專利名稱：具有導(dǎo)流體的軸流式通風(fēng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種帶有電機(jī)的軸流式通風(fēng)機(jī)，所述軸流式通風(fēng)機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，其中，葉片從構(gòu)造成通風(fēng)機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)子的外緣伸出(abragen),這些葉片使氣態(tài)介質(zhì)沿著軸向指向的主流向從輸入端向輸出端活動(dòng)。
背景技術(shù)：
對(duì)于此類以其眾多實(shí)施方式而廣為人知的通風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，“使其效率最大化”是ー經(jīng)久不變的發(fā)展目標(biāo)。若僅就通風(fēng)機(jī)葉輪來(lái)說(shuō)，效率在狹義上被理解為通風(fēng)機(jī)的傳送效率與通風(fēng)機(jī)軸所需功率之比。在給定軸功率的情況下，效率是由輸送的體積流量和通風(fēng)機(jī)作用的總壓カ增量(To t al dru cker hdhimg )決定的,這兩者的乘積為通風(fēng)機(jī)的傳送效率,其中，根據(jù)公知的伯努利方程，總壓カ被理解為靜態(tài)壓カ與動(dòng)態(tài)壓力之和。
旨在使有害的環(huán)境污染最小化的生態(tài)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(Okodesign-Richt Iinie)或者說(shuō)ErP準(zhǔn)則(歐盟2009/125/EG準(zhǔn)則)的修訂版，不但包含了依賴能源運(yùn)行的產(chǎn)品(Energy-using products,即耗/用能產(chǎn)品)，而且還將一般能源消耗相關(guān)產(chǎn)品(Energy-related Products,即耗能相關(guān)產(chǎn)品)包括在內(nèi)，與之相關(guān)聯(lián)的發(fā)展目標(biāo)的重要性被大大增加，其取決于每ー個(gè)百分點(diǎn)的效率的提高。無(wú)論是對(duì)于那些作為單機(jī)運(yùn)行的通風(fēng)機(jī)，還是對(duì)于作為ー個(gè)集成在儀器或設(shè)備中的部件來(lái)運(yùn)行的通風(fēng)機(jī)而言，這一點(diǎn)都是適用的。因此，ErP準(zhǔn)則規(guī)定了明確的最低效率，其中在這里對(duì)于效率一詞的進(jìn)一歩的含義在干，評(píng)估整個(gè)通風(fēng)機(jī)的效率，也即評(píng)估控制電路(假設(shè)存在的話)的單元的效率、電機(jī)的效率以及通風(fēng)機(jī)葉輪的效率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的基本目的在于，實(shí)現(xiàn)ー種前述類型的軸流式通風(fēng)機(jī)，此類通風(fēng)機(jī)以低廉的結(jié)構(gòu)成本的方式實(shí)現(xiàn)在效率方面的運(yùn)行特性的優(yōu)化。噪聲特性可以不因此受到影響，或者說(shuō)，最好應(yīng)能同時(shí)優(yōu)化噪聲特性。根據(jù)本發(fā)明，這ー目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即，在輸出端，將ー旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的導(dǎo)流體以與定子輪轂同心的方式間接或直接地固定在定子上，該導(dǎo)流體所具有的外直徑大于定子輪轂的外直徑，也大于轉(zhuǎn)子的外直徑，但小于葉片外接圓(Umkreis)的直徑。這種根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的導(dǎo)流體被設(shè)置在通風(fēng)機(jī)后方的流通方向上，其對(duì)于被傳送的氣流有利地起到隔板或擋板的作用，通過(guò)該隔板或擋板，避免了體積流從電機(jī)后方的渦流區(qū)域被抽吸而出。這種渦流區(qū)在流體從環(huán)流體中分離開(kāi)后產(chǎn)生，其在以液體作為流體介質(zhì)的情況下也被稱作“死水區(qū)”。在此區(qū)域不存在層流。此外，根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的導(dǎo)流體還起到了這樣的作用，S卩，使得流體介質(zhì)在大于輪轂直徑的直徑區(qū)域中才開(kāi)始回流，由此從總體上阻礙了回流。因此回流還需如下條件，即它必須克服離心カ得以實(shí)現(xiàn)，離心力是隨著到通風(fēng)機(jī)軸線的距離成比例地増大的。根據(jù)本發(fā)明，特別是在采用軸流式通風(fēng)機(jī)使反壓カ升高的情況下產(chǎn)生的回流區(qū)可被保持在相對(duì)較小范圍內(nèi)。因?yàn)橥ㄟ^(guò)風(fēng)扇的流體在直徑大于定子輪轂之處才會(huì)分開(kāi)(abl5sen)，所以，與沒(méi)有所述導(dǎo)流體的情況相比，流體在直至其分開(kāi)的那一時(shí)刻還能達(dá)到相對(duì)較大的壓力。因此，通過(guò)通風(fēng)機(jī)獲得的總壓カ增量將増大，而且與不帶導(dǎo)流體的通風(fēng)機(jī)相比，其效率將増大若干百分點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的導(dǎo)流體可有利地與安置在軸流式通風(fēng)機(jī)且同樣在輸出端安置在定子上的護(hù)柵一起使用。此時(shí)，導(dǎo)流體既可以實(shí)施成獨(dú)立的部件，也可以集成到所述護(hù)柵之中，也就是說(shuō)，尤其是固定在所述護(hù)柵之上或之中。而且，導(dǎo)流體與護(hù)柵形成一件式的實(shí)施方式在此處也是可以的。導(dǎo)流體可以有利地實(shí)施為可夾持的、可旋緊的、可鉚接的或可焊接的塑料件或鈑金件(Blechteil),亦即實(shí)施為能夠以カ適配、形狀適配和/或材料適配的方式固定的部件，尤其是實(shí)施為那種在生產(chǎn)和裝配技術(shù)方面成本低廉的可夾持式塑料部件，或者實(shí)施為結(jié)構(gòu)穩(wěn)固并具有較高堅(jiān)固性的可焊接式的鈑金件。在優(yōu)選實(shí)施例中可以這樣設(shè)計(jì)，S卩，把導(dǎo)流體的基本形狀實(shí)施為錐形，尤其是截錐 體形，其中其外罩面在安裝完畢的狀態(tài)下沿著遠(yuǎn)離定子的方向發(fā)散。此時(shí)帶來(lái)的有利效果是，外罩面的這種斜置形式能夠起到使流體向外轉(zhuǎn)向的作用，從而提高所述導(dǎo)流體的引導(dǎo)能力。
本發(fā)明的其他有利實(shí)施方式包含在各從屬權(quán)利要求以及隨后的說(shuō)明中。下面，通過(guò)附圖中示出的多個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步地闡述。在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明的軸流式通風(fēng)機(jī)的第一實(shí)施例從流體介質(zhì)輸入端看過(guò)去的透視圖；圖2是圖I所示的根據(jù)本發(fā)明的軸流式通風(fēng)機(jī)的實(shí)施例的側(cè)視圖；圖3是圖I所示的根據(jù)本發(fā)明的軸流式通風(fēng)機(jī)的實(shí)施例從流體介質(zhì)的輸出端看過(guò)去的俯視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的軸流式通風(fēng)機(jī)的第二實(shí)施例從流體介質(zhì)輸入端看過(guò)去的透視圖；圖5是圖4所示的根據(jù)本發(fā)明的軸流式通風(fēng)機(jī)的實(shí)施例的側(cè)視圖；圖6是圖4所示的根據(jù)本發(fā)明的軸流式通風(fēng)機(jī)的實(shí)施例從流體介質(zhì)的輸出端看過(guò)去的俯視圖；圖7以與圖I和圖4類似的形式示出了根據(jù)本發(fā)明的軸流式通風(fēng)機(jī)的另ー實(shí)施例。附圖標(biāo)記列表I 軸流式通風(fēng)機(jī)2 軸流式通風(fēng)機(jī)I的定子2a 軸流式通風(fēng)機(jī)I的定子輪轂3 軸流式通風(fēng)機(jī)I的轉(zhuǎn)子4 轉(zhuǎn)子3上的葉片5 導(dǎo)流體
5a導(dǎo)流體5的外罩面5b導(dǎo)流體5的邊緣6螺栓7護(hù)柵7a護(hù)柵7的徑向固定梁7b護(hù)柵7的沿周向延伸的柵梁8導(dǎo)流噴嘴8a導(dǎo)流噴嘴8的噴嘴槽
8b導(dǎo)流噴嘴8的噴嘴壁9導(dǎo)流噴嘴8的框架結(jié)構(gòu)9a框架結(jié)構(gòu)9的固定孔A輸出端D2定子輪轂2a的外直徑D3轉(zhuǎn)子3的外直徑D4葉片4的外直徑D5導(dǎo)流體5的外直徑E輸入端S主流向U3轉(zhuǎn)子3的外緣(直徑D3 )U4葉片4的外接圓(圓周，直徑D4)U5導(dǎo)流體5的外緣(直徑D5 )X-X軸流式通風(fēng)機(jī)I的縱軸μ外罩面5a與X-X之間的夾角
具體實(shí)施例方式對(duì)于下述的說(shuō)明，需要強(qiáng)調(diào)的是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，因此也不限于所描述的特征組合中的全部或多個(gè)特征；實(shí)際上，任一實(shí)施例中的每ー單個(gè)子特征在與其他所有結(jié)合在一起描述的子特征分開(kāi)時(shí)，無(wú)論是單獨(dú)存在，還是與另ー實(shí)施例中的任一特征相組合，都依然具有發(fā)明意義。在附圖的不同圖形中，相同的部件均配以相同的附圖標(biāo)記，因而對(duì)它們一般只分別描述一次。首先，從示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的圖I至3以及示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的圖4至6中可以得知，根據(jù)本發(fā)明的通風(fēng)機(jī)I (如圖所示其被實(shí)施為軸向結(jié)構(gòu))包括定子2和轉(zhuǎn)子3，其中，在構(gòu)造成具有外直徑D3的通風(fēng)機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)子3的外緣U3上固定有葉片4，所述葉片使氣態(tài)介質(zhì)沿著軸向指向的主流向S從輸入端E向著輸出端A活動(dòng)。葉片4的頂端在直徑為D4的外接圓U4上運(yùn)動(dòng)，直徑D4可視為通風(fēng)機(jī)葉輪的最大直徑。根據(jù)本發(fā)明，可以設(shè)計(jì)如下，即在輸出端A，將ー旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的導(dǎo)流體5以與定子輪轂2a同心的方式間接或直接地固定在定子2上，且該導(dǎo)流體所具有的外直徑D5大于所述定子輪轂2a的外直徑D2并且也大于轉(zhuǎn)子3的外直徑D3。理論上，其最大尺寸是由葉片4的外接圓U4的直徑D4限定的，其中導(dǎo)流體5的外直徑D5至少應(yīng)比外接圓U4的直徑D4小15%，以便使傳送流體沿著軸向指向的主流向S到達(dá)。與本發(fā)明所相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)已在前文列出。特別要指明的是，通過(guò)軸流式通風(fēng)機(jī)I的流體在導(dǎo)流體5的外直徑D5處(也即流體分開(kāi)處)能夠獲得的壓カ大于其在定子輪轂2a的外直徑D2處獲得的壓力，因此其將獲得更高的效率。導(dǎo)流體5可實(shí)施為可夾持的 、可旋緊的、可鉚接的或可焊接的塑料件或鈑金件，尤其是實(shí)施為可夾持的塑料部件或可焊接的鈑金件。在示出的兩個(gè)實(shí)施方式中，導(dǎo)流體5是借助于螺栓6與定子2，尤其是該定子的定子輪轂2a旋擰在一起的。優(yōu)選地，導(dǎo)流體5的外直徑D5是這樣確定的，即，導(dǎo)流體5的外緣U5以半徑Ropt伸展，該半徑距離轉(zhuǎn)子3的外緣U3最多為葉片4的長(zhǎng)度L4的40%，并優(yōu)選地在一區(qū)域中伸展，該區(qū)域距離轉(zhuǎn)子3的外緣U3大約為葉片4的長(zhǎng)度L4的20-30%。因?yàn)槿~片4可制成不同形狀，例如可帶有弧度和/或具有拱形外邊緣，所以葉片4的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度L4是根據(jù)公式(I)給出的ー個(gè)值L4=(D4_D3)/2(1)上面提到的理想比例范圍也可以因此通過(guò)下面的公式(2)或者更簡(jiǎn)化的公式(3)來(lái)表達(dá)D5/2=Ropt=D3/2+ (O. 2. · · O. 3) * (D4-D3) /2(2)D5=D3+ (O. 2...0.3)* (D4-D3)(3)因此，導(dǎo)流體5的外直徑D5的理想邊界條件為D5〈D3+0. 4*(D4_D3)(4)如果轉(zhuǎn)子3的外緣U3構(gòu)造成錐狀，則取直徑D3的最大值計(jì)算。特別通過(guò)圖2和圖5，相應(yīng)的直徑和長(zhǎng)度的比例關(guān)系被很好地示出。在所述比例范圍內(nèi)，效率可獲得最大的増量。為實(shí)現(xiàn)更好地引導(dǎo)流體的目的，可以通過(guò)斜置導(dǎo)流體5的由外罩面5a構(gòu)成的引流面來(lái)引導(dǎo)流體發(fā)生轉(zhuǎn)向。為此，如圖所示，根據(jù)本發(fā)明可以優(yōu)選地這樣設(shè)計(jì)，即，將導(dǎo)流體5的基本形狀實(shí)施為錐形，尤其是截錐體形，其中其外罩面5a在安裝完畢的狀態(tài)下沿著遠(yuǎn)離定子2的方向發(fā)散。特別是像圖2和圖5所示的那樣，此時(shí)尤其優(yōu)選這樣設(shè)計(jì)，即，導(dǎo)流體5的外罩面5a以與通風(fēng)機(jī)縱軸X-X成角度μ的方式延伸，角度μ不小于30° ,并優(yōu)選處于55°至65°的范圍內(nèi)。在這一角度范圍內(nèi)，效率可獲得最大的増量。如本發(fā)明的兩個(gè)示出的實(shí)施例所示，在輸出端Α，在定子2上固定有護(hù)柵7。圖4至圖6中所示出的第二實(shí)施例與圖I至圖3所示的第一實(shí)施例的不同之處在于其導(dǎo)流體5是集成在護(hù)柵7中的。在這兩個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)流體5和護(hù)柵7借助于螺栓6與定子輪轂2a旋擰在一起。因此螺栓6同時(shí)地伸入徑向延伸的、用來(lái)固定護(hù)柵7以及該護(hù)柵的同心且沿周向延伸的柵梁7b的固定梁7a中的固定孔中以及導(dǎo)流體5的沿垂直于軸向指向的主流向S延伸的邊緣5b中的固定孔中。在第二實(shí)施例中，導(dǎo)流體5是集成在護(hù)柵7中的，這意味著，護(hù)柵7的同心且沿周向延伸的柵梁7b在導(dǎo)流體5的范圍內(nèi)是省去的，這一點(diǎn)有利于節(jié)省材料。導(dǎo)流體5的外罩面5a與護(hù)柵7的形狀相適配，因而就有利地承擔(dān)起了護(hù)柵的部分保護(hù)功能。而第一實(shí)施例則與此不同，即，為根據(jù)本發(fā)明提高通風(fēng)機(jī)的效率，并無(wú)必要在轉(zhuǎn)子上3設(shè)置新的葉片組，而是根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的導(dǎo)流體5可與公知的通風(fēng)機(jī)部件一起使用。換言之不必為了提高效率而定義新的通風(fēng)機(jī)類型，而只需用根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)流體5對(duì)現(xiàn)有通風(fēng)機(jī)進(jìn)行升級(jí)改造即可。這樣并不會(huì)使噪聲特性變壞，而是甚至有可能使其得到改善。為能夠使根據(jù)本發(fā)明的軸流式通風(fēng)機(jī)I安裝到例如建筑物墻壁或儀器以及機(jī)械中，其可優(yōu)選地設(shè)計(jì)成自由通風(fēng)，也就是說(shuō)它后面不接管路系統(tǒng)，因?yàn)樵谶@種情況下，導(dǎo)流體5由于適配的總流通比例而展示其最高的效率。就像從前面的實(shí)施例中已表明的那樣，本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施例，而是包括所有在本發(fā)明的意義上具有相同作用的設(shè)備和措施。例如以下設(shè)計(jì)同樣也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)軸流式通風(fēng)機(jī)I的幾何結(jié)構(gòu)與所示出的結(jié)構(gòu)有所偏差，或者在根據(jù)本發(fā)明的軸流式通風(fēng)機(jī)的單機(jī)實(shí)施方式中存在取代護(hù)柵7的承載十字梁或者除了采用護(hù)柵7，還額外増加承載十字梁。如所示出，導(dǎo)流體5可以直接地或者例如通過(guò)護(hù)柵7間接地固定在定子2上，這并不脫離本發(fā)明的范圍。
此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)其他附加的、依據(jù)本發(fā)明目的的技術(shù)措施，但這并沒(méi)有脫離本發(fā)明的范圍。例如，圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的軸流式通風(fēng)機(jī)I的一個(gè)實(shí)施例，在該實(shí)施例中，葉片4的外部被沿主流向S錐形延伸并在之后的延伸中構(gòu)造成中空?qǐng)A柱體形的導(dǎo)流噴嘴8所包圍。此種導(dǎo)流噴嘴8可以根據(jù)安裝情況而被實(shí)施為具有不同的軸向長(zhǎng)度，例如可將其制成所謂的短噴嘴，此時(shí)，葉片4在輸出端A處是從噴嘴槽8a中伸出的。采用這種方式至少可以防止由導(dǎo)流體5引導(dǎo)的流體撞擊到噴嘴壁Sb上，此種撞擊有可能導(dǎo)致效率損失。噴嘴8與導(dǎo)流體5結(jié)合在一起協(xié)同作用，將使在根據(jù)本發(fā)明的通風(fēng)機(jī)I中的流體形成情況得到優(yōu)化。在示出的實(shí)施例中，圓形的導(dǎo)流噴嘴8以依據(jù)本發(fā)明的目的的方式嵌入將其全面包圍的，尤其呈正方形的框架結(jié)構(gòu)9中，該框架結(jié)構(gòu)具有用來(lái)安裝的固定孔9a。本發(fā)明迄今為止并不限于在權(quán)利要求I中限定的特征組合，其也可以被定義為任意ー種其他的組合方式，只要這種組合是通過(guò)已被全部公開(kāi)的單個(gè)特征中的一定特征組合而成的。這就是說(shuō)，原則上并且實(shí)際上，權(quán)利要求I中的每ー單個(gè)特征均可以被去掉或者可以被至少ー個(gè)在本申請(qǐng)的其它地方公開(kāi)的單個(gè)特征所替代。就此而言，各權(quán)利要求僅應(yīng)被理解為對(duì)于一個(gè)發(fā)明的ー種最初表述嘗試。
權(quán)利要求
1.一種帶有電機(jī)的軸流式通風(fēng)機(jī)(1)，所述軸流式通風(fēng)機(jī)包括定子(2)和轉(zhuǎn)子(3)，其中，葉片(4)從構(gòu)造成通風(fēng)機(jī)葉輪的所述轉(zhuǎn)子(3)的外緣(U3)伸出，這些葉片使氣態(tài)介質(zhì)沿著軸向指向的主流向(S)從輸入端(E)向輸出端(A)活動(dòng),其特征在于,在所述輸出端(A),將旋轉(zhuǎn)対稱的導(dǎo)流體(5)以與定子輪轂(2a)同心的方式間接或直接地固定在所述定子(2)上，該導(dǎo)流體所具有的外直徑(D5)大于所述定子輪轂(2a)的外直徑(D2)、大于所述轉(zhuǎn)子(3)的外直徑(D3)但小于所述葉片(4)的外接圓(U4)的直徑(D4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的通風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，在所述輸出端(A)，在所述定子(2)上固定有護(hù)柵或承載十字梁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述導(dǎo)流體(5)集成在所述護(hù)柵或承載十字梁中。
4.如權(quán)利要求I至3之一所述的通風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述導(dǎo)流體(5)實(shí)施為可夾持的、可旋緊的、可鉚接的或可焊接的塑料件或鈑金件，尤其是實(shí)施為可夾持的塑料部件或可焊接的鈑金件。
5.如權(quán)利要求I至4之一所述的通風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述導(dǎo)流體(5)的外直徑(D5)是根據(jù)公式 D5〈D3+0. 4*(D4-D3)，優(yōu)選根據(jù)公式 D5=D3+(0. 2. . . O. 3)*(D4_D3)來(lái)確定大小的。
6.如權(quán)利要求I至5之一所述的通風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述導(dǎo)流體(5)的基本形狀被實(shí)施為錐形，尤其是截錐體形，其中，其外罩面(5a)在安裝完畢的狀態(tài)下沿著遠(yuǎn)離定子(2)的方向發(fā)散。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通風(fēng)機(jī)(1)，其特征在于，所述導(dǎo)流體(5)的外罩面(5a)以與通風(fēng)機(jī)縱軸形成夾角(μ )的方式延伸，所述夾角不小于30°，并優(yōu)選落在55°至65°的區(qū)間內(nèi)。
8.如權(quán)利要求I至7之一所述的通風(fēng)機(jī)(I)，其特征在于，所述葉片(4)的外部被沿主流向(S)錐形延伸并在之后的延伸中構(gòu)造成中空?qǐng)A柱體形的導(dǎo)流噴嘴(8)所包圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有電機(jī)的軸流式通風(fēng)機(jī)(1)，所述軸流式通風(fēng)機(jī)包括定子(2)和轉(zhuǎn)子(3)，其中，葉片(4)從構(gòu)造成通風(fēng)機(jī)葉輪的所述轉(zhuǎn)子(3)的外緣(U3)伸出，這些葉片使氣態(tài)介質(zhì)沿著軸向指向的主流向(S)從輸入端(E)向輸出端(A)活動(dòng)。為了以低廉的結(jié)構(gòu)成本的方式實(shí)現(xiàn)在效率方面的運(yùn)行特性的優(yōu)化，提出以下方案，即，在所述輸出端(A)，將一旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的導(dǎo)流體(5)以與定子輪轂(2a)同心的方式間接或直接地固定在所述定子(2)上，該導(dǎo)流體所具有的外直徑(D5)大于所述定子輪轂(2a)的外直徑(D2)，也大于所述轉(zhuǎn)子(3)的外直徑(D3)但小于所述葉片(4)的外接圓(U4)的直徑(D4)。
文檔編號(hào)F04D29/38GK102852856SQ201210226290
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者奧利弗·哈夫 申請(qǐng)人:依必安-派特穆?tīng)柗腋煞萦邢迌珊瞎?br>