CN204921473U - 通风机转子的叶片、通风机转子以及轴流式通风机 - Google Patents

通风机转子的叶片、通风机转子以及轴流式通风机 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及通风机转子的叶片、通风机转子以及轴流式通风机，特别涉及一种轴流式通风机的通风机转子，该通风机转子具有多个叶片，这些叶片分别具有压力侧的径向向外延伸的叶片前缘和径向外缘，其中从径向外缘到叶片前缘的过渡部分别形成为具有相对于邻接的径向向外延伸的叶片前缘的在周向上延伸的突出部。因此在提高效率的同时改善了噪音的形成。

Description

通风机转子的叶片、通风机转子以及轴流式通风机
技术领域
本实用新型涉及一种通风机转子的叶片、轴流式通风机的通风机转子以及具有这样的通风机转子的轴流式通风机。
背景技术
在轴流式通风机的通风机转子中，特别是在具有壁环的实施方式中公知的是在叶片的径向外缘区域内存在主噪音源，因为在此流速非常高。在具有壁环的实施方式中，在通风机转子的径向叶片端部和壁环之间设置有小的缝隙，在其区域内由于高的湍流而同样会轻易导致升高的噪音形成。
此外空气的流入状况影响运行中的通风机转子的噪音产生特别是流动分离之前不久流动的紊乱可导致高的湍流和与叶片前缘的相互作用。除了不期待的噪音以外，湍流特别还在上部压力区域内也对效率构成负面影响。
实用新型内容
实用新型要解决的问题
因此本实用新型的任务在于提供一种叶片结构，一种用于轴流式通风机的通风机转子和一种轴流式通风机，其在具有更高效率的同时特别在上部压力区域内显示出改善的噪音状况并且相对于流入不足更加不敏感。
用于解决问题的方案
本实用新型提供一种通风机转子的叶片，其具有压力侧的径向向外延伸的叶片前缘和径向的外缘，其中，从径向的所述外缘到所述叶片前缘的过渡部形成为具有相对于邻接的径向向外延伸的叶片前缘在周向上延伸的突出部，从而由于所述突出部而使得叶片边宽在具有所述突出部的径向外缘区段中局部受限地扩大了。
本实用新型还提供一种通风机转子，其用于轴流式通风机，所述通风机转子具有多个叶片，这些叶片分别具有压力侧的径向向外延伸的叶片前缘和径向的外缘，其中，从径向的所述外缘到所述叶片前缘的过渡部分别形成为具有相对于邻接的径向向外延伸的叶片前缘在周向上延伸的突出部，从而由于所述突出部而使得叶片边宽在具有所述突出部的径向外缘区段中分别局部受限地扩大了。换言之，叶片具有包含突出部的外缘区段。叶片宽度在外缘区段内仅(局部受限地)增加了突出部的长度。
优选地，所述突出部分别鼻状地构造为所述径向外缘区段的延长部并且在周向上相对于相应邻接的径向向外延伸的压力侧的叶片前缘伸出。
优选地，所述突出部在周向上自邻接的所述叶片前缘伸出叶片边宽的1％～20％的长度。
优选地，所述叶片的相应径向外缘区段邻接到相应径向的外缘处，并且所述叶片在相应径向外缘区段中邻接到所述叶片前缘处的前区段中具有轴向厚度，所述轴向厚度比所述叶片在相应径向外缘区段中邻接到叶片后缘处的后区段中的轴向厚度大。
优选地，所述径向外缘区段在径向方向上具有通风机转子半径的5％的长度。
优选地，由所述径向外缘区段到相应叶片的径向上进一步位于内侧的区域的过渡被流畅地构造。
优选地，具有相对于所述后区段的轴向厚度扩大的轴向厚度的所述前区段在周向上分别具有相应于所述叶片边宽的50％～70％的宽度。
优选地，从所述前区段到所述后区段的轴向厚度的过渡被流畅地构造。
优选地，所述突出部在横断面中构造成卵形。
优选地，所述突出部在横断面中构造成椭圆形。
优选地，所述突出部在周向上观察逐渐变细并且构造成基本上半球形。
优选地，沿着相应叶片的轴向的所述外缘构造有在轴向方向上以预定的迎角弯曲的小翼，所述小翼延伸过渡到所述突出部中。
优选地，所述迎角在所述叶片在相应径向外缘区段中邻接到所述叶片前缘处的前区段中和/或在所述突出部的区域内比在所述叶片在相应径向外缘区段中邻接到叶片后缘处的后区段中更小。
本实用新型还提供一种轴流式通风机，其具有固定的壁环和能在所述壁环内部旋转的根据前述方案的任一项所述的通风机转子。
上述任务通过根据方案1、2以及15的特征组合得以实现。
实用新型的效果
根据本实用新型，为了实现上述任务首先建议一种用于通风机转子的叶片，其具有压力侧的、径向向外延伸的叶片前缘和径向的外缘，其中由径向的外缘到叶片前缘的过渡部形成为具有相对于邻接的径向向外延伸的叶片前缘在周向上延伸的突出部，从而由于突出部而使得叶片边宽在具有突出部的径向外缘区段中局部受限地扩大了。
根据本实用新型，为了实现另一任务而建议一种轴流式通风机的通风机转子，该通风机转子具有多个前述叶片。下面描述该通风机转子的多种改进方案，这些改进方案也单独地即独立于通风机转子而明确地适用于叶片的每个构造方案，以改进根据方案1的构造方案。
径向外缘区段定义为径向位于相应叶片的外部区内的区段，突出部在周向上构造在该区段的延伸中。在径向方向上径向外缘区段在外侧由相应叶片的径向的外缘限制。叶片边宽被定义为在径向方向上观察的具有突出部的径向外缘区段开始之前在假想的边缘处的周向上的叶片宽度。叶片前缘在其过渡到位于径向外缘区段内的突出部内以前径向向外延伸直到径向外缘区段。
通过在通往相应叶片前缘的具有突出部的过渡部中的叶片的径向的外缘的特别的几何设计方案，在高的压力区域中特别是在使用通风机转子和固定的壁环的情况下还在缝隙区域中的噪音形成得以减少。
在一种优选的实施方式中，突出部在单个叶片处分别鼻状构造为径向外缘区段的延长部并且在叶片的旋转方向上相对于分别邻接的径向向外延伸的压力侧的叶片前缘在周向上伸出。由此突出部是引入朝向叶片的流动和空气作用的元件。突出部对沿着叶片和特别是沿着径向外缘区段的流动产生决定性影响。
关于突出部的形状此外有利的是，突出部在横截面中构造为卵形的，进一步优选构造为椭圆形。卵形或椭圆形横截面的较宽的区段在此优选在轴流式叶轮中点的方向上，即沿着叶片前缘朝向中心指向。此外在一种实施方式变形中设置成，在周向上观察突出部逐渐变细并且构造成基本上半球形，从而半球头保证相应叶片的最前面的流动作用。
在本实用新型的一种实施方式变形中设置成，突出部在周向上自邻接的叶片前缘伸出叶片边宽的1％～20％的长度，特别是1％～10％的长度，进一步优选5％～10％的长度。如上所述，在朝向径向外部的具有突出部的区域的假想的边缘处测量叶片边宽。于是突出部的长度可由此而确定。因此相对于邻接的叶片边宽在周向上的突出部的较小长度已经足以获得有利的效果。
除了使用突出部之外，此外通过以下方式也有助于噪音的改善和效率的提高，即叶片在相应径向外缘区段中在邻接到叶片前缘处的前区段中构造成具有加厚部，也就是说在轴向方向上构造为更厚。叶片的后区段用作比较加厚用的参考量，该后区段邻接到叶片后缘处并且具有不变的标准厚度。因此设置成，叶片在前区段中具有比邻接到叶片后缘处的后区段的轴向厚度更大的轴向厚度。从前区段到后区段的厚度变化的过渡在此优选为流畅的。
此外有利的是，通风机转子的径向外缘区段在径向方向上具有通风机转子的半径的5％的长度，进一步优选2.5％的长度。由此得出，仅叶片的径向最外的区域与加厚部和突出部几何匹配。
加厚部在周向上的延伸同样在几何方面进行限定。在此有利的是，轴向加厚的前区段在周向上具有相应于叶片边宽的50％的宽度，进一步优选直到70％的宽度。加厚部在由前区段到后区段的方向上基本上持续地变小。后区段本身可构造为刚好具有不变的宽度。
在根据本实用新型的通风机转子中，在另一实施例中设置成，沿着相应叶片的轴向的外缘构造有在轴向方向上以预定的迎角(Anstellwinkel)弯曲的小翼(Winglet)，该小翼在周向上延伸过渡到突出部中。小翼在叶片处的基本使用是公知的，但是根据本实用新型小翼通过单件式的构造与突出部和加厚部相互协作并且促进噪音减少和效率提高。
在一种改进方案中，相对于邻接的通过叶片表面确定的平面，小翼的迎角在前区段中或在突出部的区域内比在后区段中更小。由此在叶片前缘的压力侧的径向外部区域中的流动首先明显受到借助突出部和加厚部进行的几何匹配的影响，在叶片的流动方向上跟随的区域内逐渐增加地受到小翼的影响。
本实用新型还包括一种具有固定壁环的轴流式通风机，上述通风机转子在该壁环之内旋转。通风机转子的根据本实用新型的实施方案在与壁环一起使用时产生特别积极的影响，因为在位于壁环和通风机转子之间的缝隙区域内出现有特别强的湍流。
附图说明
只要在技术上为可行的，这些单个的实施方式方案的所有阐述的特征可自由组合。本实用新型的其它有利的改进方案在从属方案中得到表明，或者下面与本实用新型的优选实施方式的描述一起借助附图得到更详尽的描述，其中：
图1示出通风机转子的俯视图，
图2示出来自图1的细节视图X，
图3a～图3g示出来自图1的通风机转子的截面视图，
图4示出用于比较根据本实用新型的通风机转子产生的压力差与现有技术的图表，
图5示出用于比较根据本实用新型的通风机转子的声功率等级与现有技术的区别的图表，
图6示出具有通风机转子和壁环的轴流式通风机。
具体实施方式
图1示出轴流式通风机的通风机转子1的俯视图，该通风机转子1具有由中间轮毂区域径向向外延伸的多个叶片2，这些叶片2分别具有在压力侧径向向外延伸的弓形的叶片前缘3和叶片后缘10以及弧形的径向的外缘4。叶片2中的每一个都构造为相同的，从而对于一个叶片的描述可同样地适用于所有其它叶片。
由径向的外缘4到叶片前缘3的过渡部5分别形成为具有相对于邻接的径向向外延伸的叶片前缘3在周向上延伸的突出部6。在此，突出部5分别伸出超过几何形状不变的叶片前缘3的径向最外边缘点处的假想的连接线K。
图2示出来自图1的细节视图X。在径向最外的区域内邻接叶片2的径向的外缘4处表示为径向外缘区段7，突出部6在周向上构造在该外缘区段7的延长中。叶片边宽Sb被定义为在径向方向上观察的具有突出部6的径向的外缘区段7开始之前在所假想的边缘处的周向上的叶片宽度。径向的外缘区段7在此在径向方向上具有通风机转子的半径的2.5％的长度L。
在叶片前缘3过渡到位于径向外缘区段7中的突出部6之前，叶片前缘3径向向外延伸直到径向外缘区段7。通过突出部6，使叶片边宽Sb在具有突出部6的径向外缘区段7中局部受限地扩大了，从而径向外缘区段7具有宽度Sb加上突出部6的长度。在周向上的突出部6的相对于邻接的叶片前缘3伸出的长度在示出的实施方案中对应于叶片边宽Sb的大约6.5％。突出部6在此构造为具有基本上半球形的末端的径向外缘区段7的鼻状伸出的延长部。在周向上在图2中绘有多个截面A-A至E-E，这些截面在图3a～图3e中再现。此外在图3g中示出了在周向上的在图2中标记的截面G-G。
图3a～3g的截面使得径向外缘区段7中的叶片2的几何形状可看出。根据图3a，突出部6具有椭圆形的截面，该截面流畅地过渡到在径向上并且在周向上紧接的叶片2的形状。
在邻接到叶片前缘3处的区域内确定前区段8，在邻接到叶片后缘10处的区域内确定后区段9。区段8、9流畅地过渡到彼此之中，但是前区段8中的轴向厚度D1大于后区段9中的轴向厚度D2。示例性地这在图3c和3f中利用超过20％的厚度差别体现出来。以由叶片前缘3开始测量的方式，加厚部在周向上在叶片边宽Sb的70％的宽度Bu上延伸。如在图3g中所示的那样，也在径向方向上在突出部6的区域和相邻的区段内进行加厚。
如例如可在图3f中识别的那样，沿着叶片2的轴向的外缘4，在轴向方向上以预定的迎角弯曲的小翼11单件式地构造在叶片2处。小翼11在前区段8中延伸过渡到突出部6中。小翼11的迎角在前区段8中和在突出部6的区域中相对于后区段9减小。
图4和5示出用于证明通风机转子1相对于不具有根据本实用新型的特征的现有技术的对照通风机转子的噪音产生改善和效率提高的图表。在此在图4中示出产生的压力差的比较，在图5中示出根据本实用新型的通风机转子的声功率等级(线P)与现有技术(线O)的区别的比较。表明了，利用根据本实用新型的叶片2的实施方案可实现根据图4的均匀的压力变化进程，根据图5以减小的声等级反映了该压力变化进程。
图6示例性地示出来自图1的通风机转子1以及壁环20的使用，其中在壁环20和通风机转子1之间保留周缘缝隙21，该周缘缝隙21特别有助于提高噪音形成。但是这种噪音形成在使用来自图1的通风机转子1的情况下以在图4和5中示出的方式相应地被降低。
本实用新型在其实施方案方面不受限于前述优选的实施例。相反地可设想这样的变形方案，即：即使在基本上不同类型的实施方式中也利用所示出的解决方案。例如叶片的形状能够可变地设计。前述选择的取向例如“在周向上”则可相应地转移到叶片的形状上。在叶片的径向的外缘为笔直的情况下可能在示例性提及的情况中得出不是在“周向上”而是在“径向叶片外缘的方向上”的延伸。但是根据本实用新型的解决方案保持不变。

Claims (15)

1.一种通风机转子的叶片，其具有压力侧的径向向外延伸的叶片前缘(3)和径向的外缘(4)，其特征在于，从径向的所述外缘(4)到所述叶片前缘(3)的过渡部(5)形成为具有相对于邻接的径向向外延伸的叶片前缘(3)在周向上延伸的突出部(6)，从而由于所述突出部(6)而使得叶片边宽(Sb)在具有所述突出部(6)的径向外缘区段(7)中局部受限地扩大了。
2.一种通风机转子，其用于轴流式通风机，所述通风机转子具有多个叶片(2)，这些叶片(2)分别具有压力侧的径向向外延伸的叶片前缘(3)和径向的外缘(4)，其特征在于，从径向的所述外缘(4)到所述叶片前缘(3)的过渡部(5)分别形成为具有相对于邻接的径向向外延伸的叶片前缘(3)在周向上延伸的突出部(6)，从而由于所述突出部(6)而使得叶片边宽(Sb)在具有所述突出部(6)的径向外缘区段(7)中分别局部受限地扩大了。
3.根据权利要求2所述的通风机转子，其特征在于，所述突出部(6)分别鼻状地构造为所述径向外缘区段(7)的延长部并且在周向上相对于相应邻接的径向向外延伸的压力侧的叶片前缘(3)伸出。
4.根据权利要求2或3所述的通风机转子，其特征在于，所述突出部(6)在周向上自邻接的所述叶片前缘(3)伸出叶片边宽(Sb)的1％～20％的长度。
5.根据权利要求2或3所述的通风机转子，其特征在于，所述叶片(2)的相应径向外缘区段(7)邻接到相应径向的外缘(4)处，并且所述叶片(2)在相应径向外缘区段(7)中邻接到所述叶片前缘(3)处的前区段(8)中具有轴向厚度(D1)，所述轴向厚度(D1)比所述叶片(2)在相应径向外缘区段(7)中邻接到叶片后缘(10)处的后区段(9)中的轴向厚度(D2)大。
6.根据权利要求2或3所述的通风机转子，其特征在于，所述径向外缘区段(7)在径向方向上具有通风机转子半径的5％的长度(L)。
7.根据权利要求2或3所述的通风机转子，其特征在于，由所述径向外缘区段(7)到相应叶片的径向上进一步位于内侧的区域的过渡被流畅地构造。
8.根据权利要求5所述的通风机转子，其特征在于，具有相对于所述后区段(9)的轴向厚度扩大的轴向厚度(D1)的所述前区段(8)在周向上分别具有相应于所述叶片边宽(Sb)的50％～70％的宽度(Bu)。
9.根据权利要求5所述的通风机转子，其特征在于，从所述前区段(8)到所述后区段(9)的轴向厚度的过渡被流畅地构造。
10.根据权利要求2或3所述的通风机转子，其特征在于，所述突出部(6)在横断面中构造成卵形。
11.根据权利要求2或3所述的通风机转子，其特征在于，所述突出部(6)在横断面中构造成椭圆形。
12.根据权利要求2或3所述的通风机转子，其特征在于，所述突出部(6)在周向上观察逐渐变细并且构造成基本上半球形。
13.根据权利要求2或3所述的通风机转子，其特征在于，沿着相应叶片(2)的轴向的所述外缘(4)构造有在轴向方向上以预定的迎角弯曲的小翼(11)，所述小翼(11)延伸过渡到所述突出部(6)中。
14.根据权利要求13所述的通风机转子，其特征在于，所述迎角在所述叶片(2)在相应径向外缘区段(7)中邻接到所述叶片前缘(3)处的前区段(8)中和/或在所述突出部(6)的区域内比在所述叶片(2)在相应径向外缘区段(7)中邻接到叶片后缘(10)处的后区段(9)中更小。
15.一种轴流式通风机，其特征在于，所述轴流式通风机具有固定的壁环(20)和能在所述壁环(20)内部旋转的根据权利要求2～14中任一项所述的通风机转子(1)。
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