CN113738669A - 叶轮叶片无缝连接到盘体的风扇叶轮 - Google Patents

叶轮叶片无缝连接到盘体的风扇叶轮 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种风扇叶轮，其具有围绕所述风扇叶轮的旋转轴线布置的叶轮叶片，所述叶轮叶片各自在其两个轴向侧中的至少一侧上形成进入盘体的过渡部段，所述过渡部段是一体式、无缝且无缺口的，其中所述盘体围绕旋转轴线在周向方向上连接所述叶轮叶片，并覆盖限定所述风扇叶轮的流动通道的所述叶轮叶片之间的部分。

Description

叶轮叶片无缝连接到盘体的风扇叶轮
技术领域
本发明涉及一种叶轮叶片无缝连接到盘体的风扇叶轮。
背景技术
从现有技术中已知具有在底部盘和覆盖盘之间布置有叶轮叶片的风扇叶轮，其中所述叶轮叶片以邻接的方式连接到底部盘和/或覆盖盘。例如，在出版物EP 2218917 B1中公开了这种风扇叶轮。覆盖盘和/或底部盘的轮廓在不同的实施例中实现，但是在叶轮叶片与底部盘和覆盖盘之间的邻接连接点处始终有缺口。
从流体技术和机械角度来看，缺口都是风扇叶轮的关键区域，因为一方面在缺口形成不期望的涡流，这对效率和噪音生成产生负面影响，另一方面，风扇叶轮中的应力还限制转速稳定性。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种风扇叶轮，其在效率、噪声产生和转速稳定性方面得以改进。
所述目的通过具有如下所述的特征的风扇叶轮来实现。
为此，根据本发明提出一种风扇叶轮，所述风扇叶轮具有围绕所述风扇叶轮的旋转轴线布置在叶片环中的叶轮叶片，所述叶轮叶片在其两个轴向侧的至少一侧上形成进入盘体的过渡部段，所述过渡部段是一体式、无缝且无缺口的，所述盘体围绕旋转轴线在周向方向上连接所述叶轮叶片，并且覆盖限定所述风扇叶轮的流动通道的所述叶轮叶片之间的部分。
因此，盘体模仿现有技术中已知的覆盖盘，或者可选地还模仿底部盘。叶轮叶片在没有连接点的情况下一体地过渡到盘体中。当然，也可以认为是盘体相应地过渡到叶轮叶片中。尽管在现有技术中存在一体式风扇叶轮，但是叶轮叶片与覆盖盘和底部盘之间的连接均具有缺口，而不形成无缝过渡。相反，本发明确定了在叶轮叶片和一个或多个盘体之间的路线，在所述路线中没有设置连接点，而是无缝、无缺口的过渡。
在有利的实施例中，风扇叶轮的独特之处在于，从所述风扇叶轮的侧视图观察，从叶轮叶片到一个或多个盘体的过渡部段均以弧形倒圆成形。就风扇叶轮的效率、噪声产生和转速稳定性而言，这种构造是特别有利的。
对风扇叶轮还有利的是这种构造，其中，从所述风扇叶轮的侧视图观察，盘体在叶轮叶片之间的部分和过渡部段一起具有椭圆形轮廓。如果从侧面观察所述风扇叶轮，并观察两个相邻的叶轮叶片和与它们相连的盘体，则所述叶轮叶片与所述叶轮叶片之间的盘体部分之间的两个过渡部段形成半椭圆形。然后，所述叶轮叶片进一步轴向延伸到相对的盘体。
盘体优选地被设计成使其形成风扇叶轮的轴向入口并且在一侧限定所述风扇叶轮的径向排放开口。因此，所述盘体还承担了现有技术中已知的覆盖盘的功能。
如上所述，盘体可以模仿现有技术中已知的底部盘和/或覆盖盘。然而，风扇叶轮的一个有利实施例是，盘体模仿覆盖盘，并且风扇叶轮包括底部盘，所述底部盘具有或形成所述风扇叶轮的轮毂。所述轮毂形成与电动机的接口。叶轮叶片附接到或形成在所述底部盘上。
风扇叶轮的进一步改进的实施例规定，叶轮叶片均在从叶片前边缘到叶片后边缘的叶片长度上延伸。所述叶轮叶片分为前段、后端和过渡段，所述前段从叶片的前边缘向叶片后边缘方向延伸，所述后端从叶片后边缘向叶片前边缘方向延伸，所述过渡段在前段和后段之间形成。所述叶轮叶片在所述前段和所述后段设计成在盘体和底部盘之间的路线中相反地弯曲。
这种风扇叶轮的实施例的独特之处在于，所述叶轮叶片在所述前段和所述后段中被设计成相对于盘体和底部盘之间的最短连接相反地弯曲，特别是在三维上相反地弯曲。
在有利的实施例中，叶轮叶片设计成以弧形弯曲。弧形的路线优选地具有恒定的或基本上恒定的弧线半径。
风扇叶轮的另一个实施例也是有利的，其中所述前段在所述叶片长度的至少5％上延伸，优选地在10％-40％上延伸。同样有利的是，所述后段在所述叶片长度的至少5％上延伸，优选地在10％-40％上延伸。
对于风扇叶轮来说，过渡段连接前段和后段。特别地，所述过渡段沿叶片长度具有连续的路线。前段和后段的曲率交替，即前段和后段中相反的曲率，在过渡段中优选地以均匀的路线实现。
在流体技术方面有利的风扇叶轮的实施例优选地规定，前段朝向旋转轴线弯曲，而后段远离旋转轴线弯曲。
在另一实施例中，所述风扇叶轮的独特之处在于，底部盘在其径向外边缘部分上具有椭圆形横截面，使得其底部盘径向外边缘平行于或基本平行于旋转轴线延伸。
在风扇叶轮的有利的实施例中，还规定叶轮叶片沿径向向外并且围绕旋转轴线从叶片前边缘延伸至叶片后边缘。因此，所述叶轮叶片相对于旋转方向向前或向后弯曲。
根据本发明的风扇叶轮特别地设计为径向叶轮或对角叶轮。所述风扇叶轮优选地由一件特别地由塑料制成。然而，也可以使用由金属制成的，特别是由金属板制成的多部分式叶轮。
附图说明
本发明的其他有利改进与参考附图的本发明的优选实施例的描述一起在下文中更详细地示出。其示出：
图1为第一示例性实施例的风扇叶轮的立体图；
图2为图1中风扇叶轮的侧视图；
图3为第二示例性实施例的风扇叶轮的立体图；
图4为图2中风扇叶轮的侧视图；
图5为另一示例性实施例中的风扇叶轮的透视截面图；
图6为另一示例性实施例中的风扇叶轮的另一透视截面图。
具体实施方式
图1和图2示出了风扇叶轮1的第一示例性实施例，所述风扇叶1轮设计为具有围绕旋转轴线RA布置在叶片环中的多个叶轮叶片2的径向叶轮，叶轮叶片2围绕旋转轴线RA在周向方向上弯曲，从轮毂出发，从各自的叶片前边缘5到各自的叶片后边缘6在各自的叶片长度上径向向外延伸。叶轮叶片2各自在轴向入口侧形成进入盘体3中的过渡部段7，过渡部段7为一体的、无缝且无缺口的，过渡部段7以覆盖盘的形式沿周向方向围绕旋转轴线RA连接叶轮叶片2，并覆盖叶轮叶片2之间的部分9。盘体3形成轴向吸入口25。吸入口25的边缘由盘体3的平行于旋转轴线RA延伸的部分形成。在相应的叶轮叶片2和盘体3之间限定风扇叶轮1的流动通道80，这些流动通道形成径向的排放口。从叶轮叶片2到一体连接的盘体3的过渡部段7无缝且无缺口地延伸，其中，从旋转轴线RA径向向外弯曲的叶片后边缘6的弧形轮廓，通过倒圆平滑地转入到盘体3。在根据图2的风扇叶轮1的侧视图中，可以清楚看到过渡部段7如何分别以弧形倒圆成形，并如何延续叶片后边缘6的弧形或曲线。在实施例中，叶轮叶片2的径向向外的凸弧形或曲线沿着从叶片前边缘5到叶片后边缘6的相应叶片长度相对于旋转轴线保持相同方向。只有弧形或曲线的程度可以沿着叶片的长度改变。
在所有的叶轮叶片2上重复叶轮叶片2在盘体3上的成形，使得单个叶轮叶片2之间的部分9和相应的过渡部段7一起均形成半椭圆形的椭圆轮廓，如根据图2的侧视图中清楚所示。因此，在盘体3的入口侧上形成弯曲的V形轴向切口19。
风扇叶轮1还具有底部盘4，一体邻接的叶轮叶片沿着连接部18连接到底部盘4上。叶轮叶片2相对于旋转轴线RA成角度延伸到底部盘中，如图2所示。底部盘4在其径向外边缘部分22中具有椭圆形横截面，并且从径向向外的延伸变为轴向延伸，使得底部盘4的径向外边缘平行于或基本平行于旋转轴线RA延伸。
图3和图4示出第二示例性实施例，其中与根据图1的实施例相同的特征不再重复，而视为由上文公开。相同的附图标记表示相同的特征。与图1和图2的风扇叶轮1的实施例相反，叶轮叶片2的弧形或曲线相对于旋转轴线RA相反，即相对于旋转轴线径向向内定向。在此实施例中，叶轮叶片2的径向向内的凸弧形或曲线在沿着从叶片前边缘5到叶片后边缘6的各自的叶片长度上相对于旋转轴线RA保持相同方向。只有弧形或曲线的程度可以沿着叶片的长度改变。
图5示出了风扇叶轮1的另一实施例的侧视截面图。盘体3的形状以及从叶轮叶片2到盘体3的过渡部段7对应于图1至图4的所示实施例。然而叶轮叶片2的弧形或曲线与旋转轴线RA不同。根据图5，叶轮叶片2在叶片前边缘5和叶片后边缘6上被设计成在从盘体3到底部盘4的路线中相反地三维弯曲。更准确地说，叶轮叶片2被分成前段10、后段12和过渡段11，前段10从叶片前边缘5开始向叶片后边缘6的方向延伸，后段12从叶片后边缘6向叶片前边缘5的方向延伸，过渡段11在前段10和后段12之间形成过渡。前段10和后段12分别在总叶片长度的30％上延伸，介于中间的过渡段11限定其余部分。过渡段11沿叶片长度具有连续的路线，使得叶轮叶片2从前段10到后段12沿着叶片长度的曲线的方向变化在叶轮叶片2的整个轴向高度上均匀地实现并且没有中断。根据图5，叶轮叶片2在前段10和后段12中弯曲，使得叶轮叶片2在前段10和后段12中相对于盘体3和底部盘4之间的最短连接相反地三维弯曲，其中在图5所示的实施例中，前段10中的曲线远离旋转轴线实现，并且后段12中的曲线朝向旋转轴线实现。在根据图6的实施例中正好相反，即叶轮叶片2在前段10中朝向旋转轴线弯曲，而在后段12中远离旋转轴线弯曲。其他特征与图5中的相同。底部盘4和盘体3之间的最短连接均由直线8表示，从而可以更好地掌握后段12中的曲线。
盘体3在所有实施例中均专门地成型，并且从径向内部到径向外部观察，盘体3首先具有区段21，区段21平行于旋转轴线RA轴向延伸，并限定吸入口25。从横截面中观察，随后是覆盖叶轮叶片2的弧形弯曲的路线，该路线在径向外边缘部分23中像小翼一样又转入平行于旋转轴线RA的轴向方向。因此，盘体3在其径向延伸上具有完整的轴向方向变化。叶轮叶片2和盘体3在外侧上径向闭合在一起，即盘体3既不突出于叶轮叶片2也不与其背离。
本发明的实施不限于附图中所示的优选示例性实施例。而是还包括所描述的变体，特别是设计成底部盘作为盘体通过相应的过渡部段7与叶轮叶片2连接。

Claims (16)

1.一种风扇叶轮(1)，其具有围绕所述风扇叶轮(1)的旋转轴线(RA)布置的叶轮叶片(2)，所述叶轮叶片各自在其两个轴向侧中的至少一侧上形成进入盘体的过渡部段(7)，所述过渡部段是一体式、无缝且无缺口的，其中所述盘体围绕旋转轴线(RA)在周向方向上连接所述叶轮叶片(2)，并覆盖限定所述风扇叶轮(1)的流动通道(80)的所述叶轮叶片(2)之间部分(9、10)。
2.根据权利要求1所述的风扇叶轮，其特征在于，至少在所述风扇叶轮(1)的侧视图中观察，所述过渡部段(7)均以弧形倒圆成形。
3.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮，其特征在于，至少在所述风扇叶轮(1)的侧视图中观察，所述盘体在所述叶轮叶片(2)之间的部分(9、10)中与所述过渡部段(7)一起均具有椭圆形轮廓。
4.根据前述权利要求中任一项所述的风扇叶轮，其特征在于，所述盘体形成风扇叶轮(1)的轴向入口(25)，并且在一侧限定所述风扇叶轮的径向排放口。
5.根据前述权利要求中任一项所述的风扇叶轮，其特征在于，所述风扇叶轮具有底部盘(4)，所述底部盘(4)特别具有或形成所述风扇叶轮(1)的轮毂，所述轮毂形成与发动机的接口，并且所述叶轮叶片(2)安装或形成在所述轮毂上。
6.根据前述权利要求所述的风扇叶轮，其特征在于，所述盘体形成所述底部盘(4)。
7.根据前述权利要求5至6中任一项所述的风扇叶轮，其特征在于，所述叶轮叶片(2)各自在从叶片前边缘(5)到叶片后边缘(6)的叶片长度上延伸，其中所述叶轮叶片(2)被分成前段(10)、后段(12)和过渡段(11)，所述前段从所述叶片前边缘(5)向所述叶片后边缘(6)的方向延伸，所述后段从所述叶片后边缘(6)向所述叶片前边缘(5)的方向延伸，所述过渡段形成在所述前段(10)和所述后段(12)之间，其中在所述前段(10)和所述后段(12)中的叶轮叶片(2)设计成在位于所述盘体与所述底部盘(4)之间的路线中相反地弯曲。
8.根据前述权利要求5至7中任一项所述的风扇叶轮，其特征在于，所述叶轮叶片(2)在所述前段(10)和所述后段(12)中相对于盘体和底部盘(4)之间的最短连接相反地弯曲。
9.根据权利要求7或8所述的风扇叶轮，其特征在于，所述叶轮叶片(2)设计成以弧形弯曲。
10.根据前述权利要求7至9中任一项所述的风扇叶轮，其特征在于，所述前段(10)在所述叶片长度的至少5％上延伸，特别地在10％-40％上延伸。
11.根据前述权利要求7至10中任一项所述的风扇叶轮，其特征在于，所述后段(12)在所述叶片长度的至少5％上延伸，特别地在10％-40％上延伸。
12.根据前述权利要求7至11中任一项所述的风扇叶轮，其特征在于，所述过渡段(11)具有沿着所述叶片长度的连续路线。
13.根据前述权利要求7至12中任一项所述的风扇叶轮，其特征在于，所述前段(10)朝向所述旋转轴线(RA)弯曲，并且所述后段(12)远离所述旋转轴线(RA)弯曲。
14.根据前述权利要求5至13中任一项所述的风扇叶轮，其特征在于，所述底部盘(4)在其径向外缘部分(22)具有椭圆形横截面，使得其径向外缘平行或基本平行于所述旋转轴线(RA)延伸。
15.根据前述权利要求中任一项所述的风扇叶轮，其特征在于，所述叶轮叶片(2)均从所述叶片前边缘(5)到所述叶片后边缘(6)径向向外地且围绕所述旋转轴线(RA)延伸。
16.根据前述权利要求中任一项所述的风扇叶轮，其设计成一体式径向叶轮或对角叶轮。
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