本實(shí)用新型涉及一種具有風(fēng)機(jī)葉輪和導(dǎo)向輪的風(fēng)機(jī)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中已知導(dǎo)向輪在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用。例如DE 10 2012 109 542A1公開(kāi)了一種軸流風(fēng)扇，其具有設(shè)計(jì)為氣流整流器的導(dǎo)向輪，該導(dǎo)向輪在本技術(shù)領(lǐng)域中也被稱為出口導(dǎo)向輪。

在已知的導(dǎo)向輪中，出發(fā)點(diǎn)在于使該導(dǎo)向輪保障其在風(fēng)機(jī)或風(fēng)機(jī)葉輪的徑向外側(cè)區(qū)域的、在流體技術(shù)和減少噪音方面的最大效果，因?yàn)樵谠搮^(qū)域內(nèi)，由風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流的速度最大。導(dǎo)向輪應(yīng)均衡氣流，并防止消極影響效率和噪音情況的、向風(fēng)機(jī)葉輪的回流。對(duì)于上述情況的已知的解決方案在實(shí)踐中作用良好，但還可進(jìn)一步改進(jìn)，以便在所需的軸向結(jié)構(gòu)空間、氣流走向和噪音情況方面獲得進(jìn)一步的積極效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此本實(shí)用新型的任務(wù)在于提供一種具有出口導(dǎo)向輪的風(fēng)機(jī)，其在改進(jìn)流動(dòng)特性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了緊湊的軸向構(gòu)造方式。

這種任務(wù)通過(guò)根據(jù)本實(shí)用新型的特征組合得以實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本實(shí)用新型建議一種風(fēng)機(jī)，其具有風(fēng)機(jī)葉輪，該風(fēng)機(jī)葉輪具有風(fēng)機(jī)葉片，該風(fēng)機(jī)葉輪圍繞風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸徑向向外延伸，并且該風(fēng)機(jī)葉輪的徑向的外圓周決定了風(fēng)機(jī)葉輪直徑。此外，風(fēng)機(jī)還包括在軸向的氣流方向上與風(fēng)機(jī)葉輪相間隔設(shè)置的、具有導(dǎo)氣接片的導(dǎo)向輪，該導(dǎo)向輪同樣徑向向外延伸，并具有導(dǎo)向輪直徑，該導(dǎo)向輪直徑小于風(fēng)機(jī)葉輪直徑，因此該導(dǎo)向輪規(guī)定了風(fēng)機(jī)葉輪橫截面的部分橫截面。

通過(guò)該相對(duì)于風(fēng)機(jī)葉輪在直徑上較小的導(dǎo)向輪，能夠減小風(fēng)機(jī)葉輪和導(dǎo)向輪之間的距離，即，導(dǎo)向輪在氣流方向上能夠更加接近風(fēng)機(jī)葉輪。這一方面減小了風(fēng)機(jī)在軸向的氣流方向上的結(jié)構(gòu)尺寸，另一方面改善了該風(fēng)機(jī)的噪音情況。已知的均衡氣流和防止回流的基本作用仍保持不變。此外，由于結(jié)構(gòu)空間要求低，導(dǎo)向輪能夠作為可加裝的部件安裝在現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)上。

在直徑上相對(duì)于風(fēng)機(jī)葉輪減小的導(dǎo)向輪的另一個(gè)有利的方面在于，經(jīng)過(guò)導(dǎo)向輪的較小橫截面的壓力差較小，從而在應(yīng)用于低溫技術(shù)時(shí)降低了結(jié)冰的風(fēng)險(xiǎn)。

在風(fēng)機(jī)的一個(gè)有利的實(shí)施方案中設(shè)置為，風(fēng)機(jī)葉輪具有風(fēng)機(jī)葉輪轂和可穿流的葉片區(qū)段，該葉片區(qū)段在徑向上鄰接風(fēng)機(jī)葉輪轂并延伸至風(fēng)機(jī)葉輪的外圓周。此外，導(dǎo)向輪包括導(dǎo)向輪轂和導(dǎo)向區(qū)段，該導(dǎo)向區(qū)段在徑向上鄰接導(dǎo)向輪轂并延伸至導(dǎo)向輪的外圓周。在此有利的是，導(dǎo)向區(qū)段與葉片區(qū)段的直徑比在0.1至0.8的范圍內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選在0.2至0.5的范圍內(nèi)。不需設(shè)置特有的部件作為導(dǎo)向輪轂，相反地，可以由其他部件的部分，例如由馬達(dá)殼體形成導(dǎo)向輪轂。

在一個(gè)擴(kuò)展方案中，導(dǎo)向輪在軸向的氣流方向上的寬度對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)葉輪直徑的0.01至0.2倍(即1％至20％)，進(jìn)一步優(yōu)選為風(fēng)機(jī)葉輪直徑的0.02至0.1倍(即2％至10％)。這意味著，調(diào)整導(dǎo)向輪寬度的參考值是風(fēng)機(jī)葉輪直徑。

導(dǎo)向輪的幾何構(gòu)造具有流體技術(shù)上的直接作用，其中，上述設(shè)計(jì)尺寸單獨(dú)地和積累地導(dǎo)致在由風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流的徑向的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)，湍流比重和徑向分量的減小。子午面內(nèi)的流出角基本上接近于最佳值零，從而消除了通常在輪轂區(qū)域或徑向的內(nèi)部區(qū)域發(fā)生的、逆著所產(chǎn)生的氣流方向的回流。

導(dǎo)向輪的積極作用和緊湊的構(gòu)造方式還由此得到促進(jìn)，即，風(fēng)機(jī)葉輪和導(dǎo)向輪之間在軸向的氣流方向上的最小距離在風(fēng)機(jī)葉輪直徑的0.01～0.2倍的范圍內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選在0.01～0.05倍的范圍內(nèi)。

此外，流體技術(shù)上有利的是，在一個(gè)變形實(shí)施方案中，導(dǎo)向輪在其徑向的外圓周上具有外周環(huán)。該外周環(huán)優(yōu)選設(shè)計(jì)為薄壁，并具有對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)葉輪直徑的0.002至0.015倍的徑向厚度。

此外還有利的是，外周環(huán)完整環(huán)繞導(dǎo)向輪，并在軸向截面內(nèi)具有非方形的橫截面。除了在流體技術(shù)上的影響，外周環(huán)則也有利于提高導(dǎo)向輪的剛性。

在一個(gè)有利的擴(kuò)展方案中設(shè)置為，外周環(huán)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸成5-25°，進(jìn)一步優(yōu)選成5-10°的角β斜置地在軸向的氣流方向上徑向向外延伸。

在風(fēng)機(jī)的另一個(gè)變形實(shí)施方案中，特征在于，導(dǎo)向輪轂相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸成60°以內(nèi)的角α斜置地在軸向的氣流方向上徑向向外延伸，即，導(dǎo)向輪轂在氣流方向上成圓錐形。

替代這種導(dǎo)向輪轂，可以在一個(gè)替代解決方案中設(shè)置為，導(dǎo)向輪在徑向上鄰接導(dǎo)向輪轂具有內(nèi)環(huán)，該內(nèi)環(huán)與旋轉(zhuǎn)軸成60°以內(nèi)的角α斜置地在軸向的氣流方向上，優(yōu)選在導(dǎo)向輪的整個(gè)寬度上徑向向外延伸。導(dǎo)向輪轂或鄰接導(dǎo)向輪轂的內(nèi)環(huán)的斜置將由風(fēng)機(jī)葉輪產(chǎn)生的氣流在徑向的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)徑向向外引離風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸。

此外，在一個(gè)結(jié)構(gòu)方案中證實(shí)為有利的是，角α大于角β。

此外，在一個(gè)實(shí)施方案中，在流體技術(shù)上有利的是，導(dǎo)向輪轂或內(nèi)環(huán)與外周環(huán)共同形成了噴嘴，該噴嘴具有在氣流方向上逐漸縮小的穿流橫截面。

根據(jù)本實(shí)用新型的風(fēng)機(jī)在改進(jìn)流動(dòng)特性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了緊湊的軸向構(gòu)造方式。

附圖說(shuō)明

導(dǎo)向輪的導(dǎo)氣接片的實(shí)施方案優(yōu)選以根據(jù)公開(kāi)文獻(xiàn)DE102012109542A1的方式實(shí)行。與此相關(guān)的公開(kāi)內(nèi)容引入本公開(kāi)文獻(xiàn)。即使沒(méi)有明確說(shuō)明，其他為風(fēng)機(jī)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)部件，例如馬達(dá)和主動(dòng)軸也同樣包括在內(nèi)。本實(shí)用新型的其它有利改進(jìn)方案在如下結(jié)合本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的說(shuō)明借助附圖得到詳細(xì)闡述，其中：

圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的風(fēng)機(jī)的示意性的半切側(cè)視圖；

圖2示出了在另一變形實(shí)施方案中的根據(jù)本實(shí)用新型的風(fēng)機(jī)的示意性的半切側(cè)視圖；

圖3示出了在另一變形實(shí)施方案中的根據(jù)本實(shí)用新型的風(fēng)機(jī)的示意性的半切側(cè)視圖；

圖4示出了根據(jù)圖1的風(fēng)機(jī)和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的沒(méi)有導(dǎo)向輪的風(fēng)機(jī)的曲線圖。

在所有視圖中，相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)記相同的部件。所有附圖為純示意性并有助于理解本實(shí)用新型。

具體實(shí)施方式

圖1以軸向截面示出了(軸流)風(fēng)機(jī)1的上半部，該風(fēng)機(jī)具有圍繞該風(fēng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)軸RA徑向向外延伸的風(fēng)機(jī)葉輪2和在軸向的氣流方向上與該風(fēng)機(jī)葉輪2相距極小距離A設(shè)置的導(dǎo)向輪4，其中，該距離A對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)葉輪直徑Dv的0.02倍的值。風(fēng)機(jī)1的未示出的下半部成鏡像對(duì)稱設(shè)置。風(fēng)機(jī)葉輪2具有多個(gè)在圓周方向上相互間隔設(shè)置的風(fēng)機(jī)葉片3，該風(fēng)機(jī)葉片分別從風(fēng)機(jī)葉輪轂12徑向向外延伸，且與此同時(shí)該風(fēng)機(jī)葉片的軸向?qū)挾戎饾u增加。對(duì)于所有的實(shí)施例也能夠替代為使用在本領(lǐng)域中已知的風(fēng)機(jī)葉片的形狀。風(fēng)機(jī)葉輪葉片3的徑向外自由端決定外圓周，并由此決定風(fēng)機(jī)葉輪直徑Dv。此外簡(jiǎn)略示出了形成氣流通道的殼體部分30，風(fēng)機(jī)1設(shè)置在該殼體部分中，在此風(fēng)機(jī)葉片3和殼體部分30的內(nèi)壁之間具有間隙距離31。殼體部分30可以是外部部件或整合在風(fēng)機(jī)中。

導(dǎo)向輪4包括多個(gè)在軸向上穿過(guò)該導(dǎo)向輪延伸的導(dǎo)氣接片5，且該導(dǎo)向輪從導(dǎo)向輪轂13徑向向外延伸至外周環(huán)11。最大導(dǎo)向輪直徑Dl小于風(fēng)機(jī)葉輪直徑Dv。由于導(dǎo)向輪4和風(fēng)機(jī)葉輪2設(shè)置為在氣流方向上相互覆蓋，導(dǎo)向輪4就規(guī)定了可穿流的風(fēng)機(jī)葉輪橫截面的可穿流的部分橫截面。該可穿流的橫截面由從風(fēng)機(jī)葉輪轂12徑向向外延伸的葉片區(qū)段8和從導(dǎo)向輪轂13徑向向外延伸的導(dǎo)向區(qū)段9形成，其中，導(dǎo)向區(qū)段9與葉片區(qū)段8的直徑比在所示的實(shí)施例中為0.4。葉片區(qū)段8的徑向的外側(cè)部分不被導(dǎo)向輪4覆蓋，因此由風(fēng)機(jī)葉輪2產(chǎn)生的氣流一部分首先穿過(guò)導(dǎo)向輪4，一部分直接達(dá)到軸向的外部。

外周環(huán)11基本上在導(dǎo)向輪4的整個(gè)寬度B上平行于旋轉(zhuǎn)軸RA延伸，且設(shè)計(jì)為薄壁的圓環(huán)，其厚度對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)葉輪直徑Dv的0.01倍的值。導(dǎo)向輪4的寬度B對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)葉輪直徑Dv的0.065倍的值。風(fēng)機(jī)葉輪轂12和導(dǎo)向輪轂13具有相同的輪轂直徑Dn。

根據(jù)圖2的實(shí)施例與圖1中的實(shí)施例除了導(dǎo)向輪的構(gòu)造之外是相同的，因此為避免重復(fù)，參照關(guān)于圖1所述的特征。根據(jù)圖2的實(shí)施例的導(dǎo)向輪4額外包括內(nèi)環(huán)7，該內(nèi)環(huán)具有相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸RA成40°角α斜置的區(qū)段，并在軸向的氣流方向上，在導(dǎo)向輪4的整個(gè)寬度B上傾斜地徑向向外延伸。在所示的軸向截面中，內(nèi)環(huán)7具有V形橫截面，該V形橫截面具有抓靠導(dǎo)向輪轂13的支腿和形成斜置區(qū)段的支腿。內(nèi)環(huán)7有效地防止了在位于徑向內(nèi)部、鄰接輪轂12、13的區(qū)域內(nèi)，空氣向風(fēng)機(jī)葉輪2的軸向回流。

根據(jù)圖3的實(shí)施例與圖2中的實(shí)施例相同，除了外周環(huán)11有所變化。因此為避免重復(fù)，參照關(guān)于圖1和圖2的公開(kāi)內(nèi)容。根據(jù)圖3，外周環(huán)11相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸RA成β＝10°的角斜置，并在軸向的氣流方向上徑向向外延伸。因此，導(dǎo)向輪4通過(guò)內(nèi)環(huán)7和外周環(huán)11形成噴嘴，該噴嘴具有在氣流方向上逐漸縮小的穿流橫截面。由于外周環(huán)11的傾斜設(shè)置，最大導(dǎo)向輪橫截面擴(kuò)大了角β的對(duì)邊的長(zhǎng)度。

圖4示出了在根據(jù)圖1的風(fēng)機(jī)1和沒(méi)有導(dǎo)向輪4的同樣的風(fēng)機(jī)的不同的體積流量qv[m³/h]下的壓力變化psf[pa]和效率nse[％]的特征曲線圖，其中，實(shí)線分別標(biāo)示根據(jù)圖1的風(fēng)機(jī)1，虛線分別標(biāo)示沒(méi)有導(dǎo)向輪的風(fēng)機(jī)?？梢郧宄乜闯?，在大約1100m³/h的體積流量和高達(dá)大約1300m³/h的較高的壓力下，即在高度相關(guān)的工作范圍內(nèi)具有提高的峰值效率的有利效果。