造。如图3和4中所示，冷却扇100具有突起部分110、叶片120和环形部件130。突起部分110、叶片120和环形部件130通过注塑成形一体形成到冷却扇100中。
突起部分110具有圆柱形状，其端部敞开，相对端用壁进行闭合。金属插入物111通过插入模压被插入到壁中间，所述壁闭合圆柱体的端部。金属插入物111由铝制成。此外，在金属插入物111的中心处，轴孔111a被形成以接受和连接电机300的轴。
叶片(在此实施例中为5个)120被安置以沿径向方向从突起部分110的外周延伸。冷却扇100的外径是诸如340mm。至于冷却扇100的外径，考虑到安装到车辆上的可安装性以及所需的空气体积，通常设置在250mm至400mm之间的范围中。
环形部件130位于所述叶片120的径向外侧边缘121处。相对于突起部分110的轴向方向，环形部件130具有的环的宽度(轴向尺寸)Rw小于径向外侧边缘121处的叶片120的叶片宽度(轴向尺寸)Bw。特别是，环形宽度Rw与叶片宽度Bw的比值在20％至80％的范围之内。在实施例中，例如，叶片宽度Bw是28mm，环的宽度Rw是13mm。(即，环的宽度Bw/叶片的宽度Bw＝46％)，在图4中，双划线显示了旋转时的叶片120的路径。同样，箭头A1表示通常的流动方向或者空气。在图5中，箭头A2表示冷却扇100的轴向方向。
此外，环形部件130具有相对于空气流朝向叶片120的上游位置以铃状的形式延伸的延伸部分131。此处，延伸部分131在弯曲时(用R表示的部分)沿径向向外的方向自环形部件130的主体部分的上游端延伸。
特别是，延伸部分131的环形基点(曲线R的开始点)被安置在包含叶片宽度Bw的60％的范围中，相对于空气流，所述范围在离叶片120的径向外边缘121的上游端122处的距离的25％的点开始。即，相对于叶片宽度Bw，环形基点132被安置在这样的范围内：从离上游端122的距离的25％的点处起至85％的点处至。更优选地是，基点132被安置在这样的范围内：在离叶片120的径向外边缘121的上游端122处的距离的35％的点开始至75％的点结束。在所述实施例中，基点132被安置在大致为叶片宽度Bw的50％的点上，如图4中所示。
此外，每个具有三角形形状的连接壁133设置在叶片120的径向外边缘121上且在环形部件130的上游位置和下游位置上，如图5中所示。即，连接壁133设置在叶片120的径向外边缘121的上游部分和下游部分上，上游部分和下游部分沿轴向自环形部件130的主体部分的上游端和下游端突起。连接壁133在轴向方向上延伸并连接到环形部件130。
图1中所示的罩200由通常包括25％至30％的玻璃纤维的聚丙烯制成。被用于安装到未说明的散热器的固定部分250以及罩200的各部分210至240通过注塑成形一体形成为单件。罩200具有与散热器的芯部1a的形状相对应的外形(例如，矩形形状)。在罩200的大致中间部分中，罩环部分210被形成用来围绕冷却扇100。在冷却扇100被固定到具有电机300的罩200的情况下，罩环部分210放置在环形部件130的径向外侧上。
空气引导部分220被形成在罩环部分210和罩200的外周部分之间。空气引导部分220自罩环部分210相对于空气流朝向冷却扇100的上游位置延伸。如图2A中所示，连接到罩环部分210的空气引导部分220的基点221(空气引导部分220的起点)位于与环形部件130的延伸部分131的基点132相邻的位置上。
圆状的电机保持部分230形成在罩环部分210的中心处。电机保持部分230被多个电机撑条支撑，所述撑条沿径向方向延伸并连接到罩环部分210。
电机300被固定到电机保持部分230，电机300的轴(未示出)容纳在并与冷却扇100的轴孔111a接合。这样，电机300的轴和冷却扇100相互固定。此处，电机300是公知的d.c.铁素体电机并连接到控制器(未示出)。控制器被设置以通过改变供给到电机300的ON-OFF时间比而改变平均电流值。这样，直接连接到控制器的冷却扇100的旋转速度根据所需的散热器冷却性能而变化，由此控制被冷却扇100所吹的空气量。
在上述吹风机单元10中，冷却扇100通过电机300驱动，这样冷却空气被供给以通过散热器的芯部1a，由此加速流经散热器内部的冷却水的热散失。
由于延伸部分131提供沿叶片120的径向方向的矫正空气流的效果，所以空气吹动效率通过调整延伸部分131的位置而进一步提高。
在所述实施例中，延伸部分131的基点132相对于叶片宽度Bw被安置在叶片120的径向外边缘121的预定范围之中。由此，叶片120的上游端122和环形部件130的延伸部分131之间的空间增加。相应地，沿径向向内的方向被吸入叶片120中的空气量增加，由此空气吹动效率提高。
如果延伸部分131的基点132太靠近径向外边缘121的下游端123(图4)，则叶片120的径向外边缘121的下游部分被环形部件130闭合或者覆盖。在这种情况下，自冷却扇100沿径向外侧方向释放的空气流被阻塞。另一方面，在所述实施例中，上限(85％)被设置在其中有延伸部分131被安置的基点132的区域中。由此，在冷却风扇100的下游位置处空气吹动效率被进一步提高。
图6显示了关于冷却扇100相对于延伸部分131的基点132的位置的效率(空气吹动效率)的实验结果。如图6中所示，在基点132被安置到相对于叶片宽度Bw大致为50％的点上，冷却扇100的效率达到最大水平。由此，相对于叶片宽度Bw基本为50％的点被设置为基点132的理想位置。此外，从离叶片120的上游端122处的距离的25％的点开始至离上游端122处的距离的85％的点结束的范围被设置为可以应用的范围。此外，从离叶片120的上游端122处的距离的35％的点开始至离上游端122处的距离的75％的点结束的范围被设置为更优选的可应用范围。
此外，如图7中所示，随着空气吹动效率的增加(风扇效率的增加)提供了噪音降低效果。
在冷却扇100连接到罩200的条件下，罩200的空气引导部分220的基点221位于与延伸部分131的基点132相邻的位置上。由此，如图2A中所示，空气引导部分220和延伸部分131自叶片120的上游端122被安置在下游。如果环形部件130的基点132和空气引导部分220的基点221自叶片120的上游端122被安置在上游或者邻近于上游端122，如图2B中所示，则冷却扇100上游的空间，即，散热器的芯部1a和空气引导部分220之间的空间减小。在此情况下，难于方便冷却扇100上游的空气流动。另一方面，在图2A所示的实施例中，由于冷却扇100上游的空间增加，因此空气被限制不停滞在芯部1a和空气引导部分220之间。此外，自径向外侧流入到叶片120的空气量增加，由此提高空气吹动效率。
由于连接到环形部件130的连接壁133设置在环形部件130的下游和上游处的叶片120的径向外边缘121上，因此在叶片120的径向外边缘121处空气就不太可能从正侧泄漏到负侧。相应地，空气吹动效率被进一步提高，如图8中所示。
冷却扇100由树脂一体模制。在冷却扇100的成形模中，上成形模和下成形模沿成形模移动的方向直接相对彼此滑动的部分不会由于连接壁133的存在而存在。因此，成形模的寿命提高。
在上述实施例中，冷却扇100被用于吹风机单元10中，所述吹风机单元10通过电力电机300驱动。但是，本发明不限于上述。例如，本发明的冷却扇100可以用作通过车辆引擎的驱动力而旋转的引擎风扇。
在上述实施例中，冷却扇100被提供以产生通过散热器的空气流。但是，冷却扇100的目的不限于上述。冷却扇100可以被用于另外目的的热交换器，诸如用于冷凝空调中的制冷剂的冷凝器、用于冷却油的油冷却器以及用于冷却进入的空气的中间冷却器。
此外，与空气吹动效率的提高有关，连接壁133可以只设置在环形部件130上游的一部分上和环形部件130下游的一部分上。可选地，连接壁133可以设置在叶片120的径向外边缘121的一部分上，在该部分处没有形成环形部件130。
本发明不限于上述实施例，可以在不背离本发明的精神的情况下用其它方式实施。

Claims (5)

1、一种风扇(100)，包括：
具有圆柱形状的突起部分(110)；
多个从突起部分(110)的外周沿径向方向延伸的叶片(120)；以及
与叶片(120)的径向外边缘(121)一体形成的环形部件(130)，其中
所述环形部件(130)具有的轴向尺寸(Rw)，该尺寸小于相对于突起部分(110)的轴向方向的、叶片(120)的轴向尺寸(Bw)，并且所述环形部件(130)包括自环形部件(130)的主体部分以铃状形式相对于空气流动朝向叶片(120)的上游位置而延伸的延伸部分(131)，其特征在于：
延伸部分(131)被设置成使得连接到环形部件(130)的主体部分的延伸部分的基点(132)相对于叶片(120)的轴向尺寸(Bw)被安排在这样的范围内：即从离叶片(120)的径向外边缘(121)的上游端(122)处的距离的25％的点起至离叶片(120)的径向外边缘(121)的上游端(122)处的距离的85％的点为止的范围之中。
2.根据权利要求1所述的风扇(100)，其特征在于，相对于叶片(120)的轴向尺寸(Bw)，延伸部分(131)的基点(132)被安置在离叶片(120)的径向外边缘(121)的上游端(122)处的距离的35％的点开始至离叶片(120)的径向外边缘(121)的上游端(122)处的距离的75％的点结束的范围中。
3.根据权利要求1或者2所述的风扇(100)，其特征在于，相对于叶片(120)的轴向尺寸(Bw)，延伸部分(131)的基点(132)被安置在离叶片(120)的径向外边缘(121)的上游端处的距离的大致50％的点处。
4.根据权利要求1或者2所述的风扇，其特征在于，还包括：
沿轴向方向延伸的连接壁(133)，所述连接壁(133)连接到环形部件(130)的主体部分，其中
连接壁(133)被设置在叶片(120)的径向外边缘(121)的上游部分和下游部分中的至少一个部分上，所述上游部分和下游部分沿轴向方向从环形部件(130)的主体部分突起。
5.一种具有根据权利要求1或者2所述的风扇的吹风机单元(10)，包括：
在其中容纳风扇(100)的罩(200)，其中
所述罩(200)具有罩环部分(210)和自罩环部分(210)相对于空气流朝向上游位置延伸的空气引导部分(220)，
罩环部分(210)位于所述风扇(100)的环形部件(130)的径向外侧，以及
空气引导部分(220)具有基点(221)，所述基点(221)在相邻于环形部件(130)的延伸部分(131)的基点(132)的位置处连接到罩环部分(210)。
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