CN102913467B - 带有附加流体通道的轴流式通风机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴流式通风机，包括内置电机（1）以及与该电机抗扭转地连接的通风机叶轮，通风机叶轮具有多个从电机向外伸展且具有叶片长度的轮叶，通风机尤其具有沿周向包围通风机叶轮的通风机壳体（9）。通风机壳体通过至少两条自电机向外延伸到通风机壳体的支杆（8）而与电机连接。从流动方向上看位于通风机叶轮之后的构造在电机上的电机壳体（5）尤其用来容纳电机电子组件。从流体介质的流动方向上看位于通风机叶轮之后的带有流入口和流出口的流体通道（10）这样被固定在电机上，即，流入口以相对于流出口向外错开的方式设置。流出口被调整朝向电机壳体（5）的方向，以使从流出口出来的气流被引导至电机壳体（5）。

Description

带有附加流体通道的轴流式通风机

技术领域

本发明涉及一种轴流式通风机，其包括内置电机以及与该电机抗扭转地连接在一起的通风机叶轮，所述通风机叶轮具有多个从电机出发向外伸展且具有叶片长度的轮叶，所述通风机尤其具有一沿周向包围通风机叶轮的通风机壳体，该通风机壳体通过至少两条自电机出发向外延伸到通风机壳体上的支杆而与所述电机连接在一起，所述通风机还包括构造在电机上的电机壳，该电机壳在流动方向上位于所述通风机叶轮之后，它尤其用来容纳电机电子组件。

背景技术

此类轴流式通风机已广为人知。对于这些轴流式通风机而言，随着反压的增大和电机负荷的增加，实现了将流体介质的流体从轮毂区域的分离，从而引起这样的问题，即，在关键的插入点处，位于电机壳体中的电子组件不能被很好地冷却，因为流过轴流式通风机的流体介质不能很好地流经电机壳体。这一问题还常常会由于下述原因而加重，即，在通风机叶轮与支杆之间设置有护栅，而用于悬挂此护栅的护栅吊架则配有较大的固定法兰。由于这种固定法兰的缘故，电机壳体上的流通将进一步恶化。

发明内容

本发明的基本目的在于，将现有的轴流式通风机进行设计，从而优化电机壳体上的气流，并且因此而改善电机壳体的冷却效果。

根据本发明，这一目的是通过一轴流式通风机实现的，所述轴流式通风机包括内置电机以及与该电机抗扭转地连接在一起的通风机叶轮，所述通风机叶轮具有多个从所述电机出发向外伸展且具有一叶片长度的轮叶，所述通风机尤其具有沿周向包围所述通风机叶轮的通风机壳体，该通风机壳体通过至少两条自所述电机出发向外延伸到所述通风机壳体上的支杆而与所述电机连接在一起，其中在电机上，沿流体介质的流动方向看在通风机叶轮之后的带有朝着所述流动方向（X）取向的流入口和流出口的流体通道是被固定的，从而使得所述流入口以相对于流出口向外错开的方式设置，其中沿流体介质的流动方向看，在所述通风机叶轮之后，在电机上构造有用来容纳电机电子组件的电机壳体，并且其中所述流出口被调整朝向电机壳体的方向，以使从流出口逸出的气流将被引导至电机壳体并且所述流出口形成开启口，该开启口在所述电机壳体的部分圆周上延伸并且所述流入口的中心与电机轮毂（4）的周缘至少存在一段径向距离，所述距离为轮叶长度L的三分之一至三分之二，其中L=（D1-D2）/2且D2为所述电机轮毂的外直径以及D1为围绕所述轮叶（3）的径向外端部的外接圆的直径。

在这种情况下，下述方案可为符合目的的，即，流体通道在径向方向上线性地（geradlinig）延伸或所述流体通道被以如下方式构造为倾斜状或拱形，即，流入口相对于流出口被设置为径向且周向错开。本发明基于这样的认识，即，通过在流体通道的流入口与流出口之间存在压差，在电机壳体上存在来自流体通道的流体介质的流动速度，其与自然对流相比，明显地加强了热传递。因为随着通风机叶轮半径的增大，圆周速度也将增大，从而更大的体积流量可以流进流入口中。在体积流量较小的情况下，那么流入口能够朝着电机壳体的方向移动，也就是说，在这种情况下，流入口与电机轮毂之间的更小的距离是可以实现的。

根据本发明，流体通道可被构造成独立的构件，其中，流体通道可固定在各支杆的外部，或者，根据本发明的流体通道也可集成在各支杆中。固定流体通道可以通过例如夹持的方式或者也可以通过用合适的固定装置栓系的方式来实现。流体通道也可以选择直接固定在电机壳体上或电机壳体的固定法兰上。

附图说明

本发明的有利设计方案包含在各从属权利要求中，下面将通过附图中示出的实施例对其进行详细阐述。在附图中：

图1是根据本发明的轴流式通风机的立体图；

图2是沿图1中的剖切线II-II的局部剖视图，

图3是根据本发明的流体通道的立体图；

图3a是沿图3中的剖切线IIIa-IIIa的剖视图；

图4是沿图3中的箭头IV的视图；

图5是根据本发明的轴流式通风机的可选设计方案的视图；

图6是根据本发明的流体通道的一可选实施方式的视图；

图7是沿图6中的剖切线VII-VII的剖视图。

图8是图6的根据本发明的流体通道沿箭头方向VIII的视图；以及

图9是根据本发明的轴流式通风机应用了图6所示的流体通道的情况的局部视图；

图10是根据本发明的轴流式通风机的另一可选实施方式的视图。

具体实施方式

在图1至10中，相同的零件以及功能相同的零件均以相同的附图标记标示。假如根据本发明的轴流式通风机或其部件的一些业已提到的和/或可从附图中获知的特征可能仅在对某一实施例的说明中被述及，但是根据本发明，这些特征并不依附于该实施例，无论是作为单个特征，还是与各实施例中的其它特征组合应用，它们均具有重要意义，因此应当做属于本发明来要求。

如从图1中得知，根据本发明的轴流式通风机包括内置电机1，尤其是电机。通风机叶轮2与这种电机1抗扭转地连接在一起。通风机叶轮2具有多个向外延伸的轮片3，轮片具有一定的长度L，该长度是从轮片用以将其固定在电机1上的内轮脚开始，一直到轮片外缘测量的长度。在示出的实施例中，电机1被构造成外转子电机，其具有钵状的电机轮毂4，所述轮毂与转子轴固定相连。轮片3固定在电机轮毂4的外周上。所示电机的其它方面是以公知的方式设计的。电机1在流动的介质的流动方向X上在轮片3之后具有电机壳体5，在该电机壳体中设置有电机控制器及其电机电子组件。符合目的的是，此电机壳体5在其外侧上具有由单个筋条形成的冷却结构6。从流动方向X看，在电机轮毂4的端部以及在电机壳体5的起始处，电机壳体5具有一环形固定法兰7，支杆8即固定在该固定法兰上，所述支杆的一端用于固定用来沿周向包围通风机叶轮2的通风机壳体9。根据本发明，在电机1上，直接或间接地，从流体介质的流动方向X上看位于通风机叶轮2之后的一端带有流入口12，而另一端带有流出口13的流体通道10是这样被固定的，即，所述流体通道10从电机壳体5开始，其在径向方向上直接沿朝着通风机壳体9的方向或者说径向向外地线性地延伸，其中，流出口13位于电机壳体5的附近并且被转向该电机壳体，以使从该流出口13出来的气流被引向电机壳体5，并且，流入口12的中心处于与电机轮毂4的周缘至少保持一段距离的位置，该距离相当于轮叶3的长度L的三分之一，其中，

L=(D1-D2)/2

这里，D2是电机轮毂4的外直径，而D1则是包围轮叶3的外端部的外接圆的直径。因此这里需要注意的是，轮叶3是可以被构造成例如弯曲形状和/或设计成具有弧形外棱的。根据本发明的流体通道10限定了一冷却通道，通过这一冷却通道，从轴流式通风机中出来的空气将被引导到电机壳体5的外周缘上，流体通道10流入侧与流出侧之间的压差则决定了气流在电机壳体5区域中的流动速度，与自然对流相比，明显地加强了热传递。

根据本发明，流体通道10例如可以被集成到其中一条支杆8中，从而将此支杆本身构造成流体通道10。在示出的实施例中，流体通道10是被构造成管状的附加件。符合目的的是流入口12被这样地构造，即，其被调整为对着流动方向X，从而使其整个开口截面均可供流通过轴流式通风机的空气或者说流通过轴流式通风机的介质所用。此外，符合目的的是，当流出口13形成一开启口，就像在示出的根据本发明的流体通道10的实施例中所展示的那样，该开启口延伸在电机壳体5的部分周缘上，流出口13就将形成弧形的开口轮廓，其中，弧形半径与电机壳体5的曲率半径适配。这种设计方案尤其可从例如图1和9中看出。

如图1和2所示，根据本发明的流体通道10是作为附加构件安装在其中一条支杆8上的。此时，支杆8由两条平行延伸的连接片14构造而成，而流体通道10则安装在这两条连接片之间，而且是利用例如形状配合连接方式，尤其是夹持连接方式固定住的。流体通道10以符合目的的方式被制成管状，并可以是一件式或多件式结构。在示出的实施例中，流体通道10具有一呈矩形的截面，并拥有前壁15、后壁16以及两个将此两壁连接到一起的侧壁17。不过，所述截面不必是精确的矩形。其也可以存在正方形或梯形的截面。而且，流体通道截面还可以存在不同的截面形状。

在其具有流出口13的端部区，流体通道10具有向流出口13扩展的漏斗形流出段18。具有流出口13的端部区被相对于流体通道10的其余部分被这样弯折，即，该端部区在固定完毕的状态下被设置在支杆8的上部或外部，然而，流体通道10的其余段则埋入支杆8中，尤其是延伸在连接片14之间。进一步可以看出，在流入口12的区域中，将后壁段19与侧壁17一起被这样地设计，即构成附加孔20，这可以是符合目的的。附加孔20延伸入侧壁17中。在这种情况下，附加孔20被设置在流体通道10的侧面上，该侧面从轮叶3的旋转方向看被叶片前棱首先掠过。后壁段19在附加孔20的上部具有一延长段19a，该延长段用于使流过轴流式通风机的气体改道至附加孔20中。在这种情况下，该延长段19a以及后壁段19被这样的设置以及形成，即，能够在流体中形成尽可能少的涡流，以便避免流体损耗及不期望的流体噪声。通过这一附加孔20，能够增大有效的流入截面。流体通道10具有端侧的端壁21，该端壁以朝着相对的端部的方向被倾斜地构造，由此产生一内部的倾斜的过流面这一过流面改善了流体通道10内部的流入特性。在示出的实例中，固定在固定法兰7与壳体5之间的护栅22被设置在在通风机叶轮2与支杆8之间。

图5中示出了一根据本发明的轴流式通风机的设计方案，在该方案中不存在通风机壳体9，并且因此在该方案中也没有设置支杆8。在这一实施例中，流体通道10通过在流出口13区域中在其后壁上的固定凸缘23直接地拧紧或夹持在环形的固定法兰7上，并从电机1出发径向向外延伸。

在图6至8中示出了根据本发明的流体通道10的另一实施方式。在这一实施例中，所述流体通道10包括三个构件，即具有流入口12的第一构件24以及第二和第三构件25、26，所述第二和第三构件25、26各自被构造成半壳状并能够通过构造在通道前壁15和后壁16上的卡合连接件27互相组合成一封闭通道。在两个半壳状构件25、26组合之前，具有流入口12的第一构件24在半壳状构件25、26之间被推入与流出口13对置的端部中，并通过在流体通道10的后壁16中的卡合连接件27固定，这样，在半壳状构件25、26组合完成的状态下，第一构件24连同由半壳状构件25、26形成的部分一起形成流体通道10。与流入口12相对的第一构件24的端壁21在流入口12的全长上朝着流出口13的方向倾斜，从而在流入口12的内部产生相对的倾斜面，由于这一倾斜面，在有介质流入时，将达到改善流通特性的目的。在流体通道10的下侧构造有卡合突起28，流体通道10是借助于这些卡合突起固定在支杆8上的。

示出的流体通道10在其余方面被设计成与图3、3a和4所示的流体通道10一样。

在图9中示出了图6至8所示的流体通道10是如何设置在支杆8的内部的。

图10示出了根据本发明的流体通道10的另一种构造方式及设置方式，其中图10中所示出的这种流体通道10同样可以具有在图1至9中述及的单个特征或其组合。这一流体通道10以这样的倾斜延伸的方式设置并构造，即，其流入口12相对于其流出口13在径向和周向上错开设置。这种流出口13相对于流入口12在径向和周向上的错开可以沿着通风机叶轮2旋转方向实现，或者也可以逆着通风机叶轮2的旋转方向实现。即便倾斜延伸的流体通道10并非像图10所示的那样线性地延伸，而是被构造成拱形，其也同样落在本发明的范围之内。

将根据本发明的流体通道10设置在多个支杆8之中或者与所述支杆8连接在一起的设计方案同样也在本发明的保护范围之内。在图5所示的实施方式中也可以存在多条流体通道10。

流入口12与轮叶3的长度L之间的关系是这样设置的，即，流入口12的中心到电机轮毂4具有一段距离，该距离为轮叶3的长度L的三分之一。优选的设置方式是使流入口12到电机轮毂4的周缘的距离等于轮叶3的长度L的三分之二。流入口12的设置方式还取决于期望的体积流量，所述体积流量应是由流体通道10引导到电机壳体5上的，其中，流入口12向外侧偏移得越多，则流体通道10可引导的体积流量就越大，这是因为在外侧，轮叶3的圆周速度更大，因而能够生成更大的体积流量。如果体积流量的期望值较小，那么流入口12可向内移动，但是流入口12中心到电机轮毂4周缘的距离不应小于轮叶3的长度L的三分之一。根据本发明带有流体通道10的设计方案的实现并不依赖于壳体护栅22以及支杆8的存在。在这种情况下，流体通道10可利用连接装置固定到包含电机电子组件的电机壳体5上。本发明能够确保在反压增大时仍能达到对包含电机电子组件的电机壳体5进行可靠冷却的目的。

本发明并不限制于前面已经说明和描写过的实施例，其也包括所有在发明意义上起同样功能的结构。另外，本发明迄今为止并也不限于在权利要求1中限定的特征组合，其也可以被定义为由全部已公开的单个特征中的一定特征组合而成的任意一种其他组合。这意味着，原则上并在实践中，权利要求1中的每一个单个特征都可以删去，或者说，权利要求1中的每一个单个特征都可以被在本申请中其他地方所公开的单个特征所取代。就此而言，所述权利要求1只可被理解为对于一个发明的一种最初表述尝试。

Claims (17)

1.一种轴流式通风机，其包括内置的电机(1)以及与该电机抗扭转地连接在一起的通风机叶轮(2)，所述通风机叶轮具有多个从所述电机(1)出发向外伸展且具有一叶片长度L的轮叶(3)，所述通风机具有沿周向包围所述通风机叶轮(2)的通风机壳体(9)，该通风机壳体通过至少两条自所述电机(1)出发向外延伸到所述通风机壳体(9)上的支杆(8)而与所述电机(1)连接在一起，其中在所述电机(1)上，沿流体介质的流动方向(X)看，在所述通风机叶轮(2)之后，带有朝着所述流动方向(X)取向的流入口(12)和流出口(13)的流体通道(10)是这样被固定的，即，所述流入口(12)以相对于所述流出口(13)向外错开的方式设置，其中沿流体介质的流动方向(X)看，在所述通风机叶轮(2)之后，在电机(1)上构造有用来容纳电机电子组件的电机壳体(5)，并且其中所述流出口(13)被调整朝向所述电机壳体(5)的方向，以使从所述流出口(13)逸出的气流将被引导至所述电机壳体(5)并且所述流出口(13)形成开启口，该开启口在所述电机壳体(5)的部分圆周上延伸并且所述流入口(12)的中心与电机轮毂(4)的周缘至少存在一段径向距离，所述径向距离为叶片长度L的三分之一至三分之二，其中L＝(D1-D2)/2且D2为所述电机轮毂(4)的外直径以及D1为围绕所述轮叶(3)的径向外端部的外接圆的直径。

2.根据权利要求1所述的轴流式通风机，其特征在于，所述流体通道(10)从电机壳体(5)开始朝着通风机壳体(9)的方向线性地延伸。

3.根据权利要求1所述的轴流式通风机，其特征在于，所述流体通道(10)被这样的构造和设置成倾斜状或拱形，即，将所述流入口(12)相对于所述流出口(13)设置成在径向和周向上错开。

4.根据权利要求1至3之一所述的轴流式通风机，其特征在于，所述流体通道(10)被构造成管状，且其流入口(12)是朝着所述流动方向(X)定向的。

5.根据权利要求1至3之一所述的轴流式通风机，其特征在于，所述流体通道(10)是作为附加构件固定在所述电机壳体(5)上的。

6.根据权利要求1至3之一所述的轴流式通风机，其特征在于，所述流体通道(10)作为附加构件设置在所述支杆(8)中，或者一体式地集成在所述支杆(8)中。

7.根据权利要求1至3之一所述的轴流式通风机，其特征在于，所述流体通道(10)通过栓系方式或利用形状锁合连接方式固定在支杆(8)上。

8.根据权利要求7所述的轴流式通风机，其特征在于，所述流体通道(10)通过夹持连接方式固定在所述支杆(8)上。

9.根据权利要求1至3之一所述的轴流式通风机，其特征在于，所述流出口(13)直接设置在所述电机壳体(5)上。

10.根据权利要求1至3之一所述的轴流式通风机，其特征在于，在所述通风机叶轮(2)与支杆(8)之间设置有护栅(22)。

11.根据权利要求5所述的轴流式通风机，其特征在于，作为附加构件构造的流体通道(10)的横截面是矩形，其具有前壁(15)、后壁(16)以及两个将前壁和后壁连接起来的侧壁(17)。

12.根据权利要求5所述的轴流式通风机，其特征在于，所述流出口(13)被构造在向所述流出口(13)扩展的漏斗形流出段(18)中，该漏斗形流出段通过弯折的方式而与所述流体通道(10)的其余部分被这样错开，即，该漏斗形流出段(18)在固定完毕的状态下被设置在所述支杆(8)的上部或外部。

13.根据权利要求11所述的轴流式通风机，其特征在于，在所述流入口(12)的区域中，所述后壁(16)被这样设计，即，后壁段(19)与其中一个侧壁(17)形成附加孔(20)，该附加孔被设置在所述流体通道(10)的侧面上，该侧面在轮叶(3)旋转时被叶片前棱首先掠过。

14.根据权利要求1至3之一所述的轴流式通风机，其特征在于，所述流体通道(10)具有端侧的端壁(21)，该端壁以向着相对端倾斜的方式构造，由此构成了内部的倾斜的过流面。

15.根据权利要求13所述的轴流式通风机，其特征在于，所述流体通道(10)包括三个构件，即带有所述流入口(12)的第一构件(24)以及第二构件(25)和第三构件(26)，所述第二构件(25)和第三构件(26)各自构造成半壳状并能利用构造在所述流体通道的前壁(15)和后壁(16)上的卡合连接件(27)互相组合成封闭通道。

16.根据权利要求15所述的轴流式通风机，其特征在于，带有所述流入口(12)的第一构件(24)被推入到半壳状的所述第二构件(25)和半壳状的所述第三构件(26)之间，并通过所述流体通道(10)的后壁(16)中的卡合连接件(27)固定。

17.根据权利要求16所述的轴流式通风机，其特征在于，所述后壁段(19)在所述附加孔(20)的上部具有延长段(19a)，该延长段用于使流过所述轴流式通风机的气体改道至所述附加孔(20)中。