扇叶及变型转让专利
申请号 : CN200580030869.X
文献号 : CN101099028B
文献日 : 2010-10-06
发明人 : R·M·安斯利
申请人 : 德尔塔T公司
摘要 :
一种小翼包括直立构件及安装构件。该安装构件被构制成有利于把小翼安装在扇叶顶尖上。该直立构件被构制成垂直于扇叶顶尖而延伸。另加在扇叶上的一些小翼可以改善扇叶的空气动力，从而提高风扇的效率。
权利要求 :
1.一种用于扇叶的小翼，包括：
(a)一个直立构件；以及
(b)一个安装构件，其中安装构件的至少一个部分基本上垂直于直立构件的至少一个部分，且安装构件被构制成安装在扇叶的第一末端上，扇叶被构制成扇叶第二末端安装在风扇毂上，该第二末端与第一末端相反；
其中直立构件具有后缘，安装构件具有后缘，当安装在具有后缘的扇叶的第一末端上时，安装构件后缘与直立构件后缘上的一个点之间的距离大于安装构件后缘与第一末端处的扇叶后缘之间的距离。
2.如权利要求1所述的扇叶的小翼，其特征在于：直立构件包括圆的外表面。
3.如权利要求2所述的扇叶的小翼，其特征在于：直立构件还包括基本上是平坦的内表面。
4.如权利要求1所述的扇叶的小翼，其特征在于：直立构件包括由下缘、上缘以及后缘所限定的周界。
5.如权利要求4所述的扇叶的小翼，其特征在于：直立构件的每个上述的缘均在相应的角部处交汇。
6.如权利要求5所述的扇叶的小翼，其特征在于：每个角部均为圆的。
7.如权利要求1所述的扇叶的小翼，其特征在于：安装构件的至少一部分被构制成装配在扇叶第一末端里面。
8.如权利要求1所述的扇叶的小翼，其特征在于：直立构件被构制成抑制扇叶第一末端附近的扇叶至少一部分上的径向气流。
9.如权利要求1所述的扇叶的小翼，其特征在于：安装构件被构制成由一个或更多个紧固件基本上固定在扇叶的第一末端上。
10.如权利要求1所述的扇叶的小翼，其特征在于：直立构件具有上缘，安装构件具有前缘，当安装在具有前缘的扇叶的第一末端上时，安装构件前缘与直立构件上缘上一个点之间的距离大于安装构件前缘与第一末端处的扇叶前缘之间的距离。
11.如权利要求1所述的扇叶的小翼，其特征在于：直立构件具有下缘，安装构件具有底部表面，当安装在具有底部表面的扇叶的第一末端上时，安装构件底部表面与直立构件下缘上的一个点之间的距离大于安装构件底部表面与扇叶第一末端处扇叶底部表面上任何一点的距离。
12.如权利要求1所述的扇叶的小翼，其特征在于：直立构件具有上缘，安装构件具有顶部表面，当安装在具有顶部表面的扇叶的第一末端上时，安装构件顶部表面与直立构件上缘上某一点之间的距离大于安装构件顶部表面与扇叶第一末端处的扇叶顶部表面上任何一点之间的距离。
13.一种扇叶的变型套件，包括：
(a)一个直立构件；
(b)一个安装构件，其中安装构件基本上垂直于直立构件的至少一个部分，安装构件被构制成安装在扇叶的第一末端上，扇叶被构制成扇叶第二末端安装在风扇毂上，该第二末端与第一末端相反；以及(c)至少一个紧固件，该至少一个紧固件被构制成把安装构件固定在第一末端上；
其中直立构件具有后缘，安装构件具有后缘，当安装在具有后缘的扇叶的第一末端上时，安装构件后缘与直立构件后缘上的一个点之间的距离大于安装构件后缘与第一末端处的扇叶后缘之间的距离。
14.一种风扇，包括：
(a)毂，该毂能够被操作而转动；
(b)多个扇叶，每个扇叶均具有第一末端及第二末端，其中，每个扇叶均以其各自的第一末端安装在毂上；以及(c)安装在每个扇叶第二末端上的小翼，其中每一小翼均包括直立构件和安装构件，直立构件包括由下缘、上缘和后缘限定的周界，每个上述的缘均在对应的角部处交汇，每个角部均为圆的，其中直立构件具有后缘，安装构件具有后缘，当安装在具有后缘的扇叶的第二末端上时，安装构件后缘与直立构件后缘上的一个点之间的距离大于安装构件后缘与第二末端处的扇叶后缘之间的距离。
15.如权利要求14所述的风扇，其特征在于：安装构件基本上垂直于直立构件延伸。
16.如权利要求14所述的风扇，其特征在于：每个安装构件的至少一个部分被构制成装配在各自扇叶的第二末端上。
17.如权利要求14所述的风扇，其特征在于：每个扇叶的第一末端与第二末端之间的距离至少为4英尺。
18.一种修改扇叶的方法，包括把小翼固定在扇叶末端上，该小翼包括直立构件及安装构件，其中，安装构件的至少一个部分基本上垂直于直立构件的至少一个部分，安装构件被构制成连接在扇叶末端上；
其中直立构件具有上缘，安装构件具有前缘，当安装在具有前缘的扇叶的第一末端上时，安装构件前缘与直立构件上缘上的一个点之间的距离大于安装构件前缘与第一末端处的扇叶前缘之间的距离。
说明书 :
本发明一般是涉及扇叶及扇叶变型，尤其是涉及适宜与扇叶一起使用的翼面以及适宜与扇叶一起使用的小翼。
在大的建筑物例如库房和制造厂里工作的人们，可能会暴露在不舒适以至危险的工作条件下。同样的情况也可能出现在农业场所，例如在关满了牲畜的建筑物里。在热天，建筑物里的气温可以达到使人或其他动物不能保持健康的程度，或者使体温不合乎人意。在温度令人不舒适或者高得不安全的区域，就需要一种装置在该区域之内形成气流或增强气流。此种气流可能局部地有利于降低该区域的温度。
另外，在这些环境下进行的某些活动，例如焊接或操作内燃机，都可能产生空气传播的污染，这种污染会危害暴露着的人。如果空气的流动在该区域小于理想的程度，空气传播的污染物所造成的影响可能会放大。在这些或类似的状况下，就需要一种装置在该区域之内形成气流或增强气流。此种气流可能局部地有利于降低污染物的有害影响，例如通过稀释和/或去除污染物而降低其影响。
在某些建筑物和环境中，出现的问题可能是热聚集并残留在建筑物的天花板附近。这可能与建筑物地板附近的区域较为凉爽有关。普通专业人员会立即明白在这种或其他不平衡的空气/温度分布情况下可能出现的那些危害。在这些及相似的状况下，就需要一种装置在该区域之内形成气流或增强气流。此种气流可能局部地有利于消除温度分层，并有利于诱发更为理想的空气/温度分布。
还需要具有能够降低能耗的风扇。此种能耗降低可能会由于风扇有效运行(即运转该风扇所需能量小于其他风扇)而达到效果。降低能耗还可能由于风扇改善了空气分布，从而减少与其他装置有关的供热成本或降温成本而达到效果。
附图说明
包含在本说明书中并构成其一部分的附图，显示了本发明的几个方面，而且附图连同说明一起解释了本发明的原理；然而，要明白的是，本发明并不局限于所显示的各种确切布置。在各张附图中，同样的附图标记指的是在几个视角下的同样零部件。在这些附图中：
图1是用于安装扇叶的毂的平面图；
图2是示范性扇叶翼面的剖视图；
图3是可选的示范性扇叶翼面的剖视图；
图4描述显示两个椭圆形的一张曲线图；
图5描述图4所示曲线图的一部分；
图6是示范性小翼扇叶变型的侧视图；
图7是图6所示小翼的剖视图；
图8是图6所示小翼的顶视图；
图9是以图6所示小翼进行了修改的图2所示扇叶的端视图；
图10是图9所示小翼-扇叶组件的分解透视图。
现在要参照本发明推荐实施例的细节，这些实施例的一个例子显示于附图中。
图1是用于安装扇叶的毂的平面图；
图2是示范性扇叶翼面的剖视图；
图3是可选的示范性扇叶翼面的剖视图；
图4描述显示两个椭圆形的一张曲线图；
图5描述图4所示曲线图的一部分；
图6是示范性小翼扇叶变型的侧视图；
图7是图6所示小翼的剖视图；
图8是图6所示小翼的顶视图；
图9是以图6所示小翼进行了修改的图2所示扇叶的端视图；
图10是图9所示小翼-扇叶组件的分解透视图。
现在要参照本发明推荐实施例的细节，这些实施例的一个例子显示于附图中。
具体实施方式
现在参照附图的细节，图中同样的附图标记代表所有视角下同样的零部件，图1显示示范性风扇毂10，其可用于配置具有扇叶30或50的风扇。在本例中，风扇毂10包括多个毂安装构件12，扇叶30或50可安装在该毂上。在一个实施例中，风扇毂10连接着驱动机构，该机构以可选的或预定的速度转动风扇毂10。适宜的毂组件因此可以包括毂10以及连接着毂10的驱动机构。当然，毂组件也可以包括各种各样的其他零部件，包括不同的毂，且毂10可以由任何适宜的装置驱动。此外，毂10可以具有任何适宜数量的毂安装构件12。
如图1至图3所示，每个毂安装构件12均具有顶部表面14和底部表面16，这些表面终止于前缘18和后缘20。此外，每个毂安装构件12包括开口22，该开口形成于顶部表面14上并穿过底部表面16。在本例中，开口22的尺寸足以接纳紧固件26。每个毂安装构件12都被构造成接纳扇叶30或50的。普通专业人员都懂得，毂安装构件12可以设置为各种各样的可选形状。
在一个实施例中，扇叶30或50被安装在美国专利第6244821号(U.S.Patent No.6,244,821)所公开的毂组件上。当然，扇叶30或50也可以安装在其他任何毂和/或毂组件上。适宜的毂组件可以被操作成以任何适宜的角速度转动毂10的。仅仅举例来说，此种角速度可以是约7至108转/分钟的范围内的任何速度。
图2显示具有弯曲后缘38的示范性扇叶30的剖视图，该扇叶安装在毂10上。该剖视图是沿着位于扇叶30中央的横截平面截取绘制的，面向毂10。扇叶30具有顶部表面32和底部表面34，每个该表面终止于前缘36和后缘38。如图所示，后缘38具有一斜面，该斜面相对于顶部表面32靠近后缘38处那个部分以及底部表面34靠近后缘38处那个部分约成45°。当然，后缘38可以具有其他任何斜面，仅仅举例来说，可以是0°，达到包括单一的平坦表面的程度。对于后缘38的其他适宜形状，普通专业人员都会明白。
在本例中，扇叶30基本上是空心的。多个凸缘或凸起部40位于扇叶30里面。如图所示，当毂安装构件12插入扇叶30中时，凸缘或凸起部40所处位置就使它们接触毂安装构件12的顶部表面14、底部表面16、前缘18以及后缘20。因此，凸起部40在扇叶30与毂安装构件12之间形成滑配合。普通专业人员都会明白扇叶30的可选形状，该形状包括但不局限于会影响扇叶(30)与毂安装构件(12)之间关系的那种形状。
本说明书所用的一些术语，例如“翼弦”(chord)、“翼长”(chordlength)、“最大厚度”(maximum thickness)、“最大弯度”(maximumcamber)、“冲角”(angle of attack)以及类似词语都属于飞机机翼或其他机翼设计的专业中所用术语相同的含义。在一个实施例中，扇叶(30)的翼长约为6.44英寸。扇叶(30)的最大厚度的翼弦的16.2％，且最大弯度约为翼弦的12.7％。前缘(36)的半径约为翼弦的3.9％。底部表面(34)那一象限的后缘(38)的半径约为翼弦的6.8％。在一个可选实施例中，扇叶(30)具有约7英寸的翼弦。在另一个可选实施例中，扇叶(30)的翼弦约为6.6875英寸。当然，也可采用其他任何适宜的尺寸和/或比例。
仅仅举例来说，扇叶(30)的升阻比的范围，可以表现为从雷诺数(Reynolds Number)约为120000条件下的约为39.8，直到雷诺数约为250000条件下的约93.3。当然，扇叶(30)也可以获得其他升阻比。
在一个实施例中，扇叶(30)的阻力系数范围，表现为从雷诺数约为75000情况下的约0.027，直到雷诺数约为112500情况下的约0.127。当然，扇叶(30)也可以获得其他阻力系数。
在一个实施例中，在雷诺数约为200000的条件下，扇叶(30)移动空气，从而扇叶(30)的后缘(38)底部表面(34)处的速率比约为1.6。扇叶(30)也可获得其他速率比。
在一个实施例中，扇叶(30)为雷诺数约为112000条件下约为-1°至7°的冲角提供了非延迟的空气动力；且为雷诺数约为250000条件下的约为-2°至10°的冲角提供此种空气动力。当然，这些数值仅仅是举例。
图3显示另一示范性扇叶(50)的剖视图，该扇叶具有一般为椭圆形的顶部表面(52)和底部表面(54)，每种该表面终止于前缘(56)和后缘(58)处，扇叶安装在毂(10)上。该剖视图是沿着位于扇叶(50)中央的横截平面截取绘制的，面向毂(10)。在本例中，扇叶(50)是空心的。多个凸起部(60)位于扇叶(50)里侧。如图所示，当毂安装构件(12)插入扇叶(50)时，凸起部(60)被定位，从而使它们接触毂安装构件(12)的顶部表面(14)、底部表面(16)、前缘(18)以及后缘(20)。因此，凸起部(60)在扇叶(50)与毂安装构件(12)之间形成滑配合。普通专业人员都会明白扇叶(50)的可选形状，其包括但不限于对于扇叶(50)与毂安装构件(12)之间的关系有影响的形状。
如图所示，扇叶(50)具有比起朝向其后缘(58)的较高弯曲半径来，朝向其前缘(56)的较低弯曲半径。通过采用下述公式而产生两个椭圆形，扇叶(50)至少局部地可以获得曲率。普通专业人员都懂得，其原点处于笛卡儿交集的x轴与y轴上的第一个椭圆形，可以由下列方程式产生：
〔1〕x＝a(cos(t))；以及
〔2〕y＝b(sin(t))
其中，
a＝主半径的长度；
b＝次半径的长度；以及
t＝原点周围半径旋转的角度(即弧度)。
相应地，可以采用上述方程式产生第一椭圆形。相似地，可以采用方程〔1〕和〔2〕得到第一椭圆形的一组坐标。示范性的第一椭圆形(200)被描绘在图4的曲线图中，其中，a＝3且b＝2。
采用下列方程式可以得到第二椭圆形的坐标：
〔3〕x2＝x(cos(θ))-y(sin(θ))；以及
〔4〕y2＝y(cos(θ))-x(sin(θ))
其中，
x2＝第一椭圆形围绕原点逆时针旋转过θ弧度之后，第二个“x”的坐标；以及
y2＝第一椭圆形围绕原点逆时针旋转过θ弧度之后，第二个“y”的坐标。
因此，第二椭圆形的尺寸依据第一椭圆形的尺寸而定。示范性第二椭圆形(300)被描绘在图4的曲线图中，其中，θ＝0.525弧度。可以理解的是，第一及第二椭圆形依照方程式〔1〕至〔4〕而标示，该两个椭圆形可以在4个点上相交(“椭圆形的交点”)。图4显示了第一椭圆形(200)与第二椭圆形(300)之间的4个交点(400)。
顶部表面(52)及底部表面(54)的曲率至少是部分地可以根据两个连续的椭圆形交点之间的第一及第二椭圆形的曲率而来。在图5中显示了一段此种第一椭圆形(200)及第二椭圆形(300)的例子，图中描绘了连续的椭圆形交点(400)之间那部分椭圆形(200与300)。相应地，方程式〔1〕至〔4〕可以用于为扇叶(50)的顶部表面(52)及底部表面(54)的至少一个部分产生表面坐标。
可以理解的是，扇叶(50)的翼长对厚度之比，可以随着相对于两个椭圆形的旋转量θ而改变。
当然，扇叶(50)的各个部分可以偏离第一及第二椭圆形的曲率。仅仅举例来说，并显示于图3中，前缘(56)可以被改变为具有大体是环形的曲率。普通专业人员都明白其他偏差。
在一个实施例中，用方程式〔1〕至〔4〕，使a＝3单位、b＝2单位且θ＝0.525弧度，形成扇叶(50)。在此实施例中，扇叶(50)配备了直径为翼长3.5％的环形前缘(56)。此前缘(56)的曲率与顶部表面(52)及底部表面(54)的曲率成正切配合。比较图3与图5，就可想象得到此种配合。当然，也可以采用其他尺寸。
在一个实施例中，扇叶(50)的翼长约为7.67英寸。在另一个实施例中，扇叶的翼长约为7.687英寸。当然，扇叶(50)可以是其他任何适宜的翼长。
在本例中，前缘(56)的半径约为翼弦的3.5％。扇叶(50)的最大厚度约为翼弦的14.2％。扇叶(50)的最大弯度约为翼弦的15.6％。当然，也可以采用其他任何适宜的尺寸和/或比例。
在一个例子中，直径为24英尺并包括安装为10°冲角的10片扇叶(50)的风扇，当以约7转/分钟(rpm)的速率旋转时，产生约为5.2磅的推力，置换率约为87302立方英尺/分钟(cfm)。当该风扇以约14转/分钟的速率旋转时，风扇产生约为10.52磅的推力，置换率约为124174立方英尺/分钟。当该风扇以约42转/分钟的速率旋转时，产生约为71.01磅的推力，置换率约为322613立方英尺。具有扇叶(50)的风扇也可得到其他推力和/或置换量。
仅仅举例来说，冲角约为10°的扇叶(50)的升阻比范围，可以表现为从雷诺数约为120000条件下的约39，直到雷诺数约为250000条件下的约60。扇叶(50)也可获得其他升阻比。
在一个实施例中，扇叶(50)为雷诺数约为112000条件下约1°至11°之间的冲角，雷诺数约为200000条件下的约0°至13°之间的冲角，雷诺数约为250000条件下的约1°至13°的冲角，提供非延迟空气动力。当然，这些数值仅仅是举例。
在一个实施例中，直径为14英尺的风扇，包括以约25转/分钟速率旋转的10片扇叶(50)。该风扇以约为54瓦的功率运行，扭矩约为78.80英寸/磅，且流率约为34169立方英尺/分钟。于是，该风扇的效率约为632.76立方英尺/分钟/瓦。
在另一个例子中，直径为14英尺的风扇，包括以约37.5转/分钟速率旋转的10片扇叶(50)。该风扇以约为82瓦的功率运行，扭矩约为187.53英寸/磅，且流率约为62421立方英尺/分钟。于是，该风扇的效率约为761.23立方英尺/分钟/瓦。
在又一个例子中，直径为14英尺的风扇，包括以约50转/分钟速率旋转的10片扇叶(50)。该风扇以约为263瓦的功率运行，扭矩约为376.59英寸/磅，且流率约为96816立方英尺/分钟。于是，该风扇的效率约为368.12立方英尺/分钟/瓦。
下文所述内容可应用于任何扇叶，包括仅以举例来说的扇叶(30)或扇叶(50)。
在一个实施例中，每片扇叶(30或50)包括同质连续材料。仅以举例来说，扇叶(30和50)可由挤制铝材构造成。然而，要明白的是，扇叶(30和/或50)可以由其他任何适宜的材料构造成，这些材料包括但不限于任何金属和/或塑料。此外，要明白的是，扇叶(30和/或50)可以由任何适宜的制造方法制成，所述方法包括但不限于冲压、扭曲、焊接以及/或者模制。普通专业人员都会明白其他适宜的材料和制造方法。
当扇叶(30或50)被安装在毂(10)上时，仅以举例来说，毂安装构件(12)可以延伸到扇叶(30或50)中约6英寸。可选的是，毂安装构件(12)可以延伸到扇叶(30或50)中任何适宜的长度。还要明白的是，毂(10)可以具有装配在扇叶(30或50)外面的安装构件(12)，而不是处于里面。可选的是，安装构件(12)可以装配在扇叶(30或50)上部分在外面且部分在里面的地方。
扇叶(30或50)还可以包括一个或更多开口，其构制成与毂安装构件(12)上的开口(22)对准。在此实施例中，当扇叶(30或50)上的开口与毂安装构件(12)上的开口(22)对准时，可以插入紧固件(26)穿过各个开口而把扇叶(30或50)固定在毂安装构件(12)上。在一个实施例中，紧固件(26)是螺栓。普通专业人员都会明白其他适宜的紧固件(26)替代品，其包括但不限于粘合剂。相应地，要明白开口(22)是可以随意选择的。
扇叶(30或50)可以约为4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14英尺长。可选的是，扇叶(30或50)可以是其他任何适宜的长度。在一个实施例中，扇叶(30或50)及毂(10)的尺寸设定为使包括扇叶(30或50)及毂(10)的风扇直径约为24英尺。在另一个实施例中，扇叶(30或50)及毂(10)的尺寸被设定为使包括扇叶(30或50)及毂(10)的风扇直径约为14英尺。普通专业人员都会明白其他适宜的尺寸。
要明白的是，沿着扇叶(30或50)的长度而截取绘制的所有剖视图，并不需要等同。换言之，扇叶(30或50)的形状并不需要沿着扇叶(30或50)的整个长度而统一。仅以举例来说，可以把扇叶(30或50)的“毂安装末端”(即将要安装在毂(10)上的扇叶(30或50)的末端)的一部分去除。在一个例子中，对扇叶(50)的前缘(56)做了斜切，以便在毂(10)上容纳另一片扇叶(50)。
可选的是，扇叶(30或50)可以形成或构造为把毂安装末端的一部分或者另外一个部分省略掉、解除掉，或者“丢失掉”。要明白的是，缺少这样一个部分(无论它是去除掉，还是从一开始就根本未去除)可以消除与毂(10)处的扇叶(30或50)与毂彼此干扰相关的一些问题。此种干扰可能是由于各种各样的因素造成的，包括但不限于扇叶(30或50)的翼长这个因素。当然，除了干扰之外的其他因素也可以影响对扇叶(30或50)的一部分的去除或者其他缺失。该缺失部分可以包括前缘(36或56)的一部分，后缘(38或58)的一部分，或两者。
可选的是，为了处理毂(10)处扇叶(30或50)的干扰，可以增大毂的直径(例如不增加毂安装构件(12)的数量)。可选的是，可以减小扇叶(30或50)的翼弦。普通专业人员都会明白对于毂(10)及扇叶(30或50)的其他可选处置方式以及修改。
普通专业人员都会明白，扇叶(30或50)的冲角可以为零或非零。仅以举例来说，当把扇叶(30或50)安装在毂安装构件(12)上时，扇叶的冲角可以在约为-1°至7°的范围，在-2°至10°之间，或者约为7°、8°、10°，或者举例来说，约为13°。当然，扇叶(30或50)的冲角可以是其他任何适宜的角度。扇叶(30或50)基本上沿着其长度成直的，且其冲角由毂安装构件(12)所带合乎要求的冲角所提供。
可选的是，毂安装构件(12)的冲角可以为零，且扇叶(30或50)的冲角可以由扇叶(30或50)的扭转而提供。换言之，扇叶(30或50)可以沿着毂安装构件(12)在扇叶(30或50)中延伸的长度而基本上是直的，且扭转可被设置为扇叶(30或50)的剩余部分提供冲角。此种扭转可以发生在扇叶(30或50)任何适宜的长度上(例如扇叶(30或50)的整个剩余长度有扭转；或扭转是简短的，从而扇叶(30或50)的所有剩余部分基本上是直的，等等)。而且，普通专业人员都会明白为整个或局部扇叶(30)提供冲角的其他适宜的形状及方法。此外，要明白的是，扇叶(30或50)的全部或任何部分都可以有用于任何目的的一个或更多的扭转。
普通专业人员都懂得可以用许多方式修改扇叶(例如30或50)。此种变型可以改变风扇性能的特征。如图6至图10中示例所示，一个此种变型可以包括小翼(70)。尽管要结合扇叶(30和50)的情境讨论小翼(70)，但可以理解的是，小翼(70)可以与其他任何适宜的扇叶一起使用。
本例中的小翼(70)包括直立构件(72)。直立构件(72)由平坦的内表面(74)和圆的外表面(76)组成。普通专业人员会明白内表面(74)和外表面(76)的其他适宜形状。在本例中，直立构件(72)的周界由下缘(78)、上缘(80)以及后缘(82)限定。每个边缘(78、80及82)均在对应的角部(84)处交汇。因此，在本例中，直立构件(72)具有三个角部(84)。如图所示，每个角部(84)都是圆的。相应地，术语“角部”如同本说明所用术语一样，不应当读做要求有一个锐角。换言之，角部并不需要局限于一对直线交汇或相交处的一个点或者区域。尽管在本例中所描述的直立构件(72)具有三个角部，但要明白，直立构件(72)可以具有任何适宜数量的角部(84)。
普通专业人员都会明白直立构件(72)的其他变体。
本例中的小翼(70)还包括小翼安装构件(90)，其基本上垂直于直立构件(72)的内表面(74)而延伸。如图所示，小翼安装构件(90)被设置为相似于毂安装构件(12)。小翼安装构件(90)具有顶部表面(92)和底部表面(94)，每个该表面均终止于前缘(96)和后缘(98)中。此外，每个小翼安装构件(90)均包括穿通顶部表面(92)和底部表面(94)的开口(100)。在本例中，每个开口(100)的尺寸被设定成接纳紧固件(26)的。小翼安装构件(90)被设置为插入扇叶(30或50)的一个末端中。普通专业人员都会明白，小翼安装构件(90)可以设置为各种各样可选的形状。
图9显示安装了小翼(70)的扇叶(30)的剖视图。该剖视图是沿着位于扇叶(30)中央的横截平面截取绘制的，面对小翼(70)(即背对毂(10))。如图9和图10所示，在本例中，小翼安装构件(90)被设置为装配在扇叶(30或50)的末端中。像毂安装构件(12)一样，小翼安装构件(90)滑配合而抵靠着扇叶(30或50)的凸起部(40或60)。在本例中，小翼(70)的上缘(80)在扇叶(30或50)的顶部表面(32或52)上方延伸，而且还延伸到前缘(36或56)之外。相似地，小翼(70)的下缘(78)在扇叶(30或50)的底部表面(34或54)下方延伸。小翼(70)的后缘(82)在扇叶(30或50)的后缘(38或58)下方延伸。当然，小翼(70)与扇叶(30或50)可以具有其他任何相关的尺寸和/或形状。
扇叶(30或50)可以有一个或更多开口，形成于扇叶(30或50)的顶尖附近，穿过顶部表面(32或52)和/或底部表面(34或54)，当小翼安装构件(90)插入扇叶(30或50)中时，上述开口与小翼开口(100)对准，且扇叶开口的尺寸被设定为接纳紧固件(26)的。因此，可以用一个或更多紧固件(26)把小翼(70)固定在扇叶(30或50)上。在一个实施例中，紧固件(26)是螺栓。在另一个实施例中，紧固件(26)由一对互补的尖头互锁夹紧螺钉所组成，例如偶尔用于把大量纸张夹在一起的螺纹桩钉(例如外表面上带有螺纹以便与内表面上带有螺纹的“阴”螺钉匹配的“阳”螺钉)所组成。然而，可以采用其他任何适宜的紧固件，包括但不限于粘合剂。相应地，要明白开口(100)是可以随意选择的。
还要明白，并不需要把小翼安装构件(90)插入扇叶(30或50)的末端中。换言之，且相似于毂安装构件(12)的情况，可以把小翼安装构件(90)设置为装配在扇叶(30或50)的外侧上，而不是内侧上。可选的是，小翼安装构件(90)可以装配在扇叶(30或50)部分在内侧且部分在外侧的地方。普通专业人员都会明白其他构造。
在一个可选实施例中，小翼(70)没有安装构件(90)，而是有一个形成于直立构件(72)的内表面(74)上的凹陷部。在此实施例中，扇叶(30或50)的顶尖被插入小翼(70)中，以便把小翼(70)附接在扇叶(30或50)上。在又一个实施例中，扇叶(30或50)与小翼(70)形成为一体。相应地，普通专业人员都会明白，存在着各种各样的构造使扇叶(30或50)设置有小翼(70)。
尽管所示直立构件(72)基本上垂直于安装构件(90)，但要明白，该两种构件可以处于彼此相对而言的任何适宜角度上。因此，且仅以举例来说，当小翼(70)附接在扇叶(30或50)上时，直立构件(72)可以朝内或朝外倾斜。可选的是，直立构件(72)可以包括不止一个角度。换言之，当小翼被附接在扇叶(30或50)上时，直立构件(72)可以被设置成使直立构件的顶部部分和直立构件的底部部分各自均朝内倾斜的。普通专业人员都会明白小翼(70)的其他变化，其包括但不限于角度变化。
尽管在此专门把小翼(70)当做扇叶(30或50)的变型予以说明，但要明白，也可以用小翼(70)修改其他任何扇叶。
在一个实施例中，小翼(70)由同质连续模制塑料制成。然而要明白，小翼(70)也可由各种各样的材料制成，该材料包括但不限于任何适宜的金属和/或塑料，而且它可以由多件体组成。此外，还要明白，小翼可由任何适宜的制造方法制成。
还要明白的是，在扇叶(30或50)顶尖处或其附近形成的后缘涡流，可以增大扇叶(30或50)附近的升力。小翼(70)可以抑制扇叶(30或50)顶尖附近的顶部表面(32或52)和/或底部表面(34或54)上的径向气流。此种抑制可以迫使空气更为正常地从前缘(36或56)流向后缘(38或58)，从而至少以某种旋转速度，提高其扇叶(30或50)带有小翼(70)的风扇的效率。
在一个例子中，小翼(70)附接在直径为6英尺的风扇的扇叶(30或50)末端上。由于增添了小翼(70)，风扇在速率为171转/分钟时，其空气流率增大了4.8％。
在另一个例子中，小翼(70)附接在直径为14英尺的风扇的扇叶(30或50)末端上。由于增添了小翼(70)，风扇在速率为75转/分钟时，其空气流率增大了4.4％。
下面两个表格显示了经由把小翼(70)增添到直径为14英尺的风扇上可以获得的效率：
表1：不带小翼(70)的风扇
表2：带小翼(70)的风扇
当然，通过使用小翼(70)可以实现其他值。此外，普通专业人员都明白小翼的适宜变化，该变化包括但不限于可选的小翼形状。
总之，应用本发明的原理会得到许多已说明的好处。对本发明的上述一个或更多实施例所做的描述，已经达到了显示及说明的目的，但并非意味着把本发明专定为或局限于已公开的确切形式。根据上述教导，可以进行明显的修改或变化。为了更好地显示本发明的原理及其应用，选择及描述了一个或更多实施例，从而使普通专业人员能够把本发明应用于各种实施例中，并使各种各样的修改适合所期望的特定用途。随附的权利要求书限定本发明的范围。
如图1至图3所示，每个毂安装构件12均具有顶部表面14和底部表面16，这些表面终止于前缘18和后缘20。此外，每个毂安装构件12包括开口22，该开口形成于顶部表面14上并穿过底部表面16。在本例中，开口22的尺寸足以接纳紧固件26。每个毂安装构件12都被构造成接纳扇叶30或50的。普通专业人员都懂得，毂安装构件12可以设置为各种各样的可选形状。
在一个实施例中，扇叶30或50被安装在美国专利第6244821号(U.S.Patent No.6,244,821)所公开的毂组件上。当然，扇叶30或50也可以安装在其他任何毂和/或毂组件上。适宜的毂组件可以被操作成以任何适宜的角速度转动毂10的。仅仅举例来说，此种角速度可以是约7至108转/分钟的范围内的任何速度。
图2显示具有弯曲后缘38的示范性扇叶30的剖视图，该扇叶安装在毂10上。该剖视图是沿着位于扇叶30中央的横截平面截取绘制的，面向毂10。扇叶30具有顶部表面32和底部表面34，每个该表面终止于前缘36和后缘38。如图所示，后缘38具有一斜面，该斜面相对于顶部表面32靠近后缘38处那个部分以及底部表面34靠近后缘38处那个部分约成45°。当然，后缘38可以具有其他任何斜面，仅仅举例来说，可以是0°，达到包括单一的平坦表面的程度。对于后缘38的其他适宜形状，普通专业人员都会明白。
在本例中，扇叶30基本上是空心的。多个凸缘或凸起部40位于扇叶30里面。如图所示，当毂安装构件12插入扇叶30中时，凸缘或凸起部40所处位置就使它们接触毂安装构件12的顶部表面14、底部表面16、前缘18以及后缘20。因此，凸起部40在扇叶30与毂安装构件12之间形成滑配合。普通专业人员都会明白扇叶30的可选形状，该形状包括但不局限于会影响扇叶(30)与毂安装构件(12)之间关系的那种形状。
本说明书所用的一些术语，例如“翼弦”(chord)、“翼长”(chordlength)、“最大厚度”(maximum thickness)、“最大弯度”(maximumcamber)、“冲角”(angle of attack)以及类似词语都属于飞机机翼或其他机翼设计的专业中所用术语相同的含义。在一个实施例中，扇叶(30)的翼长约为6.44英寸。扇叶(30)的最大厚度的翼弦的16.2％，且最大弯度约为翼弦的12.7％。前缘(36)的半径约为翼弦的3.9％。底部表面(34)那一象限的后缘(38)的半径约为翼弦的6.8％。在一个可选实施例中，扇叶(30)具有约7英寸的翼弦。在另一个可选实施例中，扇叶(30)的翼弦约为6.6875英寸。当然，也可采用其他任何适宜的尺寸和/或比例。
仅仅举例来说，扇叶(30)的升阻比的范围，可以表现为从雷诺数(Reynolds Number)约为120000条件下的约为39.8，直到雷诺数约为250000条件下的约93.3。当然，扇叶(30)也可以获得其他升阻比。
在一个实施例中，扇叶(30)的阻力系数范围，表现为从雷诺数约为75000情况下的约0.027，直到雷诺数约为112500情况下的约0.127。当然，扇叶(30)也可以获得其他阻力系数。
在一个实施例中，在雷诺数约为200000的条件下，扇叶(30)移动空气，从而扇叶(30)的后缘(38)底部表面(34)处的速率比约为1.6。扇叶(30)也可获得其他速率比。
在一个实施例中，扇叶(30)为雷诺数约为112000条件下约为-1°至7°的冲角提供了非延迟的空气动力；且为雷诺数约为250000条件下的约为-2°至10°的冲角提供此种空气动力。当然，这些数值仅仅是举例。
图3显示另一示范性扇叶(50)的剖视图，该扇叶具有一般为椭圆形的顶部表面(52)和底部表面(54)，每种该表面终止于前缘(56)和后缘(58)处，扇叶安装在毂(10)上。该剖视图是沿着位于扇叶(50)中央的横截平面截取绘制的，面向毂(10)。在本例中，扇叶(50)是空心的。多个凸起部(60)位于扇叶(50)里侧。如图所示，当毂安装构件(12)插入扇叶(50)时，凸起部(60)被定位，从而使它们接触毂安装构件(12)的顶部表面(14)、底部表面(16)、前缘(18)以及后缘(20)。因此，凸起部(60)在扇叶(50)与毂安装构件(12)之间形成滑配合。普通专业人员都会明白扇叶(50)的可选形状，其包括但不限于对于扇叶(50)与毂安装构件(12)之间的关系有影响的形状。
如图所示，扇叶(50)具有比起朝向其后缘(58)的较高弯曲半径来，朝向其前缘(56)的较低弯曲半径。通过采用下述公式而产生两个椭圆形，扇叶(50)至少局部地可以获得曲率。普通专业人员都懂得，其原点处于笛卡儿交集的x轴与y轴上的第一个椭圆形，可以由下列方程式产生：
〔1〕x＝a(cos(t))；以及
〔2〕y＝b(sin(t))
其中，
a＝主半径的长度；
b＝次半径的长度；以及
t＝原点周围半径旋转的角度(即弧度)。
相应地，可以采用上述方程式产生第一椭圆形。相似地，可以采用方程〔1〕和〔2〕得到第一椭圆形的一组坐标。示范性的第一椭圆形(200)被描绘在图4的曲线图中，其中，a＝3且b＝2。
采用下列方程式可以得到第二椭圆形的坐标：
〔3〕x2＝x(cos(θ))-y(sin(θ))；以及
〔4〕y2＝y(cos(θ))-x(sin(θ))
其中，
x2＝第一椭圆形围绕原点逆时针旋转过θ弧度之后，第二个“x”的坐标；以及
y2＝第一椭圆形围绕原点逆时针旋转过θ弧度之后，第二个“y”的坐标。
因此，第二椭圆形的尺寸依据第一椭圆形的尺寸而定。示范性第二椭圆形(300)被描绘在图4的曲线图中，其中，θ＝0.525弧度。可以理解的是，第一及第二椭圆形依照方程式〔1〕至〔4〕而标示，该两个椭圆形可以在4个点上相交(“椭圆形的交点”)。图4显示了第一椭圆形(200)与第二椭圆形(300)之间的4个交点(400)。
顶部表面(52)及底部表面(54)的曲率至少是部分地可以根据两个连续的椭圆形交点之间的第一及第二椭圆形的曲率而来。在图5中显示了一段此种第一椭圆形(200)及第二椭圆形(300)的例子，图中描绘了连续的椭圆形交点(400)之间那部分椭圆形(200与300)。相应地，方程式〔1〕至〔4〕可以用于为扇叶(50)的顶部表面(52)及底部表面(54)的至少一个部分产生表面坐标。
可以理解的是，扇叶(50)的翼长对厚度之比，可以随着相对于两个椭圆形的旋转量θ而改变。
当然，扇叶(50)的各个部分可以偏离第一及第二椭圆形的曲率。仅仅举例来说，并显示于图3中，前缘(56)可以被改变为具有大体是环形的曲率。普通专业人员都明白其他偏差。
在一个实施例中，用方程式〔1〕至〔4〕，使a＝3单位、b＝2单位且θ＝0.525弧度，形成扇叶(50)。在此实施例中，扇叶(50)配备了直径为翼长3.5％的环形前缘(56)。此前缘(56)的曲率与顶部表面(52)及底部表面(54)的曲率成正切配合。比较图3与图5，就可想象得到此种配合。当然，也可以采用其他尺寸。
在一个实施例中，扇叶(50)的翼长约为7.67英寸。在另一个实施例中，扇叶的翼长约为7.687英寸。当然，扇叶(50)可以是其他任何适宜的翼长。
在本例中，前缘(56)的半径约为翼弦的3.5％。扇叶(50)的最大厚度约为翼弦的14.2％。扇叶(50)的最大弯度约为翼弦的15.6％。当然，也可以采用其他任何适宜的尺寸和/或比例。
在一个例子中，直径为24英尺并包括安装为10°冲角的10片扇叶(50)的风扇，当以约7转/分钟(rpm)的速率旋转时，产生约为5.2磅的推力，置换率约为87302立方英尺/分钟(cfm)。当该风扇以约14转/分钟的速率旋转时，风扇产生约为10.52磅的推力，置换率约为124174立方英尺/分钟。当该风扇以约42转/分钟的速率旋转时，产生约为71.01磅的推力，置换率约为322613立方英尺。具有扇叶(50)的风扇也可得到其他推力和/或置换量。
仅仅举例来说，冲角约为10°的扇叶(50)的升阻比范围，可以表现为从雷诺数约为120000条件下的约39，直到雷诺数约为250000条件下的约60。扇叶(50)也可获得其他升阻比。
在一个实施例中，扇叶(50)为雷诺数约为112000条件下约1°至11°之间的冲角，雷诺数约为200000条件下的约0°至13°之间的冲角，雷诺数约为250000条件下的约1°至13°的冲角，提供非延迟空气动力。当然，这些数值仅仅是举例。
在一个实施例中，直径为14英尺的风扇，包括以约25转/分钟速率旋转的10片扇叶(50)。该风扇以约为54瓦的功率运行，扭矩约为78.80英寸/磅，且流率约为34169立方英尺/分钟。于是，该风扇的效率约为632.76立方英尺/分钟/瓦。
在另一个例子中，直径为14英尺的风扇，包括以约37.5转/分钟速率旋转的10片扇叶(50)。该风扇以约为82瓦的功率运行，扭矩约为187.53英寸/磅，且流率约为62421立方英尺/分钟。于是，该风扇的效率约为761.23立方英尺/分钟/瓦。
在又一个例子中，直径为14英尺的风扇，包括以约50转/分钟速率旋转的10片扇叶(50)。该风扇以约为263瓦的功率运行，扭矩约为376.59英寸/磅，且流率约为96816立方英尺/分钟。于是，该风扇的效率约为368.12立方英尺/分钟/瓦。
下文所述内容可应用于任何扇叶，包括仅以举例来说的扇叶(30)或扇叶(50)。
在一个实施例中，每片扇叶(30或50)包括同质连续材料。仅以举例来说，扇叶(30和50)可由挤制铝材构造成。然而，要明白的是，扇叶(30和/或50)可以由其他任何适宜的材料构造成，这些材料包括但不限于任何金属和/或塑料。此外，要明白的是，扇叶(30和/或50)可以由任何适宜的制造方法制成，所述方法包括但不限于冲压、扭曲、焊接以及/或者模制。普通专业人员都会明白其他适宜的材料和制造方法。
当扇叶(30或50)被安装在毂(10)上时，仅以举例来说，毂安装构件(12)可以延伸到扇叶(30或50)中约6英寸。可选的是，毂安装构件(12)可以延伸到扇叶(30或50)中任何适宜的长度。还要明白的是，毂(10)可以具有装配在扇叶(30或50)外面的安装构件(12)，而不是处于里面。可选的是，安装构件(12)可以装配在扇叶(30或50)上部分在外面且部分在里面的地方。
扇叶(30或50)还可以包括一个或更多开口，其构制成与毂安装构件(12)上的开口(22)对准。在此实施例中，当扇叶(30或50)上的开口与毂安装构件(12)上的开口(22)对准时，可以插入紧固件(26)穿过各个开口而把扇叶(30或50)固定在毂安装构件(12)上。在一个实施例中，紧固件(26)是螺栓。普通专业人员都会明白其他适宜的紧固件(26)替代品，其包括但不限于粘合剂。相应地，要明白开口(22)是可以随意选择的。
扇叶(30或50)可以约为4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14英尺长。可选的是，扇叶(30或50)可以是其他任何适宜的长度。在一个实施例中，扇叶(30或50)及毂(10)的尺寸设定为使包括扇叶(30或50)及毂(10)的风扇直径约为24英尺。在另一个实施例中，扇叶(30或50)及毂(10)的尺寸被设定为使包括扇叶(30或50)及毂(10)的风扇直径约为14英尺。普通专业人员都会明白其他适宜的尺寸。
要明白的是，沿着扇叶(30或50)的长度而截取绘制的所有剖视图，并不需要等同。换言之，扇叶(30或50)的形状并不需要沿着扇叶(30或50)的整个长度而统一。仅以举例来说，可以把扇叶(30或50)的“毂安装末端”(即将要安装在毂(10)上的扇叶(30或50)的末端)的一部分去除。在一个例子中，对扇叶(50)的前缘(56)做了斜切，以便在毂(10)上容纳另一片扇叶(50)。
可选的是，扇叶(30或50)可以形成或构造为把毂安装末端的一部分或者另外一个部分省略掉、解除掉，或者“丢失掉”。要明白的是，缺少这样一个部分(无论它是去除掉，还是从一开始就根本未去除)可以消除与毂(10)处的扇叶(30或50)与毂彼此干扰相关的一些问题。此种干扰可能是由于各种各样的因素造成的，包括但不限于扇叶(30或50)的翼长这个因素。当然，除了干扰之外的其他因素也可以影响对扇叶(30或50)的一部分的去除或者其他缺失。该缺失部分可以包括前缘(36或56)的一部分，后缘(38或58)的一部分，或两者。
可选的是，为了处理毂(10)处扇叶(30或50)的干扰，可以增大毂的直径(例如不增加毂安装构件(12)的数量)。可选的是，可以减小扇叶(30或50)的翼弦。普通专业人员都会明白对于毂(10)及扇叶(30或50)的其他可选处置方式以及修改。
普通专业人员都会明白，扇叶(30或50)的冲角可以为零或非零。仅以举例来说，当把扇叶(30或50)安装在毂安装构件(12)上时，扇叶的冲角可以在约为-1°至7°的范围，在-2°至10°之间，或者约为7°、8°、10°，或者举例来说，约为13°。当然，扇叶(30或50)的冲角可以是其他任何适宜的角度。扇叶(30或50)基本上沿着其长度成直的，且其冲角由毂安装构件(12)所带合乎要求的冲角所提供。
可选的是，毂安装构件(12)的冲角可以为零，且扇叶(30或50)的冲角可以由扇叶(30或50)的扭转而提供。换言之，扇叶(30或50)可以沿着毂安装构件(12)在扇叶(30或50)中延伸的长度而基本上是直的，且扭转可被设置为扇叶(30或50)的剩余部分提供冲角。此种扭转可以发生在扇叶(30或50)任何适宜的长度上(例如扇叶(30或50)的整个剩余长度有扭转；或扭转是简短的，从而扇叶(30或50)的所有剩余部分基本上是直的，等等)。而且，普通专业人员都会明白为整个或局部扇叶(30)提供冲角的其他适宜的形状及方法。此外，要明白的是，扇叶(30或50)的全部或任何部分都可以有用于任何目的的一个或更多的扭转。
普通专业人员都懂得可以用许多方式修改扇叶(例如30或50)。此种变型可以改变风扇性能的特征。如图6至图10中示例所示，一个此种变型可以包括小翼(70)。尽管要结合扇叶(30和50)的情境讨论小翼(70)，但可以理解的是，小翼(70)可以与其他任何适宜的扇叶一起使用。
本例中的小翼(70)包括直立构件(72)。直立构件(72)由平坦的内表面(74)和圆的外表面(76)组成。普通专业人员会明白内表面(74)和外表面(76)的其他适宜形状。在本例中，直立构件(72)的周界由下缘(78)、上缘(80)以及后缘(82)限定。每个边缘(78、80及82)均在对应的角部(84)处交汇。因此，在本例中，直立构件(72)具有三个角部(84)。如图所示，每个角部(84)都是圆的。相应地，术语“角部”如同本说明所用术语一样，不应当读做要求有一个锐角。换言之，角部并不需要局限于一对直线交汇或相交处的一个点或者区域。尽管在本例中所描述的直立构件(72)具有三个角部，但要明白，直立构件(72)可以具有任何适宜数量的角部(84)。
普通专业人员都会明白直立构件(72)的其他变体。
本例中的小翼(70)还包括小翼安装构件(90)，其基本上垂直于直立构件(72)的内表面(74)而延伸。如图所示，小翼安装构件(90)被设置为相似于毂安装构件(12)。小翼安装构件(90)具有顶部表面(92)和底部表面(94)，每个该表面均终止于前缘(96)和后缘(98)中。此外，每个小翼安装构件(90)均包括穿通顶部表面(92)和底部表面(94)的开口(100)。在本例中，每个开口(100)的尺寸被设定成接纳紧固件(26)的。小翼安装构件(90)被设置为插入扇叶(30或50)的一个末端中。普通专业人员都会明白，小翼安装构件(90)可以设置为各种各样可选的形状。
图9显示安装了小翼(70)的扇叶(30)的剖视图。该剖视图是沿着位于扇叶(30)中央的横截平面截取绘制的，面对小翼(70)(即背对毂(10))。如图9和图10所示，在本例中，小翼安装构件(90)被设置为装配在扇叶(30或50)的末端中。像毂安装构件(12)一样，小翼安装构件(90)滑配合而抵靠着扇叶(30或50)的凸起部(40或60)。在本例中，小翼(70)的上缘(80)在扇叶(30或50)的顶部表面(32或52)上方延伸，而且还延伸到前缘(36或56)之外。相似地，小翼(70)的下缘(78)在扇叶(30或50)的底部表面(34或54)下方延伸。小翼(70)的后缘(82)在扇叶(30或50)的后缘(38或58)下方延伸。当然，小翼(70)与扇叶(30或50)可以具有其他任何相关的尺寸和/或形状。
扇叶(30或50)可以有一个或更多开口，形成于扇叶(30或50)的顶尖附近，穿过顶部表面(32或52)和/或底部表面(34或54)，当小翼安装构件(90)插入扇叶(30或50)中时，上述开口与小翼开口(100)对准，且扇叶开口的尺寸被设定为接纳紧固件(26)的。因此，可以用一个或更多紧固件(26)把小翼(70)固定在扇叶(30或50)上。在一个实施例中，紧固件(26)是螺栓。在另一个实施例中，紧固件(26)由一对互补的尖头互锁夹紧螺钉所组成，例如偶尔用于把大量纸张夹在一起的螺纹桩钉(例如外表面上带有螺纹以便与内表面上带有螺纹的“阴”螺钉匹配的“阳”螺钉)所组成。然而，可以采用其他任何适宜的紧固件，包括但不限于粘合剂。相应地，要明白开口(100)是可以随意选择的。
还要明白，并不需要把小翼安装构件(90)插入扇叶(30或50)的末端中。换言之，且相似于毂安装构件(12)的情况，可以把小翼安装构件(90)设置为装配在扇叶(30或50)的外侧上，而不是内侧上。可选的是，小翼安装构件(90)可以装配在扇叶(30或50)部分在内侧且部分在外侧的地方。普通专业人员都会明白其他构造。
在一个可选实施例中，小翼(70)没有安装构件(90)，而是有一个形成于直立构件(72)的内表面(74)上的凹陷部。在此实施例中，扇叶(30或50)的顶尖被插入小翼(70)中，以便把小翼(70)附接在扇叶(30或50)上。在又一个实施例中，扇叶(30或50)与小翼(70)形成为一体。相应地，普通专业人员都会明白，存在着各种各样的构造使扇叶(30或50)设置有小翼(70)。
尽管所示直立构件(72)基本上垂直于安装构件(90)，但要明白，该两种构件可以处于彼此相对而言的任何适宜角度上。因此，且仅以举例来说，当小翼(70)附接在扇叶(30或50)上时，直立构件(72)可以朝内或朝外倾斜。可选的是，直立构件(72)可以包括不止一个角度。换言之，当小翼被附接在扇叶(30或50)上时，直立构件(72)可以被设置成使直立构件的顶部部分和直立构件的底部部分各自均朝内倾斜的。普通专业人员都会明白小翼(70)的其他变化，其包括但不限于角度变化。
尽管在此专门把小翼(70)当做扇叶(30或50)的变型予以说明，但要明白，也可以用小翼(70)修改其他任何扇叶。
在一个实施例中，小翼(70)由同质连续模制塑料制成。然而要明白，小翼(70)也可由各种各样的材料制成，该材料包括但不限于任何适宜的金属和/或塑料，而且它可以由多件体组成。此外，还要明白，小翼可由任何适宜的制造方法制成。
还要明白的是，在扇叶(30或50)顶尖处或其附近形成的后缘涡流，可以增大扇叶(30或50)附近的升力。小翼(70)可以抑制扇叶(30或50)顶尖附近的顶部表面(32或52)和/或底部表面(34或54)上的径向气流。此种抑制可以迫使空气更为正常地从前缘(36或56)流向后缘(38或58)，从而至少以某种旋转速度，提高其扇叶(30或50)带有小翼(70)的风扇的效率。
在一个例子中，小翼(70)附接在直径为6英尺的风扇的扇叶(30或50)末端上。由于增添了小翼(70)，风扇在速率为171转/分钟时，其空气流率增大了4.8％。
在另一个例子中，小翼(70)附接在直径为14英尺的风扇的扇叶(30或50)末端上。由于增添了小翼(70)，风扇在速率为75转/分钟时，其空气流率增大了4.4％。
下面两个表格显示了经由把小翼(70)增添到直径为14英尺的风扇上可以获得的效率：
表1：不带小翼(70)的风扇
表2：带小翼(70)的风扇
当然，通过使用小翼(70)可以实现其他值。此外，普通专业人员都明白小翼的适宜变化，该变化包括但不限于可选的小翼形状。
总之，应用本发明的原理会得到许多已说明的好处。对本发明的上述一个或更多实施例所做的描述，已经达到了显示及说明的目的，但并非意味着把本发明专定为或局限于已公开的确切形式。根据上述教导，可以进行明显的修改或变化。为了更好地显示本发明的原理及其应用，选择及描述了一个或更多实施例，从而使普通专业人员能够把本发明应用于各种实施例中，并使各种各样的修改适合所期望的特定用途。随附的权利要求书限定本发明的范围。
技术领域
本申请者要求从2004年7月21日公开的名为《扇叶及变型》(FanBlades and Modifications)的《美国临时专利申请系列》第60/589945号(U.S.Provisional Patent Application Serial No.60/589,945)得到优先权。