專利名稱：徑流式或斜流式風扇葉輪的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1前序部分所述的實施為徑流式風扇或斜流式風 扇(Diagonalventilator)的風扇葉輪，所述風扇葉輪包括一個具有進氣口的蓋片、一個底 片以及多個安裝在所述進氣口周圍并圍繞旋轉(zhuǎn)軸 四周分布的風扇葉片，其中，所述蓋片和/ 或底片具有非旋轉(zhuǎn)對稱的幾何結(jié)構。在這種關系中，術語“非旋轉(zhuǎn)對稱”指的是，底片和/或蓋片的在兩個包含旋轉(zhuǎn)軸 并在周向上包含差角的平面中的兩個任意不同的徑向剖面，在不同圓周角的情況下不是重 疊的，而是互相偏離的。偏離基本上可以存在于旋轉(zhuǎn)軸方向(軸向)上和/或徑向方向(徑 向)上。換言之，這意味著，在非旋轉(zhuǎn)對稱的情況下，物體圍繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動一定的角度后并 不會與其自身重合。
背景技術：
本文開頭述及的這樣一種風扇葉輪與公開號為JP 2001-263 294的日本專利申 請中描述的實施例在類型上是不同的。對后者而言，蓋片或者底片或者這兩者中的每一個 應具有一個在周向上呈斜向階梯狀的輪廓。通過這種在旋轉(zhuǎn)方向上的斜向的階梯形狀，氣 流的分開趨勢得以降低，并且對噪音以及效率產(chǎn)生積極作用。階梯形狀使得每一風扇葉片 在其吸氣側(cè)以及在其壓力側(cè)具有不同的(從軸向上測量)排出幅面，也就是說，根據(jù)不同的 實施例，在吸氣側(cè)的排出幅面能夠比壓力側(cè)的排出幅面更小或者更大。EP 1 933 039 Al描述了一種徑流式風扇，該徑流式風扇在蓋片的外面具有肋狀 凸起、凹槽或者說切槽。這種設計方案應當通過一定的氣流導向而達到減小噪音的目的。另外，歐洲專利EP 1 032 766 Bl描述了一種尤其用于渦輪機的風扇葉輪。在這 種風扇葉輪中，葉片是通過在兩個盤片(底片和/或蓋片)中的至少一個上沖壓而形成的。 通過這種沖壓，同樣會產(chǎn)生一個非旋轉(zhuǎn)對稱的幾何結(jié)構。然而，該專利并不研究對氣流的作 用，其內(nèi)容主要在加工技術和加強穩(wěn)定性方面。旋轉(zhuǎn)對稱的風扇葉輪在大量其他出版物中得到了描述。在這里，僅示例性地列出 若干此類出版物DE 29 40 773 C2, DE 199 18 085 Al, EP 1 574 716B1 以及 DE 203 03 443 Ul0這些具有以旋轉(zhuǎn)對稱方式實施的底片和/或蓋片的風扇不但在旋轉(zhuǎn)軸方向上而且 在部分周向上具有變化強烈的速度以及壓力分布，也就是說，具有局部過高的速度區(qū)/壓 力區(qū)。這有可能引起氣流的分開，甚至逆流，進而導致空氣動力學的損耗、效率的損失，并使 發(fā)出的噪聲增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的基本目的是，提供一種如本文開頭所述類型的風扇葉輪，該風扇葉 輪在良好的機械穩(wěn)定狀態(tài)下能夠更好地實現(xiàn)對氣流的影響，以達到在氣體釋出功率 (Luftleistimg)、效率以及噪聲情況等方面的優(yōu)化目的。根據(jù)本發(fā)明，這一目的通過權利要求1所述特征或通過權利要求2所述特征得以實現(xiàn)。在各從屬權利要求中以及在下文隨后的說明中包含了本發(fā)明的有利設計方案。根據(jù)權利要求1，發(fā)明的第一方案為，從軸向方向或者與軸平行的方向上看，各個 非旋轉(zhuǎn)對稱的蓋片或者底片在其各自外部的整個范圍上(也在葉片的整個區(qū)域上)具有連 續(xù)的(kontinuierlich)、點連續(xù)的(punktstetig)延伸方式。這意味著，在兩個延伸通過軸 的徑向截面之間存在臨界角，從該角開始，兩個徑向截面進一步的靠近會導致底 片和/或蓋片各自的外部面在軸向上的形狀偏離變得更小。因此涉及的是在軸向上連續(xù)的 延伸方式，這種方式相對于例如根據(jù)JP 2001-263 294和EP 1 933039 A1的階梯狀延伸實 現(xiàn)了顯著的改進。作為對該第一發(fā)明方案的補充或者作為可選方案，在根據(jù)權利要求2的第二方案 中是這樣設計的位于每一風扇葉片的兩側(cè)的兩個徑向的且包含旋轉(zhuǎn)軸的截面之間的每個 非旋轉(zhuǎn)對稱的蓋片或底片在整個風扇葉片上以沒有躍變的方式構造。這一點在實現(xiàn)基本目 的的意義上也是有利的。在本發(fā)明的其他設計方案中，每一非旋轉(zhuǎn)對稱的盤片(蓋片或底片)的兩個不同 的包含旋轉(zhuǎn)軸的截面的幾何結(jié)構在徑向上可以任意地偏離(這與根據(jù)本發(fā)明在軸向上必 須以點連續(xù)的方式延伸是相反的)。這意味著，在徑向上，可以選擇以點連續(xù)的方式或者躍 變的方式延伸。利用風扇葉片的幾何結(jié)構和形成在葉片之間的氣流通道結(jié)構，通過公知的、實施 為旋轉(zhuǎn)對稱的底片和/或蓋片能夠?qū)πD(zhuǎn)軸方向上的速度分布與壓力分布產(chǎn)生影響，但是 不能對周向上的不均勻性產(chǎn)生很大程度的影響。與此相反，作為進一步的目標，利用根據(jù)本 發(fā)明的非旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構卻能夠?qū)Τ霈F(xiàn)在周向上的速度分布與壓力分布的不均勻性產(chǎn)生有 利的影響。因此除了其他之外，還具有下列優(yōu)點-影響氣流從風扇葉輪的流出，使得主要是周向上的氣流均勻分布，從而有條件地 降低局部出現(xiàn)的最大氣流速度，這對風扇葉輪的空氣動力學以及聲學特性有積極影響；特 別地，由此實現(xiàn)了對效率以及噪聲釋放的改善。_有針對性地影響風扇葉輪中的氣流，以降低與葉片間流道分隔壁 (Schaufelkanalbewandung)的互相作用，從而減少噪聲以及改善氣體釋出功率與效率。_用于影響氣流(主要是周向上的氣流)的多個自由度以及氣流導向，由此使得葉 片間流道的氣流保持穩(wěn)定，并因此減小氣流的分散趨勢。-改善機械穩(wěn)定性，由此也可以節(jié)省材料。


現(xiàn)在借助于多個在附圖中闡明的實施例更加詳細地對本發(fā)明進行解釋。其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的風扇葉輪的第一實施例，確切地說，在圖la中示出了其 立體圖，在圖lb中示出了在直徑截面上的軸向截面圖，圖2至圖9分別示出了風扇葉輪的其他不同實施例，其中各自在其分示圖a)中示 出了立體圖，在分示圖b)中示出了側(cè)視圖，以及圖10以放大的標尺示出了示例性地顯示在圖4a所示實施例中的根據(jù)本發(fā)明的風 扇葉輪的另一立體圖，用以對本發(fā)明進行進一步闡明。
具體實施例方式在所有實施例中，根據(jù)本發(fā)明的、需要圍繞旋轉(zhuǎn)軸Z轉(zhuǎn)動地驅(qū)動的風扇葉輪1均包 括一個蓋片2、一個在軸向方向Z上對置的底片6以及多個風扇葉片8，所述蓋片2具有一 個優(yōu)選基本上置于中央、用于進氣的進氣口 4。所述風扇葉片8安裝在所述底片6和所述蓋 片2之間；或者，所述風扇8葉片完全地或局部地通過對所述底片6和/或蓋片2造型而形 成(與圖8比較)，此時，盤片2、6在這些區(qū)域中彼此直接相連。所述風扇葉片8以一定的 圓周分布圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸Z和所述進氣口 4布置。在周向上的每兩片相鄰的風扇葉片8之 間形成葉片間流道10，所述葉片間流道10從所述進氣口 4的區(qū)域出發(fā)徑向或者側(cè)向向外導 通，并在風扇葉輪1的外部區(qū)域形成送風口。對于根據(jù)本發(fā)明的風扇葉輪1而言，首要之處在于，所述蓋片2或者底片6或者兩 盤片2、6中的每一個均具有非旋轉(zhuǎn)對稱的幾何結(jié)構。為此應參照圖10，在圖10中還標出了兩個徑向延伸，也就是說與半徑r相一致地 延伸的、沿旋轉(zhuǎn)軸Z剖切的平面El和E2，該兩平面包圍形成一定的差角α。在不同圓周角 的情況下，當盤片2和/或6各自在平面El和Ε2上的截面積不相同時，就存在在本發(fā)明的 意義上的非旋轉(zhuǎn)對稱。
但是同時，在軸向方向上，每一非旋轉(zhuǎn)對稱的盤片2和/或6在其各自的外部面的 整個周邊區(qū)域上(也在所有葉片上)以點連續(xù)的方式延伸，也就是說，對于不斷減小的差角 α而言，存在一個臨界角ae>0°，從這一臨界角開始，兩個徑向截面El和E2(圖10)的 繼續(xù)接近會使得底片6和/或蓋片2各自的外部面在軸向方向Z上的形狀偏離變得越來越 小。作為對此的替換或者補充，設置如下位于兩個包含旋轉(zhuǎn)軸Z因此沿旋轉(zhuǎn)軸Z剖切的平 面中的兩個橫截面在每個風扇葉片8的兩側(cè)，沿著旋轉(zhuǎn)方向在整個葉片8上沒有躍遷。與在軸向方向Z上的點連續(xù)延伸相反，根據(jù)本發(fā)明，兩個不同的、包含旋轉(zhuǎn)軸Z的 截面的幾何結(jié)構的偏離在徑向方向(圖10中的半徑r)上可以是任意的。這意味著，這里 既可以是點連續(xù)的，也可以是躍變狀的延伸。下面簡短地對各個實施例作更加具體的說明。在圖1所示的實施例中，蓋片2在進氣口 4的范圍內(nèi)配置有輪盤進氣口 12，在該輪 盤進氣口 12范圍內(nèi)的蓋片2在旋轉(zhuǎn)軸Z的方向上被非旋轉(zhuǎn)對稱地實施。在所示的例子中， 輪盤進氣口 12呈跳板狀地(stegartig)從所述蓋片2上軸向伸展而出，在周向上形成具有 軸向突起以及位于所述突起之間的凹陷的波紋狀輪廓。在這種情況下，所述風扇葉輪1被 實施為徑流式風扇。在圖2所示的實施例中同樣涉及一個徑流式風扇，在該實施例中，只有蓋片2在旋 轉(zhuǎn)軸Z的方向上被非旋轉(zhuǎn)對稱地實施。為此，在這一實施例中，蓋片2在周向上被實施為波 紋狀，其中，在每兩個風扇葉片8之間形成一個向外凸起的拱形部分。這些部分在各風扇葉 片8的區(qū)域內(nèi)連續(xù)地彼此過渡。在圖3中描繪了 一個徑流式風扇的實施例，在該徑流式風扇中，只有底片6在軸向 方向Z上被非旋轉(zhuǎn)對稱地實施。具體地，其可以是與圖2所示蓋片2具有相同類型的設計方案。圖4所示實施例實際上是將圖2和圖3所示實施例的組合。這意味著，圖4所示 的徑流式風扇不但在蓋片2的區(qū)域內(nèi)同時也在底片6的區(qū)域內(nèi)被非旋轉(zhuǎn)對稱地實施。
在圖5中圖示了 一個作為斜流式風扇的風扇葉輪1的實施例，其中 ，蓋片2在徑向 方向r上被非旋轉(zhuǎn)對稱地實施，也就是說，在這一情況下不是連續(xù)的，而是躍變狀的。這是 通過以下方式得以實現(xiàn)的蓋片2的外側(cè)圓周邊緣14不是連續(xù)的，而是通過拐角以在半徑 上呈躍變狀的方式延伸。圖6顯示了一個徑流式風扇的實施例，其中，蓋片2在徑向方向r上被非旋轉(zhuǎn)對稱 地，也就是點連續(xù)地實施。這意味著，蓋片2在這里具有連續(xù)的圓周延伸，而沒有拐角或其 他躍變。相應地的實施方式也適合于圖7所示的很相似的實施例，但是在圖7所示的實施 例中，在各個點P處分別存在拐角或者彎折部。圖8顯示了一個徑流式風扇的實施例，其中，包括蓋片2和底片6的兩個盤片通過 在周向上波紋狀的輪廓延伸，在旋轉(zhuǎn)軸Z的方向上被實施為非旋轉(zhuǎn)對稱狀。額外地，這里設 計蓋片2和底片6在風扇葉輪1的外側(cè)圓周區(qū)域中彼此直接相連，從而共同形成風扇葉片 8的至少一個局部區(qū)域。為對此加以說明，在附圖8c中，蓋片2在葉片間流道10范圍內(nèi)的 一個局部區(qū)域被切去。原則上，風扇葉片8完全可以通過下述方式形成相應成型的底片6 和/或蓋片2在葉片8的整個延伸上直接地彼此連接在一起。但是，在示出的實施例中，盤 片2、6僅在外側(cè)圓周區(qū)域內(nèi)彼此相連，而在葉片間流道10的內(nèi)側(cè)導入?yún)^(qū)域中形成有作為分 立部分的常規(guī)葉片部分。在到目前為止所述的全部實施方案中，均通過非旋轉(zhuǎn)對稱的設計方案，形成了在 周向上被周期性地重復實施的幾何結(jié)構。但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，同樣可以選擇在形狀和 /或布置上無規(guī)律的幾何結(jié)構。對此，在圖9中示出了一個實施例。這里同樣涉及一個具有非旋轉(zhuǎn)對稱的蓋片2 的徑流式風扇。所述蓋片在圓周位置16具有躍變式變化的半徑r，蓋片2的外側(cè)圓周邊緣 14從圓周位置16出發(fā)并以在圓周上連續(xù)變化的半徑延伸，并在轉(zhuǎn)過360°后又終止在圓周 位置16的半徑-躍變處。因此，在這個實施例中，圓周邊緣14螺旋狀地延伸。當然也可以采取其他使得蓋片2和/或底片6在周向上存在無規(guī)律幾何結(jié)構的實 施方式。風扇葉片8可具有任意的延伸方式，這一點對于所有的實施方式都是適合的。例 如，風扇葉片可以相對于旋轉(zhuǎn)方向向前或向后彎曲。此外，也可以將所有到目前為止所述及的各個特征任意地加以組合。本發(fā)明并不限制于前面已經(jīng)說明和描寫過的實施例，其也包括所有在發(fā)明意義上 起同樣功能的結(jié)構。另外，本發(fā)明迄今為止也不限于在獨立權利要求中限定的特征組合，其 也可以被定義為已被全部公開的單個特征的一定特征的任意一種其他的組合方式。這意味 著，原則上并在實踐中，獨立權利要求中所述的每一個單個特征都可以刪去，或者說，獨立 權利要求中所述的每一個單個特征都可以被在本申請中其他地方所公開的單個特征所取 代。就此而言，所述權利要求只可被理解為對于一個發(fā)明的一種最初表述嘗試。
權利要求
一種風扇葉輪(1)，其作為徑流式風扇或斜流式風扇實施，包括一個具有進氣口(4)的蓋片(2)、一個底片(6)以及多個安裝在所述進氣口(4)周圍并圍繞旋轉(zhuǎn)軸(Z)四周分布的風扇葉片(8)，其中所述蓋片(2)和/或底片(6)具有非旋轉(zhuǎn)對稱的幾何結(jié)構，其特征在于，從軸向方向或者與軸(Z)平行的方向上看，各個非旋轉(zhuǎn)對稱的幾何結(jié)構具有連續(xù)的、點連續(xù)的延伸方式。
2.根據(jù)權利要求1或權利要求1的前序部分所述的風扇葉輪，其特征在于，位于每一風扇葉片(8)兩側(cè)的兩個徑向的且包含旋轉(zhuǎn)軸(Z)的截面之間 的每個非旋轉(zhuǎn)對稱的幾何結(jié)構在整個風扇葉片(8)上以沒有躍變的方式構造。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的風扇葉輪，其特征在于，從徑向方向(r)上看，每一非旋轉(zhuǎn)對稱的幾何結(jié)構具有連續(xù)的、點連續(xù)的 延伸方式，或者具有非連續(xù)的、呈躍變狀的延伸方式。
4.根據(jù)權利要求1至3之一所述的風扇葉輪，其特征在于，所述蓋片(2)在包圍著進氣口(4)且軸向突出的輪盤進氣口(12)的區(qū)域 內(nèi)是以在旋轉(zhuǎn)軸(Z)方向上呈非旋轉(zhuǎn)對稱的方式構造的，其中，輪盤進氣口(12)尤其具有 波紋狀的延伸輪廓，該延伸輪廓具有交替出現(xiàn)的突起和凹陷。
5.根據(jù)權利要求1至4之一所述的風扇葉輪，其特征在于，所述蓋片(2)在旋轉(zhuǎn)軸(Z)的方向上以非旋轉(zhuǎn)對稱的方式構造，其中所述 蓋片(2)在周向上具有優(yōu)選為波紋狀的結(jié)構。
6.根據(jù)權利要求1至5之一所述的風扇葉輪，其特征在于，所述底片(6)在旋轉(zhuǎn)軸(Z)的方向上以非旋轉(zhuǎn)對稱的方式構造，其中所述 底片(6)在周向上具有優(yōu)選為波紋狀的結(jié)構。
7.根據(jù)權利要求1至6之一所述的風扇葉輪，其特征在于，所述蓋片(2)在半徑方向(r)上以非旋轉(zhuǎn)對稱的方式構造。
8.根據(jù)權利要求1至7之一所述的風扇葉輪，其特征在于，所述底片(6)在半徑方向(r)上以非旋轉(zhuǎn)對稱的方式構造。
9.根據(jù)權利要求1至8之一所述的風扇葉輪，其特征在于，所述風扇葉片(8)至少在局部上是通過相應成型的蓋片和底片(2，6)之 間的直接連接形成的。
10.根據(jù)權利要求1至9之一所述的風扇葉輪，其特征在于，各個非旋轉(zhuǎn)對稱的幾何結(jié)構，就其形狀和/或布置而言，在周向上以周期 性重復的方式或者無規(guī)律的方式構造。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種作為徑流式風扇或斜流式風扇實施的風扇葉輪(1)，所述風扇葉輪(1)包括一個具有進氣口(4)的蓋片(2)、一個底片(6)以及多個安裝在所述進氣口(4)周圍并圍繞旋轉(zhuǎn)軸(Z)四周分布的風扇葉片(8)。所述蓋片(2)和/或底片(6)具有非旋轉(zhuǎn)對稱的幾何結(jié)構，從軸向方向或者與軸(Z)平行的方向上看，所述非旋轉(zhuǎn)對稱的幾何結(jié)構具有連續(xù)且點連續(xù)的延伸方式。
文檔編號F04D29/26GK101825113SQ20101011099
公開日2010年9月8日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權日2009年2月12日
發(fā)明者于爾根·朔內(nèi), 卡特琳·博爾, 馬克·施奈德 申請人:依必安-派特穆爾芬根股份有限兩合公司