[发明专利]开放式叶片发动机冷却风扇护罩导向翼瓣

说明书

技术领域

本发明的领域为风扇组件领域。更具体地说，本发明的领域为开放式叶片风扇组件领域，特别对汽车发动机冷却应用来说是有用的。

背景技术

发动机冷却风扇产生了跨过风扇的静态压力，这样在风扇前面的区域比在风扇后面的区域处于明显更低的压力。在用于机罩下发动机冷却功能的风扇的实际运行要求在旋转与静止构件之间最小的间隙，以确保在车辆的整个寿命中安全、持久地运行。跨过风扇所产生的压力驱动了穿过在这些风扇的叶片尖端或者(如果存在的话)旋转环与护罩的这些静止表面之间出现的空隙的泄漏流动。

在开放式叶片风扇中，这种泄漏流动遇到沿每个叶片的从前缘至后缘的整个尖端区域的尖端空隙并且进入具有一个非常高的切向速度分量的空隙区域。当这种泄漏流动前进穿过该空隙区域时，这些风扇叶片尖端的粘滞性拖曳力使这种漩涡流动继续增强直至它到达该间隙区域的出口，此时该出口是从这些叶片的前缘尖端径向地向外的。这种强涡流继续向前传播，并且如果未受束缚的话将继续在风扇的上游切向地流动并且径向地向外进入护罩区域(临近这个风扇组件上游的一个散热器)直至主空气流动运动将它再次捕获并将它拉回进入风扇通道之中。

当再循环的流动重新进入风扇通道时，它具备一个非常高的切向分量，这个切向分量与通过风扇的引入喷嘴进入风扇通道的主进入流动的速度和方向非常冲突。当这种切向指向的再循环流动与大部分是轴向的主空气流动相混合时，正好在叶片的前缘的尖端处之前形成一种涡流。

因为这个前缘被设计用于主空气流动的速度条件，所以由叶片所遇到的涡流相对于想要的引入向量是不重合的。以上所提到的动作导致尖端区域失速并且所产生的低的相对动量流动倾向于在叶片尖端区域中“拖延”，从而减小流速和静态压力并增加拖曳力并且由此导致效率损失。

令人希望的是提供一种风扇组件，其中可以减小来自循环泄露流动的损失。

发明内容

为了使以上提到的希望更清楚，在此给出本发明的披露。在一个优选实施方案中，本发明的风扇组件具有一个带有多个突出的风扇叶片的轮毂。提供了一个再循环流动元件，它总体上在这些风扇叶片的外径的前方附近。多个导向翼瓣被定位在该再循环流动元件之中。这些导向翼瓣具有一个引入角，这个引入角几乎与这个再循环流动元件的一个外径表面相切。这些导向翼瓣具有一个输出角度，这个输出角度沿着这个再循环流动元件的一个内径表面几乎是径向的。

将通过正如在附图和详细说明中所提供的本发明的回顾来揭示本发明进一步的特征。

附图说明

图1是根据本发明的一种风扇组件的平行于风扇旋转轴线截取的部分截面视图；

图2是图1中所示出的风扇组件的一个元件的后部平面视图，其中为了使展示清楚将多个风扇叶片去除；

图3是与风扇旋转轴线成角度的一个平面的放大截面视图，示出了图1和图2中所示出的多个导向翼瓣和一个护罩再循环流动元件；

图4是图1所示的风扇组件的一个元件的后部平面视图；

图5是与图2相似的视图，其中这些导向翼瓣之间的有角度的间距沿着再循环流动元件的直径而变化；

图6是本发明的风扇组件的代替性优选实施方案的与图2相似的视图，这个实施方案具有多个再循环流动元件导向翼瓣，这些导向翼瓣具有在这些分离的导向翼瓣之间的圆周的有角度的间距，此间距从导向翼瓣的外径到内径在角度上减小；

图7是与图4相似的视图，展示了本发明一个代替性优选实施方案，其中风扇的这些叶片具有小翼襟和叶尖小翼；

图8是图7所示出的风扇组件的轴向截面视图；

图9是本发明的代替性优选实施方案的与图1相似的视图，其中风扇组件的再循环流动元件是在角度上并且从图1所示出的风扇组件中示出的再循环流动元件的位置径向地向外定位的；

图10是图9所示出的风扇组件的再循环流动元件的后部平面图。

具体实施方式

参见图1至图4，本发明的一个开放式叶片风扇组件7具有一个回转轮毂10。多个风扇叶片12从轮毂10上突出。一个总体上圆柱形的外部护罩14与这些风扇叶片12是径向间隔开的。一个前部护罩16从外部护罩14上向前延伸。前部护罩16的一部分提供了一个再循环流动元件18。再循环流动元件18典型地具有成圆锥形的曲线截面，该曲线截面典型地类似于一个半圆的曲线截面，它带有进入外部护罩14的一个稍微相接的引入部分。再循环流动元件18的前端形成了用于该风扇组件的一个引入喷嘴19。护罩出口元件36与来自该风扇叶片的一个后部边缘13的空气流动方向37一致或者平行。