[发明专利]风扇和风扇叶片

说明书

本发明涉及一种具有前部前缘(2)和后部后缘(3)的风扇叶片(1)，所述风扇叶片(1)具有至少一些部分呈波状的前缘(4)，所述前缘形成具有独特三维波形的波纹(W)。

本发明涉及一种风扇和风扇叶片，确切来说涉及一种离心式风扇。

例如在经由交换器套组进行抽吸时在热交换器中使用风扇。然而，这使得去向风扇的进入流非常湍急。去向风扇的湍急进入流导致噪声发出显著地增大，而这会造成扰民的噪声。为了对进入流进行表征，可通过测量来确定湍流程度Tu和所谓湍流长度Λ。湍流程度是速度波动的量值对平均值的比率。湍流长度是湍流结构的平均尺寸。其对应于速度波动相互关联的路径长度。热交换器本质上由具有翅片的管道构成。

在当前的风扇或风扇轮下，在流体力学方面出色的风扇叶片实现高性能，尤其是在所实现的流量或压力增强方面。总而言之，需要即使流动湍急仍具有良好的空气动力性质的低噪声风扇。然而，在风扇运作期间强烈的噪声产生时常仍是一个问题。噪声是在湍急的进入流冲击风扇叶片时出现。

在现有技术中，有各种设计解决方案来减小这些问题。为了减小运作噪声，DE19948075 A使用一种叶片具有双镰刀形前导叶片边缘的轴流式风扇，所述前导叶片边缘具有突出的外隅角。US 3416725 A示出一种具有双镰刀形前缘和略微单镰刀形后缘的叶片形状。

DE 10326637 B3描述另一解决方案，即具有交替旋转方向的风扇，所述风扇具有S形镰刀形叶片，所述S形镰刀形叶片具有急剧向外后退的前缘。WO 1998005868 A1公开了对轴流式风扇或其叶片几何形状进行空气声学优化的数值方法，且美国专利第2,649,921号提供了一种具有非常短且宽的叶片和三重弯曲前缘和后缘的风扇。此外，美国专利第5,533,865 A号公开了一种风车的转子，所述风车的叶片具有锯齿形后缘。交错或波状的后缘用于减小后缘的噪声(例如GB 2497739或EP 1801422 A2)。DE 102009044824 A1在后缘的区域中使用呈孔形式的孔隙以减小后缘处噪声的产生。

然而，在进入流湍急的情况下，后缘处出现声音。然而，在湍急进入流中，后缘处产生的噪声与前缘处产生的噪声相比不那么重要。

波状或交错的前缘也作为减小湍流的噪声的手段而众所周知。美国专利第6,431,498 B1号描述了由在展向方向上的各种切口形成的波状前缘。前区域在弦向上延长直至最大厚度。美国专利第9,249,666 B2号描述了一种前缘上的波纹的替代设计，其中轮廓不在弦向上延长，而是脱离参考轮廓而朝向压力侧或抽吸侧。EP 3121 376 B1中描述了双正弦形式的特殊前缘波纹。WO2013/180296使用具有三角形形状的交错前缘。DE 102017212231A1描述了波状前缘与波状后缘的组合。前缘上的波纹具有比后缘大的波长。

在前缘是波状或交错的情形下，波谷是噪声产生的重要地方。其他公布案涉及在谷区域中对叶片的修改。JP6409666B2在叶片上的谷区域中使用额外前导元件。JP5978886B2中描述了交错前缘在谷中的凹槽。

基于此技术背景，本发明涉及提供一种特别是在进入流湍急的情形下以很小的噪声运作并且同时具有良好的空气动力性质的风扇或风扇叶片的问题。

本发明使用根据独立权利要求的风扇来解决此问题。从属权利要求含有有利的发展。

在更详细地描述本发明之前，阐释所使用的一些用语和术语以更好地理解本发明。为此探讨通常具有数个风扇叶片的典型离心式风扇，所述数个风扇叶片围绕圆周排列以靠空气动力来抽吸和/或排放风扇周围的空气或将由所述风扇输送的气体。风扇叶片可通过底部圆盘或顶盖圆盘或者这两者彼此连接。

此外，每个风扇叶片具有径向内前缘和径向外后缘。此外，根据旋转方向和风扇叶片轮廓，存在抽吸侧和压力侧，其中在风扇正在运作时所述压力侧在既定的旋转方向上引导所述抽吸侧。就此来说，风扇叶片具有在运作期间吸入流入的空气的抽吸侧和与所述抽吸侧相对的压力侧，在所述压力侧上用于排出空气的压力增强。