CN103999337A - 鼓风机模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种鼓风机模块，其包括具有轴向的进入侧和径向的排出侧的鼓风机叶轮、用于同轴地驱动鼓风机叶轮的电动机以及冷却空气引导部，所述冷却空气引导部从所述排出侧引导至电动机。所示冷却空气引导部从电动机进一步引导至所述鼓风机叶轮，其中所述鼓风机叶轮在轴线附近的区域中具有空隙，所述空隙用于使冷却空气穿透至进入侧。

Description

鼓风机模块

技术领域

本发明涉及一种具有独立权利要求的特征的鼓风机模块。本发明尤其涉及一种具有用于鼓风机模块的电动机的冷却空气引导部的鼓风机模块。

背景技术

鼓风机模块包括鼓风机叶轮和同轴的、用于驱动鼓风机叶轮的电动机。该鼓风机叶轮包括轴向的进入侧和径向的排出侧。该鼓风机模块这样设计，即应用在通风系统中，使空气从进入侧传输至排出侧。该鼓风机模块可尤其应用在机动车的通风系统的区域中。该通风系统尤其能够给机动车的内室通风。

该鼓风机模块能够这样设计，即转换巨大的电功率。此外，通过鼓风机模块输送的空气的温度能够具有很大的温度范围。在机动车的内室照明的上述例子中，输送的空气能够具有在大约零下30摄氏度和大约50摄氏度之间的温度。为了冷却鼓风机模块的电动机，可设置冷却空气引导部，其从鼓风机模块的排出侧引导至电动机。为了确保足够的冷却空气流经电动机，适当地将该冷却空气从电动机排出。在此，电动机的冷却效应应该高，同时通过流经冷却空气引导部的空气引起的声音负载保持较小。

发明内容

本发明的目的是，提供一种满足这些前提条件的鼓风机模块。本发明借助具有权利要求1特征的鼓风机模块来实现此目的。优选的实施例给出了从属权利要求的技术方案。

按照本发明的鼓风机模块包括具有轴向进入侧和径向排出侧的鼓风机叶轮、用于同轴地驱动鼓风机叶轮的电动机以及冷却空气引导部，该冷却空气引导部从排出侧引导至电动机。在经过电动机之后，该冷却空气引导部进一步引导至鼓风机叶轮，其中该鼓风机叶轮在轴向区域中具有空隙，该空隙用于使冷却空气穿透至进入侧。

有利地利用鼓风机模块的排出侧和进入侧之间的压力差，以把冷却空气带领过电动机。该掠过的空气能够吸收热能并且冷却电动机。加热的冷却空气与在进入侧流入鼓风机叶轮中的空气混合在一起，并且与之一起在排出侧的方向上传输。冷却空气的气流优选明显小于通过鼓风机叶轮的整个气流，因此从排出侧放出的空气只会略微地通过电动机加热。

通过冷却空气的迎面方向以及通过进入侧进入的空气，可减少噪音负载，同时通过冷却空气引导部流动的气流不会或只会轻微地通过吸入的空气抑制，从而维持电动机的冷却效率。

电动机优选是具有电刷的整流直流电机，冷却空气引导部从排出侧延伸至电刷并且从该处沿轴向方向延伸至鼓风机叶轮。

这些电刷属于电动机的热负载最高的元件。在空气沿着电动机进一步轴向掠过并且必要时吸收其它热能之前，这些电刷能够以所述的方式借助排出侧的还相对较冷的空气来冷却。因此既使在转换的电功率很高的情况下，也能保持允许的电刷运行温度。

在优选的实施例中，在电刷的区域中设置导向元件，用于使冷却空气在鼓风机叶轮的轴向方向上偏转。因此，该冷却空气已经沿轴向方向沿着电刷流动，所以冷却空气在冷却空气引导部内不必再偏转或搅动。

在尤其优选的实施例中，冷却空气引导部轴向地延伸穿过电动机。该冷却空气尤其引导穿过电动机的定子和转子之间的区域。因此，能够在电动机的内腔中尤其有效地对电动机进行冷却。在备选的实施例中，冷却空气朝外轴向地沿着电动机进行引导。

在另一种优选的实施例中，这些电刷是相互间隔距离地布置的，并且冷却空气引导部包括用于把冷却空气的部分气流引导到每个电刷上的导向元件。这些单个的电刷由此能够有针对性地单独地冷却，从而能够避免每个单个电刷的热量过载。因为电动机可能会在电刷中的一个损坏时失灵，所以以这种方式能够提高电动机的可靠性以及可能的使用寿命。

冷却空气引导部优选在排出侧和电动机之间沿着包括电动机的旋转轴线的平面进行延伸。

排出侧和电动机之间的沿着冷却空气引导部的间距能够降至最低。此外，在此区域中的冷却空气能够逐段时在朝旋转轴线倾斜延伸的方向上流动，因此能够避免或压制噪音、尤其是蜂鸣声和哨子声（Heul-und Pfeifgeräusche）。

具有凹部的底板能够在电动机和鼓风机叶轮之间设置在旋转平面中，该凹部用于使冷却空气轴向地从排出侧穿过冷却空气引导部。

在排出侧上排出的空气主要在正切和径向方向上加速。相反，从排出侧进入冷却空气引导部中的空气主要沿轴向方向运动。因此，能够从排出侧移除相对恒定的冷却空气流，它既使在不利的框架条件下、例如在气温高且转换的电功率高的情况下也能足以冷却电动机。

在尤其优选的实施例中，在空隙的边界上设置沿轴向方向延伸的叶片。通过冷却空气引导部尤其在空隙区域中的横截面以及叶片的相应尺寸，流动比例能够通过冷却空气引导部这样确定，即冷却空气流经电动机的流动速度对于冷却来说是足够的，不会引导声音负载。

在另一种优选的实施例中，鼓风机叶轮包括许多轴向空隙，用于使冷却空气穿透至进入侧。这些轴向空隙优选关于旋转轴线这样分配，即避免鼓风机叶轮的不平衡。

在实施例中，鼓风机叶轮包括拱顶状的底板，它轴向地朝向电动机。因此，该底板在轴线附近的径向区域中逆着轴向进入的空气的方向延伸得最远。因为鼓风机叶轮径向地加速进入的空气，所以进入的空气在拱顶的轴向区域中相对较慢，因此通过冷却空气的迎面气流和进入空气引起的噪音负载能够较小。

附图说明

现在参照附图详细地描述本发明，其中：

图1是鼓风机模块的纵截面；

图2是冷却空气和输送空气流过图1所示的鼓风机模块的示意图；

图3是图1所示的鼓风机模块的横截面；

图4是图1所示的鼓风机模块的一部分的俯视图；以及

图5是图1所示的鼓风机模块的另一部分的俯视图。

具体实施方式

图1示出了鼓风机模块100的纵截面。鼓风机模块100包括鼓风机叶轮105和电动机110，它们轴向地彼此相连，从而使得电动机110能够围绕着旋转轴线115转动鼓风机叶轮105。

该鼓风机叶轮105包括一些空气叶片，它们沿轴向方向延伸并且围绕着旋转轴线115设置在圆周上。空气叶片120在上方通过环绕的外边缘125汇集在一起，并在下方汇集在呈拱顶拱起的底板130上。多个空隙135在旋转轴线115的附近设置在鼓风机叶轮105的拱起的底板130上。

该电动机110包括定子140（底座）和转子145（工作轮）。该转子145可旋转地围绕着旋转轴线115支承在定子140上，并且转矩锁合地与鼓风机叶轮105相连。在不同的实施例中，该定子140径向地设置在转子145的外侧或内侧。在所示的实施例中，该定子140位于外部，而转子145位于内部。定子140上设置有两个电刷150，它们优选关于旋转轴线115相对而置。这些电刷150实现了定子140和转子145之间的电流，其中转子145的不同线圈根据相对的旋转角度与电刷150的接口相连。

在所示的实施例中，鼓风机模块100还包括模块壳体155和壳体盖板160。该模块壳体155固定在电动机110的定子140上，并且设计成将鼓风机模块100固定在通风系统上。模块壳体155包括底板165，该底板围绕着旋转轴线115位于旋转平面中。在鼓风机叶轮105轮廓之外的径向区域中设置有穿过底板165的空隙170，其中导向元件175轴向朝上地竖立在空隙170的边界上。所述空隙170是冷却空气引导部180的起点，其首先由模块壳体155和壳体盖板160构成并且由该空隙170引导至电动机1的轴向下方端部。冷却空气引导部180从该处沿着电动机110的电刷伸展，并且轴向朝上地穿过电动机110直至鼓风机叶轮105，所述冷却空气引导部180在该处终止在空隙135上。

在鼓风机模块100的运行过程中，空气轴向地从上方进入鼓风机叶轮105的进入侧185，并且径向地朝外加速至排出侧190。一部分加速的空气从排出侧190通过空隙170轴向地进入冷却空气引导部180中，并且在经过鼓风机叶轮105的空隙135之后轴向地再次排出来。该排出的冷却空气在该处与进入的空气混合，并且重新通过鼓风机叶轮105输送。

图2示出了冷却空气和输送空气通过图1的鼓风机模块100的流动。图2a和2b示出了鼓风机模块100的纵截面，其中在图2b所示的剖面围绕着旋转轴线115关于图1的视图的剖开方向旋转180°，但图2a所示的剖面是旋转90°。

从这两个附图2a和2b中可清楚地看到，输送空气在鼓风机叶轮105的进入侧185上如何轴向地从上往下进入，并且如何径向地朝外在排出侧上运输。一部分输送的空气从排出侧190通过冷却空气引导部180在模块壳体155和壳体盖板160之间倾斜地朝下输送至电动机110的下方轴向端部。空气在此轴向朝上地掠过电刷150，并且在电动机的定子145和其转子140之间经过电动机，并且进一步轴向朝上地在鼓风机叶轮105的方向上流动。冷却空气引导部180在鼓风机叶轮105的底板130中的空隙135处终止。冷却空气在旋转轴线115附近的区域中朝上排出，并且基本上迎向从上方在进入侧185上进入的空气进行流动。

图3示出了图1的鼓风机模块100的模块壳体的俯视图。就图1的视图而言，视线方向从上往下延伸。

通过模块壳体115的底板130可明显地看到空隙170。鼓风机叶轮105（未示出）在示例性示出的实施例中逆时针旋转，因此该导向元件175在空气的运动方向上朝后封闭该空隙170。该导向元件这样设计，即使一部分流过的空气轴向朝下地偏转到冷却空气引导部180中。

在旋转轴线115的区域中设置穿过底板165的第一缺口305。该缺口305在所示的实施列中随后通过电动机110的轴向端部填充。此外，可选地设置穿过底板165的第二缺口310，它这样设计，即容纳用于操控电动机110的控制电子器件。该控制电子器件能够以这种方式通过流过的空气冷却。

图4示出了图1的鼓风机模块100的壳体盖板160。该壳体盖板160朝图3的视图位置正确地示出，但没有模块壳体155。可清楚地了解到，壳体盖板160如何在空隙170和图1的电动机110的下方轴向端部之间的部段上封闭冷却空气引导部180。

所述冷却空气引导部180径向从左往右在旋转轴线115的方向上延伸。在冷却空气的路段中，在壳体盖板160上设置有导向元件410，该导向元件将冷却空气流划分为两个优选同样大小的气流。随后，由于这两个气流在冷却空气引导部180的倾斜部段中引导，壳体盖板160通过该倾斜部段限定，所以这两个气流在进一步的走向上倾斜地朝上或朝下偏转。在壳体盖板160安装在鼓风机模块100上之后轴向位于电刷150上的区域中，轴向的导向元件405设置在壳体盖板上，以便把冷却空气的两个气流轴向地地电刷150上转向。这些轴向的导向元件405优选分别具有预先设定的曲度，各气流沿着该曲度引导，以便实现无损失的、大约90°的转向。

图5示出了图1所示的鼓风机模块100的横截面。该示图是部分透明的，从而可以沿着旋转轴线115看到不同轴向位置的元件。

所述鼓风机模块100布置在具有螺杆状限制器的空气通道505中。该空气通道505用于收集径向由鼓风机叶轮150加速的空气，以便通过切向的废气通道510来释放该空气。

Claims (10)

1.鼓风机模块（100），所述鼓风机模块包括：

- 鼓风机叶轮（105），所述鼓风机叶轮具有轴向的进入侧（185）和径向的排出侧（190）；

- 电动机（110），所述电动机用于同轴地驱动所述鼓风机叶轮（105）；以及

- 冷却空气引导部（180），所述冷却空气引导部从所述排出侧（190）引导至所述电动机（110），

其特征在于，所述冷却空气引导部（180）从电动机（110）进一步引导至鼓风机叶轮（105），并且所述鼓风机叶轮（105）在轴线附近的区域中具有空隙（135），所述空隙用于使冷却空气穿透到进入侧（185）。

2.根据权利要求1所述的鼓风机模块（100），其中所述电动机（110）是具有电刷（150）的整流的直流电机，所述冷却空气引导部（180）从排出侧（190）延伸至电刷（150）并且从所述电刷沿轴向方向朝向鼓风机叶轮 （105）延伸。

3.根据权利要求2所述的鼓风机模块（100），其中在所述电刷（150）的区域中设置导向元件（405），所述导向元件用于使冷却空气沿所述鼓风机叶轮（105）的轴向方向偏转。

4.根据权利要求2或3所述的鼓风机模块（100），其中所述冷却空气引导部（180）轴向地穿过所述电动机（110）延伸。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的鼓风机模块（100），其中所述电刷（150）相互间隔距离地布置，并且所述冷却空气引导部（180）包括导向元件（410），所述导向元件用于将冷却空气的部分气流引导到每个电刷 （150）上。

6.根据上述权利要求中任一项所述的鼓风机模块（100），其中所述冷却空气引导部（180）在所述排出侧（190）与所述电动机（110）之间沿着一个包含所述电动机（110）的旋转轴线（115）的平面延伸。

7.根据上述权利要求中任一项所述的鼓风机模块（100），其中具有凹部（170）的底板（165）设置在所述电动机（110）与所述鼓风机叶轮（105）之间的旋转平面中，所述凹部用于使冷却空气轴向地从所述排出侧（190）穿透到所述冷却空气引导部（180）中。

8.根据权利要求7所述的鼓风机模块（100），其中在所述空隙（170）的边界上设置有沿轴向方向延伸的叶片（175）。

9.根据上述权利要求中任一项所述的鼓风机模块（100），其中所述鼓风机叶轮（105）具有多个轴向的空隙（135），所述空隙用于使冷却空气穿透到所述进入侧 （185） 。

10.根据上述权利要求中任一项所述的鼓风机模块（100），其中所述鼓风机叶轮（105）包括拱顶状的底板（130），所述底板轴向地朝向所述电动机（110）布置。