CN110195866A - 用于径向风扇的叶轮和燃气燃烧器设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于径向风扇的叶轮和燃气燃烧器设备。提供了用于径向风扇的叶轮(10)，叶轮(10)包括前侧(11)、后侧(12)和外围边缘(13)、毂元件(14)、位于前侧(11)上的环形覆盖盘(16)、形成在前侧(11)上的进入口(17)、位于后侧(12)上的支撑盘(19)、从毂元件(14)朝向外围边缘(13)大致径向延伸的叶片(15)和形成在外围边缘（13）区域中的流出口(18)。环形覆盖盘(16)的径向外边缘(16o)的第一外径(d16o)大于支撑盘(19)的径向外边缘(19o)的第二外径(d19o)。开口(20)形成在环形覆盖盘(16)中，其中开口(20)位于具有第一外径(d16o)的环形覆盖盘(16)的径向外边缘(16o)与具有第一内径(d16i)的环形覆盖盘(16)的径向内边缘(16i)之间。

Description

用于径向风扇的叶轮和燃气燃烧器设备
技术领域
本申请涉及一种用于径向风扇的叶轮和一种具有径向风扇的燃气燃烧器设备。
背景技术
DE 20 2004 012 015 U1公开了一种用于径向风扇的叶轮。该叶轮包括前侧、后侧和外围边缘。该叶轮还包括毂元件和位于前侧上的环形覆盖盘。进入口形成在前侧。流出口形成在外围边缘的区域中。叶片基本上从毂元件径向延伸到外围边缘。环形覆盖盘的径向外边缘的外径限定了叶轮的最大外径。
EP 2 196 679 A2公开了用于径向风扇的另一种叶轮。EP 2 196 679 A2公开的叶轮包括前侧、后侧和外围边缘。该叶轮还包括毂元件、位于前侧的环形覆盖盘和位于后侧的支撑盘。进入口形成在前侧。流出口形成在外围边缘的区域中。叶片基本上从毂元件径向延伸到外围边缘。支撑盘的径向外边缘的外径限定了叶轮的最大外径。环形覆盖盘的径向外边缘的外径小于支撑盘的径向外边缘的外径。US 2004/0247441 A1也公开了这种叶轮。
US 3,479,017 A公开了根据现有技术的另一种叶轮。
在此背景下，提供了一种用于径向风扇的新颖叶轮。
发明内容
根据本申请的叶轮限定在权利要求1中。
根据本申请，环形覆盖盘的径向外边缘的第一外径大于支撑盘的径向外边缘的第二外径。根据本申请，在环形覆盖盘中形成开口，其中开口位于环形覆盖盘的具有第一外径的径向外边缘与环形覆盖盘的具有第一内径的径向内边缘之间。这种叶轮可以被制造成一个整体件，同时在操作期间以高效率和低噪音提供良好的性能。
优选地，叶轮的外围边缘以及由此的最大外径由环形覆盖盘的径向外边缘的第一外径限定。这种叶轮可以被制造成一个整体件，同时在叶轮的操作过程中提供高效率和低噪音。或者，叶片可以从环形覆盖盘的径向外边缘径向向外突出。在这种情况下，叶轮的外围边缘以及由此的最大外径由叶片的外径限定。
支撑盘的轴向有效表面积A2与环形覆盖盘的轴向有效表面积之间的比率A2/A1可以在0.5与0.9之间的范围内。优选地，比率A2/A1在0.6与0.8之间的范围内。最优选地，比率A2/A1在0.65与0.75之间的范围内。这样的比率A2/A1是优选的，以使叶轮的效率最大化，并使叶轮在其操作期间的噪音最小化。
形成在环形覆盖盘内的开口是圆锥形的，即形成在环形覆盖盘内的开口在轴向方向上朝向支撑盘逐渐减小。这些细节是优选的，以提供一种叶轮，该叶轮可以容易且可靠地制造成一个整体件。
根据本申请的燃气燃烧器设备在权利要求15中限定。
附图说明
本发明的优选发展由从属权利要求和下面的描述提供。基于附图更详细地解释示例性实施例，其中:
图1示出了根据本申请的用于径向风扇的叶轮的前侧的透视图；
图2示出了图1的叶轮后侧的透视图；
图3示出了穿过图1和图2的叶轮的截面，示出了叶轮的几何参数；
图4示出了图3的截面以及叶轮的其他几何参数。
附图标记列表
10 叶轮
11 前侧
12 后侧
13 外围边缘
14 毂元件
15 叶片
16 环形覆盖盘
16i 径向内边缘
16o 径向外边缘
17 进入口
18 流出口
19 支撑盘
19i 径向内边缘
19o 外边缘
20 开口
20i 径向内边缘
20o 径向外边缘。
具体实施方式
本申请涉及一种用于径向风扇的叶轮。图1至4示出了根据本申请的叶轮10的不同视图。
叶轮10包括前侧11、后侧12和外围边缘13。叶轮10包括毂元件14。叶轮10可以通过所述毂元件14联接到电机的轴上。叶轮10包括叶片15，叶片15基本上从毂元件14径向延伸到外围边缘13。
叶轮10包括位于前侧11上的环形覆盖盘16。叶轮10的进入口17形成在前侧11上。
流出口18形成在外围边缘13的区域中。在每两个相邻叶片15之间限定有一个流出口18。
流体如空气或燃气/空气混合物可由叶轮10供应。流体沿着叶片15穿过进入口17流向流出口18。
叶轮10包括位于后侧12上的支撑盘19。
环形覆盖盘16包括具有第一内径d16i的径向内边缘16i和具有第一外径d16o 的径向内边缘16o。环形覆盖盘16的径向内边缘16i在叶轮10的前侧11上限定进入口17。
支撑盘19包括具有第二内径d19i的径向内边缘19i和具有第二外径d19o的径向外边缘19o。
根据本发明，环形覆盖盘16的径向外边缘16o的第一外径d16o大于支撑盘19的径向外边缘19o的第二外径d19o。
根据本发明，开口20形成在环形覆盖盘16中。开口20位于环形覆盖盘16的具有第一外径d16o的径向外边缘16o与环形覆盖盘16的具有第一内径d16i的径向内边缘16i之间。环形覆盖盘16的径向内边缘16i的第一内径d16i小于支撑盘19的径向内边缘19i的第二内径d19i。
优选地，叶轮10的外围边缘13以及由此最大外径由环形覆盖盘16的径向外边缘16o的第一外径d16o限定。
或者，叶片15可以从环形覆盖盘16的径向外边缘16o径向向外突出。在这种情况下，叶轮的外周边缘13和由此的最大外径将由叶片15的外径限定。
形成在环形覆盖盘16内的开口20由具有第三内径d20i的径向内边缘20i和具有第三外径d20o的径向外边缘20o限定。开口20通过叶片15彼此分开。开口20的第三内径d20i小于支撑盘19的第二内径d19i。开口20的第三外径d20o大于支撑盘19的第二内径d19o。
这种叶轮10可以被制造成一个整体件，同时在其操作期间提供高效率和低噪音。
环形覆盖盘16具有轴向有效表面积A1。支撑盘具有轴向有效表面积A2。这些轴向有效表面A1、A2也可以被称为轴向突出表面。
环形覆盖盘16的轴向有效表面积A1定义如下:
A1 = π * (r16o2 -r20o2 +r20i2 - r16i2)
其中
r16o = 0.5 * d16o,
r20o = 0.5 * d20o,
r20i = 0.5 * d20,
r16i = 0.5 * d16i.
支撑盘19的轴向有效表面积A2定义如下:
A2 = π * (r19o2 - r19i2)
其中
r19o = 0.5 * d19o,
r19i = 0.5 * d19i
支撑盘19的轴向有效表面积A2与环形覆盖盘16的轴向有效表面积A1之间的比率A2/A1在0.5与0.9之间的范围内。
优选地，比率A2/A1在0.6与0.8之间的范围内。最优选地，比率A2/A1在0.65与0.75之间的范围内。
这样的比率A2/A1优选为最大化叶轮10的效率，并最小化叶轮在其操作期间的噪音。这样的比率A2/A1允许在叶轮10操作期间作用在叶轮10上的轴向力平衡。
优选地，形成在环形覆盖盘16内的开口20是圆锥形的。形成在环形覆盖盘16内的开口20逐渐减小，从而在轴向方向上朝着支撑盘19会聚。开口20的圆锥角在0.5°与15°之间的范围内。
优选地，圆锥角在1.5°与14°之间的范围内。最优选地，圆锥角在2°与13°之间的范围内。
开口20的圆锥角逐渐减小，并从而沿轴向方向从叶轮10的前侧11向后侧12会聚。
开口20在径向内开口区域的圆锥角αi小于开口20在径向外开口区域的圆锥角αo。然而，两个圆锥角αi、αo都在上述定义的范围内。圆锥角αi和αo（且圆锥角αi小于圆锥角αo）都在0.5°与15°之间，优选在1.5°和14°之间，最优选在2°和13°之间。
这样的圆锥角是优选的，以提供一种叶轮10，该叶轮10可以通过使用简单的开闭工具进行注射模制而能被容易且可靠地制造为一个整体塑料件。这种开闭工具的使用允许通过提供短的制造周期时间来成本有效地制造叶轮10。
根据本发明的叶轮10是径向风扇的叶轮。这种径向风扇是具有锅炉、燃气/空气混合装置和径向风扇的燃气燃烧器设备的一部分。燃气/空气混合装置混合燃气和空气，从而提供燃气/空气混合物。径向风扇将燃气/空气混合物提供给锅炉的燃气燃烧器室。燃气/空气混合物在锅炉的燃气燃烧器室内燃烧。锅炉可以是冷凝锅炉。在这种应用中，叶轮在操作期间以高效率和低噪音提供良好的燃气/空气混合性能。

Claims (15)

1.一种用于径向风扇的叶轮(10)，所述叶轮(10)包括
前侧(11)、后侧(12)和外围边缘(13)，
毂元件(14)，
位于所述前侧(11)上的环形覆盖盘(16)，
形成在所述前侧(11)上的进入口(17)，
位于所述后侧(12)上的支撑盘(19)，
叶片(15)，其基本上从所述毂元件(14)朝向所述外围边缘(13)径向延伸，
在所述外围边缘(13)的区域中形成的流出口(18)，其特征在于
所述环形覆盖盘(16)的径向外边缘(16o)的第一外径(d16o)大于所述支撑盘(19)的径向外边缘(19o)的第二外径(d19o)，
开口(20)形成在所述环形覆盖盘(16)中，其中所述开口(20)位于所述环形覆盖盘(16)的具有所述第一外径(d16o)的所述径向外边缘(16o)与所述环形覆盖盘(16)的具有第一内径(d16i)的径向内边缘(16i)之间。
2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于
所述叶轮(10)的所述外围边缘(13)以及由此最大外径由所述环形覆盖盘(16)的径向外边缘(16o)的第一外径(d16o)限定。
3.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于
所述叶片(15)从所述环形覆盖盘(16)的所述径向外边缘(16o)径向向外突伸，使得所述叶轮(10)的最大外径由所述叶片(15)的外径限定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的叶轮，其特征在于
具有所述第一内径(d16i)的所述环形覆盖盘(16)的所述径向内边缘(16i)限定了形成在所述前侧(11)上的所述进入口(17)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的叶轮，其特征在于
所述环形覆盖盘(16)的所述径向内边缘(16i)的所述第一内径(d16i)小于所述支撑盘(19)的径向内边缘(19i)的第二内径(d19i)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的叶轮，其特征在于
所述支撑盘(19)的轴向有效表面积A2与所述环形覆盖盘(16)的轴向有效表面积(A1)之间的比率A2/A1在0.5与0.9之间的范围内。
7.根据权利要求6所述的叶轮，其特征在于
所述比率A2/A1在0.6与0.8之间的范围内。
8.根据权利要求6所述的叶轮，其特征在于
所述比率A2/A1在0.65与0.75之间的范围内。
9.根据权利要求1 - 8中任一项所述的叶轮，其特征在于
形成在所述环形覆盖盘(16)内的所述开口(20)由具有第三内径(d20i)的径向内边缘(20i)和具有第三外径(d20o)的径向外边缘(20o)限定。
10.根据权利要求9所述的叶轮，其特征在于
所述第三内径(d20i)小于所述第二内径(d19i)，
所述第三外径(d20o)大于所述第二内径(d19o)。
11.根据权利要求1 - 10中任一项所述的叶轮，其特征在于
形成在所述环形覆盖盘(16)内的所述开口(20)是圆锥形的。
12.根据权利要求11所述的叶轮，其特征在于
形成在所述环形覆盖盘(16)内的所述开口(20)在轴向方向上朝着所述支撑盘(19)逐渐减小。
13.根据权利要求11或12所述的叶轮，其特征在于
所述开口(20)的圆锥角(αi，αo)在0.5°与15°之间的范围内。
14.根据权利要求13所述的叶轮，其特征在于
所述开口(20)在径向内开口区域的所述圆锥角(αi)小于所述开口(20)在径向外开口区域的圆锥角(αo)。
15.燃气燃烧器设备，包括
具有燃气燃烧器室的锅炉，
混合燃气和空气从而提供燃气/空气混合物的燃气/空气混合装置，
径向风扇，包括根据权利要求1 - 14中任一项所述的叶轮，所述径向风扇向所述锅炉的燃气燃烧器室提供所述燃气/空气混合物，用于在所述燃气燃烧器室内燃烧所述燃气/空气混合物。
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