專利名稱：具有模塊式翼瓣組的風扇護罩的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風扇護罩并且更具體地涉及可變的和模塊式的風扇護罩。
背景技術：
使用風扇使空氣移動經過熱交換器是眾所周知的，尤其是在空氣調節(jié)和機動車輛 冷卻的領域中。在機動車輛中，為了冷卻經過發(fā)動機和/或其他附件循環(huán)的液體，風扇典型 地用在散熱器附近以便推或拉空氣經過散熱器。這些風扇典型地由一臺電動機驅動或者通 過來自機動車輛中的相關發(fā)動機的一個傳動系來驅動。這些風扇通常被安置為使風扇的徑 向平面平行于相關的熱交換器(如一個散熱器)的一個面部分或表面而延伸。這種類型的風扇通常被稱為“軸流式風扇”。為了幫助在軸向方向上提供空氣流 動，典型地使用護罩。在其他方向上的空氣流動分量是典型地浪費能量的并且可以撞擊在 圍繞熱交換器和/或散熱器的不同機械結構上并且可以增加由該系統(tǒng)提供的總體噪音。當這些系統(tǒng)或車輛大量銷售時，多種單獨的護罩被典型地提供用于每種產品、系 統(tǒng)或車輛，并且被專門被設計用于特定系統(tǒng)或車輛的具體的空氣流動。這些護罩典型地具 有一種類型或另一種類型的多個翼瓣，這些翼瓣以具體的大小、形狀和曲率來提供以便優(yōu) 化經過這個特定系統(tǒng)或車輛的空氣流動。然而，為一種不是大量生產或銷售的一種特定系 統(tǒng)或車輛提供具有多種翼瓣設計的多個分離的護罩經常是不經濟的。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種改進的護罩和翼瓣系統(tǒng)，該系統(tǒng)在制做和提 供用于典型地不是大量銷售的產品、系統(tǒng)和車輛時是不太昂貴的。本發(fā)明的另一個目的是 提供一種具有多個模塊式部件的風扇護罩和翼瓣系統(tǒng)以便允許護罩易于針對不同車輛和 產品的修改。
發(fā)明內容
本發(fā)明的以上和其他目的是通過本發(fā)明來實現(xiàn)的，其中提供了一種具有多個模塊 式翼瓣組的風扇護罩。提供了一種護罩環(huán)構件，它典型地具有用于連接到熱交換器/散熱器或發(fā)動機上 的多個安裝支架或附接件。提供了多個模塊式翼瓣組用于安裝在該護罩環(huán)的內直徑中。這 些模塊式構件各自具有一系列的翼瓣，這些翼瓣被用來引導在風扇與熱交換器/散熱器之 間的空氣流動。可以提供任意數(shù)量的模塊式構件，但優(yōu)選是為每個風扇護罩環(huán)提供三至八 個模塊式構件。這些模塊式構件各自具有一個彎曲的基底構件，該基底構件被適配為安裝在該環(huán) 形構件內。這些模塊式構件各自具有被定位于其上的多個翼瓣構件，這些翼瓣構件被設計 為優(yōu)化用于特定發(fā)動機或冷卻系統(tǒng)的空氣流動?？梢詫⒍鄠€凹陷或標記提供在該護罩環(huán)構件的內表面上，以便將這些模塊式構件 精確地定位在其上。這些模塊式構件可以通過任何常規(guī)的方式、或者通過適當?shù)恼澈蟿?、機 械緊固件或類似物被緊固到該環(huán)形構件上。
當與附圖以及所附權利要求一起考慮時，本發(fā)明的其他特征、益處、和優(yōu)點將從本 發(fā)明的以下說明中變得清楚。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案具有冷卻系統(tǒng)的一臺發(fā)動機的透視圖。圖2展示了根據(jù)本發(fā)明的一種風扇護罩環(huán)。圖3展示了根據(jù)本發(fā)明將多個模塊式翼瓣組構件加在一個護罩環(huán)上。圖4展示了具有全套的模塊式翼瓣組構件的一個完整的風扇護罩。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案將一個模塊式翼瓣組構件定位在一個風扇護 罩環(huán)上的放大圖。圖6描繪了用于將模塊式翼瓣組緊固到護罩環(huán)上的一個替代實施方案。圖7展示了用在一個替代護罩環(huán)中的一個構件。
具體實施例方式如以上所表明的，本發(fā)明提供了具有多個翼瓣的一種獨特的、創(chuàng)造性的風扇護罩 環(huán)，該風扇護罩環(huán)可以使用在多種多樣的應用中，如空氣調節(jié)和機動車輛冷卻。為了在此說 明的目的，本發(fā)明將僅參照在機動車輛的冷卻系統(tǒng)中的一種優(yōu)選的用途進行說明。然而，本 發(fā)明并不受本說明的限制并且本發(fā)明人對本發(fā)明的所有利益以及范圍都享有權益，它包括 在任何冷卻系統(tǒng)應用中使用具有模塊式翼瓣組的風扇護罩。現(xiàn)在參見圖1，它示出了被安裝到以幻影示出的發(fā)動機15上的一個軸流風扇10。 風扇10具有被附接到發(fā)動機(它典型地是該發(fā)動機的曲軸的末端16)上的一個中央輪轂 構件12。一個護罩構件20被定位并且被附接到發(fā)動機15的前方并且被定位為環(huán)繞風扇 10。在這個系統(tǒng)中，風扇10被定位在發(fā)動機15與散熱器30之間。如圖1所示，護罩構件20通過多個附接支架22被附接到發(fā)動機15的前方。在一 個替代實施方案中，護罩構件20可以被附接在散熱器上。然而，定子構件20優(yōu)選地被安裝 到發(fā)動機15上以便減少尖端間隙并因此改進風扇效率中央輪轂構件12具有徑向地向外延伸的多個葉片構件14，對于在冷卻系統(tǒng)中使 用的風扇這是典型的情況。這種類型的風扇以及葉片的構型和數(shù)量就本發(fā)明而言不是決定 性的，而可以使用任何類型的風扇以及任何形狀和數(shù)量的葉片構件。這些葉片構件14的形 狀是這樣的，當風扇10在方向R上圍繞一條中心軸線25旋轉時，使得空氣沿著該中心軸線 的方向軸向移動。在所示的實施方案中，還描繪了 一個定子組件35。該定子組件被定位在散熱器30 與護罩構件20之間并且?guī)椭谝龑Э諝饬鬏S向地經過該散熱器、風扇和護罩構件。散熱器 護罩35通過任何常規(guī)的方式(如安裝支架、螺釘、螺栓、粘合劑或類似物)被連接到該散熱器上。定子構件20包括一個外部環(huán)形構件50以及多個定子翼瓣構件60，這些定子翼瓣 構件被定位在環(huán)形構件50的內直徑或表面52內。為了幫助于分解經過風扇10的空氣流的運動的旋轉分量，這些定子翼瓣構件60 各自相對于該冷卻系統(tǒng)的中心軸線25并且在這些翼瓣構件14的彎曲的方向上是稍微凹入地彎曲的。這允許經過定子構件20的空氣運動的大部分被引導到朝向發(fā)動機15的軸線方 向上。在圖2中更詳細地示出了定子環(huán)形構件50。這些支架護罩22以任何常規(guī)的方式 (如螺釘、螺栓、粘合劑和類似物)被附接到環(huán)形構件50上。當然，應該理解，該定子構件能 以任何常規(guī)的方式以及通過任何類型或系統(tǒng)的連接或附接被附接到發(fā)動機或散熱器上。如 圖2所示，提供了四個支架構件22，但可以使用將定子構件以任何常規(guī)方式附接到發(fā)動機 上所必需的任何數(shù)量。定子環(huán)形構件50優(yōu)選地由一種輕型的、高強度的材料(如模制塑料或纖維增強塑 料)制成。它還可以由一種金屬材料(如鋁)制成。本領域的普通技術人員將會理解，環(huán) 形構件50還可以由其他輕型的并且展現(xiàn)出高強度同時易于生產的材料制成。如圖3至圖5所指明的，在環(huán)形構件50上提供并定位了多個模塊式翼瓣組構件 55。這些模塊式翼瓣組構件被定位在環(huán)形構件50的內表面52上。這些模塊式翼瓣組構件55各自具有一個基底構件56以及多個翼瓣構件60。這些 基底構件是彎曲的以便配合環(huán)形構件50的內表面的曲率，并且這些翼瓣具有如以上提到 的凹形彎曲的結構。被定位在風扇護罩環(huán)構件50上的模塊式翼瓣組構件55的數(shù)量是取決于多種因 素。這些因素包括與模制這些模塊式構件的相關的成本，這個成本主要包括該模具構件本 身。在這一方面，可以為每個環(huán)形構件50提供任何數(shù)量的模塊式翼瓣組構件55，盡管優(yōu)選 地提供三至八個模塊式翼瓣組構件。在這一方面，在圖3至圖4中示出了八個模塊式構件 翼瓣組構件。所提供的模塊式翼瓣組構件的數(shù)量是制造這些模塊式翼瓣組構件的成本與這 些組件成本之間的一個折衷。優(yōu)選地，這些模塊式翼瓣組構件是由一種塑料材料模制的，這種塑料材料或者是 一種實心樹脂材料或者是一種工程聚合體填充的材料，填料是纖維玻璃或類似物。為每個定子構件50提供的翼瓣構件60的數(shù)量是取決于該應用本身。所提供的 翼瓣構件的數(shù)量取決于該護罩和冷卻系統(tǒng)、連同有待用于該護罩的模塊式翼瓣組構件的數(shù) 量。此時相信，如果為該護罩提供3至8個模塊式翼瓣組構件，則可以在每個模塊式翼瓣組 構件上提供4至8個翼瓣構件。這些翼瓣為該冷卻系統(tǒng)給出了更高的效率。這些翼瓣允許更多的空氣流經該冷卻 系統(tǒng)，而無需增加功率，或者以更小功率流過等量的空氣流動。這些翼瓣的形狀、高度和曲 率典型地針對其中使用它們的具體的冷卻系統(tǒng)來進行調節(jié)。如果一種風扇護罩被大量提供用于一種車輛或其他冷卻系統(tǒng)，典型地護罩與其相 關的多個翼瓣被調諧到該特定的系統(tǒng)上，并且這些護罩由一種單一的整體構件模制而成。 然而本發(fā)明特別適用于以較小數(shù)量來制造的發(fā)動機和產品，并且其中將一種獨特的、單件 式模制的風扇護罩提供用于該系統(tǒng)將不是經濟的。根據(jù)本發(fā)明的模塊式系統(tǒng)為使用具有一 種特定冷卻系統(tǒng)的風扇護罩提供了可變性和靈活性。模制成本被減少并且允許以更容易的 方式地進行改變。例如，如果該風扇本身被改變，那么可以要求不同的翼瓣構件。翼瓣構件 的形狀和構型(如形狀、角度和曲率)可以根據(jù)風扇以及其中放置了風扇和護罩的冷卻系 統(tǒng)而改變。這些模塊式翼瓣組構件55能以任何常規(guī)的方式被附接到護罩構件20上。該附接或連接構件可以是機械的(如鉚釘、螺釘或其他緊固件)，或者可以是一種粘合劑構件(如 使用膠或一種高溫粘合材料)。在圖2至圖5所示的實施方案中，提供了對應的開口 70和 72以便允許通過多個螺釘緊固構件74將這些模塊式翼瓣組構件55緊固到護罩環(huán)上。為了改進經過護罩構件20的空氣流動并且防止由模塊式翼瓣組構件55的基底56 的前緣所引起的湍流，這些基底構件56為此目的典型地具有薄的前緣58。事實上，這些基 底56的截面形狀可以與具有一個窄的前緣以及一個較寬的出口邊緣的楔形構件相類似。還有可能根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案在環(huán)形構件50的內表面52上提供一個凹陷 80。該凹陷可以圍繞環(huán)形構件52的內表面360°的圓周來提供。然后這些模塊式翼瓣組構 件55將被模制成為具有相應的前緣形狀和曲率以便安裝在該凹陷之內并且在該環(huán)形構件 與這些模塊式翼瓣組構件之間提供一種平穩(wěn)的空氣流動過渡。再一次，這在圖5中優(yōu)選地 示出。還有可能簡單地在環(huán)形構件50的內表面52上提供標志或標記，以便幫助將這些 模塊式翼瓣組構件55定位和安裝到表面52上。這些翼瓣構件60被對稱地、圓周地圍繞該風扇的旋轉軸線25進行安置。這提供 了最有效的冷卻系統(tǒng)。如本領域的一位普通技術人員所理解的，由于這些風扇葉片14在方向R上的旋 轉以及由這些風扇葉片14的間距所引起的線性分量，來自風扇10的空氣流動的輸出速度 (以每分鐘立方英尺表示)具有一種旋轉的運動分量。此外，這個特定的葉片形式和葉片配 置、沿該葉片跨度的變化和間距、或者沿一個徑向截面所采取的葉片的導線長度將對恰好 鄰近風扇10提供的狀態(tài)壓力分布產生影響，并且因此將影響已經經過該風扇的空氣的流 動。而且，當與具有較大距離的冷卻系統(tǒng)相比較時，這些葉片14的尖端與護罩構件20 的內表面之間較小的距離將增加每單元空氣流動的靜態(tài)壓力。在圖6和圖7中示出了將模塊式翼瓣組附接到一個護罩環(huán)上的替代方法。在這個 實施方案100中，一個環(huán)與密封件的連接構件102被定位在護罩環(huán)104與這些模塊式翼瓣 組106之間。構件102將這些翼瓣組緊固到護罩環(huán)104上。連接構件102優(yōu)選地由一種金屬材料(如鋁)制成，并且以在圖7中所示的截面 形狀被擠出。連接構件102具有一個第一狹長的凸緣部分110，這個第一狹長的凸緣部分在 一側上具有一個夾緊構件112。該夾緊構件被采用為被旋轉或被迫進入圖6所描繪的位置 中，其中它緊固地向下夾在護罩環(huán)104上。為此目的，夾緊構件112在其上具有多個齒構件 120以便緊緊抓握和保持護罩環(huán)。該連接構件還具有一個第二狹長的凸緣構件122，該凸緣構件具有一個狹長的凹 槽或通道124以及一個狹長的肋形構件126。模塊式翼瓣組106具有一個基底構件108，該 基底構件具有一個狹長的通道或凹槽128用于與肋形構件126相匹配。凹槽或通道125被 形成為與這些模塊式翼瓣組的前緣130相匹配。雖然結合不同實施方案說明了本發(fā)明，但應理解，本發(fā)明并非限于這些實施方案。 相反，本發(fā)明覆蓋可以包括在所附權利要求的精神與范圍之內的所有替代方案、改進、以及 等效物。
權利要求
一種用于風扇冷卻系統(tǒng)的護罩，所述護罩包括具有一個內表面的一個圓環(huán)形構件、以及被定位在所述內表面上的多個模塊式翼瓣組構件，所述模塊式翼瓣組構件各自具有一個基底構件以及在其上的多個翼瓣構件。
2.如權利要求1所述的用于風扇冷卻系統(tǒng)的護罩，其中提供了被定位在所述內表面上 的3至8個模塊式翼瓣組構件。
3.如權利要求1所述的用于風扇冷卻系統(tǒng)的護罩，其中所述翼瓣組構件覆蓋所述內表 面完整的360°。
4.如權利要求1所述的用于風扇冷卻系統(tǒng)的護罩，其中所述模塊式翼瓣組構件各自在 其上具有4至8個單獨的翼瓣構件。
5.如權利要求1所述的用于風扇冷卻系統(tǒng)的護罩，其中所述翼瓣構件在被定位于所述 環(huán)形構件中的一個風扇的轉動方向上是凹陷地彎曲的。
6.如權利要求1所述的用于風扇冷卻系統(tǒng)的護罩，其中所述環(huán)形構件是由一種金屬材 料制成并且所述模塊式翼瓣組構件是模制的塑料構件。
7.如權利要求1所述的用于風扇冷卻系統(tǒng)的護罩，其中所述內表面具有一個凹陷并且 所述模塊式翼瓣組構件被定位在所述凹陷中。
8.如權利要求7所述的用于風扇冷卻系統(tǒng)的護罩，其中所述凹陷是圍繞所述內表面 360°形成的。
9.如權利要求1所述的用于風扇冷卻系統(tǒng)的護罩，進一步包括被附接到所述環(huán)形構件 上的多個連接支架構件。
10.一種用于車輛發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括一個風扇構件，所述風扇具有一個輪轂構件，其中多個葉片構件由此延伸；圍繞所述風扇構件定位的一個護罩構件，所述護罩構件包括一個圓環(huán)構件；以及多個模塊式翼瓣組構件，所述翼瓣組構件各自具有一個基底構件以及在其上的多個翼 瓣構件。
11.如權利要求10所述的一種用于車輛發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，其中提供了被定位在所述 內表面上的3至8個模塊式翼瓣組構件。
12.如權利要求10所述的一種用于車輛發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，其中所述翼瓣組構件覆蓋 所述內表面完整的360°。
13.如權利要求10所述的一種用于車輛發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，其中所述翼瓣組構件各自 在其上具有4至8個單個的翼瓣構件。
14.如權利要求10所述的一種用于車輛發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，其中所述翼瓣構件在定位 于所述環(huán)形構件內的風扇的轉動方向上是凹陷地彎曲的。
15.如權利要求10所述的一種用于車輛發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，其中所述環(huán)形構件是由一 種金屬材料制成的并且所述模塊式翼瓣組構件是模制的塑料構件。
16.如權利要求10所述的一種用于車輛發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，其中所述內表面具有一種 凹陷并且所述模塊式翼瓣組構件被定位在所述凹陷中。
17.如權利要求10所述的一種用于車輛發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，其中所述凹陷是圍繞所述 內表面360°形成的。
18.如權利要求10所述的用于車輛發(fā)動機的一種冷卻系統(tǒng)，進一步包括被附接到所述 環(huán)形構件上的多個連接支架構件。
19.一種用于在風扇護罩構件中使用的模塊式翼瓣組構件，所述模塊式翼瓣組構件具 有一個基底構件以及在其上的多個翼瓣構件。
20.如權利要求19所述的一種模塊式翼瓣組構件，其中所述模塊式翼瓣組構件各自在 其上具有4至8個單獨的翼瓣構件。
全文摘要
用于冷卻系統(tǒng)的一種具有多個模塊式翼瓣構件的風扇護罩。多個模塊式翼瓣組構件被定位為環(huán)繞該風扇護罩環(huán)的內表面，這些模塊式翼瓣組構件各自具有多個翼瓣構件。這種模塊性為該風扇護罩提供了靈活性和多功能性，并且提供了在成本和制造上的對應效率。
文檔編號F04D29/54GK101981290SQ200980109929
公開日2011年2月23日 申請日期2009年2月18日 優(yōu)先權日2008年2月21日
發(fā)明者K·M·泰勒, T·M·泰姆博萊伍勒 申請人:博格華納公司